圧力容器 - 冷凍装置用材料

 管の種類、性質、制限が、出題される。『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P162右~P166左上 (12.3 冷凍装置用材料)

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低温脆性(読み:ていおんぜいせい)

 冷凍装置に使われている材料、特に「低温脆性」について勉強しておかないとヤバイ。 テキスト<8次:P163左 (12.3.2 炭素鋼と低温脆性)

・炭素鋼材は一般的に、温度が下がるにつれて引張強さ、降伏点、硬さなどが増大するが、低温脆性の問題が生じる。 H13ga/10 答え

【◯】 ようするに、もろくなってしまうんだね。<8次:P163左 ((1) 低温脆性)>の冒頭部分から読みとるしかないかな。

・鋼材の低温脆性による破壊が最も発生しやすくなる条件は、一般に
   1)低温であること
   2)形状に切り欠きなどの欠陥があること
   3)三軸(円周、半径、長手)方向に引張応力があること
    の三つの条件が重なったときである。
                  H22ga/10 答え

【◯】 この三条件が、ま、ズバリ的にテキストに記されている。テキスト<8次:P163右上>

・鋼材は一般に温度が下がるにつれて引張強さ、降伏点、硬さなどが増大するが、ある温度以下の低温で伸びが小さくなって塑性変形の性質を失い、低温脆性により破壊することがある。冷凍の場合、低温では冷媒の飽和蒸気圧が低くなり、材料に衝撃力を加えなければ低温脆性による破壊の心配はほとんどない。 H23ga/10 答え

【◯】 温度に関しては<8次:P163左上>にズバリ。破壊に関しては、同ページ右から読み取るしかないのかな。

・鋼材は、一般に温度が下がるにつれて引張強さ、絞り率、硬さなどは増大するが、伸び、降伏点、衝撃値などは低下する。そして、ある温度以下の低温で伸びが小さくなり、低温脆性によるもろさを示す。 H27ga/10 答え

【×】 正しい文章を書いておきましょう。

・鋼材は、一般に温度が下がるにつれて引張強さ、降伏点、硬さなどは増大するが、伸び、絞り率、衝撃値などは低下する。そして、ある温度以下の低温で伸びが小さくなり、低温脆性によるもろさを示す。

 そんなわけで、増大するものと低下するものを把握しておかねばなりません。

・鋼材は一般に温度が下がるにつれて引張強さ、降伏点、硬さなどが増大するが、伸び、絞り率、衝撃値などは低下する。ある温度以下の低温で、伸びが小さくなって塑性変形の性質を失い、低温脆性により破壊することがある。 H28ga/10 答え

【◯】 覚えましたか?このように連チャン(27、28年)で出題される場合もあるのです。 健闘を祈る!

・鋼材は、一般に温度が下がるにつれて引張強さ、降伏点、絞り率などが増大するが、ある温度以下の低温で伸びが小さくなって塑性変形の性質を失い、低温脆性により破壊することがある。 H29ga/10 答え

【×】 ぉ~、3連チャン。「絞り率」は低下しますね。(低温脆性は隅々まで覚えなさいという協会からの慈しみ深いメッセージでしょう。)

  鋼材は、一般に温度が下がるにつれて引張強さ、降伏点、硬さなどが増大するが、ある温度以下の低温で伸びが小さくなって塑性変形の性質を失い、低温脆性により破壊することがある。

・一般に鋼材は、ある温度以下の低温で伸びが小さくなって、塑性変形の性質を失う低温脆性を示す。低温脆性による破壊では、破壊の進展速度が遅く、容器や配管が徐々に開口するため、事故の予見が遅れる。 H30ga/10 答え

【×】 テキスト<8次:P163右 ((2)冷凍装置における低温脆性破壊 )>の冒頭部分を参考。正しい文章にしてみましょう。

  一般に鋼材は、ある温度以下の低温で伸びが小さくなって、塑性変形の性質を失う低温脆性を示す。低温脆性による破壊では、破壊の進展速度が極めて速く、容器や配管が一瞬にして開口するため、大事故になる。

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使用制限

 テキストでの圧力容器や材料は「保安管理技術編」となっているが、なぜか、学識の問10で出題される。保安では問4にレア的に出現している。(20(R02)/01/03記ス)

・アンモニア冷凍装置の圧力容器に、JISG3452配管用炭素鋼鋼管(SGP、通称ガス管)が使用できる。 H15ga/10 答え

【×】 ぅ~ん、これはテキスト<8次:P165の表12.2、P150右の(f)>から読み取るしかないかな。
 配管用炭素鋼鋼管(SGP、ガス管)は、毒性冷媒、設計圧力1Mpaを超える、または、100℃を超える耐圧部分は使用不可。

・冷凍装置の容器、配管および弁については、材料の使用制限がある。 H16ga/10
 答え

【◯】 ぅむ。
 「冷凍保安規則関係例示基準に決められている」ぐらいでいいんじゃないかな。<8次:P163右下>

・冷凍装置に用いる圧力容器、配管および弁については、それらに用いる材料の種類と使用温度範囲に制限がある。 H22ga/10 答え

【◯】 ぅむ。
 <8次:P163右下と表12.1>あたりから読み取るしかないかな。

・フルオロカーボン冷媒は、2%を超えるマグネシウムを含有するアルミニウム合金には腐食性があり使用できないが、黄銅は使用できる。 H22ho/04 答え

【◯】 ぅむ、正しいね。アンモニアと混同しないように。
 テキスト<8次:P162右((1) フルオロカーボンとアルミニウム合金)~(2)アンモニアと銅合金>を読もう。

・圧力容器に使用されることの多い材料SM400Bは、設計圧力が3MPaを超える圧力容器には使用できない。 H25ga/10 答え

【◯】 その通り! ぅーん、テキスト<8次:P166左上>にズバリだね。健闘を祈る。

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修正・訂正箇所履歴

【2016/08/04 新設】(← 履歴をここに作った日

  • テキスト8次改訂版へ対応済み。解説見直し。 (2017(H29)/01/07)

【参考文献・リンク】

  • SIによる初級受検テキスト:日本冷凍空調学会
  • 上級受検テキスト(SIによる上級受検テキスト):日本冷凍空調学会
  • 冷凍機械責任者(1・2・3冷)試験問題と解答例(13):日本冷凍空調学会
  • 第3種冷凍機械責任者試験模範解答集 :電気書院
  • 第1・2種冷凍機械責任者試験模範解答集 :電気書院

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