JP2003315251A - High temperature damage evaluating method for heat- resisting steel - Google Patents

High temperature damage evaluating method for heat- resisting steel

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JP2003315251A
JP2003315251A JP2002123494A JP2002123494A JP2003315251A JP 2003315251 A JP2003315251 A JP 2003315251A JP 2002123494 A JP2002123494 A JP 2002123494A JP 2002123494 A JP2002123494 A JP 2002123494A JP 2003315251 A JP2003315251 A JP 2003315251A
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JP
Japan
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hardness
high temperature
creep
stress
steel
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Application number
JP2002123494A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Hirakawa
裕一 平川
Yoshikuni Kadoya
好邦 角屋
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high temperature damage evaluating method for heat- resisting steel performing high temperature damage evaluation to a heat-resisting steel (annealed martensitic stainless steel). <P>SOLUTION: High temperature evaluation (remaining service life evaluation) is performed (a void number density method) by preparing a creep void evaluating chart to express the relation between the number density of creep voids and a service life ratio on the annealing martensitic stainless steel from a multi- axis stress test in advance, and determining the number density of the creep voids of a part exposed to a multiaxial stress field from a void observing means to determine the service life ratio of the part based on this number density of the creep voids and the creep void evaluating chart. Also, the part exposed to the multiaxial stress field, where hardness measurement is difficult, is evaluated with this void number density method, and the high temperature evaluating method (the remaining service life evaluation) of the whole high temperature apparatus is performed by evaluating a part, where hardness measurement is easy, with the hardness measurement. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は耐熱鋼の高温損傷評
価方法に関し、焼き戻しマルテンサイト鋼からなる高温
機器の余寿命を評価する場合に適用して有用なものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high temperature damage evaluation method for heat resistant steel, and is useful when applied to the evaluation of the remaining life of high temperature equipment made of tempered martensitic steel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高温機器に使用されていた耐熱鋼
(低合金鋼、焼き戻しマルテンサイト鋼等)のクリープ
損傷評価法には、損傷部にクリープ過程で生成した粒界
上のクリープキャビティーを評価するAパラメータ法、
析出物の分布状況及び形態変化からクリープ損傷を推定
する金属組織学的手法、使用部位からミニチュアクリー
プ試験片を採取し、任意を応力及び温度で実際にクリー
プ試験を実施して余寿命を推定する破壊試験法がある。
2. Description of the Related Art The creep damage evaluation method for heat-resistant steels (low alloy steels, tempered martensitic steels, etc.) that have been used in high temperature equipment has been used to evaluate the creep damage on the grain boundaries generated in the creep process at the damaged parts. A-parameter method to evaluate tee,
A metallographic method for estimating creep damage from the distribution of precipitates and morphological changes, a miniature creep test piece is taken from the site of use, and a creep test is actually conducted at arbitrary stress and temperature to estimate the remaining life. There is a destructive test method.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
Aパラメータ法は、焼き戻しマルテンサイト鋼では単軸
クリープ試験でクリープキャビティーが発生しないため
に適用できない。金属組織学的手法は、脆性的に破壊す
る溶接熱影響部のみでしか行われておらず、延性的に破
壊する焼き戻しマルテンサイト鋼では適用できない。破
壊試験法は、試験に長時間を要するうえに、高温機器か
らの材料採取量が多いために適用できる部位が非常に限
られている。特に、蒸気タービンロータや主要弁では、
クリープ損傷が激しい部位からの試験片の採取は困難で
ある。
Of the above-mentioned conventional techniques,
The A-parameter method cannot be applied to tempered martensitic steel because creep cavities do not occur in the uniaxial creep test. The metallographic method is applied only to the weld heat-affected zone that breaks brittlely, and cannot be applied to tempered martensitic steel that breaks ductilely. The destructive test method requires a long time for the test, and the amount of material collected from high-temperature equipment is large, so that the applicable site is very limited. Especially for steam turbine rotors and main valves,
It is difficult to collect a test piece from a site with severe creep damage.

【0004】従って、本発明は上記の事情に鑑み、焼き
戻しマルテンサイト鋼に対して高温損傷評価を行うこと
ができる耐熱鋼の高温損傷評価方法を提供することを課
題とする。
Therefore, in view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a high temperature damage evaluation method for heat-resistant steel, which enables high temperature damage evaluation for tempered martensitic steel.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
発明の耐熱鋼の高温損傷評価方法は、9〜12重量%C
r鋼である焼き戻しマルテンサイト鋼の高温損傷評価方
法であって、予め多軸応力試験により、焼き戻しマルテ
ンサイト鋼についてクリープボイド個数密度と寿命比と
の関係を表すクリープボイド評価線図を作成すること、
ボイド観察手段により、多軸応力場に曝されている部位
のクリープボイド個数密度を求め、このクリープボイド
個数密度と、前記クリープボイド評価線図とに基づいて
前記部位の寿命比を求めることにより、余寿命評価を行
うことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] First to solve the above problems
The high temperature damage evaluation method of the heat resistant steel of the invention is 9 to 12% by weight C
It is a high temperature damage evaluation method for tempered martensitic steel, which is r steel, and a creep void evaluation diagram showing the relationship between creep void number density and life ratio for tempered martensitic steel is created in advance by a multiaxial stress test. What to do,
By the void observing means, the creep void number density of the portion exposed to the multiaxial stress field is obtained, and by obtaining the life ratio of the portion based on this creep void number density and the creep void evaluation diagram, The feature is that the remaining life is evaluated.

