JP2006010427A - Method and apparatus for manufacturing stress corrosion crack test specimen - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、応力腐食割れ(以下、「SCC」という)に係るき裂検査方法の技術開発又は検査技術向上のための応力腐食割れ試験体の製作方法及び製作装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a stress corrosion cracking specimen for technical development or improvement of a crack inspection method related to stress corrosion cracking (hereinafter referred to as “SCC”).
従来、原子力用機器にあっては、プラントの健全性をより強固なものとし、またプラントの長寿命化を図る観点から、万が一、原子炉一次系水に晒された原子力用機器の材料表面にSCCによるき裂等の異常が生じた場合に、SCCによるき裂に係る進展寿命を精度良く予測して、プラントの健全性評価、予防診断に役立てる技術の開発が鋭意進められている。 Conventionally, in the case of nuclear equipment, in order to make the plant more robust and to extend the life of the plant, it should be possible to apply it to the material surface of nuclear equipment exposed to the primary water of the reactor. In the event of an abnormality such as a crack caused by SCC, the development of a technique that predicts the progress life related to the crack caused by SCC with high accuracy and is useful for plant soundness evaluation and preventive diagnosis has been advanced.
一般に、SCCは、応力と腐食の共同作用によって生ずる合金材料の割れをいう。応力で腐食が促進されやすい材料が、引張応力を受けていて、その材料に特有の腐食環境にあるとき、この割れが起こる。 In general, SCC refers to a crack in an alloy material caused by the combined action of stress and corrosion. This cracking occurs when a material that is prone to corrosion under stress is under tensile stress and is in a specific corrosive environment.
原子力用機器において、炭素鋼使用に伴う腐食生成を避ける目的でオーステナイト系ステンレス鋼が広く使用されている。このオーステナイト系ステンレス鋼は、塩素イオンを含む液中に置かれた場合にSCCが発生する場合があるが、この塩素イオンを管理した純水環境下においてもSCCが発生する場合がある。すなわち、オーステナイト系ステンレス鋼の場合、応力、材料、環境の3因子が重複した場合にのみSCCが発生する。 In nuclear power equipment, austenitic stainless steel is widely used for the purpose of avoiding corrosion generation associated with the use of carbon steel. When this austenitic stainless steel is placed in a liquid containing chlorine ions, SCC may be generated, but SCC may also be generated in a pure water environment in which the chlorine ions are controlled. That is, in the case of austenitic stainless steel, SCC occurs only when the three factors of stress, material, and environment overlap.
この応力因子として、自重、内圧等の1次応力、溶接残留応力、熱膨張による応力、据付による応力等の2次応力が挙げられる。この応力負荷状態が材料表面の化学的性質を変化させるともいわれている。 Examples of the stress factor include primary stress such as its own weight and internal pressure, secondary stress such as welding residual stress, stress due to thermal expansion, and stress due to installation. This stress loading state is also said to change the chemical properties of the material surface.
材料因子として、溶接熱影響部、グラインダー加工層、合金組成等が挙げられる。オーステナイト系ステンレス鋼は、600から800℃で保持されると結晶粒界にクロム炭化物が析出し、その周辺において本来の耐蝕性を支えているクロム濃度が低下する(鋭敏化)。沸騰水型原子炉の運転温度のような低い温度でも炭化物の核が予め存在すると鋭敏化が進む。この鋭敏化は、含有炭素量を少なくすることにより軽減できる。また、材料表面が加工を受けている場合、母材内部と異なった機械的、化学的性質を示すようになる。 Examples of the material factor include a weld heat affected zone, a grinder processed layer, and an alloy composition. When austenitic stainless steel is held at 600 to 800 ° C., chromium carbide precipitates at grain boundaries, and the chromium concentration supporting the original corrosion resistance decreases in the vicinity (sensitization). Sensitization proceeds when carbide nuclei are present in advance even at low temperatures such as the operating temperature of a boiling water reactor. This sensitization can be mitigated by reducing the carbon content. In addition, when the material surface is processed, it exhibits mechanical and chemical properties different from those inside the base material.
環境因子として、溶存酸素、過酸化水素、温度、pH等が挙げられる。表面層若しくは新生面の腐食形態及び腐食速度は環境の腐食力に依存する。形成された被膜が初期において安定であっても、環境の局所的経時変化によって不安定となることもある。 Examples of environmental factors include dissolved oxygen, hydrogen peroxide, temperature, pH, and the like. The corrosion pattern and corrosion rate of the surface layer or new surface depends on the corrosive power of the environment. Even if the formed film is stable in the initial stage, it may become unstable due to local aging of the environment.
このように、原子力用機器の材料表面に発生するSCCは応力、材料、環境の3因子に影響を受けるために、SCCによるき裂に係る進展寿命を精度良く評価するには、SCC試験体による検査が必要となる。 As described above, since SCC generated on the material surface of nuclear equipment is affected by three factors of stress, material, and environment, it is necessary to use an SCC specimen to accurately evaluate the progress life of cracks caused by SCC. Inspection is required.
このSCCを模擬したSCC試験体を得るには、SCC感受性を高めた材料を高温高圧水中に浸漬しなければならない上に長時間浸漬が必要であった。 In order to obtain an SCC specimen simulating this SCC, it was necessary to immerse a material having enhanced SCC sensitivity in high-temperature and high-pressure water and to immerse it for a long time.
また、原子炉冷却材を模擬した水環境では288〜350℃で70〜150kgf/cm2と高温高圧となるため試験設備が大掛かりとなり、大型の試験体を製作することは困難であるという難点があった。 Further, in a water environment simulating a reactor coolant, a high temperature and high pressure of 70 to 150 kgf / cm 2 is obtained at 288 to 350 ° C., which requires a large amount of test equipment, and it is difficult to produce a large specimen. there were.
また、簡易的な手法で欠陥を付与する場合には、疲労による欠陥付与という方法があるが、き裂の形状がSCCとは異なるために試験体としての信頼性が不十分であった。 In addition, when a defect is imparted by a simple method, there is a method of imparting a defect due to fatigue. However, since the crack shape is different from that of SCC, the reliability as a specimen is insufficient.
また、試験体を加速腐食溶液であるテトラチオン酸塩溶液と接触させて、試験体に粒界型応力腐食割れを発生、進展させる技術も開示されている(例えば、特許文献1参照)。この技術は、加速腐食溶液であるテトラチオン酸塩溶液に応力を付与した試験体を浸漬させて、試験体に応力腐食割れを発生、進展させるものである。
しかしながら、上述の従来の応力腐食割れ試験体の製作方法及び製作装置においては、SCC試験体を製作するためには、SCC感受性を高めた試験体材料を高温高圧水中に浸漬しなければならない上に、進展速度が遅いために長時間浸漬が必要であるという解決すべき課題があった。 However, in the above-described conventional method and apparatus for producing a stress corrosion cracking specimen, in order to produce an SCC specimen, the specimen material with increased SCC sensitivity must be immersed in high-temperature and high-pressure water. However, there is a problem to be solved that soaking is necessary for a long time because of the slow progress rate.
また、試験体を加速腐食溶液であるテトラチオン酸塩溶液中に浸漬させているときは、試験体材料に荷重を付与しかつ加速腐食溶液に浸漬した状態でモニタリングしながらき裂を付与することができないために、SCC試験体を精度良く容易に製作することが困難であるという解決すべき課題があった。 In addition, when the test specimen is immersed in the tetrathionate solution that is an accelerated corrosion solution, a load may be applied to the specimen material and a crack may be applied while monitoring in a state immersed in the accelerated corrosion solution. Since this is not possible, there is a problem to be solved that it is difficult to manufacture the SCC specimen accurately and easily.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、短時間で容易にSCC試験体を製作することができる応力腐食割れ試験体の製作方法及び製作装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a stress corrosion cracking test body that can easily manufacture an SCC test body in a short time.
上記目的を達成するため、本発明の応力腐食割れ試験体の製作方法においては、予めき裂進展計測器によりき裂の深さと指示値との相関を計測する工程と、試験体材料に荷重を付与する工程と、この荷重が付与された試験体材料を加速腐食溶液に浸漬する工程と、前記計測した欠陥深さ及び指示値の相関に基づいて、この加速腐食溶液に浸漬中に進展する試験体材料のき裂の深さをき裂進展計測器で計測する工程と、この計測した試験体材料のき裂の深さが所定の値に達したときに取り出して試験体を製作する工程と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a stress corrosion cracking specimen of the present invention, a step of measuring the correlation between the crack depth and the indicated value with a crack growth measuring instrument in advance, and a load on the specimen material. A test that progresses during immersion in the accelerated corrosion solution based on the correlation between the step of applying, the step of immersing the specimen material to which the load is applied in the accelerated corrosion solution, and the measured defect depth and indicated value A step of measuring the crack depth of the body material with a crack propagation measuring instrument, and a step of taking out the measured specimen when the crack depth of the specimen material reaches a predetermined value and manufacturing a test body; , Characterized by having.
また、上記目的を達成するため、本発明の応力腐食割れ試験体の製作装置においては、加速腐食溶液を貯蔵した試験槽と、この試験槽の外部に設けられた荷重付与機構と、この荷重付与機構により荷重を付与され前記加速腐食溶液に浸漬された試験体材料に発生するき裂の深さをモニタリングするき裂モニタと、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the apparatus for producing a stress corrosion cracking specimen of the present invention, a test tank storing an accelerated corrosion solution, a load applying mechanism provided outside the test tank, and the load applying And a crack monitor that monitors the depth of a crack generated in the specimen material that has been loaded by the mechanism and immersed in the accelerated corrosion solution.
本発明によれば、試験体材料に荷重を付与しかつ加速腐食溶液に浸漬した状態でモニタリングしながらき裂を付与することができるために、短時間で容易にSCC試験体を製作することができる。 According to the present invention, since a crack can be applied while applying a load to the specimen material and monitoring in a state of being immersed in an accelerated corrosion solution, an SCC specimen can be easily manufactured in a short time. it can.
これにより、SCC試験体のき裂を正確に測定できるために、SCCに係る欠陥検出技術の向上を図りひいては安全な原子炉プラントの運用が可能となる。 Thereby, since the crack of the SCC specimen can be accurately measured, it is possible to improve the defect detection technique related to SCC and to operate a safe nuclear reactor plant.
以下、本発明に係る応力腐食割れ試験体の製作方法及び製作装置の実施の形態について、図1乃至図4を参照して説明する。ここで、互いに同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。 Embodiments of a method for manufacturing a stress corrosion cracking specimen and a manufacturing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の実施の形態の応力腐食割れ試験体の製作方法の手順を示すフロー図である。本図に示すように、工程S1において、予め、き裂進展計測器によりSCC又は疲労き裂欠陥の深さと指示値との相関を計測しておく。このSCC又は疲労き裂欠陥の深さと指示値との相関を計測することにより、欠陥の深さを推定する手法を確立しておく。 FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of a method for manufacturing a stress corrosion cracking test specimen according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in step S1, the correlation between the SCC or fatigue crack defect depth and the indicated value is measured in advance by a crack growth measuring instrument. By measuring the correlation between the SCC or fatigue crack defect depth and the indicated value, a method for estimating the defect depth is established.
次に、工程S2において、試験体材料にSCCを発生させ易くするために熱処理又は冷間加工等を加える。さらに、工程S3において、試験体材料にSCCを発生させ易くするために荷重を付与して試験体材料に引張応力を発生させた状態としておく。 Next, in step S2, heat treatment or cold working or the like is added in order to easily generate SCC in the specimen material. Furthermore, in step S3, in order to make it easy to generate SCC in the specimen material, a load is applied and a tensile stress is generated in the specimen material.
工程S4において、荷重を付与した状態で試験体材料に適した加速腐食溶液に浸漬することにより、工程S1において計測したSCC又は疲労き裂欠陥の深さ並びに指示値の相関に基づいて、試験体材料に所期の欠陥であるSCC又は疲労き裂を付与する。 In step S4, the specimen is immersed in an accelerated corrosion solution suitable for the specimen material in a state where a load is applied, and based on the correlation between the depth of the SCC or fatigue crack defect measured in step S1 and the indicated value. SCC or fatigue cracks, which are intended defects, are imparted to the material.
次に、き裂メータ(き裂進展計測器)を必要に応じて校正し、工程S5において、加速腐食溶液に浸漬し欠陥を付与している期間中に、試験体材料において進展したき裂の深さをき裂進展計測器により計測する。 Next, the crack meter (crack growth measuring instrument) is calibrated as necessary, and in step S5, cracks that have developed in the specimen material are immersed in the accelerated corrosion solution to give defects. The depth is measured with a crack growth measuring instrument.
工程S6において、試験体材料のき裂の深さが所定の値に達したところで取り出して試験体を製作する。 In step S6, when the depth of the crack in the specimen material reaches a predetermined value, the specimen is taken out to produce a specimen.
このように形成された本実施の形態おいて、予め、き裂進展計測器により欠陥深さと指示値との相関を計測することにより、欠陥の深さを推定する手法を確立しておく。次に、試験体材料に荷重を付与した状態で試験体材料に適した加速腐食溶液に浸漬しておく。更に、き裂進展計測器により計測した欠陥深さと指示値との相関に基づいて、この加速腐食溶液に浸漬中に進展した試験体材料のき裂の深さを計測しながら、この試験体材料のき裂の深さが所定の値に達したところで取り出して試験体を得ることができる。 In the present embodiment formed as described above, a technique for estimating the depth of the defect is previously established by measuring the correlation between the defect depth and the indicated value using a crack propagation measuring instrument. Next, the specimen is immersed in an accelerated corrosion solution suitable for the specimen material with a load applied. Furthermore, based on the correlation between the defect depth measured by the crack growth measuring instrument and the indicated value, this specimen material was measured while measuring the crack depth of the specimen material that was developed during immersion in this accelerated corrosion solution. When the crack depth reaches a predetermined value, the specimen can be taken out to obtain a specimen.
本実施の形態によれば、発生するき裂は10−5mm/sのオーダーの進展速度が得られる。通常、高温水中で発生するき裂の進展速度は10−6〜10−8mm/sのオーダーである。したがって、本実施の形態によるき裂の進展速度は、従来の場合に比較して10〜1000倍の速度で応力腐食割れ試験体を製作することができる。また、温度は室温〜135℃で、大気圧であるため、応力腐食割れ試験体の製作装置が簡素化され大型の応力腐食割れ試験体の製作が可能となる。 According to the present embodiment, the cracks that are generated can have a growth rate on the order of 10 −5 mm / s. Usually, the growth rate of a crack generated in high-temperature water is on the order of 10 −6 to 10 −8 mm / s. Therefore, the stress corrosion cracking test specimen can be manufactured at a rate of 10 to 1000 times the crack propagation speed according to the present embodiment as compared with the conventional case. Moreover, since the temperature is from room temperature to 135 ° C. and atmospheric pressure, the stress corrosion cracking test specimen manufacturing apparatus is simplified and a large stress corrosion cracking test specimen can be manufactured.
次に、本実施の形態による応力腐食割れ試験体の製作装置について説明する。図2は、応力腐食割れ試験体の製作装置を示す概略縦断面図である。 Next, an apparatus for manufacturing a stress corrosion cracking test specimen according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing an apparatus for producing a stress corrosion cracking specimen.
応力腐食割れ試験体の製作装置は、加速腐食溶液14を貯蔵した試験槽13から構成される。この加速腐食溶液14として、一例として、テトラチオン酸溶液を使用する。
The apparatus for producing a stress corrosion cracking test specimen is composed of a
このテトラチオン酸溶液は、一般に、濃度0.10〜5%のものが使用される。濃度0.10%未満の場合及び5%を越える場合は、試験体材料にSCCが発生しにくい傾向がある。この腐食液はSCC感受性を有する鋭敏化304鋼や、鋭敏化Ni基合金にSCCを付与する際に用いられる。室温かつ大気圧で簡便に粒界型SCC(IGSCC)を付与することができるため、大型の応力腐食割れ試験体の製作に対しても適用性が大きい。 This tetrathionic acid solution generally has a concentration of 0.10 to 5%. When the concentration is less than 0.10% and exceeds 5%, SCC tends to hardly occur in the specimen material. This corrosive solution is used for imparting SCC to sensitized 304 steel having SCC sensitivity or sensitized Ni-based alloy. Since the grain boundary type SCC (IGSCC) can be easily provided at room temperature and atmospheric pressure, the applicability is great also for the production of a large-sized stress corrosion cracking specimen.
また、このテトラチオン酸溶液は、テトラチオン酸のpHを1〜4に調整している。pH1未満の場合及びpH4を越える場合は試験体材料にSCCが発生しにくい傾向がある。このように、テトラチオン酸のpHを調整して全面腐食を抑えSCCのみを付与するように条件を規定しているのである。 In this tetrathionic acid solution, the pH of tetrathionic acid is adjusted to 1 to 4. When the pH is less than 1 and when the pH exceeds 4, there is a tendency that SCC hardly occurs in the specimen material. In this way, the conditions are regulated so that the pH of tetrathionic acid is adjusted to suppress the overall corrosion and to give only SCC.
また、この加速腐食溶液14として、テトラチオン酸溶液に0.01〜1%の塩化物溶液を添加したものを使用している。腐食孔を形成しSCCを加速させるためである。0.01%未満の場合及び1%を越える場合は、腐食孔を形成しSCCを加速させる傾向が乏しいからである。
As the accelerated
このように、テトラチオン酸溶液に0.01〜1%の塩化物溶液を添加したものを使用することにより、ややSCC感受性の低い材料に対しSCCを付与することが可能となる。 Thus, by using a solution obtained by adding a 0.01 to 1% chloride solution to a tetrathionic acid solution, SCC can be imparted to a material having a slightly low SCC sensitivity.
