高温配管系の熱応力可視化

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研究代表者:
徐 超男 (産業技術総合研究所 生産計測技術研究センター応力発光技術チーム 研究チーム長)
研究課題:
応力発光体を用いた安全管理ネットワークシステムの創出

技術解説

高温配管は原子力施設をはじめ、工場や発電所などで多く使われ、その安全管理は緊急な課題である。一方、応力発光センサの発光特性は、応力発光体の特性のみならず、そのマトリックス材の化学的、機械的、光学特性に大きく依存する。通常の応力発光センサでは、応力発光セラミックス粒子とエポキシ樹脂とのハイブリッド塗膜であり、環境温度が60℃以上になるとエポキシ樹脂の機械性能の変化に伴い、応力発光センサの感度が低下する問題がある。そこて、高温下の応力発光センサ感度の向上を目指し、応力発光材料を選定したガラスバインダに混練させ、高温用の応力発光センサを作り出すことに成功した。
この高温タイプの塗膜センサを高温パイプ配管に適用し、その結果、得られた応力発光画像より、熱応力分布の検出に成功した。
本実証試験は【独立行政法人日本原子力研究開発機構】の協力を得て実施した。

概要図

(a)高温型応力発光センサを配置する前のパイプ (b)配管ラインに配置した後 (c)応力発光画像で検出した熱応力分布の様子

(a)高温型応力発光センサを配置する前のパイプ (b)配管ラインに配置した後 (c)応力発光画像で検出した熱応力分布の様子

論文等

  1. W. Liu, T. Nagatake, K. Takase, C.X. Wu, D. Ono, H. Yamada, C.N. Xu, “Visualization of Thermal Stress Distribution With Elasticoluminescent Materials”, Proceedings of International Forum on Mechanoluminescence and Novel Structural Health Diagnosis 2011, pp.182-189, 2012
  2. W. Liu, T. Nagatake, K. Takase, C.X. Wu, D. Ono, H. Yamada, C.N. Xu, “Evaluation of thermal stress distribution with elasticoluminescent materials”, Proc. of 8th International Conference on Flow Dynamics, pp.102-103, 2011

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