【0006】また、第2発明の耐熱鋼の高温損傷評価方
法は、9〜12重量%Cr鋼である焼き戻しマルテンサ
イト鋼の高温損傷評価方法であって、硬さ測定が困難で
多軸応力場に曝されている部位に対しては、第1発明の
耐熱鋼の高温損傷評価方法により、余寿命評価を行い、
硬さ測定が容易な部位に対しては、使用時間tと損傷部
の使用温度Tを用いて、Gパラメータの値G1 を算出す
ることにより、時効のみよる影響G1 の値を求めるこ
と、応力無負荷部の硬さHv1 を計測し、単純時効材の
G−Hv/Hv0 線図より、G1 に対応するHv1 /H
0 を求めて、初期硬さHv0 を算出すること、又は、
初期硬さHv0 を予め計測すること、損傷部の硬さHv
2 を測定してHv2 /Hv0 を算出し、単純時効材とク
リープ損傷付与材に対する硬さとGパラメータの関係を
整理して求めた硬さ比Hv/Hv0 とG’パラメータの
関係を表す1本のマスターカーブより、前記Hv2 /H
0 の値に対応するG’パラメータの値G2 を算出する
こと、このG2 から先に求めたG1 を差し引くことによ
り応力のみによる軟化促進分ΔGの値を求め、このΔG
の値と、前記マスターカーブの式におけるΔGの式とに
基づいて、応力を推定すること、この推定応力σ及び使
用温度Tと、クリープ破断線図とに基づき、破断時間t
r を求め、この破断時間tr と使用時間tとから余寿命
を求めることを特徴とする。
A method for evaluating high temperature damage of heat resistant steel of the second invention
The method is a tempered martenser which is 9-12 wt% Cr steel.
It is a high temperature damage evaluation method for iron steel, and it is difficult to measure hardness.
For the part exposed to the multiaxial stress field,
Residual life is evaluated by the high temperature damage evaluation method for heat resistant steel,
For parts where hardness is easy to measure, the usage time t and the damaged part
Using the operating temperature T of G, the value G of the G parameter1Calculate
The effect of aging only G1The value of
And the hardness Hv of the stress-free part1Of the simple aging material
G-Hv / Hv0From the diagram, G1Hv corresponding to1/ H
v0Initial hardness Hv0Or
Initial hardness Hv0In advance, the hardness Hv of the damaged part
2To measure Hv2/ Hv0Calculated, and
The relationship between hardness and G parameter
Hardness ratio Hv / Hv obtained by organizing0And the G’parameter
From one master curve showing the relationship, the Hv2/ H
v0Value of the G'parameter corresponding to the value of2To calculate
That this G2G which we asked earlier1By subtracting
The value of the softening acceleration ΔG due only to
And the value of ΔG in the master curve formula
Estimating the stress based on the estimated stress σ and
Based on the working temperature T and the creep rupture diagram, the rupture time t
rAnd the breaking time trAnd life time t
It is characterized by seeking.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の実施の形態に係る耐熱鋼の
高温損傷評価方法の概略手順を示す説明、図2及び図3
は前記高温損傷評価方法によって評価する部位の例を示
す図、図4はクリープボイド個数密度と寿命比との関係
を表すクリープボイド評価線図、図5,図6及び図7は
多軸応力試験方法の例を示す説明図である。また、図8
はGパラメータと硬さ比との関係を示す図、図9はG’
パラメータと硬さ比との関係(マスターカーブ)を示す
図、図10は硬さ法の手順を示す図、図11は応力と破
断時間の関係を示す図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic procedure of a high temperature damage evaluation method for heat-resistant steel according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 and FIG.
Is a diagram showing an example of a portion to be evaluated by the high temperature damage evaluation method, FIG. 4 is a creep void evaluation diagram showing the relationship between creep void number density and life ratio, and FIGS. 5, 6 and 7 are multiaxial stress tests. It is explanatory drawing which shows the example of a method. Also, FIG.
Is a diagram showing the relationship between the G parameter and the hardness ratio, and FIG. 9 is G ′.
The figure which shows the relationship (master curve) between a parameter and hardness ratio, FIG. 10 is a figure which shows the procedure of a hardness method, and FIG. 11 is a figure which shows the relationship between stress and fracture time.

【0009】図1に示すように、本実施の形態の高温損
傷評価方法では、ボイド個数密度法と硬さ法とによっ
て、タービンロータや主要弁などに用いられる9〜12
重量%Cr鋼である焼き戻しマルテンサイト鋼の高温損
傷評価(余寿命評価)を行う。
As shown in FIG. 1, in the high temperature damage evaluation method of the present embodiment, 9 to 12 used for a turbine rotor, a main valve, etc. by a void number density method and a hardness method.
High temperature damage evaluation (remaining life evaluation) of tempered martensitic steel which is a wt% Cr steel is performed.

【0010】耐熱鋼である焼き戻しマルテンサイト鋼は
高温使用中に軟化が生じ、更に、応力負荷下では軟化が
促進される。このことから、焼き戻しマルテンサイト鋼
でもラーソンミラー型の温度・時間・応力パラメータ
G’で、温度、応力によらず1本の曲線(マスターカー
ブ)に整理することにより(図9参照、詳細後述)、高
温損傷評価が可能であることを見出した。かかる知見に
基づき、例えば図2に示すようなタービンロータの回転
軸1の中心孔2のように硬さ測定の容易な部位について
は、硬さ法によって高温損傷評価(余寿命評価)を行
う。
[0010] Tempered martensitic steel, which is a heat-resistant steel, is softened during high temperature use, and further softened under stress. From this, even in tempered martensitic steel, the Larson mirror type temperature / time / stress parameter G'is arranged into one curve (master curve) irrespective of temperature and stress (see FIG. 9, details will be described later). ), It was found that high temperature damage evaluation is possible. Based on this knowledge, high temperature damage evaluation (remaining life evaluation) is performed by the hardness method for a portion whose hardness can be easily measured, such as the central hole 2 of the rotating shaft 1 of the turbine rotor as shown in FIG.

【0011】一方、タービンロータなどの高温機器は複
雑な形状であり、切り欠き部を有する場合が多く、最大
損傷部と予想される切り欠き底では硬さ測定が困難であ
る。そこで、一般に切り欠き底は多軸応力場に曝されて
おり、このような多軸応力下では焼き戻しマルテンサイ
ト鋼でもクリープボイドが発生することを見出した。か
かる知見に基づき、硬さ測定が困難な部位については、
ボイド個数密度法によって高温損傷評価(余寿命評価)
を行う。例えば図3に示すようなタービンロータの動翼
3の取付部5は切り欠かれており、この溝部(切り欠き
底)4は硬さ測定が困難であるが、このような部位につ
いてはボイド個数密度法によって高温損傷評価を行う。
On the other hand, high temperature equipment such as a turbine rotor has a complicated shape and often has a cutout portion, and it is difficult to measure hardness at the cutout bottom which is expected to be the most damaged portion. Therefore, it has been found that the notch bottom is generally exposed to a multiaxial stress field, and creep voids occur even in tempered martensitic steel under such a multiaxial stress. Based on this knowledge, for the parts where hardness measurement is difficult,
High temperature damage evaluation (remaining life evaluation) by the void number density method
I do. For example, the mounting portion 5 of the rotor blade 3 of the turbine rotor as shown in FIG. 3 is notched, and it is difficult to measure the hardness of the groove portion (notch bottom) 4, but the number of voids in such a portion is small. High temperature damage is evaluated by the density method.