この試験槽13の外部には、荷重付与機構として引張荷重を付与する引張冶具15を設置する。
A tension jig 15 for applying a tensile load is installed outside the
この引張冶具15により試験体材料11に引張荷重を付与する。この引張荷重を付与された状態の試験体材料11は、試験槽13に貯蔵したテトラチオン酸溶液に浸漬される。
A tensile load is applied to the
この引張荷重が付与されテトラチオン酸溶液に浸漬された試験体材料11には、リード線16aが接続される。試験体材料11に発生するき裂12の状況は、リード線16aを介して、試験槽13の外部に設けられたき裂進展計測器であるき裂モニタ16にてモニタリングされる。すなわち、き裂進展計測器として交流電位差法または直流電位差法により、試験体材料11を流れる電流の抵抗値からき裂12の深さを計測する方法が使用されている。この方法によれば、任意の深さのき裂12を随意に計測することが可能となる。
A lead wire 16a is connected to the
このモニタリングされた試験体材料11に発生するき裂12に関するデータは、データ収集装置17に格納される。
Data on the crack 12 generated in the monitored
なお、試験体材料11に発生するき裂12は、放電加工により又は放電加工後に疲労き裂により付与し、荷重を集中させ特定の個所にSCCに係るき裂を付与することもできる。
In addition, the crack 12 which generate | occur | produces in the
本実施の形態によれば、加速腐食溶液14としてテトラチオン酸溶液を用い、試験槽13の外部より引張荷重を付与し、試験体材料11のき裂12の深さをモニタリングしながらき裂12を付与できるので、き裂12の深さが所期の値に達したと判断したときに、試験体材料11を取り出して応力腐食割れ試験体を短時間で容易に製作することができる。
According to the present embodiment, a tetrathionic acid solution is used as the accelerated
また、本実施の形態によれば、応力腐食割れ試験体は、試験温度は室温〜135℃程度であり大気圧下における製作であるため、応力腐食割れ試験体の製作装置が簡素化され大型の応力腐食割れ試験体の製作が可能となる。 In addition, according to the present embodiment, the stress corrosion cracking test specimen is manufactured under atmospheric pressure at a test temperature of about room temperature to 135 ° C. Therefore, the manufacturing apparatus for the stress corrosion cracking test specimen is simplified and large-sized. A stress corrosion cracking specimen can be manufactured.
次に、本発明の他の実施の形態の応力腐食割れ試験体の製作装置について説明する。図3は、他の実施の形態の応力腐食割れ試験体の製作装置を示す概略縦断面図である。図3において、図2と同一又は類似の部分には共通の符号を付して重複説明を省略する。 Next, an apparatus for producing a stress corrosion cracking specimen according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing an apparatus for producing a stress corrosion cracking test specimen according to another embodiment. In FIG. 3, the same or similar parts as in FIG.
応力腐食割れ試験体の製作装置は、加速腐食溶液14を貯蔵した試験槽13から構成される。この加速腐食溶液14として、本実施の形態では、沸騰塩化マグネシウム溶液を使用する。この沸騰塩化マグネシウム溶液は、濃度41%〜43%できれば略42%の溶液を使用する。濃度41%未満の場合及び濃度43%を越える場合は試験体材料にSCCが発生しにくい傾向がある。
The apparatus for producing a stress corrosion cracking test specimen is composed of a
この濃度略42%の沸騰塩化マグネシウム溶液は、SCC感受性の極めて低い材料に対しても速い速度でSCCき裂を進展させることができる。 This boiling magnesium chloride solution having a concentration of about 42% can cause SCC cracks to propagate at a high rate even for materials with extremely low SCC sensitivity.
また、この加速腐食溶液14の他の例として、濃度10〜60%で、温度150〜350℃の高温酸化ナトリウム溶液を使用した。濃度9%未満の場合及び60%を越える場合で、温度150未満の場合及び温度350℃を越える場合は、試験体材料にSCCが発生しにくい傾向がある。
As another example of the accelerated
この濃度10〜60%で、温度150〜350℃の高温酸化ナトリウム溶液は、SCC感受性の極めて低い材料に対しても速い速度でSCCき裂を進展させることができる。この溶液は、略42%の沸騰塩化マグネシウム溶液と同様に、SCC感受性の極めて低い材料に対しても速い速度でSCCき裂を進展させることができる。この略42%の沸騰塩化マグネシウム溶液と異なる点はSCCの形態が粒界型となることである。 A high-temperature sodium oxide solution having a concentration of 10 to 60% and a temperature of 150 to 350 ° C. can cause an SCC crack to propagate at a high rate even for a material having extremely low SCC sensitivity. This solution, like the approximately 42% boiling magnesium chloride solution, can propagate SCC cracks at a high rate even for materials with very low SCC sensitivity. The difference from the approximately 42% boiling magnesium chloride solution is that the SCC form is a grain boundary type.
次に、この試験槽13の外部には、荷重付与機構として曲げ荷重を付与する曲げ冶具19を設置する。曲げ冶具19は、凸状の冶具に試験体材料11aの両端をボルト19aで押し付けて曲げ荷重を付与するための物である。
Next, a bending
このように、三点曲げ又は四点の曲げ治具19を用いることにより、曲げ応力を付与することで、大掛かりな装置を用いることなく、簡便にSCCを付与することを特徴とする。
Thus, by using a three-point bending or four-
加速腐食溶液14として、沸騰塩化マグネシウム溶液を使用しているので、蒸発による液濃度変化を防ぐために試験槽13の上部に冷却器18を設け、環流を行いながら応力腐食割れ試験体の製作を行っている。
Since a boiling magnesium chloride solution is used as the accelerated
この曲げ荷重が付与されテトラチオン酸溶液に浸漬された試験体材料11aには、リード線16aが接続される。試験体材料11aに発生するき裂の状況は、リード線16aを介して、試験槽13の外部に設けられたき裂モニタ16にてモニタリングされる。
A lead wire 16a is connected to the specimen material 11a that has been subjected to this bending load and immersed in the tetrathionic acid solution. The state of cracks occurring in the specimen material 11a is monitored by a
このように構成された本実施の形態において、加速腐食溶液14としてテトラチオン酸溶液を用い、試験槽13の外部より曲げ荷重を付与し、試験体材料11aのき裂の深さをモニタリングしながらき裂を付与できるので、き裂の深さが所期の値に達したと判断したときに、試験体材料11aを取り出して応力腐食割れ試験体を製作することができる。
In the present embodiment configured as described above, a tetrathionic acid solution is used as the accelerated
次に、本発明の他の実施の形態の応力腐食割れ試験体の製作装置について説明する。図4は、他の実施の形態の応力腐食割れ試験体の製作装置を示す概略縦断面図である。図4において、図3と同一又は類似の部分には共通の符号を付して重複説明を省略する。 Next, an apparatus for producing a stress corrosion cracking specimen according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing an apparatus for producing a stress corrosion cracking test specimen according to another embodiment. 4, parts that are the same as or similar to those in FIG.
本発明の実施の形態において、荷重付与機構として曲げ荷重を付与する曲げ冶具20を設置する。曲げ冶具20は、試験体材料11bの両端を曲げ冶具20の両端で支持し、この支持した状態で試験体材料11bの中央部をボルト20bで押し付けて曲げ荷重を付与する冶具である。
In the embodiment of the present invention, a bending
この試験体材料11bの上部に加速腐食溶液14aを貯蔵した溶液保持セル13aが設置される。すなわち、荷重付与機構である曲げ冶具20により曲げ荷重が付与されて試験体材料11bのき裂12が発生する部分及びこの近傍に、溶液保持セル13aが設置され、溶液保持セル13a内の加速腐食溶液14aが接液される。
A solution holding cell 13a storing the accelerated corrosion solution 14a is installed on the upper part of the test body material 11b. That is, the solution holding cell 13a is installed in the vicinity of the portion where the bending
この溶液保持セル13aは、図3と比較して小型の容器から構成される。これは、試験体材料11bのき裂が発生する部分及びこの近傍のみを加速腐食溶液14aに接液させるためである。 This solution holding cell 13a is comprised from a small container compared with FIG. This is because only the portion of the specimen material 11b where the crack occurs and the vicinity thereof are in contact with the accelerated corrosion solution 14a.
なお、漏洩した加速腐食溶液14aは、曲げ冶具20の下端に設置された液受け21で回収される。
The leaked accelerated corrosion solution 14 a is collected by the
この曲げ荷重が付与されテトラチオン酸溶液に浸漬された試験体材料11bには、リード線16aが接続される。試験体材料11bに発生するき裂12の状況は、リード線16aを介して、溶液保持セル13aの外部に設けられたき裂モニタ16にてモニタリングされる。
A lead wire 16a is connected to the specimen material 11b that has been subjected to this bending load and immersed in the tetrathionic acid solution. The condition of the crack 12 generated in the specimen material 11b is monitored by a
このように構成された本実施の形態において、加速腐食溶液14aとしてテトラチオン酸溶液を用い、溶液保持セル13aの外部より曲げ荷重を付与し、試験体材料11bのき裂12の深さをモニタリングしながらき裂12を付与できるので、き裂12の深さが所期の値に達したと判断したときに、試験体材料11bを取り出して応力腐食割れ試験体を製作することができる。 In this embodiment configured as described above, a tetrathionic acid solution is used as the accelerated corrosion solution 14a, a bending load is applied from the outside of the solution holding cell 13a, and the depth of the crack 12 of the specimen material 11b is monitored. However, since the crack 12 can be applied, when it is determined that the depth of the crack 12 has reached the desired value, the specimen material 11b can be taken out to produce a stress corrosion cracking specimen.
本実施の形態によれば、予めき裂を付与した試験体材料に曲げ治具により曲げ荷重を付与し、試験体材料11bの上に溶液保持セル13aを設置して、き裂を付与する部分及びこの近傍のみ接液させることにより、加速腐食溶液の軽減化を図っている。また、大型の応力腐食割れ試験体の製作に対しては、本実施の形態を用いることにより、外部から荷重を追加しながらき裂を進展させることが可能となる。 According to the present embodiment, a portion to which a crack is applied by applying a bending load to a specimen material to which a crack has been applied in advance by a bending jig and installing the solution holding cell 13a on the specimen material 11b. Further, only the vicinity thereof is in contact with the liquid so that the accelerated corrosion solution is reduced. In addition, for the production of a large-scale stress corrosion cracking specimen, it is possible to propagate a crack while applying a load from the outside by using this embodiment.
11・・・試験体材料、12・・・き裂、13・・・試験槽、13a・・・溶液保持セル、14・・・加速腐食溶液、15・・・引張冶具(荷重付与機構)、16・・・き裂モニタ(き裂進展計測器)、17・・・データ収集装置、18・・・冷却器、19、20・・・曲げ治具(荷重付与機構)、21・・・液受け
DESCRIPTION OF
Claims (15)
試験体材料に荷重を付与する工程と、
この荷重が付与された試験体材料を加速腐食溶液に浸漬する工程と、
前記計測した欠陥深さ及び指示値の相関に基づいて、この加速腐食溶液に浸漬中に進展する試験体材料のき裂の深さをき裂進展計測器で計測する工程と、
この計測した試験体材料のき裂の深さが所定の値に達したときに取り出して試験体を製作する工程と、
を有することを特徴とする応力腐食割れ試験体の製作方法。 Measuring the correlation between the crack depth and the indicated value with a crack growth measuring instrument in advance,
Applying a load to the specimen material;
Immersing the specimen material to which this load is applied in an accelerated corrosion solution;
Based on the correlation between the measured defect depth and the indicated value, a step of measuring the crack depth of the specimen material that progresses during immersion in the accelerated corrosion solution with a crack growth measuring instrument;
A step of taking out the measured specimen material when the crack depth reaches a predetermined value and manufacturing the specimen,
A method for producing a stress corrosion cracking specimen characterized by comprising:
この試験槽の外部に設けられた荷重付与機構と、
この荷重付与機構により荷重を付与され前記加速腐食溶液に浸漬された試験体材料に発生するき裂の深さをモニタリングするき裂モニタと、
を有することを特徴とする応力腐食割れ試験体の製作装置。 A test chamber storing an accelerated corrosion solution;
A load applying mechanism provided outside the test tank;
A crack monitor that monitors the depth of a crack generated in a specimen material that is loaded by this load applying mechanism and is immersed in the accelerated corrosion solution;
An apparatus for producing a stress corrosion cracking specimen characterized by comprising:
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