CN111033211A - 剩余寿命评价方法及保养管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的至少一个实施方式的剩余寿命评价方法的特征在于，包括：将通过评价对象物的探伤得到的探伤信号与龟裂判别用阈值进行对比，从而求出所述评价对象物中的龟裂的大小及位置的步骤；及将所述龟裂的所述大小及所述位置输入剩余寿命评价模型，求出所述评价对象物的剩余寿命的步骤，所述龟裂判别用阈值设定为至少能够判别局部性的蠕变寿命消耗率为X％以上且90％以下的疑似龟裂状态的龟裂，其中，满足50<X<90。

Description

剩余寿命评价方法及保养管理方法
技术领域
本公开涉及剩余寿命评价方法及保养管理方法。
背景技术
在高温高压的环境下长时间使用的例如锅炉的配管彼此等的焊接部中，由于蠕变损伤而产生龟裂。由于蠕变损伤引起的龟裂进展，因此需要根据龟裂的有无或焊接部的厚度方向上的龟裂的长度(龟裂的高度)，针对焊接部适时进行修补。因此，进行了能够测定焊接部内的龟裂的有无、龟裂的长度的技术的开发。
例如，在专利文献1公开的金属材料的损伤评价方法中，检测相控阵法的反射回波高度，将检测到的反射回波高度(信号电平)在预先导出的反射回波高度与蠕变孔洞个数密度的对应数据中进行查询，由此求出与检测到的反射回波高度对应的蠕变孔洞个数密度，进而，基于将蠕变孔洞个数密度与蠕变损伤量建立了对应的数据库，求出金属材料中的蠕变损伤量。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-14705号公报
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
专利文献1公开的金属材料的损伤评价方法利用反射回波高度与蠕变孔洞个数密度的对应数据，但是根据本发明者们的见解，可知在反射回波高度与蠕变孔洞个数密度之间有时也存在为确认到严格的对应关系的情况，要求在金属材料的内部能够评价龟裂生长过程的初始的阶段的金属材料的内部的状态的方法、龟裂生长过程的初始的阶段的剩余寿命的评价方法。
鉴于上述的情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于提供一种在龟裂生长过程的初始的阶段能够评价剩余寿命的剩余寿命评价方法。
另外，本发明的至少一个实施方式的目的在于提供一种能够预先实施保养管理的保养管理方法。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一个实施方式的剩余寿命评价方法的特征在于，包括：
将通过评价对象物的探伤得到的探伤信号与龟裂判别用阈值进行对比，从而求出所述评价对象物中的龟裂的大小及位置的步骤；及
将所述龟裂的所述大小及所述位置输入剩余寿命评价模型，求出所述评价对象物的剩余寿命的步骤，
所述龟裂判别用阈值设定为至少能够判别局部性的蠕变寿命消耗率为X％以上且90％以下的疑似龟裂状态的龟裂，其中，满足50<X<90。
评价对象物中的蠕变损伤的进展方式(龟裂生长过程)可考虑如下。伴随着长年使用而在晶界产生蠕变孔洞。接下来，当该蠕变孔洞的数量增加时，蠕变孔洞合体而最终成为宏观龟裂，该宏观龟裂传播而最终达到贯通。
在本说明书中，不仅是如宏观龟裂那样通过截面目视观察能够观察的明确的龟裂，而且将蠕变孔洞的集合(蠕变孔洞的密集区域)那样在龟裂生长过程中可视作龟裂的区域(疑似龟裂状态的龟裂)包含在内而称为龟裂。
在上述(1)的方法中，使用设定为至少能够判别局部性的蠕变寿命消耗率为X％以上且90％以下(其中，满足50<X<90。)的疑似龟裂状态的龟裂的龟裂判别用阈值，因此即使是评价对象物的损伤状态如宏观龟裂那样通过截面目视观察能够观察的龟裂产生之前的阶段，也能够求出评价对象物中的疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置。并且，将这样求出的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型来求出评价对象物的剩余寿命，因此即使在评价对象物的损伤状态如宏观龟裂那样通过截面目视观察能够观察的龟裂产生之前的阶段，也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
需要说明的是，在上述(1)的方法中，通过将根据评价对象物的探伤结果求出的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型来求出评价对象物的剩余寿命，因此能够迅速地评价剩余寿命。
(2)在若干的实施方式中，以上述(1)的方法为基础，其特征在于，
所述龟裂判别用阈值是如下的阈：在通过将根据第一时间点的样品材料的探伤结果使用所述龟裂判别用阈值求出的所述疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置输入所述剩余寿命评价模型而预测的龟裂尺寸的经时变化曲线中，与所述局部性的蠕变寿命消耗率达到100％之后的龟裂尺寸Z2对应的预测时间点t2CAL和在所述样品材料中实际测定到所述龟裂尺寸Z2的龟裂的第二时间点t2ACT的时间之比即t2ACT/t2CAL满足规定范围这一情况被验证的阈值。
根据上述(2)的方法，通过使用龟裂判别用阈值来验证上述的比(t2ACT/t2CAL)满足规定范围的情况，因此通过使用该龟裂判别用阈值和验证使用的剩余寿命评价模型，能够高精度地求出评价对象物中的龟裂的大小及位置，评价对象物的剩余寿命的精度提高。
(3)在若干的实施方式中，以上述(2)的方法为基础，所述规定范围从实用上的观点出发可以设定为0.5以上且2.0以下。
(4)在若干的实施方式中，以上述(3)的方法为基础，其特征在于，所述剩余寿命评价方法包括在求出所述评价对象物中的龟裂的大小及位置的步骤之前，验证所述龟裂判别用阈值满足0.5×t2CAL≤t2ACT≤2.0×t2CAL或确认验证结果的步骤。
根据上述(4)的方法，在求出评价对象物中的龟裂的大小及位置之前，通过使用龟裂判别用阈值来验证满足0.5×t2CAL≤t2ACT≤2.0×t2CAL或确认验证结果，因此在实施了求出评价对象物中的龟裂的大小及位置的步骤之后不需要进行上述的验证或确认验证结果。
(5)在若干的实施方式中，以上述(1)至(4)的任一方法为基础，其特征在于，所述剩余寿命评价方法包括在求出所述评价对象物中的龟裂的大小及位置的步骤之前，将所述探伤中使用的探伤装置的测定灵敏度设定为与用于检测能够目视观察的龟裂的所述探伤装置的基准条件相比提高了10dB～30dB的放大条件的步骤。
根据上述(5)的方法，利用设定为与上述基准状态相比测定灵敏度提高了10dB～30dB的放大条件的探伤装置进行评价对象物的探伤，由此疑似龟裂状态的龟裂容易判别。
(6)在若干的实施方式中，以上述(5)的方法为基础，其特征在于，
所述剩余寿命评价方法还包括在设定了所述基准条件时使用的探伤装置与所述评价对象物的探伤中使用的探伤装置不同的情况下，在将测定灵敏度设定为所述放大条件的基础上，将两方的探伤装置对所述疑似龟裂状态的龟裂的探伤结果进行对比的步骤。
根据上述(6)的方法，即使设定了基准条件时使用的探伤装置与评价对象物的探伤中使用的探伤装置不同，也能够高精度地对评价对象物的剩余寿命进行评价。
(7)在若干的实施方式中，以上述(1)至(6)的任一方法为基础，其特征在于，所述局部性的蠕变寿命消耗率以在产生能够局部性地目视观察的龟裂的时间点成为100％的方式被规定。
根据上述(7)的方法，能够判别未进行应力传递的局部区域的产生时间点之前的阶段的疑似龟裂状态的龟裂，即使是未进行应力传递的局部区域产生之前的阶段也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
(8)在若干的实施方式中，以上述(1)至(7)的任一方法为基础，其特征在于，所述疑似龟裂状态的龟裂是蠕变孔洞的集合。
根据上述(8)的方法，即使是蠕变孔洞的集合产生的时间点，也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
(9)在若干的实施方式中，以上述(1)至(8)的任一方法为基础，其特征在于，
所述探伤是至少能够检测在所述评价对象物的内部产生的所述疑似龟裂状态的龟裂的内部探伤。
根据上述(9)的方法，能够检测在评价对象物的内部产生的所述疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置，并能够基于该龟裂的大小及位置对评价对象物的剩余寿命进行评价。
(10)在若干的实施方式中，以上述(1)至(9)的任一方法为基础，其特征在于，所述剩余寿命评价方法包括在所述评价对象物的探伤区域内不存在所述探伤信号成为所述龟裂判别用阈值以上的部位的情况下，基于所述探伤信号的已知的经时变化特性，预测所述探伤信号从所述探伤信号的信号电平达到所述龟裂判别用阈值所需的时间Δt*的步骤。
根据上述(10)的方法，即使在评价对象物的探伤区域内不存在探伤信号成为龟裂判别用阈值以上的部位的情况下，基于探伤信号的已知的经时变化的倾向也能够高精度地求出在评价对象物产生上述的疑似龟裂状态的龟裂的时期。
(11)在若干的实施方式中，以上述(1)至(10)的任一方法为基础，其特征在于，所述龟裂判别用阈值是针对所述探伤的方法与所述剩余寿命评价模型的组合单独设定的阈值。
根据上述(11)的方法，相对于探伤的方法和剩余寿命评价模型的组合而龟裂判别用阈值成为适当的值。并且，通过将使用该龟裂判别用阈值求出的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型来求出评价对象物的剩余寿命，因此评价对象物的剩余寿命的评价精度提高。
(12)在若干的实施方式中，以上述(1)至(11)的任一方法为基础，其特征在于，所述剩余寿命评价方法包括从存储有与所述探伤的方法和所述剩余寿命评价模型的多种组合分别对应的多个所述龟裂判别用阈值的阈值数据库中，取得与用于得到所述探伤信号的探伤法和在求出所述剩余寿命的步骤中采用的所述剩余寿命评价模型的组合对应的所述龟裂判别用阈值的步骤。
根据上述(12)的方法，能够取得与用于得到探伤信号的探伤法和在求出剩余寿命的步骤中采用的剩余寿命评价模型的组合相适的龟裂判别用阈值，因此能够高精度地求出评价对象物中的龟裂的大小及位置，评价对象物的剩余寿命的精度提高。
(13)在若干的实施方式中，以上述(1)至(12)的任一方法为基础，其特征在于，所述的剩余寿命评价方法包括在设定所述龟裂判别用阈值时作为评价对象的龟裂产生部位与所述评价对象物中的龟裂的产生部位条件不同的情况下，进行所述龟裂判别用阈值的再设定的步骤。
根据上述(13)的方法，能得到适合于求出该评价对象物的该龟裂的产生部位的龟裂的大小及位置的龟裂判别用阈值，因此能够高精度地求出该龟裂的产生部位的龟裂的大小及位置，该评价对象物的剩余寿命的精度提高。
(14)在若干的实施方式中，以上述(1)至(13)的任一方法为基础，其特征在于，所述龟裂判别用阈值是基于针对与用于得到所述探伤信号的第一探伤法不同的第二探伤法预先设定的阈值、所述第一探伤法的探伤信号及所述第二探伤法的探伤信号的相关而取得的。
根据上述(14)的方法，根据第一探伤法的探伤信号与第二探伤法的探伤信号的相关，从利用第二探伤法对该评价对象物进行探伤时的龟裂判别用阈值能够推定通过第一探伤法对评价对象物进行探伤时的龟裂判别用阈值，因此能够简化用于取得关于第一探伤法的龟裂判别用阈值的事先的准备。
(15)在若干的实施方式中，以上述(1)至(14)的任一方法为基础，其特征在于，
所述龟裂判别用阈值通过如下方法预先设定：
直至第三时间点为止，使试验片蠕变变形；
对所述第三时间点之前的第四时间点的所述试验片实施所述探伤，取得所述第四时间点的探伤信号；
将通过从所述第三时间点向所述第四时间点追溯龟裂生长过程而得到的所述第四时间点的龟裂的推定尺寸与该第四时间点的所述探伤信号进行对比。
在上述(15)的方法中，通过从第三时间点追溯龟裂生长过程得到第四时间点的龟裂的推定尺寸。即，在第四时间点能够将疑似龟裂状态的龟裂那样的区域的大小作为龟裂的推定尺寸而得到。并且，通过将第四时间点的龟裂的推定尺寸与第四时间点的探伤信号进行对比，能够决定能检测疑似龟裂状态的龟裂的龟裂判别用阈值。由此，通过使用该龟裂判别用阈值能够求出评价对象物中的疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置，因此即使在疑似龟裂状态的龟裂产生的时间点，也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
(16)在若干的实施方式中，以上述(1)至(15)的任一方法为基础，所述剩余寿命评价模型可以使用基于龟裂进展计算、FEM、损伤力学的评价、孔洞模拟或组织模拟法中的至少一个的模型。
(17)在若干的实施方式中，以上述(1)至(16)的任一方法为基础，所述探伤可以是相控阵法、开口合成法、高频UT法或超声波噪声法中的至少一个探伤。
(18)在若干的实施方式中，以上述(1)至(17)的任一方法为基础，其特征在于，
在求出所述龟裂的大小及位置的步骤中，
将所述评价对象物中的关于该评价对象物取得的所述探伤信号的信号电平为所述龟裂判别用阈值以上的区域确定为所述龟裂。
在上述(18)的方法中，能够确定疑似龟裂状态的龟裂的尺寸。
(19)在若干的实施方式中，以上述(1)至(18)的任一方法为基础，其特征在于，所述评价对象物是包含焊接部的高强度铁素体钢。
根据本发明者们的见解，在将由高强度铁素体钢构成的构件进行焊接而形成的焊接部的情况下，外表面的蠕变损伤度与内部的蠕变损伤度之间没有相关，希望评价焊接部的内部的蠕变损伤度。
关于这一点，在上述(19)的方法中，使用设定为至少能够判别局部性的蠕变寿命消耗率为X％以上且90％以下(其中，满足50<X<90。)的疑似龟裂状态的龟裂的龟裂判别用阈值来求出评价对象物中的龟裂的大小及位置，将求出的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型来求出评价对象物的剩余寿命。因此，上述(19)的方法适于由高强度铁素体钢构成的构件的剩余寿命的评价。
(20)本发明的至少一个实施方式的保养管理方法的特征在于，包括：
通过上述(1)至(19)的任一方法，对所述评价对象物的剩余寿命进行评价的步骤；及
基于所述评价对象物的所述剩余寿命的评价结果，进行所述评价对象物的保养管理的步骤。
根据上述(20)的方法，即使是评价对象物的损伤状态如宏观龟裂那样通过截面目视观察能够观察的明确的龟裂产生之前的阶段，也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价，能够预先进行评价对象物的保养管理。
(21)在若干的实施方式中，以上述(20)的方法为基础，其特征在于，所述保养管理包括所述评价对象物的更换、修补或延长寿命措施中的至少一个。
根据上述(21)的方法，即使是评价对象物的损伤状态如宏观龟裂那样通过截面目视观察能够观察的龟裂产生之前的阶段也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价，因此能够预先实施评价对象物的更换、修补或延长寿命措施。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式，能够提供一种在龟裂生长过程的初始的阶段能够评价剩余寿命的剩余寿命评价方法。
另外，根据本发明的至少一个实施方式，能够预先实施保养管理。
附图说明
图1是表示若干的实施方式的保养管理方法中的各工序的图。
图2是表示在检査工序中实施的步骤的流程图。
图3是用于说明在正式探伤工序中从评价对象物的焊接部得到的超声波的反射波的强度分布的图。
图4是表示龟裂评价工序的过程的流程图。
图5是表示关于信号电平阈值的妥当性进行了研究的结果的一个示例的图。
图6是表示龟裂评价基准制定工序的过程的流程图。
图7是表示评价基准制定用数据收集工序的过程的流程图。
图8是表示评价基准决定工序的过程的流程图。
图9是用于说明在评价基准制定用数据收集工序的探伤信号取得工序中从试验片的焊接部得到的超声波的反射波的强度分布的图。
图10是概略性地表示在图9的强度分布中，反射波的强度大的区域的反射波的强度(回波高度)与铅垂方向上的位置之间的相关关系的图，(a)示出包含焊接部的厚度方向的截面的二维的强度分布，(b)示出沿焊接部的厚度方向的一维的强度分布。
图11是示意性地表示执行了评价基准制定用数据收集工序之后的试验片的焊接部的切断面的图。
图12是表示时间与龟裂长度的关系的主曲线的坐标图。
图13是关于第四时间点的探伤信号，表示沿焊接部的厚度方向的一维的强度分布的坐标图。
图14是表示能够适用于推定尺寸取得工序的龟裂进展计算的概略性的过程的流程图。
图15是表示成为信号电平阈值以上的值的区域的局部性的蠕变寿命消耗率的图。
图16是表示剩余寿命与龟裂长度的关系的坐标图。
图17是表示能够适用于剩余寿命评价工序的龟裂进展计算的概略性的过程的流程图。
图18是表示蠕变损伤引起的龟裂进展的倾向的坐标图，(a)示出时间与龟裂的长度的关系，(b)示出初始龟裂的长度与贯通时间的关系。
图19是用于例示通过焊接部焊接的构件的坡口形状的图。
图20是用于说明通过焊接部焊接的配管的外径和厚度的图。
图21是表示在事先准备工序中得到的反射波强度曲线及修正曲线的图。
图22是表示事先准备工序的一个实施方式的图。
图23示出通过事先准备工序求出的反射波强度曲线的例子。
图24是表示通过拉森米勒参数法用于求出评价对象部的焊接部的阈值达到时间的运算过程的图。
图25是说明灵敏度设定/确认工序的另一实施方式的表。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的若干的实施方式。但是，作为实施方式而记载或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等不是将本发明的范围限定于此的意思，只不过是单纯的说明例。
例如，“在某方向上”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等的表示相对的或绝对的配置的表现不仅严格地表示这样的配置，而且也表示具有公差或能得到相同功能的程度的角度或距离而相对地位移的状态。
例如，“相同”、“相等”及“均质”等的表示事物相等的状态的表现不仅严格地表示相等的状态，而且也表示存在公差、或者能得到相同功能的程度的差的状态。
例如，表示四边形形状或圆筒形状等形状的表现不仅表示在几何学上严格的意义下的四边形形状或圆筒形状等形状，而且也表示在能得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“备有”、“具有”、“具备”、“包含”或“有”一个构成要素这样的表现不是将其他的构成要素的存在排除在外的排他性的表现。
(关于保养管理方法的概要)
首先，参照图1，说明若干的实施方式的保养管理方法的概要。
图1是表示若干的实施方式的保养管理方法的各工序的图。若干的实施方式的保养管理方法包括检査/评价需要与否判定工序S1、对象部位选定工序S2、检査手段选定工序S3、检査工序S4、剩余寿命评价工序S5、剩余寿命基准值再设定工序S6、对策判定工序S7、监视判定工序S8、维护计划制定工序S9、对策/监视实施工序S10、龟裂评价基准制定工序S100。
若干的实施方式的保养管理方法是适用于在高温下施加大的负载的环境下长时间使用的金属制的构件的保养管理的保养管理方法，例如，适用于将火力发电设备中的锅炉与蒸汽涡轮之间连接的蒸汽配管等的焊接部分的保养管理。
以下，说明若干的实施方式的保养管理方法的各工序的概略。需要说明的是，若干的实施方式的保养管理方法的各工序未必非要按照图1所示的顺序依次进行，可以存在不实施的工序，也可以存在按照与图1所示的顺序不同的顺序实施的工序。特别是后述的龟裂评价基准制定工序S100只要决定了龟裂的评价基准，就不需要在进行之后的保养管理的基础上反复实施。
(检査/评价需要与否判定工序S1)
检査/评价需要与否判定工序S1是判定关于适用若干的实施方式的保养管理方法的多个对象物中的哪个对象物进行探伤检査、剩余寿命的评价的工序。在检査/评价需要与否判定工序S1中，如果可能成为检査对象的对象物是例如火力发电设备中的将锅炉与蒸汽涡轮之间连接的多个系统的蒸汽配管等，则判定关于存在多个系统的蒸汽配管中的哪个系统的配管进行检査、剩余寿命的评价。
在检査/评价需要与否判定工序S1中，例如，针对对象物之中在经验上推定为剩余寿命最短的部分，可以基于运转数据、设计值等信息而简易地进行剩余寿命的评价，基于其评价结果，来判断是否进行更详细的检査、剩余寿命的评价。
例如，如果可能成为检査对象的对象物是上述的多个系统的蒸汽配管，则选择存在多个系统的蒸汽配管中的判定详细的检査、剩余寿命的评价的必要性的配管系统。这种情况下，可以选择全部的配管系统，也可以仅选择一部分的配管系统。并且，对于选择的各个配管系统，针对在配管系统之中经验上推定为剩余寿命最短的部分简易地进行剩余寿命的评价。
在检査/评价需要与否判定工序S1中进行的简易的剩余寿命的评价中，可以使用后述的剩余寿命的评价方法。
(对象部位选定工序S2)
对象部位选定工序S2是在检査/评价需要与否判定工序S1中被判定为进行探伤检査、剩余寿命的评价的对象物中，选定对于哪个部分进行探伤检査、剩余寿命的评价的工序。
例如以火力发电设备中的将锅炉与蒸汽涡轮之间连接的多个系统的蒸汽配管为例进行说明时，在对象部位选定工序S2中，在检査/评价需要与否判定工序S1中判定为进行探伤检査、剩余寿命的评价的配管系统中，选定针对哪个部分进行探伤检査、剩余寿命的评价。具体而言，例如，选定关于配管系统的多个部位的焊接部中的哪个焊接部进行探伤检査、剩余寿命的评价。
(检査手段选定工序S3)
检査手段选定工序S3是选定将在对象部位选定工序S2中选定为进行探伤检査、剩余寿命的评价的部位以何种方法进行探伤检査、剩余寿命的评价的工序。在若干的实施方式中，首先，选定剩余寿命的评价方法，并选定适于选定的剩余寿命的评价方法的探伤检査方法。
剩余寿命的评价可以使用例如龟裂进展计算、FEM、损伤力学的评价、孔洞模拟法或组织模拟法等。
另外，探伤检査可以使用相控阵法、UT法、开口合成法、高频UT法或超声波噪声法。需要说明的是，在此，高频UT法是指使用20MHz以上的频率的超声波的探伤检査。
(检査工序S4)
检査工序S4是针对在对象部位选定工序S2中选定的部分利用在检査手段选定工序S3中选定的检査方法进行探伤检査，进行龟裂的评价的工序。在以下的说明中，将进行探伤检査及龟裂的评价的部分也称为检査对象部或评价对象部。而且，将包含评价对象部的对象物也称为评价对象物。
在检査工序S4中，基于在龟裂评价基准制定工序S100中决定的龟裂的评价基准进行龟裂的评价。
关于检査工序S4及龟裂评价基准制定工序S100的详情，在后文进行说明。
(剩余寿命评价工序S5)
剩余寿命评价工序S5是对于在检査工序S4中进行了探伤检査及龟裂的评价的评价对象部，利用在检査手段选定工序S3中选定的剩余寿命的评价方法进行剩余寿命的推定(评价)的工序。
关于剩余寿命评价工序S5的详情，在后文进行说明。
(剩余寿命基准值再设定工序S6)
剩余寿命基准值再设定工序S6是在剩余寿命评价工序S5中进行了剩余寿命的评价的结果是产生了进行剩余寿命评价中的因子的值的重新评估等的必要性时等，再设定因子的值等的工序。具体而言，例如在剩余寿命评价工序S5中进行了剩余寿命的评价时，在作为温度条件使用的值是评价对象部的设计值且该设计值是预估了充分的安全率的值的情况下，在剩余寿命评价工序S5中推定的剩余寿命可能会超出必要地缩短。例如，在这样的情况下，也可考虑通过使用实测值作为温度条件来推定剩余寿命而能得到妥当的结果的情况。因此，根据需要，在剩余寿命基准值再设定工序S6中进行剩余寿命评价中的因子的值的重新评估等。
需要说明的是，在剩余寿命基准值再设定工序S6中进行了因子的值的重新评估等时，基于重新评估后的因子的值，在剩余寿命评价工序S5中再次进行剩余寿命的评价。而且，在剩余寿命评价工序S5中进行了剩余寿命的评价的结果是判断为不需要进行剩余寿命评价中的因子的值的重新评估等时，不实施剩余寿命基准值再设定工序S6。
(对策判定工序S7)
对策判定工序S7是例如基于剩余寿命评价工序S5中的剩余寿命的评价结果，判断对于评价对象部是否进行更换、修补、延长寿命措施等对策，如果判断为需要对策，则决定进行何种对策的工序。
具体而言，在根据剩余寿命评价工序S5中的剩余寿命的评价结果而判明了在例如预定的从本次的修缮时期至下次的修缮时期为止之间的期间评价对象部达到寿命时，在对策判定工序S7中，决定关于该评价对象部的更换、修补、延长寿命措施等对策。在对策判定工序S7中，决定是更换该评价对象部，还是进行修补，如果是修补则决定进行何种修补，还是采取延长寿命措施，如果采取延长寿命措施则决定采取何种措施等。
需要说明的是，例如在检査/评价需要与否判定工序S1中，也存在不用进行检査工序S4中的详细的探伤检査而判定为需要更换、修补等情况那样不经过检査工序S4、剩余寿命评价工序S5而实施对策判定工序S7的情况。
(监视判定工序S8)
监视判定工序S8是判定在今后的设备的运转中需要进行监视的部分的有无或监视方法的工序。在监视判定工序S8中，针对例如在对策判定工序S7中判定为进行修补等对策的评价对象部，判定是否需要监视，在进行监视的情况下判定以何种方法进行监视。而且，在监视判定工序S8中，针对例如根据剩余寿命评价工序S5中的剩余寿命的评价结果而在对策判定工序S7中判定为不需要更换、修补等的评价对象部，判定是否为了谨慎起见而进行监视为好，在进行监视的情况下判定以何种方法进行监视。
需要说明的是，例如在检査/评价需要与否判定工序S1中，即使是判定为不需要进行更详细的检査、剩余寿命的评价的部分，也有在监视判定工序S8中判定为在今后的设备的运转中为了谨慎起见进行监视的情况那样不经过对策判定工序S7而实施监视判定工序S8的情况。
(维护计划制定工序S9)
维护计划制定工序S9是关于各对象物，研究在何时进行何种对策的工序。需要说明的是，例如在对策判定工序S7中判定为进行更换，通过更换能确保充分的剩余寿命的部分那样当前不需要维护计划的情况下，有时不实施维护计划制定工序S9。
(对策/监视实施工序S10)
在对策/监视实施工序S10中，是实施在对策判定工序S7中判定为需要的更换、修补等，或者进行针对在监视判定工序S8中判定为需要监视的部分的监视的工序。
需要说明的是，将上述的从对策判定工序S7至对策/监视实施工序S10的工序称为保养管理工序S11。
这样，在若干的实施方式中，包括剩余寿命评价工序S5和基于评价对象物的剩余寿命的评价结果而进行评价对象物的保养管理的保养管理工序S11。
由此，即使在评价对象物的损伤状态如宏观龟裂那样通过目视观察能够观察的龟裂产生之前的阶段，也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价，因此能够预先进行评价对象物的保养管理。
另外，在若干的实施方式中，针对评价对象部的措施包括评价对象物的更换、修补或延长寿命措施中的至少一个。
由此，即使在评价对象物的损伤状态如宏观龟裂那样通过目视观察能够观察的龟裂产生之前的阶段，也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价，因此能够预先实施评价对象物的更换、修补或延长寿命措施。
(关于对象物)
适用若干的实施方式的保养管理方法的对象物例如上述那样是火力发电设备中的将锅炉与蒸汽涡轮之间连接的蒸汽配管等。这样的蒸汽配管存在多个种类的焊接部位。例如，在蒸汽配管存在将配管彼此连接的圆周焊接部、将配管与分支管连接的管台焊接部。而且，在配管是由板状构件制造的情况下，为了将板的端部彼此连接而存在沿管轴方向延伸的长度方向焊接部。
如锅炉等中使用的蒸汽配管那样在高温高压的环境下长时间使用的构件可能在焊接部由于蠕变损伤而产生龟裂。
例如焊接部的蠕变损伤的进展方式(龟裂生长过程)如下所述。伴随着长年使用，首先在由焊接产生的热影响部(HAZ部)的晶界产生蠕变孔洞。接下来，当该蠕变孔洞的数量增加时，蠕变孔洞合体而最终成为宏观龟裂，该宏观龟裂传播而最终达到贯通。
在本说明书中，不仅将宏观龟裂那样通过截面目视观察能够观察的龟裂，而且将如蠕变孔洞的集合(蠕变孔洞的密集区域)那样在龟裂生长过程中可视为龟裂的区域(疑似龟裂状态的龟裂)也包含在内称为龟裂。
在例如将锅炉与蒸汽涡轮之间连接的蒸汽配管那样的设备的配管中，由于在设备的运转中无法实施探伤检査等，因此在定期检修等使设备停止时进行探伤检査等。而且，从长期的连续运转的要求或成本面等的理由出发，难以使设备频繁停止，因此定期检修的实施间隔多成为年单位等的长的期间。因此，关于上述那样的蠕变损伤，在龟裂生长的过程中，希望尽可能在初始的阶段检测龟裂而预测剩余寿命。
因此，在若干的实施方式中，如以下所述那样实施检査工序S4及剩余寿命评价工序S5。
(检査工序S4的详细说明)
以下，详细说明检査工序S4。
在以下说明的若干的实施方式中，检査工序S4中的评价对象部为例如上述的蒸汽配管的焊接部。而且，在以下说明的若干的实施方式中，检査工序S4中的内部探伤检査是基于例如利用了超声波的相控阵法的内部探伤检査。需要说明的是，即使是相控阵法以外的方法，也可以通过开口合成法、高频UT法或超声波噪声法进行内部探伤检査。需要说明的是，在以下的说明中，关于在探伤检査中得到的结果，称为探伤信号、信号电平、反射波、反射回波、或简称为回波。
图2是表示在检査工序S4中实施的步骤的流程图。
检査工序S4包括：设定或确认探伤装置的测定灵敏度的灵敏度设定/确认工序S41；针对评价对象物的评价对象部实施内部探伤检査，取得探伤信号的正式探伤工序S42；按照在后述的龟裂评价基准制定工序S100中决定的龟裂的评价基准，基于关于评价对象部取得的探伤信号，对评价对象部的龟裂的有无进行评价的龟裂评价工序S43。
灵敏度设定/确认工序S41是在正式探伤工序S42之前，将正式探伤工序S42中使用的探伤装置的测定灵敏度设定为能够检测上述的疑似龟裂状态的龟裂的放大条件，或者确认设定为该放大条件的情况的工序。
在灵敏度设定/确认工序S41中，将探伤装置的测定灵敏度设定为比用于检测能够目视观察的龟裂的探伤装置的后述的基准条件提高了10dB～30dB的放大条件。由此，在若干的实施方式中，容易辨别疑似龟裂状态的龟裂。
说明用于检测能够目视观察的龟裂的探伤装置的基准条件。
该基准条件是由JIS等唯一确定的为了检测局部存在的规定的缺陷而设定的探伤装置的灵敏度。通过该设定，能够进行例如生长为几mm左右的蠕变性的龟裂的探伤。该基准条件下的探伤装置的灵敏度调整具体而言使用JIS Z 3060：2015“钢焊接部的超声波探伤试验方法”中记载的对比试验片进行。
虽然未图示，但在对比试验片上设置标准孔，以使来自该标准孔的反射波的最大回波成为80％的方式调整探伤装置的灵敏度(测定灵敏度)。其结果是，将得到的灵敏度设为基准灵敏度(基准条件的灵敏度)。需要说明的是，80％是指在将探伤装置的最大测定极限的回波设为100％时，观测到80％的回波的情况。
对于一般的超声波探伤法作为探伤对象的面状缺陷(例如明确的龟裂)等的缺陷或损伤，若干的实施方式的评价对象是在龟裂进展计算等的解析方法上可视作龟裂的损伤(疑似龟裂状态的龟裂、实际为孔洞的密集)，需要判定比明确的龟裂的检测信号更低电平的信号。
由此，在若干的实施方式中与基准灵敏度相比将灵敏度提高了10dB～30dB的基础上，考虑到如下所述的正式探伤工序S42中的探伤时的辨认性，可以是以成为信号电平阈值th的回波高度成为20～80％的方式调节灵敏度。
在此，提高10dB灵敏度是指将信号放大成约3.2倍的情况。在提高了10dB灵敏度的条件下，将成为信号电平阈值th的回波高度假定设定为20％的情况下，在基准灵敏度的条件下，使用与约6.3％(≈20％/3.2)对应的回波高度作为判定用。
在正式探伤工序S42中，设为在灵敏度设定/确认工序S41中设定的放大条件的灵敏度的基础上，进行探伤。在此，在正式探伤工序S42中使用的探伤装置与算出后述的信号电平阈值th时使用的探伤装置不同的情况下，进行后述的校准。
需要说明的是，在反复实施正式探伤工序S42的情况下，如果灵敏度设定/确认工序S41已经实施，则每次实施正式探伤工序S42时不需要事先反复实施灵敏度设定/确认工序S41。
在正式探伤工序S42中，如图3所示，通过相控阵超声波探伤装置2，将超声波在作为评价对象部的焊接部4a的内部一边扫描一边照射，接收超声波的反射波(回波)。需要说明的是，图3是用于说明在正式探伤工序S42中从评价对象物的焊接部4a得到的超声波的反射波的强度(回波高度)分布的图。
作为评价对象部的焊接部4a是指锅炉等实际使用的设备(实机)的配管等的焊接部4a。
