上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3...
TRANSCRIPT
![Page 1: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/1.jpg)
1
上弦材破断部の破面調査解析 平成 16 年 1 月 10 日
㈱日鐵テクノリサーチ
テクニカルサービス事業部
1.はじめに
R27上弦材破断部位の破面に関し、錆び除去後の破面マクロ写真撮影と観察、走
査型電子顕微鏡(SEM)によるミクロ写真撮影と観察を行いました。その結果につ
いて、報告いたします。
2.調査対象部
破面調査に供されました部材はR27破断部の梁側部位(門型フレーム側の反対側)
で、川側からと入江側からとそれぞれ1体づつ計2体を切り出し採取されたものです。
2体の供試体は形状寸法・変形計測後、破面調査解析に供されました。供試体の外観
写真を1-1~2-2に示します。写真に示されている外観は塗装剥離液による塗装
剥離後のもので、川側採取供試体の上・下フランジを写真1-1に、そのウェブ両面
を写真1-2に、また、入江側採取の供試体の上・下フランジを写真2-1に、その
ウェブ両面を写真2-2に、それぞれ示しました。
3.破面マクロ観察
破面部はすでに発錆しており、観察には錆びの除去が必要でした。そのため、破面
をなるべく、傷めないように、下記の条件で錆び除去を行いました。
/錆除去条件/
①使用除去液 :硫酸(10%)+インヒビタ-液「0.35ml(ネオレスチン)/㍑(硫酸)」
②液温 :約 50℃~60℃
③浸漬時間 :約 20 分~30 分
④錆除去後洗浄:アセトンによる洗浄後、エチルアルコ-ルにて洗浄
錆除去後の破断面の外観写真を写真3に示します。川側上フランジ部は鈍い光沢の
せん断破面(静的引張試験での延性破壊に見られるカップ&コーン型破面で破面周辺
部に見られる破面)で、すべて延性破壊と判断されます。一方、下フランジは左側約
半分弱にブローホール溶接欠陥が見られ、右側に平滑な破面部が見られます。この平
滑部は一部、ぶつかったところがありますが、脆性破壊のマクロ的特徴であるシェブ
ロンパターンが見られ、脆性破壊と判断されます。
入江側上フランジは左側から平滑部、ブローホール溶接欠陥部、平滑部、ブローホ
ール溶接欠陥部、平滑部と混在した破面となっております。そして、この平滑部にも
シェブロンパターンが確認され、脆性破壊したと判断されます。一方、下フランジに
は平滑部は見られず、左側からブローホール溶接欠陥部、母材部のせん断破面部、溶
![Page 2: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/2.jpg)
2
接熱影響部付近の繊維状破面(静的引張試験での延性破壊に見られるカップ&コーン
型破面でカップ中央部に見られる破面)部となっており、延性破壊と判断されます。
4.破面ミクロ観察
破面は走査型電子顕微鏡(SEM)による観察のため、破面部採取を行いました。
まず、破面より約20mmの位置で帯鋸盤による鋸切断をしました(その切断状況を
附録の写真1に示します)。その後、SEMの試料テーブルにセットできるように約5
0mmの幅で高速精密切断機による切断を行いました(その切断状況と切断位置を附
録の写真2に示します)。切断後の破面を写真8に示します。上から、川側上弦材上フ
ランジ(R27川側(梁)上、記号A)、同下フランジ(R27川側(梁)下、記号B)、
入江側上弦材上フランジ(R27入江側(梁)上、記号C)、同下フランジ(R27入
江側(梁)下、記号D)で、各々、4分割した後、各部の代表的破面部位をSEM観
察しました(SEM観察状況を附録の写真3に示します)。観察部位は写真中に記号の
後に子番1~3を付した部位です。
なお、使用いたしました走査型電子顕微鏡は日本電子(株)製JSM-840Aです。
4-1.川側上弦材上フランジ(A)
A-1:写真5-1に示します矢印位置AのSEM観察を倍率×100、×100
0、×2000で観察しました。各倍率でのSEM像をまとめて写真5-2に示しま
す。高倍率側のSEM像から、延性破壊のミクロ的特徴であるディンプルが確認でき
ます。なお、破面はすでに発錆しており、そのためか、または破面酸洗浄の影響か不
明でありますが、ディンプルのエッジ部が多少、不明瞭となっております。以下のS
EM像においても、この影響が多少、見られます。
A-2:A-1と同様、写真5-3に示します矢印位置AのSEM観察を行いまし
た。各倍率でのSEM像をまとめて写真5-4に示します。高倍率側のSEM像から、
A-1と同様のディンプルが確認できます。
A-3:同様、写真5-5に示します矢印位置AのSEM観察を行いました。各倍
率でのSEM像をまとめて写真5-6に示します。高倍率側のSEM像から、A-1、
2と同様のディンプルが確認できます。
4-2.川側上弦材下フランジ(B)
B-1:この部位のほとんどにブローホール溶接欠陥が見られ、そのブローホール
部同士の連結部の破面状況を観察しました。観察部位は写真6-1に示します矢印位
置Aで、結果を写真6-2に示します。高倍率側のSEM像から、ディンプルが確認
できます。よって、ブローホール同士は延性破壊で連結したと判断されます。
B-2:この部位は破断面の平滑部であり、写真6-3に示します矢印位置Aを観
![Page 3: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/3.jpg)
3
察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ
クロ的特徴でありますリバーパターンが確認できます。よって、この部位は脆性破壊
したと判断されます。
B-3:この部位も平滑部であり、同様、写真6-5に示します矢印位置Aを観察
しました。その結果を写真6-6に示します。高倍率側のSEM像にリバーパターン
が確認できます。よって、この部位も脆性破壊したと判断されます。
4-3.入江側上弦材上フランジ(C)
C-1:この部位は左半分が平滑破断部、右半分がブローホール溶接欠陥部であり、
平滑部は写真7-1の矢印位置Aを、ブローホール部は連結状況を観察するために矢
印位置BをSEM観察しました。位置Aの結果を写真7-2に、位置Bの結果を写真
7-3に示します。位置Aには、高倍率側のSEM像にリバーパターンが確認されま
す。一方、位置Bには、ディンプル(破面が傾いているためか、伸長した形態となっ
ております)が確認されます。よって、平滑部は脆性破壊、ブローホールの連結は延
性破壊と判断されます。
C-2:この部位は両側にブローホール溶接欠陥が、中央部に平滑破断部が見られ
ます。平滑破断部について、写真7-4に示します矢印位置Aの観察を行いました。
その結果を写真7-5に示します。高倍率側のSEM像にリバーパターンが確認でき
ます。よって、この部位は脆性破壊したと判断されます。
C-3:この部位はほとんどが平滑破断部です。同様に写真7-6に示します矢印
位置Aの観察を行いました。その結果を写真7-7に示します。高倍率側のSEM像
にリバーパターンが確認できます。よって、この部位も脆性破壊したと判断されます。
4-4.入江側上弦材下フランジ(D)
D-1:この部位には中央部上方にブローホール溶接欠陥部、その他は溶接熱影響
部付近の繊維状破面部が見られます。この部位につきましては、写真8-1に矢印で
示します繊維状破面部Aとブローホール連結部Bを観察しました。A部の観察結果を
写真8-2に、B部の結果を写真8-3に示します。どちらも、高倍率側のSEM像
にディンプルが確認されます。よって、ブローホール同士の連結は延性破壊、繊維状
破面部破断も延性破壊と判断されます。
D-2:この部位はすべて溶接熱影響部付近の繊維状破面型破断部です。写真8-
4の矢印位置Aを観察し、その結果を写真8-5に示します。高倍率側でのSEM像
に、ディンプルが確認されます。よって、この部位は延性破壊と判断されます。
D-3:この部位の破断も溶接熱影響部付近の繊維状破面型破断部です。同様に、
写真8-6に示します矢印位置AをSEM観察し、結果を写真12-7に示します。
高倍率側でのSEM像に、ディンプルが確認されます。よって、この部位も延性破壊
![Page 4: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/4.jpg)
4
と判断されます。
5.まとめ
以上SEM観察より、マクロ的破面観察で推定されていた破壊形態が確認されました。
すなわち、川側上弦材上フランジはすべて延性破壊、下フランジは一部に脆性破壊、入
江側上弦材上フランジは一部に脆性破壊、下フランジはすべて延性破壊であります。な
お、ブローホールは延性破壊で連結されております。
以上
調査担当:テクニカルサービス事業部 事業部長 小林順一
Tel. 0439-80-2650
Fax. 0439-80-2731
![Page 5: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/5.jpg)
5
/写真リスト/
写真1-1 R27 川側(梁)上・下フランジ外観 写真1-2 R27 川側(梁)ウェブ外観 写真2-1 R27 入江側(梁)上・下フランジ外観 写真2-2 R27 入江側(梁)ウェブ外観 写真3 R27 川側(梁)・入江側(梁)破断面外観 写真4 SEM 観察試料採取箇所 写真5-1 A-1 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真5-2 A-1(A)SEM像 写真5-3 A-2 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真5-4 A-2(A)SEM像 写真5-5 A-3 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真5-6 A-3(A)SEM像 写真6-1 B-1 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真6-2 B-1(A)SEM像 写真6-3 B-2 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真6-4 B-2(A)SEM像 写真6-5 B-3 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真6-6 B-3(A)SEM像 写真7-1 C-1 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真7-2 C-1(A)SEM像 写真7-3 C-1(B)SEM像 写真7-4 C-2 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真7-5 C-2(A)SEM像 写真7-6 C-3 マクロ写真及び低倍率SEM像
写真7-7 C-3(A)SEM像 写真8-1 D-1 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真8-2 D-1(A)SEM像 写真8-3 D-1(B)SEM像 写真8-4 D-2 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真8-5 D-2(A)SEM像 写真8-6 D-3 マクロ写真及び低倍率SEM像 写真8-7 D-3(A)SEM像 附録・写真1 破断部切断作業・切断箇所及び切断後の部材 附録・写真2 破断面切断作業及び切断箇所 附録・写真3 破断面SEM観察立ち会い
![Page 6: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: 上弦材破断部の破面調査解析 - pref.niigata.lg.jp0.pdf · 3 察しました。その結果を写真6-4に示します。高倍率側のSEM像に脆性破壊のミ クロ的特徴でありますリバーパターンが](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5ba6f89909d3f201538c9ab1/html5/thumbnails/37.jpg)