JPH03189538A - 腐食環境き裂進展試験装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は腐食割れなどのき裂進展速度を測定する技術に
係り、特に、直流ポテンシャル法によりオンラインでき
裂長さを測定して、き裂長さの時間変化からき裂進展速
度を計算し、荷重とき裂長さから応力拡大係数を計算し
て、き裂進展速度を応力拡大係数との関係を自動的に求
めると共に、その関係と腐食環境との関係を求めるのに
好適な装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、腐食環境中でのき裂進展速度は、き裂進展試験に
用いられるＣＴ試験片の切欠き部の変位を測定するコン
プライアンス法によるか、または、−旦圧力容器の温度
を下げて、炉外にＣＴ試験片を取り出し、その表面を研
磨して金属顕微鏡でき裂長さを測定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

それらの方法では、き裂長さ測定精度が良くない、或い
は、−回のき裂長さ測定に十時間程度を要するため、非
常に非効率であり、また、測定回数が限られるため、き
裂進展速度の精度が良くないという欠点があった。

本発明の目的は腐食環境中のＣ′Ｆ試験片のき裂長さを
オンラインで評価するために、直流ポテンシャル法によ
り測定すると共に、き裂進展速度と応力拡大係数との関
係を自動的に算出できる装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、油圧で荷重を負荷できる腐食試験機に、安
定化直流電源、電流極性切換え装置、マルチプレクサ、
微小電位差計、水質モニター、荷重検出器、ＧＰ−ＩＢ
インターフェースとコンピュータで構成した計測装置を
設け、圧力容器の外に配置した直流電源、微小電位差計
と圧力容器内に設置されたＣＴ試験片とをリード線を介
して接続し、ＣＴ試験片の少なくとも二箇所の電位差を
測定し、同時に水質モニタにより腐食環境を測定するこ
とにより達成される。即ち、測定された電位差と腐食環
境のデータから電位差比の計算、予め有限要素法等によ
り求めた電位差比とき裂長さとの関係のマスターカーブ
の数式モデルによるき裂長さへの変換、き裂長さの時間
変化からのき裂進展速度の計算、荷重検出器の信号から
荷重への変換、荷重とき裂長さから応力拡大係数の計算
。

き裂進展速度と応力拡大係数の関係の算出、及びき裂進
展速度と腐食環境の関係の算出、などの機能を有するプ
ログラムをコンピュータで実行させることにより達成さ
れる。

〔作用〕

ＣＴ試験片の電位差と腐食環境信号、並びに荷重信号を
コンピュータにより計測装置を制御して測定すると共に
、データ処理を行って、き裂長さ。

き裂進展速度、応力拡大係数を評価するプログラム機能
を持たせたことにより、き裂進展速度と応力拡大係数の
関係や、き裂進展速度と腐食環境の関係を自動的に、且
つ、精度良く算出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明する。第１図は本発明の
腐食環境き裂進展試験装置を示すものである。高温純水
中でＣＴ試験片２に引張り荷重を負荷するために環境中
荷重負荷装＠１の圧力容器３には、純水製造袋Ｍ４から
加圧加熱袋＠６を介して高温高圧の純水が供給される。

純水は制御装置５により溶存酸素濃度などの水質を制御
される加圧加熱装置６でほぼ所定の温度まで加熱される
が、途中の配管で多少温度が低下するため、圧力容器３
は外部に設けたヒーター７により温度調節器８で所定の
温度に加熱、保持される。複数のＣＴ試験片２は互いに
接続用治具９′により連結され、一端は保持治具９′を
介して圧力容器３に固定され、もう一端は別の保持治具
９を介して圧力容器３の外部に引き出されて、荷重検出
器２１に接続され、更に荷重検出器２１は油圧シリンダ
１１のピストンロッドの先端に取付けられる。圧力計１
５を有する油圧ポンプ１６から油圧シリンダ１１への配
管１３の途中にはストップバルブ１４とアキュムレータ
１２を設ける。ＣＴ試験片２に荷重を負荷する場合には
、油圧ポンプ１６で所定の圧力、または、荷重に設定し
た後、ストップバルブ１４を閉める。しかし、き裂の進
展に伴ってＣＴ試験片のき袋開口量大きくなって、油圧
シリンダ１１のピストン位置が移動すると圧力が下がっ
てＣＴ試験片に加わる荷重が低下するが、アキュムレー
タ１２により圧力が低下しないようにする。このように
、荷重負荷時に油圧系システムを用いると、従来のカン
チレバー式による静荷重負荷方式に比して機構が簡単で
、コンパクトな構造とすることが可能である。

ＣＴ試験片２にスポット溶接された直流電流供給用及び
電位差測定用のリード線３１は、ハーメチックシール等
を介して圧力容器３の外側に引出し、電位差測定水質監
視装置２９に配線する。

ＣＴ試験片２へのリード線３１の配線方法については後
述する。複数の直流電源３２．３２’から供給される直
流電流はその極性を電流極性切換え装置３３により間欠
的に切換えられて、直流電流供給用リード線３１を介し
てＣＴ試験片２に供給される。電位差測定用のリード線
３１’　、３１’は、マルチプレクサ３４により測定さ
れる位置を切り換えられて微小電位差計３５に接続され
て、電位差を測定される。測定された電位差はＧＰ−Ｉ
Ｂインターフェース３９を介してコンピュータ３７に転
送される。電流極性切り換え装置３３やマルチプレクサ
３４はインターフェース４０を介してコンピュータ３７
に制御される。

ＣＴ試験片２に負荷される荷重は負荷時の圧力計１５の
指示値により分かるが、デジタルデータとしてコンピュ
ータ３７に取り込むため、荷重検出器２１の信号はアン
プ２２を介して増幅され、ＡＤ変換された荷重データは
インターフェース３９または４０を介してコンピュータ
３７に転送される。

圧力容器３の水質は純水製造装置４に付属している溶存
酸素濃度計や電気電導度肝などにより確認されるが、高
温である圧力容器内では室温とは異なることもあるため
、ＣＴ試験片２の腐食雰囲気を測定するために、圧力容
器３の内部には腐食電位を測定するＥＣＰセンサー２６
を設置し、水質モニター３０と接続して、そのデータは
コンピュータ３７に転送される。

コンピュータ３７では、腐食試験を開始すると、試験時
間データと共に一定時間毎に測定される電位差からＣＴ
試験片２のき裂長さを後述する方法により計算し、同時
にＥＣＰセンサ２６の出力から腐食電位を記録する。そ
してき裂進展曲線を求めて、その勾配からき裂進展速度
を計算し、負荷された荷重とき裂長さから計算される応
力拡大係数との関係を求めて、ＣＲＴ３８の画面上に表
示したり、プリンタ３６に出力する。

以下に具体的な腐食進展試験装置の機能を示す。

第２図は腐食き裂進展試験全体のフローチャートである
。ステップ（１）でＣ′Ｆ試験片の取り付け、純水の温
度や水質の設定、などの初期状態を設定する。ステップ
（２）で油圧シリンダ１６により油圧シリンダ１１に高
圧を付与してＣＴ試験片２に荷重を負荷する。ステップ
（３）で試験を開始すると、ステップ（４）で試験時間
測定用の時計をスタートさせる。ステップ（５）でＣＴ
試験片２の電位差を測定し、き裂長さａ　／　Ｗを計算
する。

試験中はステップ（６）で試験条件としての水質。

温度、圧力、荷重等をチエツクし、もし、異常があれば
、ステップ（７）で警報を出力してステップ（８）で試
験を中止する。ステップ（６）で試験条件が正常であれ
ば、ステップ（９）で測定終了か否かをチエツクして、
試験が継続中であれば、ステップ（１０）でき裂長さａ
／Ｗが０．９以上であるか否かをチエツクして、０．９
　より小さければステップ（５）に戻って、再び、き裂
長さ測定のため、電位差を測定する。これを繰返して、
き裂長さａ／Ｗが０．９　　になるまで試験を継続する
。

第３図には直流ポテンシャル法によるＣＴ試験片２のき
裂長さ測定方法を示す。ＣＴ試験片２には直流電流供給
用のリード線３１が、例えば、スポット溶接等により切
欠き側の両端付近に取付けられる。このリード線３１は
圧力容器３の外に引き出されて、電位差測定水質監視装
置２９内に設けられた複数の直流電源３２．３２’　に
接続される。供給される直流電流はその極性を、インタ
ーフェース４０を介してコンピュータ３７に制御される
電流極性切換え装置３３により間欠的に切換えられる。

測定される電位差のうち、基準電位差測定用のリード線
３１′はＣＴ試験片のき裂前方の端面の両端付近に取付
け、き裂長さ測定のための電位差測定用のリード線３１
１は、切欠きの両側に取付ける。二カ所の電位差Ｖｏと
Ｖは、マルチプレクサ３４により測定される位置を切り
換えられて微小電位差計３５に接続されて測定される。

測定された電位差はＧＰ−ＩＢインターフェース３９を
介してコンピュータ３７に転送される。このように基準
電位差Ｖｏと電位差Ｖの両方を測定するのは、電位差測
定値に係るＣＴ試験片２の比抵抗が温度の影響を受ける
ため、その影響を打ち消すために電位差を無次元化する
ためである。別の理由としては、万一、直流電源から供
給される電流が何等かの原因で変動した場合、その影響
を無くすためである。一方、直流電流の極性を切り換え
て電位差を測定するのは、ＣＴ試験片２の材質がリード
線３１’　、３１’と異なり、ＣＴ試験片２に多少とも
温度分布があると、リード線とＣＴ試験片の間に熱起電
力が生じるため、電流の極性を切り換えて電位差の振幅
を測定することにより、熱起電力の影響を排除するため
である。また、感度の良い微小電位差計３５を使用する
とドリフトを避けることはできない。その影響を排除す
るためにも電流の極性を切り換えて電位差の振幅を測定
することは有効である。なお、リード線３１’　、３１
’の取り付は位置は有限要素法によるＣＴ試験片の電場
解析により感度が最適と判定された場所である。

第４図には電位差測定のフローチャートを示す。

ステップ（１１）で測定回数ｎ＝ｏとしてリセットする
。ステップ（１２）で、例えば、十の電流を流したとき
の電位差Ｖｏ（＋）とＶ（＋）を測定する。ステップ（
１３）で電流極性切換え装置３３により電流の極性を切
換えて、ステップ（１４）で−の電流を流したときの電
位差Ｖｏ（−）と■（−）を測定する。ステップ（１５
）で電流の極性を切り換えて元の極性に戻す。ステップ
（１６）でｎに１を加算して、ステップ（１７）で測定
回数が、例えば、所定の回数十回を超えたかどうかを判
定し、まだ十回に達していなければステップ（１２）へ
戻る。十回に達した場合には、ステップ（１８）で電位
差測定値が正常であるか否かの判定を行い、異常があっ
た場合にはステップ（１９）で再測定となり、ステップ
（１１）へ戻る。

第５図は電位差測定値の判定サブルーチンフローチャー
トである。ステップ（２１）で第４図のフローチャート
に従い電位差が測定されると、ステップ（２２）で電位
差の振幅Ｖ　ｉ　＝　（（Ｖ　ｏ　（＋）−Ｖ（−））
／２とＶｏｉ　＝（（ＶＯ（＋）　　ＶＯ（））を計算
する。ステップ（２３）では電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏｉ
＝＝Ｖｊ／Ｖｏｉ　を計算する。ステップ（２４）では
、電位差測定のばらつきを考慮して、電位差比の最大と
最大から二番目の電位差比と、最小と最小から二番目の
電位差比を除外する。そしてステップ（２５）で残りの
六個の電位差比から平均の電位差比Ｖ／Ｖｏｍ＝Σ（Ｖ
ｉ／　Ｖｏｉ）／　６　　を計算する。

ステップ（２６）では電位差比の標準偏差σを計算して
、ステップ（２７）で、例えば、それが０．００５　　
よりも大きければ、測定異常と判定してステップ（２８
）の再測定を経由してステップ（２１）へ戻る。

第６図には有限要素法による電場解析により得られたき
裂長さ判定のマスターカーブを示す。縦軸は電位差比Ｖ
／Ｖｏ、横軸はＣＴ試験片の板幅Ｗで正規化したき裂長
さａ／Ｗである。き裂長さａ　／　Ｗが０．３５程度よ
りも大きくなると、電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏはき裂長さ
ａ／Ｗにほぼ比例して減少する。そこで、電位差比から
き裂長さへの変換はａ／Ｗ＝０．２〜０．２６．ａ／Ｗ
＝０．２６〜０．３６．ａ／Ｗ＝０．３６〜０．．９の
範囲でそれぞれ直線近似式により行うものとした。

第７図にき裂長さ判定のフローチャートを示す。

ステップ（３１）で電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏを読み込む
。

ステップ（３２）で初期判定として、電位差比の測定エ
ラーチエツクをＶ／Ｖｏ＜５，６８９であるか否かで判
断する。Ｖ／Ｖｏ＞５．６８９であれば、ａ　／　Ｗ　
＜　０　、２　　となり、存在し得ないき裂長さとなる
のでステップ（３３）で再測定と判定されてステップ（
１１）へ戻る。Ｖ／Ｖｏ＜５．６８９であれば、一応正
常な測定値となり、次のステップ（３４）でＶ／Ｖｏ＞
５．６２３であればａ　／　Ｗ　＝０．２〜０．２６と
判定されて、ステップ（３５）で ａ／Ｗ＝５．３７１８−０．９０９１Ｖ／Ｖ。

によりき裂長さａ／Ｗに変換される。次に、ステップ（
３６）で生のき裂長さａに直される。ステップ（３４）
でＶ／Ｖｏ＜５．６２３であれば、次にステップ（３７
）でＶ／Ｖｏ＞５．２２５であればａ　／　Ｗ　＝　０
　、２６−０　、３６と判定されて、ステップ（３８）
で ａ／Ｗ＝１．６７２９−０．２５１３Ｖ／Ｖ。

によりき裂長さａ／Ｗに変換される。ステップ（３７）
でＶ／Ｖｏ＜５．２２５であれば、次に、ステップ（３
９）でＶ／Ｖθ＞２．１６９であればａ　／　Ｗ　＝　
０　、３６−０　、９と判定されて、ステップ（４０）
で ａ／Ｗ＝１．２８３１　０．１７６７Ｖ／Ｖ。

