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K 7020 : 1998 (ISO 10928 : 1997)
0以外の時間,6分間又は50年間が個別規格中に特定されている場合,設計値,Vt, dを求めるため,式(41)
(4.2.2.2参照)を用いなければならない。
図7 特性試験値
4.4.2.3 最小直線と製品データ間の関係(図7参照)
0以外の時間,6分間又は50年間が個別規格中に特定されている場合,設計の最小値,Vt, minを求めるた
め,次の式を用いなければならない。
log Vt, min=amin+ (b×log t) (46)
ここに, Vt, min : 与えられた時間,tに対する最小特性値
b : 最小及び平均直線の傾き
amin : 最小直線の定数
amin=a+ 椀 (47)
ここに, a : 平均特性値直線の定数[式(1)参照]
V,0 min
min log (48)
V,0m
4.4.2.4 特定の時間,t経過後の設計特性値,Vt, dの一致(図7参照)
設計直線に対する破壊に至るまでの時間,td,又は最小直線に対する破壊に至るまでの時間,tminは,次
の式のうち適切な一つを用いて確認しなければならない。
logVtd,ad
log td (49)
b
amin
logVt, min
log tmin (50)
b
4.4.3 方法2−非破壊試験データによる確認
備考 長期設計又は物性挙動の確認に対する非破壊試験には,通常クリープ試験を用いる。試験時間,
tcの期間及び関連する特性要求は個別規格の規定に従うものとする(4.4.1参照)。
4.4.3.1 設計及び/又は最小直線及び製品の試験結果間の関係
これらの関係には,4.4.2.1に規定する仮定及び要求が適用可能である。
――――― [JIS K 7020 pdf 21] ―――――
21
K 7020 : 1998 (ISO 10928 : 1997)
4.4.3.2 設計直線と製品データ間の関係
0以外の時間,6分間又は50年間が個別規格中に特定されている場合,設計値,Vt, dを求めるため,式(41)
及び(44)同じく式(46),(47)及び(48)(4.2.2.2参照)を用いなければならない。
4.4.3.3 最小直線と製品データ間の関係
4.4.3.3.1 線形関係(図7参照)
線形関係の場合,仮定,手順及び式については4.4.2.3の規定が適用可能である。
4.4.3.3.2 二次多項式関係(原理は図7参照)
0以外の時間,6分間又は50年間が個別規格中に特定されている場合,設計の最小値,Vt, minを求めるた
め,次の式を用いなければならない。
log Vt, min=Cmin+ (d×log t) + [e× (log t) 2] (51)
ここに, Vt, min : 与えられた時間,tに対する最小特性値
d, e : 最小及び平均回帰直線に関する係数
cmin : 最小直線の定数
cmin=c+ 椀 (52)
ここに, c : 平均特性値直線の定数[式(26)参照]
V,0 min
min log (53)
V,0m
4.4.3.4 特定の時間,t経過後の設計特性値,Vt, dの一致(図7参照)
製品が個別規格に定める時間,tcの後,設計値,Vt, d又はVt, minに一致することを確認するため,tをtc
に置きかえたとき,次の式を用いて対応する値を求めなければならない。
線形関係の場合,
log Vt, d=ad+ (b×log t) (41)
log Vt, min=amin+ (b×log t) (46)
二次多項式曲線関係の場合,
log Vt, d=cd+ (d×log t) + [e× (log t) 2] (44)
log Vt, min=cmin+ (d×log t) + [e× (log t) 2] (51)
4.5 設計と製品性能値の有効性を計算する手順の検証例
4.5.1 一般
4.5.2及び4.5.3に示すデータを用い,計算手順を確認し,pt, d,tmin,St, d及びSt, minの計算結果が,計算例
の±0.1%以内にあることを確認する。
4.5.2 例3 : 線形関係−破壊試験による破壊挙動
4.5.2.1 問題
一連の管が,4.3.2に規定する設計を基に製造された。試験片の特性は,短期(初期破壊)及び長期(100
時間)圧力強さ試験によって測定された。短期試験結果を表10に示す。試験圧力,pt, dによって実施し,
4.5.2.3によって求めた3個の試験片から得られた長期試験の結果を表11に示す。この管は,4.4.2.1及び
4.4.2.4に合致することを確認する。
4.5.2.2 計算及び最終結果
4.5.2.2.1 初期破壊圧力要求値に対する一致の求め方
――――― [JIS K 7020 pdf 22] ―――――
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K 7020 : 1998 (ISO 10928 : 1997)
表10 試験片に対する短期破壊圧力
単位 MPa
3.86 3.85 3.19 3.84
3.67 3.98 3.92 4.01
3.26 3.75 3.49 3.83
3.69 4.00 3.94 4.17
3.86 3.85 3.19 3.84
3.67 3.77 3.92 3.78
平均初期破壊圧力 p0, m =3.76
最小初期破壊圧力 p0, min =3.19
表10から,p0, m(試料)=3.76MPa,P0, min(試料)=3.19MPa,4.3.2.2から,p0, d=3.68MPa及びp0, min
(設計)=3.17MPa;それゆえ,P0, m(試料)>P0, d及びP0, minとなる。(試料)>0.8×P0, min(設計) (=2.54MPa)
で,製品試験片は,4.4.2.1a)及び4.4.2.1b)に合致する。
4.5.2.2.2 長期(100時間)圧力強さに対する一致の求め方
設計直線の式を次のように求める。
a) 式(43)を用いて
p,0d 37.18
d log log .0121 2
p,0m .4918
b) 式(42)を用いて,
ad=a+ 0.627 31+ (−0.117 8) =0.506 1
c) 式(41)を用いて,
log pt, d : 0.506 1− (0.033 17×log t) (58)
最小直線の式を次のように求める。
d) 式(48)を用いて,
p,0 min .321
min log log .0184 9
p,0m .4918
e) 式(47)を用いて,
amin=a+ 椀滿 0.627 31+ (−0.184 9) =0.442 4
f) 式(50)を用いて,
log tp,d.0442 4
log tmin (55)
.003317
個別規格が,100時間の圧力試験を要求する場合,試験圧力,pt, dを求めるとき,試料を1個試験し,破
壊に至る最小時間,tminを次のように求める。
g) 式(58)を用いて,
logpt, d=0.439 7
ゆえに,
pt, d=2.752MPa
h) 式(55)を用いて,
log tmin=−0.081 36
ゆえに,
tmin=1.206h
――――― [JIS K 7020 pdf 23] ―――――
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K 7020 : 1998 (ISO 10928 : 1997)
この2.75MPaの圧力,すなわち,pt, dを使って3個の試験片について実際の試験を行ったとき,表11に
示す結果が得られた。
表11 試験片の破壊に至る時間
単位 h
125.3 101.3 97.4
破壊に至る平均時間 tm = 108
破壊に至る最小時間 tmin = 97.4
表11から,tm(試料)=108h,及びtmin(試料)=97.4h,4.5.2.1から,td=100h及び4.5.2.2h)からtmin
=1.206 h;それゆえ,tm(試料)>td及びtmin(試料)>tminで,製品は,4.4.2.1c)及び4.4.2.1d)に一致する。
4.5.3 例4 : 二次の関係−非破壊試験(クリープ)挙動
4.5.3.1 問題
一連の管が,4.3.3に規定する設計を基に製造された。試験片の特性は,短期(初期偏平剛性)及び長期
(1 000時間クリープ)試験によって測定された。短期試験結果を表12に,長期試験結果を表13に示す。
この管は,4.4.3.1及び4.4.3.7に一致するかを確認する。
4.5.3.2 計算及び最終結果
4.5.3.2.1 管の初期剛性要求値に対する一致の求め方
表12 試験片の試験による初期偏平剛性の結果
単位 N/m2
5 600 4 980 5 720 5 620 5 690 5 695
5 550 5 980 5 020 5 720 5 600 5 295
5 560 5 680 5 550 5 620 5 795 5 570
平均初期偏平剛性 S0, m =5 569
最小初期偏平剛性 S0, min =980
表12から,S0, m(試料)=5 569N/m2,及びS0, min(試料)=4 980N/m2,4.3.3.2から,S0, d=5 476N/m2
及びS0, min=5 000N/m2。それゆえS0, m(試料)>S0, d及びS0, min(試料)>0.8×S0, min(設計)で,製品は,
4.4.2.1a)及び4.4.2.1b)に一致する。
4.5.3.2.2 長期(1 000時間)偏平剛性の要求に対する一致の求め方
設計直線の式を次のように求める。
a) 式(46)を用いて,
S,0d 5 476
d log log .0120 5
S,0m 7 241
b) 式(45)を用いて,
cd=c+ 3.828 8+ (−0.120 5) =3.708 3
c) 式(44)を用いて,
log St, d=3.708 3− (0.026 2×log t) −0.002 2× (log t) 2 (56)
最小直線の式を次のように求める。
d) 式(53)を用いて,
S,0 min 5 000
min log log .0160 8
S,0m 7 241
e) 式(52)を用いて,
cmin=c+ 椀滿 3.828 8+ (−0.160 8) =3.668
――――― [JIS K 7020 pdf 24] ―――――
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K 7020 : 1998 (ISO 10928 : 1997)
f) 式(51)を用いて,
log St, min=3.668−0.026 2×log t-0.002 2× (log t) 2 (57)
管理手順が,1 000時間の偏平剛性試験を要求するので,設計剛性,St, d及び最小偏平剛性,St, minを次の
ように求める。
g) 式(56)を用いて,
log St, d=3.609 9
ゆえに,
St, d=4 073N/m2
h) 式(57)を用いて,
log St, min=3.569 6
ゆえに,
St, min=3 712N/m2
3個の試験片について1 000時間の偏平剛性試験を行ったとき,表13に示す結果が得られた。
表13 試験片の1 000時間剛性試験の結果
単位 N/m2
4 012 4 205 4 161
平均長期偏平剛性 Sm =4 126
最小長期偏平剛性 Smin =4 012
表13から,Sm(試料)=4 126N/m2及びSmin(試料)=4 012N/m2;g)から,St,d=4 073N/m2及びh)から,
St, min=3 712N/m2。それゆえSm(試料)>St, d及びSt, min(試料)>tminで,製品は,4.4.2.1c)及び4.4.2.1d)
に一致する。
――――― [JIS K 7020 pdf 25] ―――――
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JIS K 7020:1998の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO 10928:1997(IDT)
JIS K 7020:1998の国際規格 ICS 分類一覧
- 23 : 一般的に利用される流体システム及びその構成要素 > 23.040 : パイプライン部品及びパイプライン > 23.040.45 : プラスチック継手
- 23 : 一般的に利用される流体システム及びその構成要素 > 23.040 : パイプライン部品及びパイプライン > 23.040.20 : プラスチック管