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材料についてP137~P139

JIS規格SM400B材料
JIS規格SM400B材料

 『初級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P137~P139 (11.2 冷凍装置用材料)>です。

 「溶接用圧延鋼材SM400B」関連の問題が多い。

アルミニウム合金

 2%がポイントかな。テキスト<8次:P137 (11.2.1 材料一般の(1))

・冷媒がフルオロカーボンの場合には、2%を超えるマグネシウムを含有したアルミニウム合金は使用できない。 H20/12 H29/12 答え

【◯】 マグネシウムを含有した…云々の問題は、「フルオロカーボン冷媒の特徴(金属)」「配管材料」でも出題される。

・フルオロカーボン冷媒は、鋼、銅、黄銅の対して科学的、物理的に安定しているが、金属に対しての腐食性は、冷媒に混入した水分などの不純物に大きく左右される。 by echo 答え

【◯】 フルオロの水分混入に対しては「フルオロカーボン冷媒の特徴(水分)」でサンザン学びましたね。その知識です。


銅合金

 テキスト<8次:P137,138 (11.2.1 材料一般の(2))

・アンモニア冷媒は銅および銅合金に対して腐食性がなく、銅管や黄銅製の部品の使用が可能である。 H29/04 答え

【×】 使用できません!「アンモニア冷媒の特徴(金属)」で(問4)出題されたものです。
  アンモニア冷媒は銅および銅合金に対して腐食性があるので、銅管や黄銅製の部品が使えない テキスト<8次:P53 下3行~P54にかけて>

・アンモニア冷凍装置で、圧縮機の軸受など常時油膜で覆われて、アンモニアに直接触れない部分には青銅類を使用できる。 by echo 答え

【◯】 そういうことです。テキスト<8次:P137 下2行~P138>


ゴム

 テキスト<8次:P138 (11.2.1 材料一般の(3))

・フルオロカーボン冷媒はプラスチックやゴムなどの有機物を溶解、浸透によって材料を膨張させる膨潤作用があるため、ガスケット、機能性部品、密閉圧縮機用電動機巻線の絶縁材などの材料選定に注意が必要である。 by echo 答え

【◯】 「膨潤作用」を記憶に留めたい。テキスト<8次:P138 3行目>

・フルオロカーボン冷媒は、プラスチック、ゴムなどの有機物を溶解したり、その浸透によって材料を膨張させたりする。 R03/12 答え

【◯】 題意の通り。(令和3年に出題されました。)

HFCF冷媒とHFC冷媒
HFCF冷媒とHFC冷媒

・一般に、HCFC冷媒の膨潤作用は、HFC冷媒よりも小さい。 by echo 答え

【×】 逆です。

一般に、HFC冷媒の膨潤作用は、HCFC冷媒よりも小さい。「HCFC(R22)は大きい」と記憶すればいいかな。


SM400B

 SM400Bを把握せよ。テキスト<8次:P138 (11.2.2 材料記号)

JIS規格SM400B材料
JIS規格SM400B材料

・圧力容器には、一般に溶接構造用圧延鋼材SM400B{旧SM41B}が用いられている。 H10/12 答え

【◯】 題意の通り
 (チョと、問題が古いかもテキスト的にはズバリ書かれていない。参照:6次改訂版(平成17年改訂)--平成25年6月29日記す。

・SM400Bとは、溶接構造用圧延鋼材で、その最小引張強さは400N/mm^2である。 H11/12 答え

【◯】 題意の通り
 材料の後の数字は最小引張強さを表している。テキストは<8次:P138 太字で材料記号を記した下の行> →  これらの材料記号の後の数字は、最小引張強さを表す。

・圧力容器の材料にかかる応力が、JIS規格に定められている最小引張強さ以下であれば使用できる。 H11/12 答え

【×】 最小引張強さの1/4の応力とする。
 許容引張応力は、、応力ひずみ線図における比例限度以下の適切な応力値に治まるように設計し(← <8次:P123 3~9行>)、その材料のJIS規格に表されている、最小引張強さ(記号の後の数字)の1/4の応力とする。
--
 SM400Bの場合は、400(N/mm^2)×1/4=100(N/mm^2)が、許容引張応力である。(← <8次:P138 太字で材料記号を記した下の行>)

・冷凍装置の材料として使用される溶接用圧延鋼材SM400Bの許容引張応力は、400N/mm^2である。 H12/12 答え

【×】 H11/12の問題解説をコピペ。
 許容引張応力は、、応力ひずみ線図における比例限度以下の適切な応力値に治まるように設計し(← <8次:P123 3~9行>)、その材料のJIS規格に表されている、最小引張強さ(記号の後の数字)の1/4の応力とする。
--
 SM400Bの場合は、400(N/mm^2)×1/4=100(N/mm^2)が、許容引張応力である。(← <8次:P138 太字で材料記号を記した下の行>)

・溶接構造用圧延鋼材SM400B材の最小引張強さは400N/mm^2であり、許容引張応力は100N/mm^2である。 H15/12 答え

【◯】 その通り!
 上記解説参照。この手の問題は、出題数が多いと思われ。

・JIS規格のSM400B材の最小引張強さは400N/mm^2であり、許容引張応力は100N/mm^2である。 H19/12 答え

【◯】 ぅむ。

・溶接構造用圧延鋼材SM400Bの許容引張応力は400N/mm^2である。 H25/12 H30/12 答え

【×】 100N/mm^2でつね。

・J1S規格の溶接構造用圧延鋼材SM400B材の許容引張応力は400N/mm^2であり、最小引張強さは100N/mm^2である。 H28/12 答え

【×】 「許容引張応力」と「最小引張り強さ」が逆ですね。(少笑。テキスト<8次:P138 太字で材料記号を記した下の行>、勉強してある人は楽勝、無勉はチンプンカンプンでしょう。

・JISの定める溶接構造用圧延鋼材SM400Bの許容引張応力は100N/mm2であり、最小引張強さは400N/mm2である。 R03/12 答え

【◯】 JISの定めている最小値の引張強さが規定されているので、設問のSM400Bの最小引張強さは400N/mm2となる。よって、その1/4の応力が許容引張応力100N/mm2となる。(この問題は、前ページの許容引張応力にも掲載してある)

JIS規格SM400B材料
JIS規格SM400B材料


低温脆性

 低温脆性(ていおんぜいせい)と読む。テキストは<8次:P138~P139 (11.2.3 低温で使用する材料)>です。

・低温脆性とは、鋼材が低温で脆くなる性質をいう。 H11/12 答え

【◯】 ぅむ。
 低温脆性(ぜいせい)とは、鋼材が低温になると引張強さ、降伏点、堅さなどは増大するが、伸び、絞り率、衝撃値などは低下し脆(もろ)くなる。特に衝撃に対してはある温度以下では急激に低下する。

・一般の鋼材の低温脆性による破壊は、低温で切欠きなどの欠陥があり、引張応力がかかっている場合に、繰返し荷重が引き金になってゆっくりと発生する。 H23/12 答え

【×】 繰り返し、ゆっくり、ではなく、衝撃荷重が引き金になり、突発的に、極めて速く進行する。テキスト<8次:P139 冒頭>を読んでおけばOK。

・一般の鋼材は低温で脆くなり、これを低温脆性という。この低温脆性による破壊は、衝撃荷重などが引き金になって、降伏点以下の低荷重のもとでも突発的に発生する。 H28/12 答え

【◯】 解説略。

・一般の鋼材の低温脆性による破壊は、低温で切り欠きなどの欠陥があり、引張りまたはこれに似た応力がかかっている場合に、繰返し荷重が引き金になってゆっくりと発生する。 H29/12 答え

【×】 H28年度改良版の素直な誤り問題でつね。「繰り返し、ゆっくり」ではなく「衝撃荷重、突発的」です。

 03/04/21 04/09/05 05/03/21 07/03/24 08/03/15 08/04/25 09/05/30 10/09/11 11/06/30 13/07/03 14/08/02 16/08/20 17/12/01 19/03/16 20/07/02 22/01/17

 『初級 冷凍受験テキスト』8次改訂版への見直し、済。(22/01/16)

修正・訂正箇所履歴

【2016/06/09 新設】

  •   2%を超えるマグネシウム 云々の問題(H20/12)を追加。 (2020(R02)/06/22)
  • テキスト8次改訂版(R01(2019)-11月改訂)へ対応、および、文章を見直し。(2020(R02)/07/02)
  • 予想問題by echo追加、その他全般的に見直し。(2022(R04)/01/17)

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【参考文献】

  • 初級 受検テキスト(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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