JP4851993B2 - Stress corrosion cracking test method - Google Patents
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Description
本発明は、試験体の表面に発生した応力腐食割れ(SCC)に関する応力腐食割れ発生データを好適に取得する応力腐食割れ発生試験方法に関する。 The present invention relates to a stress corrosion cracking test method for suitably acquiring stress corrosion cracking data relating to stress corrosion cracking (SCC) occurring on the surface of a specimen.
例えば、原子力発電プラントでは、沸騰水型原子炉における炉内機器に応力腐食割れが発生して構造健全性を脅かすことが問題となっている。このため、応力腐食割れ発生データを効率的に取得するための試験方法が検討課題となっている。 For example, in a nuclear power plant, stress corrosion cracking occurs in in-core equipment in a boiling water reactor, which threatens structural integrity. For this reason, the test method for acquiring the stress corrosion crack generation data efficiently is an examination subject.
一般に応力腐食割れ発生試験は、亀裂発生までの試験環境への浸漬時間(即ち亀裂発生寿命)と、亀裂発生位置の歪と、その亀裂の寸法との関係を1組のデータセットとして、応力腐食割れ発生データを取得する試験である。この応力腐食割れ発生試験では、1体の試験体につき1セットの応力腐食割れ発生データが取得される。 In general, the stress corrosion cracking test is performed with a set of data on the relationship between the immersion time in the test environment until cracking occurs (that is, the cracking life), the strain at the cracking position, and the size of the crack. This is a test to acquire crack occurrence data. In this stress corrosion crack occurrence test, one set of stress corrosion crack occurrence data is acquired for each specimen.
つまり、従来の応力腐食割れ発生試験方法は、試験体に均一な歪を生じさせた状態での試験であったり、試験体に生ずる最大歪のみに着目した試験であったため、試験体の1体について応力腐食割れ発生データが1セットとなっているのである。 That is, the conventional stress corrosion cracking test method is a test in a state where uniform strain is generated in the test body, or a test focusing only on the maximum strain generated in the test body. The stress corrosion crack occurrence data is about one set.
例えば、試験体に均一な歪を生じさせる応力腐食割れ発生試験は、図12に示すように、曲率半径Rが一定の曲面2を有する治具3を用意し、この治具3の曲面2に試験体1を密着させて固定し、この試験体1に発生する同一の歪を、試験体1の任意の位置に設置された歪ゲージ4により計測して、1体の試験体1につき、応力腐食割れ発生データを1セット取得している。
For example, in the stress corrosion cracking generation test in which uniform strain is generated in the specimen, a
また、この試験体に均一な歪を生じさせる応力腐食割れ発生試験は、特許文献1に記載のように、試験体を湾曲させ、その両端を留め具に係止させて、当該試験体に均一な歪を生じさせ、この歪を試験体の任意の位置に設置された歪ゲージにより計測して、応力腐食割れ発生データを取得するようにしたものも提案されている。この場合にも、1体の試験体につき、応力腐食割れ発生データが1セット取得される。 In addition, the stress corrosion cracking generation test for generating uniform strain on the test body is performed by bending the test body and engaging both ends thereof with fasteners as described in Patent Document 1, so that the test body is uniform. It has also been proposed to obtain a stress corrosion crack occurrence data by generating a large strain and measuring the strain with a strain gauge installed at an arbitrary position of the specimen. Also in this case, one set of stress corrosion cracking data is obtained for one test specimen.
一方、試験体1に生ずる最大歪のみに着目した応力腐食割れ発生試験は、例えば図13に示すように、試験体1の両端部を一対の支持部5によりそれぞれ支持し、試験体1の長手方向中央位置に力Fを作用し、この力Fが作用した位置に生ずる最大歪を歪ゲージ6により計測して、応力腐食割れ発生データを取得するものである。この場合にも、1体の試験体1について、応力腐食割れ発生データが1セット取得される。
しかしながら、応力腐食割れ発生データはばらつきが大きいため、得られたデータを統計的に評価する必要があり、そのためには大量のデータを必要とする。ところが、この大量のデータを効率的に取得する試験方法は、未だ確立されていない。このため、応力腐食割れ発生データを多数取得するためには、応力腐食割れ発生試験を、多大な試験時間を費やして繰返し実施する必要があるという問題があった。 However, since the stress corrosion crack occurrence data varies widely, it is necessary to statistically evaluate the obtained data, which requires a large amount of data. However, a test method for efficiently acquiring such a large amount of data has not yet been established. For this reason, in order to acquire a lot of stress corrosion crack occurrence data, there is a problem that it is necessary to repeatedly perform the stress corrosion crack occurrence test with a great amount of test time.
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、応力腐食割れ発生データを、1体の試験体で複数取得できる応力腐食割れ発生試験方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a stress corrosion cracking test method capable of acquiring a plurality of stress corrosion cracking data with a single test body.
