JP2015125116A - 耐熱部材の検査方法 - Google Patents
耐熱部材の検査方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015125116A JP2015125116A JP2013271769A JP2013271769A JP2015125116A JP 2015125116 A JP2015125116 A JP 2015125116A JP 2013271769 A JP2013271769 A JP 2013271769A JP 2013271769 A JP2013271769 A JP 2013271769A JP 2015125116 A JP2015125116 A JP 2015125116A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- resistant member
- acquisition step
- relationship
- average
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
本発明の少なくとも一実施形態に係る耐熱部材の検査方法は、
耐熱材の組織における析出物間の平均距離と前記耐熱材の使用温度および使用時間に関するパラメータとの関係を取得する第1関係取得工程と、
検査対象の耐熱部材の組織における析出物間の平均距離を測定により求める平均粒子間距離取得工程と、
前記第1関係取得工程にて取得された関係及び前記平均粒子間距離取得工程で求められた平均距離に基づいて、前記検査対象の耐熱部材の使用温度および使用時間に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程と、
を備える。
前記平均粒子間距離取得工程は、
前記検査対象の耐熱部材の組織のレプリカを取得する工程と、
前記レプリカを走査型電子顕微鏡で観察し、前記レプリカの画像を得る工程と、
前記レプリカの画像において複数の析出物間の距離を測定する工程と、
測定された距離の平均値を求める工程と
を含む。
前記平均粒子間距離取得工程において、前記画像上の一つの直線に沿って前記複数の析出物間の間隔を測定する。
この構成によれば、一つの直線に沿って複数の析出物間の間隔を測定することにより、平均距離を容易に求めることができる。
耐熱部材の検査方法は、
耐熱材の使用温度に関するパラメータと耐熱材の寿命消費率に関するパラメータとの関係を取得する第2関係取得工程と、
前記第2関係取得工程で取得された関係及び前記使用温度パラメータ取得工程で求められた前記検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータに基づいて、前記検査対象の耐熱部材の寿命消費率に関するパラメータを取得する寿命消費率パラメータ取得工程を更に備える。
前記耐熱材及び前記検査対象の耐熱部材は、高強度オーステナイト鋼からなる。
この構成によれば、高強度オーステナイト鋼における析出物の構成元素の析出量の時間変化が小さくても、析出物間の平均距離に基づいて、耐熱部材の使用温度を求めることができる。
ボイラ10は、燃焼炉12と、燃焼炉12の上部に連なる煙道14とを有する。
燃焼炉12の火路壁16は水を加熱するための蒸発管を含み、燃焼炉12の上部には、蒸気を過熱するための過熱器18が配置されている。煙道14の下部には、水を予備加熱するための節炭器20が配置されている。また、煙道14の上部には、蒸気を再加熱するための再熱器22が配置されている。
過熱器18で過熱された蒸気(主蒸気)は、例えば、蒸気タービン26に供給され、発電等に利用される。
検査対象の耐熱部材は、例えば、過熱器18や再熱器22を構成する鋼管である。
第1関係取得工程S10では、耐熱材の組織における析出物間の平均距離と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係(以下、第1の関係ともいう)が取得される。
使用温度パラメータ取得工程S14では、第1関係取得工程S10にて取得された関係平均粒子間距離取得工程S12で求められた平均距離、及び、検査対象の耐熱部材の使用時間に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータが求められる。
それから、母材エッチング工程S22にて、図4(c)に示すように、析出物34を溶かさずに、母材36がエッチングにより除去される。なお、母材36の粒界38では、エッチングが早く進行する。
図5は、走査型電子顕微鏡によってレプリカ32の表面を観察して得られる画像の一部を概略的に示す図である。画像中には、様々な形状の複数の析出物34が認められる。
複数の析出物34間の平均距離(析出物の平均粒子間距離)Lmは、以下のようにして求められる。
そして、析出物34間の距離L1、L2、L3、・・・、Lk(ただし、kは整数である)が測定される。距離L1、L2、L3、・・・、Lkは、それぞれ交点P1と交点P2、交点P3と交点P4、交点P5と交点P6、交点P2k−1と交点P2kの間の直線距離である。
Lm=(L1+L2+L3+・・・+Lk)/k
なお、複数の仮想的な直線42を引き、直線42毎に距離Lkを求め、それらの距離Lkの算術平均を平均距離Lmとして求めてもよい。
前述したように、第1関係取得工程S10では、耐熱材の組織における析出物間の平均距離と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係(第1の関係)が取得される。
耐熱材とは、検査対象の耐熱部材と同じ組成又は類似の組成を有する材料のことを指す。耐熱材の形状は、検査対象の耐熱部材と同じ形状でなくてもよい。つまり耐熱材は標準試料である。
λ=T(20+logt)・・・(1)
で表される。
より詳しくは、図7(a)に示すように、未加熱の耐熱材では、粒界38(オーステナイト粒界)は見られるが、析出物34は無い。加熱を始めると、図7(b)及び図8に示すように、炭化物(M23C6)からなる析出物34cが析出し始める。
更に加熱を続けると、図7(d)に示すように、析出物34c及び析出物34nの粗大化、及び、σ相からなる析出物34sの粒界38での析出が始まり、粒界38が不鮮明になる。そして更に加熱を続けると、図7(e)に示すように、析出物34c及び析出物34nの粗大化及び凝集、及び、析出物34sの粗大化が進み、粒界38が更に不鮮明になる。
そして、測定結果に基づいて、耐熱材における、析出物間の平均距離と熱履歴パラメータλとの関係が取得される。
図9(a),(b)に示すように、析出物間の平均距離は、析出初期の段階では一度減少するが、その後は増大していく。
従って、上述した構成によれば、検査対象の耐熱部材が高強度オーステナイト鋼からなるものであっても、耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができる。高強度オーステナイト鋼は、例えば18Cr−8Ni系ステンレスや20―25Cr系ステンレス等であり、火SUS304J1HTB、火SUSTP347HTB及び火SUS310J1TB等である。
更に、上述した構成によれば、一つの直線42に沿って複数の析出物34間の間隔を測定することにより、平均距離Lmを容易に求めることができる。
図10に示すように、幾つかの実施形態では、耐熱部材の検査方法は、第2関係取得工程S40と、寿命消費率パラメータ取得工程S42とを更に有する。
そして、寿命消費率パラメータ取得工程S42では、第2関係取得工程S40で取得された関係及び使用温度パラメータ取得工程S14で求められた検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータに基づいて、検査対象の耐熱部材の寿命消費率に関するパラメータが取得される。
図11によれば、例えば、耐熱部材の使用温度Tが650℃であり、耐熱部材に作用する応力が110MPaであれば、耐熱部材の破断時間は100000時間である。このとき、使用温度パラメータ取得工程S14で求められた耐熱部材の使用時間tが10000時間であれば、耐熱部材の寿命消費率は、10000×100/100000=10(%)となる。
なお、耐熱部材に作用する応力は、ボイラ10の運転圧力及び耐熱部材の形状に基づいて求めることができる。
例えば、検査対象の耐熱部材は、ボイラ10の過熱器18や再熱器22以外の部位に用いられているものであってもよい。更に、検査対象の耐熱部材は、ボイラ10以外の高温機器に使用されているものであってもよい。また更に、検査対象の耐熱部材の鋼種は、高強度オーステナイト鋼に限定されることはない。
幾つかの実施形態では、レプリカ32を走査型電子顕微鏡で観察したが、耐熱部材30の一部をサンプリングして、走査型電子顕微鏡で観察してもよい。
12 燃焼炉
14 煙道
16 火炉壁
18 過熱器
20 節炭器
22 再熱器
24 バーナ
26 蒸気タービン
30 耐熱部材
32 レプリカ
34 析出物
36 母材
38 粒界
40 レプリカフィルム
Claims (5)
- 耐熱材の組織における析出物間の平均距離と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得する第1関係取得工程と、
検査対象の耐熱部材の組織における析出物間の平均距離を測定により求める平均粒子間距離取得工程と、
前記第1関係取得工程にて取得された関係及び前記平均粒子間距離取得工程で求められた平均距離に基づいて、前記検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程と、
を備える
ことを特徴とする耐熱部材の検査方法。 - 前記平均粒子間距離取得工程は、
前記検査対象の耐熱部材の組織のレプリカを取得する工程と、
前記レプリカを走査型電子顕微鏡で観察し、前記レプリカの画像を得る工程と、
前記レプリカの画像において複数の析出物間の距離を測定する工程と、
測定された距離の平均値を求める工程と
を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の耐熱部材の検査方法。 - 前記平均粒子間距離取得工程において、前記画像上の一つの直線に沿って前記複数の析出物間の間隔を測定する
ことを特徴とする請求項2に記載の耐熱部材の検査方法。 - 耐熱材の使用温度に関するパラメータと耐熱材の寿命消費率に関するパラメータとの関係を取得する第2関係取得工程と、
前記第2関係取得工程で取得された関係及び前記使用温度パラメータ取得工程で求められた前記検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータに基づいて、前記検査対象の耐熱部材の寿命消費率に関するパラメータを取得する寿命消費率パラメータ取得工程を更に備える
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の耐熱部材の検査方法。 - 前記耐熱材及び前記検査対象の耐熱部材は、高強度オーステナイト鋼からなる
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の耐熱部材の検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013271769A JP6177125B2 (ja) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | 耐熱部材の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013271769A JP6177125B2 (ja) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | 耐熱部材の検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015125116A true JP2015125116A (ja) | 2015-07-06 |
JP6177125B2 JP6177125B2 (ja) | 2017-08-09 |
Family
ID=53535902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013271769A Expired - Fee Related JP6177125B2 (ja) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | 耐熱部材の検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6177125B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017146224A (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 合金材料の評価方法 |
JP2017223464A (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 株式会社日立パワーソリューションズ | クリープ損傷評価方法 |
WO2023188535A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 三菱パワー株式会社 | 配管の寿命予測方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5635059A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-07 | Toshiba Corp | Measuring method of cr-mo-v system heat resistant steel |
JPH0634625A (ja) * | 1992-07-16 | 1994-02-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | オーステナイト系耐熱鋼の高温損傷評価方法 |
-
2013
- 2013-12-27 JP JP2013271769A patent/JP6177125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5635059A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-07 | Toshiba Corp | Measuring method of cr-mo-v system heat resistant steel |
JPH0634625A (ja) * | 1992-07-16 | 1994-02-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | オーステナイト系耐熱鋼の高温損傷評価方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017146224A (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 合金材料の評価方法 |
JP2017223464A (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 株式会社日立パワーソリューションズ | クリープ損傷評価方法 |
WO2023188535A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 三菱パワー株式会社 | 配管の寿命予測方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6177125B2 (ja) | 2017-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6177125B2 (ja) | 耐熱部材の検査方法 | |
JP2011064381A (ja) | ボイラ伝熱管のメタル温度推定方法ならびに寿命推定方法 | |
Kapayeva et al. | Remaining life assessment for boiler tubes affected by combined effect of wall thinning and overheating | |
JP6680900B2 (ja) | Cu(銅)を含むオーステナイト系耐熱鋼の使用温度の推定方法、Cuを含むオーステナイト系耐熱鋼のクリープ損傷寿命の推定方法、Cuを含むオーステナイト系耐熱鋼製伝熱管の使用温度の推定方法及びCuを含むオーステナイト系耐熱鋼製伝熱管のクリープ損傷寿命の推定方法 | |
JP2011058933A (ja) | ボイラの余寿命評価装置および方法 | |
JP6704747B2 (ja) | 合金材料の評価方法 | |
CN111684453A (zh) | 保养管理菜单决定方法及设备的保养管理方法 | |
Ghosh et al. | Failure investigation of radiant platen superheater tube of thermal power plant boiler | |
JP6469386B2 (ja) | 部材の使用温度の推定方法および部材の使用温度の推定装置 | |
JP2012137242A (ja) | 高温部材の温度推定方法及び高温部材の寿命判定方法 | |
WO2016151955A1 (ja) | 耐熱部材の初期クリープ強度推定方法およびこの残寿命推定方法 | |
JP6990623B2 (ja) | クリープ寿命評価方法 | |
Sanjay et al. | A failure analysis and remaining life assessment of boiler water wall tube | |
Almazrouee et al. | Role of oxide notching and degraded alloy microstructure in remarkably premature failure of steam generator tubes | |
Yamazaki et al. | Creep-Fatigue Damage for Boiler Header Stub Mock-Up Specimen of 47Ni–23Cr–23Fe–7W Alloy | |
JP6741233B2 (ja) | 鋼部材の脆化評価方法 | |
JP5900888B2 (ja) | Ni基合金の使用温度推定方法及び寿命評価方法 | |
JP2000234986A (ja) | 亀裂進展評価システムと方法 | |
Starr et al. | Potential problems in the identification of the root cause of superheater tube failures in 9Cr martensitic alloys | |
JP4831624B2 (ja) | ボイラ用炭素鋼及びMo鋼の黒鉛化損傷診断法 | |
Rahman | Root cause failure analysis of final superheater tube from a coal fired power station | |
Roy et al. | Damage evaluation of fossil fuelled power plant boiler tubes through magnetic Barkhausen technique | |
Munif | Failure analysis of superheater tubes made from material T91 in the boiler of a 600 MW power plant | |
Ahmad et al. | Failure evaluation on a high-strength alloy SA213-T91 super heater tube of a power generation | |
WO2019198679A1 (ja) | 耐熱部材の検査方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20151112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160729 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160729 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160927 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170516 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170616 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170711 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6177125 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |