게시 및 게시 날짜 : 2008/11/14

"보이지 않는"위험을 시각화하는 기술 바카라 하는 법

-Stress gliluminant는 결함과 바카라 하는 법 수준을 동시에 진단합니다

포인트

  • 구조에 숨어있는 결함의 존재와 바카라 하는 법 수준은 동시에 감지 될 수 있습니다
  • 미세 균열의 발생과 그들의 발달은 스트레스 방출을 통해 현장에서 시각화 될 수 있습니다
  • 파이프 라인, 탱크, 항공기 등의 안전 관리에 적용될 것으로 예상됩니다


요약

바카라 커뮤니티 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST")생산 및 측정 기술 연구 센터8366_8464스트레스 방출우리는 신체의 발광 강도 분포를 시각화하는 기술을 바카라 하는 법했습니다

일반적으로 구조의 이상 및 바카라 하는 법을 감지하기 위해비파괴 테스트X- 선 및 초음파를 사용한 결함 검출 기술이 사용되지만 결함 수준을 결정하는 것은 매우 어렵습니다 결함 수준을 알기 위해, 결함과 동시에스트레스 필드의 이상을 감지해야하지만 지금까지 결함과 응력 필드를 동시에 감지하기가 어려웠습니다

이번에 바카라 하는 법 된 시각화 기술은 구조의 표면에 기계적 자극을 통해 빛 (응력 발광)을 방출하는 미세한 입자를 포함하는 페인트를 적용하여 구조에 힘을 발휘하고 진동하는 것이 포함됩니다 이 시점에서 응력에 의해 생성 된 표면 발광 강도 분포는 구조 표면에 나타나지 않는 균열과 같은 결함의 발생 및 존재를 실시간으로 시각화 할 수있게하는 반면, 동시에, 응력 장 및 결함 수준은 한눈에 명확하게 시각화 될 수있다 이 기술을 사용하여 금속 플레이트는 응력 조명을 함유 한 페인트로 코팅되며 시각적으로 볼 수 없습니다피로 균열및 감지 할 수없는 균열 팁의 응력 농도가 시각화되었으며 균열의 위치와 바카라 하는 법 수준을 동시에 감지 할 수 있습니다

이 연구 결과는 2008 년 11 월 18 일에 도쿄에서 개최 될 일본 과학 기술 기관 전략적 창조적 연구 프로모션 프로젝트 팀 기반 연구 (CREST)의 2008 년 공공 심포지엄 연구 지역 "고급 통합 감지 기술"에서 발표 될 것입니다

응력 방출 필름으로 코팅 된 금속 시편의 그림
스트레스 방출 필름으로 코팅 된 금속 테스트 조각
눈에 보이는 피로 균열과 스트레스 이상을 볼 수없는 스트레스

연구 배경

최근에는 사회적 자본 및 산업 구조의 노화 및 열악한 유지 보수로 인한 많은 사고가 발생했으며 사고를 방지하고 수명을 연장하기위한 기술의 필요성이 급격히 증가하고 있습니다 일본은 "세 번째 기초 과학 및 기술 계획"의 전략적 핵심 과학 및 기술 중 하나로 비파괴 테스트 및 센서, 건전성 평가 및 관리 기술을 사용하여 혁신적인 안전 관리 기술, 특히 고급 검사 및 진단 기술의 바카라 하는 법을 확립했습니다

현재 구조물에 대한 비파괴 검사 기술은 X- 선 검사 기술과 초음파를 사용하지만 결함이 감지 되더라도 응력 필드의 이상을 동시에 감지하는 것은 어렵습니다 스트레스 감지를 위해거리 게이지10076_10191

기존의 기술로 해결할 수없는 많은 문제가 있으며, 공장의 다양한 파이프 라인과 터널 등의 안전 검사는 실제로 타악기 검사와 같은 인적 자원에 크게 의존하고 있으며, 그 중 많은 사람들이 검사 엔지니어의 경험과 직관에 영향을받습니다 현재 많은 숙련 된 엔지니어가 은퇴하고 있으며 보충 및 기술 이전이 충분하지 않으므로 작업의 많은 부분에 의존하는 안전과 보안이 그 한도에 도달했습니다 간단하고 신뢰할 수있는 결함과 위험 수준을 감지하여 위험에 대한 안전 관리 기술을 바카라 하는 법할 필요가 있습니다

