High-frequency impact treatment
High-frequency impact treatment or HiFIT – Method は、溶接 遷移部における溶接鋼構造物の疲労強度を高める処理。
特徴[編集]
動的に負荷がかかる溶接鋼構造の耐久性と寿命は、多くの場合、溶接、特に溶着金属から母材への移行部により決まる。 移行部の選択的な処理 (研削加工, ショット・ブラスト, 槌打ち, etc.) により、多くの構造物の耐久性が大幅に向上する。 打撃法は特に効果的な処理法であることが証明されており、共同プロジェクト REFRESH[1] で広く研究され開発された。 HiFIT process (High Frequency Impact Treatment) は、普遍的に適用可能なハンマリング方法であり、ローテク機器のみを必要とし、高い再現性と品質管理の可能性を提供する。
動作[編集]
HiFIT ハンマーは、直径 D=3 mm のワークピースに置かれたボールを備えた硬化ピンで動作する。[2]
このピンは、溶接の止端を約 180 ～ 300Hz で打つ。 局所的な機械的変形は、処理跡の形で発生する 溶接止端が塑性変形する。 誘導された圧縮 残留応力 により、止端の亀裂と表面の亀裂の伝播が防止される。
エビデンス[編集]
国際溶接技術研究所 IIW は、2016 年 10 月にガイドライン"Recommendations for the HFMI Treatment"[3]を発行した。 高周波ハンマ (HFMI) の概要、および品質保証のための方法と定量的測定を正しく適用するための推奨事項がガイドラインに記載されている。 すべての既知の応力計算概念に基づいて、HFMI 改良溶接継手の測定の基礎を提供する。
さまざまな研究機関や大学で行われた多数の実験では、疲労強度が 80 ～ 100% 向上し、溶接寿命が 5 ～ 15 倍向上することが実証された。 最も広範な研究プロジェクトは、2006 年から 2009 年にかけて行われた"REFRESH – life extension of existing and new welded steel structures (P702)"である。 この研究プロジェクトで、HiFIT デバイスが開発され、生産の準備が整った。 このレポートは、FOSTA (Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V.) で モジュール:Citation/CS1/styles.cssページに内容がありません。978-3-942541-03-9で注文できる。この本には、詳細な科学的検証と検証が含まれている。
国立研究開発法人 海上技術安全研究所 の岩田氏による研究レポート「疲労に関する研究動向レビュー」でも、比較検証された「疲労に関する研究動向レビュー」。
工法及び適用順[編集]
HiFIT工法は、既存の鉄骨構造物だけでなく、新しい鉄骨構造物にも適用できる。
準備手順[編集]
対象を絞った処理では、溶接領域の遷移の可視性とアクセシビリティが必要。 既存の構造は通常、表面仕上げ の移行時に準備される。 部品には錆びや古い塗装がないこと。 必要に応じて事前の【【サンドブラスト】】が必要。 この装置は、6 ～ 8 bar の圧縮空気供給で動作する。
手順[編集]
HiFIT デバイスは、このランに沿って、処理された溶接移行部と処理中に手動で配置される。
結果[編集]
局部的な変形により、溶接止端は塑性変形して固定化する。 後処理止端の深さは 0.2 ～ 0.35 mm にする必要がある。 溶接止端のアンダーカットはもはや認識できない。
検査プロセス[編集]
目視検査により、処理部位を検査する。 処理深さは専用ゲージで確認する。 操作圧力のデジタル表示により、ユーザーはプロセス全体を調整する。
経済的重要性[編集]
寿命延長[編集]
既存の建物に適用すると、寿命を大幅に延ばすことができる。 肉眼で見える亀裂が存在しない場合、HiFIT は非常に適した修復ツール。 既存の構造物をタイムリーに修復しても、新しく処理された溶接部の寿命に実質的な違いはない。 これにより、計画された耐用年数をはるかに超えて既存の構造物を使用できる可能性が生まれる。 HiFIT 法は非常に効率的に使用される。 その場でスチール中空ボックスセクションデザインの高速道路橋で。 従来工法に比べて、再構築費用が安価である。 商用車産業やその他の産業では、既存および新規構造の高応力溶接部を HiFIT で処理して、寿命を延ばしている。
転送可能な負荷レベルの増加[編集]
新しい構造の場合、および一部の既存の構造では、処理された溶接部の負荷レベルを上げることができる。 溶接前と同じ寿命で構造を使用すると、1.6 倍の荷重を伝達できる。 これには、例えば クレーンにとって、より大きな吊り上げ能力の非常にプラスの効果。 クレーンの効率はストロークごとに向上する。
軽量[編集]
製作時に HiFIT プロセスを考慮に入れると、同じ負荷レベルと同じ寿命で、構造を具体的にスリム化できる。 構造の詳細と FEM でサポートされた設計方法に関する広範な実験的調査により、従来の S235、S355J2、および S460N、S690QL などの細粒鋼、およびさらに高強度の鋼で高い効率が示された。 達成可能な材料の節約により、ほとんどのアプリケーションで HiFIT アプリケーションがすでに経済的に実行可能になります。 重量の利点の追加の利点を考慮できる。 車両で達成可能なペイロードを増やすことができる。
関連項目[編集]
- en:Welding
- en:Ultrasonic impact treatment
- en:Shot peening
- en:Autofrettage, which produces compressive residual stresses in pressure vessels.
出版物[編集]
- The book REFRESH – life extension of existing and new welded steel structures. can be ordered under the number モジュール:Citation/CS1/styles.cssページに内容がありません。978-3-942541-03-9 at FOSTA – Research Association for Steel Application Association in Germany Düsseldorf.
- Stahlbau September 2009, 78-year, ISSN 0038-9145 A6449
- IIW Recommendations for the HFMI Treatment For Improving the Fatigue Strength of Welded Joints.[3] Autoren: Gary B. Marquis, Zuheir Barsoum, https://www.springer.com/de/book/9789811025037
- DASt-Recommendation - 026 Weld Assessment for fatigue stressed constructions, using high frequency impact hammer treatments, Stahlbau Verlags- und Service GmbH, https://shop.deutscherstahlbau.de/de/dast-richtlinie-026
脚注[編集]
- ↑ Website of the Karlsruhe Institute of Technology (KIT) – Project REFRESH
- ↑ Th Nitschke-Pagel, Klaus Dilger, H.Eslami, I.Weich, T.Ummenhofer. "Residual stresses and near surface material condition of welded high strength steels after different mechanical post-weld treatments" [1] [2]. 2008.
- ↑ 3.0 3.1 “IIW Recommendations for the HFMI Treatment For Improving the Fatigue Strength of Welded Joints.”. springer.com. 2022年10月27日閲覧。
外部リンク[編集]
- HiFIT・ピーニング by Google
- Website of the Institut for Metal- und Leightweight: Master-Thesis: Einsatz von Hochfrequenzhämmerverfahren zur Steigerung der Ermüdungsfestigkeit von geschweißten Stahlkonstruktionen
- Website of the University Stuttgart: Research-project Anwendung hochfrequenter Hämmerverfahren im Stahlwasserbau[リンク切れ]
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