JP2015001409A - Fatigue life evaluation method of structure - Google Patents

Fatigue life evaluation method of structure Download PDF

Info

Publication number
JP2015001409A
JP2015001409A JP2013125049A JP2013125049A JP2015001409A JP 2015001409 A JP2015001409 A JP 2015001409A JP 2013125049 A JP2013125049 A JP 2013125049A JP 2013125049 A JP2013125049 A JP 2013125049A JP 2015001409 A JP2015001409 A JP 2015001409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defect
intensity factor
stress
residual stress
stress intensity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013125049A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6197391B2 (en
Inventor
宗平 漢那
Sohei Kanna
宗平 漢那
山下 洋一
Yoichi Yamashita
洋一 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2013125049A priority Critical patent/JP6197391B2/en
Publication of JP2015001409A publication Critical patent/JP2015001409A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6197391B2 publication Critical patent/JP6197391B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fatigue life evaluation method of a structure capable of evaluating a fatigue life with high reliability.SOLUTION: A fatigue life evaluation method of a structure is adapted, which includes: a first step S1 of detecting a defect in a structure; a second step S2 of measuring a dimension of the defect; a third step S4 of measuring a residual stress in a defect part having a defect; a fourth step S5 of acquiring a stress intensity factor by the residual stress of the defect part on the basis of a measurement result of the residual stress and the measurement result of the dimension; a fifth step S7 of adding the stress intensity factor to a stress intensity factor range by an external force applied to the defect part and acquiring the stress intensity factor range of the defect part; and a sixth step S8 of executing a fatigue test under a test piece loading condition set based on the stress intensity factor range of the defect part and evaluating the fatigue life of the structure.

Description

本発明は、構造物の疲労寿命評価方法に関するものである。   The present invention relates to a method for evaluating fatigue life of a structure.

下記特許文献1には、部材に生じた欠陥の進展寿命を適切に評価するための欠陥評価装置が開示されている。この欠陥評価装置は、溶接部の部材の形状、運転サイクルの時間的変化を表す対応データを記憶する第1の記憶部と、部材に生じた欠陥を表す欠陥条件データを記憶する第2の記憶部とを備え、対応データと欠陥条件データに基づいて、疲労およびクリープによるき裂進展量を算出し、このき裂進展量から溶接部の欠陥寿命を評価するものである。   Patent Document 1 below discloses a defect evaluation apparatus for appropriately evaluating the progress life of defects generated in a member. The defect evaluation apparatus includes a first storage unit that stores correspondence data representing the shape of the member of the welded part and a temporal change in the operation cycle, and a second storage that stores defect condition data representing a defect generated in the member. A crack growth amount due to fatigue and creep is calculated based on the correspondence data and the defect condition data, and the defect life of the weld is evaluated from the crack growth amount.

特開2011−232206号公報JP 2011-232206 A

ところで、上記従来技術にあるように、き裂の欠陥を有する構造物の寿命評価には、応力拡大係数を用いることが多い。一般に、この応力拡大係数は、所定の規格のハンドブックや数値解析等から算出されている。
しかしながら、このように算出した応力拡大係数は、実物の応力拡大係数と乖離したものとなることが少なくない。このため、従来の疲労寿命評価は、信頼性が低いものであった。その結果、例えば、構造物のメンテナンス期間が短く不必要なメンテナンス作業が必要になる等、構造物の維持管理上好ましくない事態が生じ得る。
By the way, as in the above prior art, a stress intensity factor is often used for the life evaluation of a structure having a crack defect. Generally, this stress intensity factor is calculated from a handbook of a predetermined standard, numerical analysis, or the like.
However, the stress intensity factor calculated in this way is often different from the actual stress intensity coefficient. For this reason, the conventional fatigue life evaluation has low reliability. As a result, for example, an unfavorable situation may occur in terms of maintenance of the structure, such as a short maintenance period of the structure and unnecessary maintenance work.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い疲労寿命評価をすることができる構造物の疲労寿命評価方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fatigue life evaluation method for a structure capable of performing highly reliable fatigue life evaluation.

上記の課題を解決するために、本発明は、構造物において欠陥を探傷する第1工程と、前記欠陥の寸法を計測する第2工程と、前記欠陥がある欠陥部における残留応力を計測する第3工程と、前記残留応力の計測結果と前記寸法の計測結果に基づいて、前記欠陥部の残留応力による応力拡大係数を求める第4工程と、前記応力拡大係数を前記欠陥部にかかる外力による応力拡大係数範囲に加算し、前記欠陥部の応力拡大係数範囲を求める第5工程と、前記欠陥部の応力拡大係数範囲に基づいて設定した試験片荷重条件のもとで疲労試験を実施し、前記構造物の疲労寿命を評価する第6工程と、を有する、構造物の疲労寿命評価方法を採用する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first step for flaw detection in a structure, a second step for measuring the size of the defect, and a second step for measuring residual stress in the defect portion having the defect. 3 steps, a fourth step of obtaining a stress intensity factor by the residual stress of the defect portion based on the measurement result of the residual stress and the measurement result of the dimension, and a stress due to an external force applied to the defect portion Fifth step of adding to the expansion factor range, obtaining the stress intensity factor range of the defect portion, and performing a fatigue test under the test piece load condition set based on the stress intensity factor range of the defect portion, And a sixth step of evaluating the fatigue life of the structure.

また、本発明においては、前記第6工程では、前記構造物から採取した前記欠陥部から疲労試験片を形成する、という手法を採用する。   In the present invention, in the sixth step, a technique is adopted in which a fatigue test piece is formed from the defect portion collected from the structure.

また、本発明においては、前記残留応力は、溶接残留応力である、という手法を採用する。   In the present invention, a technique is adopted in which the residual stress is welding residual stress.

また、本発明においては、前記構造物は、球形ガスホルダーである、という手法を採用する。   In the present invention, a technique is adopted in which the structure is a spherical gas holder.

また、本発明においては、前記第1工程では、超音波探傷手法を用いる、という手法を採用する。   In the present invention, a technique of using an ultrasonic flaw detection technique is employed in the first step.

また、本発明においては、前記第4工程では、FEM解析によって前記欠陥部にかかる外力による応力拡大係数範囲を求める、という手法を採用する。   In the present invention, the fourth step employs a technique of obtaining a stress intensity factor range due to an external force applied to the defective portion by FEM analysis.

本手法では、構造物の欠陥を探傷し、その欠陥部における残留応力及び欠陥の寸法の計測結果に基づいて、欠陥部の残留応力による応力拡大係数を求める。実機の状態に依存する欠陥部の残留応力による応力拡大係数は、パンフレット等から算出したものから乖離し易いが、本手法では、実測した残留応力及び欠陥の寸法に基づいて求めるため、実機により近しい欠陥部の残留応力による応力拡大係数を求めることができる。
また、本手法では、最終的な構造物の疲労寿命の評価をシミュレーションによらずに、実際に疲労試験を実施することにより行う。本手法では、先ず、算出した欠陥部の残留応力による応力拡大係数を、欠陥部にかかる外力による応力拡大係数範囲に加算して、実機での欠陥部の応力拡大係数範囲を求める。そして、疲労試験片のき裂端の応力拡大係数が、算出した実機での欠陥部の応力拡大係数範囲と一致するように試験片荷重条件を設定する。このように、実機と試験片との応力拡大係数範囲を一致させることで、疲労試験の試験結果から構造物の疲労寿命を評価できる。
したがって、本発明によれば、信頼性の高い疲労寿命評価をすることができる。このため、構造物の適切なメンテナンス期間を設定することができ、不必要なメンテナンス作業の削減、構造物の維持管理費用の削減を図ることができる。
In this method, a defect in a structure is detected, and a stress intensity factor due to the residual stress in the defective portion is obtained based on the measurement result of the residual stress in the defective portion and the size of the defect. The stress intensity factor due to the residual stress of the defective part depending on the actual machine condition is likely to deviate from the one calculated from the pamphlet etc. The stress intensity factor due to the residual stress in the defective portion can be obtained.
Moreover, in this method, the fatigue life of the final structure is evaluated by actually performing a fatigue test without using simulation. In this method, first, the calculated stress intensity factor due to the residual stress of the defect portion is added to the stress intensity factor range due to the external force applied to the defect portion to obtain the stress intensity factor range of the defect portion in the actual machine. Then, the test piece load condition is set so that the stress intensity factor at the crack end of the fatigue test piece coincides with the calculated stress intensity factor range of the defect part in the actual machine. Thus, by matching the stress intensity factor ranges between the actual machine and the test piece, the fatigue life of the structure can be evaluated from the test result of the fatigue test.
Therefore, according to the present invention, a highly reliable fatigue life evaluation can be performed. For this reason, it is possible to set an appropriate maintenance period for the structure, and it is possible to reduce unnecessary maintenance work and reduce the maintenance cost of the structure.

本発明の実施形態における構造物の疲労寿命評価方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the fatigue life evaluation method of the structure in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における構造物を示す図である。It is a figure which shows the structure in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における溶接欠陥部の溶接残留応力の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the welding residual stress of the welding defective part in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における溶接欠陥部の溶接残留応力の計測点と、欠陥との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the measurement point of the welding residual stress of the weld defect part in embodiment of this invention, and a defect. 本発明の実施形態における溶接欠陥部の溶接残留応力の計測結果と、規格による算出結果との比較を示すグラフである。It is a graph which shows the comparison with the measurement result of the welding residual stress of the weld defect part in embodiment of this invention, and the calculation result by a specification. 本発明の実施形態における溶接残留応力による応力拡大係数の算出法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the stress intensity factor by the welding residual stress in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における採取片及び疲労試験片を示す図である。It is a figure which shows the collection piece and fatigue test piece in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における荷重条件を示すグラフである。It is a graph which shows the load conditions in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における荷重条件を示すグラフである。It is a graph which shows the load conditions in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における疲労試験の試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of the fatigue test in embodiment of this invention. 本発明の別実施形態における溶接残留応力による応力拡大係数の算出法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the stress intensity factor by the welding residual stress in another embodiment of this invention. 本発明の別実施形態における疲労試験の試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of the fatigue test in another embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態における構造物の疲労寿命評価方法を示すフローチャートである。図2は、本発明の実施形態における構造物を示す図である。
本手法では、図2に示す溶接欠陥構造物Aを対象とする。本実施形態の溶接欠陥構造物Aは、縦横に複数の溶接線2が形成されてなる球形ガスホルダーであり、既設のものである(以下、実機と称する場合がある)。
FIG. 1 is a flowchart showing a fatigue life evaluation method for a structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a structure in the embodiment of the present invention.
In this method, the weld defect structure A shown in FIG. The weld defect structure A of the present embodiment is a spherical gas holder in which a plurality of weld lines 2 are formed vertically and horizontally, and is an existing one (hereinafter may be referred to as an actual machine).

球形ガスホルダーは、周知のように、ガス貯蔵、ガス抜きによって、内圧による応力(外力)が所定間隔(例えば1日間隔)で繰り返し作用する。この繰り返し応力により、溶接継手となる溶接線2あるいはその近傍が疲労し、欠陥(き裂)が発生・進展する。
本手法は、この溶接欠陥構造物Aを対象とし、疲労き裂進展確認試験を実施することで、疲労寿命を評価するものである。本手法は、図1に示すように、実機側のフローF1と、疲労試験側のフローF2と、がある。
As is well known, the spherical gas holder repeatedly applies stress (external force) due to internal pressure at a predetermined interval (for example, one day interval) by storing and venting gas. Due to this repeated stress, the weld line 2 or its vicinity that becomes a welded joint is fatigued, and defects (cracks) are generated and propagated.
This method is intended to evaluate the fatigue life by carrying out a fatigue crack growth confirmation test on the weld defect structure A. As shown in FIG. 1, the present method has a flow F1 on the actual machine side and a flow F2 on the fatigue test side.

本手法は、先ず、ステップS1において、溶接欠陥構造物Aの欠陥の探傷(第1工程)を行う。
このステップS1は、超音波探傷手法の一種であるTOFD(Time Of Flight Diffraction)法により、図2に示す溶接欠陥構造物Aの溶接線2に沿って欠陥を探傷するものである。本実施形態では、溶接線2に沿ってレールを敷設し、周知のTOFD方式の超音波探傷装置を自動走行させることで、溶接線2に沿って欠陥を探傷する。
In this method, first, in step S1, a defect inspection (first process) of the weld defect structure A is performed.
In this step S1, defects are detected along the weld line 2 of the weld defect structure A shown in FIG. 2 by the TOFD (Time Of Flight Diffraction) method which is a kind of ultrasonic flaw detection technique. In the present embodiment, rails are laid along the weld line 2 and a known TOFD type ultrasonic flaw detector is automatically run to detect defects along the weld line 2.

本手法は、次のステップS2において、溶接欠陥構造物Aの欠陥寸法計測(第2工程)を行う。
TOFD法は、一対の発信および受信用の2つの探蝕子を対向させて配置して、被検査断面を透過させるように超音波の送受信を行う手法である。TOFD法は、表面直下の表面透過波(ラテラル波)および底面反射波と「欠陥」の上下端で発生する回折波の伝搬時間差を利用して、幾何学的に「欠陥」の寸法(欠陥高さ、欠陥の長さ)を計測することができる。TOFD法は、特に、肉厚方向の寸法を高精度計測することができる。
In this method, the defect size measurement (second step) of the weld defect structure A is performed in the next step S2.
The TOFD method is a method of transmitting and receiving ultrasonic waves so that a pair of transmitting and receiving two probe elements are arranged to face each other and transmit a cross section to be inspected. The TOFD method uses the difference in propagation time between the surface transmitted wave (lateral wave) and the bottom reflected wave directly below the surface and the diffracted wave generated at the upper and lower ends of the “defect” to geometrically determine the dimension of the “defect” (defect height). The length of the defect) can be measured. In particular, the TOFD method can measure the dimension in the thickness direction with high accuracy.

