衝撃試験証明書: Charpy 方法、試験温度および証明書に含まれるべき内容

衝撃試験証明書は、材料または溶接部から採取した試験片に対して実施された Charpy V-ノッチ衝撃試験の結果を記録します。指定された低温での材料の脆性破壊に対する抵抗性を定量化します。これは、環境温度以下で動作する圧力容器、パイプライン、および構造部品の重要な特性です。

クイック回答

---

衝撃靭性が重要な理由

温度の低下に伴い、金属は延性-脆性遷移 (DBTT) を示す可能性があります。遷移温度以上では、破壊は延性（相当なエネルギーを吸収、塑性変形）です。それ以下では、破壊は脆性（低い吸収エネルギー、変形が少ない、壊滅的破壊）です。

炭素鋼および低合金鋼の場合、この遷移は成分および微細構造に応じて -50°C から +50°C の範囲で発生します。オーステナイト系ステンレス鋼およびほとんどのニッケル基合金は延性-脆性遷移を示さず、極低温で靭性を保ちます。

寒冷地、極低温サービス、および LNG アプリケーションで動作する圧力容器には、最低設計金属温度 (MDMT) で保証された最小靭性を持つ材料が必要であり、壊滅的な脆性破壊を防ぎます。

---

Charpy V-ノッチ試験方法

試験片形状: 中点に 2 mm 深、45° の V ノッチを持つ 10 mm × 10 mm × 55 mm バー。材料厚さが全サイズ試験片に不足する場合、小型試験片（7.5 mm × 10 mm または 5 mm × 10 mm）が使用されます。

試験手順 (ASTM A370, EN ISO 148-1):

1. 試験片を液体浴で指定された試験温度に冷却（または加熱）し、除去後 5 秒以内にアンビルに移す
2. 300 J（以上）のペンデュラムハンマーがノッチの反対側の面で試験片を打つ
3. 試験片が破壊するときに吸収されるエネルギーは、ペンデュラムの残留スイングから測定される
4. 破断面を検査する — せん断面積の割合および側方展開も報告される場合があります

単位: EN 標準によればジュール (J); ASTM によればフィート-ポンド (ft-lb)。換算: 1 ft-lb = 1.356 J。

---

試験温度の選択

試験温度は設備の MDMT に基づいて選択されます:

溶接手順認定 (ASME IX QW-406.31) の場合、必要な Charpy 試験温度は補足的本質的変数衝撃試験が呼び出されるとき、参照コード（例: ASME VIII-1 または B31.3）で指定されます。

---

最小エネルギー要件

受け入れ基準はコードおよび用途によって異なります。一般的なベンチマーク:

小型試験片の場合、最小値は比例的に削減されます。ASME VIII-1 UG-84(b)(4) は修正係数を指定します。

---

衝撃試験証明書に含まれるべき内容

1. 材料識別 — ヒート/ロット番号、仕様、グレード、製品形状、寸法
2. 試験研究所 — 名前、ISO 17025 認定番号
3. 適用試験標準 — ASTM A370 または EN ISO 148-1
4. 試験片寸法 — 全サイズまたは小型（該当する場合は削減係数を明記）
5. ノッチ方向 — 圧延方向に対して横方向 (T-L または T-S) または纵方向 (L-T); 方向は結果に大きく影響
6. 試験温度 — 指定および実際（浴温度および校正参照）
7. 個別試験片の結果 — 各試験片の吸収エネルギー（通常、セットあたり 3 個の試験片）
8. 平均吸収エネルギー — 3 つの結果から計算
9. 破断面の外観 — せん断面積 %（必要な場合）
10. 側方展開（仕様で要求される場合）
11. 合格 / 不合格 (述べられた受け入れ基準に対して)
12. 技術者署名および研究所の認可

---

溶接衝撃試験 (PQR)

溶接手順認定に衝撃試験が必要な場合、試験片は 3 つの位置から採取されます:

• 溶接金属 (WM): 溶接堆積物の中央に配置された試験片
• 融合線 (FL): 溶接と母材の間の融合線の中央に配置されたノッチ
• 熱影響部 (HAZ): 融合線から熱影響部へ 2 mm のノッチ

3 つのセット全て最小エネルギー要件を満たす必要があります。熱影響部の結果は、粗粒子熱影響部の微細構造が母材または溶接堆積物ほど靭性が低い傾向があるため、合格が最も困難です。

---