ショットブラスト時の鉄板の温度測定について

質問

鉄板にショットブラスト(カットワイヤーを投射)した時の、時間と温度の関係を測定したいのですが、考えているのは、鉄板の裏側にショット粒が当たらないように保護したいくつかの熱電対を貼って、時間ごとの温度上昇の分布を測定しようと思います。この時に鉄板のサイズは100mm×100mmですが、厚みを何mmにしたらいいかわかりません。あまり厚いと表面温度からの熱の伝達が遅く温度にズレが生じそうなため、リアルタイムで鉄板表面(ショット当り面)の実温度を裏側の熱電対から測定するには、いくつの厚みが妥当でしょうか？
鉄板の材質は、炭素鋼(中炭)か普通鋼(SS)を考えています。

回答No.10

noname#230359

＞質問者さんは回答（というよりもイチャモンに近い）に対し
＞真摯に受け答えしたのだから、辛辣な書き込みをした回答者
＞は放置せずに相応のレスをするべきと思う（独り言）

何の資格があってこんなこと行ってるんでしょうね？　アホくさ
他人に余計なおせっかい焼く前に自分の人間見る目を養えばいいのに
厨房じゃあるまいしオナニーを公共の場でやるなよと思う（独り言）

回答No.9

noname#230359

回答（８）です
イチャモンに対して真摯に返信頂きましたので
それなりの回答

さて、本件のショットブラスト装置の寸法はどれくらいでしょう？
まさか、設置面積で１０ｍ四方じゃあないよね
せいぜい大きくて↓程度ですよね？
http://www.sinto.co.jp/product/surface/lineup/shotblast/monorail/index.html
http://www.blast.co.jp/index.php/machine_top/machine/shot/
http://www.amt.amada.co.jp/products/kouki/other/am_f-9050_2.html

と、言う事は　
せいぜいSPCC2.3の端材の３００ｘ３００くらいがあれば実験出来るよね？
そして実験に要する時間もせいぜい数分程度だよね？

これが敷地面積１００ｍ四方のプラントで
昇温するだけで十時間以上かかるようら、おいそれと実験すら出来ない　
実験するだけで数か月前から生産スケジュールの合間を探さなければならない

でも、本件程度なら、極論すれば昼休み時間にだって実験できるよね？

SPCC１．２ｔと２．３ｔと３．２ｔと　
３回程度実験すればそれでオシマイじゃあないかな？
すくなくともそれである程度の傾向とか感触は掴めるでしょう

失敗したくないとか２度手間がイヤだとか
本件もただ単に「２度手間になるのがイヤ」だから質問した
と、言うのが真相では？

私らの時代は２度手間どころか２百度手間３百度手間が当たり前だったんですけどね

「つべこべ文句垂れず３百回ヤレ、３百回やってから文句言え」
などと、怒られた

お礼

回答して頂きありがとうございます。

装置の大きさは、両手幅で収まるほどの小型のテスト機になります。
板サイズは、100mm×100mmで行う予定です。

板厚は1mm前後を想定していましたので、おっしゃる通りいくつかの厚みでテストしたいと考えています。

ありがとうございました。

回答No.8

noname#230359

＞言い方に嫌味があると感じたから、こういう表現を使ったまでです。

嫌味２００％の回答が憑いて当たり前の投稿履歴なんですけど？
それがイヤなら改心して真面目に返信しましょうね

＞あんな言い方されたら、素人は何も質問できないと思います。

真面目に返信してる素人や初心者に嫌味な質問や回答書いてる人は居ないよ

お礼

貴重なご意見ありがとうございます。

投稿履歴によって書き方を変えるのはどうかと思いますが、質問は真面目にしているつもりでいました。嫌味200%の回答を見ると画面を見る気がしなくなり、他の回答に対して返信していなかったのも事実なので、そこは反省し今後使用することがあればきちんと対応していきたいと思います。

回答No.7

noname#230359

全くシチュエーションが異なりますが、機械の熱変位を調べるのに
マトリックス状に熱電対を100か所以上取り付けて測定したことが
あります。
熱源(回転主軸)の変化(回転速度上げ下げ)やオイルクーラのon-off
に対して、6秒毎にレコーダがチャートにプロットしますが、相応に
温度変化を追従して記録し、また温度差分布もそれなりに把握でき
ました。
これは発熱源に対し、機械筐体の熱容量が十分大きかったことが
奏功したと思われます。