本手法は、次のステップS3において、欠陥がある溶接欠陥部(図2において符号3で示す)の選択を行う。
このステップS3は、ステップS1における超音波探傷の結果、欠陥が複数箇所で検出された場合、その寸法の計測結果に基づいて、その複数の溶接欠陥部3うちからいずれか一の溶接欠陥部3を選択するものである。本実施形態では、欠陥寸法の計測結果に基づいて、最も大きい欠陥が計測された溶接欠陥部3を選択する。
In this method, in the next step S3, a defective weld defect portion (denoted by reference numeral 3 in FIG. 2) is selected.
In step S3, when defects are detected at a plurality of locations as a result of ultrasonic flaw detection in step S1, one of the plurality of welding defect portions 3 is selected based on the measurement result of the dimensions. Is to select. In this embodiment, the weld defect part 3 in which the largest defect is measured is selected based on the measurement result of the defect size.

本手法は、次のステップS4において、選択した溶接欠陥部3の溶接残留応力の計測(第3工程)を行う。
図3は、本発明の実施形態における溶接欠陥部3の溶接残留応力の計測結果を示すグラフである。図3において、縦軸は溶接欠陥部3の厚み中心を基準「ゼロ」とする溶接方向(板厚方向)の距離z(mm)を示し、横軸は溶接残留応力σ(MPa)を示す。図4は、本発明の実施形態における溶接欠陥部3の溶接残留応力の計測点(a,b)と、欠陥4との位置関係を示す図である。符号5は溶接欠陥構造物Aの外表面を示し、符号6は溶接欠陥構造物Aの内表面を示す。
In this method, in the next step S4, the welding residual stress of the selected welding defect portion 3 is measured (third step).
FIG. 3 is a graph showing a measurement result of the welding residual stress of the weld defect portion 3 in the embodiment of the present invention. In FIG. 3, the vertical axis represents the distance z (mm) in the welding direction (plate thickness direction) with the thickness center of the weld defect 3 as the reference “zero”, and the horizontal axis represents the welding residual stress σ Y (MPa). . FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between the measurement point (a, b) of the welding residual stress of the weld defect portion 3 and the defect 4 in the embodiment of the present invention. Reference numeral 5 denotes an outer surface of the weld defect structure A, and reference numeral 6 denotes an inner surface of the weld defect structure A.

このステップS4では、図3に示すように、溶接方向において複数点で溶接残留応力の計測を行い、溶接欠陥部3の溶接方向における溶接残留応力の分布を計測するものである。図3は、計測点aによる溶接残留応力の分布と、計測点bによる溶接残留応力の分布とを示している。計測点aは、図4に示すように、溶接線2の中心線から母材側にオフセットした点であり、欠陥4の形成位置を通る直線上の点である。また、計測点bは、溶接線2の中心線上の点である。   In this step S4, as shown in FIG. 3, the welding residual stress is measured at a plurality of points in the welding direction, and the distribution of the welding residual stress in the welding direction of the weld defect portion 3 is measured. FIG. 3 shows the distribution of welding residual stress at the measurement point a and the distribution of welding residual stress at the measurement point b. As shown in FIG. 4, the measurement point a is a point offset from the center line of the weld line 2 to the base material side, and is a point on a straight line passing through the formation position of the defect 4. The measurement point b is a point on the center line of the weld line 2.

溶接残留応力の計測は、破壊法、非破壊法の種々の手法を用いることができるが、本手法では、超音波探傷を行うことから、媒質中を伝搬する超音波の音速が媒質の応力状態によりわずかに変化する現象を利用した超音波音弾性残留応力計測法により計測を行う。ステップS4では、溶接欠陥部3の溶接残留応力の計測結果として、計測点aにおける計測結果を採用する。図4に示すように、計測点aは計測点bよりも欠陥4に対して近くであり、計測点aの計測結果の方が欠陥4の実際のき裂進展評価に合致するためである。   Welding stress can be measured using various methods such as destructive and non-destructive methods. In this method, since ultrasonic flaw detection is performed, the sound velocity of ultrasonic waves propagating in the medium is the stress state of the medium. Measurement is performed by the ultrasonic acoustoelastic residual stress measurement method using a phenomenon that slightly changes depending on In step S4, the measurement result at the measurement point a is adopted as the measurement result of the welding residual stress of the weld defect portion 3. As shown in FIG. 4, the measurement point a is closer to the defect 4 than the measurement point b, and the measurement result at the measurement point a matches the actual crack growth evaluation of the defect 4.

図5は、本発明の実施形態における溶接欠陥部3の溶接残留応力の計測結果と、規格による算出結果との比較を示すグラフである。図5において、縦軸は溶接残留応力σ(MPa)を示し、横軸は厚みを無次元化したz/t(t:厚み全長)の値を示す。
図5は、国際規格(BS7910:2005)のパンフレットに規定される所定の手順及び計算式に従い算出した算出結果(BS7910)を示している。このように、国際規格のパンフレットから算出した結果は、実機における溶接残留応力の計測結果(実機)と乖離していることが分かる。
FIG. 5 is a graph showing a comparison between the measurement result of the welding residual stress of the weld defect portion 3 and the calculation result according to the standard in the embodiment of the present invention. In FIG. 5, the vertical axis represents welding residual stress σ (MPa), and the horizontal axis represents z / t (t: total thickness) obtained by making the thickness dimensionless.
FIG. 5 shows a calculation result (BS7910) calculated according to a predetermined procedure and calculation formula defined in the pamphlet of the international standard (BS7910: 2005). Thus, it can be seen that the result calculated from the pamphlet of the international standard deviates from the measurement result (actual machine) of the welding residual stress in the actual machine.

図1に戻り、本手法は、次のステップS5において、溶接欠陥部3の溶接残留応力による応力拡大係数の算出(第4工程)を行う。
ステップS5は、ステップS4の溶接残留応力の計測結果とステップS2の欠陥4の寸法の計測結果に基づいて、溶接欠陥部3の溶接残留応力による応力拡大係数を求めるものである。本実施形態では、日本溶接協会規格(WES2805:2007)に従い、以下のようにして溶接残留応力による応力拡大係数を算出する。
Returning to FIG. 1, in the next step S <b> 5, the present technique calculates a stress intensity factor (fourth step) based on the welding residual stress of the weld defect portion 3.
In step S5, the stress intensity factor due to the welding residual stress of the weld defect portion 3 is obtained based on the measurement result of the welding residual stress in step S4 and the measurement result of the dimension of the defect 4 in step S2. In this embodiment, according to the Japan Welding Association standard (WES2805: 2007), the stress intensity factor due to welding residual stress is calculated as follows.

図6は、本発明の実施形態における溶接残留応力による応力拡大係数の算出法を説明するための図である。図6において、縦軸は溶接残留応力σ(MPa)を示し、横軸は厚みz(mm)を示す。
本実施形態の欠陥4は、埋没き裂である(図4参照)。本実施形態では、図6に示すように、欠陥寸法に対して、溶接欠陥部3の溶接残留応力分布をスケーリングすることで、溶接残留応力による応力拡大係数を求める。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of calculating a stress intensity factor by welding residual stress in the embodiment of the present invention. In FIG. 6, the vertical axis represents the welding residual stress σ (MPa), and the horizontal axis represents the thickness z (mm).
The defect 4 of this embodiment is an embedded crack (see FIG. 4). In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the stress intensity factor due to the welding residual stress is obtained by scaling the welding residual stress distribution of the weld defect portion 3 with respect to the defect size.

具体的に、溶接方向(板厚方向)における欠陥4(例えば寸法2.4mm)の両端の交点を取り(外表面側の交点σ(a1)、内表面側の交点σ(a2))、そして、外表面6側の交点σ1と、内表面5側の交点σ(a2)とを通る近似直線(BS規格(1)の近似直線、実機(2)の近似直線)を求め、実機の外表面6における応力σと、実機の内表面5における応力σとを求める。
溶接残留応力の特性(引張応力成分σ、曲げ応力成分σ)は、下式(1)、(2)から求めることができる。
Specifically, the intersection of both ends of the defect 4 (for example, dimension 2.4 mm) in the welding direction (plate thickness direction) is taken (intersection σ (a1) on the outer surface side, intersection σ (a2) on the inner surface side), and Then, an approximate straight line (approximate straight line of BS standard (1), approximate straight line of actual machine (2)) passing through intersection σ1 on the outer surface 6 side and intersection σ (a2) on the inner surface 5 side is obtained, and the outer surface of the actual machine The stress σ 1 at 6 and the stress σ 2 at the inner surface 5 of the actual machine are obtained.
The characteristics of the welding residual stress (tensile stress component σ t , bending stress component σ b ) can be obtained from the following equations (1) and (2).

Figure 2015001409
Figure 2015001409

そして、溶接残留応力による応力拡大係数(Kres)は、下式(3)から求めることができる。Fは引張応力に対する形状補正係数を、Fは曲げ応力に対する形状補正係数を、lは欠陥寸法を示す。なお、F、Fの形状補正係数は、WES2805に規定される適切な係数を用いることとなる。 And the stress intensity | strength coefficient ( Kres ) by welding residual stress can be calculated | required from the following Formula (3). The shape correction factor for F t is the tensile stress, F b is the shape correction factor for the bending stress, l denotes the defect size. As the shape correction coefficients of F t and F b , appropriate coefficients defined in WES2805 are used.

Figure 2015001409
Figure 2015001409

下表1は、BS規格(1)の近似直線から算出した溶接残留応力の一例(ケース(1))と、実機(2)の近似直線から算出した溶接残留応力の一例(ケース(2))とを示す。下表1に示すように、ケース(1)では曲げ(+)の溶接残留応力が生じているのに対し、ケース(2)では圧縮(−)の溶接残留応力が生じている。このように、ケース(1)の方が、欠陥4のき裂の進展がし易い条件であることが分かる。   Table 1 below shows an example of welding residual stress calculated from the approximate straight line of the BS standard (1) (case (1)) and an example of welding residual stress calculated from the approximate straight line of the actual machine (2) (case (2)). It shows. As shown in Table 1 below, bending (+) welding residual stress is generated in the case (1), whereas compression (−) welding residual stress is generated in the case (2). Thus, it can be seen that the case (1) is a condition where the crack of the defect 4 is more likely to progress.

Figure 2015001409
Figure 2015001409

図1に戻り、本手法は、次のステップS6において、外力による応力拡大係数範囲の算出を行う。
ステップS6では、FEM解析により溶接欠陥構造物Aの外力による応力拡大係数範囲を求める。本実施形態では、図2に示す球形ガスホルダーのFEM解析モデルを生成し、ガス内圧による応力(σmax、σmin)から応力拡大係数範囲を求める。なお、球形ガスホルダーの場合、ガス内圧が均一に作用するため、外力による応力拡大係数範囲は、溶接欠陥部3の位置によらず一定である。
Returning to FIG. 1, in this method, in the next step S <b> 6, a stress intensity factor range is calculated by an external force.
In step S6, the stress intensity factor range due to the external force of the weld defect structure A is obtained by FEM analysis. In this embodiment, the FEM analysis model of the spherical gas holder shown in FIG. 2 is generated, and the stress intensity factor range is obtained from the stress (σ max , σ min ) due to the gas internal pressure. In the case of a spherical gas holder, since the gas internal pressure acts uniformly, the stress intensity factor range due to the external force is constant regardless of the position of the weld defect portion 3.

本手法は、次のステップS7において、溶接欠陥部3の応力拡大係数範囲の算出(第5工程)を行う。
ステップS7は、ステップS5の溶接残留応力による応力拡大係数(本実施形態ではマイナス値)を、ステップS6の外力による応力拡大係数範囲に加算し、溶接欠陥部3の応力拡大係数範囲を求めるものである。具体的に、溶接欠陥部3の応力拡大係数範囲(ΔK)は、後述する図8(a)に示される荷重ケース(0)のように表すことができる。
In this method, in the next step S7, the stress intensity factor range of the weld defect portion 3 is calculated (fifth step).
In step S7, the stress intensity factor (in this embodiment, a negative value) due to the welding residual stress in step S5 is added to the stress intensity factor range due to the external force in step S6 to obtain the stress intensity factor range of the weld defect portion 3. is there. Specifically, the stress intensity factor range (ΔK) of the weld defect portion 3 can be expressed as a load case (0) shown in FIG.

溶接欠陥部3の応力拡大係数の最大値、最小値(Kmax、Kmin)は、下式(4)、(5)で示される。Kσmaxは、外力による応力拡大係数の最大値であり、Kσminは、外力による応力拡大係数の最小値である。
max=Kσmax+Kres …(4)
min=Kσmin+Kres …(5)
The maximum value and the minimum value (K max , K min ) of the stress intensity factor of the weld defect 3 are expressed by the following expressions (4) and (5). K σmax is the maximum value of the stress intensity factor due to external force, and K σmin is the minimum value of the stress intensity factor due to external force.
K max = K σmax + K res (4)
K min = K σ min + K res (5)

本手法では、疲労試験を実施し、溶接欠陥構造物Aの疲労寿命を評価する(第6工程:ステップS8及びステップS11〜S15)。
このため、図1に示すように、本手法では、ステップS3から、疲労試験側のフローF2のステップS11に移行する。
In this method, a fatigue test is performed and the fatigue life of the weld defect structure A is evaluated (sixth step: steps S8 and S11 to S15).
For this reason, as shown in FIG. 1, in this method, the process proceeds from step S3 to step S11 of the flow F2 on the fatigue test side.

本手法は、疲労試験側のフローF2のステップS11において、溶接欠陥部3の採取を行う。
このステップS11は、ステップS3において選択した溶接欠陥部3をトレパニングによって切り出し、欠陥4及びその周辺部を採取するものである。なお、実機の採取箇所は、その後補修する。
In this method, the welding defect portion 3 is sampled in step S11 of the flow F2 on the fatigue test side.
In this step S11, the welding defect portion 3 selected in step S3 is cut out by trepanning, and the defect 4 and its peripheral portion are collected. In addition, the actual machine sampling points will be repaired afterwards.

図7は、本発明の実施形態における採取片及び疲労試験片を示す図である。
本手法は、次のステップS12において、採取片7のき裂寸法の計測を行う。
このステップS12は、採取した溶接欠陥部3をスライスして、図7(a)に示すように、欠陥4がスライス面に露出する所定厚みの採取片7を形成し、その欠陥4の寸法をスケール等で計測するものである。
FIG. 7 is a view showing a collected piece and a fatigue test piece in the embodiment of the present invention.
In this method, the crack size of the sample piece 7 is measured in the next step S12.
In this step S12, the collected weld defect portion 3 is sliced to form a sample piece 7 having a predetermined thickness where the defect 4 is exposed on the slice surface as shown in FIG. 7 (a). It measures with a scale.

本手法は、次のステップS13において、採取片7から疲労試験片8の作製を行う。
このステップS13は、採取片7から図7(b)に示す斜線部を研磨し、所定サイズの矩形状のチップとしたものに、図7(c)に示すように、つかみ部9をレーザー溶接等することで疲労試験片8を形成するものである。
In this method, the fatigue test piece 8 is produced from the collected piece 7 in the next step S13.
In this step S13, the hatched portion shown in FIG. 7 (b) is polished from the sample piece 7 into a rectangular chip of a predetermined size, and the grip portion 9 is laser welded as shown in FIG. 7 (c). By doing so, the fatigue test piece 8 is formed.

図1に戻り、本手法は、次のステップS14において、ステップS7で求めた溶接欠陥部3の応力拡大係数範囲に基づいて試験片荷重条件を設定する。
このステップS14は、作製した疲労試験片8の欠陥4のき裂端の応力拡大係数範囲が、算出した溶接欠陥部3の応力拡大係数範囲と一致するように、試験片荷重条件を設定するものである。
Returning to FIG. 1, in the next step S14, the test piece load condition is set based on the stress intensity factor range of the weld defect portion 3 obtained in step S7.
This step S14 sets the test piece load conditions so that the stress intensity factor range of the crack end of the defect 4 of the prepared fatigue test piece 8 matches the calculated stress intensity factor range of the weld defect portion 3. It is.

具体的に、疲労試験片8の欠陥4(偏心き裂)のき裂端の応力拡大係数(K)は、WES2805に従って、下式(6)から求めることができる。σは応力を、cはき裂の半長を、Ft2(ξ)、Ft3(ξ,λ)は形状補正係数を、eは中心線からき裂中心までの距離を、Wは試験片の幅を、hはき裂中心から試験片端までの距離を示す。 Specifically, the stress intensity factor (K) at the crack tip of the defect 4 (eccentric crack) of the fatigue test piece 8 can be obtained from the following equation (6) according to WES2805. σ t is the stress, c is the half length of the crack, F t2 (ξ) and F t3 (ξ, λ) are the shape correction factors, e is the distance from the center line to the crack center, and W is the specimen H represents the distance from the center of the crack to the end of the specimen.

Figure 2015001409
Figure 2015001409

上式(6)から試験片荷重条件(σmax、σmin)は、下式(7)、(8)で設定することができる。 From the above equation (6), the specimen load conditions (σ max , σ min ) can be set by the following equations (7) and (8).

Figure 2015001409
Figure 2015001409

本手法は、次のステップS13において、設定した試験片荷重条件のもとで疲労試験を実施する。
図8及び図9は、本発明の実施形態における荷重条件を示すグラフである。図8及び図9において、縦軸は応力拡大係数Kを示し、横軸は時間Tを示す。図8及び図9は、本実施形態の疲労試験の荷重ケース(0)〜(4)を示している。
In this method, in the next step S13, a fatigue test is performed under the set test piece load conditions.
8 and 9 are graphs showing load conditions in the embodiment of the present invention. 8 and 9, the vertical axis represents the stress intensity factor K, and the horizontal axis represents the time T. 8 and 9 show load cases (0) to (4) of the fatigue test of the present embodiment.

荷重ケース(0)は、図8(a)に示すように、溶接残留応力による応力拡大係数(Kres)に、外力による応力拡大係数範囲に加算したもの(ステップS7で求めたもの)である。
荷重ケース(1)は、図8(a)に示すように、Kmaxを維持したまま、マイナス値のKminをゼロに調整したものであり、荷重ケース(0)よりも荷重がきつい安全側のものである。
荷重ケース(2)は、図8(b)に示すように、マイナス値のKminをゼロとなるように荷重ケース(0)をオフセットしたものであり、荷重ケース(1)よりも荷重がきつい安全側のものである。
As shown in FIG. 8A, the load case (0) is obtained by adding the stress intensity factor (K res ) due to welding residual stress to the stress intensity factor range due to external force (obtained in step S7). .
As shown in FIG. 8 (a), the load case (1) is obtained by adjusting the negative value K min to zero while maintaining K max . The load case (1) has a stronger load than the load case (0). belongs to.
As shown in FIG. 8B, the load case (2) is obtained by offsetting the load case (0) so that the negative Kmin is zero, and the load case (2) is tighter than the load case (1). It is the safety side.

荷重ケース(3)は、図9(a)に示すように、溶接残留応力による応力拡大係数(Kres)の加算をせず、外力による応力拡大係数範囲のみのものであり、荷重ケース(2)よりも荷重がきつい安全側のものである。
荷重ケース(4)は、図9(b)に示すように、BS規格により算出した溶接残留応力による応力拡大係数(KBSres)に、外力による応力拡大係数範囲に加算したもの(従来手法のもの)であり、荷重ケース(3)よりも荷重がきつい安全側のものである。
As shown in FIG. 9A, the load case (3) does not add the stress intensity factor (K res ) due to welding residual stress, and is only in the stress intensity factor range due to external force. The load is tighter than that on).
As shown in FIG. 9B, the load case (4) is obtained by adding the stress intensity factor (K BSres ) due to welding residual stress calculated according to the BS standard to the range of stress intensity factors due to external force (of the conventional method). The load is tighter than the load case (3) and is on the safe side.

疲労試験は、下表2に示すように、繰り返し回数(150000cycles〜)毎(step1〜step4)に、荷重ケース(0)〜(4)を選択・設定して行った。疲労試験は、下表2に示すように、複数の疲労試験片(A‐1〜A‐4)を形成して、疲労試験片毎に異なる荷重ケースを選択して行った。なお、疲労試験片(A‐1〜A‐4)は、ステップS12において複数スライスした採取片7から作製したものであって、同一の溶接欠陥部3から形成したものである。   As shown in Table 2 below, the fatigue test was performed by selecting and setting the load cases (0) to (4) for each number of repetitions (150,000 cycles to) (step 1 to step 4). As shown in Table 2 below, the fatigue test was performed by forming a plurality of fatigue test pieces (A-1 to A-4) and selecting different load cases for each fatigue test piece. The fatigue test pieces (A-1 to A-4) were produced from the sampled pieces 7 sliced in step S12 and formed from the same weld defect portion 3.

Figure 2015001409
Figure 2015001409

本手法は、最後のステップS8において、疲労試験から溶接欠陥構造物Aの疲労寿命を評価する。
図10は、本発明の実施形態における疲労試験の試験結果を示すグラフである。図10は、縦軸は無次元き裂長さa/W(aはき裂長さ)を示し、横軸は総繰り返し回数N(cycle)を示す。なお、無次元き裂長さが1となったとき、試験片が破断したことを示す。
In this method, in the final step S8, the fatigue life of the weld defect structure A is evaluated from the fatigue test.
FIG. 10 is a graph showing a test result of a fatigue test in the embodiment of the present invention. In FIG. 10, the vertical axis indicates the dimensionless crack length a / W (a is the crack length), and the horizontal axis indicates the total number of repetitions N (cycle). When the dimensionless crack length is 1, it indicates that the test piece has been broken.

表2に示すように、疲労試験片(A‐1)は、荷重ケース(2)→荷重ケース(3)で繰り返し荷重を加えたものであり、疲労試験片(A‐2)は、荷重ケース(1)→荷重ケース(2)で繰り返し荷重を加えたものであるが、図10に示すように、いずれも早期に破断した。また、疲労試験片(A‐3)は、荷重ケース(1)→荷重ケース(2)→荷重ケース(3)で繰り返し荷重を加えたものであり、図10に示すように、疲労試験片(A‐1)、(A‐2)を多少超えたときに破断した。
一方、疲労試験片(A‐4)は、荷重ケース(1)→荷重ケース(0)で繰り返し荷重を加えたもの(本手法:実機に近い荷重条件)では、図10に示すように、疲労試験片(A‐3)を大幅に超えたときに破断した。
As shown in Table 2, the fatigue test piece (A-1) is obtained by repeatedly applying a load in the load case (2) → the load case (3), and the fatigue test piece (A-2) (1) → Load case (2) was repeatedly applied, but as shown in FIG. Further, the fatigue test piece (A-3) is obtained by repeatedly applying a load in the load case (1) → the load case (2) → the load case (3). As shown in FIG. The fracture occurred when A-1) and (A-2) were slightly exceeded.
On the other hand, in the fatigue test piece (A-4), when the load is repeatedly applied in the load case (1) → the load case (0) (this method: load condition close to the actual machine), as shown in FIG. When the specimen (A-3) was greatly exceeded, it broke.

図10に示すように、例えば、疲労試験片(A‐1)より安全側の荷重ケース(4)を選択した場合には、疲労寿命は疲労試験片(A‐1)よりも短くなることが予測される。このように、従来手法による疲労寿命評価は、短命になりやすいものであることが分かる。一方で、例えば、荷重ケース(0)を選択した場合には、疲労寿命は疲労試験片(A‐4)よりも長くなることが予測される。このように、本手法による疲労寿命評価は、実機の条件に近く、実際の疲労寿命は長いものであることが分かる。   As shown in FIG. 10, for example, when the load case (4) on the safer side than the fatigue test piece (A-1) is selected, the fatigue life may be shorter than that of the fatigue test piece (A-1). is expected. Thus, it can be seen that the fatigue life evaluation by the conventional method tends to be short-lived. On the other hand, for example, when the load case (0) is selected, the fatigue life is predicted to be longer than that of the fatigue test piece (A-4). Thus, the fatigue life evaluation by this method is close to the conditions of the actual machine, and it can be seen that the actual fatigue life is long.

このように、本手法では、溶接欠陥構造物Aの欠陥4を探傷し、その溶接欠陥部3における溶接残留応力及び欠陥4の寸法の計測結果に基づいて、溶接欠陥部3の溶接残留応力による応力拡大係数を求める(ステップS1、S2、S4、S5)。溶接欠陥部3の溶接残留応力による応力拡大係数は、実機の状態に依存し易く、パンフレット等から算出したものから乖離し易い。本手法では、実測した溶接残留応力及び欠陥4の寸法に基づいて当該値を求めるため、実機により近しい溶接欠陥部3の溶接残留応力による応力拡大係数を求めることができる。   Thus, in this method, the defect 4 of the weld defect structure A is detected, and based on the measurement result of the weld residual stress in the weld defect portion 3 and the dimension of the defect 4, the welding residual stress of the weld defect portion 3 is determined. A stress intensity factor is obtained (steps S1, S2, S4, S5). The stress intensity factor due to the welding residual stress of the weld defect portion 3 is likely to depend on the state of the actual machine, and is likely to deviate from that calculated from the pamphlet or the like. In this method, since the said value is calculated | required based on the measured welding residual stress and the dimension of the defect 4, the stress intensity factor by the welding residual stress of the welding defect part 3 nearer to an actual machine can be calculated | required.

また、本手法では、最終的な溶接欠陥構造物Aの疲労寿命の評価をシミュレーションによらずに実際に疲労試験を実施することで行う(ステップS8)。本手法では、先ず、算出した溶接欠陥部3の溶接残留応力による応力拡大係数を、溶接欠陥部3にかかる外力による応力拡大係数範囲に加算して、実機での溶接欠陥部3の応力拡大係数範囲を求める(ステップS7)。そして、疲労試験片のき裂端の応力拡大係数が、算出した実機での溶接欠陥部3の応力拡大係数範囲と一致するように試験片荷重条件を設定する(ステップS14)。このように、実機と試験片の応力拡大係数範囲を一致させることで、疲労試験の試験結果から溶接欠陥構造物Aの疲労寿命を評価できる(図10に示す疲労試験片(A‐4)参照)。   Moreover, in this method, the fatigue life evaluation of the final weld defect structure A is performed by actually performing a fatigue test without using simulation (step S8). In this method, first, the calculated stress intensity factor due to the welding residual stress of the weld defect portion 3 is added to the stress intensity factor range due to the external force applied to the weld defect portion 3, and the stress intensity factor of the weld defect portion 3 in the actual machine is added. A range is obtained (step S7). Then, the test piece load condition is set so that the stress intensity factor at the crack end of the fatigue test piece matches the calculated stress intensity factor range of the weld defect part 3 in the actual machine (step S14). Thus, by matching the stress intensity factor range between the actual machine and the test piece, the fatigue life of the weld defect structure A can be evaluated from the test result of the fatigue test (see the fatigue test piece (A-4) shown in FIG. 10). ).

上述のように、本手法によれば、実機に近しい信頼性の高い疲労寿命評価をすることができる。このため、溶接欠陥構造物Aの適切なメンテナンス期間を設定することができ、不必要なメンテナンス作業を削減して、溶接欠陥構造物Aの維持管理費用を削減することができる。   As described above, according to this method, it is possible to perform a highly reliable fatigue life evaluation that is close to an actual machine. For this reason, an appropriate maintenance period of the weld defect structure A can be set, unnecessary maintenance work can be reduced, and the maintenance cost of the weld defect structure A can be reduced.

[別実施例]
以下は、別の実機(球形ガスホルダーB(上述した球形ガスホルダーAと同タイプ))について本手法を適用した場合の結果を示している。
図11は、本発明の別実施形態における溶接残留応力による応力拡大係数の算出法を説明するための図である。
実機Bの欠陥寸法は、3.2mmであり、図11に示すように溶接欠陥部3の溶接残留応力分布をスケーリングすることで、上記ステップS5と同様にして、溶接残留応力による応力拡大係数を求める。
[Another embodiment]
The following shows results when this method is applied to another actual machine (spherical gas holder B (the same type as the above-described spherical gas holder A)).
FIG. 11 is a diagram for explaining a method of calculating a stress intensity factor by welding residual stress in another embodiment of the present invention.
The defect size of the actual machine B is 3.2 mm, and by scaling the welding residual stress distribution of the weld defect portion 3 as shown in FIG. Ask.

下表3は、BS規格(1)の近似直線から算出した溶接残留応力の一例(ケース(1))と、実機(2)の近似直線から算出した溶接残留応力の一例(ケース(2))とを示す。このように、ケース(1)は、上記実施形態と同様に、欠陥4のき裂の進展がし易い条件であることが分かる。   Table 3 below shows an example of welding residual stress calculated from the approximate straight line of BS standard (1) (case (1)) and an example of welding residual stress calculated from the approximate straight line of actual machine (2) (case (2)). It shows. As described above, it can be seen that the case (1) is a condition in which the crack of the defect 4 is easily propagated as in the above embodiment.

Figure 2015001409
Figure 2015001409

疲労試験は、下表4に示すように、繰り返し回数(150000cycles〜)毎(step1〜step4)に、荷重ケース(0)〜(4)を選択・設定して行った。疲労試験は、下表4に示すように、複数の疲労試験片(B‐1〜B‐4)を形成して、疲労試験片毎に異なる荷重ケースを選択して行った。   As shown in Table 4 below, the fatigue test was performed by selecting and setting the load cases (0) to (4) for each number of repetitions (150,000 cycles to) (step 1 to step 4). As shown in Table 4 below, the fatigue test was performed by forming a plurality of fatigue test pieces (B-1 to B-4) and selecting different load cases for each fatigue test piece.

Figure 2015001409
Figure 2015001409

図12は、本発明の別実施形態における疲労試験の試験結果を示すグラフである。
疲労試験片(B‐4)は、荷重ケース(1)→荷重ケース(0)で繰り返し荷重を加えたもの(本手法:実機に近い荷重条件)であり、図12に示すように、疲労寿命は最も長いものであった。
一方、疲労試験片(B‐1)より安全側の荷重ケース(4)を選択したもの(従来手法)では、疲労寿命は疲労試験片(B‐1)よりも短くなることが予測される。このように、従来手法による疲労寿命評価は、短命になりやすいものであることが分かる。
FIG. 12 is a graph showing a test result of a fatigue test in another embodiment of the present invention.
The fatigue test piece (B-4) is a load case (1) → load case (0) with repeated load applied (this method: load condition close to the actual machine). As shown in FIG. Was the longest.
On the other hand, in the case where the load case (4) on the safer side than the fatigue test piece (B-1) is selected (conventional method), the fatigue life is predicted to be shorter than that of the fatigue test piece (B-1). Thus, it can be seen that the fatigue life evaluation by the conventional method tends to be short-lived.

したがって、このような本手法によれば、溶接欠陥が検査により発見された場合、実機の寿命を実験的に評価することで、適切な修理期間を設定することができ、実機の維持管理費用を削減できるようになる。   Therefore, according to this method, when a welding defect is found by inspection, it is possible to set an appropriate repair period by experimentally evaluating the life of the actual machine, thereby reducing the maintenance cost of the actual machine. Can be reduced.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、欠陥寸法の最も長い溶接欠陥部を採取して当該部位を補修することから、評価した疲労寿命よりも実際の疲労寿命の方が多少長くなる。このため、例えば、欠陥寸法が一番長い溶接欠陥部と、欠陥寸法が三番目に長い溶接欠陥部とを採取して疲労試験を行い、その試験結果の間をとって、欠陥寸法が二番目に長い溶接欠陥部の疲労寿命を推定し評価することで、実機の疲労寿命により近しくすることができる。   For example, in the above embodiment, since the weld defect part having the longest defect size is collected and the part is repaired, the actual fatigue life is slightly longer than the evaluated fatigue life. For this reason, for example, a weld defect with the longest defect size and a weld defect with the third longest defect size are sampled and subjected to a fatigue test. By estimating and evaluating the fatigue life of a long weld defect, the fatigue life of the actual machine can be made closer.

例えば、上記実施形態では、構造物として球形ガスホルダーを例示したが、本発明はこれを対象とするものに限定されない。例えば、リベットの打ち込みなどの加工により部材に残留応力が生じた場合、その開口部等の疲労寿命評価方法にも、本手法を適用することができる。   For example, in the above embodiment, the spherical gas holder is exemplified as the structure, but the present invention is not limited to this. For example, when a residual stress is generated in a member by processing such as driving a rivet, this method can be applied to a fatigue life evaluation method for the opening.

A…溶接欠陥構造物(構造物)、3…溶接欠陥部(欠陥部)、4…欠陥、8…疲労試験片   A ... Weld defect structure (structure), 3 ... Weld defect (defect), 4 ... Defect, 8 ... Fatigue specimen

Claims (6)

構造物において欠陥を探傷する第1工程と、
前記欠陥の寸法を計測する第2工程と、
前記欠陥がある欠陥部における残留応力を計測する第3工程と、
前記残留応力の計測結果と前記寸法の計測結果に基づいて、前記欠陥部の残留応力による応力拡大係数を求める第4工程と、
前記応力拡大係数を前記欠陥部にかかる外力による応力拡大係数範囲に加算し、前記欠陥部の応力拡大係数範囲を求める第5工程と、
前記欠陥部の応力拡大係数範囲に基づいて設定した試験片荷重条件のもとで疲労試験を実施し、前記構造物の疲労寿命を評価する第6工程と、を有する、
ことを特徴とする構造物の疲労寿命評価方法。
A first step for flaw detection in a structure;
A second step of measuring the size of the defect;
A third step of measuring the residual stress in the defective part having the defect;
Based on the measurement result of the residual stress and the measurement result of the dimension, a fourth step of obtaining a stress intensity factor due to the residual stress of the defect portion;
A fifth step of adding the stress intensity factor to a stress intensity factor range due to an external force applied to the defect portion to obtain a stress intensity factor range of the defect portion;
A sixth step of performing a fatigue test under a test piece load condition set based on a stress intensity factor range of the defect and evaluating a fatigue life of the structure;
A method for evaluating fatigue life of a structure.
前記第6工程では、前記構造物から採取した前記欠陥部から疲労試験片を形成する、ことを特徴とする請求項1に記載の構造物の疲労寿命評価方法。   The fatigue life evaluation method for a structure according to claim 1, wherein, in the sixth step, a fatigue test piece is formed from the defect portion collected from the structure. 前記残留応力は、溶接残留応力である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の構造物の疲労寿命評価方法。   The fatigue life evaluation method for a structure according to claim 1, wherein the residual stress is welding residual stress. 前記構造物は、球形ガスホルダーである、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の構造物の疲労寿命評価方法。   The said structure is a spherical gas holder, The fatigue life evaluation method of the structure as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記第1工程では、超音波探傷手法を用いる、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の構造物の疲労寿命評価方法。   The fatigue life evaluation method for a structure according to any one of claims 1 to 4, wherein an ultrasonic flaw detection method is used in the first step. 前記第4工程では、FEM解析によって前記欠陥部にかかる外力による応力拡大係数範囲を求める、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の構造物の疲労寿命評価方法。   The fatigue life evaluation method for a structure according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the fourth step, a stress intensity factor range due to an external force applied to the defect portion is obtained by FEM analysis.
JP2013125049A 2013-06-13 2013-06-13 Fatigue life evaluation method for structures Expired - Fee Related JP6197391B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013125049A JP6197391B2 (en) 2013-06-13 2013-06-13 Fatigue life evaluation method for structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013125049A JP6197391B2 (en) 2013-06-13 2013-06-13 Fatigue life evaluation method for structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015001409A true JP2015001409A (en) 2015-01-05
JP6197391B2 JP6197391B2 (en) 2017-09-20