【0012】詳細は後述するが、図1に示すように、ボ
イド個数密度法では翼溝部4のボイド観察を行ってクリ
ープボイド個数密度を求め(S1)、このクリープボイ
ド個数密度と、図4に示すクリープボイド評価線図とに
基づいて余寿命評価を行い(S2)、硬さ法ではロータ
中心孔2の硬さを測定し(S3)、この硬さと、図9に
示すマスターカーブ(G’パラメータと硬さ比との関
係)とに基づいて余寿命評価を行う(S4)。かくし
て、高温機器(タービンロータ)全体の高温損傷評価
(余寿命評価)を行うことができる。
As will be described later in detail, as shown in FIG. 1, in the void number density method, the void number of the blade groove portion 4 is observed to obtain the creep void number density (S1), and the creep void number density is shown in FIG. The residual life is evaluated based on the creep void evaluation diagram shown (S2), and the hardness of the rotor center hole 2 is measured by the hardness method (S3). This hardness and the master curve (G 'shown in FIG. The remaining life is evaluated based on the relationship between the parameter and the hardness ratio) (S4). Thus, the high temperature damage evaluation (remaining life evaluation) of the entire high temperature equipment (turbine rotor) can be performed.

【0013】ここで、図4〜図11に基づき、ボイド個
数密度法と硬さ法について詳述する。
Here, the void number density method and the hardness method will be described in detail with reference to FIGS.

【0014】<ボイド個数密度法>予め多軸応力試験に
より、焼き戻しマルテンサイト鋼について図4に示すよ
うなクリープボイド個数密度と、破断時間tr と運転時
間(使用時間)tとの比である寿命比t/tr との関係
を表すクリープボイド評価線図を作成する。同図に示す
ように、多軸応力下では時間が経つほどクリープボイド
が増加する。
<Void Number Density Method> A tempered martensitic steel was previously subjected to a multiaxial stress test to find the creep void number density as shown in FIG. 4 and the ratio of the breaking time tr to the operating time (operating time) t. A creep void evaluation diagram showing the relationship with a certain life ratio t / t r is created. As shown in the figure, creep voids increase with time under multiaxial stress.

【0015】次に、ボイド観察手段として一般のレプリ
カ法を用いることにより、クリープボイド個数密度を求
める。即ち、高温損傷評価部位である翼溝部4からレプ
リカを採取し(薄膜に物体表面の凹凸を転写し)、この
レプリカをSEM(ScanningElectron Microscopy)観
察してクリープボイドの個数を測定し、この個数を観察
面積で除してクリープボイド個数密度(個/mm2 )を
求める。そして、このクリープボイド個数密度と、図4
のクリープボイド評価線図とに基づいて、図4中に点線
で例示するように翼溝部4の寿命比t/tr を求めるこ
とにより、余寿命評価を行う。
Next, the creep void number density is obtained by using a general replica method as the void observation means. That is, a replica is taken from the blade groove portion 4 which is a high temperature damage evaluation portion (the unevenness of the object surface is transferred to a thin film), the replica is observed by SEM (Scanning Electron Microscopy), and the number of creep voids is measured. Divide by the observation area to obtain the creep void number density (pieces / mm 2 ). Then, this creep void number density and FIG.
Based on the creep void evaluation diagram of FIG. 4, the remaining life is evaluated by determining the life ratio t / t r of the blade groove portion 4 as illustrated by the dotted line in FIG.

【0016】以上のように、本ボイド個数密度法によれ
ば、焼き戻しマルテンサイト鋼の多軸応力場に曝された
部位に対しては、クリープボイド評価線図を用いること
により、高精度な高温損傷評価(余寿命評価)を行うこ
とができる。
As described above, according to the present void number density method, the creep void evaluation diagram is used to obtain a high accuracy for the portion of the tempered martensitic steel exposed to the multiaxial stress field. High temperature damage evaluation (remaining life evaluation) can be performed.

【0017】なお、多軸応力試験は例えば特許第300
9621号公報に示されているような多軸応力試験方法
を利用して行うことができる。この多軸応力試験方法の
概要を図5〜図7に基づいて説明する。
The multi-axial stress test is carried out, for example, in Patent No. 300.
It can be carried out by utilizing a multiaxial stress test method as disclosed in Japanese Patent No. 9621. The outline of this multiaxial stress test method will be described with reference to FIGS.

【0018】図5に示すように、本試験方法に用いる円
筒試験片11は、主として、円筒部15、連結部14及
び試験部13より構成されている。即ち、円筒試験片1
1は、円筒部15の片方の端面12側が滑らかな連結部
14及び試験部13よりなる突出曲面で閉塞形成され、
該突出曲面の肉厚が中心軸部から離れるに従い漸増し、
円筒部15の肉厚と滑らかに連続した形状となってい
る。ここで、円筒部15は、円筒形状であるのに対し、
試験部13及び連結部14はほぼ球殻形状をなしてい
る。特に、試験部13は、例えば、図6に示すように突
出曲面の円筒中心軸部分において、円筒部15と中心を
同じくする均一の厚みtを有する薄肉球殻の一部として
突出している。試験部13の均一の厚みtとは、内圧の
作用する方向に計った肉厚である。また、均一の厚みt
を有する試験部13の面積は、円筒試験片11の設計に
より任意に大きくすることができる。
As shown in FIG. 5, the cylindrical test piece 11 used in this test method is mainly composed of a cylindrical portion 15, a connecting portion 14 and a test portion 13. That is, the cylindrical test piece 1
1, one end surface 12 side of the cylindrical portion 15 is closed and formed by a projecting curved surface composed of a smooth connecting portion 14 and a test portion 13,
The thickness of the protruding curved surface gradually increases as the distance from the central axis portion increases,
The shape is smoothly continuous with the wall thickness of the cylindrical portion 15. Here, while the cylindrical portion 15 has a cylindrical shape,
The test portion 13 and the connecting portion 14 have a substantially spherical shell shape. In particular, the test portion 13 projects as a part of a thin spherical shell having a uniform thickness t and having the same center as the cylindrical portion 15 at the cylindrical central axis portion of the protruding curved surface as shown in FIG. 6, for example. The uniform thickness t of the test portion 13 is the wall thickness measured in the direction in which the internal pressure acts. In addition, the uniform thickness t
The area of the test portion 13 having the can be arbitrarily increased depending on the design of the cylindrical test piece 11.

