私(片桐)のD論執筆も落ち着いてきたころ、嬉しいお知らせがありました。
先日Measurement誌にDemonstration of detection of the multiple pipe wall thinning defects using microwaves (マイクロ波を用いた複数配管減肉検出の実証)とのタイトルで投稿した論文の受理通知です。
従来の金属配管に対するマイクロ波探傷法の研究では、減肉もしくは亀裂が1箇所にのみ存在する場合を想定しており、複数のきずが存在する場合はどれだけ検出性に影響を与えるのか、ということについては評価されていませんでした。そこで本研究では、配管内の複数箇所に減肉部が生じていても検出可能であるということを実証した、というものです。
こちらが実験体系。１５ｍ配管の内部にマイクロ波を伝播させ、配管内壁の一括探傷を行います。
で、こちらが得られた信号。左が模擬減肉が１つ（PWT1）のみ、右が２つ（PWT1とPWT2）の場合。実際に模擬減肉を設置した位置からの明瞭な反射波を確認することができます。
模擬減肉の位置と信号振幅との関係をまとめたものがこちら。黒丸が模擬減肉１つのみの場合の結果で、黒実線が理論値。模擬減肉が２つある場合でも模擬減肉１つの場合の減衰曲線状にほとんど乗っており、結果として複数減肉の場合でも検出性の低下は無い、と判断できるわけです。
論文の概要は以下の通りです。
Author: Takuya Katagiri, Guanren Chen, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
Abstract: In this study, the applicability of a nondestructive method using microwaves to the detection of multiple pipe wall thinning defects was investigated. In numerical simulation, a single full circumferential defect was introduced into a straight pipe of 19 mm inner diameter, and the effect of the defect on transmitted waves was investigated. The transmitted energy ratio of the TM01 mode to the emitted wave was found to be 93% in average even in the presence of a 1-mm depth thinning. After that, experimental measurements were performed using a flanged brass tube with two artificial thinning defects. By applying signal processing to the measured S-parameters, clear reflections from the two defects were observed. By comparing the signals, we confirmed that the first full circumferential defect provides at most 12% amplitude attenuation of the reflected signal from the second defect, which should be related to the distance and size of the defects.