2016 Fiscal Year Annual Research Report
High Efficient Diagnostic System for Evaluation of Residual Life of Elevated Temperature Components Employing SPC and MC Specimens
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26420007
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
小林 謙一 千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (50114278)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | クリープ / スモールパンチ / ミニチュア / 荷重・応力比 / 余寿命推定 / 高温機械構造物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温構造部材に対する高精度余寿命診断法を確立して，国内外にある関連試験法の規格化・標準化を目指すことを目的とした本研究では，2.25Cr-1Mo鋼及び実機ボイラー水冷管(STBA20, 0.5Cr-0.5Mo鋼相当品)を供試材料として，スモール・パンチ・クリープ(SPC)試験及びミニチュア・クリープ(MC)試験を異なる雰囲気(大気，真空，Arガス)内で実施し，1000時間までのクリープ変形特性と破断寿命を求めた。その結果，以下の結果を得た。
1.真空中でのSPC試験では破断寿命が大気中のそれの約2倍となった。これは試験中，SPC試験片表面への酸化皮膜形成が，試験片とパンチャー部間の摩擦係数の変化，および減肉を引き起こした結果による。
2.MC試験では，試験標点部と引張り部を分離し，電子ビーム(EB)で溶接したMC試験片を製作して，クリープ試験を行った。試験標点部と引張り部を一体物化したMC試験片でのクリープ試験結果と比較検討した結果，両者に大きな差異はなかった。これより，実機高温構造物から少量の評価対象部位をサンプリングし，EB溶接MC試験片を用いると，対象材のクリープ特性が得られることを明らかにした。
3.同一の破断時間に対して，SPC試験の試験荷重Pと，MC試験および単軸クリープ試験での初期応力σの比P/σは，1.8mm2~2.4mm2となり，パンチャーの直径に依存するものの，一定の関係となった。この関係から，SPC試験は単軸クリープ試験の代替となり得ることを示した。
4.6万時間および23万時間使用されたボイラー水冷管を試験材としてSPC試験を行い，残存寿命を2種類の時間-温度-パラメータ(TTP)法で推定した。その結果，対象のボイラー水冷管は十分健全であることを示した。
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