KR20110013511A

KR20110013511A - 볼트의 검사 방법

Info

Publication number: KR20110013511A
Application number: KR1020107028941A
Authority: KR
Inventors: 신 나까야마; 마스오 다다; 도모히로 누마지리
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2011-02-09
Also published as: EP2295949A1; WO2010079625A1; CA2726454A1; CN102077069A; JP4909437B2; AU2009336436B2; JPWO2010079625A1; AU2009336436A1; US8645080B2; KR101172623B1; US20110166796A1

Abstract

크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트를, 번잡한 작업을 행하는 샤르피 충격 시험을 실시하는 일 없이, 한랭지용으로 사용할 수 있는 볼트와, 한랭지용으로 사용할 수 없는 볼트로 분류할 수 있는 풍력용 볼트의 검사 방법을 제공하기 위해, 열처리가 실시된 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트를, 한랭지에서의 사용 가부를 판별하는 볼트의 검사 방법에 있어서, 상기 크롬몰리브덴강의 강재 검사 증명서에 기재된 인(P), 규소(Si), 망간(Mn), 주석(Sn) 각각의 함유율(질량％)인 P％, Si％、Mn％、Sn％를 사용하여 J＝(Si％＋Mn％)×(P％＋Sn％)×10⁴로 계산되는 J 파라미터와, 볼트 직경을 사용하여, 한랭지에서의 사용 가부를 판별한다.

Description

볼트의 검사 방법 {TESTING METHOD FOR BOLTS}

본 발명은, 볼트의 검사 방법에 관한 것이며, 특히 한랭지에 설치되는 풍차용으로서 사용의 가부를 판별할 수 있는 볼트의 검사 방법에 관한 것이다.

풍력 발전 장치용의 풍차에 사용되는 볼트는, 고강도, 고인성이 요구된다. 그로 인해, 풍차에 사용되는 볼트용의 강재로서는, 고강도, 고인성을 확보할 수 있는 합금인 크롬몰리브덴강이 사용되는 경우가 많다. 크롬몰리브덴강은, 탄소강(Fe＋C)에 크롬(Cr)을 첨가해 켄칭성을 향상시킨 후에, 몰리브덴(Mo)을 더 첨가함으로써 켄칭성을 한층 더 향상시킨 합금으로, 템퍼링에 의한 연화도 일어나기 어렵고, 템퍼링 취성도 적다.

상기 풍차에 사용되는 볼트의 강재로서의 크롬몰리브덴의 일례로서, 질량％에 의한 성분비에 있어서, 0.33％ 이상 0.38％ 이하의 C, 0.15％ 이상 0.35％ 이하의Si, 0.60％ 이상 0.85％ 이하의 Mn, 0.90％ 이상 1.20％ 이하의 Cr, 0.15 내지 0.30％ 이상의 Mo를 함유하고, P를 0.03％ 이하, S를 0.03％ 이하로 제한한 강재를 들 수 있다.

이러한 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트는, 비한랭지에 설치되는 풍차에 사용하기에는 충분한 강도, 인성을 갖고 있고, 특별히 문제는 없다.

한편, 주위의 온도가 ―40℃ 정도로 되는 한랭지에 설치되는 풍차에서는, 인성의 지표로서 ―20℃에 있어서의 샤르피 충격 에너지로 27[J] 이상을 만족하는 볼트를 사용하는 것이 요구된다. 그러나, 크롬몰리브덴강을 사용하여 복수의 볼트를 작성하면, 일부의 볼트는 상기 ―20℃에 있어서의 샤르피 충격 에너지 27[J] 이상을 만족하지만, 일부의 볼트는 상기 ―20℃에 있어서의 샤르피 충격치 27[J] 이상을 만족하지 않는 것이 판명되어 있어, 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트를 한랭지에 설치되는 풍차용의 볼트로서 사용할 수는 없다.

따라서, 한랭지용의 풍차에 사용하는 볼트의 강재로서, 상기 크롬몰리브덴강 대신에, 저온 인성이 높은 강재를 사용하는 것이 생각된다.

