試験・調査報告

ことはCTOD試験の難しさ、つまり終わってみないと試験が規格どおりであったか否かが分からないということを表しています)。いっぽう、チャート(図3)から試験力Pとクリップゲージの開口変位量Vpを求めます。得られたa0、P、Vpおよび材料定数(降伏点、引張強さ、弾性係数、ポアソン比)等を用いてCTOD値(δ値)を算出します。この算出の式は、規格の考え方によって多少異なりますが、いずれもクリップゲージで測定したマクロ的開口変位量を、き裂先端のミクロ的変位量に変換するということでは一致しています。-3-クリップゲージ脆性破壊発生(破断)P試験力(N)Vpクリップゲージの開口変位量Vg(mm)クリップゲージ試験片熱電対冷却槽写真3CTOD試験状況図3試験力―変位曲線(チャート)<4.CTOD試験の実施例>以下に、当社が行ってきたCTOD試験の二つの例を示します。1)設計温度およびδ値が決まっている場合は、その温度で試験し材料の適用可否を判断することができます。例えば、北海油田の海洋構造物では、-10℃でδ値≧0.25mmが基準となりました。2)いっぽう、特定の材料の破壊じん性特性を評価することができます。図4は、高張力鋼のCTOD値と試験温度の関係を模式的に表したものです。Ti温度以下では、予き裂先端から直接脆性破壊が生じます(この領域でのδはδcと記す)。いっぽう、Ti温度以上では、予き裂先端での開口変位量(δ)がδiに達すると、まず予き裂からすべり変形とその後に微小空洞合体型の延性き裂が発生し、試験力の増加に伴い延性き裂が安定的に成長したのち、最終的に脆性破壊が生じます(この領域でのδはδuと記す)。さらに温度が上昇すると、最大力を示したのちに延性または脆性破壊が生じます(この領域でのδはδmと記す)。図4の試験温度およびCTOD値曲線から、当該材料の適用範囲が導き出されます。<5.保有設備>1)疲労試験機:200kN疲労試験機(疲労予き裂挿入用)2)万能型試験機:1,000kN万能試験機(ローカル・コンプレッション付与用)、500kN万能試験機(CTOD試験用)参考文献1)BS7448-19912)ASTME1290-20013)WES1108-1995き裂先端開口変位(CTOD)試験方法社団法人日本溶接協会WES1109-1995溶接熱影響部CTOD試験方法に関する指針社団法人日本溶接協会神鋼溶接サービス(株)技術調査部上月映野