Family

ID=52296026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013125049A Expired - Fee Related JP6197391B2 (en) 2013-06-13 2013-06-13 Fatigue life evaluation method for structures

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6197391B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018025020A (en) * 2016-08-09 2018-02-15 国立大学法人九州大学 Crack diagnostic device and crack diagnostic method
CN109766633A (en) * 2019-01-11 2019-05-17 江西省科学院应用物理研究所 A kind of structural fatigue computation processing method for spot welding junction in finite element algorithm
CN110849753A (en) * 2019-12-09 2020-02-28 大连理工大学 Metal material fatigue strength prediction method based on micro scratches
CN111656182A (en) * 2018-02-14 2020-09-11 三菱日立电力系统株式会社 Method for inspecting plant equipment

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108693054B (en) * 2018-05-18 2020-05-12 北京航空航天大学 Progressive damage algorithm for spectrum-borne fatigue life of composite material structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611500A (en) * 1992-06-25 1994-01-21 Hitachi Ltd Deterioration diagnostic method
JP2001021542A (en) * 1999-07-07 2001-01-26 Osaka Gas Co Ltd Measuring of weld line transverse crack defect length
JP2005077298A (en) * 2003-09-02 2005-03-24 Ebara Corp Electromagnetic ultrasonic probe, damage progression degree evaluation method and damage progression degree evaluation device of conductive material, and axial force measuring method and axial force measuring device of fastening bolt or rivet
JP3787246B2 (en) * 1999-08-06 2006-06-21 株式会社鷺宮製作所 Material testing machine control method and material testing machine control apparatus for fatigue crack growth test
US20100005864A1 (en) * 2007-03-20 2010-01-14 Karel Minnaar Method To Measure Tearing Resistance
JP2011232206A (en) * 2010-04-28 2011-11-17 Toshiba Corp Flaw evaluation device and flaw evaluation method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611500A (en) * 1992-06-25 1994-01-21 Hitachi Ltd Deterioration diagnostic method
JP2001021542A (en) * 1999-07-07 2001-01-26 Osaka Gas Co Ltd Measuring of weld line transverse crack defect length
JP3787246B2 (en) * 1999-08-06 2006-06-21 株式会社鷺宮製作所 Material testing machine control method and material testing machine control apparatus for fatigue crack growth test
JP2005077298A (en) * 2003-09-02 2005-03-24 Ebara Corp Electromagnetic ultrasonic probe, damage progression degree evaluation method and damage progression degree evaluation device of conductive material, and axial force measuring method and axial force measuring device of fastening bolt or rivet
US20100005864A1 (en) * 2007-03-20 2010-01-14 Karel Minnaar Method To Measure Tearing Resistance
JP2011232206A (en) * 2010-04-28 2011-11-17 Toshiba Corp Flaw evaluation device and flaw evaluation method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018025020A (en) * 2016-08-09 2018-02-15 国立大学法人九州大学 Crack diagnostic device and crack diagnostic method
CN111656182A (en) * 2018-02-14 2020-09-11 三菱日立电力系统株式会社 Method for inspecting plant equipment
CN109766633A (en) * 2019-01-11 2019-05-17 江西省科学院应用物理研究所 A kind of structural fatigue computation processing method for spot welding junction in finite element algorithm
CN110849753A (en) * 2019-12-09 2020-02-28 大连理工大学 Metal material fatigue strength prediction method based on micro scratches
CN110849753B (en) * 2019-12-09 2020-09-29 大连理工大学 Metal material fatigue strength prediction method based on micro scratches

Also Published As

Publication number Publication date
JP6197391B2 (en) 2017-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6197391B2 (en) Fatigue life evaluation method for structures
JP5050873B2 (en) Remaining life evaluation method for machine parts
JP5276497B2 (en) Pipe weld life evaluation method
CN111033212B (en) Crack evaluation criterion establishing method, crack evaluation method based on internal flaw detection, and maintenance management method
WO2019044555A1 (en) Remaining life evaluation method and maintenance management method
JP2017151107A (en) Crack evaluation method inside welded part using phased array method, and welded part maintenance and management method
WO2019159940A1 (en) Plant inspection method
JP2003207489A (en) Damage evaluation method and apparatus for metallic material
JP2011220870A (en) Frp evaluation method and evaluation device
JP2011158415A (en) Ultrasonic inspection method
JP2003130789A (en) Method for evaluating life of metallic material
KR101195733B1 (en) Method for evaluating fatigue property of t-joint portion at t-type welding joint structure
da Silva et al. Nondestructive inspection reliability: state of the art
JP2014145657A (en) Method and device for evaluating life of metal member
Ali et al. Effect of Crack on Bending Process for S55c Carbon Steel with Ultrasonic Testing on Zero Degree Probes
JP6686951B2 (en) Evaluation method for brittle crack propagation arresting performance of thick steel plate
RU2582231C1 (en) Method of testing for sulphide cracking of metal of electric welded and seamless pipes
US11860082B1 (en) Method of determining an index of quality of a weld in a formed object through mechanical contact testing
RU2585796C1 (en) Method for quality control of articles
JP6109061B2 (en) Inspection method for remaining life of welded parts of heat-resistant materials
JP2002168853A (en) Method for evaluating life of metal material
JP2019090704A (en) Method for evaluating sensitivity to reheat cracking
Saeed et al. Calibration and validation of extended back-face strain compliance for a wide range of crack lengths in SENB-4P specimens
Adriano et al. Influence of small volumetric flaws on the measurement of crack growth and tearing resistance in SENT tests
Tamponi et al. Defect Tolerance in Fatigue of Steel Catenary Riser Girth Welds-Two Stages Model

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160426

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170725

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170807

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6197391

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees