JP2569023B2 - 蒸気タ−ビンロ−タの中心孔寿命診断法 - Google Patents
蒸気タ−ビンロ−タの中心孔寿命診断法Info
- Publication number
- JP2569023B2 JP2569023B2 JP61261871A JP26187186A JP2569023B2 JP 2569023 B2 JP2569023 B2 JP 2569023B2 JP 61261871 A JP61261871 A JP 61261871A JP 26187186 A JP26187186 A JP 26187186A JP 2569023 B2 JP2569023 B2 JP 2569023B2
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- Japan
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- center hole
- steam turbine
- turbine rotor
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気タービンロータに係り、特に、中心孔
部の寿命を、非破壊検査により診断する為に、好適な寿
命診断法に関する。
部の寿命を、非破壊検査により診断する為に、好適な寿
命診断法に関する。
高温高応力下で長時間使用される機器、特に蒸気ター
ビンロータは、クリープ損傷や疲労損傷が蓄積し、結晶
粒界への炭化物の凝集，粗大化，軟化現象等、長時間使
用すると材料組織が変化する。これらの現象を非破壊検
査で測定し、定量的に寿命を測定する方法が、火力原子
力発電第349号,Vol.36,No.10（1985年10月号）に、記載
されている。本文献によれば、従来の蒸気タービンロー
タの測定方法は、ロータ表面にて行なうものである。一
方、蒸気タービンロータの中心軸は、製造時非金属介在
物が凝集し、これらを除く為に直径約70mmから150mmの
中心孔が、真直ぐにあいている。蒸気タービンロータ
は、毎分3000から3600回、回転する為、遠心力による引
張応力は、ロータ表面より、中心孔の方が大きく、クリ
ープ損傷も中心孔の方が大きい。しかし、本文献におい
ては、中心孔についての寿命診断法は、論じられていな
い。
ビンロータは、クリープ損傷や疲労損傷が蓄積し、結晶
粒界への炭化物の凝集，粗大化，軟化現象等、長時間使
用すると材料組織が変化する。これらの現象を非破壊検
査で測定し、定量的に寿命を測定する方法が、火力原子
力発電第349号,Vol.36,No.10（1985年10月号）に、記載
されている。本文献によれば、従来の蒸気タービンロー
タの測定方法は、ロータ表面にて行なうものである。一
方、蒸気タービンロータの中心軸は、製造時非金属介在
物が凝集し、これらを除く為に直径約70mmから150mmの
中心孔が、真直ぐにあいている。蒸気タービンロータ
は、毎分3000から3600回、回転する為、遠心力による引
張応力は、ロータ表面より、中心孔の方が大きく、クリ
ープ損傷も中心孔の方が大きい。しかし、本文献におい
ては、中心孔についての寿命診断法は、論じられていな
い。
上記従来技術は、蒸気タービンロータの中心孔寿命診
断方法について配慮がされておらず、蒸気タービンロー
タの寿命を正確に把握できない問題があつた。
断方法について配慮がされておらず、蒸気タービンロー
タの寿命を正確に把握できない問題があつた。
本発明の目的は、蒸気タービンロータにおいて、最と
も寿命消費の大きい、高温部位の中心孔を、非破壊検査
により測定し、寿命を求める診断手法を確立することに
ある。
も寿命消費の大きい、高温部位の中心孔を、非破壊検査
により測定し、寿命を求める診断手法を確立することに
ある。
上記目的を達成するために、本発明の蒸気タービンロ
ータの中心孔寿命診断法は、蒸気タービンロータの中心
軸に沿って穿孔された中心孔表面において、電気抵抗セ
ンサーを内臓したヘッドを移動させて前記中心孔の高温
部位と低温部位についてそれぞれ電気抵抗測定を行い、
該測定された電気抵抗値の各々の差と寿命損傷度の関係
により、前記高温部位の寿命を求めることを特徴とする
ものである。
ータの中心孔寿命診断法は、蒸気タービンロータの中心
軸に沿って穿孔された中心孔表面において、電気抵抗セ
ンサーを内臓したヘッドを移動させて前記中心孔の高温
部位と低温部位についてそれぞれ電気抵抗測定を行い、
該測定された電気抵抗値の各々の差と寿命損傷度の関係
により、前記高温部位の寿命を求めることを特徴とする
ものである。
高温で使用される蒸気タービンロータの中心孔部の寿
命は、クリープ損傷が主体的である。クリープ損傷が大
きければ、寿命は短かくなる。例えば、クリープ損傷が
60％であれば余寿命は、40％となる。クリープ損傷と硬
さ低下率又は電気抵抗低下率は、相関性のあることが良
く知られている。この低下率は、使用前後の差で求めら
れるが、蒸気タービンロータの中心孔部位の使用前のデ
