ウォータージェットピーニング施工方法
【課題】
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を制御すること。
【解決手段】
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、噴射距離，噴射流量，ノズル径で
変化することを見出したので、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に
応じて、ウォータージェットピーニングの噴射距離，噴射流量，ノズル径を選定すること
で、共振を防止できる。
【効果】
本発明によれば、ウォータージェットピーニング施工による施工対象物の共振損傷を防
止できる。
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を制御すること。
【解決手段】
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、噴射距離，噴射流量，ノズル径で
変化することを見出したので、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に
応じて、ウォータージェットピーニングの噴射距離，噴射流量，ノズル径を選定すること
で、共振を防止できる。
【効果】
本発明によれば、ウォータージェットピーニング施工による施工対象物の共振損傷を防
止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行うウォータージェットピーニング施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ウォータージェットピーニング法において、ウォータージェットピーニングの効果を高めるために、スタンドオフ距離，噴射圧力あるいは噴射衝突時間を変化させることが、特許文献２には、ウォータージェットピーニング装置において、ウォータージェットピーニングの効果を高めるために、キャビテーション発生時の衝撃パルスを検出して、ノズルと加工対象物の距離やノズルからの噴射圧力の条件設定することが、開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３２８８５５号公報
【特許文献２】特開平６−０４７６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術は、ウォータージェットピーニング時に発生する強制加振振動で施工対象物が共振する可能性に関して配慮されていなかった。
【０００５】
本発明の目的は、ウォータージェットピーニング施工対象物の共振を防止する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、以下のプロセスにより達成される。
（１）ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェットピーニングの強制加振振動数とが異なるようにウォータージェットピーニングを施工し、共振を押さえることで達成される。
（２）ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、ウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）と噴射距離（mm）の関係は、以下の二つの５次多項式近似で予測できる。
【０００７】
ｙ＝−１Ｅ−０９ｘ5＋１Ｅ−０６ｘ4−０.０００４ｘ3＋０.０８６５ｘ2
−８.８５９８ｘ＋７７３ …式（１）
ｙ＝１Ｅ−０９ｘ5−９Ｅ−０７ｘ4＋０.０００２ｘ3−０.０１９７ｘ2
−０.０２７４ｘ＋２７２ …式（２）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、ｘはウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離を示す。
【０００８】
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射距離条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
【０００９】
式（１），（２）において、噴射距離１００mm以下の範囲でウォータージェットピーニングの強制加振振動数が大きく変化するので、この領域はウォータージェットピーニングの強制加振振動数の調整性に優れている。また噴射距離２０mm未満は、材料表面にエロージョンが発生しやすくなるため実用的でない。従って、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の調整性に優れ、かつ材料表面へのエロージョンの影響が少ない、噴射距離１００mmから２０mmの範囲は特に好適である。
【００１０】
式（１）において、噴射距離１００mmから２５０mmの間は、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が、約４５０Ｈｚ一定で、また式（２）においても、噴射距離１００mmから２５０mmの間は、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が、約２００Ｈｚ一定となるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数が約２００Ｈｚおよび約４５０Ｈｚ以外にある場合は、噴射距離を１００mmから２５０mmの間で選定することで、安定して共振の発生を防止できる。
（３）ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、噴射流量を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）と噴射流量（Ｌ／min）の関係は、以下の二つの線形近似で予測することができる。
【００１１】
ｙ＝−３.８ｘ＋６３１ …式（３）
ｙ＝−４.１ｘ＋４０７ …式（４）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、ｘは噴射流量を示す。ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射流量条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
ウォータージェットピーニングの噴射流量が少ないと、１回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。一方、噴射流量が多いと１回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、１回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、噴射流量２０Ｌ／minから５０Ｌ／minの間で噴射流量を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
（４）ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、ウォータージェットピーニングのノズル径を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）とノズル径（mm）の関係は、以下の二つの線形近似で予測することができる。
【００１２】
ｙ＝−１５１.３ｘ＋７５５ …式（５）
