あの水素ぜい化試験は、受入試験ではないと規格自身が述べている

出典は ISO 15330:1999、締結用部品、水素ぜい化の検出のための予荷重試験、 平行座面法です。1999 年発行、2024 年の見直しで現行版と確認され、全文九ページ。 このページが使うのは無料プレビューで、序文、適用範囲、定義、原理、試験装置を収め、 サンプリング、手順、判定、報告の各項の手前で止まっています。

理由は二十四時間の時計である

同じ項の注が、この試験が受入で使えない理由を説明します。 製造工程の最後の段階から 24 時間を超えて試験を開始すると、 水素ぜい化を検出できる見込みは著しく下がる。 したがって通常の場合、本試験は受入試験には適さない。

めっきから二十四時間後、その部品がどこにあるかを考えてみてください。 まだ表面処理の工場、よくてもパレットの上で出荷を待っている。 コンテナの中ではなく、通関の列でもなく、三週間後の受入検査台の上でもありません。 この試験が力を失う時間の尺度は、それが探している可動水素のそれとほぼ同じです。

つまり規格は、見落としやすく、見落とすと高くつく線を引いています。 この試験は本物で、効き、そして工程を回した人のものです。 部品があなたのものになるころには、その道具は鈍っています。

この試験にできること

適用範囲のその段落を最後まで読むと、意図がはっきりします。この試験は 工程条件や技術の差異あるいは変更を評価でき、 めっき前後の処理を含む各工程段階が 締結部品中の可動水素を減らすうえでどれだけ有効かを判定できる。

それは工程開発と工程管理の道具です。酸洗の時間を変え、焼きなましを変え、浴を変え、 そして試験を回してその変更が効いたかを見る。答えるのは工程についての問いです。 ある納入についての問いに答えるために作られたものではありません。

適用範囲にはもう一行、何かの議論のあとに足されたように読める文があります。 本試験は、適切な工程管理を課し監視する製造者または処理者の責任を免じない。 試験を回すことは管理ではありません。管理が管理です。

焼きなましの位置づけを変える一文

定義の項がもう一つ知っておく価値のあることを担っており、それは誤読しやすいので、 二つの語を分けておかねばなりません。規格は 3.1 で感受性を、 3.2 で危険を定義し、この二つはふるまいが違います。

これは焼きなましが効かないと述べているのではありません。 感受性は鋼そのものの性質です。どれだけ少ない可動水素で壊れるか、という性質。 感受性の定義に付されたもう一つの注は、感受性が高まるにつれ、 ぜい性破壊を引き起こしうる可動水素の臨界量は 著しく減少すると述べます。製造後に行うことは、それを動かしません。

危険は別のもので、規格はそれが低減されうると述べます。 関係する工程段階で水素の供給が最小化されるとき、そして 適切なめっき後熱処理が行われ、 水素を放出させ、あるいは鋼中に不可逆的に捕捉するとき。 二つの機構が名指しされています。焼きなましは水素に働くのであって、鋼には働きません。

仕様書に持ち込むべき実務上の帰結はこれです。焼きなましを受けた高強度部品は、 なお感受性のある部品です。減ったのは水素であり、 そもそも水素をその部品にとって危険にしていた感受性は変わっていません。 だからこそ、そのあとの使用環境が効いてきます。当サイトの ねじを折るほうの防錆のページが、 硬さのしきい値がどこにあるか、焼きなましの仕様がどんなものかを扱っています。

水素はどこから入るか、規格自身の一覧で

序文が挙げる供給源の一覧は、よくある要約よりずっと長く、 しかもいくつかは表面処理の工程ですらありません。

切削と穴あけでの切削液の分解は、人を驚かせる項目です。 そして電気防食は、納入後に効いてくる項目です。 どちらも、めっきの証明書が語れることではありません。

序文はさらに、引張試験なら捕まえられたはずだと考える人に見せる価値のある書き方で 破壊の様式を述べます。鋼中の原子状水素は、 降伏強さ、さらにはその合金の通常の設計強さをも大きく下回る負荷応力のもとで、 破局的なぜい性破壊を引き起こしうる。そしてこの現象はしばしば、 通常の引張試験で測っても延性の顕著な低下を示さない合金で起きる。 規格自身がそれに与えている別名は 水素起因の遅れぜい性破壊です。

この試験は実際には何か

原理は四文で、実験室は要りません。締結部品は 降伏点または破壊トルクの範囲まで応力を与えられます。 方法は相手ナットに対して締め付けるか、あらかじめタップを立てた板にねじ込むか。 応力またはトルクは少なくとも 48 時間保持されます。 24 時間ごとに締結部品は初期の応力またはトルクまで締め直され、 同時に破壊が起きていないかが確認されます。

治具はかなり細かく規定されており、読む値打ちがあります。 その大半は、第二の変数を持ち込まないための規定だからです。

• 板は最低 45 HRC、座面は研削、粗さは Ra 8 µm を超えないこと、各板の厚さは呼び径以上
• ばか穴は ISO 273 の細目系列により、面取りをしないこと、穴の間隔は呼び径の三倍以上
• 応力を受ける自由なねじ部は呼び径以上、ナットから突き出す完全ねじ山は五山以下
• 呼び径の 2,5 倍未満の短いねじは、ナットを使わずタップを立てた板一枚にねじ込み、頭部に対して締める
• ばね座金は積み重ね、試験するものより硬く 40 HRC 以上の平座金で隔てる。皿ばね座金は対で試験し、平らになるまで締める

ナットには独自の段落があり、よくある思い込みを正します。規格はこう述べます。 ある種のナットは、広がりによって座面の領域に引張応力を受けることがあると認識すべきである。 これはフランジ付きナットやその他の特異な形状のナットに当てはまりうるが、 普通のナットにも当てはまる。 ナットを試験するかどうかは、 製造者と処理者のあいだで合意される事項です。

試験全体は 10 から 35 °C のあいだで行われ、 対象は鋼製で引張応力を受けるメートルねじのボルト、ねじ、植込みボルト、 転造タッピンねじ、タッピンねじ、ドリルねじ、ナット、座金です。

では注文書に何を書くか

この試験が受入基準になれないなら、要求は別の書き方をするしかありません。 残るのは工程と、その記録です。当サイトが別の方向から繰り返したどり着く答えと同じです。 判定試験の無い不動態化の要求、 そして満足な密着性試験は無いと述べる皮膜の規格。 自分が何のためのものでないかを題名で述べる規格もあります。 耐圧接合をねじ部で行わない管ねじが それで、その適用範囲は密封をどこへ置くかまで書いています。

• 合否ではなく工程を指定する。前処理、皮膜の経路、めっき後熱処理を名指しする。それこそがこの試験の評価対象だからである
• やったかどうかだけでなく、いつやったかを問う。規格自身の注が検出の窓を、最後の製造段階から 24 時間としている
• 規格のロットの定義を使う。製造ロットとは一つの呼び、一つの溶製、同一の処理サイクルであり、連続工程では設定の変更を伴わない同一サイクルを意味する。結果を結び付けられるのはその単位である
• ナットについては明示的に決める。規格はナットの試験を製造者と処理者の合意に委ねているので、放っておいては起こらない
• 焼きなましを治癒と読まない。鋼はその前後で同じだけ感受性がある。変わったのは中に残る可動水素の量である

規格がしているもう一つの、敬意に値することがあります。適用範囲は、のちの項にある 対照試験に特に注意を払うことと述べて終わります。 その項は無料プレビューの外にあり、このページはその内容を述べません。 それが存在することを知っておく値打ちはあり、 この規格を引く供給者には、それを行ったかを尋ねる値打ちがあります。

表面性状にも似た落とし穴がある。 同じ記号が見た目を変えずに意味を変えうる。 それが依拠していた版のほうが動いたからである。

帰属は他所でも同じように効く。結束バンドでは、 被覆は測定される強度に寄与する場合にのみ分類を変え、 規格は疑わしい場合に被覆ありとなしの試験を差し出す。

この記事は手順 6、書類を扱います。全体の順序は相手材、ねじ、頭部、駆動部、表面処理、書類で、これを崩すと微調整ではなく手直しになる理由はねじの決め方にあります。

よくある質問

注文書に水素ぜい化試験を要求できますか。

この規格のもとでは、受入基準としてはできません。ISO 15330 は適用範囲で、本試験は工程内管理にのみ適し、受入試験として意図されたものではないと述べます。注が理由を説明します。製造工程の最後の段階から 24 時間を超えて試験を開始すると水素ぜい化を検出できる見込みは著しく下がるので、通常の場合、受入試験には適さないのです。

検出の窓がなぜ 24 時間なのですか。

規格は機構ではなく効果を述べています。最後の製造段階から 24 時間を超えて試験を始めると、ぜい化を検出できる見込みが著しく下がる、と。この試験が探しているのは可動水素であり、規格はめっき後熱処理を、水素を放出させる、あるいは不可逆的に捕捉するものとして述べています。ですから遅れ破壊を起こしうる量は、加工後の時間とともに変わります。

焼きなましで水素ぜい化の危険は無くなりますか。

危険は下がりますが感受性は変わりません。規格はこの二語を分けています。感受性の定義に付された注は、製造工程ののちには水素ぜい化に対する感受性は低減されず、いかなるめっき後熱処理によっても感受性の無い状態には変えられないと述べます。危険の定義に付された注は、関係する工程段階で水素の供給が最小化されるとき、また適切なめっき後熱処理が水素を放出させ、あるいは鋼中に不可逆的に捕捉するとき、危険は低減されうると述べます。

ISO 15330 の試験は具体的に何をするのですか。

締結部品を降伏点または破壊トルクの範囲まで応力を与えます。相手ナットに対して締め付けるか、あらかじめタップを立てた板にねじ込むかです。応力またはトルクは少なくとも 48 時間保持され、24 時間ごとに初期の応力またはトルクまで締め直し、同時に破壊が起きていないかを確認します。試験は 10 から 35 度のあいだで行われます。

水素は締結部品のどこから入るのですか。

ISO 15330 の序文は、熱処理、ガス浸炭、洗浄、酸洗、りん酸塩処理、電気めっき、そして使用環境では電気防食または腐食反応を挙げます。さらに、ロール成形、切削、穴あけの際に切削液や潤滑剤が分解することによって、また溶接やろう付けの際にも水素が入りうると付け加えています。

引張試験で水素ぜい化は捕まえられますか。

規格は、この現象がしばしば、通常の引張試験で測っても延性の顕著な低下を示さない合金で起きること、そして降伏強さ、さらにはその合金の通常の設計強さをも大きく下回る負荷応力のもとで破局的なぜい性破壊を引き起こしうることを述べています。別名として水素起因の遅れぜい性破壊を挙げています。

ナットは水素ぜい化の試験をしますか。

合意があった場合だけです。ISO 15330 は、ある種のナットが広がりによって座面の領域に引張応力を受けることがあり、それはフランジ付きナットやその他の特異な形状のナットに当てはまりうるが普通のナットにも当てはまると注記し、ナットの試験は製造者と処理者のあいだで合意のうえ考慮されるべきであると述べています。

参考資料

• ISO 15330:1999、締結用部品、水素ぜい化の検出のための予荷重試験、平行座面法。序文、第 1 項、第 3 項の定義、第 4 項、第 5 項

ISO 15330:1999 は公開プレビューから読んだ。この規格のプレビューは前付と、本文を 5 ページ目の 5.5 の終わりまで収めている。サンプリングの第 6 項、試験手順の第 7 項、判定の第 8 項、試験報告の第 9 項はプレビューの外にあり、そこからは何も引用していない。サンプリング数、合否基準、報告事項は本ページに現れない。適用範囲は 7.3 の対照試験に特に注意を払うよう求めているが、その項はプレビューの外にあり、本ページはそれが存在するとだけ述べる。文書自身の序文はこれを ISO/TC 2 の分科委員会 SC 1 に帰しているが、現在の ISO のカタログ項目は ISO/TC 2/SC 14 を挙げている。引用は文書の印刷どおりとした。この規格は 90.93、confirmed の段階にあり、2024 年の見直しで現行版であることが確認されている。感受性は製造後には変えられないという注は、規格が 3.1 で定義する感受性についての言明であり、焼きなましが無効であるという言明ではない。規格自身の 3.2 の注は、水素の供給の最小化とめっき後熱処理によって危険は低減されうると述べている。硬さのしきい値と焼きなましの条件はここには示さない。ISO 4042 は今回読んでいない。残留ぜい化の傾斜くさび法である ISO 10587 についても何も述べない。その規格も読んでいない。いかなる ASTM 文書とも比較していない。