(57)【要約】【課題】圧力耐久試験中に供試体が破壊したり、破損することなく、理論通り、及び常に安定した試験を行うことが出来る圧力耐久試験方法及びその装置を提供する。【解決手段】圧力耐久試験装置は、一端が閉鎖された配管等の容器から成る供試体Ｗの他端と圧力気体（窒素ガス等）等の加圧媒体を一定の圧力により供給する加圧媒体供給手段１とを結ぶ配管等の供給経路２に、供試体Ｗに所定の加圧媒体を繰返し加えるモータ付き開閉弁等のバルブ装置３，リリ−フバルブ４及び圧力センサー５等の圧力測定手段から成る圧力制御手段がそれぞれ設置してある。前記供試体Ｗには、圧力耐久試験前の温度を測定し、更に繰返し試験中の供試体Ｗの温度を連続的または間欠的に測定する温度センサー等の温度測定手段６が設けてあり、この温度測定手段６は、前記圧力制御手段のバルブ装置３に圧力制御信号Ｑを出力する演算処理装置７が接続してある。【選択図】  図１
2005180954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を受ける容器から成る供試体に繰返し圧力を加えて耐久試験を行う圧力耐久試験方法において、
前記供試体の圧力耐久試験前の温度を測定し、この圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）を演算し、次いで前記供試体の圧力耐久試験中の温度を連続的または間欠的に測定し、この圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を演算し、圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）で除し、圧力耐久試験前の加圧媒体の圧力（Ｐａ）を乗じて演算して求めた圧力（Ｐ）を前記供試体に対して、連続的、または間欠的に加えて耐久試験を行うことを特徴とする圧力耐久試験方法。
【請求項２】
前記温度と関係づけた前記供試体の材料特性を格納したデータベースと、この温度と材料特性から繰返し圧力を演算する演算手段とを有する演算処理装置とを用いて耐久試験を行う請求項１に記載の圧力耐久試験方法。
【請求項３】
圧力を受ける容器から成る供試体を密閉する密閉手段と、この供試体に加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段と、この加圧媒体の圧力を制御すると共に繰返し圧力を与える圧力制御手段と、この加圧媒体の圧力を測定する圧力測定手段と、前記供試体の温度を測定する温度測定手段と、前記圧力測定手段及び温度測定手段の測定値を監視し、前記圧力制御手段に圧力制御信号を出力する演算処理装置とを有する圧力耐久試験装置であって、
前記演算処理装置は、温度と関係づけた前記供試体の材料特性を格納したデータベースと、この材料特性及び前記温度測定手段の測定値から繰返し圧力を演算する演算手段とを有することを特徴とする圧力耐久試験装置。
【請求項４】
前記繰返し圧力は、前記供試体の圧力耐久試験前の温度を測定し、この圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）と、前記供試体の圧力耐久試験中の温度を連続的または間欠的に測定し、この圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を前記データベースから読み込み、この圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）で除し、圧力耐久試験前の加圧媒体の圧力（Ｐａ）を乗じて演算する請求項３に記載の圧力耐久試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、高温，高圧下で使用される供試体の圧力耐久試験方法及びその装置に係わり、更に詳しくは試験中の供試体の圧力を温度に追従して制御しながら圧力の耐久試験を行う圧力耐久試験方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高温，高圧下の過酷な条件で用いられる配管等の供試体の圧力耐久試験方法は、一端を閉鎖した供試体の他端側にコンプレッサ等の圧力供給装置を供給経路を介して接続し、この圧力供給装置から所定の高圧流体を一定時間繰返し供給することにより供試体の圧力耐久試験を行うのが一般的である。
【０００３】
また、内圧を受ける容器であるテストピースに繰返し内圧を負荷して試験する内圧疲労試験装置として、テストピースを収容するオートクレーブと、該オートクレーブ内に不活性ガスを充填する装置とを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、航空機等においては高温，高圧下の条件で用いられる配管等の供試体の圧力耐久試験を行う場合、供試体は安全率を極限まで抑えた設計を行う場合が多い。
【０００５】
このような場合に、上記のような厳しい条件下で繰返し試験を行うと、圧力耐久試験中に供試体が破壊したり、破損する可能性があり、実用的な試験方法とは言えなかった。
