応力発光による蓄圧器損傷診断システム

応力発光による蓄圧器損傷診断システム
(株)ロジカルプロダクト
(独)産業技術総合研究所、国立大学法人佐賀大学
システムのポイント
●応力発光の発光画像によって、圧力容器のひずみ分布を算出します。
●圧力容器が破壊する前に疲労き裂部分を可視化し、容器の損傷を
圧力容器が破壊する前に疲労き裂部分を可視化し、容器の損傷を予測します。
の損傷を予測します。
●圧力容器の安全性確保のための健全性診断に有効です。
圧力容器の安全性確保のための健全性診断に有効です。
30
90% crack in a cylinder
[ µst ]
90% crack in a cylinder
[ µst ]
1000
1500
0
2000
2500
-10
3000
400
800
25
3500
-20
0
50
500
10
Y axis [mm]
75
0
20
Y axis [mm]
水素ステーション
1200
0
1600
2000
-25
2400
2800
-50
4000
-30
90
100
110
120
130
140
X axis [mm]
水素製造装置
圧縮機
応力発光センサ
75
100
125
150
175
200
225
Z axis [mm]
断面ひずみ分布
特徴
このシステムは、水素の充填・放出
過程における蓄圧器の力学分布の変
化を利用して、蓄圧器の内部疲労き
裂(損傷部)、異常応力集中箇所を
外観検査により可視化します。
3200
-75
表面ひずみ分布
蓄圧器
実際の応用例
実際の応用例
鋼製圧力容器の水圧サイクル試験において、本システムの有効性を評価しました。左下図は、水圧
サイクル試験中の圧力容器の応力発光画像を示しています。長期間サイクル試験の発光画像において、
容器底部に強い発光を示す部分が観察されました。この強い発光を示した箇所は内部き裂箇所(右下
図)と一致しました。このことから、本手法は、容器が壊れる前に疲労破壊を予測できることが明ら
かになり、損傷診断技術として大変有効であることが実証されました。
(a)容器外部き裂
(b)容器内部き裂
(a)1サイクル目
(d)33,778サイクル目の
容器底部の拡大画像
(b)20,000サイクル目
(c)33,778サイクル目
容器劣化に伴う応力発光体の発光挙動
疲労試験後の圧力容器の内・外部の写真
(参考:産総研・HyTReC・九大共同発表 2012 IEEE SAS Proc., 212 (2012).)