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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024016559
(43)【公開日】2024-02-07
(54)【発明の名称】タンクの靭性信頼性評価方法
(51)【国際特許分類】
G01N 3/30 20060101AFI20240131BHJP
G01N 3/31 20060101ALI20240131BHJP
【ＦＩ】
G01N3/30 S
G01N3/31 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022118784
(22)【出願日】2022-07-26
(71)【出願人】
【識別番号】518022743
【氏名又は名称】三菱造船株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】渡部 亨尚
(72)【発明者】
【氏名】久保 俊之
【テーマコード（参考）】
2G061
【Ｆターム（参考）】
2G061AA14
2G061AB04
2G061AC04
2G061BA05
2G061CB04
(57)【要約】
【課題】タンクの靭性の評価を、適切、かつ容易に行う。
【解決手段】タンクの靭性信頼性評価方法は、応力拡大係数の経時的変化とタンクの設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値を取得するステップと、タンクのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線から材料の遷移温度を取得するステップと、タンクの材料の破壊靭性試験に基づいて、破壊靭性値を取得するステップと、各試験温度と遷移温度との差分の逆数である温度指標と、各試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて設計許容条件を取得するステップと、設計許容条件と要求破壊靭性値とに基づいて、要求温度指標を取得するステップと、要求温度指標に基づく遷移温度を有する許容シャルピー遷移曲線を取得するステップと、許容シャルピー遷移曲線に基づいてタンクの材料の靭性信頼性を評価するステップと、を含む。
【選択図】図２
【解決手段】タンクの靭性信頼性評価方法は、応力拡大係数の経時的変化とタンクの設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値を取得するステップと、タンクのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線から材料の遷移温度を取得するステップと、タンクの材料の破壊靭性試験に基づいて、破壊靭性値を取得するステップと、各試験温度と遷移温度との差分の逆数である温度指標と、各試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて設計許容条件を取得するステップと、設計許容条件と要求破壊靭性値とに基づいて、要求温度指標を取得するステップと、要求温度指標に基づく遷移温度を有する許容シャルピー遷移曲線を取得するステップと、許容シャルピー遷移曲線に基づいてタンクの材料の靭性信頼性を評価するステップと、を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
予め定めた応力拡大係数の経時的変化とタンクの設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値を取得するステップと、
前記タンクの材料の各試験温度でのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線から前記材料の遷移温度を取得するステップと、
前記タンクの材料の各前記試験温度での破壊靭性試験に基づいて、各前記試験温度における破壊靭性値を取得するステップと、
各前記試験温度と前記遷移温度との差分の逆数である温度指標と、各前記試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて、各温度指標で破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得するステップと、
前記設計許容条件と前記要求破壊靭性値とに基づいて、要求温度指標を取得するステップと、
前記要求温度指標に基づく要求遷移温度を有する許容シャルピー遷移曲線を取得するステップと、
前記許容シャルピー遷移曲線に基づいて前記タンクの材料の靭性信頼性を評価するステップと、を含む
タンクの靭性信頼性評価方法。
前記タンクの材料の各試験温度でのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線から前記材料の遷移温度を取得するステップと、
前記タンクの材料の各前記試験温度での破壊靭性試験に基づいて、各前記試験温度における破壊靭性値を取得するステップと、
各前記試験温度と前記遷移温度との差分の逆数である温度指標と、各前記試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて、各温度指標で破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得するステップと、
前記設計許容条件と前記要求破壊靭性値とに基づいて、要求温度指標を取得するステップと、
前記要求温度指標に基づく要求遷移温度を有する許容シャルピー遷移曲線を取得するステップと、
前記許容シャルピー遷移曲線に基づいて前記タンクの材料の靭性信頼性を評価するステップと、を含む
タンクの靭性信頼性評価方法。
【請求項2】
前記要求破壊靭性値を取得するステップでは、前記応力拡大係数の経時的変化に基づき、前記タンクが設計寿命に到達したときの前記応力拡大係数を、前記要求破壊靭性値として取得する
請求項１に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
請求項１に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
【請求項3】
前記材料の遷移温度を取得するステップでは、
各前記試験温度と、各前記試験温度で前記シャルピー衝撃試験を行った際の吸収エネルギーとの相関に基づいて前記シャルピー遷移曲線を取得し、
前記シャルピー遷移曲線に基づいて、前記タンクの材料における前記吸収エネルギーの上限値と下限値との中間値であるときの温度を前記材料の遷移温度として取得する
請求項１又は２に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
各前記試験温度と、各前記試験温度で前記シャルピー衝撃試験を行った際の吸収エネルギーとの相関に基づいて前記シャルピー遷移曲線を取得し、
前記シャルピー遷移曲線に基づいて、前記タンクの材料における前記吸収エネルギーの上限値と下限値との中間値であるときの温度を前記材料の遷移温度として取得する
請求項１又は２に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
【請求項4】
前記設計許容条件を取得するステップでは、
各前記試験温度と前記遷移温度との差分の逆数である温度指標と、各前記試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて取得される相関線図に対し、所定の間隔を開けて設定される設計線図を前記設計許容条件として取得する
請求項１又は２に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
