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» 2017年01月14日 08時00分 UPDATE

ロボット開発ニュース:インフラ点検用ロボットに搭載可能な高エネルギーX線非破壊検査装置

産業技術総合研究所と静岡大学は、インフラ構造物などを検査するロボットに搭載可能な、バッテリー駆動で小型軽量の高エネルギーX線非破壊検査装置を開発した。肉眼では確認できない社会/産業インフラの経年劣化を効率的に点検できる。

[MONOist]

 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2016年12月21日、同機構のプロジェクトにおいて、産業技術総合研究所(AIST)と静岡大学が、バッテリー駆動で小型軽量の高エネルギーX線非破壊検査装置を開発したと発表した。

 同装置は、カーボンナノ構造体を用いた高エネルギーX線源と、高エネルギーX線に対応した検出器から構成される。1ショット0.1秒のX線照射で5cm厚、複数ショットで7cm以上の厚さの鉄鋼部材を透過イメージングできる。

 X線源は、電子源にカーボンナノ構造体を採用し、従来必要だった電子源用ヒーターやフィラメントがないため待機電力が不要になった。また今回、200kV以上の電圧に耐えられる小型X線管と高電圧駆動回路を新たに開発し、200keV以上の高エネルギーX線を発生することが可能になった。

 X線検出器は、X線照射で発光する蛍光体および2次元光検出器(画像センサー)を用いた「光変換型」と、テルル化カドミウム半導体素子による「直接変換型」の2種類を開発。いずれも平均消費電力が40W以下で、プラント配管検査ロボット用の14.8Vバッテリーで駆動できる。

 X線源と検出器で5kg以内と軽量なため、自動検査ロボットなどへの搭載が可能だ。これにより、プラントの配管など、厚みのある金属部材の減肉検査を高精度に実施でき、検査効率が向上するという。

 現在、日本国内では、高度成長期以降に建設された社会/産業インフラを安全かつ有効に活用するための効率的な点検が必要となっている。肉眼では見えない構造物の内部を確認できるX線非破壊イメージング技術は、その主要な検査技術の1つだ。しかし、装置を手動で設置するなど検査に時間がかかっていた。

 両者では今後、開発した検査装置を化学プラント配管検査用のロボットに搭載し、配管の計測など自動検査の実証試験を実施する。また、他のインフラ構造物の非破壊検査に応用できるかも併せて検討していく。

photo 配管検査ロボットに搭載したX線非破壊検査装置
photo 今回開発したX線非破壊検査装置(左からX線源、光変換型X線検出器、直接変換型X線検出器)
photo 左:実験の模式図、中央:実験の様子、右:鋼板を透過した鉛文字のX線透過像(上:鋼板5cm厚/1ショット照射、下:鋼板7cm厚/18ショット照射)

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