상기 저온 인성이 높은 강재로서, 예를 들어 특허 문헌 1(일본 특허 출원 공개 평8-67950호 공보)에 개시된 강도 및 인성이 우수한 마텐자이트계 스테인리스강을 사용하는 것이 생각된다. 이것은, C 함유량이 0.05 내지 1.5 질량％, Si 함유량이 2 질량％ 이하, Mn 함유량이 2 질량％ 이하 및 Cr 함유량이 10 내지 20 질량％이며, 매트릭스 중에 입경 2㎛ 이하의 미세 탄화물을 1 내지 30 체적％의 비율로 균일 분산시키고, 구 오스테나이트 입경을 30㎛ 이하로 미세화함으로써 마텐자이트계 스테인리스강의 인성을 개선한 강재이다.

그러나, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 강재는, 다량의 Cr을 첨가할 필요가 있고, 볼트용 강재의 고강도화에 기여하는 철계의 템퍼링 탄화물이 석출 성장하지 않아, 고강도화가 곤란하다. 그로 인해, 한랭지용의 풍차에 사용하는 볼트의 강재로서 사용하는 것은 어렵다.

또한, 가령 한랭지용의 풍차에 사용하는 볼트의 강재로서의 사용에 견딜 수 있는 재료라도, 상기 재료를, 비한랭지용의 볼트의 강재로서 사용하는 크롬몰리브덴강과 평행하여 사용하는 것은, 한랭지용의 풍차에 사용하는 볼트의 강재와, 비한랭지용으로 사용하는 볼트의 강재를 별개의 설비로 제조할 필요가 있어, 설비의 이니셜 코스트 및 러닝 코스트가 증대한다.

따라서, 전술한 바와 같이, 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트는, 한랭지용 풍차에서 사용되는 볼트에 요구되는 상기 ―20℃에 있어서의 샤르피 충격 에너지 27[J]을 만족하는 것과, 만족하지 않는 것이 혼재되어 있는 것을 이용하여, 한랭지용으로 사용할 수 있는 볼트와 한랭지용으로 사용할 수 없는 볼트로 분류하는 것이 생각된다.

상기 분류를 행하기 위해서는 예를 들어, 작성된 볼트의 로트마다 1개씩 볼트를 뽑아내고, 상기 뽑아낸 볼트에 대하여 샤르피 충격 시험을 실시하여, 상기 샤르피 충격치를 만족하면 해당 로트의 볼트는 한랭지용으로서 사용 가능, 만족하지 않으면 해당 로트의 볼트는 한랭지용으로서 사용 불가능으로 분류를 행하는 방법을 들 수 있다.

이에 의해, 한랭지용과 비한랭지용의 볼트의 강재를 별개의 설비로 제조할 필요는 없고, 설비의 이니셜 코스트 및 러닝 코스트가 증대하는 일 없이, 한랭지용과 비한랭지용의 볼트용의 강재를 준비할 수 있다.

그러나, 샤르피 충격 시험은, 절결이 들어간 각기둥 형상의 시험편에 대하여 고속으로 충격을 부여함으로써 시험편을 파괴하고, 파괴하기 위해 소요된 에너지에 의해, 시험편의 인성을 평가하기 위한 충격 시험이다. 그로 인해, 볼트에 대하여 샤르피 충격 시험을 행하기 위해서는, 볼트를 절단하여 각기둥 형상의 시험편으로 가공할 필요가 있어, 번잡하고 시간이 걸리는 작업이 필요해진다. 따라서, 상기 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트에 대하여 샤르피 충격 시험을 실시하고, 상기 샤르피 충격 시험의 결과에 기초하여, 한랭지용으로서의 사용 가능한지 여부를 분류하는 것은, 장시간의 작업을 수반하기 때문에 공정의 관리가 번잡하게 된다.

또한, 이와 같이 하여 샤르피 충격 시험에 의해 한랭지용으로서의 사용 가부를 판별하는 방법에서는, 제조된 볼트는, 샤르피 충격 시험을 실시하기까지 한랭지용으로서 사용 가능한지 여부의 판단이 불가능하므로, 제조된 볼트 중 한랭지용으로 사용가능한 볼트의 혼재 비율에 따라서는 한랭지용으로서 사용하는 볼트의 필요수를 확보할 수 없는 가능성이 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제에 감안하여, 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트를, 번잡한 작업을 행하는 샤르피 충격 시험을 실시하는 일 없이, 한랭지용으로 사용할 수 있는 볼트와, 한랭지용으로 사용할 수 없는 볼트로 분류할 수 있는 풍력용 볼트의 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 있어서는, 열처리가 실시된 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트를, 한랭지에서의 사용 가부를 판별하는 볼트의 검사 방법에 있어서, 상기 크롬몰리브덴강의 강재 검사 증명서에 기재된 인(P), 규소(Si), 망간(Mn), 주석(Sn) 각각의 함유율(질량％)인 P％, Si％, Mn％, Sn％을 사용하여

J＝(Si％＋Mn％)×(P％＋Sn％)×10⁴

로 계산되는 J 파라미터와, 볼트 직경을 사용하여, 한랭지에서의 사용 가부를 판별하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 강재 검사 증명서는, 강재를 제조한 메이커가 상기 강재의 검사 결과를 증명한 증명서이며, 적어도 인(P), 규소(Si), 망간(Mn), 주석(Sn) 각각의 함유율(질량％)이 기재되어 있을 필요가 있다.

상기 볼트의 한랭지에서의 사용 가부는, 종래부터 인성의 지표로서 알려져 있던 샤르피 충격치에 의해 판단할 수 있다.

발명자는, 크롬몰리브덴강에 있어서는, J 파라미터와 볼트 직경이, 상기 샤르피 충격치의 지표가 되는 것을 발견하고, J 파라미터와 볼트 직경을 사용하여 볼트의 한랭지에서의 사용 가부를 판단할 수 있는 것을 발견했다.

J 파라미터와 볼트 직경을 사용하여 볼트의 한랭지에서의 사용 가부를 판단함으로써, 수순이 복잡하고 시간을 요하는 샤르피 충격 시험을 실시할 필요가 없어, 검사 시간의 단축화가 가능해져, 공정을 간소화할 수 있다.

또한, 상기 J 파라미터를 구하기 위해, 강재 검사 증명서에 기재된 인(P), 규소(Si), 망간(Mn), 주석(Sn) 각각의 함유율(질량％)을 사용함으로써, 강재의 분석 등을 행하지 않고 J 파라미터를 구할 수 있기 때문에, 보다 단시간에 J 파라미터를 구할 수 있다.

또한, 한랭지에서 사용하는 볼트의 최대 볼트 직경의, 한랭지에서의 사용가능하다고 판단되는 J 파라미터의 최대치를 구하고, 상기 J 파라미터가 상기 최대치이하, 또한 볼트 직경이 상기 D 이하인 볼트를 한랭지에서의 사용 가능으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 최대치를 구해 두면, J 파라미터만으로 볼트의 한랭지에서의 사용의 가부를 판단할 수 있으므로, 더욱 검사 시간의 단축화가 가능해진다.

또한, 볼트 직경은 상기 최대치를 구할 때에만 사용하고, 개개의 볼트의 한랭지에서의 사용 가부의 판단에 사용하는 일은 없고, 또한 J 파라미터는, 볼트의 제조전에 강재 검사 증명서에 기재된 Si, Mn, P, Sn의 4 성분의 함유율(질량％)을 사용하여 계산할 수 있으므로, 제조된 볼트의 한랭지용으로서의 사용 가부를 인성의 면에 관해서는 강재의 시점에서 판단할 수 있다.

또한, 상기 열처리 조건에 의해, 상기 켄칭시에 있어서의 냉각 방법이 유냉인가 수냉인가에 따라 상기 J 파라미터의 최대치를 다르게 한 것을 특징으로 한다.

수냉보다도 유냉 쪽이 냉각 속도가 느리기 때문에, 수냉에서 급냉한 볼트보다도 유냉에서 급냉한 볼트 쪽이 인성이 저하되고, 샤르피 충격치도 커진다. 그로 인해, 상기 냉각 방법이 유냉인가 수냉인가에 따라 상기 J 파라미터의 최대치를 다르게 함으로써, 보다 정확하게 볼트의 한랭지에서의 사용 가부를 판단할 수 있다.

이상 기재와 같이 본 발명에 따르면, 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트를, 번잡한 작업을 행하는 샤르피 충격 시험을 실시하는 일 없이, 한랭지용으로 사용할 수 있는 볼트와, 한랭지용으로 사용할 수 없는 볼트로 분류할 수 있는 풍력용 볼트의 검사 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 켄칭시에 유냉을 사용하여 작성한 볼트의 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도와 볼트의 체격의 관계를 J 파라미터마다 정리한 그래프이다.
도 2는 켄칭시에 수냉을 사용하여 작성한 볼트의 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도와 볼트의 체격의 관계를 J 파라미터마다 정리한 그래프이다.
도 3은 켄칭시에 수냉을 사용하여 크롬몰리브덴강으로 작성한 볼트의 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도와 J 파라미터의 관계를 정리한 그래프이다.
도 4는 본 실시예에 있어서의 볼트의 검사 방법의 수순을 도시하는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것에 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명예에 불과하다.

본 발명자는, 질량％에 의한 성분비에 있어서, 0.33％ 이상 0.38％ 이하의 C, 0.15％ 이상 0.35％ 이하의 Si, 0.60％ 이상 0.85％ 이하의 Mn, 0.90％ 이상 1.20％ 이하의 Cr, 0.15 내지 0.30％ 이상의 Mo를 함유하고, P를 0.03％ 이하, S를 0.03％ 이하로 제한한 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성된 볼트의 샤르피 충격치에 큰 영향을 주는 요소에 대해 검토를 행했다. 그 결과, 크롬몰리브덴강 중의 P의 함유량 P％(질량％), Si의 함유량 Si％(질량％), Mn의 함유량 Mn％(질량％), Sn의 함유량 Sn％(질량％)를 사용하여,

J＝(Si％＋Mn％) ×(P％＋Sn％)×10⁴ ㆍㆍㆍ(1)

에서 나타내는 J 파라미터가, 볼트의 샤르피 충격치의 지표가 되는 것을 발견했다.

또한, 상기 Si％, Mn％, P％, Sn％은 강재의 강재 검사 증명서에 기재되어 있는 값을 사용했다.

상기 J가 볼트의 샤르피 충격치의 지표가 되는 것을 발견한 검토 결과에 대해 설명한다.

용제한 전술의 성분비를 갖는 크롬몰리브덴강을 압연하고, 연화 어닐링한 후, 신선(伸線)하고, 볼트 형상으로 성형한 후, 가열 후 오일 중에서 급냉하는 켄칭 처리를 행하고, 재가열 후 일정 시간 유지하고 나서 서냉하는 템퍼링 처리를 행한 강재를 사용하여, 볼트를 작성했다. 볼트는 이하의 21 종류를 작성했다.

J＝100이며, 볼트의 체격이 각각 28, 30, 32, 35, 36, 38, 40㎜ 의 7 종류

J＝200이며, 볼트의 체격이 각각 28, 30, 32, 35, 36, 38, 40㎜ 의 7 종류

J＝300이며, 볼트의 체격이 각각 28, 30, 32, 35, 36, 38, 40㎜ 의 7 종류

여기서, 볼트의 체격이란, 볼트의 축부의 직경을 의미하고 있다.

이상의 21 종류의 볼트에 대해, 샤르피 충격 시험을 실시하고, 환경 온도가 약 ―40℃로 되는 한랭지용의 볼트에 요구되는 샤르피 충격치(vE_ave)＝27[J]을 만족하는 온도를 조사했다. 결과를 도 1에 도시한다.

도 1은, 켄칭시에 유냉을 사용하여 작성한 볼트의 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도와 볼트의 체격의 관계를 J 파라미터마다 정리한 그래프이다.

도 1에 있어서, 종축은 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도(℃), 횡축은 볼트의 체격(㎜)이다.

도 1에 도시한 대로, J 파라미터가 동일한 볼트에서는, 볼트의 체격이 커질수록 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도가 높아지는 경향이 보였다.

또한 볼트의 체격이 동일한 볼트에서는, J 파라미터가 커질수록 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도가 높아지는 경향이 보였다.