によりき裂長さａ／Ｗに変換される。ステップ（３９）
でＶ／Ｖｏ＜２．１６９であればａ／Ｗ＞０．９　とな
るので、試験は終了となる。

一連のき裂進展試験が終了すると、次のデータ処理が必
要となる。第１図に示した腐食試験機は、全て、コンピ
ュータ３７により制御され、データ処理も可能である。

そこで、き裂進展曲線の作成。

き裂進展速度の計算などの機能を持たせた。第８図には
き裂進展曲線を示す。縦軸はき裂長さ、横軸は試験時間
である。き裂は試験時間と共に徐々に進展し、き裂が長
くなるにつれて段々進展速度は早くなる。コンピュータ
３７では、第９図に示したようなフローチャートに従っ
て、内蔵の時計と電位差測定から得られたき裂長さのデ
ータより、ステップ（４１）で第８図のようなき裂進展
曲線をＣＲＴ３８の画面上に表示する。同時にステップ
（４２）でき裂長さａと試験時間ｔよりａ＝Ａｏ＋Ａｔ
ｔ＋Ａｚｔ２＋Ａａｔ３＋・＝　　−・（ｔ）のような
ｎ次式によりき裂進展曲線を最小自乗法により近似する
。次に、ステップ（４３）でき裂長さａと試験時間ｔよ
り ｔ＝Ｂｏ＋Ｂｘａ＋Ｂｚａ”＋Ｂａａ３＋−・・（２）
のようなｎ次式によりき裂進展曲線の逆関数を最小自乗
法により近似する。ステップ（４４）ではき裂進展曲線
を微分して ｄ　ａ／ｄ　ｔ＝ＡＩ＋２Ａｚｔ＋３Ａｓｔ　２＋−・
−−−−（３）き裂進展速度の評価式を作成する。ステ
ップ（４５）でき裂長さの増分Δａ毎のき裂長さａ（１
）をａ（ｉ）＝ａｏ＋ｎ・Δａ　　　　　　　　・・・
（４）によりもとめ、それを（２）式に代入して、ａ　
（ｉ）に対応するｔ　（ｉ）を計算する。ここでａｏは
初期き裂寸法であり、通常、０．１ｍｍ程度である。ｎ
は整数である。ステップ（４６）では、得られたｔ（ｉ
）を（３）式に代入してき裂進展速度ｄａ／ｄｔ（ｉ）
を計算する。次に、ステップ（４７）でき裂長さａ　（
ｉ）と荷重検出器２１により測定された荷重からａ　（
ｉ）に対する応力拡大係数Ｋ　（ｉ）を計算する。以上
の操作により応力拡大係数Ｋ（ｉ）とき裂進展速度ｄａ
／ｄｔ（ｉ）の関連データが収集されたので、ステップ
（４８）では第１０図に示すようなＫ（ｉ）とｄａ／ｄ
ｔ（ｉ）の関係の図をＣＲＴ３８の画面上に作成２表示
する。ステップ（４９）ではＫ（ｉ）とｄａ／ｄｔ（ｉ
）の関係を、ｄ　ａ／ｄ　ｔ＝ｃ−Ｋ”　　　　　　　
　　・＝（５）のようなＰａｒｉｓ則で近似するため、
近似する範囲をＫについては、 Ｋｗｉｎ≦に≦Ｋｍａｘ ｄ　ａ　／　ｄ　ｔについては、 ｄａ／ｄｔｍｔｎ≦ｄ　ａ　／　ｄ　ｔ≦ｄａ／ｄｔ＋
ｓａｘのように設定する。通常は１０−６＋ｎｏ＋／ｃ
≦ｄａ／ｄｔ≦１０−２ｒｅ　／　ｃのような範囲で近
似する。近似範囲が指定されると、ステップ（５０）で
最小自乗法により（５）式のように近似し、係数Ｃと指
数ｍを求める。ステップ（５１）ではステップ（４８）
で作成したＫとｄ　ａ　／　ｄ　ｔの関係の図面上に近
似曲線を描くと共に、近似式を表示する。

ステップ（５２）では試験時間ｔ（ｉ）、き裂長さａ（
ｉ）、応力拡大係数Ｋ　（ｉ）とき裂進展速度ｄａ／ｄ
ｔ（ｉ）のリストをプリンタ３６に出力する。

勿論、ＣＲＴ画面に表示されたき裂進展曲線やＫとｄ　
ａ　／　ｄ　ｔの関係はプリンタ３８にハードコピーが
とれるようにする。

第１１図にはき裂長さ測定装置の一例を示す。

定電圧直流電源５１はシステム全体の駆動用である。定
電圧直流電源５２から供給される定電圧の電流はフロー
ティング定電流回路５３により、安定化定電流となる。

電流の極性は極性切換え装置５４により一定間隔毎に切
換えられて、入出力ボート５５の電流端子５６に供給さ
れる。この電流端子と圧力容器３のＣＴ試験片２はリー
ト線３１で接続される。電位差測定用のリード線３１′
３２″は電位差端子５７と接続され、マルチプレクサ５
８により測定する端子を切り換えられて、直Ｊεアンプ
５９で電位差は測定される。電位差はＡ／Ｄコンバータ
６０によりＡ／Ｄ変換されて、バスバッファ６１を通っ
てコンピュータ６２に転送される。コンピュータ６２の
周辺にはＣＲＴまたは液晶ディスプレイ６３．プリンタ
６４．フロッピィディスクドライブ６５などが接続され
、データ処理や、データ格納２画面表示などに使用され
る。

第１２図には別の実施例を示す。電位差の測定方法とし
ては、第３図の方法と基本的には同じであるが、測定精
度を良くするため、同じような電位差測定位置で複数の
電位差を測定して、その平均の電位差比を求めることに
よりリード線３１′３１′の取り付は誤差を補償しよう
とするものである。即ち、基準電位差Ｖｏ、電位差Ｖ共
に、ＣＴ試験片２の取り付は位置において、板厚の中央
、及び、例えば、板中心と端面との中間の三カ所にリー
ド線をスポット溶接して、電位差を測定し、互いの電位
差比からき裂長さを評価するものである。第１３図にそ
のフローチャートを示す。

