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).)
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