JPS62233739A - 多段クリ−プ劣化処理試験片 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は金属材料の経年的な劣化による性質を評価する
ためのクリープ劣化処理試験片に関する０〔従来技術と
その問題点〕 一般に火力発電プラントや石油化学プラントなどにおい
ては、これらを構成している金属部材に稼動中の高温時
効、定応カオたは変動応力に伴なくは軟化などを生じそ
の部材の材質劣化が進行する。このためこれら構成部材
の材質劣化を予知して、タイミングよく部材の更新また
は補修などの処置を講することがプラントを安定して運
用して行く上で重要であプ、このことはまた、プラント
機器に対する強い要求となっている。

これら部材の劣化を事前に検知、評価するためには、プ
ラント構成部材が使用される条件を模疑した劣化条件の
もとに、その材料を用いてあらかじめ種々の材料特性を
明らかにしておく必要がある。

高温に保たれた試験片に一定応力を加えたとき、時間的
変化に伴なって生ずるひずみを検出するクリープ劣化処
理も必要な手段の一つであり、さらにクリープ劣化後の
種々の材料特性を把握することもプラント構成部材の挙
動に対応するために重らなる丸棒の標準的なりリープ試
験片の形状を示プ劣化処理および劣化後の材料試験を行
なうときに次のような問題を生ずる。

１）クリープ劣化処理後に必要な特性調査の試験は劣化
後の特性が温度、応力条件によって変るので多くの処理
が必要であるのに対して、この試験片は一つの応力条件
によるクリープ劣化処理が可能なものであって、しかも
１本の試験片のクリープ劣化処理でも元来長時間を要す
るものであるから、多くの異なる条件による試験片を処
理するためにはさらにかなシの長期間を要することにな
る０２）したがって多くの異なるクリープ条件の処理を
それぞれ試験片毎に同時に行なおうとすれば、多くのク
リープ試験装置を備えなければならない０３）またクリ
ープ劣化処理後に行なう材料試験片は普通第２図の標準
試験片からは採取することができないので、この場合は
じめからその材料試験の形状に適した試験片を採取でき
るクリープ試験片を用いなければならず、試験の種類に
よってはたとえ標準クリープ試験片から採取できたとし
てもクリープ破断個所などによる種々の制約を受けるＯ 〔発明の目的〕 本発明は上述の点に鑑みてなされたものであシ、その目
的は二つ以上の応力条件によるクリープ劣化処理を１台
のクリープ試験装置で同時に実施し、処理時間の短縮と
クリープ劣化後の特性評価のための材料試験片の採取が
クリープ破断位置に拘らず可能となるクリープ劣化処理
試験片を提供することにある。

〔発明の要点〕

本発明の試験片は丸棒試験片の平行部の直径寸法が段階
的に順次大きくなる多段平行部を設けることにより、二
つ以上の異なる応力条件を与えるととができ、最小直径
部に生ずるクリープ破断位置と関係なく、クリープ劣化
処理後の材料試験片の採取が可能となるように、その最
小直径部の長さよシ長くしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

第１図は本発明による多段クリープ劣化処理試験片の外
観図である。第１図が第２図の従来の標準的なりリープ
試験片と異なる所は平行部の直径寸法がそれぞれ異なる
三つの部分をもっていることである。すなわち第１図に
おいて本発明の試験片は最小直径を有する平行部ｌとこ
れよシやや大きい直径の平行部２とさらに平行部２よシ
やや大きい直径の平行部３とを階段的に両端の醤み部４
５の間に一体として形成したものである。そして第１図
ではクリープ劣化処理後との試験片から例えば点線で示
した衝撃試験片６．７．８を採取してクリープ劣化条件
と材料の脆化の関連を衝撃試験によシ求める場合を表わ
している。

この試験片は例えば最小直径部となる平行部１に対して
応力比がそれぞれ平行部２でＨ１，１、平行部３では１
６３となるように各平行部の直径を目的に応じて設定す
ることができ、このような３段クリープ試験片を用いて
同時に三つの応力によるクリープ条件の劣化処理を施す
ことが可能となる＠この３段クリープ試験片の軸方向に
所定の荷重１の領域内でクリープ破断させることによっ
て試験片材料のクリープ寿命が決定される。材料のクリ
ープ寿命は通常の試験範囲では応力と時間の対数との間
に直線関係が成立するから、破断した最小直径の平行部
との応力比が例えば１．１の平行部２および１．３の平
行部３ではそれぞれその応力に相当したクリープ寿命が
消費されたことになる〇を採取し、平行部２．平行部３
および替み部５？、ら衝撃試験片７と８を採取すること
ができるから、本発明の試験片を用いることによシ、同
時に三つのクリープ条件における材料の脆化を評価する
ことが可能であり、またクリープ寿命と脆化の関連も把
握できる０そのため最小直径の平行部１の長さはクリー
プ破断位置に関係なく、いかなるクリープ条件でも衝撃
試験片７を採取できるように決めておく必要がある。

なお本実施例では平行部の直径が異なる３段構戊のＬｔ
ｒＩｊＩ！！−Ｊ−１−て贈明り介九、平行部に話はス
段数の設定はその試験の目的と必要性に応じて任意に決
定すればよく、各段の平行部の直径寸法についても同様
でちゃ、またクリープ劣化処理後に採取する試験片の種
類も衝撃試験片のほかに例えば引張試験片をはじめ目的
によって種々の試験片を採取することができるので材料
の脆化以外の材料劣化特性についても調べることができ
るのは当然である。

さらにクリープ劣化処理後、例えば衝撃試験を行なった
試験片の一部を利用して、クリープボイドの観察２分極
特性、硬さ、Ｘ線解析、超音波減衰、電気抵抗などを計
測することによって材料劣化を検知するのに必要な多く
のデータを収集することができる。

〔発明の効果〕

プラント構造物などを構成している金属部材が長期間使
用されたとき生ずる材料特性の劣化に対処するためには
、同じ材料の試験片を用いてクリープ劣化処理を行なっ
た後、さらにその試験片から別の試験片を採取してクリ
ープ条件における他の材料特性を求め、これら両特性の
関係をフィードバックするのが有力な手段の一つである
が、このことは従来の標準的なりリープ試験片では一つ
の応力条件に対してのみ可能であり、多くの試験順次大
きくなる複数段の平行部として構成し、最小直径を有す
る平行部の領域でクリープ破断が生じたとき、破断位置
に関係なく別の材料試験片が採取できるように最小直径
平行部の長さを決めたために、この本発明の多段クリー
プ劣化処理試験片を用いるときは、クリープ寿命とほか
の材料特性との関係が容易に把握できることは勿論、複
数のクリープ条件に対するほかの材料特性との関連も明
らかにすることができ、１台のクリープ試験装置で同時
に二つ以上の応力のクリープ劣化処理が可能なことから
、処理時間が大巾に短縮され、試験片劣化後の材料特性
の把握を速かに行なうことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多段クリープ劣化処理試験片の外
観図、第２図は従来の標準的なりリープ第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）両端の掴み部と平行部からなる丸棒試験片の前記平
   行部の直径を一方の掴み部側から階段状に順次大きくし
   たことを特徴とする多段クリープ劣化処理試験片。 ２）特許請求の範囲第１項記載の試験片において、最小
   直径を有する平行部はクリープ破断後別の試験片が採取
   可能な長さとしたことを特徴とする多段クリープ劣化処
   理試験片。