JP3082310B2 - 小型試験片の製作方法 - Google Patents
小型試験片の製作方法Info
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- JP3082310B2 JP3082310B2 JP03156180A JP15618091A JP3082310B2 JP 3082310 B2 JP3082310 B2 JP 3082310B2 JP 03156180 A JP03156180 A JP 03156180A JP 15618091 A JP15618091 A JP 15618091A JP 3082310 B2 JP3082310 B2 JP 3082310B2
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- Japan
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- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大型プラントで用いられ
るボイラ等の高温機器の余寿命を予測するために実機か
ら採取した微小サンプルを加工してクリープ試験等に用
いる小型の試験片を製作するための小型試験片の製作方
法に関するものである。
るボイラ等の高温機器の余寿命を予測するために実機か
ら採取した微小サンプルを加工してクリープ試験等に用
いる小型の試験片を製作するための小型試験片の製作方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ボイラ等の高温機器の余寿命予測技術を
開発することは火力発電設備や原子力発電設備の寿命延
長を図る上で重要な課題である。寿命予測の精度向上の
ためには、サンプルを実機から直接採取してクリープ等
の破壊試験を行う必要があるが、実機からサンプルを採
取できたとしても大型の試験片は採れないのが実情であ
る。そのため、実機から微小サンプルを採取する手法が
考えられる。
開発することは火力発電設備や原子力発電設備の寿命延
長を図る上で重要な課題である。寿命予測の精度向上の
ためには、サンプルを実機から直接採取してクリープ等
の破壊試験を行う必要があるが、実機からサンプルを採
取できたとしても大型の試験片は採れないのが実情であ
る。そのため、実機から微小サンプルを採取する手法が
考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実機から採
取した微小サンプルの場合、破壊試験に適した形状の小
型試験片として加工することが必要となるが、微小サン
プルから容易に且つ短時間で変形を起すことなく小型の
試験片を製作する方法は未だ開発されていないのが現状
である。
取した微小サンプルの場合、破壊試験に適した形状の小
型試験片として加工することが必要となるが、微小サン
プルから容易に且つ短時間で変形を起すことなく小型の
試験片を製作する方法は未だ開発されていないのが現状
である。
【０００４】そこで、本発明は、容易且つ短時間で、実
機より採取した微小サンプルから変形を起すことなく複
数の小型試験片を効率よく製作することができるような
小型試験片の製作方法を提供しようとするものである。
機より採取した微小サンプルから変形を起すことなく複
数の小型試験片を効率よく製作することができるような
小型試験片の製作方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、所要長さを有し且つ幅方向の中央部上面
に、実機から採取した微小サンプルの長さに相当する幅
と該サンプルの厚みに相当する深さを有する凹溝が長手
方向に形成してある試験片製作用治具の上記凹溝内に、
実機から採取した複数の微小サンプルを、該サンプルの
長手方向が上記治具の幅方向と平行になるように所要間
隔に並べて配置し、次に、上記各サンプルの長手方向両
端面と上記治具の凹溝側縁とを電子ビーム溶接により接
合し、次いで、上記治具を各サンプルの両脇位置で幅方
向に切断して各サンプル毎のブロックを作製し、しかる
後、該各ブロックを加工してサンプルの中央部が試験部
となり、又、ブロックの両端部が試験装置への結合部と
なる形状の小型試験片を製作することを特徴とする小型
試験片の製作方法とする。
決するために、所要長さを有し且つ幅方向の中央部上面
に、実機から採取した微小サンプルの長さに相当する幅
と該サンプルの厚みに相当する深さを有する凹溝が長手
方向に形成してある試験片製作用治具の上記凹溝内に、
実機から採取した複数の微小サンプルを、該サンプルの
長手方向が上記治具の幅方向と平行になるように所要間
隔に並べて配置し、次に、上記各サンプルの長手方向両
端面と上記治具の凹溝側縁とを電子ビーム溶接により接
合し、次いで、上記治具を各サンプルの両脇位置で幅方
向に切断して各サンプル毎のブロックを作製し、しかる
後、該各ブロックを加工してサンプルの中央部が試験部
となり、又、ブロックの両端部が試験装置への結合部と
なる形状の小型試験片を製作することを特徴とする小型
試験片の製作方法とする。
【０００６】
【作用】治具の凹溝内に並べて配置した複数の微小サン
プルの両端と該治具の凹溝側縁とを電子ビーム溶接によ
って接合するので、熱影響部の範囲を最小限に抑えるこ
とができる。したがって、ブロックを加工することによ
り複数の小型試験片を変形のない状態で効率よく製作す
ることができる。
プルの両端と該治具の凹溝側縁とを電子ビーム溶接によ
って接合するので、熱影響部の範囲を最小限に抑えるこ
とができる。したがって、ブロックを加工することによ
り複数の小型試験片を変形のない状態で効率よく製作す
ることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【０００８】図１乃至図５は本発明の一実施例を示すも
ので、試験片製作用治具としての金属製基台４を、高温
機器の実機から採取した多数の微小サンプル１を並列状
態に並べて置けるように、幅方向の中央部上面にサンプ
ル１の長さに対応する幅と該サンプルの厚さに対応する
深さとした凹溝２を長手方向に沿い形成すると共に、該
凹溝２の両側縁上端部に、上方へ末広がり状に開くよう
な傾斜面３を長手方向全長に亘り形成してなる構成と
し、先ず、上記基台４の凹溝２内に、多数のサンプル１
とダミー５とを、その長手方向が基台４の幅方向と平行
となるように交互に並べて配置する。次に、各サンプル
１及びダミー５と基台４の凹溝２側縁との間の隙間６
を、図３及び図４に示す如く電子ビーム溶接にて接合さ
せる（接合部７）。次いで、上記基台４を、各サンプル
１の両脇の位置で幅方向の切断線８に沿い切断してサン
プル１毎のブロック９を作製する。しかる後、各ブロッ
ク９毎に、図５に一例を示す如く、サンプル１の中央部
が、たとえば、試験部として丸棒の如き平行部１０にな
るように加工すると共に、両端の部分が、たとえば、ね
じ部の如き試験装置への結合部１１となるよう加工し
て、多数の小型の試験片１２を製作するようにする。
ので、試験片製作用治具としての金属製基台４を、高温
機器の実機から採取した多数の微小サンプル１を並列状
態に並べて置けるように、幅方向の中央部上面にサンプ
ル１の長さに対応する幅と該サンプルの厚さに対応する
深さとした凹溝２を長手方向に沿い形成すると共に、該
凹溝２の両側縁上端部に、上方へ末広がり状に開くよう
な傾斜面３を長手方向全長に亘り形成してなる構成と
し、先ず、上記基台４の凹溝２内に、多数のサンプル１
とダミー５とを、その長手方向が基台４の幅方向と平行
となるように交互に並べて配置する。次に、各サンプル
１及びダミー５と基台４の凹溝２側縁との間の隙間６
を、図３及び図４に示す如く電子ビーム溶接にて接合さ
せる（接合部７）。次いで、上記基台４を、各サンプル
１の両脇の位置で幅方向の切断線８に沿い切断してサン
プル１毎のブロック９を作製する。しかる後、各ブロッ
ク９毎に、図５に一例を示す如く、サンプル１の中央部
が、たとえば、試験部として丸棒の如き平行部１０にな
るように加工すると共に、両端の部分が、たとえば、ね
じ部の如き試験装置への結合部１１となるよう加工し
て、多数の小型の試験片１２を製作するようにする。
【０００９】上記において、電子ビーム溶接に代えて、
ティグ溶接又はミグ溶接を用いて接合部７とした場合
は、溶接による熱影響が大き過ぎるため、微小のサンプ
ル１の場合は変形する虞があるが、本発明では、サンプ
ル１と基台４の凹溝２側縁とを電子ビーム溶接して接合
部７とするため、電子ビーム溶接による場合の熱影響部
の幅は最大で０．５mmと極めて小さいことから、たとえ
ば、平行部１０の直径が２mmで全体の長さが２７mmの小
型の試験片１２を変形させることなく容易に且つ短時間
で作ることができる。
ティグ溶接又はミグ溶接を用いて接合部７とした場合
は、溶接による熱影響が大き過ぎるため、微小のサンプ
ル１の場合は変形する虞があるが、本発明では、サンプ
ル１と基台４の凹溝２側縁とを電子ビーム溶接して接合
部７とするため、電子ビーム溶接による場合の熱影響部
の幅は最大で０．５mmと極めて小さいことから、たとえ
ば、平行部１０の直径が２mmで全体の長さが２７mmの小
型の試験片１２を変形させることなく容易に且つ短時間
で作ることができる。
【００１０】上記の如く製作した小型の試験片１２のク
リープ試験を実施する場合は、両端の結合部１１を試験
装置の上下の引張部材に結合して一体化させ、不活性ガ
ス雰囲気中で、試験片１２を上下から引張るよう応力を
掛けるようにする。この場合、不活性雰囲気とすること
により、小型の試験片１２を酸化の影響を受けることな
く高温クリープ試験することができ、実機の余寿命を正
確に予測することができる。因に、小型の試験片１２を
大気中で試験すると、小型の試験片１２が酸化の影響を
受けることになって酸化減肉の効果を受けるので、実機
の余寿命を正確に予測することができないことになる。
リープ試験を実施する場合は、両端の結合部１１を試験
装置の上下の引張部材に結合して一体化させ、不活性ガ
ス雰囲気中で、試験片１２を上下から引張るよう応力を
掛けるようにする。この場合、不活性雰囲気とすること
により、小型の試験片１２を酸化の影響を受けることな
く高温クリープ試験することができ、実機の余寿命を正
確に予測することができる。因に、小型の試験片１２を
大気中で試験すると、小型の試験片１２が酸化の影響を
受けることになって酸化減肉の効果を受けるので、実機
の余寿命を正確に予測することができないことになる。
【００１１】上記試験片１２を、２ 1/4Ｃｒ−１Ｍｏ鋼
で４t ×４w ×１３l のサンプル１から作ってＡｒ雰囲
気中でクリープ試験を行ったところ、試験片１２の破断
位置は平行部１０であり、溶接の影響がないことを確認
できた。又、クリープ試験結果も、試験温度と破断時間
の間で直線的な傾向を示し、妥当な結果が得られた。
で４t ×４w ×１３l のサンプル１から作ってＡｒ雰囲
気中でクリープ試験を行ったところ、試験片１２の破断
位置は平行部１０であり、溶接の影響がないことを確認
できた。又、クリープ試験結果も、試験温度と破断時間
の間で直線的な傾向を示し、妥当な結果が得られた。
【００１２】なお、本発明は上記実施例にのみ限定され
るものではなく、大型プラントの余寿命予測の他に、ジ
ェットエンジンや新素材の強度評価にも応用できるこ
と、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは勿論である。
るものではなく、大型プラントの余寿命予測の他に、ジ
ェットエンジンや新素材の強度評価にも応用できるこ
と、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは勿論である。
【００１３】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の小型試験片の
製作方法によれば、所要長さを有し且つ幅方向の中央部
上面に、実機から採取した微小サンプルの長さに相当す
る幅と該サンプルの厚みに相当する深さを有する凹溝が
長手方向に形成してある試験片製作用治具の上記凹溝内
に、実機から採取した複数の微小サンプルを、該サンプ
ルの長手方向が上記治具の幅方向と平行になるように所
要間隔に並べて配置し、次に、上記各サンプルの長手方
向両端面と上記治具の凹溝側縁とを電子ビーム溶接によ
り接合し、次いで、上記治具を各サンプルの両脇位置で
幅方向に切断して各サンプル毎のブロックを作製し、し
かる後、該各ブロックを加工してサンプルの中央部が試
験部となり、又、ブロックの両端部が試験装置への結合
部となる形状の小型試験片を製作するようにしたので、
溶接前の段取りを楽に行うことができ、試験装置への結
合部付の複数の小型試験片を熱影響による変形を起すこ
となく短時間にて効率よく容易に製作することができ
る、という優れた効果を発揮する。
製作方法によれば、所要長さを有し且つ幅方向の中央部
上面に、実機から採取した微小サンプルの長さに相当す
る幅と該サンプルの厚みに相当する深さを有する凹溝が
長手方向に形成してある試験片製作用治具の上記凹溝内
に、実機から採取した複数の微小サンプルを、該サンプ
ルの長手方向が上記治具の幅方向と平行になるように所
要間隔に並べて配置し、次に、上記各サンプルの長手方
向両端面と上記治具の凹溝側縁とを電子ビーム溶接によ
り接合し、次いで、上記治具を各サンプルの両脇位置で
幅方向に切断して各サンプル毎のブロックを作製し、し
かる後、該各ブロックを加工してサンプルの中央部が試
験部となり、又、ブロックの両端部が試験装置への結合
部となる形状の小型試験片を製作するようにしたので、
溶接前の段取りを楽に行うことができ、試験装置への結
合部付の複数の小型試験片を熱影響による変形を起すこ
となく短時間にて効率よく容易に製作することができ
る、という優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の小型試験片の製作方法の一実施例を示
すもので、微小サンプルを基台上に配列した状態を示す
平面図である。
すもので、微小サンプルを基台上に配列した状態を示す
平面図である。
【図２】図１の拡大側面図である。
【図３】微小サンプルと基台との接合状況を示す平面図
である。
である。
【図４】図３の拡大側面図である。
【図５】製作された小型試験片の形状の一例を示す概要
図である。
図である。
１ 微小サンプル ２ 凹溝 ４ 基台（試験片製作用治具） ７ 電子ビーム溶接による接合部 ８ 切断線 ９ ブロック １０ 平行部（試験部） １１ 結合部 １２ 小型試験片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 1/00 - 1/36 G01N 3/00 - 3/62
Claims (1)
- 【請求項１】 所要長さを有し且つ幅方向の中央部上面
に、実機から採取した微小サンプルの長さに相当する幅
と該サンプルの厚みに相当する深さを有する凹溝が長手
方向に形成してある試験片製作用治具の上記凹溝内に、
実機から採取した複数の微小サンプルを、該サンプルの
長手方向が上記治具の幅方向と平行になるように所要間
隔に並べて配置し、次に、上記各サンプルの長手方向両
端面と上記治具の凹溝側縁とを電子ビーム溶接により接
合し、次いで、上記治具を各サンプルの両脇位置で幅方
向に切断して各サンプル毎のブロックを作製し、しかる
後、該各ブロックを加工してサンプルの中央部が試験部
となり、又、ブロックの両端部が試験装置への結合部と
なる形状の小型試験片を製作することを特徴とする小型
試験片の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03156180A JP3082310B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 小型試験片の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03156180A JP3082310B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 小型試験片の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355342A JPH04355342A (ja) | 1992-12-09 |
| JP3082310B2 true JP3082310B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=15622107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03156180A Expired - Fee Related JP3082310B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 小型試験片の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3082310B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6122669B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-04-26 | 三菱重工業株式会社 | 高温機械用部品の余寿命評価方法 |
| JP6520547B2 (ja) * | 2015-08-10 | 2019-05-29 | 日本製鉄株式会社 | 試験片の製造方法 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP03156180A patent/JP3082310B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04355342A (ja) | 1992-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080630 Year of fee payment: 8 |
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080630 Year of fee payment: 8 |
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