JP2001305125A - 溶接残留応力の腐食割れ試験方法および装置 - Google Patents

溶接残留応力の腐食割れ試験方法および装置

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JP2001305125A
JP2001305125A JP2000122216A JP2000122216A JP2001305125A JP 2001305125 A JP2001305125 A JP 2001305125A JP 2000122216 A JP2000122216 A JP 2000122216A JP 2000122216 A JP2000122216 A JP 2000122216A JP 2001305125 A JP2001305125 A JP 2001305125A
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Isao Tanaka
勲 田中
Shin Komatsu
伸 小松
Kazuaki Mizoguchi
和明 溝口
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 硝酸塩を含む環境下で発生する鋼材の溶接部
及びその近傍における応力腐食割れについて評価する試
験方法及び装置の提供。 【解決手段】 被試験板より腐食電位の高い金属材料で
形成した試験用容器中に、溶接残留応力の腐食割れ感受
試験液を充填し、前記試験用容器中に、該容器と同じ金
属材料からなるスペーサーを介して被試験板を配設し、
前記スペーサーと被試験板とを前記試験液にて浸漬せし
める溶接残留応力の腐食割れ試験方法及び装置。 【効果】 試験液による容器の腐食劣化が防止できる。
又、金属製容器の使用が可能となり、大形サイズの被試
験板で長時間の評価ができるため、実機施工条件で得ら
れた溶接部における応力腐食割れ評価が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱風炉、硝酸製造
装置等またはその他の硝酸塩を含む環境のもとで発生す
る鋼材の溶接残留応力の腐食割れを沸騰液中で評価する
試験方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、応力腐食割れの評価を実験室的に
行う場合、金属材料の溶接近傍部における溶接残留応力
による応力腐食割れの評価において、一般に、被試験板
として溶接による応力付加方法としてリングビード方
法、十字隅肉溶接方法、平板突き合わせ試験方法等(例
えば、日本造船学会誌:第702号、53頁)が使用さ
れている。応力腐食割れ試験に当たっては、これらの被
試験板を所定の試験液に浸漬し、割れ発生の有無を観察
し評価していた。また、試験液は溶接時に生じた残留応
力の過大部を優先的にアタックし、割れを誘発させてい
た。
【0003】さらに、硝酸塩による応力腐食割れ試験方
法としては、割れ感受性の高い試験液として沸騰60%
Ca(NO3 2 +3%NH4 NO3 が用いられ、耐薬
品性を考慮してガラスによる容器が使用されている。試
験板への応力付加方法としては定歪法、定荷重法、定歪
速度法等(例えば、小若正倫著:金属の腐食損傷と防食
技術:アグネ社出版、150頁)が使用され、それぞれ
に対応した形状に加工されている。例えば、熱風炉の燃
焼室、蓄熱室等鉄皮に生じる鋼材の硝酸塩系の応力腐食
割れ評価においては、溶接試験板の場合、特公昭57−
15661号公報にあるように溶接ビードを中央になめ
付けしたU型曲げにより応力付加を与えた試験片が使用
されていた。
【0004】これらの試験板は形状が小形のため、通
常、ガラス製の容器(例えば、小若正倫著:金属の腐食
損傷と防食技術:アグネ社出版)を使用し、そのガラス
製容器の中に試験板と割れ感受性を誘発させる試験液を
入れ、コンデンサー付き上蓋で直接密閉した後、そのガ
ラス容器を外部から加熱しながら容器内の試験液を所定
の温度に保持しながら試験を行い、応力腐食割れを評価
していた。また、試験板の接触部は異種金属と接触させ
るとガルバニック電池を形成し、治具を使用するような
小形試験板においては溶接近傍における異種金属接触に
よる腐食の影響を避けるため、テフロン(登録商標)等
で絶縁防止が施されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このガ
ラス製容器の所定の温度に保持する試験方法では、容器
の製造、使用中の破損等を考慮して、試験板サイズが極
力小形サイズに限定され、得られたデータを実機に活用
するには一般的に小形のものに頼っているため、小形試
験板においては実機施工条件を盛り込んだ溶接による残
留応力等の応力特性を溶接近傍に付加させることが難し
く、また入熱、ビード止端角、肌違い、ドレッシング等
の実機施工条件との絡みによる応力腐食割れの評価が難
しかった。
【0006】本発明は上記の課題に鑑み、小形試験板で
なく、例えば、実機に使用する同じ板厚、開先形状、溶
接速度・入熱、ビード止端角、肌違い等の実機と同じ溶
接施工条件を盛り込んで作成された大形試験板の使用に
よる溶接残留応力の腐食割れ試験を実施し、前記実機に
使用する溶接施工条件を容易に評価する試験方法および
その装置を提供することをその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述したような課題を解
