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厚板の試験

厚板は主に建設の分野、例えば橋梁、大型の建設、船舶、海上プラットフォーム、タービン、クレーンなどに利用されます。さらに、厚板はオイルやガスを長距離に渡って運ぶ大きなパイプに対しても利用されます。

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  • 業種別パンフレット:金属 PDF 8 MB

多くのアプリケーションでは、厚板材料は長期間の使用に耐える安全性を確保するために要求される材料特性値に準拠している必要があります。重要な特性値はその厚板がどこでどのように使用されるかによって決まってきます。このセグメントで行われる試験方法は厚板試験では一般的に行われるものです。しかし、特殊なケースではここで述べられていない他の試験方法が長期間に渡る安全性確認のために行われることもあります。

厚板は4mから3mの幅、250mmまでの厚み、20mまでの長さの鉄鋼製の板です。厚板はスラブのリバース熱間圧延で作られています。 

引張試験

厚板の引張試験は主に一般的に広くしられているISO6892-1及びASTM E8の規格に準拠して行われています。ISO 6892-1 はまたヨーロッパの規格 (EN ISO 6892-1) と一致しており、従ってヨーロッパユニオン (例DIN EN ISO 6892-1 in Germany)でも適用されています。このタイプの引張試験では試験片は厚板と試験片の厚さが出来るだけ同等になるように切り出されます。よって試験片断面積は大きくなり、通常試験システムは高容量のものが必要となってきます。荷重を受け変形する試験片の平行部長さはミーリングで作成します。厚みに手を加えずに注意深くミーリングを行い試験片を滑らかにすることで、若干の変更が試験片に加えられますが、材料特性値にはほとんど影響を与えません。 

2009年以降、 ISO 6892-1及びASTM E8 によってひずみ速度で試験スピードを制御する事が規定されました。規格で規定されているひずみ速度制御の許容範囲(特にクローズドループひずみ速度制御)にmakroXtens及びレーザー伸び計でも十分に対応しています。

幅広い試験ソリューション

ツビツクローエルは、引張試験から特性値を決定するために、最大2500kNまでの幅広い標準およびカスタマイズされた試験システムを提供しています。これらの試験システムでは規格に沿った材料特性値を高精度で測定しています。ツビックローエルの平行締付油圧グリップは試験片をパーフェクトにクランプし、試験中の試験片のすべり等も無くポジションをしっかり保持出来ています。 

規格に沿ったひずみ測定

ほとんどのケースではひずみ測定を自動接触伸び計あるいはオプティカル(非接触)で行います。ツビックローエルのマクロ伸び計は厚板試験では最適な伸び計です。メカニカルな構造により高分解能、精度を兼ね備えたmakroXtens は過酷な環境でもしっかり役割を果たします。頑丈なメカニカル構造によって試験片破断までひずみ測定を行っています。破断時のひずみ測定がマーキング無しでも測定され、破断後の付け合せ伸びの測定も必要ありません。 

破断までひずみ測定

レーザー伸び計は試験片破断までひずみ測定を行う革新的なソリューションで、厚板試験片の規格 (ISO 6892-1, ASTM E8, ISO 9513, and ASTM E83)を簡単に満たしてくれます。レーザー伸び計は試験片へのマーキングが不要;レーザー光を照射し、試験片表面へパターンを作成しそれをマーキングとして利用しています。”セルフマーキング”機能でオプティカルな評価を行っており、焼結材や焼結の剥がれた状態でもマーキングを阻害する事はありません。 

硬さ試験

厚板の硬さ試験は様々な方法で行われます。アプリケーションに応じて、ISO 6506-1 (ブリネル)、ISO 6507-1 (ビッカーズ)、ISO 6508-1 (ロックウエルl)、ASTM E10 (Bブリネル)、ASTM E384 (ビッカーズとヌープ)、および ASTM E18 (ロックウエル)の硬さ試験を行います。その他のメソッドや規格の硬さ試験もある特定のアプリケーションでは行われています。 (例えば、the European standard EN 2002-7 エアロスペース); 表面積の大きな試験や非破壊試験では QEM メソッドが使われています。 (例えば、3MA method)、これは VDI Guideline VDI/VDE 2616-1 (金属材料の硬さ試験)に規定されています。 

ツビックローエルの製品ポートフォリオでは全ての試験メッソドの硬さ試験機を用意しています。ツビックローエル硬さ試験装置は全ての国際規格の要求を満たし、さらに国際規格に基づく校正も実施可能です。ツビックローエルはドイツの規格団体、DAkkSによって硬さ試験機の校正機関として認定を受けています。

アベレージグローバル硬さ値の試験と測定

硬さ試験の1つの側面はローリング後のシートのアベレージグローバル硬さ値の試験及び測定です。ローリングはシートメタルの厚み及び機械的特性値を決める熱加工プロセスです。高荷重による硬さ試験は表面粗さの平均値を測定するために利用されます。最適なメソッドはブリンネルあるいはロックウェル方式です。厚板の試験では、持ち運び可能な硬さ計もしばしば利用されます。元部材まで運んでその場で測定を行います。固定された硬さ計を使う場合は試験体を厚板から切り出してきます。切り出された試験体はそのまま試験片としても利用できますし、試験体からより小さな試験片を切り出し、硬さ試験用に加工して使う事も出来ます。 

硬さ試験で金属組織成分の結晶粒構造の測定

硬さ試験のもう1つの側面は金属組織分野において結晶粒構造を硬さ試験で評価する事です。金属組織が非常に小さいため、極めて小さな力の硬さ試験機が使われます-一般的に言えば、金属組織成分のサイズに応じて押込み力が調整できるタイプの硬さ試験機を使用します。 

シャルピー衝撃試験

破断に要した衝撃エネルギーは、パイプラインの材料や造船等の幅広い業界において重要な特性値であり、振り子式衝撃試験機を使用して求められます。試験方法は ISO 148-1 及び ASTM E23 の国際規格で確認出来ます。ISO 規格は欧州規格 EN ISO 148-1と同一です。

シャルピー衝撃試験機では、ノッチ試験片を手動、フィードデバイス、あるいはロボットシステムで750 J 迄の試験機に取り付けます。試験は室温か低温で行います。ツビックローエルでは試験片の温度コンディショニング用に-70℃用及び-180℃用の温度コンディショニング槽を提供しています。

機械指令の下、振子式衝撃試験は厳しい規制が敷かれており、ツビックのセーフティーハウジング及びテクノロジーはその安全要求事項を全て満たしております。

落重試験機

落重試験は ASTM E208 及び SEP 1325 に記述されているように、材料の脆性亀裂の伝播しやすさ・しにくさと停止させる能力を評価し脆性破壊特性を調べるための試験です。重りが両サイドで支持された試験片上に落下し、試験片に脆性亀裂を引き起こします。この脆性亀裂はノッチ加工された溶接ビードから伝播していきます。人工的に作られた亀裂スターター(ノッチ)によって引き起こされた脆性亀裂が試験片に伝播するのか、それとも亀裂が停止するのかを測定しています。亀裂のフォーメーションや破断をマニュアルやオプティカルにて評価します。亀裂が試験片両端まで伝播していればその試験片は破断したとみなします。この試験はまた試験片の温度を変えても行います。

Pellini式 落重試験機はエネルギー550J 及び1650Jのタイプを提供しています。重りの最大高さは1.0 m か 1.3 m です。重りは自動で引き上げられ、高さポジションはステップレスで調整可能です。規格に対応して (ASTM E208 and SEP 1325)、所望のドロップエネルギーは重りの簡単な使用によって決めることが出来ます。ドロップエネルギーは自動で計算されます。試験部はインターロックにて機械的にも電気的にもプロテクトされています。従って、試験は全てのセーフティー機能を満たすまでは開始することが出来ません。オペレーションは重りのポジション、エネルギー、重り、速度をタッチスクリーンにて設定します。

破壊靭性試験

破壊靭性K1c試験は金属材料の特性値、特に飛行機の構造、発電所建設、さらには自動車エンジニアリングの安全上のアプリケーションとして重要視されています。破壊靭性特性値は予き裂を入れた試験片を用いて求められます。まず始めに試験片にノッチ加工を施し亀裂を入れ、その後所望の亀裂進展長さになるまで予亀裂を入れます。予亀裂の入った試験片を静的荷重を負荷し破断させます。破壊靱性は荷重‐変位曲線と予亀裂の長さから求めます。試験プロセスの詳細はする規格 ASTM E 399。を参照してください。その他関連する規格は ASTM E813、E1152、及び E1290。

KIc 測定の2段階試験

KIc 測定の2段階試験はツビックローエルのバイブロフォア及びツビックローエルの材料試験機で効率良く行う事が可能です。き裂は機械切欠きに加えられた繰り返し荷重により進展していきます。バイブロフォアの使用で予亀裂を入れる試験を高周波で素早く行う事が出来ます。試験プロセスは亀裂によって電磁共振の周波数の高感度のため非常に高い再現性を示します。

コンパクト試験片 (CT 試験片)

最も頻繁に使用される試験片形状は CT (Compact Tension) 試験片と呼ばれる試験片になります。試験片のホールに挿入されたピンを通して、引張りと曲げ荷重を加え試験を行います。

SENB 試験片

CT試験片に加え、シングルエッジノッチベンディング(SENB)試験片も使われます。試験メソッドはCT試験片よりも3点曲げ試験片を用いた場合の方がシンプルですが、必要とされる試験片の数がCTと比べ膨大となります。下記の写真を参考にして下さい。

自動試験システム

安全で、正確、且つ信頼性のある厚板のハンドリングは非常に難しいものがあります。ツビックローエルの全自動ロボットシステムはこのような難しい要求に応えています、オペレーターにかかる負荷からの解放、人による影響を最小限に、そして試験の安全性、信頼性を高めます。

ツビックローエル全自動機では、試験片は手動でマガジンに供給します。この瞬間から全てが自動で処理され、検査のための試験片のソートも自動で処理することも可能です。

お客様の要求により、付加的な測定装置も自動装置に装着可能です―例えば、精密に試験片断面積を測定するツビックローエルの測寸機などを自動システムに組み込むことも可能です。

お客様のあらゆる試験要求に最適な試験ソリューョンを探して見つけます。

私たちの業界エキスパートへご連絡お待ちしています。

皆様のニーズを話し合うことを楽しみにしております。

 

ご連絡お待ちしております

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