ステップ（６１）１’電位差Ｖ　（１）　、　Ｖ　（２
）　、　Ｖ　（３）　。

Ｖｏ（１）　、　Ｖｏ（２）　、　Ｖｏ（３）を測定し
、ステップ（６２）でそれぞれの基準電位差について電
位差比の平均Ｖ　／　Ｖｏ（１）　、　Ｖ　／　Ｖｏ（
２）　、　Ｖ　／　Ｖｏ（３）を計算する。そしてステ
ップ（６３）で、三カ所の測定位置の平均の電位差比Ｖ
　／　Ｖ　ｏを求め、ステップ（６４）で第６図のよう
な電位差比Ｖ　／　Ｖ　。

とき裂長さａ／Ｗの関係のマスターカーブによりき裂長
さを判定する。

第１４図には別の実施例を示す。直流電流はＣＴ試験片
２の切欠き側の両端付近がら印加し、基準電位差は切欠
きと平行な上下二面の電位差を測定する。その位置は、
ｗ＝５０−のＣＴ試験片の場合には切欠きと反対側の面
から３０〜３５＋ａ＋＋の付近が最適である。第１４図
には３２．５ａ＋＋の位置での電位差を基準電位差とし
て求めた電位差比Ｖ　／　Ｖ　ｏ　とき裂長さａ／Ｗの
マスターカーブである。得られた電位差比Ｖ　／　Ｖ　
ｏからき裂長さａ／Ｗへの変換に当たっては、第７図に
示したものと同様にａ／Ｗ＝０．２〜０．２６．ａ／Ｗ
＝０．２６−０．３６．ａ／Ｗ＝０．３６−０．９の範
囲でそれぞれ直線近似式により行うものとした。

第３図の測定方法は、比抵抗の大きい材料の場合には感
度、精度が良いが、第１４図の測定方法は比抵抗の大き
い材料の場合に精度が良い。

第１５図には別の実施例を示す。ＣＴ試験片の試験片の
切欠き側の両端にスポット溶接されたリード線から極性
を切換えながら直流電流を印加して、切欠きを挾む位置
で測定された電位差■と、切欠きと反対側の両端にスポ
ット溶接されたリード線から極性を切換えながら直流電
流を印加して測定された切欠きを挾む位置の電位差Ｖｏ
の比からき裂長さを測定することものである。従って、
この方法を具現化するためには直流電源３２から供給さ
れた電流は電流極性切換え装置３３でその極性を切換え
られ、更に、電流用のマルチプレクサ４１により、ＣＴ
試験片への電流供給先を切り換えられるようになってい
る。第１６図には第１５図の測定方法のための電位差測
定システムを示す。定電圧直流電源５２から供給される
定電圧の電流はフローティイング定電流回路５３により
。