本発明は、試験環境と同一の温度状態において、試験体の両端部を試験治具に押し付け、この試験体の曲率半径が表面の各位置において異なるように当該試験体に曲げ変形が付与された状態で、当該試験体の表面の複数位置での歪値から当該表面の歪分布を予め求め、次に、前記試験体を試験環境に所定時間浸漬した後に取り出し、当該試験体の前記表面に亀裂が発生したときに応力腐食割れ発生データを取得し、更に、この曲げ変形が付与された前記試験体を再び前記試験環境に浸漬し、所定時間経過後にこの試験環境から取り出して前記試験体の表面に新たに亀裂が発生している場合には、応力腐食割れ発生データを追加して取得し、この応力腐食割れ発生データは、試験体に曲げ変形が付与されて引張応力が与えられた状態での当該試験体の試験環境への浸漬時間と、亀裂発生位置における歪値と、亀裂寸法とを一組としたものであることを特徴とすることを特徴とするものである。 In the present invention, in the same temperature state as the test environment , both end portions of the test body are pressed against the test jig, and the test body is subjected to bending deformation so that the radius of curvature of the test body is different at each position on the surface . In this state, the strain distribution of the surface is obtained in advance from strain values at a plurality of positions on the surface of the test body, and then the test body is taken out after being immersed in a test environment for a predetermined time and cracked in the surface of the test body. The stress corrosion cracking data is obtained when the test occurs, and the test body to which the bending deformation is applied is again immersed in the test environment, taken out from the test environment after a predetermined time, and the surface of the test body is obtained. If new cracks have occurred, the stress corrosion cracking data is added and acquired.The stress corrosion cracking data is obtained when bending stress is applied to the specimen and tensile stress is applied. The trial And the immersion time in the test environment of the body, is to the distortion value at the crack occurrence position, characterized in that characterized in that the crack size is obtained by a set.
また、本発明は、試験体を試験環境に浸漬した状態で当該試験体の両端部を試験治具に押し付け、この試験体の曲率半径が表面の各位置において異なるように当該試験体に曲げ変形を付与し、この状態において前記試験体の表面の複数位置で歪を計測して当該表面の歪分布を求め、前記試験体に曲げ変形を付与してから所定時間経過後に、当該試験体を前記試験環境から取り出し、当該試験体の前記表面に亀裂が発生したときに応力腐食割れ発生データを取得し、更に、この曲げ変形が付与された前記試験体を再び前記試験環境に浸漬し、所定時間経過後にこの試験環境から取り出して前記試験体の表面に新たに亀裂が発生している場合には、応力腐食割れ発生データを追加して取得し、この応力腐食割れ発生データは、試験体に曲げ変形が付与されて引張応力が与えられた状態での当該試験体の試験環境への浸漬時間と、亀裂発生位置における歪値と、亀裂寸法とを一組としたものであることを特徴とするものである。 In addition, the present invention presses both ends of the test body against the test jig while the test body is immersed in the test environment, and the test body is bent and deformed so that the radius of curvature of the test body is different at each position on the surface. In this state, the strain is measured at a plurality of positions on the surface of the test body to obtain a strain distribution on the surface, and after the predetermined time has elapsed since the bending deformation is applied to the test body, the test body is Take out from the test environment, acquire stress corrosion cracking data when a crack occurs on the surface of the test body , and further immerse the test body to which the bending deformation is applied in the test environment for a predetermined time. If a new crack has occurred on the surface of the specimen after the test environment has been removed, the stress corrosion crack occurrence data is additionally acquired, and the stress corrosion crack occurrence data is bent on the specimen. Deformation Those wherein the immersion time in the given has been of the test body in the state where a tensile stress is given test environment, and the distortion value at the crack occurrence position, that the crack size is obtained by a set is there.
本発明によれば、試験体の両端部を試験治具に押し付け、この試験体の曲率半径が表面の各位置において異なるように当該試験体に曲げ変形が付与された状態で、当該試験体の表面の複数位置での歪値から当該表面の歪分布を求めることから、試験体の表面のいずれの位置に亀裂が発生した場合にも、亀裂発生位置における歪値を把握することができる。また、試験環境への試験体の所定時間の浸漬を繰り返し実行することで、当該試験体に複数の亀裂を発生させることができる。これらのことから、試験体を多数製作しなくても、亀裂発生位置における歪値を含む応力腐食割れ発生データを、一体の試験体で複数取得することができる。 According to the present invention, both ends of the test specimen are pressed against the test jig, and the test specimen is subjected to bending deformation so that the radius of curvature of the test specimen is different at each position on the surface . Since the strain distribution of the surface is obtained from the strain values at a plurality of positions on the surface, the strain value at the crack generation position can be grasped even when a crack occurs at any position on the surface of the test body. In addition, by repeatedly immersing the specimen in the test environment for a predetermined time, a plurality of cracks can be generated in the specimen. From these facts, it is possible to obtain a plurality of stress corrosion crack occurrence data including a strain value at the crack occurrence position with an integrated test body without producing a large number of test bodies.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
[A]第1の実施の形態(図1、図2)
図1は、本発明に係る応力腐食割れ発生試験方法の第1の実施の形態を示す工程図である。図2は、図1の応力腐食割れ発生試験方法を示すフローチャートである。
[A] First embodiment (FIGS. 1 and 2)
FIG. 1 is a process diagram showing a first embodiment of a stress corrosion cracking test method according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the stress corrosion crack occurrence test method of FIG.
本実施の形態の応力腐食割れ発生試験は、試験体11に曲げ変形が付与されて引張応力が与えられた状態で、この試験体11を試験装置10の試験環境10Aに浸漬し、このとき試験体11の表面に発生した応力腐食割れ(亀裂)に関する応力腐食割れ発生データを取得する試験である。この応力腐食割れ発生データは、試験体11に引張応力が付与された状態での当該試験体11の試験環境10Aへの浸漬時間と、亀裂発生位置における歪値と、亀裂寸法とが1組となったデータセットである。
In the stress corrosion crack occurrence test of the present embodiment, the
この応力腐食割れ発生試験の試験方法は、まず、図1(B)に示すように、試験環境10Aと同一の温度状態において、平板形状の試験体11に曲げ変形が付与されて引張応力が与えられた状態で、当該試験体11の表面12の複数位置で歪を計測し、この歪値からこの表面12の歪分布を求める。本実施の形態では、試験環境10Aは、試験体11を浸漬可能な室温状態の液体(例えば塩水)が満たされた雰囲気である。また、歪分布が求められる試験体11の表面12は、曲げ変形により応力が引張となる側の面である。
As shown in FIG. 1B, the test method for the stress corrosion cracking test is such that bending deformation is imparted to the flat plate-
次に、図1(C)に示すように、試験体11に曲げ変形が付与されて引張応力が与えられた状態で、当該試験体11を試験装置10の試験環境10Aに所定時間浸漬する。上記所定時間経過後に、試験体11を試験環境10Aから取り出し、この試験体11の表面12に応力腐食割れ(亀裂)が発生しているか否かを観察する。そして、試験体11の表面12に亀裂が発生しているときに応力腐食割れ発生データを取得する。
Next, as shown in FIG. 1C, the
上述の試験方法を、図2を用いて更に詳説する。 The above test method will be described in more detail with reference to FIG.
まず、試験体11の表面12に複数の歪ゲージ13を貼付する(S11)。歪ゲージ13が貼付される表面12は、前述の如く、試験体11に曲げ変形が付与されたときに応力が引張となる側の面である。複数の歪ゲージ13は、図1(A)に示すように、この試験体11の表面12の略全面に、ほとんど隙間がない状態で貼付される。
First, a plurality of
次に、試験体11を試験治具14に固定し、曲げ変形を付与する(S12)。この曲げ変形は、図1(B)に示すように、試験体11の両端部を試験治具14に押し付けてボルト15で固定し、試験体11の曲率半径が表面12の各位置において異なるように当該試験体11を曲げ変形する。これにより、試験体11の表面12には不均一な歪が発生することになる。
Next, the
次に、同じく図1(B)に示すように、試験環境10Aと同一の温度状態、すなわち本実施の形態では室温において、試験体11に曲げ変形を付与した状態で、当該試験体11の表面12の複数位置に発生した歪を歪ゲージ13により計測し、この計測した歪値から当該表面12の歪分布を測定する(S13)。
Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the
この歪計測後、試験体11の表面12に損傷を与えないように、有機溶剤等を用いて当該表面12から歪ゲージ13を取り除く(S14)。この状態で、試験治具14により曲げ変形が付与されて引張応力が与えられた状態の試験体11を、図1(C)に示すように、試験装置10の試験環境10Aに浸漬する(S15)。
After the strain measurement, the
この浸漬から所定時間経過後に、試験体11を試験環境10Aから取り出し、試験治具14により曲げ変形が付与された状態の試験体11の表面12に亀裂が発生しているか否かを観察する(S16)。亀裂の発生が認められた場合には、試験体11の試験環境10Aへの浸漬時間、亀裂発生位置における予め測定された歪値、及び亀裂寸法を1組とした応力腐食割れ発生データを記録する(S17)。試験体11の表面12に亀裂が複数発生している場合には、応力腐食割れ発生データは複数セット記録されることになる。
After the elapse of a predetermined time from this immersion, the
更に、この曲げ変形が付与された試験体11を再び試験環境10Aに浸漬し、所定時間経過後に試験環境10Aから取り出して試験体11の表面12を観察し、新たに亀裂が発生している場合には、応力腐食割れ発生データを追加して取得する(S15〜S17)。この手順S15〜S17を1回または複数回繰り返して試験を終了する。
Furthermore, when the
本実施の形態によれば、次の効果(1)を奏する。 According to the present embodiment, the following effect (1) is obtained.
