JPS6312532B2 - - Google Patents

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JPS6312532B2
JPS6312532B2 JP56086026A JP8602681A JPS6312532B2 JP S6312532 B2 JPS6312532 B2 JP S6312532B2 JP 56086026 A JP56086026 A JP 56086026A JP 8602681 A JP8602681 A JP 8602681A JP S6312532 B2 JPS6312532 B2 JP S6312532B2
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JP
Japan
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test piece
inner cylinder
pressure vessel
load
rod
Prior art date
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JP56086026A
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English (en)
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JPS57200838A (en
Inventor
Masafumi Yamauchi
Katsuya Setoguchi
Masayoshi Nakano
Kyomi Pponjo
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP56086026A priority Critical patent/JPS57200838A/ja
Publication of JPS57200838A publication Critical patent/JPS57200838A/ja
Publication of JPS6312532B2 publication Critical patent/JPS6312532B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/18Performing tests at high or low temperatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058Kind of property studied
    • G01N2203/0069Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0071Creep

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高温かつ高圧の雰囲気中においてクリ
ープ試験を行なう試験機に関するものである。
金属材料などにその降伏点以下の荷重を負荷
し、長時間そのままにしておくと伸びが生じる。
この伸び、すなわちクリープひずみと時間との関
係を測定するのがクリープ試験である。
〔従来の技術〕
一般に皮革などを材料とする場合は常温で、ま
た金属を材料とする場合にはその試験片を加熱す
る必要があり、これらの場合に用いる試験機は広
く提供されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、原子炉などでは熱媒体としてヘリウム
ガスを使用しており、そのヘリウムガスの材料に
及ぼす影響を調べる必要が生じて来た。この場合
に材料は40Kg/cm2の高圧、1000℃の高温であつて
不純物ガス濃度がコントロールされたヘリウムガ
ス雰囲気中にあるので、その雰囲気を再現したク
リープ試験を行なわなければならないことは当然
である。
また高圧のヘリウムガス雰囲気に限らず、高
温、高圧中で試験を行なわなければない場合も
多々あるが、これらの要求に答えるクリープ試験
機は無い。
〔問題点を解決するための手段およびその作用〕
本発明はこれらの要求に答えるものであつて、
試験片を収納する圧力容器と、同圧力容器内を所
定の圧力に加圧する加圧手段と、上記試験片の一
端を把持する固定棒と、上記試験片の他端を把持
し上記試験片に負荷々重を与える負荷棒と、上記
圧力容器内に収納されかつ上記試験片に間隔を有
して配設される加熱手段と、上記圧力容器内に収
納され上記試験片の伸びを計測する変位計と、上
記加熱手段と上記試験片との間に位置し上記試験
片を遮閉する金属性内筒とからなることを特徴と
するものである。
すなわち本発明による高温高圧クリープ試験機
では、加圧手段によつて所定の圧力に加圧された
圧力容器内に試験片と、試験片を加熱する加熱手
段と、試験片の伸びを計測する変位計とを収納
し、試験片の一端を固定棒で把持し、他端を負荷
棒で把持するようにした。
また、日本工業規格(JIS―Z2271)における
クリープ試験では、試験片の温度は±6℃の範囲
内で均一にしなければならないことが規定されて
いる。また、ヘリウムガス雰囲気中等特殊ガス雰
囲気下での試験に際しては、試験片まわりの雰囲
気ガスを一定条件に維持する必要がある。そこで
本発明では上記したクリープ試験機において、上
記加熱手段と試験片との間に位置し上記試験片を
遮閉する金属性内筒を具備するものを提供した。
従つて、高温高圧の雰囲気中にある試験片に対
して負荷棒で荷重を負荷すれば所望の試験が行な
われることになり、また試験片の伸びは変位計で
測定され得た。
更に、加熱手段によつて加熱される試験片は直
接加熱されるのではなく、金属性内筒を介して行
なわれることになるので試験片の均等温度分布を
良くし加熱精度を上げることが容易となつた。ま
た、この金属性内筒によつて、試験片は圧力容器
及び加熱手段を構成する各部材と遮閉されている
ため、試験片まわりの雰囲気への圧力容器及び加
熱手段を構成する各部材から発生する不純物質の
侵入を防ぐことができる。
上記した様に、試験片と同様に金属性内筒も高
温の雰囲気中にあるので、あらかじめ一定のガス
濃度の雰囲気を作つておいても、この金属性内筒
からの不純物質の放出及び雰囲気ガスと金属性内
筒との反応によつて試験片を取り巻く雰囲気が変
化することもある。
このような問題に対し本発明では上記金属性内
筒を具備したクリープ試験機において、上記金属
性内筒と上記試験片との間に位置し上記試験片を
遮閉する不活性材製内筒を備えたものを提供し
た。
すなわち、金属性内筒より不純物が放出された
り、雰囲気ガスと金属性内筒が反応をおこしたと
しても試験片は不活性材製の内筒によつて遮閉さ
れているので、上記放出された不純物及び雰囲気
ガスと金属性内筒の反応によつて生じる雰囲気ガ
スの変化が試験片に及ぼす影響は少なく、試験片
を取り巻く雰囲気の純度を低下させるのを防ぐこ
とが可能となつた。
〔実施例〕
以下、本発明を第1図および第2図に図示する
実施例について説明する。
第1図および第2図において、1は圧力容器
で、容器本体1aと蓋1bとからなりシール2a
で気密に保持され図示しない加圧手段によつて所
定の圧力に保つことができる。蓋1bには試験片
3の一端をチヤツク4aで把持する固定棒4b
と、同固定棒4bを固定する荷重支持板4cと、
同荷重支持板4cを保持する荷重支持棒4dとか
ら構成される固定枠4が固定されている。また、
試験片3の他端はチヤツク5aで把持する負荷棒
5で保持されている。負荷棒5は蓋1bの貫通部
1cおよび同蓋1bの貫通部1cの上側に設けら
れたシール蓋6を貫通して圧力容器1外に突設し
図示しない負荷手段に連結され、シール蓋6と負
荷棒5とはシール2bで外気と気密に遮断されか
つ摺動可能となつている。容器本体1aの内周面
には断熱材7が環装され、同断熱材7の内周面に
は加熱手段である加熱ヒータ8が試験片3と間隔
を有するように嵌挿されている。9aは試験片3
と蓋1bの下面との間で加熱ヒータ8の上方に配
設された上部熱遮蔽板であり同熱遮蔽板9aには
負荷棒5、荷重支持棒4dが貫通している。9b
は試験片3と荷重支持板4cの上面との間で加熱
ヒータ8の下方に配設された下部遮蔽板で、同下
部遮蔽板9bには固定棒4b、荷重支持棒4dが
貫通している。第2図に拡大して図示するよう
に、10aは伸び取出腕であり、同腕10aは試
験片3の上部標点位置に固定され、試験片3の標
点間の相対的伸びに追従して変位するものであ
る。また、同腕10aには試験片挾着腕11a、
下部遮蔽板9bおよび荷重支持板4cを貫通する
伸び取出棒10bが固定されており、同伸び取出
棒10bの下端面には伸び取出板10cが固着さ
れている。また、試験片挾着腕11aは試験片3
の下部標点位置に固定され、試験片3の標点間の
相対的な伸びに追従し、その標点間の相対的伸び
を後記する変位計12へと伝達するものである。
また同腕11aには下部遮蔽板9b、荷重支持板
4cおよび伸び取出板10aを貫通する支柱11
bが固定されており、同支柱11bには変位計1
2を装着する変位計装着板11cが固定されてい
る。変位計12にはナツト13が固定され、同ナ
ツト13は伸び取出板10cにボルト14で固定
されている。
17は金属性内筒であつて試験片3と加熱ヒー
タ8との間隙に配設されるものであつて、金属性
内筒17の上端は圧力容器1の蓋1bの内面に固
着され、また下端は閉じており、伸び取出棒10
bおよび支柱11bがシール2cを介して金属性
内筒17下端を貫通している。
本実施例はこのように構成されているから、試
験片3をセツトし、ヘリウムガスを圧力容器1内
に充たし所要の圧力に加圧したのち加熱ヒータ8
で所要の温度に加熱し図示されない負荷装置によ
り負荷棒5を介して試験片3に所要の荷重を負荷
する。
この場合、圧力容器1内の試験片3を取巻く雰
囲気なシール2aおよびシール2bで外気と気密
に遮断されているので外気の混入がない。
クリープ変形によつて試験片3の標点間の距離
が伸びると、試験片3の上部標点の動きは伸び取
出腕10a、伸び取出棒10bを介して伸び取出
板10cに伝達される。一方、試験片3の下部標
点の動きは、試験片挾着腕11aから支柱11b
を介して変位計装着板11cに伝達される。した
がつて試験片挾着腕11aに剛体的に固定された
支柱11bを介して連結された変位計装着板11
cと伸び取出腕10aに伸び取出棒10bを介し
て連結された伸び取出板10cは試験片3の標点
間の伸びに同期して変位するので、その変位量は
ナツト13を介して変位計12に伝わり変位量は
計測することが出来る。
更に、圧力容器1の内部は上記金属性内筒17
によつて区分されており、同金属性内筒17内に
試験片3が収納された形になつているので、加熱
ヒータ8で圧力容器1内が加熱された場合に金属
性内筒17を介して試験片3が加熱されるため、
試験片3の加熱は均一に行なわれることになり、
試験片3の温度設定が極めて簡単で加熱ヒータ8
の配設位置等に頭を悩ませる必要がなくなる。ま
た、加熱ヒータ8や断熱材7から発生する不純物
質による試験片まわりの雰囲気ガスの変化を防ぐ
ことができる。
このように、本実施例においては、試験片3、
加熱ヒータ8、変位計12および金属性内筒17
をすべて圧力容器1の中に設置したので、外部と
のシール部が少ない試験機となる。従つて、試験
片雰囲気を所要の精度に保つことが出来るので、
精度の良い高温高圧でのクリープ試験を行なうこ
とが出来る。
なお上記実施例において容器本体1aと蓋1b
との間のシール2aおよび蓋1bと負荷棒5との
シール2bの手段としてはシールリングやベロー
ズシール等を適用することが可能である。
また試験片3の標点間の伸びを計測する変位計
12として差動トランス方式を採用する場合は、
上記ナツト12の変りに芯棒(コア)を変位計1
2の取付位置にコイルを装着するようにすれば良
い。
更に加熱ヒータ8に変え、高周波加熱コイルを
用いることも可能である。
第3図には不活性材製内筒を具備したクリープ
試験機が示してあるが、第1図あるいは第2図と
同じ符号を付したものの構造、作用は同一である
ので説明を省く。
18は石英からなる不活性材製内筒であつて、
試験片3と金属性内筒17との間隙に配設される
もので、不活性材製内筒18の上端は圧力容器1
の蓋1bの内面に固着され、また下端は金属性内
筒17の床面に固着されている。
従つて試験片3は圧力容器1の内部において、
断熱材7、加熱ヒータ8、金属性内筒17などの
各部材より隔離されており、高温雰囲気中でこれ
らの部材から不純物が放出されたとしてもこの不
活性材製内筒18で囲まれた内部には進入しない
ので、あらかじめ定めた雰囲気中のガス成分に変
化は生じず、試験片3の雰囲気のガス濃度管理精
度をさらに向上させ得るので、試験精度は更に向
上する。
〔発明の効果〕
上記実施例で説明したように、本発明に係わる
クリープ試験機では、試験片、加熱手段、変位計
などを圧力容器の内部に収納したことによりシー
ル部を少なくすることが可能となり、高温高圧下
でのクリープ試験が行なえるようになつた。
なお、負荷棒に作用させる荷重の負荷手段とし
て重錘を使用するなどの場合には、負荷棒が圧力
容器を貫通して外部に突出する必要はなく、更に
シール部を減少させることが可能となる。
また変位計は金属性内筒や不活性材製内筒の内
側に収納することも可能で、この場合、シール部
が不要となり内筒内の気密が保持されることは言
うまでもなく、遮蔽板によりその温度は十分低く
保つことも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる一実施例を示す金属性
内筒を具備した試験機の説明図、第2図は第1図
の要部拡大図、第3図は不活性材製内筒を具備し
た試験機の説明図である。 1……圧力容器、2……シール、3……試験
片、4b……固定棒、5……負荷棒、8……加熱
ヒータ、12……変位計、17……金属性内筒、
18……不活性材製内筒。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 試験片を収納する圧力容器と、同圧力容器内
    を所定の圧力に加圧する加圧手段と、上記試験片
    の一端を把持する固定棒と、上記試験片の他端を
    把持し、上記試験片に負荷々重を与える負荷棒
    と、上記圧力容器内に収納されかつ上記試験片に
    間隔を有して配設される加熱手段と、上記圧力容
    器内に収納され上記試験片の伸びを計測する変位
    計と、上記加熱手段と上記試験片との間に位置し
    上記試験片を囲繞遮閉する金属性内筒とからなる
    ことを特徴とする高温高圧クリープ試験機。 2 試験片を収納する圧力容器と、同圧力容器内
    を所定の圧力に加圧する加圧手段と、上記試験片
    の一端を把持する固定棒と、上記試験片の他端を
    把持し、上記試験片に負荷々重を与える負荷棒
    と、上記圧力容器内に収納されかつ上記試験片に
    間隔を有して配設される加熱手段と、上記圧力容
    器内に収納され上記試験片の伸びを計測する変位
    計と、上記加熱手段と上記試験片との間に位置し
    上記試験片を囲繞遮閉する金属性内筒と、同金属
    性内筒と上記試験片との間に位置し上記試験片を
    囲繞遮閉する不活性材製内筒とからなることを特
    徴とする高温高圧クリープ試験機。
JP56086026A 1981-06-04 1981-06-04 High-temperature high-pressure creep tester Granted JPS57200838A (en)

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JPS57200838A JPS57200838A (en) 1982-12-09
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