JPH11211637A - ３軸クリープ破断試験方法 - Google Patents
３軸クリープ破断試験方法Info
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- JPH11211637A JPH11211637A JP1411698A JP1411698A JPH11211637A JP H11211637 A JPH11211637 A JP H11211637A JP 1411698 A JP1411698 A JP 1411698A JP 1411698 A JP1411698 A JP 1411698A JP H11211637 A JPH11211637 A JP H11211637A
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- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
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Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】３軸応力状態でのクリープ破断データ取得を可
能にすることを課題とする。 【解決手段】３軸クリープ破断データ取得のための３軸
クリープ破断試験方法において、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継
手を利用して溶接直角方向に平滑試験片を配置した後、
この平滑試験片１に単軸荷重を負荷し、き裂発生を超音
波検査若しくは電気抵抗法により検出し、かつ平滑試験
片内のき裂発生部の応力状態を溶接部各部のクリープ特
性を考慮したクリープ解析により求めることを特徴とす
る３軸クリープ破断試験方法。
能にすることを課題とする。 【解決手段】３軸クリープ破断データ取得のための３軸
クリープ破断試験方法において、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継
手を利用して溶接直角方向に平滑試験片を配置した後、
この平滑試験片１に単軸荷重を負荷し、き裂発生を超音
波検査若しくは電気抵抗法により検出し、かつ平滑試験
片内のき裂発生部の応力状態を溶接部各部のクリープ特
性を考慮したクリープ解析により求めることを特徴とす
る３軸クリープ破断試験方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は３軸クリープ破断試
験方法に関し、特に火力／原子力プラント等の高温機器
の設計・評価用基礎データ取得のための試験方法に関す
る。
験方法に関し、特に火力／原子力プラント等の高温機器
の設計・評価用基礎データ取得のための試験方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】火力プラント、原子力プラントなどの高
温機器の設計・評価のためには、その装置において使用
される材料のクリープ破断データは必要不可欠なもので
ある。最も基礎的な設計用データは、図５に示すような
丸棒試験片１を用いた単軸試験により得られる。この試
験では、通常は丸棒試験片１を電気炉２で加熱し、荷重
を負荷して破断するまでの時間を計測し、図６に示す荷
重（応力）と破断時間の関係を求め、設計に使用してい
る。
温機器の設計・評価のためには、その装置において使用
される材料のクリープ破断データは必要不可欠なもので
ある。最も基礎的な設計用データは、図５に示すような
丸棒試験片１を用いた単軸試験により得られる。この試
験では、通常は丸棒試験片１を電気炉２で加熱し、荷重
を負荷して破断するまでの時間を計測し、図６に示す荷
重（応力）と破断時間の関係を求め、設計に使用してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に実際の高温機器の使用条件は多軸応力状態にあり、単
軸状態と多軸状態との関係を求めておく必要がある。こ
のため、図７に示すような十字型試験片や、図８に示す
ような円筒試験片に内圧若しくは内圧と軸荷重を負荷す
ることによって、２軸応力状態下の試験がよく行われ
る。
に実際の高温機器の使用条件は多軸応力状態にあり、単
軸状態と多軸状態との関係を求めておく必要がある。こ
のため、図７に示すような十字型試験片や、図８に示す
ような円筒試験片に内圧若しくは内圧と軸荷重を負荷す
ることによって、２軸応力状態下の試験がよく行われ
る。
【０００４】ところで、実機の条件をそのまま再現する
ためには、３軸応力状態下の試験が必要であるが、３軸
応力状態下の試験については、図７に示した十字型試験
片を３軸化し、この試験片を用いた試験が試みられてい
る。しかし、試験片の加工が困難だったり、試験時に試
験対象部から破断させることが困難で、ほとんど全て荷
重負荷用の治具部から破断することは避けられず、３軸
応力状態でのクリープ破断データ取得に成功することは
極めて困難であった。
ためには、３軸応力状態下の試験が必要であるが、３軸
応力状態下の試験については、図７に示した十字型試験
片を３軸化し、この試験片を用いた試験が試みられてい
る。しかし、試験片の加工が困難だったり、試験時に試
験対象部から破断させることが困難で、ほとんど全て荷
重負荷用の治具部から破断することは避けられず、３軸
応力状態でのクリープ破断データ取得に成功することは
極めて困難であった。
【０００５】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を利用して溶接直角方
向に平滑試験片を配置した後、この平滑試験片に単軸荷
重を負荷し、き裂発生を超音波検査若しくは電気抵抗法
により検出し、かつ平滑試験片内のき裂発生部の応力状
態を溶接部各部のクリープ特性を考慮したクリープ解析
により求めることにより、３軸応力状態でのクリープ破
断データ取得が可能な３軸クリープ破断試験方法を提供
することを目的とする。
もので、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を利用して溶接直角方
向に平滑試験片を配置した後、この平滑試験片に単軸荷
重を負荷し、き裂発生を超音波検査若しくは電気抵抗法
により検出し、かつ平滑試験片内のき裂発生部の応力状
態を溶接部各部のクリープ特性を考慮したクリープ解析
により求めることにより、３軸応力状態でのクリープ破
断データ取得が可能な３軸クリープ破断試験方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、３軸クリープ
破断データ取得のための３軸クリープ破断試験方法にお
いて、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を利用して溶接直角方向
に平滑試験片を配置した後、この平滑試験片に単軸荷重
を負荷し、き裂発生を超音波検査若しくは電気抵抗法に
より検出し、かつ平滑試験片内のき裂発生部の応力状態
を溶接部各部のクリープ特性を考慮したクリープ解析に
より求めることを特徴とする３軸クリープ破断試験方法
である。
破断データ取得のための３軸クリープ破断試験方法にお
いて、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を利用して溶接直角方向
に平滑試験片を配置した後、この平滑試験片に単軸荷重
を負荷し、き裂発生を超音波検査若しくは電気抵抗法に
より検出し、かつ平滑試験片内のき裂発生部の応力状態
を溶接部各部のクリープ特性を考慮したクリープ解析に
より求めることを特徴とする３軸クリープ破断試験方法
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。図１は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を
利用した３軸クリープ破断試験方法を示す。ここで、平
滑試験片11とは、溶接金属14、溶接熱影響部12、母材13
及び両端のねじ部15を含めた全体を意味する。
参照して説明する。図１は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を
利用した３軸クリープ破断試験方法を示す。ここで、平
滑試験片11とは、溶接金属14、溶接熱影響部12、母材13
及び両端のねじ部15を含めた全体を意味する。
【０００８】本実施例では、溶接継手の平滑試験片11を
電気炉で加熱して高温に保持し、単軸荷重を負荷し、平
滑試験片11内の溶接熱影響部12あるいは軟化域断面内の
中央部のき裂発生を超音波検査や電気抵抗法により検出
する。但し、平滑試験片11内部のき裂発生部の応力状態
は溶接部各部（母材13、溶接熱影響部12及び溶接金属1
4）のクリープ特性を考慮したクリープ解析により求め
る。
電気炉で加熱して高温に保持し、単軸荷重を負荷し、平
滑試験片11内の溶接熱影響部12あるいは軟化域断面内の
中央部のき裂発生を超音波検査や電気抵抗法により検出
する。但し、平滑試験片11内部のき裂発生部の応力状態
は溶接部各部（母材13、溶接熱影響部12及び溶接金属1
4）のクリープ特性を考慮したクリープ解析により求め
る。
【０００９】図２は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接継手の組織の例
として低合金鋼の場合の概要を示す説明図である。母材
素材を溶接施工及び溶接後熱処理すると、溶接熱影響部
12が母材13の溶接金属14に接する側に生じ、その母材側
に幅数ｍｍの狭い細粒あるいは軟化域が生じる。この細
粒あるいは軟化域は、周囲の母材及び溶接金属に比べて
クリープ強度が低く、クリープ変形速度が速い。この特
性は基本的には９−１２Ｃｒ鋼でも同様である。なお、
図２において、領域１は擬固溶接金属を、領域２は非混
合域＋再溶融域（融合域）を、領域３は熱影響部粗粒域
を、領域４は熱影響部細粒域を、領域５は熱影響部イン
タークリティカル域を、領域６は焼戻し熱影響部を、領
域７は非熱影響母材を示す。
として低合金鋼の場合の概要を示す説明図である。母材
素材を溶接施工及び溶接後熱処理すると、溶接熱影響部
12が母材13の溶接金属14に接する側に生じ、その母材側
に幅数ｍｍの狭い細粒あるいは軟化域が生じる。この細
粒あるいは軟化域は、周囲の母材及び溶接金属に比べて
クリープ強度が低く、クリープ変形速度が速い。この特
性は基本的には９−１２Ｃｒ鋼でも同様である。なお、
図２において、領域１は擬固溶接金属を、領域２は非混
合域＋再溶融域（融合域）を、領域３は熱影響部粗粒域
を、領域４は熱影響部細粒域を、領域５は熱影響部イン
タークリティカル域を、領域６は焼戻し熱影響部を、領
域７は非熱影響母材を示す。
【００１０】このような溶接継手に高温で溶接線直角方
向に荷重を負荷すると、図３に示したように幅が狭く強
度が低い溶接熱影響部細粒域（若しくは軟化域）21の変
形が強度が高い周囲の溶接金属22および母材23によって
拘束され、強度が低い溶接熱影響部細粒域（若しくは軟
化域）の中央部24が３軸応力状態となる。
向に荷重を負荷すると、図３に示したように幅が狭く強
度が低い溶接熱影響部細粒域（若しくは軟化域）21の変
形が強度が高い周囲の溶接金属22および母材23によって
拘束され、強度が低い溶接熱影響部細粒域（若しくは軟
化域）の中央部24が３軸応力状態となる。
【００１１】この３軸応力状態は、図４の低合金鋼の場
合の試験片寸法と応力状態との関係図に示すように、試
験片の直径に依存する。従って、試験片の直径を変化さ
せることによって、応力条件を変化させることができ、
種々の応力条件下での試験が可能である。図４におい
て、３軸性指数ＴＦと主応力σ１，σ２，σ３、ミーゼ
スの相当応力σＭisesとの関係は、ＴＦ＝（σ１＋σ２
＋σ３）／σＭisesとなる。
合の試験片寸法と応力状態との関係図に示すように、試
験片の直径に依存する。従って、試験片の直径を変化さ
せることによって、応力条件を変化させることができ、
種々の応力条件下での試験が可能である。図４におい
て、３軸性指数ＴＦと主応力σ１，σ２，σ３、ミーゼ
スの相当応力σＭisesとの関係は、ＴＦ＝（σ１＋σ２
＋σ３）／σＭisesとなる。
