試験・調査報告

-2-表1JISZ3118の改訂前後の比較改訂前(JISZ3118:1992)改訂後(JISZ3118:2007)・1～3号:ガスクロマトグラフ法・2号:ガスクロマトグラフ法・4号:グリセリン置換法・被覆アーク溶接棒(4.0mm)・被覆アーク溶接棒(4.0mm)・サブマージアーク溶接材料(4.0mm)・サブマージアーク溶接材料(4.0mm)・ガスシールドアーク溶接材料(1.6mm)・消耗電極式ガスシールドアーク溶接(明確な記載はないが、ソリッドワイヤが対象)材料(1.2mm)(ソリッドワイヤ、フラックス入りワイヤを明確に記載)・ガスクロマトグラフ法・グリセリン置換法・4個・45℃、72h・ガスクロマトグラフ法・3個・45℃、72h・150℃、6h試験片対象の溶接材料(径)測定手順試験片数水素捕集条件<4.最近の拡散性水素量測定への取組み>実際の溶接継手の拡散性水素量を知ることは、溶接構造物の安全性評価上、極めて重要です。しかしながら、JISZ3118は、溶接材料による拡散性水素量を所定の試験片で測定する方法を規定したものであり、溶接継手における水素量を評価するものではありません。また、市販の捕集容器は小さいため、溶接継手をそのまま測定することができません。そこで、神鋼溶接サービスでは、市販品よりも大きな捕集容器を試作し、溶接継手の拡散性水素量測定方法を検討しています2)。具体的な検討内容は、次のとおりです。市販の捕集容器(図1:内径30mm、深さ46mm)に対して、内径が100mmの捕集容器S(深さ50mm)、M(同100mm)およびL(同150mm)を真鍮で試作しました(図2)。ガスクロマトグラフ装置に接続する機構は、市販品を活用しています(図3)。ガスクロマトグラフ法では、測定時間が掛かり過ぎると測定ピークがブロードになり、成分分離が難しく正確な測定ができません。この課題は、硝子ビーズを入れて容積を減少させることで解決しました(図4)。図5は、最も大きな試作捕集容器Lを用い、硝子ビーズの有無によるAr+1mass%H2ガスの測定ピークを比較したものです。硝子ビーズを使用することで測定時間が短縮されて測定ピークがシャープになり、実用的な測定が可能になりました。次に、ソリッドワイヤ1.6mmφ(JISZ3317YG2CM-A)で、JISZ3118:1992の2号試験片による水素量測定を市販捕集容器および試作捕集容器Lで3回ずつ行い、試作捕集容器による水素量測定の妥当性を検討しました(表2)。表2から、市販捕集容器と試作捕集容器で試験結果はほぼ同等であり、試作捕集容器による水素量測定は妥当性があることを確認しました。最後に、実際にSTPG370パイプ(JISG3454)の40A(5.1mmt、48.6mmφ、70mml)および80A(7.6mmt、89.1mmφ、70mml)を被覆アーク溶接棒3.2mmφ(JISZ3211D4316)で突合せ溶接し、試作捕集容器Lで水素量測定を行い、同時実施のJISZ3118:1992準拠の試験結果(市販捕集容器を使用)と比較しました。具体的には、STPG370の40Aおよび80Aを、被覆アーク溶接棒3.2mmφを用い2パスおよび3パスで突合せ溶接し(開先角度70°、ルート間隔1.6mm)、最終パス溶接後すぐに氷水に漬けて急冷しドライアイス飽和アルコール溶液中に保存した後、試作捕集容器Lに挿入し測定に供しました。溶接開始から氷水に漬けるまでに掛かった時間は、40Aで23分、80Aで45分です。図6は、水素量測定後の40Aおよび80Aのパイプ溶