ｙ＝−１７９ｘ＋５７６ …式（６）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、ｘはノズル径を示す。ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるようなノズル径の条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。ウォータージェットピーニングのノズル径が小さいと、１回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。一方、ノズル径が大きいと１回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、１回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、ノズル径１mmから２mmの間でノズル径を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
【００１３】
つまり、本発明のウォータージェットピーニング施工方法は、ウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行うものであって、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数とが異なるように、ウォータージェットピーニングを施工することで、共振を避けることを特徴とする。
【００１４】
この際、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェットピーニングの強制加振振動数とが異なるようにする手段として、
（１）ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との噴射距離を変える、
（２）ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズルから噴射される噴射流量を変える、
（３）ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズル径を変える、
こうした手段で、共振を避けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ウォータージェットピーニング施工対象物の共振の可能性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を測定する測定装置を示す。
【００１７】
荷重を測定するロードセル１に、固定治具２、および、噴射受け板３を取り付ける。これらを水槽６に固定する。高圧ポンプ８で増圧された純水７は、圧力計１５で噴射圧力１６を計測されるとともに、流量調節弁１１，導水チューブ９を通り、噴射ノズル４に供給される。噴射ノズル４には、噴射速度を上げるために小径の穴が設けられており、これをノズル径１２と称呼する。噴射ノズル４から噴射された純水７は、ウォータージェット５となって噴射受け板３に衝突する。
【００１８】
この衝突により発生する荷重をロードセル１で検出する仕組みとなっている。ロードセル１で検出された荷重データを分析してウォータージェットピーニングの強制加振振動数を評価する。ここで、噴射ノズル４から噴射受け板３までの距離を噴射距離１０，噴射ノズル４と噴射受け板３の角度を噴射角度１３，噴射ノズル４から噴射されるウォータージェット５の流量を噴射流量１４，圧力計１５で計測される圧力を噴射圧力１６とする。測定の主な仕様を以下に示す。
【００１９】
・ロードセル定格容量：±１０ｋＮ
ウォータージェットピーニングで発生する荷重値より十分に大きく設定。
【００２０】
・ロードセル固有振動数：２１ｋＨｚ
ロードセルの固有振動数が低い場合、ロードセル自体が、ウォータージェットピーニ ングの強制加振振動数と共振する可能性があるので、ウォータージェットピーニング の強制加振振動数より十分大きい固有振動数に設定。
【００２１】
・測定周波数：４０９６Ｈｚ
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が十分計測できるように、ウォータ ージェットピーニングの強制加振振動数の約１０倍に設定。
【００２２】
・測定時間：噴射後１０秒後から１０秒間
振動特性が安定した後測定するように設定。
【００２３】
また、水中に入る計測系は全て防水処理が施されている。
【００２４】
図２には、ノズル径１２：２mm，噴射流量１４：４８Ｌ／min，噴射距離１０：１５０mm，噴射角度１３：９０°，噴射圧力１６：７０ＭＰａの条件で得られた荷重データの周波数分析結果を代表例として示す。この周波数分析結果は得られたデータを高速フーリエ変換して求めたものである。
【００２５】
図２より、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、約２００Ｈｚと約４５０Ｈｚにあることが判った。従って、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数が、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数と一致する場合は、共振が発生する場合があることが判った。
【００２６】
図３には、ノズル径１２：２mm，噴射流量１４：４８Ｌ／min，噴射角度１３：９０°，噴射圧力１６：７０ＭＰａで噴射距離１０を１０mm〜３００mmの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した。図３より、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、噴射距離１０に応じて変化することが判った。
【００２７】
図４には、図３のデータをもとに、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数と噴射距離１０の関係を近似性に優れる５次の多項式で近似した近似曲線および近似式を示した。この近似式よりウォータージェットピーニングの強制加振振動数と噴射距離１０の関係は、下式で示されることが判った。
【００２８】
ｙ＝−１Ｅ−０９ｘ5＋１Ｅ−０６ｘ4−０.０００４ｘ3＋０.０８６５ｘ2
−８.８５９８ｘ＋７７３ …式（１）
ｙ＝１Ｅ−０９ｘ5−９Ｅ−０７ｘ4＋０.０００２ｘ3−０.０１９７ｘ2
−０.０２７４ｘ＋２７２ …式（２）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）を、ｘはウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離（mm）を示す。
【００２９】
従って、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が一致する場合は、共振が発生する場合があるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数を、あらかじめ測定や解析で求め、それと異なるように式（１），式（２）より噴射距離１０を選定することで、施工対象物の共振を防止できる。また、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射距離条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
【００３０】
式（１），（２）において、噴射距離１００mm以下の範囲でウォータージェットピーニングの強制加振振動数が大きく変化するので、この領域はウォータージェットピーニングの強制加振振動数の調整性に優れている。また噴射距離２０mm未満は、材料表面にエロージョンが発生しやすくなるため実用的でない。従って、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の調整性に優れ、かつ材料表面へのエロージョンの影響が少ない、噴射距離１００mmから２０mmの範囲は特に好適である。
【００３１】
式（１）において、噴射距離１００mmから２５０mmの間は、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が、約４５０Ｈｚ一定で、また式（２）においても、噴射距離１００mmから２５０mmの間は、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が、約２００Ｈｚ一定となるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数が約２００Ｈｚおよび約４５０Ｈｚ以外にある場合は、噴射距離を１００mmから２５０mmの間で選定することで、安定して共振の発生を防止できる。
【００３２】
上述の結果を得るための本発明の第一の実施例のウォータージェットピーニングの方法を図５を用いて示す。本実施例のウォータージェットピーニング方法は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器１７内に位置するコアシュラウド１８等に適用される。コアシュラウド１８は原子炉圧力容器１７内に設置されている。
【００３３】
原子炉圧力容器１７と、原子炉圧力容器１７の上に配置された原子炉ウェル１９は冷却水で満たされている。ウォータージェットピーニング装置２０は、噴射ノズル４，高圧ポンプ８，導水チューブ９、および流量調節弁１１を有する。噴射ノズル４は導水チューブ９によって高圧ポンプ８に接続されている。流量調節弁１１は導水チューブ９に取り付けられる。噴射ノズル４は、図１のノズル４と同様の構成を有する。
【００３４】
高圧ポンプ８と、圧力計１５は、原子炉ウェル１９の上のオペレーションフロア２１に設置される。コアシュラウド１８にウォータージェットピーニングが実施される際、マニピュレータ（図示せず）に取り付けられた噴射ノズル４は、マニピュレータによりコアシュラウド１８の中に入れられ、コアシュラウド１８の冷却水中に浸される。噴射ノズル４の噴出口をコアシュラウド１８に向ける。本実施例では噴射ノズル４およびコアシュラウド１８を１４０mm離して配置した。
【００３５】
高圧ポンプ８を立ち上げ、高圧ポンプによって加圧された純水を導水チューブ９を通して噴射ノズル４に注入し、加圧された純水を噴射ノズル４の噴出口よりコアシュラウド１８の内面に噴射する。噴射ノズル４から噴射されたウォータージェットはコアシュラウド１８の内面に衝突させる。この際ウォータージェット５に含まれていた気泡は衝撃波を発生させる。
【００３６】
衝撃波はコアシュラウド１８の内面に衝突し、コアシュラウド１８の内面に衝撃を与え、コアシュラウド１８の内面の少なくとも一部に圧縮残留応力を発生させる。噴射ノズル４とコアシュラウド１８の内表面との間の距離Ｌにより、コアシュラウド１８中のウォータージェットピーニングで発生する強制加振振動数は、コアシュラウド１８の固有振動数と異ならせることが可能である。従って、コアシュラウド１８において、共鳴の発生を防ぐことが可能となる。
【００３７】
図６には、ノズル径１２：２mm，噴射距離１０：１５０mm，噴射角度１３：９０°で、噴射圧力１６を調整し、噴射流量１４を２０Ｌ／min〜４８Ｌ／minの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した。図６より、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、噴射流量１４に応じて変化することが判った。
【００３８】
図７には、図６のデータをもとに、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数と噴射距離１０の関係を線形近似で近似した近似曲線および近似式を示した。この近似式よりウォータージェットピーニングの強制加振振動数と噴射流量１４の関係は、下式で示されることが判った。
【００３９】
ｙ＝−３.８ｘ＋６３１ …式（３）
ｙ＝−４.１２ｘ＋４０７ …式（４）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）を、ｘは噴射流量（Ｌ／min）を示す。
【００４０】
従って、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が一致する場合は、共振が発生する場合があるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数を、あらかじめ測定や解析で求め、それと異なるように式（３），式（４）より噴射流量１４を選定することで、施工対象物の共振を防止できる。また、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射流量条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
【００４１】
ウォータージェットピーニングの噴射流量が少ないと、１回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。また、噴射流量が多いと１回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、１回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、噴射流量２０Ｌ／minから５０Ｌ／minの間で噴射流量を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
【００４２】
図５を用いて、上記第二の実施例のウォータージェットピーニングの実施について説明する。本実施例では、噴射ノズル４より噴出される純水の流量Ｑ、すなわち、ウォータージェット５の流量Ｑは流量調節弁１１によって調整される。本実施例では噴射される流量は４８Ｌ／分とした。本実施例では、実施例１と同様にコアシュラウド１８の表面の少なくとも一部に圧縮残留応力を与える。噴射される流量Ｑにより、コアシュラウド１８中でウォータージェットピーニングで発生する強制加振振動数はコアシュラウド１８の固有振動数と異ならせることが可能である。従って、コアシュラウド１８において、共振の発生を防ぐことが可能となる。
【００４３】
図８には、噴射距離１０：１５０mm，噴射角度１３：９０°，噴射圧力１６：７０ＭＰａ，ノズル径１２を１mm〜２mmの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した。尚、噴射流量１４はノズル径１２により変化し、ノズル径が小さくなると減少する。図８より、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、ノズル径１２に応じて変化することが判った。
【００４４】
図９には、図８のデータをもとに、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数とノズル径１２の関係を線形近似で近似した近似曲線および近似式を示した。この近似式よりウォータージェットピーニングの強制加振振動数とノズル径１２の関係は、下式で示されることが判った。
【００４５】
ｙ＝−１５１.３ｘ＋７５５ …式（５）
ｙ＝−１７９ｘ＋５７６ …式（６）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）を、ｘはノズル径（mm）を示す。
【００４６】
従って、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が一致する場合は、共振が発生する可能性があるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数を、あらかじめ測定や解析で求め、それと異なるように式（５），式（６）よりノズル径１２を選定することで、施工対象物の損傷を防止できる。また、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるようなノズル径条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
【００４７】
ウォータージェットピーニングのノズル径が小さいと、１回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。また、ノズル径が大きいと１回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、１回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、ノズル径１mmから２mmの間でノズル径を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
【００４８】
図５を用いて、上記第三のウォータージェットピーニングの実施例について説明する。本実施例のウォータージェットピーニング装置２０は、内径２.０mmの噴出口の噴射ノズル４を有する。第一の実施例同様に、噴射ノズル４を使用しウォータージェットピーニングを行い、コアシュラウド１８の少なくとも一部の表面に圧縮残留応力を与える。噴射口の内径により、ウォータージェットピーニングで発生する強制加振振動数はコアシュラウド１８の固有振動数と異ならせることが可能である。従って、コアシュラウド１８において、共振の発生を防ぐことが可能となる。
【００４９】
以上、本形態によれば、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を異なるように施工することで、ウォータージェットピーニング施工対象物の共振の可能性を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、原子力機器をはじめとしたウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行う必要のある機器に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を測定する測定装置である。
【図２】ウォータージェットピーニングの強制加振振動数測定結果を周波数分析した代表例である。
【図３】噴射距離を１０mm〜３００mmの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した結果である。
【図４】図３の結果を５次式の近似式で示した結果である。
【図５】沸騰水型原子炉への適用例を示す図である。
【図６】噴射流量を２０Ｌ／min〜４８Ｌ／minの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した結果である。
【図７】図６の結果を線形の近似式で示した結果である。
【図８】ノズル径を１mm〜２mmの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した結果である。
【図９】図８の結果を線形の近似式で示した結果である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ロードセル
２ 固定治具
３ 噴射受け板
４ 噴射ノズル
５ ウォータージェット
６ 水槽
７ 純水
８ 高圧ポンプ
９ 導水チューブ
１０ 噴射距離
１１ 流量調節弁
１２ ノズル径
１３ 噴射角度
１４ 噴射流量
１５ 圧力計
１６ 噴射圧力
１７ 原子炉圧力容器
１８ コアシュラウド
１９ 原子炉ウェル
２０ ウォータージェットピーニング装置
２１ オペレーションフロア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行うウォータージェットピーニング施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ウォータージェットピーニング法において、ウォータージェットピーニングの効果を高めるために、スタンドオフ距離，噴射圧力あるいは噴射衝突時間を変化させることが、特許文献２には、ウォータージェットピーニング装置において、ウォータージェットピーニングの効果を高めるために、キャビテーション発生時の衝撃パルスを検出して、ノズルと加工対象物の距離やノズルからの噴射圧力の条件設定することが、開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３２８８５５号公報
【特許文献２】特開平６−０４７６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術は、ウォータージェットピーニング時に発生する強制加振振動で施工対象物が共振する可能性に関して配慮されていなかった。
【０００５】
本発明の目的は、ウォータージェットピーニング施工対象物の共振を防止する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、以下のプロセスにより達成される。
（１）ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェットピーニングの強制加振振動数とが異なるようにウォータージェットピーニングを施工し、共振を押さえることで達成される。
（２）ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、ウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）と噴射距離（mm）の関係は、以下の二つの５次多項式近似で予測できる。
【０００７】
ｙ＝−１Ｅ−０９ｘ5＋１Ｅ−０６ｘ4−０.０００４ｘ3＋０.０８６５ｘ2
−８.８５９８ｘ＋７７３ …式（１）
ｙ＝１Ｅ−０９ｘ5−９Ｅ−０７ｘ4＋０.０００２ｘ3−０.０１９７ｘ2
−０.０２７４ｘ＋２７２ …式（２）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、ｘはウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離を示す。
【０００８】
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射距離条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
【０００９】
式（１），（２）において、噴射距離１００mm以下の範囲でウォータージェットピーニングの強制加振振動数が大きく変化するので、この領域はウォータージェットピーニングの強制加振振動数の調整性に優れている。また噴射距離２０mm未満は、材料表面にエロージョンが発生しやすくなるため実用的でない。従って、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の調整性に優れ、かつ材料表面へのエロージョンの影響が少ない、噴射距離１００mmから２０mmの範囲は特に好適である。
【００１０】
式（１）において、噴射距離１００mmから２５０mmの間は、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が、約４５０Ｈｚ一定で、また式（２）においても、噴射距離１００mmから２５０mmの間は、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が、約２００Ｈｚ一定となるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数が約２００Ｈｚおよび約４５０Ｈｚ以外にある場合は、噴射距離を１００mmから２５０mmの間で選定することで、安定して共振の発生を防止できる。
（３）ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、噴射流量を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）と噴射流量（Ｌ／min）の関係は、以下の二つの線形近似で予測することができる。
【００１１】
ｙ＝−３.８ｘ＋６３１ …式（３）
ｙ＝−４.１ｘ＋４０７ …式（４）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、ｘは噴射流量を示す。ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射流量条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
ウォータージェットピーニングの噴射流量が少ないと、１回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。一方、噴射流量が多いと１回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、１回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、噴射流量２０Ｌ／minから５０Ｌ／minの間で噴射流量を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
（４）ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、ウォータージェットピーニングのノズル径を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）とノズル径（mm）の関係は、以下の二つの線形近似で予測することができる。
【００１２】
ｙ＝−１５１.３ｘ＋７５５ …式（５）
ｙ＝−１７９ｘ＋５７６ …式（６）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、ｘはノズル径を示す。ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるようなノズル径の条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。ウォータージェットピーニングのノズル径が小さいと、１回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。一方、ノズル径が大きいと１回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、１回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、ノズル径１mmから２mmの間でノズル径を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
【００１３】
つまり、本発明のウォータージェットピーニング施工方法は、ウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行うものであって、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数とが異なるように、ウォータージェットピーニングを施工することで、共振を避けることを特徴とする。
【００１４】
この際、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェットピーニングの強制加振振動数とが異なるようにする手段として、
（１）ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との噴射距離を変える、
（２）ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズルから噴射される噴射流量を変える、
（３）ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズル径を変える、
こうした手段で、共振を避けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ウォータージェットピーニング施工対象物の共振の可能性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を測定する測定装置を示す。
【００１７】
荷重を測定するロードセル１に、固定治具２、および、噴射受け板３を取り付ける。これらを水槽６に固定する。高圧ポンプ８で増圧された純水７は、圧力計１５で噴射圧力１６を計測されるとともに、流量調節弁１１，導水チューブ９を通り、噴射ノズル４に供給される。噴射ノズル４には、噴射速度を上げるために小径の穴が設けられており、これをノズル径１２と称呼する。噴射ノズル４から噴射された純水７は、ウォータージェット５となって噴射受け板３に衝突する。
【００１８】
この衝突により発生する荷重をロードセル１で検出する仕組みとなっている。ロードセル１で検出された荷重データを分析してウォータージェットピーニングの強制加振振動数を評価する。ここで、噴射ノズル４から噴射受け板３までの距離を噴射距離１０，噴射ノズル４と噴射受け板３の角度を噴射角度１３，噴射ノズル４から噴射されるウォータージェット５の流量を噴射流量１４，圧力計１５で計測される圧力を噴射圧力１６とする。測定の主な仕様を以下に示す。
【００１９】
・ロードセル定格容量：±１０ｋＮ
ウォータージェットピーニングで発生する荷重値より十分に大きく設定。
【００２０】
・ロードセル固有振動数：２１ｋＨｚ
ロードセルの固有振動数が低い場合、ロードセル自体が、ウォータージェットピーニ ングの強制加振振動数と共振する可能性があるので、ウォータージェットピーニング の強制加振振動数より十分大きい固有振動数に設定。
【００２１】
・測定周波数：４０９６Ｈｚ
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が十分計測できるように、ウォータ ージェットピーニングの強制加振振動数の約１０倍に設定。
【００２２】
・測定時間：噴射後１０秒後から１０秒間
振動特性が安定した後測定するように設定。
【００２３】
また、水中に入る計測系は全て防水処理が施されている。
【００２４】
図２には、ノズル径１２：２mm，噴射流量１４：４８Ｌ／min，噴射距離１０：１５０mm，噴射角度１３：９０°，噴射圧力１６：７０ＭＰａの条件で得られた荷重データの周波数分析結果を代表例として示す。この周波数分析結果は得られたデータを高速フーリエ変換して求めたものである。
【００２５】
図２より、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、約２００Ｈｚと約４５０Ｈｚにあることが判った。従って、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数が、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数と一致する場合は、共振が発生する場合があることが判った。
【００２６】
図３には、ノズル径１２：２mm，噴射流量１４：４８Ｌ／min，噴射角度１３：９０°，噴射圧力１６：７０ＭＰａで噴射距離１０を１０mm〜３００mmの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した。図３より、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、噴射距離１０に応じて変化することが判った。
【００２７】
図４には、図３のデータをもとに、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数と噴射距離１０の関係を近似性に優れる５次の多項式で近似した近似曲線および近似式を示した。この近似式よりウォータージェットピーニングの強制加振振動数と噴射距離１０の関係は、下式で示されることが判った。
【００２８】
ｙ＝−１Ｅ−０９ｘ5＋１Ｅ−０６ｘ4−０.０００４ｘ3＋０.０８６５ｘ2