決するために、本発明は、被試験板より腐食電位の高い
金属材料で形成した試験用容器の中に、溶接残留応力の
腐食割れ感受試験液を充填し、前記試験用容器の中に、
該容器と同じ金属材料からなるスペーサーを介して被試
験板を配設し、前記スペーサーと被試験板とを前記試験
液にて浸漬せしめることを特徴とする溶接残留応力の腐
食割れ試験方法およびその装置にある。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面に従っ
て詳細に説明する。図1は、本発明に係る溶接残留応力
の腐食割れ試験装置の正面図である。また、図2は、本
発明に係る溶接残留応力の腐食割れ試験装置の側面図で
ある。この図1および図2に示すように、容器1は、本
発明に係る溶接残留応力の腐食割れ試験装置の主要部を
構成する保温材17を包んだ容器であり、この容器1に
は加熱ヒーター2および攪拌機3が設けられており、こ
れにより該容器の中に充填される試験液14を加熱・攪
拌する。また、その容器1の大きさは、例えば350×
550×300mm高さになっている。この容器1の上
部には、試験中、試験液14の沸騰がもたらす内圧によ
る上蓋4の破損を防ぐために、コンデンサー5を連結さ
せるべくノズル6を、例えば6箇所設け、それぞれの部
位にコンデンサー5を着脱ができるように耐熱性を有す
るシリコンゴム管16で接合されている。
【0009】さらに、容器1と試験板12との間には容
器1と同一材質からなり、該試験板12より腐食電位の
高い材料よりなるスペーサー7と接触させ、試験板12
側を強制的に腐食溶解させており、これにより容器1が
試験液14に腐食されることが抑制される。また、容器
1の底部にスペーサー7を設け、その上にスペーサー7
と同じ材質のリング状スペーサー8をもって、試験板1
2を重ねるように構成する。なお、符号13は試験板1
2の溶接部を示す。
【0010】図3は、本発明に係る溶接残留応力の腐食
割れ試験装置の上蓋スライド部の上面を示す図であり、
また、図4は、本発明に係る溶接残留応力の腐食割れ試
験装置の弾力性管の配置図である。この図3および図4
に示すように、コンデンサー5は冷却液15により冷却
機能を持たせると共に、保持させた上蓋4を容器の弾力
性を有するガイド部にスライド用ガイド9を設けてスラ
イドさせ固定シーリングするように構成するもので、符
号10はシール用の弾力性管を示し、11はシーリング
溝を示す。
【0011】
【実施例】以下、本発明について実施例によって具体的
に説明する。上述した図に示す試験装置により、例えば
実機設備として、高炉用の熱風炉の自動溶接施工条件の
検討用に試験を実施した結果の一例を表1に示す。容器
1は、試験板より腐食電位の高い金属材料であるオース
テナイト系ステンレス鋼(SUS304)で製作した5
8リットルの容器1であり、この中に実機施工条件のも
とで突合わせ溶接した試験片12(250×300×2
5〜32mmt)を、容器1の底部に設け、試験板12
より腐食電位の高い金属材料であるオーステナイト系ス
テンレス鋼(SUS304)からなる4個のスペーサー
7の凸部に1段目の試験板12を載せて接触させ、その
上に前記スペーサー7と同じ材質からなるオーステナイ
ト系ステンレス鋼(SUS304)で30mmφ×25
mmHに加工した吸着性のリング状スペーサー8を試験
板12の溶接部から極力離れた四隅側に置き2段目の試
験板12を重ね、同様にして3段目以上も積み重ね、最
高5段目まで重ね、一度に前記表1に示す1〜5までの
計5枚の試験板12をその容器内に配置した。
【0012】
【表1】
【0013】次に、容器1内を酸性(pH3〜4)を呈
する割れ感受性を誘発させる硝酸塩系の試験液14[C
a(NO3 2 :60wt%+NH4 NO3 :4wt%
+H 2 O:36wt%、Cl:100ppm]を42リ
ットル満たし、その後、上蓋4をシリコンゴム管をシー
リング溝11に埋設させたガイド部にスライドさせ容器
1に蓋をし、上蓋4に冷却用のコンデンサー5を取付
け、該コンデンサー5から排水される冷却水を管内に通
水させ水圧により密閉固定させ、加熱ヒーター2、およ
び攪拌機3により、試験液14を120℃の沸騰温度に
保持して1週間浸漬した。
【0014】その試験板を取り出し、溶接部近傍に発生
している割れの有無を、目視、カラーチェック等で検出
した。その時点で割れが確認されなければ、さらに1週
間浸漬試験を延長し、再度、同様な検査を行い、この繰
り返しで延べ時間で最長4週間まで試験した。その結
果、この試験による容器1の試験液による腐食劣化は見
られず、また、溶液量の変動も殆ど見られず、5枚の試
験板も十分に浸漬された状態を維持し、各試験板はスペ
ーサー7周りのみが局部的に腐食され、溶接近傍にまで
は波及しておらず、長時間試験における溶接部近傍の応
力腐食割れを評価することができた。
【0015】この試験結果により、熱風炉において、従
来材として使用されていた炭素鋼系のSM50B材は、
実機で応力腐食割れが発生するまで1〜2年要していた
が、本発明試験装置を使用した試験では1週間で、その
割れを誘発させることが出来た。一方、硝酸塩系の耐応
力腐食鋼として開発された低合金系3Cr−Nb鋼は、
本試験方法では4週間浸漬しても、割れは認められず健
全な溶接状態を維持し、実機では15年以上使用されて
きているが、健全な溶接状態を維持している。このよう
に本発明によると、異種金属接触腐食作用により試験板