연구 기록

바카라 하는 법의 생산 및 측정 기술 연구 센터는 스트레스 방출 메커니즘의 설명에서 재료 개발, 장치 변환, 체계화 및 응용 개발에 이르기까지 일련의 연구 개발을 수행하고 있습니다 지금까지 우리는 스트레스가 강한 스트레스 방출, 제조 된 나노 미터 크기의 미세한 입자의 스트레스 이미지에 적용 할 수있는 페인트를 만들어 구조의 다양한 기계적 현상을 관찰 할 수있는 물질을 개발했습니다 응용 프로그램 개발의 일환으로, 우리는 응력 발광 본체를 사용한 구조의 스트레스 분석에 대한 연구를 수행했으며, 이전 예술에서 응력 분포 및 측정 값의 수치 계산 결과는 응력 발광 강도 분포 사이의 높은 상관 관계를 보여줍니다

이 연구는 일본 과학 및 기술 대행사 전략적 창조 연구 촉진 팀 유형 연구 (CREST) ​​연구 분야에서 "고급 통합 감지 기술"의 연구 영역에서 "스트레스 발광 재료를 사용하여 안전 관리 네트워크 시스템을 만드는 데있어"연구 주제의 일부로 수행되고 있습니다

연구 컨텐츠

응력 이미 터는 분말 형 세라믹 미세 입자 (입자 크기를 제어 할 수 있음)이며, 각각의 개별 미세 입자는 기계적 신호를 광학 신호로 직접 변환하여 매크로 스케일 현상을 마이크로로부터 감지 할 수있는 센서이다 이들 미세 입자가 적용될 때, 전체 시야에서의 응력 농도는 개별 미세 입자의 가벼운 방출로 인해 일종의 이미지 정보로서 얻어 질 수있다 따라서 전체 면적은 관찰 대상으로 사용되지만 스트레스 이상 및 바카라 하는 법 수준뿐만 아니라 해당 지역에서 발생하는 국부 결함을 고해상도로 안정적으로 포착 할 수 있습니다 이것은이 기술의 주요 특징입니다

그림 1은 결함 및 응력 분포의 동시 측정의 예를 보여줍니다 금속 플레이트는 응력-발광 물질로 코팅되었고 (도 1A), 응력-발광 방출은 보이지 않는 피로 균열의 시각화를 허용했다 (도 1B) 동시에, 균열 팁에서의 응력 농도는 검출 될 수없고, 시각화되었고, 균열의 위치와 바카라 하는 법 수준이 동시에 감지되었다 (도 1C)

구조와 위험 수준에 숨겨진 균열의 동시 감지
그림 1 : 구조와 바카라 하는 법 수준에 숨겨진 균열의 동시 감지

그림 2는 스테인레스 스틸 플레이트에서 피로 균열 성장의 검출의 예를 보여줍니다 그림과 같이 2A, 25mm 너비의 스테인레스 스틸 플레이트 및 3mm 두께가 사용되었고, 스트레스 조명이 10mm x 10mm 범위에서 플레이트에 적용되었고, 폭이 05mm 및 25mm 길이가 왼쪽에 형성되었다 또한, 스트레인 게이지를 스테인레스 스틸 플레이트의 뒷면에 부착하여 변형을 측정 하였다 피로 테스터에 의해 반복 된 인장력을 적용했을 때, 시간이 지남에 따라 스테인레스 스틸 플레이트의 왼쪽에 노치 끝에 형성된 균열이 점차 오른쪽으로 확장되었습니다 그림 2 B에서 F까지의 일련의 이미지는 응력 방출에 의해 균열 성장이 포착되는 비디오입니다 균열 팁에서 응력이 집중되기 때문에 해당 영역의 응력 강도는 주변 지역의 강도보다 강해집니다 또한, 그 주위의 응력 분포는 또한 발광 강도의 분포로 관찰 될 수있다 시간이 지남에 따라 스트레스 강도 강도가 가장 강한 영역은 오른쪽으로 이동하며, 이는 발생하는 균열의 끝입니다 그런 다음 스트레스 발광 강도로부터 응력 비정상 값을 정량화 할 수 있으며 균열 바카라 하는 법 수준을 진단 할 수 있습니다 또한 스트레인 게이지는 시간이 지남에 따라 변화를 측정 할 수 없었습니다 다시 말해, 응력 방출은 기존 기술을 사용하여 측정 할 수없는 스테인레스 스틸 플레이트의 뒷면에서만 발생하는 미세한 피로 균열 (c)을 동시에 감지 할 수있게 해주었다

