JP2014062876A - ホースの劣化診断方法、ホースの劣化診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供用運転中において、ホースの劣化診断が可能な方法を提供する。
【解決手段】内部に所定圧で冷却液体が流動している樹脂製のホース２１の外面硬さＨｍ、ホースの外面温度Ｔｍおよび内圧Ｐｍを測定する。ホース外面硬さＨｍを、所定の外面温度Ｔ₀および内圧Ｐ₀下で得られる補正外面硬さＨｃに補正する。ホース外面硬さと基準温度における使用時間との関係を表す劣化特性に補正外面硬さＨｃを当てはめ、ホースの推定使用時間を算出する。この推定使用時間とホースの限界使用時間との差分により、ホースの劣化を診断する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ホースの劣化診断を行う方法、及び装置に関する。

原子力プラント等においては、高温となる原子炉圧力容器内を冷却する冷却水系が設置されている。冷却水系は、通常は、金属製の配管を備えている。
しかし、金属製の配管は、長さ・配置等のレイアウトの自由度が小さく、設置に時間がかかる。そこで、緊急時における樹脂製のホースによる冷却水系の適用が検討されている。樹脂製ホースの冷却水系は、単に、応急的または仮設的な敷設だけでなく、常設の設備としても注目されている。
樹脂製のホースにおいては、劣化の問題があり、使用限界に達する直前に、これを検出する必要ある。

樹脂製ホースの劣化診断方法の一例として次のものが知られている。予め、ゴムホースの空気老化試験における硬度に対する試験温度と時間との関係をグラフにして作成しておく。そして、ゴムホースの硬度を測定すると共にゴムホースの稼働時間を確認する。硬度計で測定したゴムの硬度を上記グラフに当てはめることにより、この硬度と稼働時間とに対応した推定使用温度を推定する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２１５０２３公報

特許文献１においては、ゴムの硬度に対する試験温度と時間との関係から推定使用温度を推定している。しかし、ゴムホース表面の硬さは、ホースの温度および内圧に依存するので、周囲環境下で内圧が作用している運転中のホースの劣化診断を正確に行うことが難しかった。

（１）本発明のホースの劣化診断方法は、内圧が作用する樹脂製ホースの劣化を診断する方法において、ホースの外面硬さを計測する工程と、ホースの外面温度を計測する工程と、ホースの内圧を計測する工程と、時間の経過に対する外面硬さで示される劣化特性を作成する工程と、計測したホースの内圧およびホースの外面温度に基づいて、計測したホース外面硬さを補正して補正外面硬さを演算する工程と、補正外面硬さを劣化特性に当てはめて推定使用時間を算出する工程とを備えることを特徴とする。
（２）本発明のホースの劣化診断装置は、内圧が作用する樹脂製ホースの劣化を診断する装置において、ホースの外面硬さ、外面温度、および内圧をセットとする測定データと、時間の経過に対する外面硬さで示される劣化特性と、内圧が外面硬さに与える第１影響度と、外面温度が外面硬さに与える第２影響度とが記憶される記憶部と、記憶部に記憶したホース外面硬さを第１影響度と第２影響度とに基づいて補正して補正外面硬さとし、この補正外面硬さを劣化特性に当てはめて推定使用時間を算出する演算部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、内圧が作用している樹脂製のホースの外面硬さ、外面温度および内圧を測定して、測定されたホースの硬さを、測定した外面温度と内圧を用いて、所定の外面温度および内圧の下で得られる基準の外面硬さに補正する。また、時間の経過に対する外面硬さの特性を予め作成しておき、補正後の外面硬さをその特性に当てはめてホースの推定使用時間を算出するようにした。したがって、内部に冷却剤が流動している状態であっても、樹脂製のホースの劣化を診断することができる。このため、樹脂製のホースを使用する冷却システム等の装置を停止することなく劣化診断を行い、装置の健全性を長期間にわたり維持することが可能となる。

本発明による劣化診断の対象である樹脂製のホースが配設された原子力プラントの模式的レイアウト図。 本発明のホースの劣化診断装置を示すブロック図。 ホース外面硬さＨと温度Ｔ₀で使用した時間ｔとの関係を示すホースの劣化評価図。 ホースの温度を一定とした状態での、ホースの外面硬さＨとホースの内圧Ｐとの関係の一例を示す図。 ホースの内圧を一定とした状態での、ホースの外面硬さＨとホースの温度Ｔとの関係の一例を示す図。 ホースの劣化診断の評価情報を劣化診断装置に登録する処理手順を示す図。 ホース劣化診断処理の一実施の形態を示すフローチャート。 ホースの内圧Ｐとホース変形量δとの関係を示す特性図。 ホース内圧―変形量試験装置の一実施の形態を説明する図。

以下、図を参照して、本発明に係るホースの劣化診断方法を説明する。
−ホース敷設設備−
図１は、本発明の劣化診断対象である樹脂製のホースが敷設された原子力プラントの模式的レイアウト図である。
搬送車または固定台等の格納装置４には、熱交換器５ａと、その前後に配置された給水用のポンプ６ａ、６ｂが搭載されている。ポンプ６ａを駆動することで、熱交換器５ａには、貯水槽２に貯留された冷却水３または海水１が、樹脂製のホース２１を介して供給される。なお、熱交換を終えた冷却水３または海水１は、樹脂製のホース２２を介して排出される。ポンプ６ｂを駆動することで、熱交換器５ａには、原子炉圧力容器１１内の高温水が、配管２３を介して供給される。熱交換器５ａで冷却された高温水は、配管２４を介して、再び原子炉圧力容器１１内に供給される。なお、配管２３と配管２４は、高温となるため、金属製の配管やフレキシブルチューブを用いるのが望ましいが、原子炉圧力容器１１内の温度が十分に低下している場合には、樹脂製のホースを使用することができる。

このように敷設された樹脂製のホース２１、２２は、例えば、１つの原子力発電所で、全長数十Ｋｍにもなる場合がある。このため、ホース２１、２２の劣化を診断して交換時期に達したホース２１、２２を確実かつ迅速に見出す必要がある。
この実施形態は、冷却液体を流したまま樹脂製のホース２１、２２の劣化を診断可能とし、ホースの交換時期の管理を容易とし、また、安全性に関する信頼性の向上を図るものである。
なお、本明細書において、樹脂製のホースとして用いる用語は、ゴム製のホースを含むものとして用いられている。

―劣化診断装置―
図２は本発明にかかる劣化診断装置を示すブロック図である。この劣化診断装置５０は、ＣＰＵ５１と、入力部５２と、表示部５３と、記憶装置５４とを備えている。記憶装置５４には劣化診断プログラムや、図３で後述する劣化特性などが記憶されている。また、記憶装置５４には、劣化評価対象である供用運転中のホースの測定データも記憶されている。ＣＰＵ５１がこの劣化診断プログラムを実行することにより、あらかじめ作成した劣化特性を用いて供用運転中のホースの使用時間を推定し、既知の耐用時間と比較することでホースの劣化を評価する。評価結果は記憶装置５４に記憶され、適宜、表示部５３に表示することができる。

―劣化診断方法の原理―
ホースの劣化診断方法の原理について説明する。本発明による劣化診断方法では、樹脂材料の劣化に伴い、樹脂の硬さが増加する特性に着目して、測定したホースの外面硬さからホースの劣化程度を診断する。この際、ホースへの内圧負荷によりホース外面で測定される硬さが硬化すること、ホース温度の上昇によりホース外面で測定される硬さが軟化することを考慮する。具体的には、予め設定した基準温度Ｔ₀における使用時間（ホースの劣化程度）に対応するホース外面の硬さ推移を表した、ホースの劣化評価図（図３）を作成し、硬さ測定時のホースの内圧および温度で補正した硬さ測定値Ｈｃから基準温度Ｔ₀における使用時間ｔｕを算出する。この使用時間ｔｕがホースの劣化程度であり、既知のホース耐久時間との比較により当該ホースの余寿命を評価できる。
ホースの劣化評価図の作成およびホースの内圧および温度による硬さ測定値の補正の一実施形態を以下に示す。

―ホースの劣化評価図の作成―
本発明におけるホースの劣化評価図の作成では、加速条件下で実施する劣化試験で得られる樹脂材料の硬さの変化からホースの劣化評価図を短期間で作成する。なお、樹脂材料を含む高分子材料の劣化速度Ｋに及ぼす温度の影響については、アレニウスの式（１）が知られている。
式（１）
式（１）において、Ｅは活性化エネルギ、Ｒは気体定数、Ｔは劣化温度（絶対温度）、Ａは温度に無関係な定数を示す。

アレニウスの式（１）に従うと、劣化試験の温度Ｔｅｘａｍを高温にすることで、樹脂材料の劣化速度Ｋを加速することができる。温度Ｔｅｘａｍの条件で試験時間ｔｅｘａｍの間実施した劣化試験は、基準温度Ｔ₀の条件でt時間実施した劣化試験に相当する（式（２））。
式（２）

ホースの劣化評価図は、複数の試験条件で実施した劣化試験の結果について、加速条件下における劣化試験時間を、式（２）によって、基準温度Ｔ₀の条件下での時間tに変換して、ホースの硬さ測定結果を図３にプロットすることで作成する。

具体的には、評価対象である供用運転中のホースと同一の供試体（サンプル）を準備する。この実施形態では、材質、形状、構造、大きさが同一のホースを供試体として使用する。評価対象であるホースの評価に必要な評価期間と試験を実施可能な期間を考慮して、劣化試験温度Ｔｅｘａｍを決定する。供試体の温度をＴｅｘａｍに維持する。所定時間ごとに、デュロメータにて供試体の外面硬さを計測し、経過時間と外面硬さとの関係を表す外面硬さ−経過時間のデータベースを作成する。経過時間を式（２）によって、基準温度Ｔ₀の条件下での経過時間tに変換するとともに、外面硬さをプロットして、最小二乗法による近似式を作成して、ホースの劣化評価図として策定する。

―ホースの内圧および温度による硬さ測定値の補正―
ホースが実際に使用される装置・設備においては、ホースの温度Ｔｍが、上記ホースの劣化評価図の基準温度Ｔ₀と相違する場合がある。さらに、ホース内を流動する冷却水（冷却剤）によって内圧Ｐｍがホースに負荷される。
ホース外面で測定される硬さＨｍは、内圧の増加に伴い増大（硬化）し、温度の上昇に伴い減少（軟化）する。このため、温度と内圧の補正をせずに、測定した硬さＨｍを用いてホースの劣化評価図による評価を行うと、基準温度Ｔ₀および基準内圧Ｐ₀が異なるために、評価誤差が大となる。

そこで、供用運転中に測定したホース２１の外面硬さＨｍを、外面硬さ測定時におけるホース２１の温度Ｔｍと、内圧Ｐｍに基づき、式（３）により、補正する。
Ｈｃ＝Ｈｍ−α（Ｐｍ−Ｐ₀）＋β（Ｔｍ−Ｔ₀） 式(３)
上記式（３）において、Ｈｃはホース外面硬さの補正値を、Ｐ₀およびＴ₀はホースの劣化評価図の基準温度および基準内圧を、αは内圧の増加に伴うホースの硬化率を、βは温度の上昇に伴うホースの軟化率を示す。

―硬化率α、軟化率β―
内圧によるホースの硬化率の係数αと温度によるホースの軟化率の係数βは以下のようにしてあらかじめ算出される。
内圧の増加に伴うホースの硬化率αおよび温度の上昇に伴うホースの軟化率βは、ホースの種類毎に異なる。このため、予め、ホースの温度が一定の条件で内圧のみを変動させた場合の外面硬さの変化と、ホース内圧が一定の条件で温度のみを変動させた場合の外面硬さの変化を評価し、線形的に変化する領域に分類して、重回帰分析によりαおよびβを評価する。

図４は、ホースの温度を一定とした状態での、ホースの外面硬さＨとホースの内圧Ｐとの関係の一例を示す図である。図４に図示されるように、ホースの外面温度Ｔが一定の条件下では、ホース外面硬さＨは、所定の内圧Ｐ２までは、ホース内圧Ｐの上昇と共に線形的に増大する。また、ホース内圧Ｐが所定の内圧Ｐ２を超えると、ホース外面硬さＨは、ほぼ、一定値となり、変動しない。

図５は、ホースの内圧を一定とした状態での、ホースの外面硬さＨとホースの温度Ｔとの関係の一例を示す図である。
図５に図示されるように、ホースの内圧Ｐが一定の条件下では、ホース外面硬さＨは、測定区間の全領域において、ホースの外面温度Ｔの上昇と共に線形的に低下する。

このような特性を有するホースにおいて、式（３）に示す係数α、βは、測定した硬さＨの測定データを、内圧Ｐ２以下の領域と、内圧Ｐ２を超える領域に分割し、各分割領域に対して、硬さＨを解、内圧Ｐおよび温度Ｔを変数とした重回帰分析により回帰式を求めて評価する。
重回帰分析により導出される回帰式の内圧Ｐの係数がα、温度Ｔの係数がβである。

なお、内圧が外面硬さに与える第１影響度として上述のように算出した硬化率αを使用し、外面温度が外面硬さに与える第２影響度として上述のように算出した軟化率βを使用したが、第１および第２影響度は硬化率、軟化率以外の影響度を使用してもよい。

―劣化評価の具体的手順―
次に、本発明によるホースの劣化診断方法の一実施の形態を具体的に説明する。
図６は、本発明によるホース劣化診断の評価情報を登録する処理の手順を説明する図である。図３に示す劣化特性と式（３）で示す補正式は、あらかじめ図６に示す手順Ｓ１〜Ｓ４で作成され劣化診断装置５０に記憶される。
手順Ｓ１において、上述したようにして劣化特性を作成する。手順Ｓ２において、作成した劣化特性を劣化診断装置５０に登録する。手順Ｓ３において、上述したようにして外面硬さ補正式（３）を作成し、手順Ｓ４において式（３）を劣化診断装置５０に登録する。
各手順の詳細は上述したとおりである。

図７のフローチャートで記述した劣化診断を行うアプリケーション（プログラム）は、図２に示した記憶装置５４にあらかじめ登録されている。また、図３のグラフや式（３）も記録されている。以下の各ステップの実行主体はＣＰＵ５１であり、各ステップの説明では実行主体についての説明は省略する。

操作者の入力操作により入力部５２から劣化診断アプリケーションが起動指令されると、劣化診断装置５０は記憶装置５４に登録されている劣化診断プログラムを起動する。劣化診断プログラムが起動されると、ステップＳ１１において、表示部５３の表示画面には、供用運転中のホースの計測データの入力を促すダイアローグが表示される。ステップＳ１２において、計測データとしてホース外面硬さＨｍ、温度Ｔｍ、内圧Ｐｍを入力すると、ステップＳ１３において、これらの入力データが記憶装置５４の所定の記憶領域に記憶される。

ホース２１の外面硬さＨｍは、図１に図示されたホース２１（２２を含む）の適宜な位置を、例えば、デュロメータによって測定した計測値である。ホース２１の温度Ｔｍは、温度センサにより測定したホース２１の外面の温度である。また、ホース２１の内圧Ｐｍは、圧力センサによって測定したデータである。ポンプ６ａ、６ｂに据え付けた圧力センサを用いることができる。ステップＳ１４では、これらの計測データを式（３）に代入し、計測したホース外面硬さＨｍを修正外面硬さＨｃに変換する。ステップＳ１５では、図３の劣化特性を参照して修正外面硬さＨｃに対応する使用時間ｔｕを算出する。

ステップＳ１６では、評価対象であるホースの使用時間ｔｕと、既知であるホースの耐久限界時間ｔｅｎｄとを比較する。例えば、使用時間ｔｕが耐久限界時間ｔｅｎｄを超えていれば、ステップＳ１７に進み、表示部５３に「供用運転中のホースが交換時期です」のダイアローグを表示して操作者に警告する。この場合、音声にて警告したり、警告音を出力してもよい。使用時間ｔｕが耐久限界時間ｔｅｎｄを超えていなければ、ステップＳ１８に進み、耐久限界時間ｔｅｎｄから使用時間ｔｕを減算した使用余寿命ｔｉを演算して表示部５３に「当該ホースの余寿命はｔｉ時間です」のダイアローグを表示して操作者に警告する。
安全率をＳ（Ｓ＞１）として考慮する場合、使用時間ｔｕ×Ｓが耐久限界時間tｅｎｄより大きいか否かを比較する。
使用余寿命ｔｉは、耐用使用時間ｔｅｎｄと使用時間ｔｕとの差として算出したが、耐用使用時間ｔｅｎｄに対する使用時間ｔｕの割合として算出してもよい。

−ホース内圧測定について-
上記一実施の形態に示したホースの劣化診断方法では、ホース２１の外面温度Ｔｍおよび内圧Ｐｍに対応させて、測定したホース２１の外面硬さＨｍを補正する。しかし、ホース２１の内圧Ｐｍの測定において、圧力センサが設置された位置から測定する位置までの距離が長くなると、圧力損失により、測定位置におけるホース２１の内圧Ｐｍは、圧力センサにより測定された値とは異なるものとなる。
このため、ホース２１の長さや、測定位置に関わりなく、供用運転中のホース２１の内圧を精度よく測定することが要求される。

この測定方法を図８と図９を用いて説明する。
図８は、ホースの外面に所定荷重（外荷重）Ｆ０を与えたときのホース内圧Ｐとホースの変形量δとの関係、すなわち、ホース内圧―変形量特性を示すグラフであり、この特性が予め作成されている。供用運転中のホースに外荷重Ｆ０を与えたときの変形量δを測定し、変形量δを上記ホース内圧―変形量特性に当てはめ、供用運転中のホースの内圧Ｐを推定する。

（ホース内圧―変形量試験装置）
図９は、上述した内圧測定を行うホース内圧―変形量試験装置を説明する図である。なお、図８のホース内圧―変形量特性もこの装置で採取したデータに基づいて作成することができる。

ホース内圧―変形量試験装置７０は、ベースプレート７１上にボルト８１により固定された枠体７２を備えている。枠体７２は、ベースプレート７１に取り付けられた固定部７２ａから上方に立ち上がる一対の側部７２ｂと、一対の側部７２ｂを連結する天板７２ｃを有する、断面コ字形状に形成されている。
天板７２ｃの中央部には、天板７２ｃを厚さ方向に貫通する雌ねじが形成されている。この雌ねじには、プレス昇降機構７５のロッド７５ａの外周に形成された雄ねじが螺合され、プレス昇降機構７５が枠体７２に取り付けられている。

プレス昇降機構７５のロッド７５ａの下方には、枠体７２の一対の側部７２ｂ間に跨がる長さの荷重負荷プレート７６が配置されている。ベースプレート７１、天板７２ｃおよび荷重負荷プレート７６は、互いに平行に配置されている。
荷重負荷プレート７６とプレス昇降機構７５のロッド７５ａの下端７５ｂとの間には、ロードセル７３が介装されている。

枠体７２の一方の側部７２ｂには、ホース変位ゲージ７７が取り付けられている。ホース変位ゲージ７７には、ホース２１の変形量を読み取るための目盛り７７ａが付されている。
荷重負荷プレート７６には、ホース変位ゲージ７７の目盛り７７ａの位置を示すための指示位置マーク７６ａが設けられている。

ホース内圧―変形量試験装置７０は、荷重負荷プレート７６とベースプレート７１との間に、ホース２１を挿入可能な空間が形成される大きさに形成されている。

（ホース内圧の測定方法）
上記ホース内圧―変形量試験装置７０によるホース内圧の測定方法を説明する。
ボルト８１を取り外して枠体７２をベースプレート７１から分離する。測定対象のホース２１とホース接地面との間にベースプレート７１を挿入し、ホース２１に枠体７２を被せてボルト８１で枠体７２をベースプレート７１に締結して一体化する。プレス昇降機構７５を時計方向または反時計方向に回転し、荷重負荷プレート７６とベースプレート７１の間に、測定するホース２１を挿通する。

この状態で、ホース２１の上部外面に荷重負荷プレート７６を接触させる。この接触は、ホース２１が変形することが無いように、荷重プレート７６がホース２１の外面に触れる程度にするこの時のロードセル７３の出力値はゼロである。
図９に図示されるように、ホース変位ゲージ７７を、枠体７２の側部７２ｂに垂直方向に移動可能に取り付けておき、指示位置マーク７６ａが目盛り７７ａの「０」位置に対峙するようにホース変位ゲージ７７の位置を調節する。この場合は、荷重を負荷したときホース変形量は、指示位置マーク７６ａが指示する目盛り７７ａの値を読み取ればよい。

ホース変位ゲージ７７が固定式の場合は、ロードセル７３の出力値がゼロの時の目盛り７７ａを読み取っておき、荷重を負荷したときホース変形量は、指示位置マーク７６ａが指示する目盛り７７から初期の目盛り７７の読み取り値を差し引いた値とすればよい。

そして、プレス昇降機構７５を回転操作し、ホース２１の外面からあらかじめ設定した荷重Ｆ０を負荷する。ロードセルの出力値を図示しない表示器で確認しながら荷重Ｆ０を負荷する。ホース２１は、図９に二点鎖線で示すように、断面が円形から楕円形状に変形する。この時のホース２１の変形量δを指示位置マーク７６ａで読み取る。この変形量δを、図８のホース内圧Ｐ―変形量δ特性に当てはめて、ホース２１の内圧Ｐを得る。

ホース２１の変形量δの測定は、ホース２１の長さ方向におけるどの位置においても、容易に、且つ、精度よく行うことができる。
このため、ホース２１の内圧Ｐｍの計測精度が向上し、実測したホース２１の外面硬さＨｍからホース２１の外面硬さＨｃへの補正精度が向上する。これにより、ホースの劣化診断を精度の高いものとすることができる。

このような工程を備えた劣化診断方法によれば次のような作用効果を得ることができる。
（１）本発明の一実施の形態では、次のようにして、供用運転中の樹脂製のホース２１の劣化診断が行われる。供用運転中のホース２１の内部には、所定圧で冷却液体が流動している。一実施形態の劣化診断方法は、ホースの外面硬さＨｍを計測する工程と、ホース２１の外面温度Ｔｍを計測する工程と、ホース２１の内圧Ｐｍを計測する工程と、時間の経過に対する外面硬さで示される劣化特性を作成する工程と、ホース２１の内圧およびホースの外面温度に基づいて、計測したホース外面硬さＨｍを補正して補正外面硬さＨｃを演算する工程と、補正外面硬さＨｃを劣化特性に当てはめて推定使用時間ｔｕを算出する工程とを備える。そして、算出された推定使用時間ｔｕを用いてホース２１の劣化を診断する。
したがって、供用運転中におけるホース２１の劣化診断が可能となる。その結果、装置・設備を停止させることなく供用運転中のホースの劣化を診断できるので、装置・設備の稼働率が向上する。

（２）図９に示す内圧測定装置７０を使用して、供用運転中のホース２１に所定の外荷重Ｆ０を与え、その際の変形量δを計測し、この変形量δを図８に示した内圧Ｐ−変形量δ特性に当てはめることにより、ホース２１の内圧Ｐを測定することができる。そのため、供用運転中のホース２１の内圧Ｐの測定精度を高くすることができる。とくに、内圧の計測センサと外面硬さを測定する箇所とが離れている場合に正確な内圧が計測できるので、更に精度の高い劣化診断が可能となる。

図２の劣化診断装置５０は、ホースの外面硬さ、外面温度、および内圧をセットとする測定データと、時間の経過に対する外面硬さの劣化評価特性と、外面硬さの内圧に起因した第１影響度である硬化率と、外面硬さの外面温度に起因した第２影響度である軟化率とが記憶される記憶部５４と、記憶部５４に記憶したホース外面硬さを第１影響度と第２影響度とに基づいて補正して補正外面硬さとし、この補正外面硬さを劣化評価特性に当てはめて推定使用時間を算出する演算部５１とを備える。

―変形例―
上記一実施の形態では、図６に図示されるように、ホース外面硬さの補正式（３）を、予め、劣化診断装置５０に記憶させておくものとして例示した。しかし、ホース外面硬さの補正式（３）を、図７のステップＳ１２で、劣化診断装置５０に入力するようにしてもよい。つまり、ステップＳ１２において、ホース外面硬さＨｍ、計測時の温度Ｔｍおよび内圧Ｐｍとともにホース外面硬さの補正式（３）も入力するようにしてもよい。

上記一実施の形態では、ホース外面硬さＨｍ、計測時の温度Ｔｍおよび内圧Ｐｍを入力部５２から入力するようにした。しかし、ホース外面硬さＨｍ、計測時の温度Ｔｍおよび内圧Ｐｍを測定する測定器の出力を、管理室に設置したコンピュータに送信可能に設け、所定のタイミングで、コンピュータに取り込むようにしてもよい。

上記一実施の形態では、原子力プラントの冷却水系に樹脂製のホース２１を使用した場合で説明した。しかし、原子力プラント以外の工場や研究施設用に用いるホースの劣化診断にも本発明を用いることができる。
また、冷却剤が流動する樹脂製ホースの劣化評価に限らず、種々の流体が流動して内圧が作用する樹脂製ホースの劣化評価、劣化診断に本発明を適用できる。

その他、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲内で、種々の変更をすることが可能であり、供用運転中のホース外面硬さ、ホースの外面温度およびホース内圧をセットする測定データに基づいて、測定した外面硬さを外面温度および内圧に対応して補正し、この補正されたホース外面硬さを、予め取得した経過時間に対するホース外面硬さの関連を示す劣化特性に当てはめて推定使用時間を算出して劣化を診断するようにすればよい。

したがって、劣化診断装置５０ですべての診断を自動的に行う必要はない。たとえば、作業者は、試験時のホース外面温度Ｔｍ、内圧Ｐｍ、外面硬さＨｍを計測し、次いで、式（３）を用いて補正外面硬さＨｃを算出する。さらに作業者は、補正外面硬さＨｃを図３の劣化特性のグラフに当てはめて推定使用時間を読み取り、読み取った推定使用時間と既知の耐用限界時間とに基づいてホースの劣化を評価することもできる。このような劣化診断方法も本発明に含まれる。

６ａ、６ｂ ポンプ
１０ 原子炉建屋
１１ 原子炉圧力容器
２０ 冷却水系
２１、２２ ホース
５０ 劣化診断装置
５１ ＣＰＵ
５２ 入力部
５３ 表示部
５４ 記憶装置
７０ ホース内圧―変形量試験装置
７３ ロードセル
７５ プレス昇降機構

Claims (8)

1. 内圧が作用する樹脂製ホースの劣化を診断する方法において、
   前記ホースの外面硬さを計測する工程と、
   前記ホースの外面温度を計測する工程と、
   前記ホースの内圧を計測する工程と、
   時間の経過に対する外面硬さで示される劣化特性を作成する工程と、
   前記計測したホースの内圧およびホースの外面温度に基づいて、前記計測したホース外面硬さを補正して補正外面硬さを演算する工程と、
   前記補正外面硬さを前記劣化特性に当てはめて推定使用時間を算出する工程とを備えることを特徴とするホースの劣化診断方法。
2. 請求項１に記載のホースの劣化診断方法において、
   前記補正外面硬さを演算する工程は、
   前記内圧がホースの外面硬さに与える第１影響度と、前記外面温度がホースの外面硬さに与える第２影響度とに基づいて前記計測したホース外面硬さを補正して補正外面硬さを演算することを特徴とするホースの劣化診断方法。
3. 請求項２に記載のホースの劣化診断方法において、
   前記補正外面硬さを演算する工程は、次式に基づいて行うことを特徴とするホースの劣化診断方法。
   Ｈｃ＝Ｈｍ−α（Ｐｍ−Ｐ₀）＋β（Ｔｍ−Ｔ₀）
   但し、Ｈｃはホース外面硬さの補正値を、Ｐ₀およびＴ₀は、ホースの劣化評価図の基準温度および基準内圧を、αは内圧の増加に伴うホースの硬化率を、βは温度の上層に伴うホースの軟化率を示す。
4. 請求項１に記載のホースの劣化診断方法において、
   前記算出された推定使用時間を用いてホースの劣化を診断する工程とを備えることを特徴とするホースの劣化診断方法。
5. 請求項４に記載のホースの劣化診断方法において、
   前記劣化を診断する工程は、
   前記ホースの劣化が限界使用時間に達しているか否かを判定する工程と、
   前記ホースの劣化が限界使用時間に達していないと判定されたとき、前記ホースの使用余寿命を演算する工程とを含むことを特徴とするホースの劣化診断方法。
6. 請求項４または５に記載のホースの劣化診断方法において、
   前記劣化を診断する工程は、
   前記ホースの劣化が限界使用時間に達しているか否かを判定する工程と、
   前記ホースの劣化が限界使用時間に達していると判定されたとき、その旨の警告を行う工程とを含むことを特徴とするホースの劣化診断方法。
7. 請求項１に記載のホースの劣化診断方法において、
   前記ホースの内圧を計測する工程は、
   ホース外面に所定の荷重を与えたときのホースの変形量と、この変形量を与えたときのホースの荷重との関係を示す変形量―内圧特性を作成する工程と、
   前記ホースに前記所定の荷重を与えたときの前記ホースの変形量を測定する工程と、
   測定した変形量を前記変形量―内圧特性に照合して前記ホースの内圧を算出する工程とを含むことを特徴とするホースの劣化診断方法。
8. 内圧が作用する樹脂製ホースの劣化を診断する装置において、
   前記ホースの外面硬さ、外面温度、および内圧をセットとする測定データと、時間の経過に対する外面硬さで示される劣化特性と前記内圧がホースの外面硬さに与える第１影響度と、前記外面温度がホースの外面硬さに与える第２影響度とが記憶される記憶部と、
   前記記憶部に記憶したホース外面硬さを前記第１影響度と第２影響度とに基づいて補正して補正外面硬さとし、この補正外面硬さを前記劣化特性に当てはめて推定使用時間を算出する演算部とを備えることを特徴とするホースの劣化診断装置。