(1)試験体11に曲げ変形が付与された状態で、当該試験体11の表面12の複数位置で歪ゲージ13により歪を計測し、この歪値から試験体11の表面12における歪分布を予め求めることから、試験体11の表面12のいずれの位置に亀裂が発生した場合にも、亀裂発生位置における歪値を把握することができる。また、試験環境10Aへの試験体11の所定時間の浸漬を繰り返し実行することで、当該試験体11に複数の亀裂を発生させることができる。これらのことから、試験体11を多数製作しなくても、亀裂発生位置における歪値を含む応力腐食割れ発生データを、1体の試験体11で複数取得することができる。この結果、ばらつきが多いために多数必要な応力腐食割れ発生データのデータベースを、効率的に整備することが可能となる。
(1) In a state where bending deformation is applied to the
[B]第2の実施の形態(図3、図4)
図3は、本発明に係る応力腐食割れ発生試験方法の第2の実施の形態を示す工程図である。図4は、図3の応力腐食割れ発生試験方法を示すフローチャートである。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[B] Second embodiment (FIGS. 3 and 4)
FIG. 3 is a process diagram showing a second embodiment of the stress corrosion cracking test method according to the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing the stress corrosion crack occurrence test method of FIG. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、試験体11の表面12と反対側の表面16(図3(A))に歪ゲージ13が貼付された点である。
This embodiment is different from the first embodiment in that a
つまり、歪ゲージ13は、試験体11に曲げ変形を付与した際に応力が圧縮となる側の表面16において、その略全面にほとんど隙間なく貼付される。この歪ゲージ13は、試験体11に曲げ変形が付与されたときに表面16側に発生する歪を計測する。そして、この計測値の符号を反転させた値を、試験体11において応力が引張となる側の表面12に発生する歪値とすることで、当該表面12の歪分布を求める。
In other words, the
本実施の形態の応力腐食割れ発生試験方法を、図4を用いて更に詳説する。 The stress corrosion crack occurrence test method of the present embodiment will be further described in detail with reference to FIG.
まず、試験体11に曲げ変形を付与したときに応力が圧縮となる側の表面16の略全面に、ほとんど隙間なく歪ゲージ13を貼付する(S21)。次に、前記第1の実施の形態の手順S12及びS13と同様の手順S22及びS23を実施して、図3(B)に示すように、曲げ変形が付与された試験体11における表面16の歪値を歪ゲージ13により計測する。
First, the
次に、歪ゲージ13にて計測された歪値の符号を反転させて、曲げ変形が付与された試験体11において、応力が引張となる側の表面12の歪値を求める(S24)。これは、試験体11に曲げ変形を付与したときの応力が引張となる表面12の歪値は、試験体11が薄板(例えば板厚が0.05〜3mm程度)であるときには応力の中立軸が試験体11の板厚中心にあることから、応力が圧縮となる面で計測された歪値の符号を反転させたものとなるからである。
Next, the sign of the strain value measured by the
その後、図3(C)に示すように、試験体11から歪ゲージ13を取り除くことなく、曲げ変形が付与された試験体11を試験環境10Aに浸漬させる(S25)。そして、前記第1の実施の形態の手順S16及びS17と同様にして手順S26及びS27を実行し、試験体11の表面12に亀裂が発生したときの応力腐食割れ発生データを取得する。これらの手順S25、S26及びS27を繰り返して、1体の試験体11について、応力腐食割れ発生データを複数セット取得する。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the
従って、本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態の効果(1)と同様な効果を奏するほか、次の効果(2)を奏する。 Therefore, according to the present embodiment, in addition to the same effect as the effect (1) of the first embodiment, the following effect (2) is achieved.
(2)試験体11に曲げ変形が付与されたときに、応力が引張となる側の表面12ではなく、圧縮となる側の表面16に歪ゲージ13が貼付されたことから、表面12における亀裂の有無を、歪ゲージ13を取り除くことなく観察できる。この結果、曲げ変形が付与された試験体11を試験環境10Aに浸漬する際に、試験体11から歪ゲージ13を取り除く手間を省略することができる。
(2) When bending deformation is applied to the
[C]第3の実施の形態(図5、図6)
図5は、本発明に係る応力腐食割れ発生試験方法の第3の実施の形態を示す工程図である。図6は、図5の応力腐食割れ発生試験方法を示すフローチャートである。この第3の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[C] Third embodiment (FIGS. 5 and 6)
FIG. 5 is a process diagram showing a third embodiment of the stress corrosion cracking test method according to the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing the stress corrosion crack occurrence test method of FIG. In the third embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、曲げ変形が付与された試験体11における表面12の複数位置の歪を、歪ゲージ13ではなく、非接触歪測定法により測定する点である。
This embodiment is different from the first embodiment in that the strain at a plurality of positions on the
つまり、本実施の形態では、試験環境10Aと同一温度の大気中において、試験体11に試験治具14及びボルト15を用いて曲げ変形が付与された状態で、当該試験体11において応力が引張となる側の表面12の複数位置の歪を非接触歪測定法により計測し、この歪値から当該表面12の歪分布を求めている。ここで、非接触歪測定法の代表的なものがモアレ法またはレーザスペックル法である。また、本実施の形態における試験環境10Aは、試験体11を浸漬可能な液体(例えば塩水)が満たされた雰囲気であり、上記液体温度が室温以外の温度、例えば室温以上の高温の場合である。
That is, in the present embodiment, in the atmosphere at the same temperature as the
本実施の形態の応力腐食割れ発生試験方法を、図6を用いて更に詳説する。 The stress corrosion crack occurrence test method of the present embodiment will be further described in detail with reference to FIG.