ータは、ほとんどないか又は、製造品毎に異なつてお
り、一定でない。従つて、クリープ損傷がない部位を基
準にすれば、より正確な寿命が求まる。一般に、クリー
プ現象が生ずる温度は、400℃を越える場合と言われて
いる所から、400℃以下の部位を基準とすれば、良いこ
とになる。
命は、クリープ損傷が主体的である。クリープ損傷が大
きければ、寿命は短かくなる。例えば、クリープ損傷が
60％であれば余寿命は、40％となる。クリープ損傷と硬
さ低下率又は電気抵抗低下率は、相関性のあることが良
く知られている。この低下率は、使用前後の差で求めら
れるが、蒸気タービンロータの中心孔部位の使用前のデ
ータは、ほとんどないか又は、製造品毎に異なつてお
り、一定でない。従つて、クリープ損傷がない部位を基
準にすれば、より正確な寿命が求まる。一般に、クリー
プ現象が生ずる温度は、400℃を越える場合と言われて
いる所から、400℃以下の部位を基準とすれば、良いこ
とになる。
以下、本発明の一実施例を、第１図により説明する。
第１図は、高温で長時間使用された蒸気タービンロータ
の中心孔寿命診断法を示す構成図である。蒸気入口温度
は約550℃前後で、蒸気出口温度は約300℃前後である。
蒸気タービンロータ１を受台３に置き、中心孔プラグ1C
（中心孔をふさぐ栓）を取外した後に、硬さ計又は、電
気抵抗センサー５を内蔵したヘツド４を、中心孔２に挿
入する。このヘツド４にはローラが付けられており、操
作管６を、送り装置７により、移動することが出来る。
硬さ計又は電気抵抗センサー５より発信された電気的信
号は、寿命解析装置８に入り、寿命が求まる。この寿命
算出プログラム８′のフローチヤートを第２図に示す。
次に診断法の手順を説明する。基準となる中心孔の低温
部位（400℃以下）1aを硬さ計又は電気抵抗センサー５
（第１図参照）で測定する。この硬さをＨ0、電気抵抗
ρ0とする。次に、寿命を求める対象の高温部位1bを、
同様に測定し、この硬さをＨ1、電気抵抗をρ1とする。
硬さの低下率ΔＨは、Ｈ1−Ｈ0、電気抵抗低下率Δρ
は、ρ1−ρ0で求まる。クリープ損傷度φと、ΔＨ及び
Δρの関係は、実験より求まつたマスターカーブによ
り、測定時点のクリープ損傷が判かり、余寿命が算出さ
れる。本実施例によれば、蒸気タービンロータ中心孔の
最とも寿命消費の大きい所の正確な寿命が計測される効
果がある。
第１図は、高温で長時間使用された蒸気タービンロータ
の中心孔寿命診断法を示す構成図である。蒸気入口温度
は約550℃前後で、蒸気出口温度は約300℃前後である。
蒸気タービンロータ１を受台３に置き、中心孔プラグ1C
（中心孔をふさぐ栓）を取外した後に、硬さ計又は、電
気抵抗センサー５を内蔵したヘツド４を、中心孔２に挿
入する。このヘツド４にはローラが付けられており、操
作管６を、送り装置７により、移動することが出来る。
硬さ計又は電気抵抗センサー５より発信された電気的信
号は、寿命解析装置８に入り、寿命が求まる。この寿命
算出プログラム８′のフローチヤートを第２図に示す。
次に診断法の手順を説明する。基準となる中心孔の低温
部位（400℃以下）1aを硬さ計又は電気抵抗センサー５
（第１図参照）で測定する。この硬さをＨ0、電気抵抗
ρ0とする。次に、寿命を求める対象の高温部位1bを、
同様に測定し、この硬さをＨ1、電気抵抗をρ1とする。
硬さの低下率ΔＨは、Ｈ1−Ｈ0、電気抵抗低下率Δρ
は、ρ1−ρ0で求まる。クリープ損傷度φと、ΔＨ及び
Δρの関係は、実験より求まつたマスターカーブによ
り、測定時点のクリープ損傷が判かり、余寿命が算出さ
れる。本実施例によれば、蒸気タービンロータ中心孔の
最とも寿命消費の大きい所の正確な寿命が計測される効
果がある。
本発明によれば、電気抵抗センサーを移動させること
ができ、中心孔の高温部位と低温部位についてそれぞれ
電気抵抗測定を行い、該測定された電気抵抗値の各々の
差と寿命損傷度の関係により、高温部位の寿命を求めて
いるので、使用前のデータがほとんどない寿命消費の大
きい蒸気タービンロータの中心孔における寿命診断法を
提供することができ、総合的なロータの寿命管理と保全
が確保できる。更に、現在、日本国内における火力用蒸
気タービンロータは、15年間以上も使用したものが大半
を占める場合でも、測定時点の寿命より、余寿命が、何
年又は、何時間と算出され、トラブルを未然に防止でき
ることから、信頼性も一段と向上する。
ができ、中心孔の高温部位と低温部位についてそれぞれ
電気抵抗測定を行い、該測定された電気抵抗値の各々の
差と寿命損傷度の関係により、高温部位の寿命を求めて
いるので、使用前のデータがほとんどない寿命消費の大
きい蒸気タービンロータの中心孔における寿命診断法を
提供することができ、総合的なロータの寿命管理と保全
が確保できる。更に、現在、日本国内における火力用蒸
気タービンロータは、15年間以上も使用したものが大半
を占める場合でも、測定時点の寿命より、余寿命が、何
年又は、何時間と算出され、トラブルを未然に防止でき
ることから、信頼性も一段と向上する。
第１図は、本発明の一実施例の蒸気タービンロータの中
心孔寿命診断法を示す構成図、第２図は同じく寿命診断
法のフローチヤート図である。 １……蒸気タービンロータ、２……中心孔、５……硬さ
計又は電気抵抗センサー、８……寿命解析装置、８′…
…寿命算出プログラム。
心孔寿命診断法を示す構成図、第２図は同じく寿命診断
法のフローチヤート図である。 １……蒸気タービンロータ、２……中心孔、５……硬さ
計又は電気抵抗センサー、８……寿命解析装置、８′…
…寿命算出プログラム。
フロントページの続き (72)発明者 竹下 豊男 日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日 立製作所日立工場内 (72)発明者 佐藤 勝重 日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日 立製作所日立工場内 (72)発明者 志賀 正男 日立市久慈町4026番地 株式会社日立製 作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−113360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−60248（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−79137（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】蒸気タービンロータの中心軸に沿って穿孔
された中心孔表面において、電気抵抗センサーを内臓し
たヘッドを移動させて前記中心孔の高温部位と低温部位
についてそれぞれ電気抵抗測定を行い、該測定された電
気抵抗値の各々の差と寿命損傷度の関係により、前記高
温部位の寿命を求めることを特徴とする蒸気タービンロ
ータの中心孔寿命診断法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61261871A JP2569023B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 蒸気タ−ビンロ−タの中心孔寿命診断法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61261871A JP2569023B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 蒸気タ−ビンロ−タの中心孔寿命診断法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63117102A JPS63117102A (ja) | 1988-05-21 |
| JP2569023B2 true JP2569023B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=17367915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61261871A Expired - Lifetime JP2569023B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 蒸気タ−ビンロ−タの中心孔寿命診断法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569023B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112008002893A5 (de) | 2007-11-02 | 2010-09-16 | Alstom Technology Ltd. | Verfahren zur Bestimmung der Restlebensdauer eines Rotors einer thermisch belastenden Strömungsmaschine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57113360A (en) * | 1981-01-07 | 1982-07-14 | Hitachi Ltd | Non-destructive inspection of high-temperature member |
| JPS5860248A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-09 | Hitachi Ltd | 高温機器の寿命予知法 |
-
1986
- 1986-11-05 JP JP61261871A patent/JP2569023B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63117102A (ja) | 1988-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |