JFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）p. 43-48

極厚鋼板の脆性亀裂伝播停止挙動に及ぼす板厚方向靭性分布の影響
Effect of Toughness Distribution in the Thickness Direction
on Brittle Crack Propagation/Arrest Behavior of Heavy Gauge Steel Plate
半田恒久

HANDA Tsunehisa

JFE スチール

スチール研究所

接合・強度研究部

西村公宏

NISHIMURA Kimihiro

JFE スチール

厚板セクター部

主任部員（部長）

主任研究員（課長）・博士（工学）

津山青史

TSUYAMA Seishi

JFE スチール

スチール研究所所長（専務）・博士（工学）要旨
厚肉高アレスト鋼板に必要な，板厚方向特性分布のあり方を明らかにするため，板厚方向の靭性分布が異なる厚肉材の脆性亀裂伝播停止特性を評価するとともに，超広幅混成 ESSO 試験を実施し，靭性分布が長大脆性亀裂伝播停止性能に及ぼす影響について検証した。その結果，脆性亀裂伝播停止靭性値が同じであっても，板厚中央部の靭性が 1/4 t 部および表層部の靭性より高い鋼板は，板厚中央部の靭性が 1/4 t 部および表層部の靭性より低い鋼板よりも，実際に鋼材が使用される温度勾配のない条件において脆性亀裂伝播停止特性に優れ，この優位性は脆性亀裂が長大化しても保持されることが明らかとなった。

Abstract:
Brittle crack arrestability of heavy steel plates with different toughness distribution in the plate thickness direction
was investigated to clarify the optimum distribution of properties in the thickness direction, which is necessary in thedevelopment of heavy steel plates with excellent brittle crack arrest performance. Ultra-wide duplex ESSO tests wereperformed, and the effect of the toughness distribution in the thickness direction on the arrestability of long brittlecracks was studied. Even in plates having the same brittle crack arrest toughness value, plates in which the toughness
at the middle thickness position (1/2 t) is higher than that at the 1/4 t and surface layer positions displayed higher
brittle crack arrestability under no temperature gradient condition which simulates actually applications, than plates
in which the 1/2 t toughness is lower than that at the 1/4 t and surface positions. Furthermore, it is shown that thissuperiority is maintained even in the case of long brittle cracks.

1． はじめに停止させるには，船体設計温度である－10℃において鋼板3/2の脆性亀裂伝播停止靭性 Kca 値を少なくとも 6 000 N/mm
近年，運送効率向上のため，コンテナ船は 10 000 TEU以上にすべきであることが指針として示されている。
また，

13）

（TEU：Twenty foot equivalent unit, 20 フィートコンテナの国際規則積載可能個数を表わす単位）を超える大型船が建造される鋼の開発が求められている。

1, 2）

12）

も発行され，鋼材メーカーには厚肉高アレスト。コンテナ船はその船殻構造から，厚肉材では板厚方向の特性は必ずしも均一とは限らず，上部構造部材である強力甲板やハッチサイドコーミングの脆性亀裂伝播停止性能を支配すると考えられる靭性も板厚高強度・厚肉化が進み，最近では，板厚 70 mm を超える降方向に変化する。板厚方向の靭性分布の制御はアレスト特ようになってきている22

伏点 390 N/mm 級鋼や降伏点 460 N/mm 級鋼が適用されている3-5）。

性を向上させるためのひとつの手段と考えられるが，この様な特性分布が実際の構造物で必要とされる脆性亀裂伝播停溶接構造物である船舶においては，万一溶接部から脆性止性能に与える影響について研究した例は少ない。本研究

亀裂が発生しても，その伝播を停止させて船舶全体の破壊では，厚肉高アレスト鋼板に必要な，板厚方向特性分布のを防止する考え方が基本となっている。厚肉の船体構造用あり方を明らかにするため，板厚方向の靭性分布が異なる鋼板のアレスト性能に関しては，これまで大型実証実験を厚肉材の脆性き裂伝播停止特性を評価するとともに，超広含む数多くの研究

6-11）がなされ，溶接部に沿って直進伝播した長大脆性亀裂を，板厚 50 mm を超える厚肉鋼板母材で幅混成 ESSO 試験を実施し，靭性分布が長大脆性亀裂伝播停止性能に及ぼす影響について検証した。

2013 年 9 月 5 日受付－ 43 －

極厚鋼板の脆性亀裂伝播停止挙動に及ぼす板厚方向靭性分布の影響

2． 極厚鋼板のアレスト性能に及ぼす
板厚方向靭性分布の影響
2.1

対し 1/4 t および 3/4 t 部で亀裂が先行するスプリットネイル状の様相を呈していることである。

供試鋼

2.32供試鋼には降伏点 355 N/mm 級の板厚 60 mm の厚鋼板を用いた。機械的特性を表 1 に示す。鋼 A は表層，1/4 t 部， 度勾配のない条件下における
温供試鋼のアレスト性能

2.3.1

1/2 t 部に従いシャルピー衝撃試験の靭性が低下するように温度平坦型 ESSO 試験方法

脆性亀裂伝播停止靭性 Kca は，通常 0.25～0.35℃/mm 程12）製造した材料であるのに対し，鋼 B および鋼 C は逆に表層度の温度勾配のある条件下で測定されるおよび 1/4 t 部に対し 1/2 t 部の靭性が向上するように製造しが使用される条件は一定温度条件下であることが多い。そた材料である。

こで，現実により近い温度勾配の無い条件下での脆性亀裂2.2が，実際に鋼板停止性能を評価するため，温度平坦型 ESSO 試験

供試鋼の脆性亀裂伝播停止特性14）を実施した。図 2 に試験片形状および試験方法を示す。脆性亀裂

供試鋼の脆性亀裂伝播停止靭性 Kca を把握するため，温を発生させるため，亀裂発生部（ノッチ部）が低温になるよ

度勾配型 ESSO 試験（Kca 試験）を実施した。試験方法は

うに試験片の上半分（亀裂発生側半分）には温度勾配型

Kca 試験方法12）

ESSO 試験と同様に 0.3℃/mm の温度勾配を付与した。一方，に準拠した。

図 1 に温度勾配型標準 ESSO 試験結果を示す。船体設計
3/2

温度－10℃における Kca 値は鋼 A が 4 400 N/mm ，鋼 B
3/2が 7 200 N/mm

3/2

お よ び 鋼 C が 6 500 N/mm

試験部である試験片の下半分は温度勾配をなくし温度一定とした。
3/2

一般に，鋼板の Kca が 6 000 N/mmで あ っ た。

ここで特徴的なことは，写真 1 に示すように破面形態が鋼 A以上あれば，実際の条件下では脆性亀裂は停止すると考えられている6-12）。本

では板厚中心部が表層に対し亀裂が進行する一般的なサムネイル状であるのに対し，鋼 B および鋼 C は板厚中心部に

表 1 供試鋼の機械的特性
Table 1
Steel

Mechanical properties of steel plates tested

Thickness
YSTS22(mm) (N/mm ) (N/mm )AB

60C(a) Steel AvTrs ( C)
1/2 t

1/4 t

Surface375

525−36−70−85389

491−108−84−73393

491−111 −106−87(b) Steel B

YS: Yield strength
TS: Ultimate tensile strengthvTrs: Charpy transition temperature

10 000(c) Steel C
Kca＝5 800 N/mm3/2

3.5−404.0
1 000/TK (K−1)

Kca: Brittle crack arrest toughness−60（℃）
4.55.0

TK: Brittle crack arrest temperature

Rolling direction
500

図1 温 度勾配型 ESSO 試験結果と温度平坦型 ESSO 試験結果の比較
Fig. 1Comparison of flat temperature-type ESSO test results
and temperature gradient ESSO test results

JFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）

unit : mm

図 2 温度平坦型 ESSO 試験方法
Fig. 2－ 44 －Impact load

Brittle crack

Test aria

3.0−200Temperature

Stress (221N/mm2)

Solid: Temperature flat-type
Open: Temperature gradient-type

20

Crack running aria

60

Steel A
Steel B
Steel C500

: Arrest: Propagate

Crack arrest length

Kca (N/mm3/2)

1 000

写真 1 温度勾配型 ESSO 試験片破面
Photo 1 Example of fracture appearance of ESSO test specimen

Flat temperature-type ESSO test method

極厚鋼板の脆性亀裂伝播停止挙動に及ぼす板厚方向靭性分布の影響研究では，脆性亀裂の伝播および停止挙動に及ぼす板厚方破面と比較して示す。鋼 B および鋼 C の温度平坦型 ESSO

向の靭性分布の影響を調査する目的で，脆性亀裂が試験部試験片の破面は温度勾配型と同様にスプリットネイル状をを あ る 程 度 伝 播 す る よ う に， 試 験 部 へ の 突 入 K 値 が呈しているが，板厚中心部に対する 1/4 t 部および 3/4 t 部近3/2

6 000 N/mm

3/2よりも高い 7 000 N/mmとなるように応力2221 N/mm を 負 荷 す る と と も に， 試 験 部 の Kca 値 が3/2

6 000 N/mm

3/2よりも少し低い 5 800 N/mm

傍での亀裂先行の程度は温度勾配型に比べてより顕著になっていた。となる温度に以上のとおり，板厚方向の靭性分布を変化させることによ

試験部の温度を設定して，温度平坦型 ESSO 試験を実施す

り，同一 Kca 条件においても全厚でのアレスト特性が変化し，ることとした。

1/2 t 部性能が表層および 1/4 t 部性能より高い鋼板の方が2.3.2

1/2 t 部性能が表層および 1/4 t 部性能より低い鋼板より，実温度平坦型 ESSO 試験結果

温度平坦型 ESSO 試験結果を表 2 および図 1 に示す。Kca
3/2が 5 800 N/mmを示す温度条件下において，鋼 A では脆際に鋼材が使用される温度勾配のない条件において，脆性亀裂アレスト特性が優れることが明らかとなった。

性亀裂は試験部でアレストせずに貫通した。これに対し，
鋼 B および鋼 C では脆性亀裂は試験部をそれぞれ 70 mmおよび 30 mm 伝播した後，試験部内でアレストした。温度

3． 長大脆性亀裂アレスト性能に及ぼす板厚方向靭性分布の影響の検証

平坦型 ESSO 試験条件の破壊駆動力は，温度勾配型 ESSO試験よりも高く設定されているため，温度平坦型 ESSO 試

実際の構造物においては，万一発生した脆性亀裂が長い

験において脆性亀裂は伝播するはずであるが，伝播したの距離を伝播し，長大化する可能性も考えられる 。本章にお6）

12）は鋼 A のみで，鋼 B および鋼 C では脆性亀裂はアレストすいては，超大型試験（超広幅混成 ESSO 試験る結果となった。

長大脆性亀裂の伝播阻止性能に及ぼす板厚方向靭性分布の

写真 2 に温度平坦型 ESSO 試験片の破面を温度勾配型の影響を検証した。

3.1

表 2 温度平坦型 ESSO 試験結果
Table 2）を実施し，超広幅混成 ESSO 試験方法

供試鋼は鋼 A および鋼 C である。脆性亀裂を発生・伝播

Results of flat temperature-type ESSO test

Test condition
Thickness*1*2Steel
Test result
K
Temperature Kca(mm) Stress2
3/2
3/2(N/mm ) (N/mm )( C) (N/mm )させる助走板は，亀裂伝播中の分岐を避けるためエレクトロA継手から図 3 に示す超広幅混成 ESSO 試験片を加工した。

3B602217 000−22板の突合せ溶接は完全溶込 CO2 溶接とした。作製した溶接

Propagate
5 800−13C

ガスアーク溶接継手（板厚 60 mm）とし，助走板と供試鋼

Arrest試験片の初期切欠は，溶接残留応力により亀裂が溶接部かArrestら逸脱することを避けるため，窓枠型の機械切欠＊1Applied stress intensity factor (Fracture driving force)＊2
Brittle crack arrest toughness Kca of test aria

Steel

Temperature gradient
ESSO test12）とした。

試験機タブ板は，タブ板と試験片間の応力波の反射と試験中の荷重低下を極力抑えるため，試験片厚と同じものを選択し，荷重負荷点間距離は 10 m に設定した。本試験条件

Temperature flat-type
ESSO test

は，応力反射のない実際の条件とほぼ等価な荷重条件となっ200 200

ACrack runningplateNotch

1 200B
EGW WeldStress(257 N/mm2)C

CO2 WeldRolling direction

800

Test plate

写真 2 温 度勾配型 ESSO 試験と温度平坦型 ESSO 試験で得られた脆性亀裂停止部の破面様相の比較
Photo 2 Comparison of crack arresting appearance of temperature
gradient ESSO specimens and that of flat temperaturetype ESSO specimen－ 45 －unit: mm

図 3 超広幅混成 ESSO 試験片形状
Fig. 3Dimension of ultra-wide duplex ESSO test specimen
JFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）

極厚鋼板の脆性亀裂伝播停止挙動に及ぼす板厚方向靭性分布の影響性が優れることが明らかとなった。また，このような差は，SteelAC

Test temperature
(℃)

3−13

Applied stress(N/mm2)
Kca at test
temperature(N/mm3/2)

万一発生した脆性亀裂が実構造物において長大化した場合においても保たれることが 3 章の超広幅混成 ESSO 試験に257より確認された。本節においては，このような差が生じた原

5 800

験結果を比較した結果について考察する。先に述べたとおNotch

り，温度平坦型 ESSO 試験条件の破壊駆動力は，温度勾配

Brittle crack

Brittle crack

Test
plate

まず，温度勾配型 ESSO 試験結果と温度平坦型 ESSO 試

Notch

Crackrunning
plate
Crack path of
the ultra-wide
duplex ESSO
test

因について考察する。

Crackrunning
plate型 ESSO 試験よりも高く設定されているため，温度平坦型
ESSO 試験において脆性亀裂は伝播するはずであるが，伝播したのは鋼 A のみで，鋼 B および鋼 C では脆性亀裂はアレストした。この原因として，脆性亀裂伝播停止靭性（Kca）

Crack arrest

Test plateの測定値には，試験部の温度勾配が影響することが考えられる。図 4 に，脆性亀裂伝播停止靭性（Kca）の測定値にTest plate
Fracture surface
around the crackarrest position7）及ぼす試験部の温度勾配の影響を調査した例

Arrest7）を示す。供2

試鋼は降伏点 355 N/mm 級の板厚 50 mm の厚板であり，120 mm

ResultPropagate

本研究で用いた鋼 A と同様に脆性亀裂停止部が一般的なサArrest

ムネイル状の破面形態を示す鋼である。このような一般的な

Kca: Brittle crack arrest toughness

鋼の場合，図 4 に示すとおり，温度勾配が小さくなると，脆

写真 3 超広幅混成 ESSO 試験結果
Photo 3性 亀 裂 伝 播 停 止 靭 性（Kca） は 高 く な り， 温 度 勾 配Results of ultra-wide duplex ESSO test

0.25℃/mm 程度で温度勾配のない条件（実条件）と同等にKca 値を評価できることになる。
脆性亀裂伝播停止靭性値（Kca）が温度勾配の影響を受けていることが動的 FEM（有限要素法）解析により確認され15）。試験は，容量 80 MN の試験機を用い，温度平坦るのは，図 5 に示すように，温度勾配により破面形態が変型 ESSO 試 験 と 同 様 に， 試 験 体 を 試 験 板 の Kca が化するためと考えられている。伝播中の脆性亀裂は亀裂前ている

3/2

5 800 N/mm16）を示す温度に冷却し 60 分以上保持の後，降縁がほぼ直線状の板厚貫通亀裂である

2

靭性分布がある場合，脆性亀裂は相対的に靭性の高い部位

伏点 390 N/mm 級の鋼板の最大許容応力である公称応力2ので，板厚方向に257 N/mm に相当する荷重を付与し，機械切欠部に打撃をでまず停止し，相対的に靭性の低い部位では遅れて停止す与えて脆性亀裂を発生・伝播させて行なった。

ると考えられる。この場合，温度勾配がある条件では，靭3.2性の高い部位で脆性亀裂が停止した後，靭性の低い部位の超広幅混成 ESSO 試験結果

脆性亀裂は，より温度の高い部位（より靭性の高い部位）

写 真 3 に 超 広 幅 混 成 ESSO 試 験 結 果 を 示 す。Kca が3/2に突入するため，温度勾配が無い場合よりも短い距離で停を示す温度条件下において，長大脆性亀裂は，止する。このため，図 5 に示すように，亀裂停止位置の差鋼 A では試験板でアレストせずに貫通した。これに対し，が小さくなり，亀裂先端形状は温度勾配がない条件よりも5 800 N/mm

鋼 C では脆性亀裂は試験板を 120 mm 程度伝播した後，試験板内でアレストした。また，鋼 C では温度平坦型 ESSO

10 000試験と同様に顕著なスプリットネイル状の破面を呈している
Kca (N/mm3/2)

ことが確認された。

4． 脆性亀裂アレスト性能に及ぼす板厚方向アレスト性能分布の影響に関する考察
2 章の実験から，板厚方向の靭性分布を変化させることに

30

1 000

3.2部性能が 1/4 t 部性能より低い鋼板より，実際に鋼材が使用される温度勾配のない条件において，脆性亀裂アレスト特JFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）

－ 46 －

100−10−20−30（℃）

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

1 000/TK (K−1)

より，同一 Kca 条件においても全厚でのアレスト特性が変化し，1/2 t 部性能が 1/4 t 部性能より高い鋼板の方が 1/2 t

20

Temperature gradient: 0.25℃/mm
Temperature gradient: 0.50℃/mm
Duplex ESSO: Propagate (Temperature gradient: 0℃/mm)
Duplex ESSO: Arrest (Temperature gradient: 0℃/mm)

Kca: Brittle crack arrest toughness

TK: Brittle crack arrest temperature

図 4 Kca 値に及ぼす温度勾配の影響
Fig. 412)
12)

Effect of temperature gradient on Kca

極厚鋼板の脆性亀裂伝播停止挙動に及ぼす板厚方向靭性分布の影響

60

ArrestArrest200 1 400
Brittle crack
ArrestBrittle crack

Point A
(Crack tip)(a) Model 1 (Thumb nail model)

ArrestB

CrackB1X

B

Schematic illustration about effect of temperature
gradient on fracture surface of ESSO test specimen

Point A
(Crack tip)

20

Fig. 52 40020

図 5 ESSO 試験片破面形態に及ぼす温度勾配の影響模式図

6020

Split nails

X6 800Thumb nailt=60 mm

Brittle crack

20 10Brittle crack

B-B (Cross section of B1)
X

257 N/mm2Fracture appearance around Temperature gradient ESSO test Flat temperature-type ESSO test/
Ultra-wide duplex ESSO test(Kcatest)
the crack arrest position

unit: mm(b) Model 2 (Split nails model)

図 6 応力拡大係数の計算に用いた FEM モデル

直線的になる。
Kca 試験方法

Fig. 612）

においては，破面形態が変化することにFinite element method (FEM) models for calculation ofstress intensity fator

よる Kca 値の過小評価を避けるため，温度勾配を 0.25～
Drop ratio of stress intensity factor,K/KX＝00.35℃/mm の範囲とすることを定めている。本研究で用いた鋼 A については，一般的なサムネイル状の破面形態を示すため，Kca 試験（温度勾配 0.3℃/mm の ESSO 試験）により，温度勾配のない条件（実条件）と同等に Kca 値が評価され，図 1 に示したとおり，破壊駆動力を高く設定した温度平坦型 ESSO 試験において脆性亀裂が伝播したものと解釈できる。
これに対し，スプリットネイル状の破面形態を示す鋼 B
および鋼 C においては，温度勾配型 ESSO 試験での Kca 値が，1.2
1Model 1 (Thumb nail model)
Model 2 (Split nails model)

0.8
0.6
0.40.2温度勾配のない条件（実条件）よりも小さく見積もられていることになるが，安全側評価となるので，温度勾配型 ESSO

050100150200250
Crack length in the test plate, X (mm)300試験でこれらの鋼材の Kca 値を評価することは実用上は問図 7 破面形態の変化による応力拡大係数低下の解析結果題ないといえる。写真 2 に示したように，スプリットネイル

Fig. 7状の破面形態を示す鋼では，Kca 試験（温度勾配 0.3℃/mm

Relationship between crack length in the test plate X
and drop ratio of stress intensity factor obtained byfinite element method (FEM) analysisの ESSO 試験）と温度平坦型 ESSO 試験における亀裂停止部の破面形態が大きく異なっている。この違いを，図 5 に一般的なサムネイル状の破面の場合と比較して模式的に示す。
脆性亀裂停止位置は，通常，最長伝播部で定義する

12）が，張応力を付与した。応力拡大係数は，FEM 解析から求まるJ 積分値を変換して求めた。

亀裂最長伝播部における応力拡大係数の値（破壊駆動力）

図 7 に破面形態の変化による応力拡大係数低下の解析結は 破 面 形 態により大きく異なる可 能 性 がある。そこで，果を示す。Model 2 のスプリットネイル状亀裂のように，試FEM 解析により，亀裂最長伝播部の応力拡大係数の値を評

験板突入後，表層および板厚中心で亀裂が進行せず 1/4 t 部価した。図 6 に FEM 解析モデルを示す。解析対象は超広幅付近を中心に亀裂が進展すると仮定すれば，亀裂最先端で混成 ESSO 試験とし，板厚中心部が表層に対し亀裂が進行ある 1/4 t 部付近の応力拡大係数はその亀裂の進行にともなする一般的なサムネイル状の破面形態を模擬したモデル

い低下することになる。たとえば亀裂長さの差が 100 mm の（Model 1）と，板厚中央部に対し 1/4 t 部および 3/4 t 部近場合，一般的なサムネイル状亀裂（Model 1）の応力拡大係傍で亀裂が先行するスプリットネイル状の破面形態を模擬数に対し半分以下となるため，よりアレストしやすくなるもしたモデル（Model 2）を解析した。助走板を伝播してきたのと考えられる。一方，通常の表層で亀裂が進行せず，板長大脆性亀裂先端の応力拡大係数が試験板に突入後どのよ厚中心が亀裂の最先端になる場合は，亀裂進展に伴う応力うに変化するのかを調べるため，亀裂先端位置を助走板と拡大係数の低下がスプリットネイル状の破面形態を示す材

試験板の境界の位置から試験板側に，0，50，100，250 mm

料に比較して小さく，比較的亀裂が進展しやすいということと 変 化 さ せ た。 モ デ ル は 完 全 弾 性 体（ ヤ ン グ 率＝になる。

22

206 000 N/mm ，ポアソン比＝0.3）とし，257 N/mm の引－ 47 －以上のことから，
鋼 B および鋼 C のように，表層および 1/4 tJFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）

極厚鋼板の脆性亀裂伝播停止挙動に及ぼす板厚方向靭性分布の影響部に対し板厚中央部の靭性が高い鋼板においては，脆性亀

参考文献

裂伝播停止部がスプリットネイル状破面となり，鋼 A のよ1）長塚誠治．KANRIN. 2007-03, no. 11, p. 10.
2）たとえば，http://www.ship-technology.com/projects/triple-e-class/

うな一般的なサムネイル状破面を呈する鋼板よりも脆性亀3）森茂博，田中幸子，田中義雄，廣田一博．KANRIN. 2009-05, no. 24,

裂最先端の応力拡大係数がより低下し，特に実際に鋼材がp. 18.
4）西村公宏，半田恒久，橋本正幸．JFE 技報．2007-11, no. 18, p. 18.

使用される温度勾配のほとんどない条件において，脆性亀5）一宮克行，角博幸，平井龍至．JFE 技報．2007-11, no. 18, p. 13.

裂の伝播阻止に有利になると考えられる。

6）Yamaguchi, Y.; Yajima, H.; Aihara, S.; Yoshinari, H.; Hirota, K.; Toyoda,

5． おわりにT.; Kawabata, T.; Tani, T. ISOPE-2010. p. 71.
7）Kawabata, T.; Matsumoto, K.; Ando, T.; Yajima, H.; Aihara, S.; Yoshinari,M.; Kiyosue, T.; Tanaka, S.; Okabe, T.; Kageyama, K.; Funatsu, Y.; Handa,H.; Hirota, K.; Toyoda, M.; Kiyosue, T.; Inoue, T.; Handa, T.; Tani, T.
ISOPE-2010. p. 80.

厚肉高アレスト鋼板に必要な，板厚方向特性分布のあり

8）Handa, T.; Matsumoto, T.; Yajima, H.; Aihara, S.; Yoshinari, H.; Hirota, K.;

方を明らかにするため，板厚方向の靭性分布が異なる厚肉

Toyoda, M.; Kiyosue, T.; Inoue, T.; Kawabata, T.; Tani, T. ISOPE-2010.
p. 88.

材の脆性亀裂伝播停止特性を評価するとともに，超広幅混9）Inoue, T.; Yamaguchi, Y.; Yajima, H.; Aihara, S.; Yoshinari, H.; Hirota, K.;
Toyoda, M.; Kiyosue, T.; Handa, T.; Kawabata, T.; Tani, T. ISOPE-2010.
p. 95.

成 ESSO 試験を実施し，靭性分布が長大脆性亀裂伝播停止性能に及ぼす影響について検証した。得られた知見を以下に示す。
（1）1/4 t 部に対し板厚中央部の靭性が高い鋼板においては，脆性亀裂伝播停止部がスプリットネイル状の破面形態

10）Kubo, A.; Yajima, H.; Aihara, S.; Yoshinari, H.; Hirota, K.; Toyoda, M.;
Kiyosue, T.; Inoue, T.; Handa, T.; Kawabata, T.; Tani, T.; Yamaguchi, Y.
ISOPE-2012. p. 36.
11）Sugimoto, K.; Yajima, H.; Aihara, S.; Yoshinari, H.; Hirota, K.; Toyoda, M.;
Kiyosue, T.; Inoue, T.; Handa, T.; Kawabata, T.; Tani, T.; Usami, A.
ISOPE-2012. p. 44.となる。
（2）板厚中央部の靭性が 1/4 t 部の性能より高いスプリット
ネイル状破面形態を呈する鋼板は，同一 Kca 条件で比較した場合，板厚中央部の靭性が 1/4 t 部の性能より低い鋼板よりも，実際に鋼材が使用される温度勾配のない条件においてより優れた脆性亀裂伝播阻止性能を示す。

12）脆性亀裂アレスト設計指針．日本海事協会．2009．
13）“Requirements for Use of Extremely Thick Steel Plates.” IACS. UR S33,
2013-01.
14）津山青史，竹内佳子，西村公宏，半田恒久．溶接学会論文集．2012,vol. 30, no. 2, p. 188.
15）半田恒久，伊木聡，遠藤茂，津山青史，潮海弘資．溶接学会論文集．
2012, vol. 30, no. 3, p. 213.
16）三村宏．圧力技術．1993, vol. 31, p. 58.

（3）このようなスプリットネイル状破面を呈する鋼板の優位性は，脆性亀裂が実構造物において長大化した場合においても保たれることが，超広幅混成 ESSO 試験により検証された。
（4）脆性亀裂伝播停止部がスプリットネイル状破面となる鋼板が，一般的なサムネイル状破面を呈する鋼板よりも，温度勾配のない条件において優れた脆性亀裂伝播阻止性能を示すのは，亀裂最先端部の亀裂進展による応力拡大係数の低下がより顕著になるためと考えられ半田る。

JFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）

－ 48 －恒久西村公宏

津山青史