【００１２】なお、試験片内部のき裂発生部の応力状態
は、溶接部各部（母材13、溶接熱影響部12、溶接金属1
4）のクリープ特性を考慮したクリープ解析により求め
る。また、このような試験においてき裂が試験片内部か
ら発生した場合、き裂発生（寿命）の検出は超音波検査
や電気抵抗計測など非破壊検査により行う。
は、溶接部各部（母材13、溶接熱影響部12、溶接金属1
4）のクリープ特性を考慮したクリープ解析により求め
る。また、このような試験においてき裂が試験片内部か
ら発生した場合、き裂発生（寿命）の検出は超音波検査
や電気抵抗計測など非破壊検査により行う。
【００１３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、Ｃ
ｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を利用して溶接直角方向に平滑試
験片を配置した後、この平滑試験片に単軸荷重を負荷
し、き裂発生を超音波検査若しくは電気抵抗法により検
出し、かつ平滑試験片内のき裂発生部の応力状態を溶接
部各部のクリープ特性を考慮したクリープ解析により求
めることにより、３軸応力状態でのクリープ破断データ
取得が可能な３軸クリープ破断試験方法を提供できる。
ｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を利用して溶接直角方向に平滑試
験片を配置した後、この平滑試験片に単軸荷重を負荷
し、き裂発生を超音波検査若しくは電気抵抗法により検
出し、かつ平滑試験片内のき裂発生部の応力状態を溶接
部各部のクリープ特性を考慮したクリープ解析により求
めることにより、３軸応力状態でのクリープ破断データ
取得が可能な３軸クリープ破断試験方法を提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る３軸クリープ破断試験
方法の説明図。
方法の説明図。
【図２】溶接継手の説明図。
【図３】溶接継手クリープ破断試験における応力状態の
説明図。
説明図。
【図４】試験片の大きさと３軸性指数ＴＦとの関係を示
す特性図。
す特性図。
【図５】丸棒試験片を用いた単軸試験の説明図。
【図６】図５の単軸試験による破断時間と荷重（応力）
との関係を示す特性図。
との関係を示す特性図。
【図７】十字型試験片の平面図。
【図８】図７の十字型試験片を３軸化した試験片の斜視
図。
図。
11…平滑試験片、 12…溶接熱影響部、 13、23…母材、 14、22…溶接金属、 21…溶接熱影響部細粒域（若しくは軟化域）。
Claims (1)
- 【請求項１】 ３軸クリープ破断データ取得のための３
軸クリープ破断試験方法において、 Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接継手を利用して溶接直角方向に平滑
試験片を配置した後、この平滑試験片に単軸荷重を負荷
し、き裂発生を超音波検査若しくは電気抵抗法により検
出し、かつ平滑試験片内のき裂発生部の応力状態を溶接
部各部のクリープ特性を考慮したクリープ解析により求
めることを特徴とする３軸クリープ破断試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1411698A JPH11211637A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | ３軸クリープ破断試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1411698A JPH11211637A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | ３軸クリープ破断試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211637A true JPH11211637A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11852158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1411698A Withdrawn JPH11211637A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | ３軸クリープ破断試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11211637A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008122345A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高強度鋼溶接部のクリープ伸びによる寿命評価方法及び高強度鋼溶接部の寿命評価方法 |
| CN103604697A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-26 | 山东大学 | 用于岩土工程均匀围压下的假三轴蠕变装置及方法 |
-
1998
- 1998-01-27 JP JP1411698A patent/JPH11211637A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008122345A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高強度鋼溶接部のクリープ伸びによる寿命評価方法及び高強度鋼溶接部の寿命評価方法 |
| CN103604697A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-26 | 山东大学 | 用于岩土工程均匀围压下的假三轴蠕变装置及方法 |
| CN103604697B (zh) * | 2013-11-22 | 2015-07-22 | 山东大学 | 用于岩土工程均匀围压下的假三轴蠕变装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |