JP3151682B2 - 小口径配管疲労強度評価システム - Google Patents
小口径配管疲労強度評価システムInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小口径配管疲労強度評
価システムに係り、特に、小口径配管の疲労強度の評価
および疲労強度データの管理を的確に行ない、小口径配
管のメンテナンスを効率良く実行するための手段に関す
る。
価システムに係り、特に、小口径配管の疲労強度の評価
および疲労強度データの管理を的確に行ない、小口径配
管のメンテナンスを効率良く実行するための手段に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】口径が２Ｂ程度以下の小口径配管は、発
電プラント等の配管系等に多用されており、これらの小
口径配管においては、溶接継手としてソケット型溶接継
手が通常用いられている。
電プラント等の配管系等に多用されており、これらの小
口径配管においては、溶接継手としてソケット型溶接継
手が通常用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】既存の発電プラント内
の主に中径／大径配管の疲労強度管理においては、供用
期間中検査in-service inspection,ＩＳＩとしての溶接
部非破壊検査や、内部流体による配管材料侵食／腐食監
視としての配管肉厚測定等がシステム化され、実施され
ている。発電プラント内の主に中径／大径配管の配管系
は、高度の安全設計，製造技術，溶接技術，施工品質管
理等により製造され管理されているので、疲労による損
傷事例は、極めて少ない。しかも、何らかの損傷が認め
られた場合は、直ちに新品と交換するようになってい
る。
の主に中径／大径配管の疲労強度管理においては、供用
期間中検査in-service inspection,ＩＳＩとしての溶接
部非破壊検査や、内部流体による配管材料侵食／腐食監
視としての配管肉厚測定等がシステム化され、実施され
ている。発電プラント内の主に中径／大径配管の配管系
は、高度の安全設計，製造技術，溶接技術，施工品質管
理等により製造され管理されているので、疲労による損
傷事例は、極めて少ない。しかも、何らかの損傷が認め
られた場合は、直ちに新品と交換するようになってい
る。
【０００４】一方、小口径配管についても、高度の安全
設計，製造技術，溶接技術，施工品質管理等により製造
され管理されているが、供用期間中検査ＩＳＩとしての
溶接部非破壊検査や、配管材料侵食／腐食監視としての
配管肉厚測定等は、十分には実施されていない。また、
何らかの損傷が認められた場合は、直ちに新品と交換す
べきであるとも断定できない。特に、小口径配管の損傷
例の原因になる頻度が高いと推定される疲労強度につい
ては、システム化された評価および管理手法が無かっ
た。
設計，製造技術，溶接技術，施工品質管理等により製造
され管理されているが、供用期間中検査ＩＳＩとしての
溶接部非破壊検査や、配管材料侵食／腐食監視としての
配管肉厚測定等は、十分には実施されていない。また、
何らかの損傷が認められた場合は、直ちに新品と交換す
べきであるとも断定できない。特に、小口径配管の損傷
例の原因になる頻度が高いと推定される疲労強度につい
ては、システム化された評価および管理手法が無かっ
た。
【０００５】すなわち、以下のような問題があった。小
口径配管の疲労強度管理手段として、その最弱点部分で
あるソケット溶接部の高サイクル疲労および低サイクル
疲労の両者を評価し、それらによるソケット溶接部の止
端部等の外表面からの亀裂進展すなわち外面亀裂進展お
よびソケット溶接部の内面不溶着部等の内面からの亀裂
進展すなわち内面亀裂進展の両方を監視，評価し、小口
径配管の疲労強度問題をすべて包括的に管理する小口径
配管疲労強度評価システムが無かった。
口径配管の疲労強度管理手段として、その最弱点部分で
あるソケット溶接部の高サイクル疲労および低サイクル
疲労の両者を評価し、それらによるソケット溶接部の止
端部等の外表面からの亀裂進展すなわち外面亀裂進展お
よびソケット溶接部の内面不溶着部等の内面からの亀裂
進展すなわち内面亀裂進展の両方を監視，評価し、小口
径配管の疲労強度問題をすべて包括的に管理する小口径
配管疲労強度評価システムが無かった。
【０００６】配管仕様データおよび非破壊検査と振動測
定とにより得られる実測データに基づいて、応力解析，
振動解析，疲労解析，疲労評価等を一貫して実行できる
小口径配管疲労強度評価システムが無かった。
定とにより得られる実測データに基づいて、応力解析，
振動解析，疲労解析，疲労評価等を一貫して実行できる
小口径配管疲労強度評価システムが無かった。
【０００７】ソケット溶接部の非破壊検査対象箇所を選
定し、疲労強度評価結果に基づき修理／取替／改造を指
示し、次回の測定時期または評価終了を明示する判定機
能が無く、これら検査対象箇所，評価結果，次回測定時
期の情報を効率的に管理するデータベースも無かった。
定し、疲労強度評価結果に基づき修理／取替／改造を指
示し、次回の測定時期または評価終了を明示する判定機
能が無く、これら検査対象箇所，評価結果，次回測定時
期の情報を効率的に管理するデータベースも無かった。
【０００８】本発明の目的は、高サイクル疲労および低
サイクル疲労の要因と外面亀裂進展および内面亀裂進展
の要因とを組合わせ、小口径配管の疲労強度を包括的に
監視／評価／管理できる小口径配管疲労強度評価システ
ムを提供することである。
サイクル疲労の要因と外面亀裂進展および内面亀裂進展
の要因とを組合わせ、小口径配管の疲労強度を包括的に
監視／評価／管理できる小口径配管疲労強度評価システ
ムを提供することである。
【０００９】本発明の他の目的は、配管仕様データおよ
び非破壊検査と振動測定とにより得られる実測データに
基づいて、応力解析，振動解析，疲労解析，疲労評価等
を一貫して実行できる小口径配管疲労強度評価システム
を提供することである。
び非破壊検査と振動測定とにより得られる実測データに
基づいて、応力解析，振動解析，疲労解析，疲労評価等
を一貫して実行できる小口径配管疲労強度評価システム
を提供することである。
【００１０】本発明の別の目的は、ソケット溶接部の非
破壊検査対象箇所を選定し、疲労強度評価結果に基づき
修理／取替／改造を指示し、次回の測定時期または評価
終了を明示する機能を備え、これら検査対象箇所，評価
結果，次回測定時期の情報を効率的に管理するデータベ
ースを有する小口径配管疲労強度評価システムを提供す
ることである。
破壊検査対象箇所を選定し、疲労強度評価結果に基づき
修理／取替／改造を指示し、次回の測定時期または評価
終了を明示する機能を備え、これら検査対象箇所，評価
結果，次回測定時期の情報を効率的に管理するデータベ
ースを有する小口径配管疲労強度評価システムを提供す
ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的およ
び他の目的を達成するために、口径が２Ｂ程度以下の小
口径配管のソケット型溶接継手部分の外面を非破壊検査
する手段と、外面非破壊検査で得られる溶接継手部分の
外面欠陥に基づいて配管外面の疲労強度を解析／評価し
健全性を判定する手段と、配管のソケット型溶接継手部
分の内面を非破壊検査する手段と、配管の振動を測定す
る手段と、配管仕様データと前記振動測 定手段で得られ
た振動加速度または評価用想定加速度とに基づいて、応
力を解析し、振動応力と公称応力（熱応力＋自重応力）
とを算出する配管応力解析手段と、これらの振動応力，
公称応力と配管仕様データと非破壊検査装置で得られた
内面亀裂寸法また評価用想定亀裂寸法とにより、疲労を
解析し、疲労強度減少係数および応力拡大係数変動幅を
算出する疲労解析手段と、疲労強度減少係数および応力
拡大係数変動幅をそれぞれ疲労限界および亀裂進展限界
と比較し、小口径配管の良否を判定する疲労評価手段
と、判定の結果が不健全となった場合に必要な対策を表
示する手段とからなる小口径配管疲労強度評価システム
を提案する。
び他の目的を達成するために、口径が２Ｂ程度以下の小
口径配管のソケット型溶接継手部分の外面を非破壊検査
する手段と、外面非破壊検査で得られる溶接継手部分の
外面欠陥に基づいて配管外面の疲労強度を解析／評価し
健全性を判定する手段と、配管のソケット型溶接継手部
分の内面を非破壊検査する手段と、配管の振動を測定す
る手段と、配管仕様データと前記振動測 定手段で得られ
た振動加速度または評価用想定加速度とに基づいて、応
力を解析し、振動応力と公称応力（熱応力＋自重応力）
とを算出する配管応力解析手段と、これらの振動応力，
公称応力と配管仕様データと非破壊検査装置で得られた
内面亀裂寸法また評価用想定亀裂寸法とにより、疲労を
解析し、疲労強度減少係数および応力拡大係数変動幅を
算出する疲労解析手段と、疲労強度減少係数および応力
拡大係数変動幅をそれぞれ疲労限界および亀裂進展限界
と比較し、小口径配管の良否を判定する疲労評価手段
と、判定の結果が不健全となった場合に必要な対策を表
示する手段とからなる小口径配管疲労強度評価システム
を提案する。
【００１２】本発明は、上記他の目的および別の目的を
達成するために、口径が２Ｂ程度以下の小口径配管のソ
ケット型溶接継手部分の外面を非破壊検査する手段と、
外面非破壊検査で得られる溶接継手部分の外面欠陥に基
づいて配管外面の疲労強度を解析／評価し健全性を判定
する手段と、配管のソケット型溶接継手部分の内面を非
破壊検査する手段と、配管の振動を測定する手段と、内
面非破壊検査で得られる溶接継手部分の内面欠陥および
振動測定結果に基づいて配管内面の疲労強度を解析／評
価し健全性を判定する手段と、判定の結果が不健全とな
った場合に必要な対策を表示する手段と、各非破壊検査
結果と疲労強度解析／評価結果と配管健全性判定結果と
必要な対策とを関連づけて格納するデータベースとから
なる小口径配管疲労強度評価システムを提案する。今後
の参考に供するためには、前記各非破壊検査結果と疲労
強度解析／評価結果と配管健全性判定結果と必要な対策
とを関連づけて格納するデータベースを備えることが望
ましい。
達成するために、口径が２Ｂ程度以下の小口径配管のソ
ケット型溶接継手部分の外面を非破壊検査する手段と、
外面非破壊検査で得られる溶接継手部分の外面欠陥に基
づいて配管外面の疲労強度を解析／評価し健全性を判定
する手段と、配管のソケット型溶接継手部分の内面を非
破壊検査する手段と、配管の振動を測定する手段と、内
面非破壊検査で得られる溶接継手部分の内面欠陥および
振動測定結果に基づいて配管内面の疲労強度を解析／評
価し健全性を判定する手段と、判定の結果が不健全とな
った場合に必要な対策を表示する手段と、各非破壊検査
結果と疲労強度解析／評価結果と配管健全性判定結果と
必要な対策とを関連づけて格納するデータベースとから
なる小口径配管疲労強度評価システムを提案する。今後
の参考に供するためには、前記各非破壊検査結果と疲労
強度解析／評価結果と配管健全性判定結果と必要な対策
とを関連づけて格納するデータベースを備えることが望
ましい。
【００１３】配管外面の疲労強度を解析／評価する手段
は、高サイクル疲労と低サイクル疲労とを併せて解析評
価する手段としてもよいし、溶接継手部分の外面欠陥と
振動測定結果とに基づき、高サイクル疲労と低サイクル
疲労とを分離して解析評価する手段とすることもでき
る。
は、高サイクル疲労と低サイクル疲労とを併せて解析評
価する手段としてもよいし、溶接継手部分の外面欠陥と
振動測定結果とに基づき、高サイクル疲労と低サイクル
疲労とを分離して解析評価する手段とすることもでき
る。
【００１４】一方、配管内面の疲労強度を解析／評価す
る手段は、溶接継手部分の内面欠陥と振動測定結果とに
基づき、高サイクル疲労と低サイクル疲労とを分離して
解析評価する手段とする。
る手段は、溶接継手部分の内面欠陥と振動測定結果とに
基づき、高サイクル疲労と低サイクル疲労とを分離して
解析評価する手段とする。
【００１５】いずれの場合も、前記表示手段には、各ソ
ケット型溶接継手部分について次回測定時期を併せて表
示することも可能である。
ケット型溶接継手部分について次回測定時期を併せて表
示することも可能である。
【００１６】
【作用】本発明において、配管応力解析手順は、配管仕
様データと振動測定装置で得られた振動加速度または評
価用想定加速度とに基づいて、応力を解析し、振動応力
と公称応力（熱応力＋自重応力）とを算出する。
様データと振動測定装置で得られた振動加速度または評
価用想定加速度とに基づいて、応力を解析し、振動応力
と公称応力（熱応力＋自重応力）とを算出する。
【００１７】疲労解析手順は、これらの振動応力，公称
応力と配管仕様データと非破壊検査装置で得られた内面
亀裂寸法また評価用想定亀裂寸法とにより、疲労を解析
し、疲労強度減少係数および応力拡大係数変動幅を算出
する。
応力と配管仕様データと非破壊検査装置で得られた内面
亀裂寸法また評価用想定亀裂寸法とにより、疲労を解析
し、疲労強度減少係数および応力拡大係数変動幅を算出
する。
【００１８】疲労評価手順は、疲労強度減少係数および
応力拡大係数変動幅をそれぞれ疲労限界および亀裂進展
限界と比較し、小口径配管の良否を判定する。
応力拡大係数変動幅をそれぞれ疲労限界および亀裂進展
限界と比較し、小口径配管の良否を判定する。
【００１９】データベースは、疲労強度評価対象箇所の
配管仕様データ，実測データ，評価結果，対策の要否，
対策実施済／未済等の情報を蓄積する。
配管仕様データ，実測データ，評価結果，対策の要否，
対策実施済／未済等の情報を蓄積する。
【００２０】したがって、本発明の小口径配管疲労強度
評価システムは、応力解析手順と振動解析手順と疲労解
析手順と疲労評価手順とデータベース構築手順とからな
る一貫したシステムである。
評価システムは、応力解析手順と振動解析手順と疲労解
析手順と疲労評価手順とデータベース構築手順とからな
る一貫したシステムである。
【００２１】
【実施例】次に、図１ないし図７を参照して、本発明に
よる小口径配管疲労強度評価システムの一実施例を説明
する。
よる小口径配管疲労強度評価システムの一実施例を説明
する。
【００２２】図１は、本発明による小口径配管疲労強度
評価システムの一実施例の装置構成を示すブロック図で
ある。本実施例の小口径配管疲労強度評価システムは、
ディスプレイ１と、キーボード等の入力装置２と、各種
の解析および評価を行なう演算処理装置３と、解析およ
び評価に必要なデータおよび／または処理手順を格納す
る記憶装置４とからなる。演算処理装置３は、処理手順
記憶部３ｂの処理手順を演算部３ａに逐次呼出して実行
する。演算処理装置３の入力部３ｃとデータ出力部３ｄ
と記憶データ呼出し部３ｅとは、入力装置２，ディスプ
レイ１，記憶装置４に対するインタフェイスとなってい
る。演算処理装置３は、解析／評価に必要なデータを入
力装置２または記憶装置４から取り込み、振動解析，疲
労解析および評価を実行する。演算処理装置３は、処理
結果をディスプレイ１に表示させるとともに、記憶装置
４に出力する。
評価システムの一実施例の装置構成を示すブロック図で
ある。本実施例の小口径配管疲労強度評価システムは、
ディスプレイ１と、キーボード等の入力装置２と、各種
の解析および評価を行なう演算処理装置３と、解析およ
び評価に必要なデータおよび／または処理手順を格納す
る記憶装置４とからなる。演算処理装置３は、処理手順
記憶部３ｂの処理手順を演算部３ａに逐次呼出して実行
する。演算処理装置３の入力部３ｃとデータ出力部３ｄ
と記憶データ呼出し部３ｅとは、入力装置２，ディスプ
レイ１，記憶装置４に対するインタフェイスとなってい
る。演算処理装置３は、解析／評価に必要なデータを入
力装置２または記憶装置４から取り込み、振動解析，疲
労解析および評価を実行する。演算処理装置３は、処理
結果をディスプレイ１に表示させるとともに、記憶装置
４に出力する。
【００２３】図２は、本発明による小口径配管疲労強度
評価システムの評価体系の構成を示す系統図である。こ
の小口径配管疲労強度評価システムは、高サイクル疲労
強度評価と低サイクル疲労強度評価、および外面亀裂進
展と内面亀裂進展のすべてを考慮しており、小口径配管
の疲労問題のすべてを包括している。
評価システムの評価体系の構成を示す系統図である。こ
の小口径配管疲労強度評価システムは、高サイクル疲労
強度評価と低サイクル疲労強度評価、および外面亀裂進
展と内面亀裂進展のすべてを考慮しており、小口径配管
の疲労問題のすべてを包括している。
【００２４】高／低サイクルの要因と内／外面亀裂進展
の要因とを組合わせると、４種類の評価手順が考えられ
るが、外面の亀裂進展については、目視試験または浸透
探傷試験による確認が比較的容易かつ確実なことから、
実際には３つの評価手順でよい。すなわち、本実施例
は、高サイクル／低サイクルの外面亀裂進展の評価手順
Ａ５と、高サイクルの内面亀裂進展の評価手順Ｂ６と、
低サイクルの内面亀裂進展の評価手順Ｃ７との３種類の
評価手順を含んでいる。
の要因とを組合わせると、４種類の評価手順が考えられ
るが、外面の亀裂進展については、目視試験または浸透
探傷試験による確認が比較的容易かつ確実なことから、
実際には３つの評価手順でよい。すなわち、本実施例
は、高サイクル／低サイクルの外面亀裂進展の評価手順
Ａ５と、高サイクルの内面亀裂進展の評価手順Ｂ６と、
低サイクルの内面亀裂進展の評価手順Ｃ７との３種類の
評価手順を含んでいる。
【００２５】図３は、本発明による小口径配管疲労強度
評価システムにおける実行手順を示すフローチャートで
ある。このフローチャートは、図２の基本概念に基づ
き、３つの評価手順がどのように実行されるかを示して
いる。まず、ステップ８において、対象範囲を選定し、
３つの評価手順Ａ，Ｂ，Ｃを実行する。これら評価手順
Ａ，Ｂ，Ｃの実行順序には特に制限は無く、また、必要
に応じて、１種類か２種類の評価手順の実行で終了する
こともできる。
評価システムにおける実行手順を示すフローチャートで
ある。このフローチャートは、図２の基本概念に基づ
き、３つの評価手順がどのように実行されるかを示して
いる。まず、ステップ８において、対象範囲を選定し、
３つの評価手順Ａ，Ｂ，Ｃを実行する。これら評価手順
Ａ，Ｂ，Ｃの実行順序には特に制限は無く、また、必要
に応じて、１種類か２種類の評価手順の実行で終了する
こともできる。
【００２６】ステップ８において、高サイクル／低サイ
クルの外面亀裂進展の評価手順Ａを選択すると、ステッ
プ９において、溶接部の外面検査として浸透探傷試験す
なわちpenetrant test,ＰＴや目視試験すなわちvisual
test,ＶＴを実行する。外面の亀裂寸法(欠陥データ)を
入力し、ステップ１３において、高サイクル／低サイク
ルの外面亀裂進展を評価し、小口径配管が健全か否かを
判定する。外面に欠陥が無く小口径配管が健全であれ
ば、評価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１
２に蓄積し、評価を終了する。外面に欠陥が確認され小
口径配管が健全でなければ、ステップ１４において、必
要な対策をディスプレイ１によりオペレータに表示し、
評価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に
蓄積し、評価を終了する。
クルの外面亀裂進展の評価手順Ａを選択すると、ステッ
プ９において、溶接部の外面検査として浸透探傷試験す
なわちpenetrant test,ＰＴや目視試験すなわちvisual
test,ＶＴを実行する。外面の亀裂寸法(欠陥データ)を
入力し、ステップ１３において、高サイクル／低サイク
ルの外面亀裂進展を評価し、小口径配管が健全か否かを
判定する。外面に欠陥が無く小口径配管が健全であれ
ば、評価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１
２に蓄積し、評価を終了する。外面に欠陥が確認され小
口径配管が健全でなければ、ステップ１４において、必
要な対策をディスプレイ１によりオペレータに表示し、
評価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に
蓄積し、評価を終了する。
【００２７】ステップ８において、高サイクルの内面亀
裂進展の評価手順Ｂを選択すると、ステップ１０におい
て、溶接部の内面検査として放射線透過試験すなわちra
dio-graphic test,ＲＴや超音波探傷試験すなわちultra
sonic test,ＵＴを実行し、高サイクル要因による内面
の亀裂寸法を欠陥データとして入力する。一方、ステッ
プ１１において、高サイクル要因による配管の振動を測
定し、ステップ１５において、有限要素法解析プログラ
ム等により、振動応力を求める。ステップ１６におい
て、前記欠陥データと振動応力とから、高サイクル要因
による疲労を解析する。ステップ１７において、疲労解
析の結果に基づき、小口径配管が健全か否かを判定す
る。内面に欠陥が無く、小口径配管が健全であれば、評
価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に蓄
積し、評価を終了する。内面に欠陥が確認され小口径配
管が健全でなければ、ステップ１４において、必要な対
策をディスプレイ１によりオペレータに表示し、評価結
果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に蓄積
し、評価を終了する。
裂進展の評価手順Ｂを選択すると、ステップ１０におい
て、溶接部の内面検査として放射線透過試験すなわちra
dio-graphic test,ＲＴや超音波探傷試験すなわちultra
sonic test,ＵＴを実行し、高サイクル要因による内面
の亀裂寸法を欠陥データとして入力する。一方、ステッ
プ１１において、高サイクル要因による配管の振動を測
定し、ステップ１５において、有限要素法解析プログラ
ム等により、振動応力を求める。ステップ１６におい
て、前記欠陥データと振動応力とから、高サイクル要因
による疲労を解析する。ステップ１７において、疲労解
析の結果に基づき、小口径配管が健全か否かを判定す
る。内面に欠陥が無く、小口径配管が健全であれば、評
価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に蓄
積し、評価を終了する。内面に欠陥が確認され小口径配
管が健全でなければ、ステップ１４において、必要な対
策をディスプレイ１によりオペレータに表示し、評価結
果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に蓄積
し、評価を終了する。
【００２８】ステップ８において、低サイクルの内面亀
裂進展の評価手順Ｃを選択すると、ステップ１０におい
て、溶接部の内面検査として放射線透過試験ＲＴや超音
波探傷試験ＵＴを実行し、低サイクル要因による内面の
亀裂寸法として欠陥データを入力する。一方、ステップ
１１において、低サイクル要因による配管の振動を測定
し、ステップ１５において、有限要素法解析プログラム
等により、熱応力と自重応力との和すなわち公称応力を
求める。ステップ１６において、欠陥データと公称応力
とにより、低サイクル要因による疲労を解析する。ステ
ップ１７において、疲労解析の結果に基づき、小口径配
管が健全か否かを判定する。内面に欠陥が無く、小口径
配管が健全であれば、評価結果を小口径配管疲労強度管
理データベース１２に蓄積し、評価を終了する。内面に
欠陥が確認され小口径配管が健全でなければ、ステップ
１４において、必要な対策をディスプレイ１によりオペ
レータに表示し、評価結果を小口径配管疲労強度管理デ
ータベース１２に蓄積し、評価を終了する。
裂進展の評価手順Ｃを選択すると、ステップ１０におい
て、溶接部の内面検査として放射線透過試験ＲＴや超音
波探傷試験ＵＴを実行し、低サイクル要因による内面の
亀裂寸法として欠陥データを入力する。一方、ステップ
１１において、低サイクル要因による配管の振動を測定
し、ステップ１５において、有限要素法解析プログラム
等により、熱応力と自重応力との和すなわち公称応力を
求める。ステップ１６において、欠陥データと公称応力
とにより、低サイクル要因による疲労を解析する。ステ
ップ１７において、疲労解析の結果に基づき、小口径配
管が健全か否かを判定する。内面に欠陥が無く、小口径
配管が健全であれば、評価結果を小口径配管疲労強度管
理データベース１２に蓄積し、評価を終了する。内面に
欠陥が確認され小口径配管が健全でなければ、ステップ
１４において、必要な対策をディスプレイ１によりオペ
レータに表示し、評価結果を小口径配管疲労強度管理デ
ータベース１２に蓄積し、評価を終了する。
【００２９】図４は、本発明による小口径配管疲労強度
評価システムにおける高サイクルの外面亀裂進展と低サ
イクルの外面亀裂進展とを併せて評価する評価手順Ａを
示すフローチャートである。まず、ステップ８におい
て、評価対象配管すなわち評価範囲を選定し、小口径配
管疲労強度管理データベース１２に登録する。ステップ
９において、溶接部外面の非破壊検査すなわち浸透探傷
試験ＰＴや目視試験ＶＴを実行する。ステップ１３にお
いて、小口径配管の健全性を評価する。ここで欠陥が無
ければ、評価結果を小口径配管疲労強度管理データベー
ス１２に登録して終了する。一方、欠陥が確認されれ
ば、ステップ１４において、必要な対策をディスプレイ
１によりオペレータに指示し、評価結果を小口径配管疲
労強度管理データベース１２に登録して終了する。
評価システムにおける高サイクルの外面亀裂進展と低サ
イクルの外面亀裂進展とを併せて評価する評価手順Ａを
示すフローチャートである。まず、ステップ８におい
て、評価対象配管すなわち評価範囲を選定し、小口径配
管疲労強度管理データベース１２に登録する。ステップ
９において、溶接部外面の非破壊検査すなわち浸透探傷
試験ＰＴや目視試験ＶＴを実行する。ステップ１３にお
いて、小口径配管の健全性を評価する。ここで欠陥が無
ければ、評価結果を小口径配管疲労強度管理データベー
ス１２に登録して終了する。一方、欠陥が確認されれ
ば、ステップ１４において、必要な対策をディスプレイ
１によりオペレータに指示し、評価結果を小口径配管疲
労強度管理データベース１２に登録して終了する。
【００３０】図５は、本発明による小口径配管疲労強度
評価システムにおける評価手順ＢおよびＣに共通な内面
亀裂進展のデータ処理手順を示すフローチャートであ
る。ステップ１８において、配管仕様データ，亀裂寸法
データ，振動測定データ等の評価データを入力する。次
に、ステップ１９において、応力解析，振動解析，疲労
解析を実行する。ステップ２０において、小口径配管の
疲労強度評価手順を実行する。疲労強度評価結果２１
は、ステップ２２において、他の疲労強度評価結果とま
とめられ、疲労強度評価表となる。
評価システムにおける評価手順ＢおよびＣに共通な内面
亀裂進展のデータ処理手順を示すフローチャートであ
る。ステップ１８において、配管仕様データ，亀裂寸法
データ，振動測定データ等の評価データを入力する。次
に、ステップ１９において、応力解析，振動解析，疲労
解析を実行する。ステップ２０において、小口径配管の
疲労強度評価手順を実行する。疲労強度評価結果２１
は、ステップ２２において、他の疲労強度評価結果とま
とめられ、疲労強度評価表となる。
【００３１】なお、データの入出力や応力解析，振動解
析等の解析作業は、例えばエンジニアリングワークステ
ーションで実行され、各種データおよび結果は、エンジ
ニアリングワークステーションから、例えば大型計算機
内に構築された小口径配管疲労強度管理データベース１
２に送られて登録される。
析等の解析作業は、例えばエンジニアリングワークステ
ーションで実行され、各種データおよび結果は、エンジ
ニアリングワークステーションから、例えば大型計算機
内に構築された小口径配管疲労強度管理データベース１
２に送られて登録される。
【００３２】図６は、本発明による小口径配管疲労強度
評価システムにおける高サイクルの内面亀裂進展を評価
する評価手順Ｂを示すフローチャートである。ステップ
８において、評価対象配管すなわち評価範囲を選定す
る。ステップ１１において、配管系の振動を測定する。
ステップ２３において、設計用振動荷重を選定し、ステ
ップ２４において、減衰定数を選定する。ステップ２５
において、前記振動測定値と設計用振動荷重と減衰定数
とにより振動応力を算出する。また、ステップ１０にお
いて、溶接部内面の非破壊検査すなわち放射線透過試験
ＲＴや超音波探傷試験ＵＴを実行する。ステップ２６に
おいて、その欠陥データにより疲労強度減少係数を算定
する。ステップ１７において、算出された振動応力と算
定された疲労強度減少係数とに基づき、小口径配管の健
全性を評価する。健全であれば、評価結果を小口径配管
疲労強度管理データベース１２に登録して終了する。一
方、欠陥が確認されれば、ステップ１４において、必要
な対策をディスプレイ１によりオペレータに指示し、評
価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に登
録して終了する。
評価システムにおける高サイクルの内面亀裂進展を評価
する評価手順Ｂを示すフローチャートである。ステップ
８において、評価対象配管すなわち評価範囲を選定す
る。ステップ１１において、配管系の振動を測定する。
ステップ２３において、設計用振動荷重を選定し、ステ
ップ２４において、減衰定数を選定する。ステップ２５
において、前記振動測定値と設計用振動荷重と減衰定数
とにより振動応力を算出する。また、ステップ１０にお
いて、溶接部内面の非破壊検査すなわち放射線透過試験
ＲＴや超音波探傷試験ＵＴを実行する。ステップ２６に
おいて、その欠陥データにより疲労強度減少係数を算定
する。ステップ１７において、算出された振動応力と算
定された疲労強度減少係数とに基づき、小口径配管の健
全性を評価する。健全であれば、評価結果を小口径配管
疲労強度管理データベース１２に登録して終了する。一
方、欠陥が確認されれば、ステップ１４において、必要
な対策をディスプレイ１によりオペレータに指示し、評
価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に登
録して終了する。
【００３３】図７は、本発明による小口径配管疲労強度
評価システムにおける低サイクルの内面亀裂進展を評価
する評価手順Ｃを示すフローチャートである。ステップ
８において、評価対象配管すなわち評価範囲を選定す
る。次に、ステップ１０において、溶接部内面の非破壊
検査すなわち放射線透過試験ＲＴや超音波探傷試験ＵＴ
を実行する。ステップ２７において、その欠陥データに
より応力拡大係数の変動幅を計算する。ステップ２８に
おいて、配管系の熱応力と自重応力との和すなわち公称
応力を算出する。ステップ１７において、計算された応
力拡大係数の変動幅と算出された公称応力とに基づき、
健全性を評価する。健全であれば、評価結果を小口径配
管疲労強度管理データベース１２に登録して終了する。
一方、欠陥が確認されれば、ステップ１４において、必
要な対策をディスプレイ１によりオペレータに指示し、
評価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に
登録して終了する。
評価システムにおける低サイクルの内面亀裂進展を評価
する評価手順Ｃを示すフローチャートである。ステップ
８において、評価対象配管すなわち評価範囲を選定す
る。次に、ステップ１０において、溶接部内面の非破壊
検査すなわち放射線透過試験ＲＴや超音波探傷試験ＵＴ
を実行する。ステップ２７において、その欠陥データに
より応力拡大係数の変動幅を計算する。ステップ２８に
おいて、配管系の熱応力と自重応力との和すなわち公称
応力を算出する。ステップ１７において、計算された応
力拡大係数の変動幅と算出された公称応力とに基づき、
健全性を評価する。健全であれば、評価結果を小口径配
管疲労強度管理データベース１２に登録して終了する。
一方、欠陥が確認されれば、ステップ１４において、必
要な対策をディスプレイ１によりオペレータに指示し、
評価結果を小口径配管疲労強度管理データベース１２に
登録して終了する。
【００３４】なお、ここでは、評価手順をＡ→Ｂ→Ｃの
順に実行する例を説明したが、必要に応じて、Ａ→Ｃ→
Ｂ，Ｂ→Ａ→Ｃ，Ａ→Ｂ，Ａ→Ｃ，Ｂ→Ａ，Ｃ→Ａ等の
種々の順序で実行してもよいことは明らかであろう。
順に実行する例を説明したが、必要に応じて、Ａ→Ｃ→
Ｂ，Ｂ→Ａ→Ｃ，Ａ→Ｂ，Ａ→Ｃ，Ｂ→Ａ，Ｃ→Ａ等の
種々の順序で実行してもよいことは明らかであろう。
【００３５】また、外面亀裂進展については、図４の処
理手順により、高サイクル疲労強度評価と低サイクル疲
労強度評価とを併せて行なったが、内面亀裂進展の場合
と同様に、高サイクル疲労強度評価と低サイクル疲労強
度評価とを分けて行なうことも可能である。
理手順により、高サイクル疲労強度評価と低サイクル疲
労強度評価とを併せて行なったが、内面亀裂進展の場合
と同様に、高サイクル疲労強度評価と低サイクル疲労強
度評価とを分けて行なうことも可能である。
【００３６】さらに、疲労強度評価結果に基づき修理／
取替／改造を指示するほかに、次回の測定時期または評
価終了を明示する機能を備えることができる。
取替／改造を指示するほかに、次回の測定時期または評
価終了を明示する機能を備えることができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、高サイクル疲労および
低サイクル疲労の要因と外面亀裂進展および内面亀裂進
展の要因とを組合わせ、小口径配管の疲労強度を包括的
に監視／評価／管理できる。
低サイクル疲労の要因と外面亀裂進展および内面亀裂進
展の要因とを組合わせ、小口径配管の疲労強度を包括的
に監視／評価／管理できる。
【００３８】また、配管仕様データおよび非破壊検査と
振動測定とにより得られる実測データに基づいて、応力
解析，振動解析，疲労解析，疲労評価等を一貫して実行
できるので、状況の把握や配管の取替等の迅速かつ的確
な対応が可能となる。
振動測定とにより得られる実測データに基づいて、応力
解析，振動解析，疲労解析，疲労評価等を一貫して実行
できるので、状況の把握や配管の取替等の迅速かつ的確
な対応が可能となる。
【００３９】さらに、ソケット溶接部の非破壊検査対象
箇所を選定し、疲労強度評価結果に基づき修理／取替／
改造を指示し、次回の測定時期または評価終了を明示す
る機能を備え、これら検査対象箇所，評価結果，次回測
定時期の情報を効率的に管理するデータベースを有する
ことから、メンテナンス作業者の負担を軽減できる。
箇所を選定し、疲労強度評価結果に基づき修理／取替／
改造を指示し、次回の測定時期または評価終了を明示す
る機能を備え、これら検査対象箇所，評価結果，次回測
定時期の情報を効率的に管理するデータベースを有する
ことから、メンテナンス作業者の負担を軽減できる。
【図１】本発明による小口径配管疲労強度評価システム
の一実施例の装置構成を示すブロック図である。
の一実施例の装置構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による小口径配管疲労強度評価システム
の評価体系の構成を示す系統図である。
の評価体系の構成を示す系統図である。
【図３】本発明による小口径配管疲労強度評価システム
における実行手順を示すフローチャートである。
における実行手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明による小口径配管疲労強度評価システム
における高サイクル／低サイクルの外面亀裂進展を評価
する評価手順Ａを示すフローチャートである。
における高サイクル／低サイクルの外面亀裂進展を評価
する評価手順Ａを示すフローチャートである。
【図５】本発明による小口径配管疲労強度評価システム
における評価手順ＢおよびＣに共通な内面亀裂進展のデ
ータ処理手順を示すフローチャートである。
における評価手順ＢおよびＣに共通な内面亀裂進展のデ
ータ処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明による小口径配管疲労強度評価システム
における高サイクルの内面亀裂進展を評価する評価手順
Ｂを示すフローチャートである。
における高サイクルの内面亀裂進展を評価する評価手順
Ｂを示すフローチャートである。
【図７】本発明による小口径配管疲労強度評価システム
における低サイクルの内面亀裂進展を評価する評価手順
Ｃを示すフローチャートである。
における低サイクルの内面亀裂進展を評価する評価手順
Ｃを示すフローチャートである。
１ ディスプレイ ２ 入力装置 ３ 演算処理装置 ３ａ 演算部 ３ｂ 処理手順記憶部 ３ｃ 入力部 ３ｄ データ出力部 ３ｅ 記憶データ呼出し部 ４ 記憶装置 ５ 高サイクル／低サイクルの外面亀裂進展評価手順Ａ ６ 高サイクルの内面亀裂進展評価手順Ｂ ７ 低サイクルの内面亀裂進展評価手順Ｃ ８ 対象範囲選定 ９ 溶接部表面検査 １０ 溶接部内面検査 １１ 配管振動測定 １２ 小口径配管疲労強度管理データベース １３ 評価手順Ａの評価 １４ 対策 １５ 有限要素法解析プログラム １６ 解析 １７ 評価手順Ｂ，Ｃの評価 １８ 評価データ １９ 配管応力解析および振動解析 ２０ 疲労解析／評価 ２１ 疲労強度評価結果 ２２ 疲労強度評価結果まとめ表作成 ２３ 設計用振動荷重選定 ２４ 減衰定数選定 ２５ 振動応力算出 ２６ 疲労強度減少係数算出 ２７ 応力拡大係数の変動幅計算 ２８ 公称応力の算出
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 彰 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 鈴木 栄二 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 菱沼 俊博 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−298017（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−256825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 13/00 B23K 31/00 G06F 15/00 G06F 17/30
Claims (6)
- 【請求項１】 口径が２Ｂ程度以下の小口径配管のソケ
ット型溶接継手部分の外面を非破壊検査する手段と、 前記外面非破壊検査で得られる前記溶接継手部分の外面
欠陥に基づいて前記配管外面の疲労強度を解析／評価し
健全性を判定する手段と、 前記配管のソケット型溶接継手部分の内面を非破壊検査
する手段と、 前記配管の振動を測定する手段と、配管仕様データと前記振動測定手段で得られた振動加速
度または評価用想定加速度とに基づいて、応力を解析
し、振動応力と公称応力（熱応力＋自重応力）とを算出
する配管応力解析手段と、 これらの振動応力，公称応力と配管仕様データと非破壊
検査装置で得られた内面亀裂寸法また評価用想定亀裂寸
法とにより、疲労を解析し、疲労強度減少係数および応
力拡大係数変動幅を算出する疲労解析手段と、 疲労強度減少係数および応力拡大係数変動幅をそれぞれ
疲労限界および亀裂進展限界と比較し、小口径配管の良
否を判定する疲労評価手段と、 前記判定の結果が不健全となった場合に必要な対策を表
示する手段とからなる小口径配管疲労強度評価システ
ム。 - 【請求項２】 口径が２Ｂ程度以下の小口径配管のソケ
ット型溶接継手部分の外面を非破壊検査する手段と、 前記外面非破壊検査で得られる前記溶接継手部分の外面
欠陥に基づいて前記配管外面の疲労強度を解析／評価し
健全性を判定する手段と、 前記配管のソケット型溶接継手部分の内面を非破壊検査
する手段と、 前記配管の振動を測定する手段と、 前記内面非破壊検査で得られる前記溶接継手部分の内面
欠陥および前記振動測定結果に基づいて前記配管内面の
疲労強度を解析／評価し健全性を判定する手段と、 前記判定の結果が不健全となった場合に必要な対策を表
示する手段と、 前記各非破壊検査結果と疲労強度解析／評価結果と配管
健全性判定結果と必要な対策とを関連づけて格納するデ
ータベースとからなる小口径配管疲労強度評価システ
ム。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の小口径配管疲
労強度評価システムにおいて、 前記配管外面の疲労強度を解析／評価する手段が、高サ
イクル疲労と低サイクル疲労とを併せて解析評価する手
段であることを特徴とする小口径配管疲労強度評価シス
テム。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載の小口径配管疲
労強度評価システムにおいて、 前記配管外面の疲労強度を解析／評価する手段が、前記
溶接継手部分の外面欠陥と前記振動測定結果とに基づ
き、高サイクル疲労と低サイクル疲労とを分離して解析
評価する手段であることを特徴とする小口径配管疲労強
度評価システム。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか一項に記載
の小口径配管疲労強度評価システムにおいて、 前記配管内面の疲労強度を解析／評価する手段が、前記
溶接継手部分の内面欠陥と前記振動測定結果とに基づ
き、高サイクル疲労と低サイクル疲労とを分離して解析
評価する手段であることを特徴とする小口径配管疲労強
度評価システム。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項に記載
の小口径配管疲労強度評価システムにおいて、 前記表示手段が、各前記ソケット型溶接継手部分につい
て次回測定時期を併せて表示する手段であることを特徴
とする小口径配管疲労強度評価システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05551692A JP3151682B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 小口径配管疲労強度評価システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05551692A JP3151682B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 小口径配管疲労強度評価システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256731A JPH05256731A (ja) | 1993-10-05 |
| JP3151682B2 true JP3151682B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=13000869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05551692A Expired - Fee Related JP3151682B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 小口径配管疲労強度評価システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151682B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007054845A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Ito Yoshihiko | 溶着装置における溶着データ表示装置及びコンピュータプログラム |
| KR100706048B1 (ko) * | 2005-10-07 | 2007-04-13 | 삼성중공업 주식회사 | 용접 이음부의 피로강도 평가 방법 |
| CN103308297B (zh) * | 2013-05-31 | 2015-09-09 | 深圳麦克维尔空调有限公司 | 空调的配管的判定方法 |
| CN104406778B (zh) * | 2014-11-07 | 2018-06-08 | 无锡市钻通工程机械有限公司 | 一种钻杆转速扭矩检测装置 |
| GB2563351B (en) | 2016-02-26 | 2021-07-21 | Nec Corp | Piping diagnostic device, piping diagnostic method, discriminant-problem optimizing device, discriminant-problem optimizing method, criteria distribution ge |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP05551692A patent/JP3151682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256731A (ja) | 1993-10-05 |
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