船体構造における腐食疲労き裂進展下限速度の解明

船体结构腐蚀疲劳裂纹扩展下限速度的阐明

基本信息

批准号：
18K04594
负责人：
林原仁志
金额：
$ 2.5万
依托单位：
National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、低ΔK領域、特に進展速度の下限界値PGRを実験的に決定することにある。腐食疲労き裂の進展速度が応力拡大係数（K値）範囲ΔKに依存する大速度領域と比較して、低ΔK領域における一定速度に近いき裂進展挙動は、実験上の制約から、定量的な面では正確に評価されてこなかった。一方で、実船の荷重履歴を考えると、後者の低K値範囲領域における下限界進展速度の値が、船体構造の腐食疲労寿命を解析する上で重要となる。低K値範囲領域における下限界進展速度を明らかにすることで、船体構造における腐食衰耗との競合現象をより正確に解析できるようになり、より実際に即した長期寿命予測が実現できる。今年度は、表面き裂の成長評価において、き裂底部の応力状態を評価するために、き裂深さに加え、腐食環境中におけるき裂形状変化の評価が必要であることが明らかとなったことから、既存文献等に提案されている近接端子法を用いる電位差法と、直流電位差法及び交流電位差法を組み合わせた腐食疲労き裂計測への適用性を検証し、計測システムの設計及び試作を行った。促進環境中において高ΔK側での貫通き裂の進展速度評価を実施し、既存文献に見られるデータより進展速度が小さいことが確認された。低ΔK側及び海水中の試験を今後実施する計画をした。無負荷状態でのき裂模擬スリット寸法の進展挙動を浸漬実験により評価したが、実験方法に改善すべき点が見いだされ、試験片を再調整し、海水中及び促進環境中における試験を昨年度に引き続き実施している。

这项研究的目的是实验确定低δk区域，尤其是开发速度的下限值PGR。与较大的速度区域相比，腐蚀疲劳裂纹的生长速率取决于应力强度因子（k值）范围ΔK，由于实验性约束，尚未按定量术语准确地评估裂纹生长行为接近恒定速度的裂纹生长行为。另一方面，考虑到实际容器的负载历史，后者的低k范围区域的下限速度值对于分析船体结构的腐蚀疲劳寿命很重要。通过阐明低k范围区域的下限进步速度，可以更准确地分析船体结构中腐蚀和磨损的竞争现象，并实现更实用的长期寿命预测。今年，为了评估裂纹底部的应力状态，已经揭示了除了裂纹深度外，还必须评估腐蚀环境中的裂纹形状变化，以评估裂纹底部的应力状态，因此我们使用腐蚀效率差异来验证其对使用势差的腐蚀方法及其在现有方法中的腐蚀裂纹测量的适用性，并在现有的范围范围内差异方法及时差异，并验证原型测量系统。在促进的环境中，在高ΔK方面评估了通过裂纹的进展速率，并证实进展速率小于现有文献中的进展速率。我们计划将来在低δk侧和海水进行测试。通过浸入实验评估了裂纹模拟缝隙大小的进展行为，并发现应改进实验方法，因此已经对试样进行了修复并在海水和自去年以来的促进环境中进行了测试。