磁気的手法による経年損傷評価技術

摘要

機器の安全性を維持しその寿命をき裂発生に絡めて正しく推定するためには，構造物中に存在する欠陥を定量的に評価する必要がある。そのため現在，き裂を対象として渦電流，超音波，X線などによる非破壊検査が適用されている。 しかし，発生したき裂が進展すると構造物の破壊につながる。機器の安全性をより一層高めるためには，き裂発生前における材料劣化の診断技術の確立がぜひとも必要である。 そこで劣化程度のパラメータとして，材料の磁気的物理量に注目する。き裂の発生は局所的な応力集中によって起こると考えられ，塑性変形に対してもっとも敏感な物理量のひとつが磁気的物理量であるからである。磁気的物理量を非破壊検査手法に用いる研究はまだ少ないが，強磁性金属, 規則合金, ステンレス鋼などでは磁気的物理量が塑性変形により変化することが詳しく調べられている。 例えば後で示すように, 構造部材として用いられるSUS304ステンレス鋼は通常非磁性体であるが，応力集中部においてマルテンサイト変態を起こし強磁性を示すようになる。 したがって，漏洩磁束密度分布測定結果からマルテンサイト相である磁化領域を再構成することができれば，き裂発生前における非破壊劣化診断が可能になる。