翻って□100mmの鉄板ですと熱容量が小さくかつ熱伝導も悪くないので、
ショットのアタリ具合にも左右されますが、一様に昇温しそうな予感が
します。
また鉄板が他の筐体に取り付けられていると、そちらに伝熱するかも
しれません。
鉄板単体の、時間軸の推移による温度変化を調べるのであれば、断熱材
で固定するか、ぶら下げるかが必要でしょう。
悩んでいる時間も勿体ないので、ますはt1.2～1.6程度の鉄板で測定して
みては如何でしょう。

いっぽうで、t6とかの鉄板で熱容量を大きくして測定するのであれば、
回答(4)さんと同意見で、熱電対取付部は5mm深さぐらいまでドリル加工
を施し、表層に近い部分に熱電対を取り付けることを提案します。
近傍に、深さ4mm、3mm、2mmの穴も加工して、深さによる温度分布も同時
に測定することも一案です。

あとは、思いっきり熱伝導の悪い材質・・・ステンレスとかチタンとか
の板にして、それこそポイントごとの温度分布を測ってみることも
アリかもしれません。

測定の目的、精度、時間単位が不明ですが、思いつくままに書き連ねま
した。ひとつでも琴線に触れれば有り難いです。

算術が苦手かつ理屈は皆目わかりませんが、ショットの衝突エネルギーが
熱に変換されるのかな？
研究所や大学ならばきっとシミュレーション解析できるのでしょうね。

お礼

回答、アドバイスありがとうございます。

条件不足のなか、ご回答頂きありがとうございます。
厚みは色々な文献を調べますと、1mm近辺で測定していることが多く、書かれています、1.2mm～1.6mmが妥当かなと考えています。ただ、市販で売っている薄板(冷延鋼板)などだと、0.5mmからありますので、変形や取り付け、表面温度との比較方法を考慮して色々テストしたいと思います。

また、特に追記のご意見理解致しました。
貴重なご意見ありがとうございました。

回答No.6

noname#230359

>>放射温度計やサーモグラフィーで本当に正しく測れるんですか？
それを言い出すと　かわいそうな猫さんが出てきます

猫と月とサイコロ っていう動画参照
消されるといやなのでリンクは張らない
簡単に言うと一滴の水の温度をはかろうとしたとき観測者(温度計)の影響をもろに受けてしまう

>>時間ごとの温度上昇の分布を測定しよう
としてるんだからサーモが一番だと思いますが
↑
見たいのは熱分布であり表面温度の精度はあまりいらない

お礼

回答ありがとうございます。

ショット中の測定になるため、非接触だとどのように測定したらいいか思いつかず、熱電対を裏面に直接貼って測定することを考えました。ただ、ショットが当たる表面を測定するのが一番いいと考えますので、サーモも検討してみます。ありがとうございました。

回答No.5

noname#230359

素人が戯言を言いますが、
放射温度計やサーモグラフィーで本当に正しく測れるんですか？

被測定物の表面性状、メディアや埃の存在など、何かと測定に邪魔する物があって
正しく測定するのはそんなに簡単では無いような気がするのですが、
私の思い過ごしでしょうか？

＃関係無いですが、切削工具の刃先温度を実測する場合は熱電対を使ってる事例を時々見かけます。
　昨今は解析によって実測する以上に詳しい事が分かる様になってきたので、
　測ってる例はあまり見なくなりましたが。

お礼

回答ありがとうございます。

私もショット中の測定になるため、非接触だと障害物などありどのように測定したらいいか思いつかず、熱電対を裏面に直接貼って測定することを考えました。ご意見ありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

表面から裏面に熱が伝わる時間をご心配のようですが、それ以前に、
厚い鉄板はそれだけ熱容量が大きいので、ショットブラストによる
入熱量が一定でも、板厚が厚いほど温度上昇が遅くなります。
従って、ショットブラストによる温度上昇を測定したいならば、
実際に使用する板厚の試料を使うことが適切と思います。

さもなければ、ショットブラスト作業の実態に反して、温度上昇が
定常化するまで十分長時間ショットブラストを継続して温度上昇を
測定する必要があると考えます。

そのうえで、表面から裏面に熱が伝わる時間による補正を行うか、
裏面から表面近くまで達する穴をあけて熱電対を埋め込んで、
表面に近い温度を測定するように工夫することが良さそうに思います。

表面から裏面に熱が伝わる時間については、もう少々調べてから追記
したいと思いますので、締め切らずに待っていてください。

熱に関わる現象を、きちんと理解しようとする技術者が増えてくれる
ことを期待しています。

お礼

回答ありがとうございます。

当初は、あまり厚みを考えずに10mm厚の鉄板を買いましたが、色々検討していくうちに厚みにより熱の伝わり方が変わることに気が付き、少しでも表面に近い厚みにしようと考えました。
結果、10mm厚の裏面から表層近くまで穴を空けて熱電対を埋め込むことを検討しました。また元々1mm程度の鉄板に直接熱電対を貼りつけることも考えています。厚みについては、熱拡散率を勉強して的を得た実験にしていきたいと思います。ありがとうございました。

回答No.3

noname#230359

サーモグラフィティー
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%A2%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%86%E3%82%A3&sa=X&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP744JP744&source=univ&tbm=shop&tbo=u&ved=0ahUKEwiagqyy_OfVAhUIbbwKHfkaDRQQ1TUIhgE&biw=1200&bih=499

何でも売ってんなこの頃

お礼

回答ありがとうございます。

ショット中の測定になるため、非接触だとどのように測定したらいいか思いつかず、熱電対を裏面に直接貼って測定することを考えました。ただ、ショットが当たる表面を測定するのが一番いいと考えますので、サーモも検討してみます。ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

回答ではありませんが、ケミストリーさんが質問No.44785にて誤解が、もとで気分を害しておられるので一言。
あなたの知りたいことが不明確だからMetro Parkさんは、測定目的や測定の必要性を逆に質問しているのですよ。このNo.44785回答(1)のtigerさんも条件がよくわからんとおっしゃっていますが、それに対してなんとも感じませんか？

ケミ｢こういう質問する場所がある以上、聞きたいことのみを質問しています」

それは結構ですが熱測定をする者からすると不明確なことが一杯あり、真剣に回答するには逆に質問したいことが山ほどあります。例えば温度分解能は、どれ位必要(1/1000℃?)なのか絶対値が必要なのか相対的で良いのか、リアルタイムと書かれていますが熱応答時間はどれ位必要なのか。何で板厚が決まっていないのか、ショットの大きさは？etc…そもそも何でこんな難しい？測定をしないといけないのかとか

ケミ｢質問に質問で返したり、嫌な気分になる一言が含まれるのは残念です。「何のため」に回答するのか、付け加える必要性はあるのか。疑問です。｣　
まず、｢この質問に回答する｣のボタンを押すと回答の種類が表示されます。｢回答｣と｢アドバイス｣と｢補足要求｣です。質問内容が具体的でないときは逆に質問してもいいのです。逆質問を受けると言う事は、あなたの質問の前提条件が不明確だからです。
測定の目的がわかれば、温度測定以外の方法も考えてあげるのにと思って逆に質問していると思いますよ。

お礼

ご意見ありがとうございます。

条件不足は全く否定しませんが、素人なのでそこまで細かいことを思いつきませんでした。ただ素人に対するアドバイスとしての書き方ではないと感じました。

質問に質問で返してるとは、言い方に嫌味があると感じたから、こういう表現を使ったまでです。質問するにしてもアドバイス的な言い方があると思います。最後の一言も書く必要ありますか？

あんな言い方されたら、素人は何も質問できないと思います。

回答No.1

noname#230359

条件がよくわからんが２次元放射温度計でもレンタルして
数種の厚さの板で放射温度計と熱電対の差を測ったら？

というか実際のワークに熱電対貼るのはムリだから
放射温度計で測るほうが表面温度は正確に測れるでしょう
https://www.amazon.co.jp/dp/B004P6WZNK/

参考URL：

https://www.amazon.co.jp/dp/B004P6WZNK/

お礼

回答ありがとうございます。

批判に対して優先してコメントしたことを否定はしません。
記載する気を失せさせてしまい申し訳ございません。回答を1日未満に設定していたので、回答頂いた方へは1日間を空けてコメントを考えていました。

ショット中に放射温度計で測定する方法が思いつかず、熱電対を選択しました。非接触の測定でいい方法があれば検討していきたいと思います。ありがとうございました。