도 1로부터, J 파라미터＝100에서는, 볼트의 체격 28㎜ 내지 40㎜의 모든 볼트에서, vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도가 ―100℃ 내지 ―80℃의 범위이며, 볼트의 체격 40㎜ 이하의 볼트는 한랭지용으로서 사용 가능한 것을 알 수 있다. 또 J 파라미터＝200에서는, 볼트의 체격 28㎜ 내지 38㎜의 볼트는 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도가 ―20℃ 이하이며, 볼트의 체격이 38㎜ 이하이면 한랭지용으로서 사용 가능한 것을 알 수 있다. J 파라미터＝300에서는, 볼트의 체격 28㎜ 내지 40㎜의 모든 볼트에서, 27[J]을 달성하는 온도가 ―20℃ 보다도 높아, 볼트의 체격 28㎜ 이상에서는 한랭지용으로서 사용할 수 없다는 것을 알 수 있다.

다음에, 용제한 전술의 성분비를 갖는 크롬몰리브덴강을 압연하고, 연화 어닐링한 후, 신선하고, 볼트 형상으로 성형한 후, 가열 후 물 속에서 급냉하는 켄칭 처리를 행하고, 재가열 후 일정 시간 유지하고 나서 서냉 하는 템퍼링 처리를 행한 강재를 사용하여, 볼트를 작성했다. 볼트는 이하의 21 종류를 작성했다.

상기 21 종류의 볼트는, 전술한 도 1의 그래프를 작성할 때 사용한 볼트와는, 켄칭 처리시의 급냉 방법이 다른 것 외에는 동일한 방법으로 제조한 것이다.

이상의 21 종류의 볼트에 대해, 샤르피 충격 시험을 실시하고, 샤르피 충격치(vE_ave)＝27[J]을 만족하는 온도를 조사했다. 결과를 도 2에 도시한다.

도 2는, 켄칭시에 수냉을 사용하여 작성한 볼트의 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도와 볼트의 체격의 관계를 J 파라미터마다 정리한 그래프이다. 도 2에 있어서, 종축은 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도(℃), 횡축은 볼트의 체격(㎜)이다.

도 2에 도시한 대로, J 파라미터가 동일한 볼트에서는, 볼트의 체격이 커질수록 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도가 높아지는 경향이 보였다. 또한 볼트의 체격이 동일한 볼트에서는, J 파라미터가 커질수록 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도가 높아지는 경향이 보였다.

J 파라미터＝100에서는, 볼트의 체격 32㎜ 이하의 볼트에서, vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도가 ―20℃ 이하이며, 볼트의 체격이 32㎜ 이하이면 한랭지용으로서 사용 가능한 것을 알 수 있다. 또한 J 파라미터＝200 및 J＝300에서는, 볼트의 체격 28㎜ 내지 40㎜의 모든 볼트에서 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도가 ―20℃ 이하로, 볼트의 체격 40㎜ 이하의 볼트는 한랭지용으로서 사용 가능한 것을 알 수 있다.

또한, 강재의 켄칭시의 급냉 방법이 유냉인가 수냉인가가 상이하고, 볼트의 체격과 J 파라미터가 동일한 볼트끼리의 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도를 비교하면, 켄칭시의 급냉 방법이 수냉인 쪽이 저온인 경향이 보인다. 예를 들어 도 1과 도 2를 참조하여, J 파라미터＝200, 볼트의 체격 36㎜에 있어서의 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도는, 도 1에 도시한 유냉으로 급냉한 볼트에서는 약 ―35℃인 것에 대해, 도 2에 도시한 수냉으로 급냉한 볼트에서는 약 ―55℃ 이다. 이것으로부터, 켄칭시의 급냉 방법이 유냉인 경우보다도, 수냉인 경우 쪽이 고인성을 갖는 볼트를 작성할 수 있다고 할 수 있다.

켄칭시의 급냉 방법이 수냉인 쪽이 저온인 경향은, J 파라미터, 볼트의 체격에 관계없이 보여진다. 이것은, 수냉보다도 유냉 쪽이 냉각 속도가 느리기 때문에, 수냉으로 급냉한 볼트보다도 유냉으로 급냉한 볼트 쪽이 인성이 저하되어 있기 때문이라고 생각된다.

다음에, 한랭지에서 사용하는 풍차용의 볼트로서, 볼트 체격 36㎜ 이하의 볼트를 채용하는 경우에 있어서, J 파라미터에 주목하고 또한 검토를 계속했다.

켄칭시의 급냉 방법이 수냉인 도 2에 도시한 데이터 중, 볼트의 체격 36㎜의 데이터에 주목하고, 도 3에 정리했다.

도 3은, 켄칭시에 수냉을 사용하여 크롬몰리브덴강으로 작성한 볼트의 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도와 J 파라미터의 관계를 정리한 그래프이다. 도 3에 있어서, 종축은 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도(℃), 횡축은 J 파라미터이다.

도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, J 파라미터와 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도는 비례의 관계에 있어, J 파라미터가 커짐에 따라 vE_ave＝27[J]을 달성하는 온도도 커진다.

전술한 바와 같이, 환경 온도가 ―40℃ 정도로 되는 것 같은 한랭지에 설치되는 풍차에서는, ―20℃에 있어서의 샤르피 충격치 vE_ave가 27[J] 이상인 볼트가 요구된다. 도 3에 정리한 켄칭시에 수냉으로 급냉한 볼트의 체격 36㎜의 볼트에 있어서는, ―20℃에 있어서의 vE_ave＝27[J] 이상이기 위해서는, J 파라미터가 250 이하이면 좋다는 것을 알 수 있다.

또한, 볼트의 체격 36㎜ 미만의 볼트에 대해 생각한다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 볼트의 체격 36㎜ 미만인 볼트는 볼트의 체격 36㎜인 볼트보다도 고인성이기 때문에, J 파라미터≤250을 만족하면, 볼트의 체격 36㎜ 이하의 볼트 모두에서 ―20℃에 있어서의 vE_ave＝27[J] 이상을 만족할 수 있다고 할 수 있다. 즉, 한랭지에서 사용하는 풍차용의 볼트로서 채용하는 최대의 볼트의 체격 36㎜에서, ―20℃에 있어서의 vE_ave＝27[J] 이상을 만족하는 J 파라미터≤250을 만족하면, 볼트의 체격에 관계없이 한랭지에서 사용하는 풍차용의 볼트로서 채용할 수 있다고 할 수 있다.

따라서, 볼트의 체격을 측정할 필요가 없고, 강재 중의 Si, Mn, P, Sn의 4 성분의 함유율(질량％)을 알면 J 파라미터를 계산할 수 있고, 한랭지에서 사용하는 풍차용의 볼트로서 사용 가능한지 여부를 판단할 수 있다.

특히, 상기 강재 중의 Si, Mn, P, Sn의 4 성분의 함유율(질량％)은, 강재의 강재 검사 증명서에 기재되어 있어, 상기 함유율의 측정을 행할 필요가 없다.

또한, 한랭지에서 사용하는 풍차용 볼트의 체격의 상한을 36㎜로 하는 것은 일례에 불과하고, 한랭지에서 사용하는 풍차용의 볼트의 체격의 상한을 다른 크기로 하는 경우도, 볼트의 체격의 상한 36㎜의 경우에 도 3을 사용하여 J 파라미터의 상한치 250을 구한 방법과 마찬가지로, 볼트의 체격의 상한에 있어서의 J 파라미터의 상한치를 구해 둠으로써, J 파라미터로부터 한랭지에서 사용하는 풍차용의 볼트로서 사용 가능한지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 켄칭시에 수냉이 아닌 유냉을 실시한 강재를 사용하는 경우는, 수냉을행한 경우와 달리 J 파라미터의 상한치를 구해 둘 필요가 있다.

다음에, 한랭지에서 사용하는 풍차용의 볼트로서, 켄칭시에 수냉을 사용한 크롬몰리브덴강을 강재로서 사용하고, 볼트의 체격 36㎜ 이하, 또한 ―20℃에 있어서의 샤르피 충격치가 27[J] 이상인 볼트를 채용하는 경우의 볼트 검사 방법에 대해 설명한다.

도 4는, 본 실시예에 있어서의 볼트의 검사 방법의 수순을 도시하는 흐름도이다.

우선, 스텝 S1에서 J 파라미터의 상한을 설정한다. 여기에서는, 도 3을 사용하여 설명한 바와 같이 J＝250이 상한이다.

다음에 스텝 S2에서 강재(켄칭시에 수냉을 사용한 크롬몰리브덴강)을 입수한다. 통상, 상기 강재는 강재 메이커에서 구입하는 것이며, 강재 메이커로부터는 반드시 강재와 함께 상기 강재에 있어서의 Si, Mn, P, Sn의 4 성분의 함유율(질량％)이 기재된 강재 검사 증명서를 입수한다.