−８.８５９８ｘ＋７７３ …式（１）
ｙ＝１Ｅ−０９ｘ5−９Ｅ−０７ｘ4＋０.０００２ｘ3−０.０１９７ｘ2
−０.０２７４ｘ＋２７２ …式（２）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）を、ｘはウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離（mm）を示す。
【００２９】
従って、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が一致する場合は、共振が発生する場合があるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数を、あらかじめ測定や解析で求め、それと異なるように式（１），式（２）より噴射距離１０を選定することで、施工対象物の共振を防止できる。また、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射距離条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
【００３０】
式（１），（２）において、噴射距離１００mm以下の範囲でウォータージェットピーニングの強制加振振動数が大きく変化するので、この領域はウォータージェットピーニングの強制加振振動数の調整性に優れている。また噴射距離２０mm未満は、材料表面にエロージョンが発生しやすくなるため実用的でない。従って、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の調整性に優れ、かつ材料表面へのエロージョンの影響が少ない、噴射距離１００mmから２０mmの範囲は特に好適である。
【００３１】
式（１）において、噴射距離１００mmから２５０mmの間は、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が、約４５０Ｈｚ一定で、また式（２）においても、噴射距離１００mmから２５０mmの間は、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が、約２００Ｈｚ一定となるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数が約２００Ｈｚおよび約４５０Ｈｚ以外にある場合は、噴射距離を１００mmから２５０mmの間で選定することで、安定して共振の発生を防止できる。
【００３２】
上述の結果を得るための本発明の第一の実施例のウォータージェットピーニングの方法を図５を用いて示す。本実施例のウォータージェットピーニング方法は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器１７内に位置するコアシュラウド１８等に適用される。コアシュラウド１８は原子炉圧力容器１７内に設置されている。
【００３３】
原子炉圧力容器１７と、原子炉圧力容器１７の上に配置された原子炉ウェル１９は冷却水で満たされている。ウォータージェットピーニング装置２０は、噴射ノズル４，高圧ポンプ８，導水チューブ９、および流量調節弁１１を有する。噴射ノズル４は導水チューブ９によって高圧ポンプ８に接続されている。流量調節弁１１は導水チューブ９に取り付けられる。噴射ノズル４は、図１のノズル４と同様の構成を有する。
【００３４】
高圧ポンプ８と、圧力計１５は、原子炉ウェル１９の上のオペレーションフロア２１に設置される。コアシュラウド１８にウォータージェットピーニングが実施される際、マニピュレータ（図示せず）に取り付けられた噴射ノズル４は、マニピュレータによりコアシュラウド１８の中に入れられ、コアシュラウド１８の冷却水中に浸される。噴射ノズル４の噴出口をコアシュラウド１８に向ける。本実施例では噴射ノズル４およびコアシュラウド１８を１４０mm離して配置した。
【００３５】
高圧ポンプ８を立ち上げ、高圧ポンプによって加圧された純水を導水チューブ９を通して噴射ノズル４に注入し、加圧された純水を噴射ノズル４の噴出口よりコアシュラウド１８の内面に噴射する。噴射ノズル４から噴射されたウォータージェットはコアシュラウド１８の内面に衝突させる。この際ウォータージェット５に含まれていた気泡は衝撃波を発生させる。
【００３６】
衝撃波はコアシュラウド１８の内面に衝突し、コアシュラウド１８の内面に衝撃を与え、コアシュラウド１８の内面の少なくとも一部に圧縮残留応力を発生させる。噴射ノズル４とコアシュラウド１８の内表面との間の距離Ｌにより、コアシュラウド１８中のウォータージェットピーニングで発生する強制加振振動数は、コアシュラウド１８の固有振動数と異ならせることが可能である。従って、コアシュラウド１８において、共鳴の発生を防ぐことが可能となる。
【００３７】
図６には、ノズル径１２：２mm，噴射距離１０：１５０mm，噴射角度１３：９０°で、噴射圧力１６を調整し、噴射流量１４を２０Ｌ／min〜４８Ｌ／minの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した。図６より、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、噴射流量１４に応じて変化することが判った。
【００３８】
図７には、図６のデータをもとに、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数と噴射距離１０の関係を線形近似で近似した近似曲線および近似式を示した。この近似式よりウォータージェットピーニングの強制加振振動数と噴射流量１４の関係は、下式で示されることが判った。
【００３９】
ｙ＝−３.８ｘ＋６３１ …式（３）
ｙ＝−４.１２ｘ＋４０７ …式（４）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）を、ｘは噴射流量（Ｌ／min）を示す。
【００４０】
従って、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が一致する場合は、共振が発生する場合があるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数を、あらかじめ測定や解析で求め、それと異なるように式（３），式（４）より噴射流量１４を選定することで、施工対象物の共振を防止できる。また、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射流量条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
【００４１】
ウォータージェットピーニングの噴射流量が少ないと、１回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。また、噴射流量が多いと１回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、１回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、噴射流量２０Ｌ／minから５０Ｌ／minの間で噴射流量を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
【００４２】
図５を用いて、上記第二の実施例のウォータージェットピーニングの実施について説明する。本実施例では、噴射ノズル４より噴出される純水の流量Ｑ、すなわち、ウォータージェット５の流量Ｑは流量調節弁１１によって調整される。本実施例では噴射される流量は４８Ｌ／分とした。本実施例では、実施例１と同様にコアシュラウド１８の表面の少なくとも一部に圧縮残留応力を与える。噴射される流量Ｑにより、コアシュラウド１８中でウォータージェットピーニングで発生する強制加振振動数はコアシュラウド１８の固有振動数と異ならせることが可能である。従って、コアシュラウド１８において、共振の発生を防ぐことが可能となる。
【００４３】
図８には、噴射距離１０：１５０mm，噴射角度１３：９０°，噴射圧力１６：７０ＭＰａ，ノズル径１２を１mm〜２mmの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した。尚、噴射流量１４はノズル径１２により変化し、ノズル径が小さくなると減少する。図８より、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、ノズル径１２に応じて変化することが判った。
【００４４】
図９には、図８のデータをもとに、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数とノズル径１２の関係を線形近似で近似した近似曲線および近似式を示した。この近似式よりウォータージェットピーニングの強制加振振動数とノズル径１２の関係は、下式で示されることが判った。
【００４５】
ｙ＝−１５１.３ｘ＋７５５ …式（５）
ｙ＝−１７９ｘ＋５７６ …式（６）
ここで、ｙはウォータージェットピーニングの強制加振振動数（Ｈｚ）を、ｘはノズル径（mm）を示す。
【００４６】
従って、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が一致する場合は、共振が発生する可能性があるため、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数を、あらかじめ測定や解析で求め、それと異なるように式（５），式（６）よりノズル径１２を選定することで、施工対象物の損傷を防止できる。また、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±１０％以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるようなノズル径条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
【００４７】
ウォータージェットピーニングのノズル径が小さいと、１回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。また、ノズル径が大きいと１回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、１回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、ノズル径１mmから２mmの間でノズル径を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
【００４８】
図５を用いて、上記第三のウォータージェットピーニングの実施例について説明する。本実施例のウォータージェットピーニング装置２０は、内径２.０mmの噴出口の噴射ノズル４を有する。第一の実施例同様に、噴射ノズル４を使用しウォータージェットピーニングを行い、コアシュラウド１８の少なくとも一部の表面に圧縮残留応力を与える。噴射口の内径により、ウォータージェットピーニングで発生する強制加振振動数はコアシュラウド１８の固有振動数と異ならせることが可能である。従って、コアシュラウド１８において、共振の発生を防ぐことが可能となる。
【００４９】
以上、本形態によれば、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を異なるように施工することで、ウォータージェットピーニング施工対象物の共振の可能性を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、原子力機器をはじめとしたウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行う必要のある機器に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を測定する測定装置である。
【図２】ウォータージェットピーニングの強制加振振動数測定結果を周波数分析した代表例である。
【図３】噴射距離を１０mm〜３００mmの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した結果である。
【図４】図３の結果を５次式の近似式で示した結果である。
【図５】沸騰水型原子炉への適用例を示す図である。
【図６】噴射流量を２０Ｌ／min〜４８Ｌ／minの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した結果である。
【図７】図６の結果を線形の近似式で示した結果である。
【図８】ノズル径を１mm〜２mmの範囲でパラメータとした場合の、ウォータージェットピーニングの強制加振振動数の変化を示した結果である。
【図９】図８の結果を線形の近似式で示した結果である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ロードセル
２ 固定治具
３ 噴射受け板
４ 噴射ノズル
５ ウォータージェット
６ 水槽
７ 純水
８ 高圧ポンプ
９ 導水チューブ
１０ 噴射距離
１１ 流量調節弁
１２ ノズル径
１３ 噴射角度
１４ 噴射流量
１５ 圧力計
１６ 噴射圧力
１７ 原子炉圧力容器
１８ コアシュラウド
１９ 原子炉ウェル
２０ ウォータージェットピーニング装置
２１ オペレーションフロア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え
、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行うウォータージェットピーニング施工方
法において、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニ
ングの強制加振振動数とが異なるように、ウォータージェットピーニングを施工すること
で、共振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項２】
請求項１のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数とが異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との噴射距離を変え、共
振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項３】
請求項１のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数が異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズルから噴射される噴射流量を変え、共振を避けることを特徴とするウォ
ータージェットピーニング施工方法。
【請求項４】
請求項１のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数が異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズル径を変え、共振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニ
ング施工方法。
【請求項５】
請求項２のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記噴射距離を２０mmから１００mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項６】
請求項３のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記噴射流量を２０Ｌ／minから５０Ｌ／minの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項７】
請求項４のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ノズル径を１mmから２mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項８】
施工対象物の材料表面にウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により衝撃を与え、施工対象物の残留応力の改善，洗浄，表面改質の少なくともいずれかを行うウォータージェットピーニング施工方法において、
前記施工対象物は、２００Ｈｚまたは４５０Ｈｚ以外の固有振動数を有し、
ウォータージェットピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との間の噴射距離を１００mmから２５０mmの間で選定したことを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項９】
ウォータージェットまたはキャビテーションにより施工対象物の材料表面の残留応力の改善，洗浄，表面改質の少なくともいずれかを行うウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットの強制加振振動数を、前記施工対象物の固有振動数と異なるように設定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項１０】
請求項９に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットのノズルと、前記施工対象物の距離を２０mmから１００mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項１１】
請求項９に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットの噴射流量を２０Ｌ／minから５０Ｌ／minの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項１２】
請求項９に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットのノズル径を１mmから２mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項１】
ウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え
、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行うウォータージェットピーニング施工方
法において、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニ
ングの強制加振振動数とが異なるように、ウォータージェットピーニングを施工すること
で、共振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項２】
請求項１のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数とが異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との噴射距離を変え、共
振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項３】
請求項１のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数が異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズルから噴射される噴射流量を変え、共振を避けることを特徴とするウォ
ータージェットピーニング施工方法。
【請求項４】
請求項１のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数が異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズル径を変え、共振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニ
ング施工方法。
【請求項５】
請求項２のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記噴射距離を２０mmから１００mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項６】
請求項３のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記噴射流量を２０Ｌ／minから５０Ｌ／minの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項７】
請求項４のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ノズル径を１mmから２mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項８】
施工対象物の材料表面にウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により衝撃を与え、施工対象物の残留応力の改善，洗浄，表面改質の少なくともいずれかを行うウォータージェットピーニング施工方法において、
前記施工対象物は、２００Ｈｚまたは４５０Ｈｚ以外の固有振動数を有し、
ウォータージェットピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との間の噴射距離を１００mmから２５０mmの間で選定したことを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項９】
ウォータージェットまたはキャビテーションにより施工対象物の材料表面の残留応力の改善，洗浄，表面改質の少なくともいずれかを行うウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットの強制加振振動数を、前記施工対象物の固有振動数と異なるように設定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項１０】
請求項９に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットのノズルと、前記施工対象物の距離を２０mmから１００mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項１１】
請求項９に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットの噴射流量を２０Ｌ／minから５０Ｌ／minの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【請求項１２】
請求項９に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットのノズル径を１mmから２mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−７２９０４（Ｐ２００９−７２９０４Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１２７６（Ｐ２００８−２１１２７６）
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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