各前記試験温度と前記遷移温度との差分の逆数である温度指標と、各前記試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて取得される相関線図に対し、所定の間隔を開けて設定される設計線図を前記設計許容条件として取得する
請求項１又は２に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
【請求項5】
前記要求温度指標を取得するステップでは、
前記設計許容条件としての前記設計線図に基づいて、前記要求破壊靭性値に対応する前記温度指標を、前記要求温度指標として取得する
請求項４に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
前記設計許容条件としての前記設計線図に基づいて、前記要求破壊靭性値に対応する前記温度指標を、前記要求温度指標として取得する
請求項４に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
【請求項6】
前記許容シャルピー遷移曲線を取得するステップでは、
前記要求温度指標に基づいて得られる遷移温度を、要求遷移温度として取得し、
前記要求遷移温度に基づいて、前記許容シャルピー遷移曲線を取得する
請求項１又は２に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
前記要求温度指標に基づいて得られる遷移温度を、要求遷移温度として取得し、
前記要求遷移温度に基づいて、前記許容シャルピー遷移曲線を取得する
請求項１又は２に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
【請求項7】
前記材料の靭性信頼性を評価するステップでは、
実際に製造された前記タンクから試験片を採取して、前記シャルピー衝撃試験を行い、
前記シャルピー衝撃試験により得られた前記試験片における設定試験温度、及び吸収エネルギーの値を、前記許容シャルピー遷移曲線を基準として判定する
請求項１又は２に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
実際に製造された前記タンクから試験片を採取して、前記シャルピー衝撃試験を行い、
前記シャルピー衝撃試験により得られた前記試験片における設定試験温度、及び吸収エネルギーの値を、前記許容シャルピー遷移曲線を基準として判定する
請求項１又は２に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
【請求項8】
前記材料の靭性信頼性を評価するステップでは、
前記試験片に対し、予め設定された設定試験温度で前記シャルピー衝撃試験を行う
請求項７に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
前記試験片に対し、予め設定された設定試験温度で前記シャルピー衝撃試験を行う
請求項７に記載のタンクの靭性信頼性評価方法。
【請求項9】
タンクの材料の各試験温度でのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線から取得された前記材料の遷移温度と、前記タンクの材料の各前記試験温度での破壊靭性試験に基づいて取得された各前記試験温度における破壊靭性値と、に基づいて、前記タンクの靭性信頼性を評価する、前記タンクの靭性信頼性評価方法であって、
予め定めた応力拡大係数の経時的変化と前記タンクの設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値を取得するステップと、
各前記試験温度と前記遷移温度との差分の逆数である温度指標と、各前記試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて、各温度指標で破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得するステップと、
前記設計許容条件と前記要求破壊靭性値とに基づいて、要求温度指標を取得するステップと、
前記要求温度指標に基づく要求遷移温度を有する許容シャルピー遷移曲線を取得するステップと、
前記許容シャルピー遷移曲線に基づいて前記タンクの材料の靭性信頼性を評価するステップと、を含む
タンクの靭性信頼性評価方法。
予め定めた応力拡大係数の経時的変化と前記タンクの設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値を取得するステップと、
各前記試験温度と前記遷移温度との差分の逆数である温度指標と、各前記試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて、各温度指標で破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得するステップと、
前記設計許容条件と前記要求破壊靭性値とに基づいて、要求温度指標を取得するステップと、
前記要求温度指標に基づく要求遷移温度を有する許容シャルピー遷移曲線を取得するステップと、
前記許容シャルピー遷移曲線に基づいて前記タンクの材料の靭性信頼性を評価するステップと、を含む
タンクの靭性信頼性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、タンクの靭性信頼性評価方法に関する。
【背景技術】
【0002】
金属材料を用いて製造される各種の物品においては、物品に応じた所要の強度と靭性とを備えることが要求されている。例えば、特許文献１には、溶接による熱影響部の低温靭性が優れた鋼の製造法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平５－２４７５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、ＬＰＧ（液化石油ガス）等の液化ガスを貯蔵するタンクにおいては、タンクを形成する材料の厚さ、強度、靭性等が、規則によって定められている。これに対し、液化二酸化炭素を貯蔵するタンクは、ＬＰＧを貯蔵するタンクに比較すると、タンク内の圧力は同等でありながら、タンク内の温度が低い。このため、液化二酸化炭素を貯蔵するタンクに、ＬＰＧ用のタンクに用いられていた高張力鋼等の材料をそのまま適用すると、所要の靭性が確保できない可能性がある。
【0005】
そこで、液化二酸化炭素用のタンクに関しては、従来の材料に代えて新規材料を使用する可能性があるが、新規材料に関する靭性要求等の規則が未だ定められていないのが実情である。
【0006】
さらに、破壊靭性値は温度や応力状態の影響を受ける。このため、実機状態を模擬して靭性を調査する場合、大型の破壊靭性試験を実施する必要がある。その結果、費用、設備、期間的に実機状態に近い条件で靭性を取得することが困難な場合もある。
【0007】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、タンクの靭性の評価を、適切、かつ容易に行うことができるタンクの靭性信頼性評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本開示に係るタンクの靭性信頼性評価方法は、要求破壊靭性値を取得するステップと、材料の遷移温度を取得するステップと、破壊靭性値を取得するステップと、設計許容条件を取得するステップと、要求温度指標を取得するステップと、許容シャルピー遷移曲線を取得するステップと、材料の靭性信頼性を評価するステップと、を含む。前記要求破壊靭性値を取得するステップでは、予め定めた応力拡大係数の経時的変化とタンクの設計寿命とに基づいて、前記要求破壊靭性値を取得する。前記材料の遷移温度を取得するステップでは、前記タンクの材料の各試験温度でのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線から前記材料の遷移温度を取得する。前記破壊靭性値を取得するステップでは、前記タンクの材料の各前記試験温度での破壊靭性試験に基づいて、各前記試験温度における破壊靭性値を取得する。前記設計許容条件を取得するステップでは、温度指標と、各前記試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて、各温度指標で破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得する。前記温度指標は、各前記試験温度と前記遷移温度との差分の逆数である。前記要求温度指標を取得するステップでは、前記設計許容条件と前記要求破壊靭性値とに基づいて、要求温度指標を取得する。前記許容シャルピー遷移曲線を取得するステップでは、前記要求温度指標に基づく要求遷移温度を有する許容シャルピー遷移曲線を取得する。前記材料の靭性信頼性を評価するステップでは、前記許容シャルピー遷移曲線に基づいて前記タンクの材料の靭性信頼性を評価する。
【0009】
本開示に係るタンクの靭性信頼性評価方法は、タンクの材料の各試験温度でのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線から取得された前記材料の遷移温度と、前記タンクの材料の各前記試験温度での破壊靭性試験に基づいて取得された各前記試験温度における破壊靭性値と、に基づいて、前記タンクの靭性信頼性を評価する。前記タンクの靭性信頼性評価方法は、要求破壊靭性値を取得するステップと、設計許容条件を取得するステップと、要求温度指標を取得するステップと、許容シャルピー遷移曲線を取得するステップと、材料の靭性信頼性を評価するステップと、を含む。前記要求破壊靭性値を取得するステップでは、予め定めた応力拡大係数の経時的変化とタンクの設計寿命とに基づいて、前記要求破壊靭性値を取得する。前記設計許容条件を取得するステップでは、温度指標と、各前記試験温度での破壊靭性値との関係に基づいて、各温度指標で破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得する。前記温度指標は、各前記試験温度と前記遷移温度との差分の逆数である。前記要求温度指標を取得するステップでは、前記設計許容条件と前記要求破壊靭性値とに基づいて、要求温度指標を取得する。前記許容シャルピー遷移曲線を取得するステップでは、前記要求温度指標に基づく遷移温度を有する許容シャルピー遷移曲線を取得する。前記材料の靭性信頼性を評価するステップでは、前記許容シャルピー遷移曲線に基づいて前記タンクの材料の靭性信頼性を評価する。
【発明の効果】
【0010】
本開示のタンクの靭性信頼性評価方法によれば、タンクの靭性の評価を、適切、かつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の実施形態に係るタンクの靭性信頼性評価方法の評価対象となるタンクの一例を示す断面図である。
【図2】本開示の実施形態に係るタンクの靭性信頼性評価方法の手順を示すフローチャートである。
【図3】本開示の実施形態に係る材料の遷移温度を取得するステップで取得される、シャルピー遷移曲線の一例を示す図である。
【図4】本開示の実施形態に係る破壊靭性値を取得するステップで取得される、試験温度と破壊靭性値との相関を示す図である。
【図5】本開示の実施形態に係る要求破壊靭性値を取得するステップで取得される、経過期間と応力拡大係数との相関を示す図である。
【図6】本開示の実施形態に係る設計許容条件を取得するステップで取得される、温度指標と破壊靭性値との相関、及び設計線図を示す図である。
【図7】本開示の実施形態に係る許容シャルピー遷移曲線を取得するステップで取得される、許容シャルピー遷移曲線を示す図である。
【図8】本開示の実施形態に係る材料の靭性信頼性を評価するステップにおいて、許容シャルピー遷移曲線に基づいて行う材料の評価を示す図である。
【図9】本開示の実施形態の変形例に係るタンクの靭性信頼性評価方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の実施形態に係るタンクの靭性信頼性評価方法について、図１～図８を参照して説明する。
（タンクの構成）
図１に示すように、この実施形態におけるタンクの靭性信頼性評価方法の評価対象となるタンク１は、例えば液化二酸化炭素等の液化ガスを貯留可能である。タンク１は、船舶の船体、洋上浮体設備の浮体本体、陸上の液化ガス貯蔵施設等に設置される。タンク１は、例えば、円筒状をなしている。タンク１は、筒状部２と、鏡板部３と、を備えている。筒状部２は、その中心軸方向Ｄｃに延びている。この実施形態において、筒状部２は、円筒状に形成され、その中心軸方向Ｄｃに直交する断面形状が円形をなしている。鏡板部３は、筒状部２の中心軸方向Ｄｃの両端部にそれぞれ配置されている。各鏡板部３は、半球状で、筒状部２の中心軸方向Ｄｃの開口を閉塞している。なお、タンク１は、円筒状に限られるものではなく、球形、方形等、他の形状であってもよい。タンク１は、複数枚の鋼製の板材同士を溶接することによって形成されている。
（タンクの構成）
図１に示すように、この実施形態におけるタンクの靭性信頼性評価方法の評価対象となるタンク１は、例えば液化二酸化炭素等の液化ガスを貯留可能である。タンク１は、船舶の船体、洋上浮体設備の浮体本体、陸上の液化ガス貯蔵施設等に設置される。タンク１は、例えば、円筒状をなしている。タンク１は、筒状部２と、鏡板部３と、を備えている。筒状部２は、その中心軸方向Ｄｃに延びている。この実施形態において、筒状部２は、円筒状に形成され、その中心軸方向Ｄｃに直交する断面形状が円形をなしている。鏡板部３は、筒状部２の中心軸方向Ｄｃの両端部にそれぞれ配置されている。各鏡板部３は、半球状で、筒状部２の中心軸方向Ｄｃの開口を閉塞している。なお、タンク１は、円筒状に限られるものではなく、球形、方形等、他の形状であってもよい。タンク１は、複数枚の鋼製の板材同士を溶接することによって形成されている。
【0013】
（タンクの靭性信頼性評価方法の手順）
図２は、本開示の実施形態に係るタンクの靭性信頼性評価方法の手順を示すフローチャートである。
図２に示すように、タンクの靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、材料の遷移温度を取得するステップＳ１１と、破壊靭性値を取得するステップＳ１２と、要求破壊靭性値を取得するステップＳ１３と、設計許容条件を取得するステップＳ１４と、要求温度指標を取得するステップＳ１５と、許容シャルピー遷移曲線を取得するステップＳ１６と、材料の靭性信頼性を評価するステップＳ１７と、を含んでいる。
図２は、本開示の実施形態に係るタンクの靭性信頼性評価方法の手順を示すフローチャートである。
図２に示すように、タンクの靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、材料の遷移温度を取得するステップＳ１１と、破壊靭性値を取得するステップＳ１２と、要求破壊靭性値を取得するステップＳ１３と、設計許容条件を取得するステップＳ１４と、要求温度指標を取得するステップＳ１５と、許容シャルピー遷移曲線を取得するステップＳ１６と、材料の靭性信頼性を評価するステップＳ１７と、を含んでいる。
【0014】
図３は、本開示の実施形態に係る材料の遷移温度を取得するステップで取得される、シャルピー遷移曲線の一例を示す図である。
材料の遷移温度を取得するステップＳ１１では、タンク１に採用する材料について、シャルピー衝撃試験を行う。シャルピー衝撃試験は、タンク１に採用する材料の試験片に対してハンマーで衝撃を与えて試験片を破壊し、試験片を破壊するために要したエネルギーの大きさを、吸収エネルギーＥとして取得する。本実施形態では、図３に示すように、タンク１に液化二酸化炭素を貯留した状態で想定されるタンク１の使用温度域を含む、複数の試験温度（例えば、試験温度Ｔ１～Ｔ５）で、それぞれシャルピー衝撃試験を行う。本実施形態では、試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれにおいて、シャルピー衝撃試験を、例えば３回行っている。試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれにおいて、３回のシャルピー衝撃試験における吸収エネルギーＥの平均値を、各試験温度Ｔ１～Ｔ５における吸収エネルギーＥの代表値としている。なお、このステップＳ１１で実施するシャルピー衝撃試験の試験温度、各試験回数における試験回数は、適宜変更可能である。
材料の遷移温度を取得するステップＳ１１では、タンク１に採用する材料について、シャルピー衝撃試験を行う。シャルピー衝撃試験は、タンク１に採用する材料の試験片に対してハンマーで衝撃を与えて試験片を破壊し、試験片を破壊するために要したエネルギーの大きさを、吸収エネルギーＥとして取得する。本実施形態では、図３に示すように、タンク１に液化二酸化炭素を貯留した状態で想定されるタンク１の使用温度域を含む、複数の試験温度（例えば、試験温度Ｔ１～Ｔ５）で、それぞれシャルピー衝撃試験を行う。本実施形態では、試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれにおいて、シャルピー衝撃試験を、例えば３回行っている。試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれにおいて、３回のシャルピー衝撃試験における吸収エネルギーＥの平均値を、各試験温度Ｔ１～Ｔ５における吸収エネルギーＥの代表値としている。なお、このステップＳ１１で実施するシャルピー衝撃試験の試験温度、各試験回数における試験回数は、適宜変更可能である。
【0015】
次いで、材料の遷移温度を取得するステップＳ１１では、複数の試験温度Ｔ１～Ｔ５と、タンク１の材料の各試験温度Ｔ１～Ｔ５での吸収エネルギーＥの大きさとの相関に基づき、シャルピー遷移曲線Ｌ１を得る。さらに、得られたシャルピー遷移曲線Ｌ１において、このタンク１の材料の遷移温度ｖＴｒＥを取得する。これには、シャルピー遷移曲線Ｌ１における吸収エネルギーＥの上限値Ｅｕと、下限値Ｅｂとの中間値Ｅｍを求める。シャルピー遷移曲線Ｌ１上で、求められた中間値Ｅｍである場合の温度を、遷移温度ｖＴｒＥとして取得する。ここで、中間値Ｅｍは、（上限値Ｅｕ+下限値Ｅｂ）／２である。
【0016】
図４は、本開示の実施形態に係る破壊靭性値を取得するステップで取得される、試験温度と破壊靭性値との相関を示す図である。
破壊靭性値を取得するステップＳ１２では、タンク１に採用する材料について、破壊靭性試験を行う。破壊靭性試験は、タンク１に採用する材料の試験片に切欠きを形成し、試験片に荷重を印加する。切欠きを起点として発展した亀裂により、試験片が破壊されたときの応力拡大係数を、破壊靭性値Ｚとして取得する。応力拡大係数は、き裂の先端付近における応力分布の強さを表す。本実施形態では、図４に示すように、破壊靭性試験を、ステップＳ１１で行ったシャルピー衝撃試験と同じ試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれで実施する。このステップＳ１２では、タンク１の材料の各試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性試験に基づいて、各試験温度Ｔ１～Ｔ５における破壊靭性値Ｚを取得する。
破壊靭性値を取得するステップＳ１２では、タンク１に採用する材料について、破壊靭性試験を行う。破壊靭性試験は、タンク１に採用する材料の試験片に切欠きを形成し、試験片に荷重を印加する。切欠きを起点として発展した亀裂により、試験片が破壊されたときの応力拡大係数を、破壊靭性値Ｚとして取得する。応力拡大係数は、き裂の先端付近における応力分布の強さを表す。本実施形態では、図４に示すように、破壊靭性試験を、ステップＳ１１で行ったシャルピー衝撃試験と同じ試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれで実施する。このステップＳ１２では、タンク１の材料の各試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性試験に基づいて、各試験温度Ｔ１～Ｔ５における破壊靭性値Ｚを取得する。
【0017】
上記ステップＳ１１、及びステップＳ１２は、タンク１の製造者が、タンク１の製造現場で行ってもよいが、タンク１に採用する鋼製の板材を製造する材料メーカーで実施するようにしても良い。材料メーカーであれば、シャルピー衝撃試験、及び破壊靭性試験を行うための設備を備えている。したがって、タンク１の製造現場で、特に破壊靭性試験を行う必要性が抑えられる。
【0018】
図５は、本開示の実施形態に係る要求破壊靭性値を取得するステップで取得される、経過期間と応力拡大係数Ｋとの相関を示す図である。
要求破壊靭性値を取得するステップＳ１３では、予め定めた応力拡大係数Ｋの経時的変化とタンク１の設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値Ｚｒを取得する。具体的には、タンク１において、予め、初期段階から所定寸法の亀裂が存在した場合に、タンク１を使用したときの亀裂の経時的変化を、シミュレーションにより予測する。シミュレーションは、予め設定された応力の履歴に基づいて行われる。シミュレーションによる予測結果に基づき、図５に示すように、タンク１の使用を開始してからの経過期間と、応力拡大係数Ｋとの相関を示す相関曲線Ｌ２を取得する。さらに、取得された相関曲線Ｌ２において、予め設定されたタンク１の設計寿命Ｔｅであるときの応力拡大係数Ｋの大きさを、要求破壊靭性値Ｚｒとして取得する。
要求破壊靭性値を取得するステップＳ１３では、予め定めた応力拡大係数Ｋの経時的変化とタンク１の設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値Ｚｒを取得する。具体的には、タンク１において、予め、初期段階から所定寸法の亀裂が存在した場合に、タンク１を使用したときの亀裂の経時的変化を、シミュレーションにより予測する。シミュレーションは、予め設定された応力の履歴に基づいて行われる。シミュレーションによる予測結果に基づき、図５に示すように、タンク１の使用を開始してからの経過期間と、応力拡大係数Ｋとの相関を示す相関曲線Ｌ２を取得する。さらに、取得された相関曲線Ｌ２において、予め設定されたタンク１の設計寿命Ｔｅであるときの応力拡大係数Ｋの大きさを、要求破壊靭性値Ｚｒとして取得する。
【0019】
図６は、本開示の実施形態に係る設計許容条件を取得するステップで取得される、温度指標と破壊靭性値との相関、及び設計線図を示す図である。
設計許容条件を取得するステップＳ１４では、まず、温度指標Ｙを取得する。温度指標Ｙは、ステップＳ１１、及びＳ１２で用いた試験温度Ｔ１～Ｔ５と、ステップＳ１１で取得された遷移温度ｖＴｒＥとに基づいて、下式（１）により算出される。式（１）に示すように、温度指標Ｙは、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である。温度指標Ｙは、試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれに対応して算出される。
温度指標Ｙ＝（試験温度（Ｔ１～Ｔ５）－遷移温度ｖＴｒＥ）－１ ・・・（１）
設計許容条件を取得するステップＳ１４では、まず、温度指標Ｙを取得する。温度指標Ｙは、ステップＳ１１、及びＳ１２で用いた試験温度Ｔ１～Ｔ５と、ステップＳ１１で取得された遷移温度ｖＴｒＥとに基づいて、下式（１）により算出される。式（１）に示すように、温度指標Ｙは、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である。温度指標Ｙは、試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれに対応して算出される。
温度指標Ｙ＝（試験温度（Ｔ１～Ｔ５）－遷移温度ｖＴｒＥ）－１ ・・・（１）
【0020】
さらに、ステップＳ１４では、算出された、各試験温度Ｔ１～Ｔ５に対応した温度指標Ｙと、ステップＳ１２で取得された、試験温度Ｔ１～Ｔ５のそれぞれにおける破壊靭性値Ｚとの相関を示す相関線図Ｌ３を取得する。
ステップＳ１４では、取得された相関線図Ｌ３を基準として、設計許容条件を示す設計線図Ｌ４を取得する。設計線図Ｌ４は、相関線図Ｌ３に対し、所定の安全を見込み、所定の間隔を開けて設定される。設計線図Ｌ４における、温度指標Ｙごとの破壊靭性値Ｚの大きさは、相関線図Ｌ３における破壊靭性値Ｚを下回っている。設計線図Ｌ４は、相関線図Ｌ３に対し、図６において互いに平行となるように設定される。
ステップＳ１４では、取得された相関線図Ｌ３を基準として、設計許容条件を示す設計線図Ｌ４を取得する。設計線図Ｌ４は、相関線図Ｌ３に対し、所定の安全を見込み、所定の間隔を開けて設定される。設計線図Ｌ４における、温度指標Ｙごとの破壊靭性値Ｚの大きさは、相関線図Ｌ３における破壊靭性値Ｚを下回っている。設計線図Ｌ４は、相関線図Ｌ３に対し、図６において互いに平行となるように設定される。
【0021】
要求温度指標を取得するステップＳ１５では、ステップＳ１３で取得された要求破壊靭性値Ｚｒと、ステップＳ１４で設定された、設計許容条件を示す設計線図Ｌ４とに基づいて、要求温度指標Ｙｒを取得する。これには、設計線図Ｌ４に基づいて、要求破壊靭性値Ｚｒに対応する温度指標Ｙの値を、要求温度指標Ｙｒとして取得する。
【0022】
図７は、本開示の実施形態に係る許容シャルピー遷移曲線を取得するステップで取得される、許容シャルピー遷移曲線を示す図である。
許容シャルピー遷移曲線を取得するステップＳ１６では、ステップＳ１５で取得された要求温度指標Ｙｒと、予め設定された設計温度下限に基づいて、下式（２）により要求遷移温度Ｔｒを取得する。これには、要求温度指標Ｙｒに基づいて得られる遷移温度ｖＴｒＥを、要求遷移温度Ｔｒとして取得する。
要求温度指標Ｙｒ＝（設計温度下限－要求遷移温度Ｔｒ）－１ ・・・（２）
ここで、上記の設計温度下限とは、タンク１の設計温度の下限値である。
許容シャルピー遷移曲線を取得するステップＳ１６では、ステップＳ１５で取得された要求温度指標Ｙｒと、予め設定された設計温度下限に基づいて、下式（２）により要求遷移温度Ｔｒを取得する。これには、要求温度指標Ｙｒに基づいて得られる遷移温度ｖＴｒＥを、要求遷移温度Ｔｒとして取得する。
要求温度指標Ｙｒ＝（設計温度下限－要求遷移温度Ｔｒ）－１ ・・・（２）
ここで、上記の設計温度下限とは、タンク１の設計温度の下限値である。
【0023】
ステップＳ１６では、上記ステップＳ１１で得たシャルピー遷移曲線Ｌ１における吸収エネルギーＥの上限値Ｅｕと下限値Ｅｂとの中間値Ｅｍと、取得された要求遷移温度Ｔｒとに基づいて、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得する。許容シャルピー遷移曲線Ｌ５は、予め設定された関数に基づいて表される。
【0024】
図８は、本開示の実施形態に係る材料の靭性信頼性を評価するステップにおいて、許容シャルピー遷移曲線に基づいて行う材料の評価を示す図である。
材料の靭性信頼性を評価するステップＳ１７では、図８に示すように、ステップＳ１６で取得された許容シャルピー遷移曲線Ｌ５に基づいて、タンク１の材料の靭性信頼性を評価する。ステップＳ１７は、例えば、タンク１を実際に製造するに際して実施される。この場合、実際に製造されたタンク１から試験片を採取する。タンク１に使用される金属材料同士を溶接により接合したものを、試験片としてもよい。
また、ステップＳ１７は、例えば、タンク１の設計段階で実施してもよい。ステップＳ１７では、例えば、タンク１の材料として採用可能性のある候補材料を試験片として、評価を行う。
材料の靭性信頼性を評価するステップＳ１７では、図８に示すように、ステップＳ１６で取得された許容シャルピー遷移曲線Ｌ５に基づいて、タンク１の材料の靭性信頼性を評価する。ステップＳ１７は、例えば、タンク１を実際に製造するに際して実施される。この場合、実際に製造されたタンク１から試験片を採取する。タンク１に使用される金属材料同士を溶接により接合したものを、試験片としてもよい。
また、ステップＳ１７は、例えば、タンク１の設計段階で実施してもよい。ステップＳ１７では、例えば、タンク１の材料として採用可能性のある候補材料を試験片として、評価を行う。
【0025】
材料の靭性信頼性の評価は、試験片に対してシャルピー衝撃試験を行うことで実施する。このとき、ステップＳ１７におけるシャルピー衝撃試験の設定試験温度Ｔｔは、例えば、設計温度下限に設定される。なお、設定試験温度Ｔｔは、試験片の厚さに応じて設定してもよい。具体的には、例えば、試験片の厚さｔが、２５＜ｔ≦３０である場合、設定試験温度Ｔｔは、タンク１の設計温度より１０℃低い温度、又は－２０℃のうち、いずれか低い方とする。また、試験片の厚さｔが、３０＜ｔ≦３５である場合、設定試験温度Ｔｔは、タンク１の設計温度より１５℃低い温度、又は－２０℃のうち、いずれか低い方とする。試験片の厚さｔが、３５＜ｔ≦４０である場合、設定試験温度Ｔｔは、タンク１の設計温度より２０℃低い温度とする。なお、ここで示した設定試験温度Ｔｔはあくまでも例であり、適宜変更可能である。
本実施形態では、ステップＳ１７におけるシャルピー衝撃試験の設定試験温度Ｔｔは、例えば上記のように定められる１種類のみとされる。すなわち、ステップＳ１７におけるシャルピー衝撃試験は、１種類の設定試験温度Ｔｔのみで行われる。
本実施形態では、ステップＳ１７におけるシャルピー衝撃試験の設定試験温度Ｔｔは、例えば上記のように定められる１種類のみとされる。すなわち、ステップＳ１７におけるシャルピー衝撃試験は、１種類の設定試験温度Ｔｔのみで行われる。
【0026】
タンク１の材料の靭性信頼性の評価は、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を基準として行われる。具体的には、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５における、シャルピー衝撃試験が実施される設定試験温度Ｔｔに対応する要求吸収エネルギーＥｔを基準として行う。すなわち、設定試験温度Ｔｔで試験片のシャルピー衝撃試験を行った結果、得られる吸収エネルギーＥが、設定試験温度Ｔｔのときの要求吸収エネルギーＥｔを上回っているか否かを判定する。その結果、試験片における設定試験温度Ｔｔでのシャルピー衝撃試験の吸収エネルギーＥが、要求吸収エネルギーＥｔを上回っていれば、試験片に用いられた材料の靭性信頼性は、要求を満足していると判定される。また、試験片におけるシャルピー衝撃試験の吸収エネルギーＥが、要求吸収エネルギーＥｔを上回っていない場合、試験片に用いられた材料の靭性信頼性は、要求を満足していないと判定される。要求を満足していないと判定された場合、タンク１の設計者（製造者）は、タンク１に用いる材料の組成、板厚等を変更し、再度評価を行う。
【0027】
（作用効果）
上記実施形態のタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０では、タンク１の材料について、シャルピー衝撃試験と、破壊靭性試験と、を行い、材料の遷移温度ｖＴｒＥと破壊靭性値Ｚとを取得しておく。また、タンク１について、予め定めた応力拡大係数Ｋの経時的変化とタンク１の設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値Ｚｒを取得する。その上で、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて、各温度指標Ｙで破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得する。さらに、設計許容条件と要求破壊靭性値Ｚｒとに基づいて、要求温度指標Ｙｒを取得する。そして、要求温度指標Ｙｒに基づく要求遷移温度Ｔｒを有する許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得する。タンク１の材料の靭性信頼性は、このようにして得た許容シャルピー遷移曲線Ｌ５に基づいて、適切に評価することができる。
そのため、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を事前に取得しておけば、タンク１に採用する材料の靭性信頼性の評価を、シャルピー試験を行うことで実施できる。つまり、タンク１の製造現場で、必ずしも大掛かりな破壊靭性試験を行う必要がなくなる。
したがって、本実施形態のタンク１の靭性信頼性評価方法によれば、タンク１の靭性の評価を、適切、かつ容易に行うことができる。
上記実施形態のタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０では、タンク１の材料について、シャルピー衝撃試験と、破壊靭性試験と、を行い、材料の遷移温度ｖＴｒＥと破壊靭性値Ｚとを取得しておく。また、タンク１について、予め定めた応力拡大係数Ｋの経時的変化とタンク１の設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値Ｚｒを取得する。その上で、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて、各温度指標Ｙで破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得する。さらに、設計許容条件と要求破壊靭性値Ｚｒとに基づいて、要求温度指標Ｙｒを取得する。そして、要求温度指標Ｙｒに基づく要求遷移温度Ｔｒを有する許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得する。タンク１の材料の靭性信頼性は、このようにして得た許容シャルピー遷移曲線Ｌ５に基づいて、適切に評価することができる。
そのため、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を事前に取得しておけば、タンク１に採用する材料の靭性信頼性の評価を、シャルピー試験を行うことで実施できる。つまり、タンク１の製造現場で、必ずしも大掛かりな破壊靭性試験を行う必要がなくなる。
したがって、本実施形態のタンク１の靭性信頼性評価方法によれば、タンク１の靭性の評価を、適切、かつ容易に行うことができる。
【0028】
上記実施形態では、応力拡大係数Ｋの経時的変化に基づき、タンク１が設計寿命に到達したときの応力拡大係数Ｋを、要求破壊靭性値Ｚｒとして取得することができる。
【0029】
上記実施形態では、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と、各試験温度Ｔ１～Ｔ５でシャルピー衝撃試験を行った際の吸収エネルギーＥとの相関に基づいて、シャルピー遷移曲線Ｌ１を取得することができる。さらに、シャルピー遷移曲線Ｌ１において、タンク１の材料における吸収エネルギーＥの上限値Ｅｕと下限値Ｅｂとの中間値Ｅｍであるときの温度を、材料の遷移温度ｖＴｒＥとして取得することができる。
【0030】
上記実施形態では、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて、相関線図Ｌ３を取得することができる。設計線図Ｌ４は、取得された相関線図Ｌ３に対し、所定の間隔を開けて設定することができる。このようにして設定された設計線図Ｌ４を、設計許容条件とすることができる。
【0031】
上記実施形態では、設計許容条件としての設計線図Ｌ４において、要求破壊靭性値Ｚｒに対応する温度指標Ｙを、要求温度指標Ｙｒとして取得することができる。
【0032】
上記実施形態では、要求温度指標Ｙｒに基づいて得られる遷移温度ｖＴｒＥを、要求遷移温度Ｔｒとして取得することによって、要求遷移温度Ｔｒに基づいて、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得することができる。
【0033】
上記実施形態では、実際に製造されたタンク１から試験片を採取して、シャルピー衝撃試験を行う。そして、シャルピー衝撃試験により得られた試験片における設定試験温度Ｔｔ、及び吸収エネルギーＥの値を、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を基準として判定することで、試験片の靭性信頼性を評価することができる。
【0034】
上記実施形態では、試験片については、設定された設定試験温度Ｔｔでのみシャルピー衝撃試験を行えばよく、タンク１の靭性信頼性の評価を、容易に行うことができる。
【0035】
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、タンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０の手順について説明したが、その順序については適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、タンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０として、ステップＳ１１～Ｓ１７を示したが、例えば、材料の遷移温度を取得するステップＳ１１と、破壊靭性値を取得するステップＳ１２と、を、タンク１に使用される材料を提供する材料メーカーで事前に行うようにしてもよい。その場合、材料メーカーは、取得した材料の遷移温度ｖＴｒＥ、破壊靭性値Ｚのデータを、タンク１の製造者に提供する。
図９は、本開示の実施形態の変形例に係るタンクの靭性信頼性評価方法の手順を示すフローチャートである。
この場合、タンク１の製造者は、予めタンク１の材料メーカーによって取得された遷移温度ｖＴｒＥと、破壊靭性値Ｚと、に基づいて、図９に示すようなタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ２０において、上記実施形態と同様のステップＳ１３～Ｓ１７を実施する。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、タンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０の手順について説明したが、その順序については適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、タンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０として、ステップＳ１１～Ｓ１７を示したが、例えば、材料の遷移温度を取得するステップＳ１１と、破壊靭性値を取得するステップＳ１２と、を、タンク１に使用される材料を提供する材料メーカーで事前に行うようにしてもよい。その場合、材料メーカーは、取得した材料の遷移温度ｖＴｒＥ、破壊靭性値Ｚのデータを、タンク１の製造者に提供する。
図９は、本開示の実施形態の変形例に係るタンクの靭性信頼性評価方法の手順を示すフローチャートである。
この場合、タンク１の製造者は、予めタンク１の材料メーカーによって取得された遷移温度ｖＴｒＥと、破壊靭性値Ｚと、に基づいて、図９に示すようなタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ２０において、上記実施形態と同様のステップＳ１３～Ｓ１７を実施する。
【0036】
＜付記＞
実施形態に記載のタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０、Ｓ２０は、例えば以下のように把握される。
実施形態に記載のタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０、Ｓ２０は、例えば以下のように把握される。
【0037】
（１）第１の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、予め定めた応力拡大係数Ｋの経時的変化とタンク１の設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値Ｚｒを取得するステップＳ１３と、前記タンク１の材料の各試験温度Ｔ１～Ｔ５でのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線Ｌ１から前記材料の遷移温度を取得するステップＳ１１と、前記タンク１の材料の各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性試験に基づいて、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５における破壊靭性値を取得するステップＳ１２と、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５と前記遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて、各温度指標Ｙで破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得するステップＳ１４と、前記設計許容条件と前記要求破壊靭性値Ｚｒとに基づいて、要求温度指標を取得するステップＳ１５と、前記要求温度指標Ｙｒに基づく要求遷移温度Ｔｒを有する許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得するステップＳ１６と、前記許容シャルピー遷移曲線Ｌ５に基づいて前記タンク１の材料の靭性信頼性を評価するステップＳ１７と、を含む。
【0038】
このタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、タンク１の材料について、シャルピー衝撃試験と、破壊靭性試験と、を行い、材料の遷移温度ｖＴｒＥと破壊靭性値Ｚとを取得しておく。また、タンク１について、予め定めた応力拡大係数Ｋの経時的変化とタンク１の設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値Ｚｒを取得する。その上で、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて、各温度指標Ｙで破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得する。さらに、設計許容条件と要求破壊靭性値Ｚｒとに基づいて、要求温度指標Ｙｒを取得する。そして、要求温度指標Ｙｒに基づく要求遷移温度Ｔｒを有する許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得する。タンク１の材料の靭性信頼性は、このようにして得た許容シャルピー遷移曲線Ｌ５に基づいて、適切に評価することができる。
したがって、事前に、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得しておけば、タンク１に採用する材料の靭性信頼性の評価は、シャルピー試験を行うことによって実施することができる。
その結果、タンク１の靭性の評価を、適切、かつ容易に行うことができる。
したがって、事前に、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得しておけば、タンク１に採用する材料の靭性信頼性の評価は、シャルピー試験を行うことによって実施することができる。
その結果、タンク１の靭性の評価を、適切、かつ容易に行うことができる。
【0039】
（２）第２の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、（１）のタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０であって、前記要求破壊靭性値Ｚｒを取得するステップＳ１３では、前記応力拡大係数Ｋの経時的変化に基づき、前記タンク１が設計寿命に到達したときの前記応力拡大係数Ｋを、前記要求破壊靭性値Ｚｒとして取得する。
【0040】
これにより、応力拡大係数Ｋの経時的変化に基づき、タンク１が設計寿命に到達したときの応力拡大係数Ｋを、要求破壊靭性値Ｚｒとして取得することができる。
【0041】
（３）第３の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、（１）又は（２）のタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０であって、前記材料の遷移温度を取得するステップＳ１１では、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５と、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５で前記シャルピー衝撃試験を行った際の吸収エネルギーＥとの相関に基づいて前記シャルピー遷移曲線Ｌ１を取得し、前記シャルピー遷移曲線Ｌ１に基づいて、前記タンク１の材料における前記吸収エネルギーＥの上限値Ｅｕと下限値Ｅｂとの中間値Ｅｍであるときの温度を前記材料の遷移温度ｖＴｒＥとして取得する。
【0042】
これにより、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と、各試験温度Ｔ１～Ｔ５でシャルピー衝撃試験を行った際の吸収エネルギーＥとの相関に基づいて、シャルピー遷移曲線Ｌ１を取得することができる。さらに、シャルピー遷移曲線Ｌ１において、タンク１の材料における吸収エネルギーＥの上限値Ｅｕと下限値Ｅｂとの中間値Ｅｍであるときの温度を、材料の遷移温度ｖＴｒＥとして取得することができる。
【0043】
（４）第４の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、（１）から（３）の何れか一つのタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０であって、前記設計許容条件を取得するステップＳ１４では、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５と前記遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて取得される相関線図Ｌ３に対し、所定の間隔を開けて設定される設計線図Ｌ４を前記設計許容条件として取得する。
【0044】
これにより、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて、相関線図Ｌ３を取得することができる。設計線図Ｌ４は、取得された相関線図Ｌ３に対し、所定の間隔を開けて設定することができる。このようにして設定された設計線図Ｌ４を、設計許容条件とすることができる。
【0045】
（５）第５の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、（４）のタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０であって、前記要求温度指標を取得するステップＳ１５では、前記設計許容条件としての前記設計線図Ｌ４に基づいて、前記要求破壊靭性値Ｚｒに対応する前記温度指標Ｙを、前記要求温度指標Ｙｒとして取得する。
【0046】
これにより、設計許容条件としての設計線図Ｌ４において、要求破壊靭性値Ｚｒに対応する温度指標Ｙを、要求温度指標Ｙｒとして取得することができる。
【0047】
（６）第６の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、（１）から（５）の何れか一つのタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０であって、前記許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得するステップＳ１６では、前記要求温度指標Ｙｒに基づいて得られる遷移温度ｖＴｒＥを、要求遷移温度Ｔｒとして取得し、前記要求遷移温度Ｔｒに基づいて、前記許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得する。
【0048】
これにより、要求温度指標Ｙｒに基づいて得られる遷移温度ｖＴｒＥを、要求遷移温度Ｔｒとして取得することによって、要求遷移温度Ｔｒに基づいて、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得することができる。
【0049】
（７）第７の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、（１）から（６）の何れか一つのタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０であって、前記材料の靭性信頼性を評価するステップＳ１７では、実際に製造された前記タンク１から試験片を採取して、前記シャルピー衝撃試験を行い、前記シャルピー衝撃試験により得られた前記試験片における試験温度Ｔ１～Ｔ５、及び吸収エネルギーＥの値を、前記許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を基準として判定する。
【0050】
これにより、実際に前記タンク１に使用される前記材料を試験片として、前記シャルピー衝撃試験を行う。そして、シャルピー衝撃試験により得られた試験片における試験温度Ｔ１～Ｔ５、及び吸収エネルギーＥの値を、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を基準として判定することで、試験片の靭性信頼性を評価することができる。
【0051】
（８）第８の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０は、（７）のタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ１０であって、前記材料の靭性信頼性を評価するステップＳ１７では、前記試験片に対し、予め設定された設定試験温度Ｔｔで前記シャルピー衝撃試験を行う。
【0052】
これにより、試験片については、設定された設定試験温度Ｔｔでのみシャルピー衝撃試験を行えばよく、タンク１の靭性信頼性の評価を、容易に行うことができる。
【0053】
（９）第９の態様に係るタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ２０は、タンク１の材料の各試験温度Ｔ１～Ｔ５でのシャルピー衝撃試験に基づくシャルピー遷移曲線Ｌ１から取得された前記材料の遷移温度ｖＴｒＥと、前記タンク１の材料の各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性試験に基づいて取得された各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５における破壊靭性値Ｚと、に基づいて、前記タンク１の靭性信頼性を評価する、前記タンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ２０であって、予め定めた応力拡大係数Ｋの経時的変化と前記タンク１の設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値Ｚｒを取得するステップＳ１３と、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５と前記遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各前記試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて、各温度指標Ｙで破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得するステップＳ１４と、前記設計許容条件と前記要求破壊靭性値Ｚｒとに基づいて、要求温度指標を取得するステップＳ１５と、前記要求温度指標Ｙｒに基づく要求遷移温度Ｔｒを有する許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得するステップＳ１６と、前記許容シャルピー遷移曲線Ｌ５に基づいて前記タンク１の材料の靭性信頼性を評価するステップＳ１７と、を含む。
【0054】
このタンク１の靭性信頼性評価方法Ｓ２０は、予め、タンク１の材料について、シャルピー衝撃試験と、破壊靭性試験と、を行い、材料の遷移温度ｖＴｒＥと破壊靭性値Ｚとを取得しておく。また、タンク１について、予め定めた応力拡大係数Ｋの経時的変化とタンク１の設計寿命とに基づいて要求破壊靭性値Ｚｒを取得する。その上で、各試験温度Ｔ１～Ｔ５と遷移温度ｖＴｒＥとの差分の逆数である温度指標Ｙと、各試験温度Ｔ１～Ｔ５での破壊靭性値Ｚとの関係に基づいて、各温度指標Ｙで破壊靭性特性を満足する設計許容条件を取得する。さらに、設計許容条件と要求破壊靭性値Ｚｒとに基づいて、要求温度指標Ｙｒを取得する。そして、要求温度指標Ｙｒに基づく要求遷移温度Ｔｒを有する許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得する。タンク１の材料の靭性信頼性は、このようにして得た許容シャルピー遷移曲線Ｌ５に基づいて、適切に評価することができる。
したがって、事前に、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得しておけば、タンク１に採用する材料の靭性信頼性の評価は、シャルピー試験を行えば実施することができる。
その結果、タンク１の靭性の評価を、適切、かつ容易に行うことができる。
したがって、事前に、許容シャルピー遷移曲線Ｌ５を取得しておけば、タンク１に採用する材料の靭性信頼性の評価は、シャルピー試験を行えば実施することができる。
その結果、タンク１の靭性の評価を、適切、かつ容易に行うことができる。
【符号の説明】
【0055】
１…タンク ２…筒状部 ３…鏡板部 Ｄｃ…中心軸方向 Ｅ…吸収エネルギー Ｅｕ…上限値 Ｅｂ…下限値 Ｅｍ…中間値 Ｅｔ…要求吸収エネルギー Ｋ…応力拡大係数 Ｌ１…シャルピー遷移曲線 Ｌ２…相関曲線 Ｌ３…相関線図 Ｌ４…設計線図 Ｌ５…許容シャルピー遷移曲線 Ｓ１０、Ｓ２０…タンクの靭性信頼性評価方法 Ｓ１１…材料の遷移温度を取得するステップ Ｓ１２…破壊靭性値を取得するステップ Ｓ１３…要求破壊靭性値を取得するステップ Ｓ１４…設計許容条件を取得するステップ Ｓ１５…要求温度指標を取得するステップ Ｓ１６…許容シャルピー遷移曲線を取得するステップ Ｓ１７…材料の靭性信頼性を評価するステップ Ｔ１～Ｔ５…試験温度 Ｔｅ…設計寿命 Ｔｒ…要求遷移温度 ｖＴｒＥ…遷移温度 Ｔｔ…設定試験温度 Ｙ…温度指標 Ｙｒ…要求温度指標 Ｚ…破壊靭性値 Ｚｒ…要求破壊靭性値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】