需要说明的是，扫描超声波是指使超声波的收敛位置时时刻刻变化的情况，至少在包含焊接部4a的厚度方向的二维的面内或三维的空间内使超声波的收敛位置变化。相控阵超声波探伤装置2能够一边扫描一边照射超声波，并能够按照各收敛位置来测定超声波的反射波的强度(回波高度)。因此，根据相控阵超声波探伤装置2，如图3所示，能够取得反射波的强度分布(回波高度的分布)。图3通过contour图(等高线图)表示反射波的强度分布。
需要说明的是，反射波的强度也根据照射的超声波的强度而变化，因此在本说明书中，反射波的强度可以是反射波的强度相对于照射的超声波的强度之比。
在龟裂评价工序S43中，将在正式探伤工序S42中接收到的反射波的强度与信号电平阈值th进行比较，判定为在评价对象部中的反射波的强度为信号电平阈值th以上的区域产生了龟裂6a。该信号电平阈值th是在后述的龟裂评价基准制定工序S100中决定的龟裂的评价基准(龟裂判别用阈值)。
这样，在若干的实施方式中，探伤是至少能够检测在评价对象物的内部产生的疑似龟裂状态的龟裂的内部探伤，因此基于在评价对象物的内部产生的疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
图4是表示龟裂评价工序S43的过程的流程图。
如图4所示，龟裂评价工序S43包括龟裂判别用阈值取得工序S431、比较工序S432、龟裂确定工序S434、阈值达到寿命推定工序S435。
龟裂判别用阈值取得工序S431是从如后所述创建的阈值数据库中，取得与在正式探伤工序S42中实施的探伤法和在剩余寿命评价工序S5中如后所述评价对象部的剩余寿命的评价中使用的龟裂生长过程的模型(剩余寿命评价模型)的组合对应的信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)的工序。
比较工序S432是将在正式探伤工序S42中接收到的反射波的强度(信号电平S)与在龟裂判别用阈值取得工序S431中取得的信号电平阈值th进行比较的工序。
在比较工序S432中将信号电平S与信号电平阈值th进行了比较的结果是，如果信号电平S的强度为信号电平阈值th以上，则步骤S433作出肯定判断而实施龟裂确定工序S434。
龟裂确定工序S434是将通过评价对象物的探伤得到的探伤信号与龟裂判别用阈值进行对比，从而求出评价对象物中的龟裂的大小及位置的工序。即，在龟裂确定工序S434中，基于在正式探伤工序S42中接收到的反射波的信息，来确定在评价对象部中信号电平S成为信号电平阈值th以上的区域的大小及位置，并将确定的区域的大小及位置作为评价对象部中的龟裂的大小及位置。
由此，能够确定评价对象物中的疑似龟裂状态的龟裂的尺寸。
例如，在图3的情况下，龟裂6a在焊接部4a的热影响部8a的内部产生。焊接部4a的厚度方向上的龟裂6a的长度ax为10mm，从龟裂6a至焊接部4a的表面的距离为7mm。这样，在若干的实施方式中，能够求出评价对象物中的龟裂的大小及位置。
需要说明的是，在本说明书中，只要没有特别说明，龟裂的长度就是指焊接部的厚度方向例如配管的壁厚方向上的龟裂的长度。
需要说明的是，正式探伤工序S42自身是非破坏检査，在图3中，为了参考而将评价对象的焊接部4a的截面形状与反射波的强度分布重合表示。焊接部4a是2个构件彼此焊接的部分，或在1个构件中将不同的部分相互焊接的部分，包括熔敷部(焊缝)10a和位于熔敷部10a的周围的热影响部8a。例如，在焊接的构件为例如2个配管的情况下，焊接部4a沿上述配管的周向延伸。或者在将板弯曲而将板的侧缘彼此焊接而形成配管的情况下，焊接部4a沿着通过焊接而形成的配管的轴线方向延伸。蠕变损伤特别成为问题的是热影响部8a内的龟裂(蠕变龟裂)6a。
可以是在比较工序S432中将信号电平S与信号电平阈值th进行了比较的结果是，如果信号电平S的强度小于信号电平阈值th，则步骤S433作出否定判断而实施阈值达到寿命推定工序S435。关于阈值达到寿命推定工序S435，在后文详细叙述。
当实施龟裂确定工序S434或阈值达到寿命推定工序S435时进入步骤S436，判断关于在正式探伤工序S42中进行了内部探伤的评价对象部的全部是否实施了龟裂确定工序S434或阈值达到寿命推定工序S435。
如果关于在正式探伤工序S42中进行了内部探伤的评价对象部的全部实施了龟裂确定工序S434或阈值达到寿命推定工序S435，则在步骤S436中作出肯定判断，结束龟裂评价工序S43中的处理。
如果在正式探伤工序S42中进行了内部探伤的评价对象部中，存在未实施龟裂确定工序S434或阈值达到寿命推定工序S435的评价对象部，则步骤S436作出否定判断而返回比较工序S432。
(关于信号电平阈值th的妥当性)
需要说明的是，在龟裂确定工序S434中，在评价对象部中确定信号电平S成为信号电平阈值th以上的区域的大小及位置，并将确定的区域的大小及位置设为评价对象部中的龟裂的大小及位置。
这样，信号电平阈值th设为用于检测疑似龟裂状态的龟裂的判定基准，但是希望进行该判定基准是否妥当的验证。
图5是表示关于信号电平阈值th的妥当性进行了研究的结果的一个示例的图。在图5中，横轴是与试验时间相关的对数轴。
在图5中，将通过蠕变试验向供试材料赋予蠕变损伤而进行了内部探伤检査的时间点(第一时间点)作为横轴的起点，示出评价了在第一时间点检测到的疑似龟裂状态的龟裂Ca通过之后的蠕变试验如何进展的结果。
在图5中，实线的坐标图表示在剩余寿命评价工序S5中为了评价剩余寿命而使用的剩余寿命评价模型和通过相同的剩余寿命评价模型求出的龟裂的生长过程，虚线的坐标图表示示出实线所示的龟裂的生长过程的上述坐标图的1/2倍及2倍的范围。
在图5中，点Ca1是表示基于在第一时间点实施的内部探伤检査的结果和信号电平阈值th而得到的疑似龟裂状态的龟裂Ca的大小的标绘点，点Ca2是表示在从第一时间点起经过了规定时间后的第二时间点通过切断调查所测定的龟裂Ca的大小的标绘点。
如图5所示，将第一时间点的疑似龟裂状态的龟裂Ca的大小作为初始缺陷尺寸而实施了龟裂的进展计算的结果是，判明了表现出与实测值即在第二时间点通过切断调查所测定的龟裂Ca的大小良好地一致的情况。
即，判明如后所述决定的信号电平阈值th在通过将根据第一时间点的供试材料的探伤结果使用信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)求出的疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型而预测的龟裂尺寸的经时变化曲线中，后述的局部性的蠕变寿命消耗率达到100％之后的龟裂尺寸Z2所对应的预测时间点t2CAL与在供试材料中实际测定到龟裂尺寸Z2的龟裂的第二时间点t2ACT的时间之比(t2ACT/t2CAL)满足规定范围。
疑似龟裂状态的龟裂如上所述是指蠕变孔洞的集合(蠕变孔洞的密集区域)，与完好部的交界不明确。因此，信号电平阈值th根据蠕变孔洞的密集状况等的观察结果难以笼统地决定。
另一方面，在剩余寿命评价中最重要的是高精度地预测局部性的蠕变寿命消耗率达到100％之后的龟裂的进展的情况。在此，基于剩余寿命评价模型的龟裂进展的预测精度受到初始输入值的龟裂长度、位置(深度)的较大影响。
因此，本发明者们认为在与确定了信号电平阈值th的供试材料不同的供试材料中，对于使用信号电平阈值th求出的疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置，只要验证作为剩余寿命评价模型的初始输入值的妥当性即可。基于该考虑方法，将疑似龟裂状态的龟裂的大小、位置输入剩余寿命评价模型，如果龟裂进展的预测精度为规定范围内，则将初始输入值评价为妥当，换言之，将信号电平阈值th评价为妥当。在此，规定范围任意设定，但是在实用上优选设定为0.5以上且2.0以下。
需要说明的是，当剩余寿命评价模型变化时，对应地信号电平阈值th也可能会变化。由此，验证使用的剩余寿命评价模型与在剩余寿命评价工序S5中为了评价剩余寿命而使用的剩余寿命评价模型相同是重要的。
需要说明的是，上述的信号电平阈值th的妥当性的验证在后述的龟裂评价基准制定工序S100中决定了信号电平阈值th之后，在检査工序S4实施前预先进行。
需要说明的是，如果信号电平阈值th的妥当性预先验证，则在检査工序S4的实施前不需要再次验证信号电平阈值th的妥当性，只要确认表示信号电平阈值th的妥当性的验证结果即可。
另外，例如，对于评价对象物的拥有者等、提示关于评价对象物的剩余寿命的评价结果的对方，为了信号电平阈值th的妥当性、剩余寿命的评价结果的妥当性的说明而可以将上述的验证结果向对方说明。
这样，在若干的实施方式中，由于验证了上述的比(t2ACT/t2CAL)满足规定范围的情况，因此通过使用信号电平阈值th和验证使用的剩余寿命评价模型，能够高精度地求出评价对象物中的龟裂的大小及位置，评价对象物的剩余寿命的精度提高。
另外，在若干的实施方式中，即使是蠕变孔洞的集合产生的时间点，也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
(关于龟裂评价基准制定工序S100及龟裂的评价基准)
以下，说明龟裂评价基准制定工序S100及龟裂的评价基准。
龟裂的评价基准是在正式探伤工序S42中对评价对象部的龟裂的有无进行评价时使用的基准值，如上所述，在若干的实施方式中是上述的信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)。该信号电平阈值th通过以下叙述的龟裂评价基准制定工序S100而预先决定。
图6是表示龟裂评价基准制定工序S100的过程的流程图。龟裂评价基准制定工序S100包括评价基准制定用数据收集工序S110和评价基准决定工序S120。图7是表示评价基准制定用数据收集工序S110的过程的流程图。图8是表示评价基准决定工序S120的过程的流程图。
以下，基于图6至图8的流程图，说明龟裂评价基准制定工序S100。
(评价基准制定用数据收集工序S110)
在龟裂评价基准制定工序S100中，首先，实施评价基准制定用数据收集工序S110。
如图7所示，评价基准制定用数据收集工序S110包括：直至第三时间点，使试验片蠕变变形的蠕变变形工序S111；对第三时间点之前的第四时间点的试验片实施内部探伤检査，取得第四时间点的探伤信号的探伤信号取得工序S112。
在评价基准制定用数据收集工序S110中，准备用于得到龟裂的评价基准的试验片，对于该试验片，如图7所示在蠕变变形工序S111中一边加温规定时间一边施加负载而使其蠕变变形。
在蠕变变形工序S111中使试验片蠕变变形了规定时间之后，在探伤信号取得工序S112中，对试验片实施内部探伤检査而取得探伤信号。
图9是通过试验片12的内部探伤检査得到的反射波的强度分布的等高线图的一个示例，为了参考而使试验片12的焊接部4b的截面形状与反射波的强度分布重合表示。试验片12是与检査工序S4中的评价对象物相同的材质的金属片，具有焊接部4b。需要说明的是，焊接部4b也包括熔敷部10b及位于熔敷部10b的周围的热影响部8b。
探伤信号取得工序S112中的内部探伤检査是基于与检査工序S4中的内部探伤检査相同的方法的检查，是基于例如利用了超声波的相控阵法的内部探伤检査。
需要说明的是，在探伤信号取得工序S112中，将探伤装置的测定灵敏度设定为比用于检测局部性的蠕变寿命消耗率达到100％之后的龟裂的上述的基准条件提高了10dB～30dB的放大条件。
在探伤信号取得工序S112中，如图9所示，通过相控阵超声波探伤装置2，将超声波在试验片12的焊接部4b的内部一边扫描一边照射，接收超声波的反射波。由此，能得到探伤信号取得工序S112的实施时间点的反射波的强度分布。需要说明的是，该实施时间点是后述的第四时间点。
图10是概略性地表示在图9的强度分布中，反射波的强度大的区域的反射波的强度(回波高度)与铅垂方向上的位置之间的相关关系的图，(a)示出包含焊接部的厚度方向的截面的二维的强度分布，(b)示出沿焊接部的厚度方向的一维的强度分布。
蠕变变形工序S111和探伤信号取得工序S112反复进行至在试验片12的内部产生的龟裂充分生长为止，即至少宏观龟裂产生为止。
具体而言，例如基于在探伤信号取得工序S112中取得的探伤信号而判断为试验片12的内部的龟裂的生长不充分的情况下，在探伤信号取得工序S112的实施之后，步骤S101作出否定判断而返回蠕变变形工序S111，一边加温一边施加负载而使试验片12蠕变变形规定时间。
另外，例如基于在探伤信号取得工序S112中取得的探伤信号而判断为试验片12的内部的龟裂生长为具有例如规定的大小以上的大小的宏观龟裂的情况下，在探伤信号取得工序S112的实施之后，步骤S101作出肯定判断而结束评价基准制定用数据收集工序S110。需要说明的是，也可以在判断为试验片12的内部的龟裂到达试验片12的表面的情况下，结束评价基准制定用数据收集工序S110。
需要说明的是，在以下的说明中，在如上所述反复执行蠕变变形工序S111和探伤信号取得工序S112的情况下，将最后的蠕变变形工序S111实施结束的时间点称为第三时间点。即，第三时间点相当于试验片12的内部的龟裂达到例如规定的大小以上的大小的时间点、龟裂到达试验片12的表面的时间点。
另外，如上所述将探伤信号取得工序S112的实施时间点称为第四时间点。第四时间点是第三时间点之前的时间点，存在至少1个第四时间点。即，第四时间点存在与探伤信号取得工序S112的实施次数相同的数量。
在反复执行蠕变变形工序S111的过程中，在试验片12的热影响部8b产生蠕变孔洞。并且，蠕变孔洞的数量逐渐增加，如图9所示，为蠕变孔洞的密集区域，在龟裂生长过程中，出现可视作龟裂的区域，即本说明书中的龟裂6b。需要说明的是，图9是在多个第四时间点的任一时间点，宏观龟裂产生之前的龟裂生长的过程中的比较初始的阶段的等高线图。
然后，当蠕变孔洞的数量增加时，蠕变孔洞合体而成为宏观龟裂，该宏观龟裂传播而达到贯通。
(评价基准决定工序S120)
如图6所示，在龟裂评价基准制定工序S100中执行了评价基准制定用数据收集工序S110之后，实施评价基准决定工序S120。如图8所示，评价基准决定工序S120包括尺寸计测工序S121、模型构筑工序S123、推定尺寸取得工序S125、阈值取得工序S127。
尺寸计测工序S121是计测第三时间点的龟裂的尺寸的工序。在尺寸计测工序S121中，如图11所示，将执行了评价基准制定用数据收集工序S110之后的试验片12的焊接部4c切断。需要说明的是，图11是示意性地表示执行了评价基准制定用数据收集工序S110之后的试验片12的焊接部4c的切断面的图。
并且，在尺寸计测工序S121中，测定例如切断后的焊接部4c的龟裂6c的长度a1。尺寸计测工序S121中的龟裂6c的长度a1的测定是基于目视的直接的测定，可以使用尺子或游标卡尺等进行，但是根据龟裂6c的大小也可以使用显微镜。
模型构筑工序S123是构筑与多个第四时间点的探伤信号的变化倾向匹配的龟裂生长过程的模型的工序。作为在模型构筑工序S123中使用的模型的候选，可列举龟裂进展计算、FEM、损伤力学的评价、孔洞模拟法或组织模拟法等。
在若干的实施方式中，在模型构筑工序S123中使用的模型是与在剩余寿命评价工序S5中为了评价剩余寿命而使用的剩余寿命评价模型相同的模型。
在以下的说明中，在模型构筑工序S123中使用的模型设为基于龟裂进展计算的模型进行说明。
即，在模型构筑工序S123中，通过龟裂进展计算，为了构筑与多个第四时间点的探伤信号的变化倾向匹配的龟裂生长过程的模型，而调节龟裂进展计算中的材料的物性值等的因子。由此，作为与多个第四时间点的探伤信号的变化倾向匹配的龟裂生长过程的模型，能得到例如图12所示那样的表示时间与龟裂长度的关系的主曲线14。
推定尺寸取得工序S125是基于在模型构筑工序S123中构筑的模型，追溯至第四时间点而得到第四时间点的龟裂的推定尺寸的工序。在推定尺寸取得工序S125中，如下所述得到第四时间点的龟裂的推定尺寸。
如图12所示，在模型构筑工序S123得到的主曲线14中，将与在尺寸计测工序S121所计测的龟裂6c的长度a1对应的时刻设为时刻t3。时刻t3对应于上述的第三时间点。
并且，以时刻t3为起点，分别求出与多个第四时间点对应的图12的坐标图的横轴的时刻。
接下来，基于主曲线14来确定与多个第四时间点对应的多个时刻中的、比与评价基准制定用数据收集工序S110中使用的相控阵超声波探伤装置2的检测下限对应的时刻tL晚的时刻，且与时刻tL最接近的时刻t4。然后，从主曲线14读取确定的时刻t4下的龟裂的推定长度a2。该龟裂的推定长度a2是在推定尺寸取得工序S125中取得的龟裂的推定尺寸。
阈值取得工序S127是求出能够提取与如上所述确定的时刻t4对应的第四时间点的龟裂的上述推定尺寸所对应的区域的信号电平阈值th的工序。
在阈值取得工序S127中，如图13所示，根据与时刻t4对应的第四时间点的探伤信号(反射波)的强度分布(信号电平分布)，在与尺寸计测工序S121计测了尺寸的龟裂的位置对应的位置，求出与龟裂的推定长度a2对应的反射波的强度。图13是关于与时刻t4对应的第四时间点的探伤信号即反射波，表示沿焊接部的厚度方向的一维的强度分布的坐标图。如图13所示，根据图13的强度分布即回波高度的坐标图，能够求出与龟裂的推定长度a2对应的反射波的强度。由此，可知得到龟裂的推定长度a2的反射波的强度，因此将该反射波的强度设为龟裂的评价基准，即信号电平阈值th。
需要说明的是，时刻t4不仅如上所述考虑相控阵超声波探伤装置2的检测下限而设定，可以是其他的方法。即，可以关于成为时刻t4的候选的时间点的信号电平分布，求出临时的信号电平阈值th′，如以下那样确认成为求出的临时的信号电平阈值th′以上的区域的位置、区域的数量是否与在尺寸计测工序S121观察的宏观龟裂的位置、宏观龟裂的数量匹配。
说明例如通过尺寸计测工序S121观察的宏观龟裂的数量为1的情况。关于成为时刻t4的候选的时间点的信号电平分布，成为临时的信号电平阈值th′以上的区域的数量为1，且该区域的位置与在尺寸计测工序S121观察的宏观龟裂的位置对应的情况下，成为临时的信号电平阈值th′以上的区域的位置、区域的数量与在尺寸计测工序S121观察的宏观龟裂的位置、宏观龟裂的数量匹配。即，这种情况下，在成为时刻t4的候选的时间点成为临时的信号电平阈值th′以上的区域如在模型构筑工序S123构筑的模型那样，在第三时间点成为例如长度a1的龟裂6c，因此不会产生矛盾。
这种情况下，能够判断为临时的信号电平阈值th′适合作为龟裂的评价基准，因此将该临时的信号电平阈值th′设为信号电平阈值th。
另一方面，例如在尺寸计测工序S121观察的宏观龟裂的数量为1，但是关于成为时刻t4的候选的时间点的信号电平分布，如果成为临时的信号电平阈值th′以上的区域的数量为2以上，则成为临时的信号电平阈值th′以上的区域的数量与在尺寸计测工序S121观察的宏观龟裂的数量不匹配。即，这种情况下，如果基于在模型构筑工序S123构筑的模型，则在第三时间点应产生的宏观龟裂实际上未产生。因此，在成为时刻t4的候选的时间点成为临时的信号电平阈值th′以上的区域与第三时间点的宏观龟裂的关系产生矛盾，因此可知临时的信号电平阈值th′作为龟裂的评价基准是不合适的。因此，在这样的情况下，判定为临时的信号电平阈值th′作为信号电平阈值th是不合适的。
另外，即使成为临时的信号电平阈值th′以上的区域的数量和在尺寸计测工序S121观察的宏观龟裂的数量这两方为1而匹配，在两者的位置不同的情况下，也判定为临时的信号电平阈值th′作为信号电平阈值th是不合适的。
需要说明的是，关于例如在尺寸计测工序S121观察的宏观龟裂的数量为2以上的情况也能够以同样的考虑方法来确认临时的信号电平阈值th′作为龟裂的评价基准是否适当。
在判定为临时的信号电平阈值th′作为龟裂的评价基准是不合适的情况下，返回推定尺寸取得工序S125，基于主曲线14来确定与多个第四时间点对应的多个时刻中的、比上述的时刻t4晚的时刻，且与时刻t4最接近的时刻t4α。然后，从主曲线14读取确定的时刻t4α下的龟裂的推定长度a2α。然后，在阈值取得工序S127中，根据与时刻t4α对应的第四时间点的探伤信号的信号电平分布，在与尺寸计测工序S121中计测了尺寸的龟裂的位置对应的位置，求出与龟裂的推定长度a2α对应的反射波的强度。将该反射波的强度作为新的临时的信号电平阈值th′，再次如上所述确认新的临时的信号电平阈值th′作为龟裂的评价基准是否适当。
如果判定为新的临时的信号电平阈值th′作为龟裂的评价基准是合适的，则将该新的临时的信号电平阈值th′作为信号电平阈值th。
如果判定为新的临时的信号电平阈值th′作为龟裂的评价基准是不合适的，则再次返回推定尺寸取得工序S125，重复进行上述的处理。
这样，在若干的实施方式中，直至第三时间点，使试验片12蠕变变形，对第三时间点之前的第四时间点的试验片12实施探伤，取得第四时间点的探伤信号，通过将从第三时间点向第四时间点追溯龟裂生长过程而得到的第四时间点的龟裂的推定尺寸与该第四时间点的探伤信号进行对比而预先设定信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)。
在该方法中，通过从第三时间点追溯龟裂生长过程而得到第四时间点的龟裂的推定尺寸。即，在第四时间点能够得到疑似龟裂状态的龟裂那样的区域的大小作为龟裂的推定尺寸。然后，通过将第四时间点的龟裂的推定尺寸与第四时间点的探伤信号进行对比，能够决定能检测疑似龟裂状态的龟裂的龟裂判别用阈值。由此，通过使用该龟裂判别用阈值能够求出评价对象物中的疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置，因此即使是疑似龟裂状态的龟裂产生的时间点，也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
在此，说明能够适用于推定尺寸取得工序S125的龟裂进展计算的概略性的过程。图14是表示能够适用于推定尺寸取得工序S125的龟裂进展计算的概略性的过程的流程图。
需要说明的是，在以下说明的龟裂进展计算中，时间性地追溯而算出龟裂的长度，因此将以下说明的龟裂进展计算也称为龟裂进展逆解析。
在龟裂进展逆解析中，首先，取得解析所需的数据(S200)。取得的数据是上述时刻t3的龟裂6c的长度a1、龟裂6c的深度(从焊接部4c的表面至龟裂6c前端的距离)、应力、温度、蠕变速度、蠕变龟裂进展速度数据及材质。
接下来，在工序S202中向变量a代入长度a1，在工序S204中向变量n代入1。并且，在C*运算工序S206中，基于取得的数据，运算C*参数(修正J积分J’)。
在龟裂进展速度取得工序S208中，基于利用C*运算工序S206运算出的C*参数，取得龟裂进展速度(da/dt)。需要说明的是，在C*参数的对数与龟裂进展速度(da/dt)的对数之间，以与材质相应的系数m存在比例关系，根据C*参数能够求出龟裂进展速度(da/dt)。
或者，可以按照各材质，预先求出龟裂进展速度(da/dt)与C*参数的关系，基于该关系，根据运算的C*参数来求出龟裂进展速度(da/dt)。
在龟裂减少量运算工序S210中，将在龟裂进展速度取得工序S208中求出的龟裂进展速度(da/dt)乘以微小时间Δt来求出龟裂减少量Δa。
在龟裂尺寸更新工序S212中，通过从变量a减去龟裂减少量Δa，来更新变量a。
然后，在时刻判定工序S214中，确认是否从上述时刻t3追溯至上述时刻t4。在时刻判定工序S214的判定结果为否定的情况下，将变量n加上1而返回C*运算工序S206。
另一方面，在时刻判定工序S214的判定结果为肯定的情况下，即追溯至时刻t4的情况下，此时的变量a为应求出的龟裂6b的长度a2。
需要说明的是，龟裂进展逆解析没有限定为图14所示的方法，可以按照焊接的构件的材质、尺寸及焊接的坡口形状等的各个组合，使用通过实验预先求出的龟裂进展速度(da/dt)进行。即，可以与C*参数无关地，使用预先通过实验求出的龟裂进展速度(da/dt)来推定时刻t4的龟裂6a的长度a2。换言之，龟裂进展逆解析只要能够准备主曲线14即可。
这样求出的信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)是对于正式探伤工序S42中的探伤的方法与剩余寿命评价工序S5中的后述的剩余寿命评价模型的组合而单独设定的阈值。即，在若干的实施方式中，在探伤信号取得工序S112中通过与检査工序S4中的内部探伤检査相同的方法来收集评价基准制定用的数据，在模型构筑工序S123中通过与剩余寿命评价工序S5中为了评价剩余寿命而使用的剩余寿命评价模型相同的模型来构筑模型，由此设定信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)。
由此，对于探伤的方法与剩余寿命评价模型的组合而龟裂判别用阈值成为适合的值。并且，通过将使用该龟裂判别用阈值求出的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型从而求出评价对象物的剩余寿命，因此评价对象物的剩余寿命的评价精度提高。
在若干的实施方式中，按照正式探伤工序S42中的探伤的方法与剩余寿命评价工序S5中的剩余寿命评价模型的各个组合来设定信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)。
需要说明的是，在若干的实施方式中，创建阈值数据库，该阈值数据库存储按照正式探伤工序S42中的探伤的方法与剩余寿命评价工序S5中的剩余寿命评价模型的各个组合而设定的多个信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)。在阈值数据库中存储有通过实施评价基准制定用数据收集工序S110而决定的上述多个信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)。
由此，能够取得适合于为了得到探伤信号而使用的探伤法与剩余寿命评价工序S5中采用的剩余寿命评价模型的组合的龟裂判别用阈值，因此能够高精度地求出评价对象物中的龟裂的大小及位置，评价对象物的剩余寿命的精度提高。
可知这样求出的信号电平阈值th是设定为至少能够判别局部性的蠕变寿命消耗率为X％以上且90％以下(其中，满足50<X<90。)的疑似龟裂状态的龟裂的阈值。
发明者们除了基于相控阵法的内部探伤检査中使用的信号电平阈值th之外，关于基于高频UT法的内部探伤检査中使用的信号电平阈值th、基于开口合成法的内部探伤检査中使用的信号电平阈值th，也调查了成为信号电平阈值th以上的值的区域的局部性的蠕变寿命消耗率。
将其结果在图15中示出。如图15所示，通过发明者们的调查，成为信号电平阈值th以上的值的区域的局部性的蠕变寿命消耗率为X％以上且90％以下(其中，满足50<X<90。)是明确的。
需要说明的是，在图15中，由空心的圆表示的3个点的标绘点是关于3个供试材料TP1各自的标绘点，由黑圆表示的3个点的标绘点是关于3个供试材料TP2各自的标绘点。供试材料TP1与供试材料TP2的不同是材质的差异。
(关于局部性的蠕变寿命消耗率)
图15中的局部性的蠕变寿命消耗率通过如下的过程进行。
首先，关于多个小型试验片(Φ6mm左右)，变更试验时间而进行蠕变试验，关于各个小型试验片求出了孔洞个数密度。以小型试验片断裂的时间为基准，根据与各自的试验时间之比来算出蠕变寿命消耗率，取得与先求出的孔洞个数密度的关系(未图示)。
接下来，向另行准备的供试材料赋予蠕变损伤，基于如上所述求出的信号电平阈值th，确定成为信号电平阈值th以上的值的区域。并且，将该区域切断而求出了该区域的局部性的蠕变寿命消耗率。具体而言，计测该区域的切断面的孔洞个数密度，根据如上所述预先取得的孔洞个数密度与蠕变寿命消耗率的关系，求出了该区域的局部性的蠕变寿命消耗率。
在此，在以小型试验片的断裂为基准(100％)而求出了蠕变寿命消耗率的基础上，适用于试样(厚壁材料)的局部性的损伤而评价局部性的蠕变寿命消耗率。这是因为，小型供试材料为Φ6mm左右，因此能够视为与试样的孔洞个数密度的计测所涉及的切断面的状况大致均质。换言之，局部性的蠕变寿命消耗率的100％可视为产生了能够局部性地目视观察的宏观龟裂的状态(不进行应力传递的状态)。
这样，在若干的实施方式中，使用设定为至少能够判别局部性的蠕变寿命消耗率为X％以上且90％以下(其中，满足50<X<90。)的疑似龟裂状态的龟裂的龟裂判别用阈值，因此即使评价对象物的损伤状态为宏观龟裂那样通过截面目视观察能够观察的龟裂产生之前的阶段，也能够求出评价对象物中的疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置。并且，将这样求出的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型而求出评价对象物的剩余寿命，因此即使在评价对象物的损伤状态为宏观龟裂那样通过截面目视观察能够观察的龟裂产生之前的阶段也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
需要说明的是，在上述的方法中，通过将根据评价对象物的探伤结果求出的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型从而求出评价对象物的剩余寿命，因此能够迅速地评价剩余寿命。
另外，在若干的实施方式中，局部性的蠕变寿命消耗率以在产生能够局部性地目视观察的龟裂的时间点成为100％的方式被规定。因此，能够判别未进行应力传递的局部区域的产生时间点之前的阶段的疑似龟裂状态的龟裂，即使是未进行应力传递的局部区域产生之前的阶段也能够对评价对象物的剩余寿命进行评价。
(剩余寿命评价工序S5的详细说明)
以下，详细说明剩余寿命评价工序S5。
在若干的实施方式中，剩余寿命评价工序S5是将通过检査工序S4确定的龟裂的大小及位置输入剩余寿命评价模型，求出评价对象物的剩余寿命的工序。
即，在剩余寿命评价工序S5中，根据利用检査工序S4求出的评价对象部的焊接部4a的内部的龟裂6a的长度ax及其位置，如以下那样对评价对象部的焊接部4a的剩余寿命进行评价。
具体而言，如图16所示，根据检査工序S4中的正式探伤工序S42的实施时间点即实施时刻tx的焊接部4a的内部的龟裂6a的长度ax，通过龟裂进展计算，求出龟裂6a的长度ax成为贯通焊接部4a的贯通长度ar的贯通时刻tr。贯通时刻tr与实施时刻tx之差相当于剩余寿命。贯通长度ar根据龟裂6a的位置而成为不同的值。
需要说明的是，图16是表示剩余寿命与龟裂长度的关系的坐标图。
即，在若干的实施方式中，在剩余寿命评价工序S5中为了评价剩余寿命而使用的剩余寿命评价模型(龟裂进展计算)与在龟裂评价基准制定工序S100的模型构筑工序S123中为了求出第四时间点的龟裂的推定尺寸而使用的表示龟裂生长过程的模型(龟裂进展计算)相同。
在此，说明能够适用于剩余寿命评价工序S5的龟裂进展计算的概略性的过程。图17是表示能够适用于剩余寿命评价工序S5的龟裂进展计算的概略性的过程的流程图。
需要说明的是，将以下说明的龟裂进展计算也称为龟裂进展解析。
在龟裂进展解析中，首先，取得解析所需的数据(S300)。取得的数据是时刻tx的龟裂6a的长度ax、龟裂6a的深度(从焊接部4a的表面至龟裂6a前端的距离)、应力、温度、蠕变速度、蠕变龟裂进展速度数据及材质。时刻tx的龟裂6a的长度ax是向剩余寿命评价模型输入的龟裂的大小，龟裂6a的深度(从焊接部4a的表面至龟裂6a前端的距离)是向剩余寿命评价模型输入的龟裂的位置。
接下来，在工序S302中向变量a代入长度ax，在工序S304中向变量n代入1。然后，在C*运算工序S306中，基于取得的数据，运算C*参数(修正J积分J’)。
在龟裂进展速度取得工序S308中，基于利用C*运算工序S306运算的C*参数，取得龟裂进展速度(da/dt)。需要说明的是，在C*参数的对数与龟裂进展速度(da/dt)的对数之间，以与材质相应的系数m存在比例关系，能够根据C*参数求出龟裂进展速度(da/dt)。
或者，可以按照各材质，预先求出龟裂进展速度(da/dt)与C*参数的关系，基于该关系，根据运算的C*参数来求出龟裂进展速度(da/dt)。
在龟裂增量运算工序S310中，将龟裂进展速度取得工序S308中求出的龟裂进展速度(da/dt)乘以微小时间Δt而求出龟裂增量Δa。
在龟裂尺寸更新工序S312中，通过将变量a加上龟裂增量Δa而对变量a进行更新。
并且，在贯通判定工序S314中，判定变量a、即通过龟裂进展计算而求出的龟裂6a的长度是否成为贯通焊接部4a的贯通长度ar以上。在贯通判定工序S314的判定结果为否定的情况下，将变量n加上1而返回C*运算工序S306。
另一方面，在贯通判定工序S314的判定结果为肯定的情况下，即龟裂6a的长度成为贯通焊接部4a的贯通长度ar以上的情况下，执行残存寿命运算工序S318。在残存寿命运算工序S318中，残存寿命即剩余寿命(tr-tx)被求出作为变量n与微小时间Δt之积。
需要说明的是，龟裂进展解析没有限定为图17所示的方法，可以按照焊接的构件的材质、尺寸及焊接的坡口形状等的各组合，使用通过实验预先求出的龟裂进展速度(da/dt)进行。即，可以与C*参数无关地，使用预先通过实验求出的龟裂进展速度(da/dt)，根据时刻tx的龟裂6a的长度ax，来推定时刻tr。换言之，龟裂进展解析只要能够准备主曲线14即可。需要说明的是，在龟裂进展逆解析及龟裂进展解析中，可以使用相同的主曲线14。
在此，图18是表示蠕变损伤引起的龟裂进展的倾向的坐标图，(a)示出时间与龟裂的长度的关系，(b)示出初始龟裂的长度与贯通时间的关系。龟裂贯通焊接部是指龟裂到达表面。在图18的(a)及(b)中，横轴是对数轴。从图18的(a)及(b)可知，初始龟裂的长度越长，龟裂的进展速度急剧增加的时期越早，贯通时间越短。
在若干的实施方式中，通过焊接部4a焊接的构件由高强度铁素体钢构成。
在由高强度铁素体钢构成的构件的焊接部4a的情况下，在外表面的蠕变损伤度与内部的蠕变损伤度之间没有相关，需要与焊接部4a的外表面的蠕变损伤度无关地评价焊接部4a的内部的蠕变损伤度。
关于这一点，在上述的若干的实施方式中，能够准确地进行焊接部4a的内部的龟裂6a的长度ax的评价，适合于由高强度铁素体钢构成的构件的焊接部4a的蠕变损伤度的评价。
需要说明的是，高强度铁素体钢例如是Gr.91系钢(火SCMV28、火STPA28、火SFVAF28、火STBA28)的同等材料、Gr.92系钢(火STPA29、火SFVAF29、火STBA29)的同等材料、火Gr.122系钢(火SUS410J3、火SUS410J3TP、火SUSF410J3、火SUS410J3TB、火SUS410J3DTB)的同等材料、或Gr.23系钢(火STPA24J1、火SFVAF22AJ1、火STBA24J1、火SCMV4J1)的同等材料。
需要说明的是，通过焊接部4a焊接的构件的材质没有限定为高强度铁素体钢，可以是例如低合金钢或不锈钢。
低合金钢是例如STBA12的同等材料、STBA13的同等材料、STPA20的同等材料、火STPA21的同等材料、STPA22的同等材料、STPA23的同等材料或STPA24的同等材料。
不锈钢是例如SUS304TP的同等材料、SUS304LTP的同等材料、SUS304HTP的同等材料、火SUS304J1HTB的同等材料、SUS321TP的同等材料、SUS321HTP的同等材料、SUS316HTP的同等材料、SUS347HTP的同等材料或火SUS310J1TB的同等材料。
图19是用于例示通过焊接部4a焊接的构件的坡口形状的图。例如，坡口是V形坡口、X形坡口、U形坡口及窄坡口。
图20是用于说明通过焊接部4a焊接的配管的外径D和厚度t的图。
在若干的实施方式中，可以按照通过焊接部4a焊接的配管的材质、坡口形状、外径D、厚度t及焊接棒的材质的各个组合，通过实验预先求出龟裂进展速度da/dt，进行龟裂进展逆解析及龟裂进展解析。通过按照各个组合预先求出龟裂进展速度da/dt，能够准确地求出龟裂进展速度da/dt，换言之能够准确地求出主曲线14，能够准确地决定信号电平阈值th，并且也能够准确地评价剩余寿命。
在若干的实施方式中，在按照通过焊接部4a焊接的配管的材质、坡口形状、外径D、厚度t及焊接棒的材质的各个组合，通过实验预先求出龟裂进展速度da/dt时，使用实际使用的设备(实机)，求出龟裂进展速度da/dt。使用实机，预先求出龟裂进展速度da/dt，由此能够更准确地求出龟裂进展速度da/dt，换言之能够更准确地求出主曲线14，能够准确地决定信号电平阈值th，并且也能够准确地评价剩余寿命。
(关于龟裂生长过程中，可视为龟裂的区域的产生时期的预测)
在上述的说明中，说明了在龟裂生长过程中，检测可视为龟裂的区域、即本说明书中的龟裂6b的技术及龟裂6b存在的评价对象部的剩余寿命的评价。
相对于此，在以下说明的实施方式中，说明在上述的可视为龟裂的区域产生之前的阶段，上述的可视为龟裂的区域产生的时期的预测。
在本实施方式中，预先进行事先准备工序。
在事先准备工序中，准备具有焊接部的强度曲线取得用试样，如图21所示，关于强度曲线取得用试样，预先制作表示超声波的反射波的强度的经时变化的反射波强度曲线16。关于事先准备工序的详情在后文说明。
在检査工序S4的正式探伤工序S42中得到的评价对象部的焊接部4a的反射波的强度(回波高度)为小于信号电平阈值的H*时，如图21所示，基于反射波强度曲线16，求出与评价对象部的焊接部4a相关的反射波的强度从在正式探伤工序S42接收到的反射波的强度H*达到信号电平阈值th为止的时间Δt*。本工序是图4所示的阈值达到寿命推定工序S435。阈值达到寿命推定工序S435在正式探伤工序S42中得到的评价对象部的焊接部4a的反射波的强度为小于信号电平阈值的H*时，如上所述在龟裂评价工序S43中进行。
在阈值达到寿命推定工序S435中，通过使用预先制作的反射波强度曲线16，在评价对象的焊接部4a未产生龟裂的阶段，能够求出达到信号电平阈值th为止的时间Δt*(即，从检査工序S4的实施时至龟裂产生时的时间)。
图22示出事先准备工序的一个实施方式。
事先准备工序可以在上述的图6的龟裂评价基准制定工序S100中同时实施。
在图22中，首先，准备1个以上的强度曲线取得用试样(试样准备工序S400)。在以下的说明中，强度曲线取得用试样设为上述的龟裂评价基准制定工序S100中的试验片12。
对于准备的试验片12，在经过时间不同的2个以上的各个时间点计测超声波的反射波的强度(反射波强度取得工序S402)。接下来，基于该计测结果，确定与试验片12相关的反射波强度曲线(确定工序S404)。
由此，通过使用了试验片12的试验阶段的计测能够容易地求出反射波强度曲线。
图23示出在事先准备工序求出的反射波强度曲线的示例。反射波强度曲线16a及16b分别根据不同的时间点的2个点的计测点u1、u2、v1及v2确定而求出。
在一个实施方式中，对于2个试验片12，选择下面的通式(1)作为近似曲线。
通式y＝p·eqx (1)
其中，y：回波高度，x：经过时间，p、q：系数
接下来，在不同的经过时间进行2次探伤，将它们的计测值向式(1)代入，由此求出系数p、q。这样，从2个试验片12能够求出反射波强度曲线16a及16b。
在阈值达到寿命推定工序S435中，作为求出从在正式探伤工序S42得到的评价对象部的焊接部4a的反射波的强度H*达到信号电平阈值th为止的时间Δt*的方法，在一个实施方式中，如图21所示，使用反射波强度曲线16，关于试验片12，求出反射波的强度从反射波的强度H*达到信号电平阈值th的时间Δt* sample。
接下来，在求出时间Δt*的工序中，通过拉森米勒参数法，将时间Δt* sample换算成时间Δt*。
根据该实施方式，根据使用试验片12求出的时间Δt* sample，通过使用了拉森米勒参数法的运算，能够容易地求出评价对象部的焊接部4a的阈值达到时间Δt*。即，关于评价对象部取得的反射波的强度H*未达到信号电平阈值th的情况下，基于内部探伤检査的探伤信号的已知的经时变化的倾向，根据关于评价对象部取得的反射波能够求出所述时间Δt*。
在一个实施方式中，如图24所示，使用拉森米勒参数法，根据蠕变试验等中试验条件(温度T1、负载应力σ1)下的试验片12的总寿命(图16中的贯通时刻tr的达到时为止)tr1和反射波的强度成为信号电平阈值th为止的时间Δt* sample，利用式(2)算出寿命消耗率的变化量ΔD1。
接下来，根据评价对象部的焊接部4a的运转条件(温度T2、负载应力σ2)下的总寿命tr2和反射波的强度成为信号电平阈值th为止的时间Δt*，利用式(3)算出寿命消耗率的变化量ΔD2。
接下来，根据式(4)及式(5)，求出总寿命tr1及tr2。需要说明的是，在式(4)及式(5)中，在焊接部的材质相同时，系数a0、a1、a2、a3及C成为相同的值。
ΔD1与ΔD2可认为等价，从而式(6)成立，因此，根据通过式(4)求出的总寿命tr1与通过式(5)求出的总寿命tr2之比，如式(7)所示，能够求出评价对象的焊接部4a的反射波的强度成为信号电平阈值th为止的时间Δt*。
需要说明的是，在图21中，t* sample表示1试验片12的反射波的强度成为H*的时间。
作为求出从在正式探伤工序S42得到的反射波的强度H*至达到信号电平阈值为止的时间Δt*的另一方法，在一个实施方式中，如图21所示，通过拉森米勒参数法对反射波强度曲线16进行修正，求出表示与评价对象部的焊接部4a相关的反射波的强度的经时变化的修正曲线18。
在该实施方式求出时间Δt*的工序中，使用修正曲线18，求出时间Δt*。
根据该实施方式，通过求出修正曲线18，能够容易地求出与评价对象部的焊接部4a相关的阈值达到时间Δt*。
这样，在若干的实施方式中，包括阈值达到寿命推定工序S435，阈值达到寿命推定工序S435在评价对象物的探伤区域内不存在探伤信号成为信号电平阈值th(龟裂判别用阈值)以上的部位的情况下，基于探伤信号的已知的经时变化特性，预测探伤信号从探伤信号的信号电平达到所述龟裂判别用阈值为止所需的时间Δt*。
由此，即使在评价对象物的探伤区域内不存在探伤信号成为龟裂判别用阈值以上的部位的情况下，基于探伤信号的已知的经时变化的倾向，也能够高精度地求出评价对象物产生疑似龟裂状态的龟裂的时期。
需要说明的是，图21中，t*表示评价对象的焊接部4a的反射波的强度成为H*的时间，t5表示龟裂产生时的时间。
(关于龟裂评价基准制定工序S100的另一实施方式)
以下，说明龟裂评价基准制定工序S100的另一实施方式。在另一实施方式的龟裂评价基准制定工序S100中，在信号电平阈值th的设定时作为评价对象的龟裂产生部位和评价对象物中的龟裂的产生部位，条件明显不同，在使用已经设定的信号电平阈值th的情况不适当的情况下，进行信号电平阈值th的再设定。
例如，从作用于评价对象部的应力的状态或温度履历等与其他不同等的理由出发，基于阈值数据库中存储的信号电平阈值th来求出龟裂的大小或位置在剩余寿命评价方面不优选的情况下，实施龟裂评价基准制定工序S100而求出适合于该评价对象部的信号电平阈值th。需要说明的是，适合于该评价对象部的信号电平阈值th的决定方法与上述的龟裂评价基准制定工序S100的过程相同，但是对评价基准制定用数据收集工序S110的蠕变变形工序S111中的加温、负载的条件进行适当变更。
由此，能得到适合于求出评价对象物中的龟裂的产生部位的龟裂的大小及位置的龟裂判别用阈值，因此能够高精度地求出该龟裂的产生部位的龟裂的大小及位置，该评价对象物的剩余寿命的精度提高。
(关于龟裂评价基准制定工序S100的又一实施方式)
以下，说明龟裂评价基准制定工序S100的又一实施方式。
例如，可考虑虽然得不到关于某探伤方法(以下称为第一探伤法)的信号电平阈值th，但是能得到关于与第一探伤法不同的第二探伤法的信号电平阈值th的情况。在这样的情况下，在龟裂评价基准制定工序S100的又一实施方式中，基于第一探伤法的探伤信号及第二探伤法的探伤信号的相关，根据关于第二探伤法的信号电平阈值th而得到关于第一探伤法的信号电平阈值th。
例如，准备通过第二探伤法能得到关于第二探伤法的信号电平阈值th程度的探伤信号那样的试验片，通过第一探伤法及第二探伤法对该试验片进行探伤而得到各自的探伤信号。并且，将得到的基于第一探伤法的探伤信号的强度与基于第二探伤法的探伤信号的强度进行比较，根据比较结果和关于第二探伤法的信号电平阈值th，来推定关于第一探伤法的信号电平阈值th。
这样，根据龟裂评价基准制定工序S100的又一实施方式，基于关于与为了得到探伤信号而使用的第一探伤法不同的第二探伤法预先设定的信号电平阈值th与第一探伤法的探伤信号及第二探伤法的探伤信号的相关，能够取得关于第一探伤法的信号电平阈值th。
由此，能够简化用于取得信号电平阈值th的事先的准备。
(关于灵敏度设定/确认工序S41的另一实施方式)
在正式探伤工序S42中使用的探伤装置与算出信号电平阈值th时使用的探伤装置不同的情况下，在灵敏度设定/确认工序S41中，可以如下设定正式探伤工序S42中使用的探伤装置的测定灵敏度。
图25是说明灵敏度设定/确认工序S41的另一实施方式的表。
步骤S411是通过上述的基准灵敏度的设定过程，将算出信号电平阈值th时使用的探伤装置的测定灵敏度设定为基准条件、即基准灵敏度的工序。
步骤S412通过算出信号电平阈值th时使用的探伤装置，测定具有疑似龟裂状态的龟裂(有时简称为疑似龟裂)的试验片的最大回波。
步骤S413通过在正式探伤工序S42中使用的探伤装置，测定具有疑似龟裂的上述试验片的最大回波。
JIS Z 3060：2015“钢焊接部的超声波探伤试验方法”中记载的来自对比试验片的标准孔的反射回波是明确的，探伤装置引起的差别难以产生。然而，来自疑似龟裂的反射回波成为低电平的信号，容易产生探伤装置或微妙的探伤条件的差异引起的差别。由此，不是上述标准孔，而是根据疑似龟裂的探伤结果来验证探伤条件的妥当性是重要的。
关于探伤条件，在步骤S412中，如上所述与在步骤S411设定的基准灵敏度相比将灵敏度放大而提高疑似龟裂的判别性能。在步骤S413中，设为与步骤S412使用的探伤条件相同的条件(即，步骤S412与步骤S413的差异仅为探伤装置)。
在此，在调和成相同的探伤条件中，不仅是灵敏度，还可列举波的种类(横波、纵波)、频率、发送器的电压、射束径(更详细而言，有时也包括探头的尺寸、元件的配置等)。波的种类和频率对分辨率进行规定，发送器的电压和射束径对功率进行规定。需要说明的是，也存在射束径仅在具有收敛性的情况下有效，在高频UT法或开口合成法中不使用的情况。
在步骤S414中，将在步骤S412和步骤S413中得到的来自疑似龟裂的最大回波进行对比。如果是规定范围(例如5～30％以内)的误差，则判断为在正式探伤工序S42使用的探伤装置的校准完成，判断为在正式探伤工序S42中能够使用。在误差为规定范围外的情况下，变更探伤装置、条件，从步骤S411或步骤S412再次进行。
在以上的例子中，在步骤S413中设为与步骤S412相同的探伤条件，但是也可以在步骤S413中使探伤条件变化一部分而掌握对疑似龟裂的最大回波造成的影响。例如，可以在步骤S413中使频率变化来测定疑似龟裂的最大回波，掌握与步骤S412的疑似龟裂的最大回波之间收敛于规定范围的误差的频率区域。如果是掌握的频率区域，则在正式探伤工序S42的实施时判断为能够设定(变更)。
这样，在以上的例子中，在设定了基准条件时使用的探伤装置与评价对象物的探伤使用的探伤装置不同的情况下，在将测定灵敏度设定为比基准状态(基准条件)提高了10dB～30dB的放大条件的基础上，将两方的探伤装置对疑似龟裂状态的龟裂的探伤结果进行对比。
由此，即使设定了基准条件时使用的探伤装置与评价对象物的探伤使用的探伤装置不同，也能够高精度地对评价对象物的剩余寿命进行评价。
本发明没有限定为上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加了变形的方式、将上述的方式适当组合的方式。
例如，在上述的若干的实施方式中，评价对象部是火力发电设备中的将锅炉与蒸汽涡轮之间连接的多个系统的蒸汽配管的焊接部，但是评价对象的焊接部没有限定为锅炉的一部分，本发明的剩余寿命评价方法及保养管理方法可以适用于暴露在高温高压下的各种焊接部或焊接部以外的部位。
符号说明
2 相控阵超声波探伤装置
4a、4b、4c 焊接部
6a、6b、6c 龟裂
8a、8b、8c 热影响部
10a、10b、10c 焊接部的熔敷部
12 试验片
14 主曲线
16 反射波强度曲线
18 修正曲线

Claims (21)

1.一种剩余寿命评价方法，其特征在于，包括：
将通过评价对象物的探伤得到的探伤信号与龟裂判别用阈值进行对比，从而求出所述评价对象物中的龟裂的大小及位置的步骤；及
将所述龟裂的所述大小及所述位置输入剩余寿命评价模型，求出所述评价对象物的剩余寿命的步骤，
所述龟裂判别用阈值设定为至少能够判别局部性的蠕变寿命消耗率为X％以上且90％以下的疑似龟裂状态的龟裂，其中，满足50<X<90。
2.根据权利要求1所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述龟裂判别用阈值是如下的阈值：在通过将根据第一时间点的样品材料的探伤结果使用所述龟裂判别用阈值求出的所述疑似龟裂状态的龟裂的大小及位置输入所述剩余寿命评价模型而预测的龟裂尺寸的经时变化曲线中，与所述局部性的蠕变寿命消耗率达到100％之后的龟裂尺寸Z2对应的预测时间点t2CAL和在所述样品材料中实际测定到所述龟裂尺寸Z2的龟裂的第二时间点t2ACT的时间之比即t2ACT/t2CAL满足规定范围这一情况被验证的阈值。
3.根据权利要求2所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述规定范围为0.5以上且2.0以下。
4.根据权利要求3所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述剩余寿命评价方法包括在求出所述评价对象物中的龟裂的大小及位置的步骤之前，验证所述龟裂判别用阈值满足0.5×t2CAL≤t2ACT≤2.0×t2CAL或确认验证结果的步骤。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述剩余寿命评价方法包括在求出所述评价对象物中的龟裂的大小及位置的步骤之前，将所述探伤中使用的探伤装置的测定灵敏度设定为与用于检测能够目视观察的龟裂的所述探伤装置的基准条件相比提高了10dB～30dB的放大条件的步骤。
6.根据权利要求5所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述剩余寿命评价方法还包括在设定了所述基准条件时使用的探伤装置与所述评价对象物的探伤中使用的探伤装置不同的情况下，在将测定灵敏度设定为所述放大条件的基础上，将两方的探伤装置对所述疑似龟裂状态的龟裂的探伤结果进行对比的步骤。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述局部性的蠕变寿命消耗率以在产生能够局部性地目视观察的龟裂的时间点成为100％的方式被规定。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述疑似龟裂状态的龟裂是蠕变孔洞的集合。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述探伤是至少能够检测在所述评价对象物的内部产生的所述疑似龟裂状态的龟裂的内部探伤。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述剩余寿命评价方法包括在所述评价对象物的探伤区域内不存在所述探伤信号成为所述龟裂判别用阈值以上的部位的情况下，基于所述探伤信号的已知的经时变化特性，预测所述探伤信号从所述探伤信号的信号电平达到所述龟裂判别用阈值所需的时间Δt*的步骤。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述龟裂判别用阈值是针对所述探伤的方法与所述剩余寿命评价模型的组合单独设定的阈值。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述剩余寿命评价方法包括从存储有与所述探伤的方法和所述剩余寿命评价模型的多种组合分别对应的多个所述龟裂判别用阈值的阈值数据库中，取得与用于得到所述探伤信号的探伤法和在求出所述剩余寿命的步骤中采用的所述剩余寿命评价模型的组合对应的所述龟裂判别用阈值的步骤。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述的剩余寿命评价方法包括在设定所述龟裂判别用阈值时作为评价对象的龟裂产生部位与所述评价对象物中的龟裂的产生部位条件不同的情况下，进行所述龟裂判别用阈值的再设定的步骤。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述龟裂判别用阈值是基于针对与用于得到所述探伤信号的第一探伤法不同的第二探伤法预先设定的阈值、所述第一探伤法的探伤信号及所述第二探伤法的探伤信号的相关而取得的。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述龟裂判别用阈值通过如下方法预先设定：
直至第三时间点为止，使试验片蠕变变形；
对所述第三时间点之前的第四时间点的所述试验片实施所述探伤，取得所述第四时间点的探伤信号；
将通过从所述第三时间点向所述第四时间点追溯龟裂生长过程而得到的所述第四时间点的龟裂的推定尺寸与该第四时间点的所述探伤信号进行对比。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述剩余寿命评价模型是基于龟裂进展计算、FEM、损伤力学的评价、孔洞模拟或组织模拟法中的至少一个的模型。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述探伤包括相控阵法、开口合成法、高频UT法或超声波噪声法中的至少一个探伤。
18.根据权利要求1～17中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
在求出所述龟裂的大小及位置的步骤中，
将所述评价对象物中的关于该评价对象物取得的所述探伤信号的信号电平为所述龟裂判别用阈值以上的区域确定为所述龟裂。
19.根据权利要求1～18中任一项所述的剩余寿命评价方法，其特征在于，
所述评价对象物是包含焊接部的高强度铁素体钢。
20.一种保养管理方法，其特征在于，包括：
通过权利要求1～19中任一项所述的剩余寿命评价方法，对所述评价对象物的剩余寿命进行评价的步骤；及
基于所述评价对象物的所述剩余寿命的评价结果，进行所述评价对象物的保养管理的步骤。
21.根据权利要求20所述的保养管理方法，其特征在于，
所述保养管理包括所述评价对象物的更换、修补或延长寿命措施中的至少一个。
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