BS 7448 動的および静的試験機
BS 7448 動的および静的試験機
(破壊力学の靭性 – 動的・疲労試験機)
BS 7448 詳細なテスト方法とマシン要件
BS 7448 破壊力学靱性試験の英国規格です. 複数の部分からなるドキュメントです, 主に破壊靱性パラメータを決定するために使用されます (応力拡大係数 K, 臨界亀裂先端開口変位 CTOD, 臨界J積分) 金属材料および溶接継手の接合. 海洋プラットフォームなどの重要な溶接構造物の安全性評価に広く使用されています。, 石油とガスのパイプライン, 圧力容器と. 以下は、各部品のテスト方法と対応するマシン要件の詳細な概要です。, によって編集された VTSチーム.
主要なテスト方法 (CTODテストを例に挙げると, 各部分の共通要件を含む) BS 7448 動的および静的試験機
BSのテスト方法 7448 ～の中核プロセスに従う “標本の準備 – 疲労前亀裂 – 荷重試験 – データ処理 – 有効性の判定。” このうち, CTODテスト (亀裂先端開口部変位試験) 最も広く使用されているコア テスト タイプです. 以下に、その一般的なプロセスと各部分の特定の要件について詳しく説明します。:
標本の準備
試験片の準備は試験の有効性を確保するための基礎です. BS 7448 標本の種類に関して厳しい規制がある, サイズ, ノッチの位置, と加工精度:
1. 試験片の種類: 三点曲げ (TPB) 標準標本が好ましい. いくつかのシナリオでは, コンパクトな引張試験片が使用可能 (高い拘束に適しています, 高ストレス状態);
2. サイズ要件: 一般的な厚板試験を例に挙げると、, 3 点曲げ試験片の幅は W = 127 んん, 厚さB = 62 んん, 長さL = 550 んん, スパンS = 112B (厚さが異なる場合は、標準比率に応じて調整する必要があります);
3. ノッチ加工:
– 使用 0.12 ノッチは、 1 mmモリブデンワイヤーカッター. 溶接試験片のノッチは公称溶接中心線に位置します, 熱影響部のノッチは 0-1 融合線から mm.
– メカニカルノッチの深さは約 45% 試験片の幅 W を調整して、亀裂の総深さが後続の既存の疲労亀裂後の要件を満たすことを確認します。.
4. 材料と溶接の要件: 基材, 溶接工程 (例えば, スマウ, 見た), そしてベベルタイプ (X型, K型, 等) 明確に定義する必要があります. 多層溶接用, 溶接パスの数は少なくとも 24 (厚板用).
疲労亀裂前の準備
目的はシャープな準備をすることです, 機械的ノッチに基づく均一な疲労亀裂, 実際の構造物における亀裂形態のシミュレーション. 具体的な要件は次のとおりです:
1. 装置: 正確な荷重制御とサイクル記録機能を備えた高周波疲労試験機が必要です.
2. プロセスパラメータ: 対称または非対称サイクルを使用して疲労荷重を室温で実行し、安定した亀裂伝播を保証します。.
3. 亀裂の品質要件:
– 母材試験片: 平均亀裂深さ a₀ = 0.45~0.55W, 亀裂先端の任意の 2 点間の深さの差 ≤ 10%a₀;
– 溶接継手試験片: 平均亀裂深さ a₀ = 0.45~0.70W, 任意の 2 点間の深さの差 ≤ 20%a₀;
– 事前亀裂の最小サイズは、次の大きい方よりも小さくてはなりません。 1.3 mmおよび2.5%W, 亀裂の伝播方向とワイヤーカットのノッチ面との間の角度は ≤ 10° である必要があります。;
4. 残留応力管理: ローカル圧縮方法 (両面圧痕処理など, 加圧ブロック径φ30mm、押し込み荷重1m 70 kN) 残留溶接応力を軽減し、亀裂の伝播を防ぐために、溶接試験片に使用する必要があります。.
負荷試験とデータ取得
テストシナリオに基づいて適切なロード方法を選択します (常温/低温, 静的/動的). 中心的なプロセスは次のとおりです:
1. 環境管理:
– 低温試験: サンプルは恒温槽に入れる必要があります, 温度は標準要件に従って制御する必要があります (例えば, -18℃はオフショアプラットフォームのシナリオで一般的に使用されます, -15℃はパイプライン鋼のシナリオで一般的に使用されます). 保持時間はサンプル全体の温度を均一にする必要があります。.
– 常温試験: 周囲温度は5～40℃に制御されます。, 相対湿度が 90% 以下であること.
2. 積載方法:
– 静的荷重 (一部 1, 一部 2): サンプルが不安定になり失敗するまで、ロードは 1 回のパスで実行されます。. 荷重速度は0.5~1.0 mm/minの間で制御されます。.
– 動的ロード (一部 3): 応力拡大係数の増加率は次のようにする必要があります。 >3.0 MPa・m/s. 動的試験機を使用して迅速な荷重を実現します。.
3. データの取得: 荷重変位 (PV) 曲線はデータ収集システムを使用してリアルタイムで記録されます. 積載率などのパラメータ, 周囲温度, 変位の変化は同期して収集されます. データのサンプリング頻度は、亀裂伝播監視の要件を満たしている必要があります。.
試験機の主要な要件
BS 7448 精度に対する明確な要件を指定します, 剛性, 制御能力, および試験機の補助機能. さまざまなテスト段階のマシン要件は次のとおりです。:
動的・疲労試験機 (疲労亀裂の事前準備に)
1. タイプ: 高周波疲労試験機が好ましい, シンプルな構造が特徴, 高効率, 低エネルギー消費. 彼らは対称的なパフォーマンスを行うことができます, 非対称, または一方向脈動疲労試験.
2. パフォーマンス要件:
– 荷重精度: 動的負荷制御精度 ≤ ±1%, あらかじめ設定された繰返し荷重を安定して出力可能;
– 剛性: 機械本体には負荷時の変形を防ぐ高い剛性が必要です, 亀裂伝播の安定性に影響を与える可能性があります;
– 制御機能: コンピュータによる負荷制御が必要です, サイクルカウントの記録, 自動シャットダウン機能, 亀裂の進展状況をリアルタイムに監視できる;
– 環境適応力: さまざまな温度での疲労亀裂発生要件を満たすために、高温および低温の環境に適応できる必要があります。;
3. コンプライアンス: DIN EN ISO/IEC に準拠する必要があります 17025 およびJB/T規格 5488-1991 要件.
ユニバーサルテストマシン (静的荷重試験用)
1. コア機能: 準静的荷重機能を備えています, 3 点曲げまたはコンパクトな引張荷重モードを有効にする;
2. パフォーマンス要件:
– 積載精度: 荷重速度制御精度 ≤ ±0.05 mm/min, 標準荷重速度0.5～1.0mm/minを安定して維持可能;
– 負荷測定: 高精度荷重センサーを搭載, 荷重測定精度 ≤ ±0.5%, 範囲は試験片の予想される破損荷重をカバーする必要があります (例えば, 厚板試験用, 数百kNの耐荷重が必要です);
– 変位測定: 伸び計を装備, 変位測定精度 ≤ ±0.001 mm, 試験片ノッチの変位変化をリアルタイムに取得可能;
– 剛性と安定性: 高い機械本体剛性, 荷重時のクリープなし, 荷重変位データの精度の確保;
BS 7448 動的および静的試験機/D動的試験機 (一部 3: 動的ロードの場合)
1. パフォーマンス要件: 迅速な読み込み機能を備えている必要があります, 応力拡大係数の成長率を達成できる > 3.0 MPa・m/s;
2. 制御と取得: 高速データ収集システムを搭載, サンプリング周波数 ≥1000 Hz, 動的荷重中の瞬間的な荷重と変位の変化を捉えることが可能;
3. 安全保護: 動的荷重中にサンプルの破片が飛散するのを防ぐための包括的な安全保護装置を備えています.
環境制御装置
1. 恒温槽:
– 温度制御範囲: -40℃～周囲温度をカバー (低温試験要件を満たします), 温度制御精度 ≤±1℃;
– 均一: チャンバー内の温度均一性 ≤±2℃, サンプル全体の温度を一定に保つ;
– 適応性: 内部スペースは、積み込み作業に影響を与えることなく、標準サイズのサンプルと積み込み治具を収容できます。;
2. 特殊環境装置 (必要に応じて): 腐食・高温環境試験用, 適切な環境シミュレーションチャンバー (腐食性ガス環境室など, 高温加熱炉) BSを満たす必要がある 7448 拡張されたテスト要件.
測定および補助機器
1. データ収集および処理システム: リアルタイムデータ記録機能を搭載, ストレージ, と分析機能, 荷重-変位曲線を自動生成可能, K の自動計算をサポート, タラ, および J 値;
2. 校正装置: 試験機を定期的に校正する, センサー, 測定結果のトレーサビリティを確保するための測定器と測定器. 校正標準は国内または国際的な計量標準に準拠する必要があります;
3. 治具と工具: 専用の3点曲げ試験片固定具と小型引張試験片固定具を装備. 治具は高い剛性と正確な位置決めを実現, 試験片の荷重中に均一な応力分布を確保.
標準塗布時の注意事項
1. 試験中は試験片の温度を厳密に管理することが不可欠です, 特に低温試験では. 保持時間が不十分だと試料温度が不均一になります。, テスト結果に影響を与える.
2. 疲労前亀裂の形成は試験における重要なステップです. 亀裂の鋭さと均一性がテストの妥当性を直接決定します。. 高周波疲労試験機による荷重パラメータの精密な制御が必要.
3. 試験報告書には検体情報を完全に記録する必要があります, テストパラメータ, 測定データ, および妥当性評価結果. 有効性要件が満たされていない場合, 理由を記しておかなければなりません, そしてテストを繰り返さなければなりません.
動的試験機について詳しくはこちら, お問い合わせください:
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