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スチールパイプ引張試験のための試験片の形状とクランプ方法について
- スチールパイプ(STKM材・断面丸)の引張試験について、試験片の形状とクランプ方法を調査しています。
- 断面が丸のままだと強度や溶接部の問題があります。試験片を短冊状に切断することで解決できる可能性がありますが、挟むクランプによる変形や破断のリスクもあります。
- スチールパイプ引張試験における最適な試験片の形状とクランプ方法について、アイディアを募集しています。
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チャック可能なジグを用意します。チャックは平板または棒状用に合わせます。パイプ側は内径に合わせて 段付き加工しておきます。パイプ側にスプリングピンを数本打ち込みます。 スプリンピン二重剪断強度＞パイプ強度になるようにピンのサイズと本数を選びます。以上参考になれば 幸いです。
規格に準じた手法かは定かではないですが、以下の経験談でアドバイスします。 30年ほど前に、スポット溶接強度確認で、ナゲット径を確認をしておりました。 ところが、厚板スポット溶接(稀な場合)や高張力鋼板スポット溶接(この頃から使用が始まり 増加)では、ナゲット確認が困難になった。 (ナゲット面積×応力 ＜ ナゲット円筒面積×応力 となるために) そこで、板の引張試験で、ナゲット(せん断)強度を簡単に確認することになった。 簡易引張試験の仕様は、 ※ パワー源はエア ※ パワーの増幅機器は、ニューマロック ※ 板のクランプ機構は、楔作用を利用したクランプを自主製作 で設計製作した。 さて、パイプのクランプは、楔作用を利用したクランプを自主製作してはいかがでしょう。 上述の経験や、コレットチャックを設計製作した経験からのアドバイスです。 楔作用を利用したクランプやコレットチャックを設計製作した経験がなくても大丈夫。 TSUBAKIさんのパワーロックを上手に使用して、パイプをロックします。 ? パイプ内側には、インサートできるブロックを隙間最小限で製作する (内側の溶接凸は、インサートブロックの一部を凹溝にして対処する) インサートブロックを利用して、引張試験に接続させる ? TSUBAKIさんのパワーロック締付け径とパイプ外径の差が生じます その差を逆に利用して、間座的な役割のスペーサー設ける そのスペーサーを円周方向に隙間設定し当分割して、締付け易くする そのスペーサーの軸方向ズレに対しては、段付き仕様でワンウエイ規制できる にて対処できませんか？ 問題は、パワーロックの締付け代とパイプ公差の関係ですが、いけると思います。 セット時に、パイプを若干温めたり冷やしたりして、個々のパイプ誤差を修正したらです。 若しくは、ドリルチャック等を利用してとかなら、インサートブロックも不要だし、締付け代 も大きいので、対応は可能です。 検討してみてください。 【訂正】 若しくは、ドリルチャック等を利用してとかなら、インサートブロックも不要だし、締付け代… ↓ 若しくは、ドリルチャック等を利用してとかなら、スペーサーも不要だし、締付け代… ドリルチャック等の利用も有効です。
お礼
アドバイスありがとうございます。 自主製作はぜひともやってみたいものです。 確かにこの方法ならパイプ形状のものでも試験できそうですね。 しかし、パイプTSUBAKIさんのパワーロックを使用する際に表面粗さ指定があることが少しネックです。 この方法について前向きに検討してみます。
JIS G 3444:2010「一般構造用炭素鋼鋼管」中にSTKMが規定されているが当然検査にも規定がある JIS Z 2241：2011「金属材料引張試験方法」の中、表2.3-試験片の使用区分が規定されており 管の直径毎に明確な試験片形状が規定されているので、これに従って試験を行えばメーカーとの 比較なども可能になる筈であるから私ならばJISに則っるべきであろうと思います。 私は、検査の人間では無いので地元工業試験場に直接、聞かれた方が細かいクランプ方法などの 資料などもあるかも知れませんので、一度、連絡を取って行った方が勉強にも成ろうかと思う このような手段を沢山持つことが問題解決を素早く的確にできるようになる方法だと思います
お礼
ありがとうございます。 JISのZ2241は知りませんでした。 工場に聞いたほうがよいのは確かにそのとおりですね。 これから探してみようと思います。
お礼
ありがとうございます。 ピンを使う方法ですね。 その方法ですとピン穴加工した部分の応力集中が気になりますが、ぜひ参考にさせていただきます。