スラリ-摩耗とキャビテ-ション・エロ-ジョンの複合損傷試験装置の試作

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555034
• Research Institution: Fukui University
• Principal Investigator: 岩井 善郎 福井大学, 工学部, 教授 (40115291)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡崎 章三 川崎重工(株), 技術研究所, 課長 ; 岡田 庸敬 福井大学, 工学部, 教授 (40020185)
• Keywords: スラリ-摩耗 / キャビテ-ション・エロ-ジョン / 複合損傷 / 超音波振動浸食試験 / ノズル噴射式摩耗試験 / 材料試験

Research Abstract

1.昨年度開発した磁歪振動式キャビテ-ション・エロ-ジョン試験装置の振動子に取り付けたディスク状の試験面に固体粒子を含む水をノズルから噴射させる試験方法で、スラリ-摩耗とキャビテ-ション・エロ-ジョンの複合損傷について研究した。
(1)本試験方法を用いると、水中の固体粒子が加速されるためにスラリ-摩耗とキャビテ-ション・エロ-ジョンの複合損傷が発生する。
(2)スラリ-摩耗がわずかに発生するような比較的遅い噴流速度のもとでは、キャビテ-ション・エロ-ジョン量は減少する。しかし流速が速い噴流のもとでは、キャビテ-ション気泡が表面から流出し、キャビテ-ション・エロ-ジョンは消滅し著しいスラリ-摩耗が現れる。
(3)運動エネルギをもたない固体粒子を含む水中で発生するキャビテ-ション・エロ-ジョン被害は、固体粒子を含まない水中よりも大きくなる。固体粒子1個が浸食量を増加させる程度はエッジのある粒子の方が球形の粒子よりも大きく、また粒子径が大きくなるほど増加する。
2.粉体噴射摩耗試験機を用いて、高温環境下で固体粒子の衝突による材料の摩耗について基礎研究を行った。その結果、SUS304ステンレス鋼の摩耗量は温度の上昇にともなって増加し、600〜700℃で急増する。また速度と衝突角度の影響は高温になるほど材料の硬さの低下にともない延性材料の傾向を示すようになる。これらの実験結果をもとに、摩耗量の推定式を導くと実験結果とよく一致することが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 岩井 善郎,袁 清閣, 大村 純一,岡田 庸敬: "固体粒子が混入した水中でのキャビテ-ション・エロ-ジョン(加速された粒子が含まれる場合)" 日本機械学会論文集(A編). (1992)
• [Publications] 岡田 庸敬,岩井 善郎, 大村 純一: "固体粒子が混入した水中でのキャビテ-ション・エロ-ジョン(粒子の形状と大きさの影響)" 日本機械学会第69号全国大会講演論文集(A卷). No.910-62. 788-790 (1991)
• [Publications] 高森 誠,長谷川 潔, 岡崎 章三,清重 正典: "高温下での粉体の衝突による材料の摩耗特性" 日本機械学会第69号全国大会講演論文集(A卷). No.910-62. 791-793 (1991)