스텝 S2에서 강재를 입수하면, 스텝 S3에서 상기 강재 검사 증명서에 기재된 Si, Mn, P, Sn의 4 성분의 함유율(질량％)로부터 당해 강재에 있어서의 J 파라미터를 계산하고, 스텝 S4에서 J≥250인지 여부를 판단한다.

스텝 S4에서 "아니오"라고 판단되면, 당해 강재를 사용하여 제조된 볼트는 한랭지용으로서 사용할 수 없으므로, 스텝 S5에서 볼트를 제조하고, 스텝 S6에서 제조된 볼트의 체격에 관계없이 비한랭지용의 볼트로서 채용한다.

스텝 S4에서 "예"라고 판단되면, 스텝 S7에서 볼트를 제조한다.

스텝 S8에서는, 스텝 S7에서 제조된 볼트의 체격을 측정하고, 볼트의 체격 ≤36㎜ 이하인지 여부를 판단한다.

스텝 S8에서 "아니오"라고 판단되면, 볼트의 체격이 한랭지에서 사용하는 풍차용의 볼트로서의 규격을 만족하지 않으므로, 스텝 S9에서 비한랭지용의 볼트로서 채용한다.

스텝 S8에서 "예"라고 판단되면, 한랭지용의 볼트로서 채용한다.

이상과 같이 하여, 미리 J 파라미터의 상한치를 설정해 두고, 강재 검사 증명서에 기재된 Si, Mn, P, Sn의 4 성분의 함유율(질량％)을 사용하여 J 파라미터를 계산함으로써, 제조된 볼트의 한랭지용으로서의 사용 가부를 간단하게 판단할 수 있다.

또한, 강재 검사 증명서에 기재된 상기 함유율을 계산에 사용함으로써, 강재의 분석 등을 행할 필요도 없다.

또한, 볼트의 제조 전, 즉 강재를 도입한 시점에서 J 파라미터의 계산을 할 수 있으므로, 도 4에 있어서의 스텝 4까지에서 인성의 면에 있어서는 강재를 도입한 시점에 한랭지용으로서의 사용 가부를 판단할 수 있다. 따라서, 강재를 도입한 시점에서 한랭지용으로서 사용할 수 있는 볼트의 존재 비율을 예측하는 것이 가능하여, 필요에 따라 강재를 추가 발주하는 등의 대응을 빨리 취할 수 있고, 한랭지용으로서 사용하는 볼트의 필요수를 확보할 수 없게 되는 가능성을 저감할 수 있다.

크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트를, 번잡한 작업을 행하는 샤르피 충격 시험을 실시하는 일 없이, 한랭지용으로 사용할 수 있는 볼트와, 한랭지용으로 사용할 수 없는 볼트로 분류할 수 있는 풍력용 볼트의 검사 방법으로서 사용할 수 있다.

Claims

열처리가 실시된 크롬몰리브덴강을 사용하여 작성한 볼트를, 한랭지에서의 사용 가부를 판별하는 볼트의 검사 방법에 있어서,
상기 크롬몰리브덴강의 강재 검사 증명서에 기재된 인(P), 규소(Si), 망간(Mn), 주석(Sn) 각각의 함유율(질량％)인 P％, Si％, Mn％, Sn％을 사용하여
J＝(Si％＋Mn％)×(P％＋Sn％)×10⁴
로 계산되는 J 파라미터와, 볼트 직경을 사용하여, 한랭지에서의 사용 가부를 판별하는 것을 특징으로 하는, 볼트의 검사 방법.
제1항에 있어서, 한랭지에서 사용하는 볼트의 최대 볼트 직경에 의한, 한랭지에서의 사용 가능하다고 판단되는 J 파라미터의 최대치를 구하고,
상기 J 파라미터가 상기 최대치 이하, 또한 볼트 직경이 상기 최대 볼트 직경 이하인 볼트를 한랭지에서의 사용 가능으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 볼트의 검사 방법.
제2항에 있어서, 상기 열처리는 켄칭을 포함하고, 상기 켄칭시에 있어서의 냉각 방법이 유냉인가 수냉인가에 따라 상기 J 파라미터의 최대치를 다르게 한 것을 특징으로 하는, 볼트의 검사 방법.