まず、試験環境10Aと同一の大気中において、図5(A)に示すように、試験体11に曲げ変形を付与する前に、この曲げ変形が付与されたときに応力が引張となる側の表面12の表面状態を、例えばレーザスペックル歪測定装置17を用いて計測する(S31)。このレーザスペックル歪測定装置17は、レーザスペックル法を適用した歪測定装置である。このレーザスペックル歪測定装置17の代わりに、モアレ法が適用された歪測定装置を用いてもよい。
First, in the same atmosphere as the
次に、試験環境10Aと同一温度の大気中において、図5(B)に示すように、試験治具14及びボルト15を用いて試験体11に曲げ変形を付与し、このとき応力が引張となる側の表面12の表面状態をレーザスペックル歪測定装置17を用いて計測する。そして、試験体11に曲げ変形を付与する前と後における表面12の表面状態の変化から、当該表面12の歪を計測し、その歪値から当該表面12の歪分布を求める(S32)。この場合にも、レーザスペックル歪測定装置17の代わりに、モアレ法が適用された歪測定装置を用いてもよい。
Next, in the atmosphere at the same temperature as the
その後、曲げ変形が付与された試験体11を、図5(C)に示すように試験環境10Aに浸漬させる(S33)。そして、前記第1の実施の形態の手順S16及びS17と同様にして手順S34及びS35を実行し、試験体11の表面12に亀裂が発生したときの応力腐食割れ発生データを取得する。これらの手順S35、S36及びS37を繰り返して、1体の試験体11について、応力腐食割れ発生データを複数セット取得する。
Thereafter, the
従って、本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態の効果(1)と同様な効果を奏するほか、次の効果(3)及び(4)を奏する。 Therefore, according to this embodiment, in addition to the same effect as the effect (1) of the first embodiment, the following effects (3) and (4) are achieved.
(3)曲げ変形された状態の試験体11において、応力が引張となる側の表面12の歪をモアレ法またはレーザスペックル法等の非接触歪測定法により測定することから、この表面12に歪ゲージ13を貼付し、且つ取り除く作業が不要となるので、作業時間を節約できる。
(3) In the
(4)同様に、曲げ変形された状態の試験体11において、応力が引張となる側の表面12の歪をモアレ法またはレーザスペックル法等の非接触歪測定法により測定することから、これらの測定法が適用された歪測定装置が歪測定を実施可能な温度範囲であれば、室温でなくても歪測定を好適に実施できる。
(4) Similarly, in the
[D]第4の実施の形態(図7、図8)
図7は、本発明に係る応力腐食割れ発生試験方法の第4の実施の形態を示す工程図である。図8は、図7の応力腐食割れ発生試験方法を示すフローチャートである。この第4の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[D] Fourth embodiment (FIGS. 7 and 8)
FIG. 7 is a process diagram showing the fourth embodiment of the stress corrosion cracking test method according to the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing the stress corrosion crack occurrence test method of FIG. In the fourth embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、試験体11と同一の材料及び寸法にて構成された模擬試験体18(図7(A))を用い、この模擬試験体18の曲げ変形付与時の歪を計測し、この計測値を、試験体11の試験環境10Aにおける歪値であると見なす点である。
This embodiment differs from the first embodiment in that a simulated specimen 18 (FIG. 7A) configured with the same material and dimensions as the
つまり、模擬試験体18において、曲げ変形が付与されたときに応力が引張となる側の表面19に微細なグリッド20を形成する。このようにして用意された模擬試験体18に曲げ変形を付与したときの表面19における歪を、試験環境10Aと同一温度の大気中において、グリッド20の変化量から計測する。この計測値を、試験環境10Aにおいて、曲げ変形が付与された試験体11の、応力が引張となる側における表面12の歪値であるとみなし、これにより当該表面12の歪分布を求める。
That is, in the
ここで、本実施の形態における試験環境10Aは、試験体11を浸漬可能な液体(例えば塩水)が満たされた雰囲気であり、上記液体温度が室温以外の温度、例えば室温以上の高温の場合である。
Here, 10 A of test environments in this Embodiment are the atmosphere filled with the liquid (for example, salt water) which can immerse the
本実施の形態の応力腐食割れ発生試験方法を、図8を用いて更に詳説する。 The stress corrosion crack occurrence test method of the present embodiment will be further described in detail with reference to FIG.
まず、試験体11と全く同様、即ち試験体11と同一の材料及び寸法に構成(製作)された模擬試験体18の表面19に、図7(A)に示すように、微細なグリッド20を焼き付けにより形成する(S41)。
First, as shown in FIG. 7 (A), a
次に、このようにして用意された模擬試験体18を、図7(B)に示すように、試験環境10Aと同一温度の大気中に晒し、曲げ変形が付与される前の模擬試験体18の表面19をカメラ21により撮影して、写真法またはレーザ計測法により、画像上でグリッド20の間隔を測定して、歪の初期値を計測する(S42)。
Next, as shown in FIG. 7B, the
次に、図7(C)に示すように、模擬試験体18を試験環境10Aと同一温度の大気中に晒した状態で、または当該大気中から取り出して、この模擬試験体18に試験治具14及びボルト15を用いて曲げ変形を付与する(S43)。このとき模擬試験体18に付与される曲げ変形は、試験環境10Aに浸漬される前に試験体11に付与される曲げ変形と同一量の曲げ変形である。また、この曲げ変形が付与された模擬試験体18では、表面19は、応力が引張となる側の面となっている。
Next, as shown in FIG. 7 (C), the
次に、この曲げ変形が付与された模擬試験体18を、試験環境10Aと同一温度の大気中に晒し、この模擬試験体18の表面19をカメラ21を用いて撮影し、写真法またはレーザ計測法により、画像上でグリッド20の間隔の変化量を測定し、この変化量を歪に換算して歪値を計測する。そして、この計測値を、試験環境10Aにおいて、曲げ変形が付与された試験体11の、応力が引張側における表面12の歪値と見なす(S44)。
Next, the
その後、図7(D)に示すように、試験体11に試験治具14及びボルト15を用いて曲げ変形を付与し、試験環境10Aに浸漬する(S45)。そして、前記第1の実施の形態の手順S16及びS17と同様にして手順S46及びS47を実行し、試験体11の表面12に亀裂が発生したときの応力腐食割れ発生データを取得する。これらの手順S45、S46及びS47を繰り返すことにより、1体の試験体11について、応力腐食割れ発生データを複数セット取得する。
Thereafter, as shown in FIG. 7D, the
従って、本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態の効果(1)と同様な効果を奏するほか、次の効果(5)を奏する。 Therefore, according to this embodiment, in addition to the same effect as the effect (1) of the first embodiment, the following effect (5) is obtained.
(5)試験体11と同一の材料及び寸法にて構成された模擬試験体18を、試験体11と同一の曲げ量で曲げ変形し、試験環境10Aと同一温度の大気中で、模擬試験体18の表面19に生じた歪を写真法またはレーザ計測法により計測し、この計測値を試験体11の試験環境10Aにおける歪値と見なす。このことから、上記写真法またはレーザ法が使用可能な温度範囲であれば、室温でなくても、模擬試験体18の表面19の歪計測を実施でき、ひいては試験体11の表面12の歪分布を求めることが可能となる。
(5) A
[E]第5の実施の形態(図9)
図9は、本発明に係る応力腐食割れ発生試験方法の第5の実施の形態を示すフローチャートである。この第5の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[E] Fifth embodiment (FIG. 9)
FIG. 9 is a flowchart showing a fifth embodiment of the stress corrosion cracking test method according to the present invention. In the fifth embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、試験環境10Aと同一の温度状態において、試験体11に曲げ変形が付与された状態で、応力が引張となる側の表面12の複数位置における歪を、有限要素法等の数値解析により得られた解析結果から算出して、当該表面12の歪分布を求める点である。
This embodiment differs from the first embodiment in that the
ここで、本実施の形態における試験環境10Aは、試験体11を浸漬可能な液体(例えば、水)が満たされた雰囲気であって、上記液体温度が室温、または室温以外の温度の場合である。
Here, the
本実施の形態の応力腐食割れ発生試験方法を、図9を用いて更に詳説する。 The stress corrosion crack occurrence test method of the present embodiment will be further described in detail with reference to FIG.
まず、試験環境10Aと同一の温度状態において、試験体11に曲げ変形を付与したときに応力が引張となる側の表面12の複数位置における歪を、有限要素法等の数値解析により算出して求める(S51)。
First, in the same temperature state as the
次に、試験治具14及びボルト15を用いて、試験体11に曲げ変形を付与する(S52)。この曲げ変形後に、試験体11を、曲げ変形が付与された状態で試験環境10Aに浸漬する(S53)。
Next, bending deformation is given to the
その後、前記第1の実施の形態の手順S16及びS17と同様にして手順S54及びS55を実行し、試験体11の表面12に亀裂が発生したときの応力腐食割れ発生データを取得する。これらの手順S53、S54及びS55を繰り返すことにより、1体の試験体11について、応力腐食割れ発生データを複数セット取得する。
Thereafter, steps S54 and S55 are executed in the same manner as steps S16 and S17 of the first embodiment, and stress corrosion crack occurrence data when a crack occurs on the
従って、本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態の効果(1)と同様な効果を奏するほか、次の効果(6)を奏する。 Therefore, according to this embodiment, in addition to the same effect as the effect (1) of the first embodiment, the following effect (6) is achieved.
(6)亀裂発生位置における歪値が有限要素法等の数値解析の解析結果から求められたことから、歪ゲージ13等を用いて歪を実測する必要がないので、応力腐食割れ発生試験を簡易に実施することができる。
(6) Since the strain value at the crack generation position is obtained from the analysis result of numerical analysis such as the finite element method, it is not necessary to actually measure the strain using the
[F]第6の実施の形態(図10、図11)
図10は、本発明に係る応力腐食割れ発生試験方法の第6の実施の形態を示す工程図である。図11は、図10の応力腐食割れ発生試験方法を示すフローチャートである。この第6の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[F] Sixth embodiment (FIGS. 10 and 11)
FIG. 10 is a process diagram showing the sixth embodiment of the stress corrosion cracking test method according to the present invention. FIG. 11 is a flowchart showing the stress corrosion crack occurrence test method of FIG. In the sixth embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、試験体11に曲げ変形が付与されたときに応力が引張となる側の表面12における複数位置の歪を、当該試験体11が試験環境10Aに浸漬された状態で計測する点である。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the
つまり、本実施の形態の試験方法は、まず、試験体11を試験環境10Aに浸漬した状態で当該試験体11に曲げ変形を付与する。次に、この状態で、試験体11において、応力が引張となる側の表面12の歪を間接的に計測して、当該表面12の歪分布を求める。そして、試験体11に曲げ変形を付与してから所定時間経過後に、試験体11を試験環境10Aから取り出し、この試験体11の表面12に亀裂が発生したときに、応力腐食割れ発生データを取得する。
That is, in the test method of the present embodiment, first, bending deformation is applied to the
試験体11において、応力が引張となる側の表面12の歪計測は、応力が圧縮となる側の表面16に貼付された歪ゲージ22を用いて間接的に計測される。即ち、試験体11の表面16における略全面に、ほとんど隙間なく歪ゲージ22を貼付し、曲げ変形付与時に発生する歪を歪ゲージ22により計測する。試験体11が薄板であり、応力の中心軸が試験体11の板厚中心となることから、歪ゲージ22の計測値の符号を反転させた値を、応力が引張となる側の表面12の歪値とすることが可能となる。
In the
ここで、本実施の形態における試験環境10Aは、試験体11を浸漬可能な液体(例えば塩水)が満たされた雰囲気であり、上記液体温度が室温以外の温度、例えば室温以上の高温の場合である。また、歪ゲージ22は、この試験環境10Aと同一の温度にて使用可能なものであり、例えば高温用の歪ゲージである。そして、この歪ゲージ22のそれぞれには高温用のケーブル23が接続されて、歪ゲージ22の出力が取り出される。
Here, 10 A of test environments in this Embodiment are the atmosphere filled with the liquid (for example, salt water) which can immerse the
本実施の形態において試験体11に曲げ変形を付与するものは、第1〜第5の実施の形態の試験治具14及びボルト15とは異なり、試験装置10に装備された負荷装置24である。この負荷装置24は、試験体11の両端部をそれぞれ支持する一対の支持部25と、これらの支持部25により両端部が支持された試験体11の長手方向略中央位置を押圧する押圧駆動部26とを有して構成される。押圧駆動部26が試験体11を押圧することによって、この試験体11に曲げ変形が付与される。
Unlike the
本実施の形態の試験方法を、図11を用いて更に詳説する。 The test method of the present embodiment will be further described in detail with reference to FIG.
まず、図10(A)に示すように、試験体11に曲げ変形を付与したときに、応力が圧縮となる側の表面16の略全面に、ほとんど隙間なく歪ゲージ22を貼付する(S61)。この歪ゲージ22が貼付された状態で、図10(B)に示すように、試験体11を試験環境10Aに浸漬する(S62)。そして、負荷装置24により試験体11に曲げ変形を付与する前で、この試験体11が試験環境10Aと同一の温度になったときに、歪ゲージ22により表面16の歪値を初期値として計測する(S63)。
First, as shown in FIG. 10A, when bending deformation is applied to the
次に、図10(C)に示すように、試験体11が試験環境10Aに浸漬された状態で、負荷装置24の押圧駆動部26により試験体11を押圧して、この試験体11に曲げ変形を付与する(S64)。この状態で、試験体11の表面16、即ち応力が圧縮となる側の表面16の歪を歪ゲージ22により計測する(S65)。
Next, as shown in FIG. 10C, the
そして、この歪ゲージ22による計測値の符号を反転させて、曲げ変形された試験体11において、応力が引張となる側の表面12の歪値を求める(S66)。
Then, the sign of the measurement value obtained by the
試験体11を試験環境10Aに浸漬した状態で負荷装置24により曲げ変形を付与した時点から所定時間経過後に、試験体11から歪ゲージ22を取り除くことなく、試験体11を試験環境10Aから取り出して亀裂の有無を観察する(S67)。亀裂発生が認められた場合には、試験体11に曲げ変形が付与された時点からの試験環境10Aへの浸漬時間、亀裂発生位置における歪値、及び亀裂寸法を1組とした応力腐食割れ発生データを記録する(S68)。
The
その後、手順S62及びS64〜S68を1回または複数回繰り返して、1体の試験体11において、応力腐食割れ発生データを複数セット取得して、試験を終了する。
Thereafter, the procedures S62 and S64 to S68 are repeated once or a plurality of times to acquire a plurality of sets of stress corrosion crack occurrence data in one
従って、本実施の形態においても、前記第1の実施の形態の効果(1)と同様な効果を奏する。尚、本実施の形態において、歪ゲージ22は、試験体11に曲げ変形が付与された際に応力が引張となる側の表面12に貼付してもよい。但し、この場合には、第1の実施の形態と同様に、試験体11の表面12の亀裂観察時に、試験体11の表面12から歪ゲージ22を取り除く必要がある。
Therefore, the present embodiment also has the same effect as the effect (1) of the first embodiment. In the present embodiment, the
10A 試験環境
11 試験体
12 表面
13 歪ゲージ
16 表面
17 レーザスペックル歪測定装置
18 模擬試験体
19 表面
20 グリッド
21 カメラ
22 歪ゲージ
Claims (10)
次に、前記試験体を試験環境に所定時間浸漬した後に取り出し、
当該試験体の前記表面に亀裂が発生したときに応力腐食割れ発生データを取得し、
更に、この曲げ変形が付与された前記試験体を再び前記試験環境に浸漬し、所定時間経過後にこの試験環境から取り出して前記試験体の表面に新たに亀裂が発生している場合には、応力腐食割れ発生データを追加して取得し、
この応力腐食割れ発生データは、試験体に曲げ変形が付与されて引張応力が与えられた状態での当該試験体の試験環境への浸漬時間と、亀裂発生位置における歪値と、亀裂寸法とを一組としたものであることを特徴とする応力腐食割れ発生試験方法。 In the same temperature state as the test environment , both ends of the test body are pressed against the test jig, and the test body is subjected to bending deformation so that the radius of curvature of the test body is different at each position on the surface. Obtain the strain distribution of the surface in advance from the strain values at multiple positions on the surface of the specimen,
Next, the test specimen is taken out after being immersed in a test environment for a predetermined time,
Acquire stress corrosion cracking data when a crack occurs on the surface of the specimen ,
Further, the test body to which this bending deformation is applied is immersed again in the test environment, and when a predetermined crack has occurred on the surface of the test body after taking out from the test environment after a predetermined time has passed, Acquire additional corrosion cracking data,
This stress corrosion cracking data includes the time of immersion of the specimen in the test environment with the bending stress applied to the specimen, the strain value at the crack occurrence position, and the crack size. Stress corrosion crack occurrence test method characterized by being a set .
前記試験体を試験環境に浸漬する前に、当該試験体から前記歪ゲージを取り除くことを特徴とする請求項1に記載の応力腐食割れ発生試験方法。 The strain distribution on the surface of the test specimen is determined by applying a plurality of strain gauges to the surface on which the stress becomes tensile when a bending deformation is applied to the test specimen. Obtained by measuring,
The stress corrosion cracking occurrence test method according to claim 1, wherein the strain gauge is removed from the test body before the test body is immersed in a test environment.
この状態において前記試験体の表面の複数位置で歪を計測して当該表面の歪分布を求め、
前記試験体に曲げ変形を付与してから所定時間経過後に、当該試験体を前記試験環境から取り出し、
当該試験体の前記表面に亀裂が発生したときに応力腐食割れ発生データを取得し、
更に、この曲げ変形が付与された前記試験体を再び前記試験環境に浸漬し、所定時間経過後にこの試験環境から取り出して前記試験体の表面に新たに亀裂が発生している場合には、応力腐食割れ発生データを追加して取得し、
この応力腐食割れ発生データは、試験体に曲げ変形が付与されて引張応力が与えられた状態での当該試験体の試験環境への浸漬時間と、亀裂発生位置における歪値と、亀裂寸法とを一組としたものであることを特徴とする応力腐食割れ発生試験方法。 In a state where the test body is immersed in the test environment, both end portions of the test body are pressed against the test jig , and bending deformation is applied to the test body so that the radius of curvature of the test body is different at each position on the surface .
In this state, strain is measured at a plurality of positions on the surface of the test body to obtain a strain distribution on the surface,
After a predetermined time has elapsed since the bending deformation of the test body, the test body is taken out from the test environment,
Acquire stress corrosion cracking data when a crack occurs on the surface of the specimen ,
Further, the test body to which this bending deformation is applied is immersed again in the test environment, and when a predetermined crack has occurred on the surface of the test body after taking out from the test environment after a predetermined time has passed, Acquire additional corrosion cracking data,
This stress corrosion cracking data includes the time of immersion of the specimen in the test environment with the bending stress applied to the specimen, the strain value at the crack occurrence position, and the crack size. Stress corrosion crack occurrence test method characterized by being a set .
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