側を強制腐食させる金属材料製の容器のため、容器その
ものを腐食劣化させることなく、実機施工条件で溶接し
た溶接残留応力の付加された溶接部から切り出した大形
での試験材で評価できる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、試験
中において試験液による金属材料製の容器でも腐食劣化
による破損が生じないため、オペレーターの取扱い範囲
(20kg/枚)のサイズまで試験板が大形化でき、実
機施工条件を盛り込んだ溶接部における応力腐食割れの
評価が可能になった。これにより、試験板が大形のた
め、異種金属接触部の腐食はスペーサー部周辺のみが浸
食されるのみであるため、応力腐食割れの評価に影響を
及ぼさない溶接部より極力離れたところにスペーサーを
置くことができるようになった。さらに、二段目以上に
は下段のスペーサーと同一材料系のリング製スペーサー
を置くことにより試験板を2枚以上浸漬することができ
るので、評価試験の効率が上がった。また、容器の上蓋
スライド用ガイド部に弾力性を持たしたシール部を設け
ているので、試験液の外部への放逸がなく試験期間中、
一定量に保持できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る溶接残留応力の腐食割れ試験装置
の正面図である。
【図2】本発明に係る溶接残留応力の腐食割れ試験装置
の側面図である。
【図3】本発明に係る溶接残留応力の腐食割れ試験装置
の上蓋スライド部の上面を示す図である。
【図4】本発明に係る溶接残留応力の腐食割れ試験装置
の弾力性管の配置図である。
【符号の説明】
1 容器 2 加熱ヒーター 3 攪拌機 4 上蓋 5 コンデンサー 6 ノズル 7 凸状スペーサー 8 リング状スペーサー 9 スライド用ガイド 10 弾力性管 11 シーリング溝 12 試験板 13 溶接部 14 試験液 15 冷却液 16 耐熱性シリコンゴム管 17 保温材
フロントページの続き (72)発明者 溝口 和明 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社エンジニアリング事業本 部内 Fターム(参考) 2G055 AA03 BA12 DA08 EA05 EA10 FA09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被試験板より腐食電位の高い金属材料で
    形成した試験用容器の中に、溶接残留応力の腐食割れ感
    受試験液を充填し、前記試験用容器の中に、該容器と同
    じ金属材料からなるスペーサーを介して被試験板を配設
    し、前記スペーサーと被試験板とを前記試験液にて浸漬
    せしめることを特徴とする溶接残留応力の腐食割れ試験
    方法。
  2. 【請求項2】 試験用容器の中に充填した溶接残留応力
    の腐食割れ試験液を加熱・攪拌することを特徴とする請
    求項1記載の溶接残留応力の腐食割れ試験方法。
  3. 【請求項3】 被試験板より腐食電位の高い金属材料か
    らなる試験用容器と、該容器の内部に設けられ、該容器
    と同じ金属材料からなるスペーサーと、前記試験用容器
    の内部に充填される溶接残留応力の腐食割れ感受試験液
    の加熱・攪拌手段および該試験液の沸騰物をリターンさ
    せるコンデンサーとを各々前記試験用容器に設けたこと
    を特徴とする溶接残留応力の腐食割れ試験装置。
JP2000122216A 2000-04-24 2000-04-24 溶接残留応力の腐食割れ試験方法および装置 Withdrawn JP2001305125A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005091029A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Babcock Hitachi Kk 炭素鋼及び低合金鋼材料の硝酸塩応力腐食割れ損傷診断法
US7733626B2 (en) 2004-10-21 2010-06-08 Intel Corporation Passive device structure
CN109060925A (zh) * 2018-09-05 2018-12-21 安科工程技术研究院(北京)有限公司 用于高温高压环境下的电偶腐蚀试验装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005091029A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Babcock Hitachi Kk 炭素鋼及び低合金鋼材料の硝酸塩応力腐食割れ損傷診断法
US7733626B2 (en) 2004-10-21 2010-06-08 Intel Corporation Passive device structure
CN109060925A (zh) * 2018-09-05 2018-12-21 安科工程技术研究院(北京)有限公司 用于高温高压环境下的电偶腐蚀试验装置
CN109060925B (zh) * 2018-09-05 2024-02-27 安科工程技术研究院(北京)有限公司 用于高温高压环境下的电偶腐蚀试验装置

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