코팅 센서에 의한 미세 피로 균열 성장 감지 그림
그림 2 코팅 센서에 의한 미세 피로 균열 성장 감지

상이한 결함 수준의 동시 검출의 예가도 3에 도시되어있다 응력 발사 물질은 후면 표면에 다른 직경의 원형 구멍 (결함)이있는 금속 플레이트 (도 3의 중심)를 갖는 금속 플레이트의 표면에 적용되었고, 금속 플레이트가 테스트터 (도 3의 왼쪽)에 의해 당겨 질 때, 응력 부두 재료는 결함 위치에 상응하는 표면에 관찰되었다 그림 3의 오른쪽은 의사 3D 색상 이미지에서 응력 방출 강도를 명확하게 보여 주며, 강도가 증가함에 따라 색상이 파란색, 녹색, 노란색 및 빨간색으로 표시됩니다 응력 발광 강도가 구체적으로 증가하는 부분은 뒷면의 원형 구멍의 위치와 동일하며, 원형 구멍이 더 깊을 때 원형 구멍의 강도가 강해집니다 결함이없는 경우, 스트레스 방출 분포에서 이상을 관찰함으로써 뒷면 표면 또는 금속 플레이트 내부의 결함을 감지 할 수 있습니다 즉, 결함의 위치와 바카라 하는 법 수준은 응력 방출 이미지에서 시각화 될 수 있습니다

뒷면에 결함이있는 금속 플레이트 표면의 인장 시험 중 응력 방출 이미지
그림 3 스트레스 방출 이미지 뒷면의 결함 (다른 깊이의 원형 구멍)을 갖는 금속 플레이트 표면의 인장 테스트 중

미래 계획

이 기술은 파이프 라인, 탱크, 항공기 등의 안전 관리 및 비파괴 테스트에 적용될 것으로 예상됩니다

향후, 우리는 스트레스 기록을 색상 변화로 기록하고 센서 네트워크 노드를 바카라 하는 법하며 바카라 하는 법 한 이상 및 위험 탐지 기술을 기반으로 체계적인 시스템을 통합하는 장치를 바카라 하는 법할 것입니다 우리는 회사 및 기타와 협력하여 데모 테스트를 수행하여 구조의 안전과 보안을 종합적으로 모니터링하는 안전 관리 네트워크 시스템을 바카라 하는 법하는 것을 목표로합니다 또한 스트레스 시각화 및 전체 시야의 분석을 사용하여 힘의 발달 및 전파에 대한 기본 연구와 비파괴 테스트 기술에 대한 적용에 대한 기본 연구를 원합니다

터미널 설명

◆ 스트레스 방출
기계적 자극으로 인한 발광 현상을 말합니다 고대에는 암석 설탕이 부러 질 때 발광 현상이 알려졌습니다 변형이 정상으로 반환되는 탄성 변형 영역에서는 매우 약한 빛 방출이 발견되었지만 바카라 하는 법는 탄성 변형 영역에서 강한 응력 방출을 나타내는 재료를 성공적으로 개발했습니다 또한, 응력 발사 물질은 나노 크기의 입자로 성공적으로 전환되어 구조의 이상 진단에 필수적인 페인트를 달성했습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 비파괴 테스트
검사 할 물체를 물리적으로 파괴하지 않고 재료 내부 또는 작은 표면 결함을 감지하는 검사 방법 엑스레이와 초음파를 사용하는 방법이 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 스트레스 필드
는 응력의 공간 분포를 보여줍니다 응력의 공간 분포는 물체 내에서 생성 된 힘의 작용의 크기와 방향을 표현하는 데 사용되는 물리적 수량입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 피로 균열
하중에서 반복적 인 변동이 발생한 재료에서 발생하는 균열을 나타냅니다 특히, 세계 최초의 실용적인 제트 여객 항공기 인 영국의 데 하빌 랜드 혜성에서 일련의 사고가 발생한 후 금속 피로 균열이 드러났습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 거리 게이지
변형 측정을위한 기계 센서 구조는 얇은 절연체 필름에 부착 된 와이어의 금속 호일로 만들어지며 변형으로 인한 금속 포일의 전기 저항의 변화는 변형의 양으로 변환되며 측정이 이루어집니다[참조로 돌아 가기]

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