JPH0672838B2 - 腐食疲労寿命予測法 - Google Patents
腐食疲労寿命予測法Info
- Publication number
- JPH0672838B2 JPH0672838B2 JP62045353A JP4535387A JPH0672838B2 JP H0672838 B2 JPH0672838 B2 JP H0672838B2 JP 62045353 A JP62045353 A JP 62045353A JP 4535387 A JP4535387 A JP 4535387A JP H0672838 B2 JPH0672838 B2 JP H0672838B2
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- Japan
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- pit
- corrosion
- surface diameter
- depth
- critical
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- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は腐食環境中で使用される機器の腐食疲労寿命予
測手法に関する。
測手法に関する。
機器安全運転に対する信頼性確保のためには、使用途中
検査により劣化の進行度合を調査して余寿命予測を行な
い使用限界を把握しておくことが望ましい。ところが一
般的に疲労破壊現象は劣化程度が調査判定できるような
前兆現象を伴なわずに破壊に至ることが多く、経年劣化
診断法が確立していない。
検査により劣化の進行度合を調査して余寿命予測を行な
い使用限界を把握しておくことが望ましい。ところが一
般的に疲労破壊現象は劣化程度が調査判定できるような
前兆現象を伴なわずに破壊に至ることが多く、経年劣化
診断法が確立していない。
経年劣化度の調査可能な前提条件としては、現象のメカ
ニズムに基づいた評価パラメータが存在するとともに、
それが調査計測可能な量であることが必要であるが、こ
のようなパラメータは未だ把握されておらず、従つてこ
れまでに腐食疲労寿命予測法が確立されていなかつた。
ニズムに基づいた評価パラメータが存在するとともに、
それが調査計測可能な量であることが必要であるが、こ
のようなパラメータは未だ把握されておらず、従つてこ
れまでに腐食疲労寿命予測法が確立されていなかつた。
本発明は上記従来技術の水準に鑑み、疲労破壊の一つの
形態である腐食疲労破壊に対してメカニズムに基づいた
計測可能な評価パラメータを用い全く新規な腐食疲労寿
命予測法を提供しようとするものである。
形態である腐食疲労破壊に対してメカニズムに基づいた
計測可能な評価パラメータを用い全く新規な腐食疲労寿
命予測法を提供しようとするものである。
本発明者は疲労破壊のうち腐食疲労破壊については腐食
ピットが発生、成長し、ある限界条件（限界ピット条
件）に達すると腐食ピットを核としてき裂が発生し、き
裂成長の後破壊に至るというメカニズムを明らかにし
た。そこで本発明は腐食疲労破壊の前兆現象として腐食
ピットの成長挙動に着目し、本発明の腐食疲労き裂発生
余寿命予測法を完成した。
ピットが発生、成長し、ある限界条件（限界ピット条
件）に達すると腐食ピットを核としてき裂が発生し、き
裂成長の後破壊に至るというメカニズムを明らかにし
た。そこで本発明は腐食疲労破壊の前兆現象として腐食
ピットの成長挙動に着目し、本発明の腐食疲労き裂発生
余寿命予測法を完成した。
即ち、本発明は、下記（１）〜（４）の工程、 （１）目的とする実機部材において、使用時間t1（添字
の１は、任意の測定点を意味する）後の腐食ピット寸法
（深さa1，表面径2C1）を計測し、この値から腐食ピッ
ト寸法（深さa,表面径2C）と時間ｔの関係線を求める工
程、 （２）目的とする実機部材の材料定数である限界応力拡
大係数範囲（ΔＫ）ｐ、実機部材のピット発生部に加わ
る振動応力σａ及び上記（１）で得たピット深さa1及び
ピット表面径2C1を次式に代入し、き裂の発生する限界
腐食ピット寸法（限界腐食ピット深さap，限界腐食ピッ
ト表面径2Cp）を求める工程、 式中、Ｑ＝１＋1.464×(a1/C1)1.65 2Cp＝2C1×(ap/a1) （３）限界腐食寸法ap又は2Cpを上記（１）の腐食ピッ
ト寸法と時間の関係線に代入し、き裂寿命t2を求める工
程、 （４）き裂寿命t2から使用時間t1を差し引き、き裂発生
寿命を求める工程、よりなることを特徴とする腐食疲労
寿命予測法である。
の１は、任意の測定点を意味する）後の腐食ピット寸法
（深さa1，表面径2C1）を計測し、この値から腐食ピッ
ト寸法（深さa,表面径2C）と時間ｔの関係線を求める工
程、 （２）目的とする実機部材の材料定数である限界応力拡
大係数範囲（ΔＫ）ｐ、実機部材のピット発生部に加わ
る振動応力σａ及び上記（１）で得たピット深さa1及び
ピット表面径2C1を次式に代入し、き裂の発生する限界
腐食ピット寸法（限界腐食ピット深さap，限界腐食ピッ
ト表面径2Cp）を求める工程、 式中、Ｑ＝１＋1.464×(a1/C1)1.65 2Cp＝2C1×(ap/a1) （３）限界腐食寸法ap又は2Cpを上記（１）の腐食ピッ
ト寸法と時間の関係線に代入し、き裂寿命t2を求める工
程、 （４）き裂寿命t2から使用時間t1を差し引き、き裂発生
寿命を求める工程、よりなることを特徴とする腐食疲労
寿命予測法である。
腐食ピット成長に基づきき裂発生余寿命を予測するに
は、（１）腐食ピットの成長法則、（２）腐食ピットか
らき裂が発生する限界条件を求める必要がある。以下、
これらについて詳述する。
は、（１）腐食ピットの成長法則、（２）腐食ピットか
らき裂が発生する限界条件を求める必要がある。以下、
これらについて詳述する。
（１）腐食ピット成長則について、 第１図に腐食ピットの模式図を示す。ピット表面径を2C
とすると、腐食ピット成長則は、 2C＝α・ｔβ（α，β；実験により求められる定数,t;
時間） （１）式 で与えられる。βは通常1/3で鉄鋼材料の例でも、2C＝
9.7×10-2t1/3で表わされているが、このβはαと共に
材料、環境の組合せで実験的に求めておく方がよい。
とすると、腐食ピット成長則は、 2C＝α・ｔβ（α，β；実験により求められる定数,t;
時間） （１）式 で与えられる。βは通常1/3で鉄鋼材料の例でも、2C＝
9.7×10-2t1/3で表わされているが、このβはαと共に
材料、環境の組合せで実験的に求めておく方がよい。
（２）限界ピット条件について 限界ピット条件は腐食ピットをき裂とみなして破壊力学
パラメータである応力拡大係数範囲△Ｋによつて表示さ
れる材料定数であり、(△K)pで表示される。
パラメータである応力拡大係数範囲△Ｋによつて表示さ
れる材料定数であり、(△K)pで表示される。
腐食ピットからき裂が発生する条件は、第１図のように
表面径2C、深さａの腐食ピットに振動応力σａが負荷さ
れる時に下式で計算した△Ｋが △Ｋ(ΔK)p となつた時である。
表面径2C、深さａの腐食ピットに振動応力σａが負荷さ
れる時に下式で計算した△Ｋが △Ｋ(ΔK)p となつた時である。
ここで である。
ピット深さに対する限界ピット寸法apは△Ｋ＝△Kpとし
て得られapは（２）式より となる。
て得られapは（２）式より となる。
またピット表面径に対する限界ピット寸法2Cpは、ピッ
トが相似的形状で成長すると仮定して、調査時点のピッ
ト形状（表面径2C1，深さa1）を用いて、 2Cp＝2C1×ap／a1 （４）式 として得られる。ここにおいてapは前記（３）式で表わ
されるものである。
トが相似的形状で成長すると仮定して、調査時点のピッ
ト形状（表面径2C1，深さa1）を用いて、 2Cp＝2C1×ap／a1 （４）式 として得られる。ここにおいてapは前記（３）式で表わ
されるものである。
第２図は、鉄鋼材料についての、振動応力σａ（kg/m
m2）に対する限界ピット条件（ΔＫ）ｐ（kgmm-3/2）の
関係を示したものである。（ΔＫ）ｐは実験データであ
るため、図のようにばらつきがあるが、評価に使用する
ときには、目的に応じて、例えば下限包絡線や中心線を
使用することができる。
m2）に対する限界ピット条件（ΔＫ）ｐ（kgmm-3/2）の
関係を示したものである。（ΔＫ）ｐは実験データであ
るため、図のようにばらつきがあるが、評価に使用する
ときには、目的に応じて、例えば下限包絡線や中心線を
使用することができる。
上記の腐食ピット成長則及び限界ピット表面径寸法条件
を用いて腐食ピット成長に基づく余寿命予測法を第３図
によつて説明する。第３図の横軸は時間（10gt）、縦軸
は腐食ピット表面径（10g2c）である。
を用いて腐食ピット成長に基づく余寿命予測法を第３図
によつて説明する。第３図の横軸は時間（10gt）、縦軸
は腐食ピット表面径（10g2c）である。
ある時刻t1で腐食ピットの表面径の調査を行う。その時
の腐食ピットの表面径が図中の○印であつたとすると、
前述した腐食ピット成長則の（１）式によるグラフを○
印を通るように画く。
の腐食ピットの表面径が図中の○印であつたとすると、
前述した腐食ピット成長則の（１）式によるグラフを○
印を通るように画く。
このグラフが１である。
一方腐食ピットから、き裂が発生するピット表面径に対
する限界寸法を表わす前記（４）式によるグラフを画
く。このグラフが２である。
する限界寸法を表わす前記（４）式によるグラフを画
く。このグラフが２である。
腐食ピットの表面径2Cの将来成長予測線１と限界ピット
寸法２の交叉する点（図中☆印で時刻t2）でき裂が発生
することになり、ここでき裂発生余寿命は時刻t1より
（t2−t1）時間で与えられる。
寸法２の交叉する点（図中☆印で時刻t2）でき裂が発生
することになり、ここでき裂発生余寿命は時刻t1より
（t2−t1）時間で与えられる。
なお、以上の説明は腐食ピットの表面径2Cに着目してな
されたものであるが、腐食ピット深さａに着目しても同
様の効果が得られる。
されたものであるが、腐食ピット深さａに着目しても同
様の効果が得られる。
本発明方法により従来困難であつた腐食疲労寿命予測が
可能となり機器の信頼性確保が図れる。
可能となり機器の信頼性確保が図れる。
第１図は腐食ピットの概略図、第２図は限界ピット条件
の実験例を示す図表、第３図は本発明の腐食疲労寿命予
測法の一実施態様を説明するための図表である。
の実験例を示す図表、第３図は本発明の腐食疲労寿命予
測法の一実施態様を説明するための図表である。
Claims (1)
- 【請求項１】下記（１）〜（４）の工程、 （１）目的とする実機部材において、使用時間t1後の腐
食ピット寸法（深さa1，表面径2C1）を計測し、この値
から腐食ピット寸法（深さa,表面径2C）と時間ｔの関係
線を求める工程、 （２）目的とする実機部材の材料定数である限界応力拡
大係数範囲（ΔＫ）ｐ、実機部材のピット発生部に加わ
る振動応力σａ及び上記（１）で得たピット深さa1及び
ピット表面径2C1を次式に代入し、き裂の発生する限界
腐食ピット寸法（限界腐食ピット深さap，限界腐食ピッ
ト表面径2Cp）を求める工程、 式中、Ｑ＝１＋1.464×(a1/C1)1.65 2Cp＝2C1×(ap/a1) （３）限界腐食寸法ap又は2Cpを上記（１）の腐食ピッ
ト寸法と時間の関係線に代入し、き裂寿命t2を求める工
程、 （４）き裂寿命t2から使用時間t1を差し引き、き裂発生
余寿命を求める工程、 よりなることを特徴とする腐食疲労寿命予測法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62045353A JPH0672838B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 腐食疲労寿命予測法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62045353A JPH0672838B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 腐食疲労寿命予測法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63212844A JPS63212844A (ja) | 1988-09-05 |
| JPH0672838B2 true JPH0672838B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=12716912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62045353A Expired - Lifetime JPH0672838B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 腐食疲労寿命予測法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672838B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103913393A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-07-09 | 南通大学 | 一种海洋工程用钢应力腐蚀开裂时间的快速推算方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2796809B2 (ja) * | 1988-08-27 | 1998-09-10 | 株式会社竹中工務店 | コンクリートの圧入工法 |
| JPH07119755B2 (ja) * | 1989-10-06 | 1995-12-20 | 株式会社日立製作所 | 簡易劣化判定方法及び装置 |
| CN106202906B (zh) * | 2016-07-06 | 2018-10-09 | 北京航空航天大学 | 一种腐蚀疲劳性能表征和寿命估算方法 |
| RU2757351C2 (ru) * | 2016-07-19 | 2021-10-13 | ЭКОЛАБ ЮЭсЭй ИНК. | Контроль обработки промышленной воды с помощью цифровых изображений |
| RU2743071C2 (ru) | 2016-07-19 | 2021-02-15 | ЭКОЛАБ ЮЭсЭй ИНК. | Контроль обработки промышленных вод при помощи формирования цифровых изображений |
-
1987
- 1987-03-02 JP JP62045353A patent/JPH0672838B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103913393A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-07-09 | 南通大学 | 一种海洋工程用钢应力腐蚀开裂时间的快速推算方法 |
| CN103913393B (zh) * | 2014-04-17 | 2016-03-09 | 南通大学 | 一种海洋工程用钢应力腐蚀开裂时间的快速推算方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63212844A (ja) | 1988-09-05 |
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