【特許文献１】実願昭６１−１７１３９２号（実開昭63-78250号公報のマイクロフィルム)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明はかかる従来の問題点に着目し、圧力耐久試験中に供試体が破壊したり、破損することなく、理論通り、及び常に安定した圧力耐久試験を行うことが出来る圧力耐久試験方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記目的を達成するため、この発明の圧力耐久試験方法は、供試体の圧力耐久試験前の温度を測定し、この圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）を演算し、次いで前記供試体の圧力耐久試験中の温度を連続的または間欠的に測定し、この圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を演算し、圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）で除し、圧力耐久試験前の加圧媒体の圧力（Ｐａ）を乗じて演算して求めた圧力（Ｐ）を前記供試体に対して、連続的、または間欠的に加えて耐久試験を行うことを要旨とするものである。
【０００８】
ここで、前記温度と関係づけた前記供試体の材料特性を格納したデータベースと、この温度と材料特性から繰返し圧力を演算する演算手段とを有する演算処理装置とを用いて耐久試験を行うものである。
【０００９】
このような圧力耐久試験を行うことで、理論通りの試験を行うことが出来、圧力耐久試験中に供試体が破壊したり、破損する等の不具合を未然に回避させることが出来る。
【００１０】
また、この発明の圧力耐久試験装置は、圧力を受ける容器から成る供試体を密閉する密閉手段と、この供試体に加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段と、この加圧媒体の圧力を制御すると共に繰返し圧力を与える圧力制御手段と、この加圧媒体の圧力を測定する圧力測定手段と、前記供試体の温度を測定する温度測定手段と、前記圧力測定手段及び温度測定手段の測定値を監視し、前記圧力制御手段に圧力制御信号を出力する演算処理装置とを有する圧力耐久試験装置であって、前記演算処理装置は、温度と関係づけた前記供試体の材料特性を格納したデータベースと、この材料特性及び前記温度測定手段の測定値から繰返し圧力を演算する演算手段とを有することを要旨とするものである。
【００１１】
ここで、前記繰返し圧力は、前記供試体の圧力耐久試験前の温度を測定し、この圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）と、前記供試体の圧力耐久試験中の温度を連続的または間欠的に測定し、この圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を前記データベースから読み込み、この圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）で除し、圧力耐久試験前の加圧媒体の圧力（Ｐａ）を乗じて演算するものである。
【００１２】
このように、既存の装置の一部を改良した簡単な装置により、理論通りの試験を行うことが出来ると共に、常に安定した圧力耐久試験を行うことが出来るものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、上記のように供試体の圧力耐久試験前の温度を測定し、この圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）を演算し、次いで前記供試体の圧力耐久試験中の温度を連続的または間欠的に測定し、この圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を演算し、圧力耐久試験中の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ1 ) を圧力耐久試験前の温度における前記供試体の材料特性（Ｆｔｙ）で除し、圧力耐久試験前の加圧媒体の圧力（Ｐａ）を乗じて演算して求めた圧力（Ｐ）を前記供試体に対して、連続的、または間欠的に加えて耐久試験を行うので、理論通りの試験を行うことが出来、圧力耐久試験中に供試体が破壊したり、破損する等の不具合を未然に回避させることが出来る効果がある。
【００１４】
また、この発明の圧力耐久試験装置は、圧力を受ける容器から成る供試体を密閉する密閉手段と、この供試体に加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段と、この加圧媒体の圧力を制御すると共に繰返し圧力を与える圧力制御手段と、この加圧媒体の圧力を測定する圧力測定手段と、前記供試体の温度を測定する温度測定手段と、前記圧力測定手段及び温度測定手段の測定値を監視し、前記圧力制御手段に圧力制御信号を出力する演算処理装置とを有する圧力耐久試験装置であって、前記演算処理装置は、温度と関係づけた前記供試体の材料特性を格納したデータベースと、この材料特性及び前記温度測定手段の測定値から繰返し圧力を演算する演算手段とを有するので、既存の装置の一部を改良した簡単な装置により、理論通りの試験を行うことが出来ると共に、常に安定した圧力耐久試験を行うことが出来る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
【００１６】
図１は、この発明の圧力耐久試験方法を実施するための圧力耐久試験装置の概略構成図を示し、この圧力耐久試験装置は、一端が閉鎖された配管等の容器から成る供試体Ｗの他端と圧力気体（窒素ガス等）等の加圧媒体を一定の圧力により供給する加圧媒体供給手段１とを結ぶ配管等の供給経路２に、供試体Ｗに所定の加圧媒体を繰返し加えるモータ付き開閉弁等のバルブ装置３，リリ−フバルブ４及び圧力センサー５等の圧力測定手段から成る圧力制御手段がそれぞれ設置してある。
【００１７】
前記供試体Ｗには、圧力耐久試験前の温度を測定し、更に繰返し試験中の供試体Ｗの温度を連続的または間欠的に測定する温度センサー等の温度測定手段６が設けてあり、この温度測定手段６は、前記圧力制御手段のバルブ装置３に圧力制御信号Ｑを出力する演算処理装置７が接続してある。
【００１８】
前記演算処理装置７は、温度と関係づけた前記供試体Ｗの材料特性を格納したデータベースと、この材料特性及び前記温度測定手段の測定値から繰返し圧力を演算する演算手段とを有し、供試体Ｗの試験開始前の温度と、温度測定手段６により連続的または間欠的に測定した試験中の供試体Ｗの温度とにおける応力等の材料特性（Ｆｔｙ，Ｆｔｙ1 ）を基に演算し、この演算値から前記バルブ装置３に圧力制御信号を出力するものである。
【００１９】
次に、供試体Ｗの圧力耐久試験方法について説明する。
【００２０】
この発明の実施形態における圧力耐久試験方法は、供試体Ｗに可変の供給圧力を一定回数（例えば、15,000回〜20,000回) 繰返し加えて耐久試験を行う場合、圧力耐久試験前の加圧媒体の圧力（下限圧力）は、０．０ＭＰａであり、上限圧力（Ｐａ）は３．０ＭＰａである。
【００２１】
そして、圧力耐久試験前の加圧媒体の圧力（下限圧力）は、０．０ＭＰａから上限圧力（Ｐａ）３．０ＭＰａまでの演算で求めた圧力（Ｐ）を１サイクルとし、これを１万回以上繰返し行うものである。
【００２２】
上記のように、供試体Ｗに可変の供給圧力を一定回数繰返し加えて耐久試験を行う場合に、圧力供給源１から供給経路２を介して供試体Ｗに加圧媒体（圧縮流体）を供給する。そして、供試体Ｗ内の圧力が設定圧力以上になった時に圧力センサー５がこれを検出して開閉弁等のバルブ装置３を閉弁すると共に、リリ−フバルブ４を開放して供試体Ｗ内の圧力を逃がし、また設定圧力に戻ったらバルブ装置３を開弁すると共に、リリ−フバルブ４を閉弁し、一定時間（例えば、３秒以内）繰返し制御を行うものである。
【００２３】
そして、この発明では前記繰返し試験中の供試体Ｗの温度を、温度測定手段６により連続的または間欠的に測定し、その測定値を演算処理装置７に出力する。演算処理装置７では、供試体Ｗの試験開始前の温度と、試験中温度における材料特性を基に演算し、温度変化に対応して供給圧力を制御する。
【００２４】
供給圧力の圧力制御は、供試体Ｗに接続する供給圧力の供給経路２に設けた圧力センサー５をリアルタイムで検出しながら供給経路に設けたバルブ装置３の開度とリリ−フバルブ４の開閉とを演算処理装置７からの圧力制御信号Ｑで制御する。
【００２５】
この発明の実施形態における供試体の圧力耐久試験方法においては、圧力耐久試験時に作用する圧力Ｐは、Ｐ＝Ｐａ×（Ｆｔｙ1 ／Ｆｔｙ）で与えられる。ここで、            Ｐａ：圧力耐久試験前の加圧媒体の作動圧力（一定値）
Ｆｔｙ：圧力耐久試験前の温度における供試体の材料特性（一定値）                Ｆｔｙ1 ：圧力耐久試験中の温度における供試体の材料特性（温度により可変）
供試体の圧力耐久試験方法では、初期値としてはＦｔｙ1 は室温状態の特性を入力しており、Ｐａは一定値である。
【００２６】
即ち、作動圧力（Ｐａ）が一定であっても、供試体に対して繰返し（例えば、15,000回〜20,000回) 作動圧力（Ｐａ）を供給していると、供試体の温度は高くなり（例えば、400 °Ｃ以上) 、この温度上昇と共に供試体の材料特性（強度）は低くなり、作用する圧力（Ｐ）は低値になる。
【００２７】
このような方法により圧力耐久試験を行うことで、図２に示すように、低サイクル数領域では、温度変化が小さいため、作用する圧力はほぼ一定となるが、高サイクル数領域では供試体Ｗの温度が上昇するため作用する圧力を小さく出来る。従って、理論通りの試験を行うことが出来、圧力耐久試験中に供試体が破壊したり、破損する等の不具合を未然に回避させることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の圧力耐久試験方法を実施するための圧力耐久試験装置の概略構成図である。
【図２】従来の圧力耐久試験方法と、この発明の圧力耐久試験方法とを比較した結果を示すグラフ説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｗ  供試体                        Ｑ  圧力制御信号
１  加圧媒体供給手段              ２  供給経路
３  バルブ装置                    ４  リリーフバルブ
５  圧力センサー                  ６  温度測定手段（温度センサー）              ７  演算処理装置
【図１】
2005180954.tif 000003
【図２】
2005180954.tif 000004