安定化定電流となる。電流の極性は極性切換え装置５４
により一定間隔毎に切換えられ、更に、電流用マルチプ
レクサ６６により電流の供給先を切り換えられて、入出
力ポート５５の電流端子５６に供給される。この電流端
子と圧力容器３のＣＴ試験片２はリード線３１で接続さ
れる。電位差測定用のリード線３１′は電位差端子５７
と接続され、直流アンプ５９で電位差は測定される。電
位差はＡ／Ｄコンバータ６０によりＡ／Ｄ変換されて、
バスバッファ６１を通ってコンピュータ６２に転送され
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高温水中での腐食環境下でのＣＴ試験
片を用いたき裂進展試験において、直流ポテンシャル法
によりＣＴ試験片の数個所の電位差をオンラインで測定
して、予め有限要素法により求めた電位差比とき裂長さ
の関係のマスターカーブを用いてき裂長さに変換し、き
裂進展曲線をｎ次式で近似して、き裂進展速度評価式を
作成し、更に、応力拡大係数を求めて、き裂進展速度と
応力拡大係数の関係を算出できるため、腐食環境下のき
裂進展速度を従来の方法に比して非常に短時間で、精度
良く求めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は高温腐食環境中き裂進展試験装置のブロック図
、第２図は腐食試験全体のフローチャート、第３図はき
裂長さ測定のための電位差測定システムのブロック図、
第４図は電位差測定のフローチャート、第５図は電位差
測定値の異常判定のためのフローチャート、第６図は電
位差比とき裂長さの関係の特性図、第７図はき裂長さ判
定のフローチャート、第８図はき裂進展説明図、第９図
はき裂進展速度の計算及び図表作成のフローチャート、
第１０図はき裂進展速度と応力拡大係数の関係の説明図
、第１１図は電位差測定システムのブロック図、第１２
図はＣＴ試験片の電位差測定のリード線の配置図、第１
３図は電位差測定のフローチャート、第１４図は電位差
比とき裂長さの関係の特性図、第１５図はき裂長さ測定
のための電位差測定システムのブロック図、第１６図は
電位差測定システムのブロック図である。 １・・・環境中背重負荷装置、２・・・ＣＴ試験片、３
・・・圧力容器、４・・・純水製造装置、５・・・純水
製造装置制御装置、６・・・加圧加熱装置、７・・・ヒ
ータ、１１・・・油圧シリンダ、１２・・・アキュムレ
ータ、１３・・・油圧配管、１４・・・ストップバルブ
、１５・・・圧力計、１６・・・油圧ポンプ、２１・・
・ロードセル、２２・・・ロードアンプ、２６・・・水
質センサー、２９・・・電位差測定水質監視システム、
３０・・・水質モニター３２・・・直流電源、３３・・
・電流極性切り換え装置、３４・・・マルチプレクサ、
３５・・・微小電位差計、３６・・・プリンタ、３７・
・・コンピュータ、３８・・・ＣＲＴ、４０・・・イン
ターフェース、４１・・・ＧＰ−ＩＢインターフェース
、５１・・・直流電源、５３・・・フローティング定電
流回路、５８・・・マルチプレクサ、５９・・・直流ア
ンプ、６０・・・Ａ／Ｄコンバータ、６１・・・バスバ
ッファ、６２・・・コンピュータ、６３・・・表示装置
、６４・・・プリンタ、６５・・・フロッピィ２６０ 第２図 粥 図 錫 図 第６図 （１２（Ｌ３　　　　（１４０＋５　　　　（１６０−
７（１８０−９き裂長さ＆／Ｗ 電位差比とき裂長さの関係 第８図 時間 第 ７図 第９図 第１０図 応力拡大係数 に に１２図 第１１図 第 ３図 電位差比と 第１４図 裂 長 き袋長 さ 関係 第１（、図 会宝に

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水質を制御できる純水製造装置から加圧加熱装置を
   通して高温純水を供給される圧力容器内に複数のコンパ
   クト型の試験片を設置し、前記試験片に荷重を負荷する
   ための治具の一端を前記圧力容器の外部に設けた荷重検
   出器を介して油圧シリンダと接続し、前記油圧シリンダ
   には油圧ポンプよりアキュムレータを中間に設けた油圧
   配管を通して高圧を供給し、前記試験片には数組のリー
   ド線対を取り付け、前記圧力容器の外部に設けた直流電
   源と微小電位差計と接続して前記試験片の複数ケ所の電
   位差を測定し、前記複数カ所の電位差の比から前記試験
   片のき裂長さを求め、荷重さき裂長さから求めたき裂の
   応力拡大係数とき裂進展速度の関係を自動的に測定する
   ことを特徴とする腐食環境き裂進展試験装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、直流定
   電圧電源、フローティング定電流回路、マルチプレクサ
   、直流アンプ、Ａ／Ｄコンバータ、バスバッファ、イン
   ターフェース、液晶ディスプレイ、フロッピーディスク
   駆動装置、プリンタ、及びコンピュータで構成されるき
   裂長さ測定装置を具備したことを特徴とする腐食環境き
   裂進展試験装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載のものにお
   いて、前記試験片の初期切欠き側の両端にスポット溶接
   されたリード線から極性を切換えながら直流電流を印加
   し、切欠きを挾む位置の電位差と切欠きと反対側の両端
   の電位差をスポット溶接されたリード線を介して測定し
   、その両者の比からき裂長さを測定することを特徴とす
   る腐食環境き裂進展試験装置。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項記載のものにお
   いて、前記試験片の初期切欠き側の両端にスポット溶接
   されたリード線から極性を切換えながら直流電流を印加
   し、切欠きを挾む位置の電位差と切欠きと平行な二面の
   電位差をスポット溶接されたリード線を介して測定し、
   その両者の比からき裂長さを測定することを特徴とする
   腐食環境き裂進展試験装置。 ５、特許請求の範囲第３項または第４項記載のものにお
   いて、切欠きを挾む位置の電位差の切欠きと反対側の両
   端の電位差、または、切欠きと平行な二面の電位差に対
   する比とき裂長さとの関係をｎ次式、または、多直線で
   近似して、測定された電位差比からき裂長さを判定する
   ことを特徴とする腐食環境き裂進展試験装置。 ６、特許請求の範囲第３項または第４項記載のものにお
   いて、切欠きを挾む位置の電位差として、板厚の中心に
   スポット溶接されたリード線を介して測定された電位差
   、または互いに板厚の両端よりにスポット溶接されたリ
   ード線を介して板厚中心に対して斜いの位置で測定され
   た電位差を用いることを特徴とする腐食環境き裂進展試
   験装置。 ７、特許請求の範囲第６項記載のものにおいて、切欠き
   を挾む位置の電位差として、板厚の中心にスポット溶接
   されたリード線を介して測定された電位差と、互いに板
   厚の両端よりにスポット溶接されたリード線を介して板
   厚中心に対して斜いの位置で測定された二カ所の電位差
   、計三カ所の電位差の平均値を用いることを特徴とする
   腐食環境き裂進展試験装置。 ８、特許請求の範囲第１項または第２項記載のものにお
   いて、コンパクト試験片の試験片の初期切欠き側の両端
   にスポット溶接されたリード線から極性を切換えながら
   直流電流を印加して測定された切欠きを挾む位置の電位
   差と、切欠きと反対側の両端にスポット溶接されたリー
   ド線から極性を切換えながら直流電流を印加して測定さ
   れた切欠きを挾む位置の電位差の比からき裂長さを測定
   することを特徴とする腐食環境き裂進展試験装置。 ９、特許請求の範囲第１項または第２項記載のものにお
   いて、コンパクト試験片の初期切欠き側の両端にスポッ
   ト溶接されたリード線から極性を切換えながら直流電流
   を印加して測定された切欠きを挾む位置の電位差と、切
   欠きと反対側の両端にスポット溶接されたリード線から
   極性を切換えながら直流電流を印加して測定された切欠
   き側の両端の電位差の比からき裂長さを測定することを
   特徴とする腐食環境き裂進展試験装置。 １０、特許請求の範囲第１項ないし第９項記載のものに
   おいて、コンパクト試験片の二カ所の電位差の比から試
   験片のき裂長さを求め、き裂長さの時間、または繰返し
   数に対する関係をｎ次式で近似して、その一次微分式か
   らき裂進展速度を計算し、荷重とき裂長さから求めたき
   裂の応力拡大係数とき裂進展速度の関係を自動的に測定
   することを特徴とする腐食環境き裂進展試験装置。 １１、特許請求の範囲第１０項記載のものにおいて、コ
   ンパクト試験片の二カ所の電位差の比から得られたき裂
   長さの時間、または繰返し数に対する関係をｎ次式で近
   似して、その一次微分式から一定のき裂長さ増分、また
   は、一定の応力拡大係数増分に対してき裂進展速度を計
   算し、応力拡大係数とき裂進展速度の関係を自動的に測
   定することを特徴とする腐食環境き裂進展試験装置。 １２、特許請求の範囲第１項ないし第１１項記載のもの
   において、コンパクト試験片の二カ所の電位差の比から
   得られたき裂長さの時間、または繰返し数に対する関係
   、及び応力拡大係数とき裂進展速度の関係を液晶ディス
   プレイ上に表示し、それのハードコピーをプリンタに出
   力することが可能なことを特徴とする腐食環境き裂進展
   試験装置。