RESEARCHERS
电力技术研究所
小林 大輔
DAISUKE KOBAYASHI
PROFILE
| 所属 | 电力技术研究所 |
|---|---|
| 研究?専门分野 | 机械系?材料强度学 |
| 学位 | 修士(ナノメカニクス専攻)东北大学工学研究科 博士(工学)东北大学(注)入社后、博士课程に在籍し取得 |
| 趣味?好きなこと | スキー(ジャンプ、クロスカントリー、アルペン、基础(クラウンプライズ获得予定))、スポーツ観戦 |
| 研究キーワード | 材料评価、寿命评価、损伤评価、强度评価、タービン |
(注)2024年7月取材时
小林さんの専门分野を教えてください。
分野で言えば机械工学ですが、その中でも材料强度学という、「ものの强さを科学すること」、别の言い方では「ものの壊れ方を研究すること」を専门としています。
时代とともに変化する新素材の性状を対象としているため、常に最先端の材料に触れられることが魅力です。
学生时代、机械设计の讲义で、机械部品の厚さ?薄さをどう决めるかで疑问に思い、材料强度の概念に兴味を持ちました。院生时代に子供のころに憧れた「超合金」を研究対象にする机会に恵まれ、以来、この世で最も过酷と言われる环境(高温、高负荷)で使用される実用最强材料の强さを解き明かす研究を続けています。
蘑菇短视频に入社を决めたのは、火力発电所のガスタービンブレードがたくさん取り揃えてあるのを见学させてもらった时です。わたしには、それらが今か今かと测定评価を待っている「宝の山」に见えました。现在、そのひとつひとつのブレードに向き合い、その材料が何年、どんな状态で使用するとどういう劣化状况になるのか、データと知见を蓄积しながら研究をすすめています。
(注)超合金とは
耐高温性、耐腐食性、耐酸化性など、极めて过酷な环境下でも优れた性能を発挥する金属合金のこと。主にニッケル、コバルト鉄を基とし、クロム、アルミニウムなどの元素を添加して特性を强化しており、ガスタービンエンジン、航空宇宙产业、石油化学プラントなどで広く使用されている。
これまで、どんな研究に取り组んできたのでしょうか。
入社以来、実际に発电用ガスタービンで使われている超合金製タービンブレードについて、材料の劣化やいつまで使えるのか明らかにする余寿命评価を目的とした研究に取り组んでいます。
一口に超合金といっても种类が豊富で、时代とともに进化しています。加えて、発电用ガスタービンなど、超合金が使われている机器の使われ方にも変化があるんですよ。
たとえば、火力発电は、「ベースロード电源」の役割だけでなく、现在拡大中の再エネが、天候によって発电量が変动した际の「调整役」としての机能も果たすようになりました。それに伴い、出力调整や频繁な机器停止がおこなわれるため、稼働率自体も大きく変わってきました。
これまでと同じ材料でも、求められる「强さ」や「余寿命」の考え方が変わるため、それぞれに応じた状况を把握するよう努めています。
私が约10年前に発明した「结晶方位解析」は、それまでは见えなかった超合金の材料劣化を电子顕微镜などを使って可视化?定量化できる技术です。かなり実用的な技术で、すでに国内外における现役発电所のタービンブレードの余寿命评価などに活用されています。
タービンブレードは超合金でできているがゆえに、1枚あたりが高级车1台分に匹敌する高価格。それがガスタービン一台あたりに数百枚使用されています。ブレードの劣化度、余寿命を评価し适切な交换タイミングを导き出すことで、大きなコストダウン(注)につながっています。
(注)関与した火力発电所全体で、计数十亿円/年の削减に贡献
现在は、もっといろいろな材料に适用できるよう试行错误を続けています。
ガスタービンブレードの劣化度を可视化
今后の梦や目标について教えてください。
先日(2024年6月)、ガスタービンの国际会议に出席したところ、「脱炭素社会実现には、クリーンかつ高効率発电设备であるガスタービンを「上手く使う」ことが必须」という考えが世界の共通认识であり、またそのための技术も强く求められていることを再认识しました。
上手く使うためには、効率的に燃焼する技术はもちろんですが、机器のメンテナンス?交换タイミングを见极めることも重要だと考えています。
これまで同様、余寿命评価の精度を高めて适切な交换タイミングを提案していく一方で、蓄积データをもとに、安心、安全に运転してもらうための使用方法についても提案し、火力発电をサポートしていきたいと思います。
また、ガスタービンはジェット机や一部の船舶にも使用されています。いずれはそれらのガスタービンの余寿命评価技术も确立して「うまく使う」ためのサポートをすることで、脱炭素社会実现に贡献していきたいですね。
今后も我々の技术を世界中に広げるため、まだまだ研钻を続け、确かな実绩を积み上げていきます。
技術報告(技术开発ニュース)
研究内容(ポスター)
特许等
金属材料の疲労履歴推定方法及び余寿命推定方法(特许第6276963号)
ニッケル基超合金の劣化诊断方法(特许第6093567号)
金属材料の破壊原因推定方法、および破壊原因推定システム(特许第5855881号)
涡龙探伤センサ(特许第5871551号)
多结晶金属材料の劣化诊断方法、装置およびシステム(特许第7093928号)
ニッケル基超合金の劣化诊断方法、装置およびシステム(特许第7093929号)
金属材料のクリープ损伤を评価する评価方法および评価装置(特许第6865569号)
基準方位の推定方法、及び金属材料の破壊原因の推定叉は损伤率を评価する装置(特许第6805001号)
所属学会
日本材料学会
日本材料强度学会
日本机械学会
火力原子力発电技术协会
日本学术振兴会搁054カーボンニュートラル実现のための耐热材料委员会
ターボ机械协会 蒸気机械委员会
日本非破壊検査协会
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