JP2012107896A - 高温配管の応力測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高温配管の応力測定方法であって、前記高温配管5上の複数の測定点Pに対して、格子パターン12を付したマグネット板10を取り付ける第一ステップと、前記各マグネット板10の格子パターン12をカメラ20により同時撮影する処理を、前記高温配管5が初期温度の状態にて行う第二ステップと、前記各マグネット板10の格子パターン12をカメラ20により同時撮影する処理を、前記高温配管5が初期温度より高い高温状態で行う第三ステップと、前記第二、第三ステップで撮影した各格子パターン12の画像データから、サンプリングモアレ法を用いて、配管温度変化に伴う各測定点Pの変位量を決定する第四ステップと、前記第四ステップにて決定した各測定点Pの変位量に基づいて前記高温配管の応力分布を決定する第五ステップと、を含む。
【選択図】図7
Description
また、下記特許文献1には、サンプリングモアレ法を用いて構造物の変位量を測定する提案がされている。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、高温配管の応力測定を可能にすることを目的とする。
・前記測定部材として、裏面に段差を持ち前記高温配管の外周面に複数点で当接するマグネット板を使用する。このようにすれば、高温配管に対して取り付けたマグネット板の姿勢を安定させることが可能であり、高温配管における各測定点の変位量を正確に計測できる。
本発明の実施形態1を図1ないし図8を参照して説明する。
1.サンプリングモアレ法(位相シフトモアレ法)
サンプリングモアレ法は、格子パターンの微小な変位がモアレパターンの変位に拡大して現れることを利用して、構造物の微小な変位量を測定するものである。以下、サンプリングモアレ法による変位量の測定原理を、一次元の変位量を例にとって説明する。
Psは、一次元格子パターン50のピッチ(1周期の長さ)である。また、Pmは、モアレパターンのピッチ(1周期の長さ)である。
2.測定対象物の構造説明
火力発電プラントUはボイラ3、高温配管5、タービン7、発電機9などを備え、ボイラ1で加熱した高温・高圧の蒸気を、高温配管5を介してタービン7に送って発電機9により発電するものである。
マグネット板10(本発明の「測定部材」に相当)は、フェライトを焼結したものであり、概ね100mm程度の正方形をしている。図5に示すように、マグネット板10の表面には、2次元格子パターン12が印刷されている。二次元格子パターン12は白色と黒色とを交互に繰り返す縞模様をX方向、Y方向の2方向に形成したものである。
応力測定方法は、以下に説明する第一ステップから第五ステップの5つのステップから構成されている。尚、測定開始前の状態において火力発電プラントUは停止状態(発電機出力は0%)にあり、高温配管5の配管温度は初期温度(約20度)であるとする。
以上説明したように、本実施形態では、高温配管5の応力分布が測定出来る。よって、実測値に基づく高温配管5の応力管理が可能となり、継手からの蒸気漏れを未然に防止することや、高温配管5の劣化を抑制して寿命を伸ばすことが可能となる。
次に、本発明の実施形態2を図9ないし図12によって説明する。実施形態1では、高温状態における高温配管5A〜5Bの応力分布を測定した例を示した。実施形態2では、配管温度が初期温度から最高温度に到達する過程における、各時刻(時点)の高温配管5の応力分布を測定するものである。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
6…フランジ
10…マグネット板(本発明の「測定部材」に相当)
20(20A〜20Cの総称)…カメラ
Claims (3)
- 高温配管の応力測定方法であって、
前記高温配管上の複数の測定点に対して、表面に格子パターンを付した測定部材を取り付ける第一ステップと、
前記高温配管に取り付けた前記各測定部材の格子パターンを一又は複数のカメラにより同時撮影する処理を、前記高温配管が初期温度の状態にて行う第二ステップと、
前記高温配管に取り付けた前記各測定部材の格子パターンを一又は複数のカメラにより同時撮影する処理を、前記高温配管が初期温度より高い高温状態で行う第三ステップと、
前記第二ステップと前記第三ステップで撮影した各格子パターンの画像データから、サンプリングモアレ法を用いて、配管温度変化に伴う各測定点の変位量を決定する第四ステップと、
前記第四ステップにて決定した各測定点の変位量に基づいて、前記高温状態における前記高温配管の応力分布を決定する第五ステップと、を含むことを特徴とする高温配管の応力測定方法。 - 高温配管の応力測定方法であって、
前記高温配管上の複数の測定点に対して、表面に格子パターンを付した測定部材を取り付ける第一ステップと、
前記高温配管に取り付けた前記各測定部材の格子パターンを一又は複数のカメラにより同時撮影する処理を、前記高温配管が初期温度の状態にて行う第二ステップと、
前記高温配管に取り付けた前記各測定部材の格子パターンを一又は複数のカメラにより同時撮影する処理を、前記高温配管が前記初期温度から温度上昇する過程で一定時間おきに行う第三ステップと、
前記第二ステップと前記第三ステップで撮影した各格子パターンの画像データから、サンプリングモアレ法を用いて、配管温度上昇過程における各時点について、前記各測定点の変位量を決定する第四ステップと、
前記第四ステップにて決定した各測定点の変位量に基づいて、温度上昇過程における各時点の高温配管の応力分布を決定する第五ステップと、を含むことを特徴とする高温配管の応力測定方法。 - 前記測定部材として、裏面に段差を持ち、前記高温配管の外周面に複数点で当接するマグネット板を使用することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の高温配管の応力測定方法。
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