【0019】連結部14は、例えば、図2に示すように
試験部13の外周面を滑らかに円筒部15の外周面につ
なげるように湾曲した外面を有し、且つ、試験部13か
ら円筒部15に向かうに従って徐々に厚みが増すように
湾曲した内面を有する。連結部14も、試験部13と同
様に内圧が負荷するので、なるべく特異な応力部が出来
ないように、極力厚み及び曲率の変化を少なくしてあ
る。
The connecting portion 14 has, for example, an outer surface curved so that the outer peripheral surface of the test portion 13 is smoothly connected to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 15 as shown in FIG. The inner surface is curved so that the thickness gradually increases toward 15. Since the internal pressure is applied to the connecting portion 14 as well as the test portion 13, changes in thickness and curvature are minimized so that a peculiar stress portion is not formed as much as possible.

【0020】このような円筒試験片11において、試験
部13の外周面は、球状で薄肉であるため、内圧を受け
ると肉厚方向の応力は零で、肉厚方向に対して直角な2
方向に等しい軸引張り応力、つまり、等2軸引張り応力
を受けることになる。従って、試験部13の厚みをt
(mm)、平均半径をrm (mm)として、内圧p(M
Pa)を受けると、下式に示すように、直角2方向に等
しい応力σt 及びσθが発生する。そのため、上述した
ように試験部13、連結部14等が適切に設計されてい
れば、等2軸の引張り応力試験が可能となる。 σ=σt =σθ=prm /t
In such a cylindrical test piece 11, since the outer peripheral surface of the test portion 13 is spherical and thin, the stress in the thickness direction is zero when an internal pressure is applied, and it is 2 at a right angle to the thickness direction.
Axial tensile stress equal to the direction, that is, equal biaxial tensile stress will be received. Therefore, the thickness of the test part 13 is t
(Mm), an average radius as r m (mm), the internal pressure p (M
Upon receiving Pa), as shown in the following equation, equal stresses σ t and σ θ are generated in two directions at right angles. Therefore, if the test portion 13, the connecting portion 14, and the like are properly designed as described above, equilibrium biaxial tensile stress test becomes possible. σ = σ t = σ θ = pr m / t

【0021】ここで、試験部13を真球形状とすれば、
理論的に、肉厚方向の応力は零で、肉厚方向に対して直
角な2方向に等しい軸引張り応力を受ける「等2軸引張
り応力試験」が可能となる。但し、実際には真球形状に
加工することは困難であるため、通常の加工方法によ
り、薄肉球殻と認められる程度に加工されるものでも良
く、このような形状としても「2軸引張り応力試験」を
実施することが可能である。更に、球に近い楕円形状、
2次曲面形状としても、「2軸引張り応力試験」に近い
試験を実施できるものと考えられる。なお、図8に示す
ように、連結部14から試験部13に至る形状は、中心
と半径の異なる2つの球がほぼ接する状態とするのが最
も好ましい形状であるが、均等な肉厚としての試験部3
はほぼ点に近い状態となり、試験片は作り易いが、計測
が困難となる。
Here, if the test portion 13 has a true spherical shape,
Theoretically, the stress in the thickness direction is zero, and the "equal biaxial tensile stress test" is possible in which the axial tensile stress is equal in two directions perpendicular to the thickness direction. However, in reality, it is difficult to process it into a true spherical shape, so it may be processed to the extent that it can be recognized as a thin spherical shell by a normal processing method. Even with such a shape, "biaxial tensile stress It is possible to carry out a "test". Furthermore, an elliptical shape close to a sphere,
It is considered that a test similar to the "biaxial tensile stress test" can be performed even with the quadric surface shape. As shown in FIG. 8, the shape from the connecting portion 14 to the test portion 13 is most preferably a state in which two spheres having different radii are in contact with the center. Test section 3
Is almost close to the point, and the test piece is easy to make, but the measurement is difficult.

【0022】上述した円筒試験片11は、例えば図5に
示すように高温炉21等の加熱手段内で所定の試験温度
及び雰囲気に維持することにより、クリープ試験に適用
することができる。即ち、図5に示すように内圧クリー
プ試験機25内には高温炉21が設置されると共にこの
高温炉21内に円筒試験片11が挿入され、この円筒試
験片11にポンプ23が配管18を介して接続され、円
筒試験片11には水20による内圧が負荷されている。
The above-mentioned cylindrical test piece 11 can be applied to the creep test by maintaining a predetermined test temperature and atmosphere in a heating means such as a high temperature furnace 21 as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5, a high-temperature furnace 21 is installed in the internal pressure creep tester 25, a cylindrical test piece 11 is inserted into the high-temperature furnace 21, and a pump 23 is connected to the pipe 18 by a pipe 18 in the cylindrical test piece 11. The cylindrical test piece 11 is connected via the internal pressure of the water 20.

【0023】具体的には、円筒部15の他端17をノズ
ル28で閉塞すると共に溶接付け19を施し、このノズ
ル28に配管18を連結したものであり、配管18に水
20を通して、円筒試験片15に圧力を伝達して内圧を
負荷する。内圧は、ポンプ23で調整する。内圧クリー
プ試験機25それ自身は、従来より使用されているもの
をそのまま使用可能である。また、高温炉21は、円筒
試験片11を所定の試験温度及び雰囲気に維持するため
の容器であり、その一部には窓22が設けられている。
その窓22に望遠鏡等の計測手段24が設けられてお
り、円筒試験片11の試験部13の先端16の変位を観
察することが可能である。具体的には、試験部13の先
端16に望遠鏡の焦点を合わせるために、望遠鏡を移動
させて、その移動量を先端16の変位として計測するの
である。或いは、窓22の外にレーザ距離計などの計測
手段24を固定して、試験部13の先端16までの距離
を読み取ることにより、その変位を求めるのである。
Specifically, the other end 17 of the cylindrical portion 15 is closed by a nozzle 28 and welded 19, and a pipe 18 is connected to the nozzle 28. Water 20 is passed through the pipe 18 to carry out a cylindrical test. The pressure is transmitted to the piece 15 to apply the internal pressure. The internal pressure is adjusted by the pump 23. The internal pressure creep tester 25 itself can use the one conventionally used. The high temperature furnace 21 is a container for maintaining the cylindrical test piece 11 at a predetermined test temperature and atmosphere, and a window 22 is provided in a part thereof.
The window 22 is provided with a measuring means 24 such as a telescope, and the displacement of the tip 16 of the test portion 13 of the cylindrical test piece 11 can be observed. Specifically, in order to focus the telescope on the tip 16 of the test section 13, the telescope is moved and the amount of movement is measured as the displacement of the tip 16. Alternatively, the displacement is obtained by fixing the measuring means 24 such as a laser range finder outside the window 22 and reading the distance to the tip 16 of the test section 13.

【0024】以上が多軸応力試験方法の概要である。な
お、かかる多軸応力試験方法を利用してクリープボイド
個数密度を求める場合には、所定の温度条件において円
筒試験片11に所定の内圧をかけることより、等2軸の
多軸応力場を発生させ、破断後及び破断に至るまでの所
定時間ごとに、円筒試験片11の試験部13の表面のレ
プリカを採取し、このレプリカのSEM観察をしてクリ
ープボイドの個数を測定し、この個数を観察面積で除し
てクリープボイド個数密度を求める。
The above is the outline of the multiaxial stress test method. When the creep void number density is obtained by using such a multiaxial stress test method, an equal biaxial multiaxial stress field is generated by applying a predetermined internal pressure to the cylindrical test piece 11 under a predetermined temperature condition. After the rupture and at every predetermined time until the rupture, a replica of the surface of the test portion 13 of the cylindrical test piece 11 is sampled, the replica is observed by SEM, and the number of creep voids is measured. Divide by the observed area to obtain the creep void number density.

【0025】<硬さ法>硬さ法では、図8に例示するよ
うな実験データを整理することによって得られる図9の
評価線図(G’パラメータと硬さ比Hv/Hv0 と関係
を表す1本のマスターカーブ)を用い、図10に示す手
順にしたがって、高温損傷評価(余寿命評価)を行う。
<Hardness Method> In the hardness method, the evaluation diagram of FIG. 9 obtained by arranging the experimental data as shown in FIG. 8 (the relationship between the G ′ parameter and the hardness ratio Hv / Hv 0 is shown). The high temperature damage evaluation (remaining life evaluation) is performed according to the procedure shown in FIG.

【0026】図8に示す実験データは次のようにして求
める。即ち、焼き戻しマルテンサイト鋼の単純時効材を
作製するために、温度500〜600℃、時間1000
〜60000時間の長時間加熱試験を行う。また、クリ
ープ変形中(特に加速クリープ域)の硬さ変化を求める
ため、温度650℃−応力8,10kg/mm2 、温度
600℃−応力10,14,20kg/mm2 の条件で
のクリープ試験を行って、焼き戻しマルテンサイト鋼の
中間試験片と破断試験片とを作製する。そして、これら
の単純時効材及びクリープ損傷付与材(中間試験片,破
断試験片)に対し、硬さHvの測定を行うことにより、
図8に示すような単純時効材及びクリープ損傷付与材に
対する硬さと、ラーソンミラーパラメータの対数である
Gパラメータとの関係を求める。Gパラメータの式は次
のとおりである。 G=log [(T+273)(25 +log t )] (1)
The experimental data shown in FIG. 8 is obtained as follows. That is, in order to produce a simple aging material of tempered martensitic steel, the temperature is 500 to 600 ° C. and the time is 1000.
Perform a long-term heating test of -60,000 hours. Further, in order to determine the hardness change during creep deformation (particularly in the accelerated creep region), a creep test under the conditions of temperature 650 ° C.-stress 8,10 kg / mm 2 and temperature 600 ° C.-stress 10, 14, 20 kg / mm 2. Then, an intermediate test piece and a fracture test piece of tempered martensitic steel are produced. Then, the hardness Hv of the simple aging material and the creep damage imparting material (intermediate test piece, fracture test piece) is measured,
The relationship between the hardness for the simple aging material and the creep damage imparting material as shown in FIG. 8 and the G parameter, which is the logarithm of the Larson mirror parameter, is obtained. The formula for the G parameter is: G = log [(T + 273) (25 + log t)] (1)

【0027】なお、図8では硬さ測定値Hvを、初期硬
さHv0 で規格化している。図8に示すように、硬さの
低下は応力が負荷されていない状態(無負荷加熱状態)
でも、Gパラメータで4.4を超えると顕著に発生する
(図8中に実線で示す曲線)。更に、8kg/mm2
上の応力負荷状態では、応力が大きいほど硬さの低下は
促進される。
In FIG. 8, the hardness measurement value Hv is standardized by the initial hardness Hv 0 . As shown in FIG. 8, the decrease in hardness is a state where no stress is applied (no-load heating state).
However, it occurs remarkably when the G parameter exceeds 4.4 (curve shown by a solid line in FIG. 8). Further, in the stress-loaded state of 8 kg / mm 2 or more, the greater the stress, the more the hardness decreases.

【0028】次に、硬さ低下を時効のみよる影響Gと応
力σによる軟化加速(ΔG)とに分離し、両者の和で表
されるG’パラメータ:G’=G+ΔGで図8の実験デ
ータを整理する。なお、図8より80MPa以上で応力
による軟化加速ΔGの効果が現れると仮定した。G’=
G+ΔG =log [(T+273)(25 +log t )]+ΔG (2) ここで、σ≦80MPaの時、ΔG=0 σ≧80MPaの時、ΔG=0.00022(σ−80)
Next, the decrease in hardness is separated into the effect G due to only aging and the softening acceleration (ΔG) due to the stress σ, and the G'parameter represented by the sum of the two: G '= G + ΔG and the experimental data of FIG. To organize. It is assumed from FIG. 8 that the effect of softening acceleration ΔG due to stress appears at 80 MPa or more. G '=
G + ΔG = log [(T + 273) (25 + log t)] + ΔG (2) Here, when σ ≦ 80 MPa, ΔG = 0, when σ ≧ 80 MPa, ΔG = 0.00022 (σ−80)

【0029】図9に硬さ比Hv/Hv0 とG’パラメー
タとの関係を示す。同図に示すように、G’パラメータ
で整理することにより、全てのデータが1本のマスター
カーブで表される。そこで、このマスターカーブを用
い、図10に示す手順で余寿命評価を行う。
FIG. 9 shows the relationship between the hardness ratio Hv / Hv 0 and the G'parameter. As shown in the figure, all the data can be represented by one master curve by arranging by G'parameter. Therefore, using this master curve, the remaining life is evaluated in the procedure shown in FIG.

【0030】図10に示すように、既知データとして運
転時間(使用時間)tと損傷部の使用温度Tとを用いる
(S11)。即ち、損傷部がロータ中心孔2の場合には
タービンロータの運転時間tと、ロータ中心孔2の使用
温度Tとを既知データとして用いる。そして、まず、タ
ービンロータの軸端などの応力無負荷部、即ち、加熱は
されているが応力はほとんど負荷されていない無負荷加
熱部の硬さHv1 を測定する(S12)。次に、既知デ
ータの運転時間tと使用温度Tより、上記の時効のみよ
る影響Gの式:G=log [(T+273)(25 +log t )]を用
いてGパラメータの値G1 を算出する(S13)。即
ち、このG1 は時効のみによる影響を表す値である。
As shown in FIG. 10, the operating time (use time) t and the use temperature T of the damaged portion are used as known data (S11). That is, when the damaged portion is the rotor center hole 2, the operating time t of the turbine rotor and the operating temperature T of the rotor center hole 2 are used as known data. Then, first, the hardness Hv 1 of the stress-unloaded portion such as the shaft end of the turbine rotor, that is, the unloaded heating portion that is heated but is hardly loaded with stress is measured (S12). Next, from the operating time t of the known data and the operating temperature T, the value G 1 of the G parameter is calculated by using the above-mentioned effect G only by the aging equation G: log = ((T + 273) (25 + log t)]. (S13). That is, this G 1 is a value that represents the effect of aging alone.

【0031】また、図8の単純時効材のG−Hv/Hv
0 線図(図8中に実線で示す曲線)より、G1 に対応す
る硬さ比Hv1 /Hv0 の値を求め(S14)、この硬
さ比Hv1 /Hv0 の値と、先に測定した硬さHv1
によって初期硬さHv0 を算出する(S15)。なお、
この初期硬さHv0 を求める処理は、例えば既設の蒸気
タービンのように初期硬さを測定することができない場
合に用いるものであり、例えば新設の蒸気タービンのよ
うに初期硬さの測定が可能なものについては、予め初期
硬さを測定しておいてもよい。
Further, G-Hv / Hv of the simple aging material shown in FIG.
The value of the hardness ratio Hv 1 / Hv 0 corresponding to G 1 is obtained from the 0 diagram (curve shown by the solid line in FIG. 8) (S14), and the value of this hardness ratio Hv 1 / Hv 0 The initial hardness Hv 0 is calculated from the hardness Hv 1 measured in step S15 (S15). In addition,
This process of obtaining the initial hardness Hv 0 is used when the initial hardness cannot be measured as in an existing steam turbine, for example, and the initial hardness can be measured as in a newly installed steam turbine. For these, the initial hardness may be measured in advance.

【0032】続いて、損傷部の硬さHv2 を測定する
(S16)。そして、このHv2 と先に求めたHv0
から、硬さ比Hv2 /Hv0 を算出し(S17)、図1
0のマスターカーブ(G’−Hv/Hv0 線図)より、
Hv2 /Hv0 に対応するG’パラメータの値G2 を求
める(S18)。次に、このG2 から先に求めたG1
差し引くことにより(G2 −G1 )、応力のみによる軟
化促進分ΔGを求め、このΔGの値と、前記マスターカ
ーブを表す(2)式におけるΔGの式:ΔG=0.00022
(σ−80) とに基づいて、応力σを推定(算出)する
(S19)。
Subsequently, the hardness Hv 2 of the damaged portion is measured (S16). Then, the hardness ratio Hv 2 / Hv 0 is calculated from this Hv 2 and the previously obtained Hv 0 (S17), and FIG.
From the master curve of 0 (G'-Hv / Hv 0 diagram),
The value G 2 of the G ′ parameter corresponding to Hv 2 / Hv 0 is calculated (S18). Next, by subtracting the previously obtained G 1 from this G 2 (G 2 −G 1 ), the softening acceleration ΔG due to only the stress is obtained, and the value of this ΔG and the equation (2) expressing the master curve are obtained. Expression of ΔG in: ΔG = 0.00022
The stress σ is estimated (calculated) based on (σ−80) (S19).

【0033】最後に、この推定応力σと既知データの使
用温度Tとに基づき、図11に示すようなクリープ破断
線図(一般に実験などによって得られる応力σと破断時
間t r との関係を表す線図)から、破断時間tr の値を
求め(S20)、この破断時間tr と既知データの運転
時間tとから、余寿命を算出する(tr −t)。かくし
て、硬さ法による余寿命評価を行うことができる。な
お、図11のクリープボイド破断線図は使用温度t1,t
2,t3 ごとの曲線となっているが、これをラーソンミラ
ーパラメータを用いて一本の曲線にした一般のクリープ
破断線図を用いてもよい。
Finally, the estimated stress σ and known data are used.
Creep rupture as shown in FIG. 11 based on the working temperature T
Diagram (stress σ generally obtained by experiments and breakage
Interval t rFrom the line diagram showing the relationship withrThe value of
Obtained (S20), this breaking time trAnd driving known data
The remaining life is calculated from the time t (tr-T). Hiding
Therefore, the remaining life can be evaluated by the hardness method. Na
The creep void fracture diagram in Fig. 11 shows the operating temperature t1, t
2, t3It is a curve for each, but this is Larson Mira
-General creep in a single curve using parameters
A broken line diagram may be used.

【0034】以上のように、本硬さ法によれば、焼き戻
しマルテンサイト鋼の硬さ測定が可能な部位に対して
は、図10に示すようなG’パラメータと硬さ比Hv/
Hv0との関係を表す1本のマスターカーブを用いるこ
とにより、高精度の高温損傷評価(余寿命評価)を行う
ことができる。
As described above, according to the present hardness method, for the temperable martensitic steel where hardness can be measured, the G'parameter and the hardness ratio Hv /
By using one master curve representing the relationship with Hv 0 , highly accurate high temperature damage evaluation (remaining life evaluation) can be performed.

【0035】なお、本発明の高温損傷評価方法(ボイド
個数密度法及び硬さ法)は、タービンロータや主要弁に
限らず、他の高温回転体やボイラなど、各種の高温機器
に使用される焼き戻しマルテンサイト鋼の高温損傷評価
に適用することができる。
The high-temperature damage evaluation method (void number density method and hardness method) of the present invention is not limited to turbine rotors and main valves, but is used for various high-temperature equipment such as other high-temperature rotating bodies and boilers. It can be applied to high temperature damage evaluation of tempered martensitic steel.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第1発明の耐熱鋼の高温損傷評価方
法は、9〜12重量%Cr鋼である焼き戻しマルテンサ
イト鋼の高温損傷評価方法であって、予め多軸応力試験
により、焼き戻しマルテンサイト鋼についてクリープボ
イド個数密度と寿命比との関係を表すクリープボイド評
価線図を作成すること、ボイド観察手段により、多軸応
力場に曝されている部位のクリープボイド個数密度を求
め、このクリープボイド個数密度と、前記クリープボイ
ド評価線図とに基づいて前記部位の寿命比を求めること
により、余寿命評価を行うことを特徴とする。
As described above in detail with the embodiments of the invention, the high temperature damage evaluation method for heat-resistant steel of the first invention is performed at a high temperature of tempered martensitic steel which is 9 to 12% by weight Cr steel. A damage evaluation method, in which a multi-axial stress test is performed in advance to create a creep void evaluation diagram showing the relationship between the creep void number density and the life ratio for tempered martensitic steel, and the multi-axial stress is evaluated by the void observation means. The remaining life is evaluated by obtaining the creep void number density of the part exposed to the field and obtaining the life ratio of the part based on this creep void number density and the creep void evaluation diagram. And

【0037】従って、この第1発明の耐熱鋼の高温損傷
評価方法によれば、焼き戻しマルテンサイト鋼の多軸応
力場に曝された部位に対しては、クリープボイド評価線
図を用いることにより、高精度な高温損傷評価(余寿命
評価)を行うことができる。
Therefore, according to the high temperature damage evaluation method for heat-resistant steel of the first invention, the creep void evaluation diagram is used for the portion of the tempered martensitic steel exposed to the multiaxial stress field. Highly accurate high temperature damage evaluation (remaining life evaluation) can be performed.

【0038】また、第2発明の耐熱鋼の高温損傷評価方
法は、9〜12重量%Cr鋼である焼き戻しマルテンサ
イト鋼の高温損傷評価方法であって、硬さ測定が困難で
多軸応力場に曝されている部位に対しては、第1発明の
耐熱鋼の高温損傷評価方法により、余寿命評価を行い、
硬さ測定が容易な部位に対しては、使用時間tと損傷部
の使用温度Tを用いて、Gパラメータの値G1 を算出す
ることにより、時効のみよる影響G1 の値を求めるこ
と、応力無負荷部の硬さHv1 を計測し、単純時効材の
G−Hv/Hv0 線図より、G1 に対応するHv1 /H
0 を求めて、初期硬さHv0 を算出すること、又は、
初期硬さHv0 を予め計測すること、損傷部の硬さHv
2 を測定してHv2 /Hv0 を算出し、単純時効材とク
リープ損傷付与材に対する硬さとGパラメータの関係を
整理して求めた硬さ比Hv/Hv0 とG’パラメータの
関係を表す1本のマスターカーブより、前記Hv2 /H
0 の値に対応するG’パラメータの値G2 を算出する
こと、このG2 から先に求めたG1 を差し引くことによ
り応力のみによる軟化促進分ΔGの値を求め、このΔG
の値と、前記マスターカーブの式におけるΔGの式とに
基づいて、応力を推定すること、この推定応力σ及び使
用温度Tと、クリープ破断線図とに基づき、破断時間t
r を求め、この破断時間tr と使用時間tとから余寿命
を求めることを特徴とする。
A method for evaluating high temperature damage of heat resistant steel of the second invention
The method is a tempered martenser which is 9-12 wt% Cr steel.
It is a high temperature damage evaluation method for iron steel, and it is difficult to measure hardness.
For the part exposed to the multiaxial stress field,
Residual life is evaluated by the high temperature damage evaluation method for heat resistant steel,
For parts where hardness is easy to measure, the usage time t and the damaged part
Using the operating temperature T of G, the value G of the G parameter1Calculate
The effect of aging only G1The value of
And the hardness Hv of the stress-free part1Of the simple aging material
G-Hv / Hv0From the diagram, G1Hv corresponding to1/ H
v0Initial hardness Hv0Or
Initial hardness Hv0In advance, the hardness Hv of the damaged part
2To measure Hv2/ Hv0Calculated, and
The relationship between hardness and G parameter
Hardness ratio Hv / Hv obtained by organizing0And the G’parameter
From one master curve showing the relationship, the Hv2/ H
v0Value of the G'parameter corresponding to the value of2To calculate
That this G2G which we asked earlier1By subtracting
The value of the softening acceleration ΔG due only to
And the value of ΔG in the master curve formula
Estimating the stress based on the estimated stress σ and
Based on the working temperature T and the creep rupture diagram, the rupture time t
rAnd the remaining life from the breaking time tr and the operating time t
It is characterized by seeking.

【0039】従って、この第2発明の耐熱鋼の高温損傷
評価方法によれば、硬さ測定が困難で多軸応力場に曝さ
れている部位と、硬さ測定が容易な部位とを、それぞれ
の方法(ボイド個数密度法及び硬さ法)によって評価す
ることにより、高温機器(タービンロータ、主要弁等)
全体の高温損傷評価(余寿命評価)を行うことができ
る。
Therefore, according to the high-temperature damage evaluation method for heat-resistant steel of the second aspect of the present invention, a portion which is difficult to measure hardness and is exposed to a multiaxial stress field and a portion which is easy to measure hardness are respectively High temperature equipment (turbine rotor, main valve, etc.) by evaluating by the method (void number density method and hardness method)
The high temperature damage evaluation (remaining life evaluation) of the whole can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る耐熱鋼の高温損傷評
価方法の概略手順を示す説明である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic procedure of a high temperature damage evaluation method for heat resistant steel according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記高温損傷評価方法によって評価する部位の
例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a portion evaluated by the high temperature damage evaluation method.

【図3】前記高温損傷評価方法によって評価する部位の
例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a portion evaluated by the high temperature damage evaluation method.

【図4】クリープボイド個数密度と寿命比との関係を表
すクリープボイド評価線図である。
FIG. 4 is a creep void evaluation diagram showing the relationship between the number density of creep voids and the life ratio.

【図5】多軸応力試験方法の例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a multiaxial stress test method.

【図6】多軸応力試験方法の例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a multiaxial stress test method.

【図7】多軸応力試験方法の例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a multiaxial stress test method.

【図8】Gパラメータと硬さ比との関係を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a G parameter and a hardness ratio.

【図9】G’パラメータと硬さ比との関係(マスターカ
ーブ)を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship (master curve) between a G ′ parameter and a hardness ratio.

【図10】硬さ法の手順を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a procedure of a hardness method.

【図11】応力と破断時間の関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between stress and rupture time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 タービンロータの回転軸 2 ロータ中心孔 3 タービンロータの動翼 4 翼溝部 5 動翼の取付部 11 円筒試験片 12 端面 13 試験部 14 連結部 15 円筒部 16 先端 17 他端 18 配管 19 溶接 20 水 21 高温炉 22 窓 24 計測器 23 ポンプ 25 内圧クリープ試験機 28 ノズル 1 Rotor axis of turbine rotor 2 Rotor center hole 3 Turbine rotor blades 4 blade groove 5 Blade mounting part 11 Cylindrical test piece 12 end faces 13 Testing Department 14 Connection 15 Cylindrical part 16 tip 17 other end 18 piping 19 welding 20 water 21 high temperature furnace 22 windows 24 measuring instruments 23 pumps 25 Internal pressure creep tester 28 nozzles

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G050 AA01 BA10 BA12 CA04 DA02 EA01 EA04 EB07 EC05 2G055 AA03 AA12 BA11 EA08 FA01 FA02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2G050 AA01 BA10 BA12 CA04 DA02                       EA01 EA04 EB07 EC05                 2G055 AA03 AA12 BA11 EA08 FA01                       FA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 9〜12重量%Cr鋼である焼き戻しマ
ルテンサイト鋼の高温損傷評価方法であって、 予め多軸応力試験により、焼き戻しマルテンサイト鋼に
ついてクリープボイド個数密度と寿命比との関係を表す
クリープボイド評価線図を作成すること、 ボイド観察手段により、多軸応力場に曝されている部位
のクリープボイド個数密度を求め、このクリープボイド
個数密度と、前記クリープボイド評価線図とに基づいて
前記部位の寿命比を求めることにより、余寿命評価を行
うことを特徴とする耐熱鋼の高温損傷評価方法。
1. A high-temperature damage evaluation method for tempered martensitic steel, which is a 9-12 wt% Cr steel, wherein a creep void number density and a life ratio of the tempered martensitic steel are preliminarily tested by a multiaxial stress test. Creating a creep void evaluation diagram that represents the relationship, by the void observation means, obtain the creep void number density of the part exposed to the multiaxial stress field, and this creep void number density, and the creep void evaluation diagram A high temperature damage evaluation method for heat resistant steel, characterized in that the remaining life is evaluated by determining the life ratio of the above-mentioned parts based on the above.
【請求項2】 9〜12重量%Cr鋼である焼き戻しマ
ルテンサイト鋼の高温損傷評価方法であって、 硬さ測定が困難で多軸応力場に曝されている部位に対し
ては、請求項1に記載の耐熱鋼の高温損傷評価方法によ
り、余寿命評価を行い、 硬さ測定が容易な部位に対しては、 使用時間tと損傷部の使用温度Tを用いて、Gパラメー
タの値G1 を算出することにより、時効のみによる影響
1 の値を求めること、 応力無負荷部の硬さHv1 を計測し、単純時効材のG−
Hv/Hv0 線図より、G1 に対応するHv1 /Hv0
を求めて、初期硬さHv0 を算出すること、又は、初期
硬さHv0 を予め計測すること、 損傷部の硬さHv2 を測定してHv2 /Hv0 を算出
し、単純時効材とクリープ損傷付与材に対する硬さとG
パラメータの関係を整理して求めた硬さ比Hv/Hv0
とG’パラメータの関係を表す1本のマスターカーブよ
り、前記Hv2 /Hv0 の値に対応するG’パラメータ
の値G2 を算出すること、 このG2 から先に求めたG1 を差し引くことにより応力
のみによる軟化促進分ΔGの値を求め、このΔGの値
と、前記マスターカーブの式におけるΔGの式とに基づ
いて、応力を推定すること、 この推定応力σ及び使用温度Tと、クリープ破断線図と
に基づき、破断時間t r を求め、この破断時間tr と使
用時間tとから余寿命を求めることを特徴とする耐熱鋼
の高温損傷評価方法。
2. A tempered steel which is 9-12 wt% Cr steel.
A method for evaluating high temperature damage of rutensitic steel, For parts that are difficult to measure hardness and are exposed to a multiaxial stress field
According to the method for evaluating high temperature damage of heat resistant steel according to claim 1.
To evaluate the remaining life, For areas where hardness measurement is easy, Using the operating time t and the operating temperature T of the damaged part, G parameter
Value G1The effect of aging alone by calculating
G1To find the value of Hardness Hv of stress-free part1Is measured, and the simple aging material G-
Hv / Hv0From the diagram, G1Hv corresponding to1/ Hv0
Initial hardness Hv0Or the initial
Hardness Hv0In advance, Hardness of damaged part Hv2To measure Hv2/ Hv0Calculate
However, hardness and G for simple aging materials and creep damage imparting materials
Hardness ratio Hv / Hv obtained by arranging parameter relationships0
Is a single master curve that represents the relationship between
Hv2/ Hv0G'parameter corresponding to the value of
The value of G2To calculate, This G2G which we asked earlier1Stress by subtracting
The value of the softening acceleration ΔG is calculated by
And the formula of ΔG in the formula of the master curve
And estimating the stress, This estimated stress σ and operating temperature T, and the creep rupture diagram
Based on the fracture time t rAnd the breaking time trAnd messenger
Heat-resistant steel characterized by finding the remaining life from the operating time t
High temperature damage evaluation method.
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