JP3334070B2 - ガスタービン高温部品のクリープ寿命推定方法 - Google Patents
ガスタービン高温部品のクリープ寿命推定方法Info
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- JP3334070B2 JP3334070B2 JP27941696A JP27941696A JP3334070B2 JP 3334070 B2 JP3334070 B2 JP 3334070B2 JP 27941696 A JP27941696 A JP 27941696A JP 27941696 A JP27941696 A JP 27941696A JP 3334070 B2 JP3334070 B2 JP 3334070B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温で使用される
析出強化型合金製のガスタービン部品の寿命評価方法に
関する。
析出強化型合金製のガスタービン部品の寿命評価方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガスタービン高温部品のクリープ
寿命はクリープ破断までに要する時間をもとに決められ
てきた。クリープ破断時間を推定する方法としては、ラ
ルソンミラー法（Ｐ＝Ｔlog(ｔr＋20)×10~3）などの温
度時間パラメータ法が用いられてきた。これらの方法で
は、クリープ破断時間は温度および応力の関数として評
価されるため、使用条件における温度および応力がわか
れば、クリープ破断時間はこれらの方法を用いて推定で
きる。また、精密な高温機器においては、微量なクリー
プ変形によって、機器としての性能および安全性が確保
できなくなるため、クリープ寿命は破断時間だけではな
く変形量によって決められる必要がある。そのために
は、使用に伴うクリープ変形量を推定する必要がある。
クリープ変形量は、一般的に温度、時間および応力の関
数として評価されるため、使用条件における温度、時間
および応力が分かれば許容ひずみに達する時間、また推
定されたクリープ破断時間より機器の寿命が決定でき
る。
寿命はクリープ破断までに要する時間をもとに決められ
てきた。クリープ破断時間を推定する方法としては、ラ
ルソンミラー法（Ｐ＝Ｔlog(ｔr＋20)×10~3）などの温
度時間パラメータ法が用いられてきた。これらの方法で
は、クリープ破断時間は温度および応力の関数として評
価されるため、使用条件における温度および応力がわか
れば、クリープ破断時間はこれらの方法を用いて推定で
きる。また、精密な高温機器においては、微量なクリー
プ変形によって、機器としての性能および安全性が確保
できなくなるため、クリープ寿命は破断時間だけではな
く変形量によって決められる必要がある。そのために
は、使用に伴うクリープ変形量を推定する必要がある。
クリープ変形量は、一般的に温度、時間および応力の関
数として評価されるため、使用条件における温度、時間
および応力が分かれば許容ひずみに達する時間、また推
定されたクリープ破断時間より機器の寿命が決定でき
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービンでは、複
雑な冷却を行っており、また燃焼器やタービン翼など個
々の機器の運転状況の違いから使用温度を正確に把握す
ることが困難である。材料のクリープ寿命は温度に大き
く依存するため、従来の方法では機器の寿命が決定でき
ない。
雑な冷却を行っており、また燃焼器やタービン翼など個
々の機器の運転状況の違いから使用温度を正確に把握す
ることが困難である。材料のクリープ寿命は温度に大き
く依存するため、従来の方法では機器の寿命が決定でき
ない。
【０００４】本発明の目的は、析出強化型合金製部品
で、使用温度を正確に把握できないガスタービン部品の
寿命を、該部品の使用応力と合金の析出物粒径の時間的
変化とをもとに評価する方法を提供することにある。
で、使用温度を正確に把握できないガスタービン部品の
寿命を、該部品の使用応力と合金の析出物粒径の時間的
変化とをもとに評価する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】高温機器の使用中に起こ
る析出物の粗大化現象は、クリープ損傷と同じ機構によ
って律速されるため、これらの進行速度の温度依存性は
ほぼ等しいことが知られている。すなわち、ある運転時
間(ｔ)後の高温機器の析出物粒径をｄ、運転前の初期の
析出物粒径をｄoとすれば、(ｄ3−ｄo3)がｔに比例す
る。本発明ではこの点に着目した。その結果、一定期間
使用後に測定可能である析出物の平均粒径を指標とする
ことによって、使用温度未知であるガスタービン高温部
品のクリープ寿命推定を可能とした。その方法は以下の
通りである。
る析出物の粗大化現象は、クリープ損傷と同じ機構によ
って律速されるため、これらの進行速度の温度依存性は
ほぼ等しいことが知られている。すなわち、ある運転時
間(ｔ)後の高温機器の析出物粒径をｄ、運転前の初期の
析出物粒径をｄoとすれば、(ｄ3−ｄo3)がｔに比例す
る。本発明ではこの点に着目した。その結果、一定期間
使用後に測定可能である析出物の平均粒径を指標とする
ことによって、使用温度未知であるガスタービン高温部
品のクリープ寿命推定を可能とした。その方法は以下の
通りである。
【０００６】ステップ(1)：実機に用いられている析出
強化型合金の未使用材について、ガスタービンが使用時
に曝される温度範囲およびガスタービン部品に負荷され
る応力範囲から適宜選択した種々の温度および種々の応
力でクリープ試験を行い、クリープ破断材の析出物平均
粒径(ｄr)を測定する。この測定結果を応力(σ)と(ｄr3
-ｄo3)の１／３乗との関係でプロットし、(1)式をあて
はめて、定数Ｃ1および定数ｎ1を決定する。ここで、
(ｄo)は初期平均粒径である。なお温度および応力の組
合せた最少限２条件下のクリープ試験で定数Ｃ1および
定数ｎ1を求めることができるが、より多くの条件でク
リープ試験でＣ1およびｎ1を求め、それぞれ最小二乗法
により確度の高い値を求める。
強化型合金の未使用材について、ガスタービンが使用時
に曝される温度範囲およびガスタービン部品に負荷され
る応力範囲から適宜選択した種々の温度および種々の応
力でクリープ試験を行い、クリープ破断材の析出物平均
粒径(ｄr)を測定する。この測定結果を応力(σ)と(ｄr3
-ｄo3)の１／３乗との関係でプロットし、(1)式をあて
はめて、定数Ｃ1および定数ｎ1を決定する。ここで、
(ｄo)は初期平均粒径である。なお温度および応力の組
合せた最少限２条件下のクリープ試験で定数Ｃ1および
定数ｎ1を求めることができるが、より多くの条件でク
リープ試験でＣ1およびｎ1を求め、それぞれ最小二乗法
により確度の高い値を求める。
【０００７】
【数６】
【０００８】ステップ(2)：実機に用いられている析出
強化型合金の未使用材について、ガスタービンが使用温
度範囲およびガスタービン部品の使用応力範囲から適宜
選択した種々の温度および種々の応力でクリープ試験を
行い、種々の時間で試験を中断し、その度に試験材中の
析出物平均粒径(ｄi)、母相に対する析出物面積率(Ｆi)
およびクリープひずみ(εi)を測定する。この測定結果
を、０.４１2((π/Ｆi)1/2−２)2・（ｄ4-ｄo4）とクリ
ープひずみ(εi)との関係で各応力ごとにプロットし、
(2)式をあてはめ、各応力ごとに定数Ｃ2を決定する。
強化型合金の未使用材について、ガスタービンが使用温
度範囲およびガスタービン部品の使用応力範囲から適宜
選択した種々の温度および種々の応力でクリープ試験を
行い、種々の時間で試験を中断し、その度に試験材中の
析出物平均粒径(ｄi)、母相に対する析出物面積率(Ｆi)
およびクリープひずみ(εi)を測定する。この測定結果
を、０.４１2((π/Ｆi)1/2−２)2・（ｄ4-ｄo4）とクリ
ープひずみ(εi)との関係で各応力ごとにプロットし、
(2)式をあてはめ、各応力ごとに定数Ｃ2を決定する。
【０００９】
【数７】
【００１０】ステップ(3)：応力(σ)と定数Ｃ2との関係
を対数プロットし、その傾きおよび切片より次式の定数
ｎ2およびＣ3を決定する。
を対数プロットし、その傾きおよび切片より次式の定数
ｎ2およびＣ3を決定する。
【００１１】
【数８】
【００１２】ステップ(4)：一方、析出強化型合金から
なり一定期間（運転時間(ｔop)）使用したガスタービン
高温部品について、析出物平均粒径(ｄop)および析出物
の母相に対する面積率(Ｆop)を測定し、この測定した析
出物平均粒径(ｄop)および運転時間(ｔop)から(4)式に
より、使用条件における析出物粗大化速度(ｋop)を算出
する。 ｋop＝(ｄop3−ｄo3)/ｔop …(4) ステップ(5)：(4)式で算出した粗大化速度(ｋop)を用い
て(5)式により、運転時間(ｔ)と析出物平均粒径(ｄ)と
の関係を推定する。
なり一定期間（運転時間(ｔop)）使用したガスタービン
高温部品について、析出物平均粒径(ｄop)および析出物
の母相に対する面積率(Ｆop)を測定し、この測定した析
出物平均粒径(ｄop)および運転時間(ｔop)から(4)式に
より、使用条件における析出物粗大化速度(ｋop)を算出
する。 ｋop＝(ｄop3−ｄo3)/ｔop …(4) ステップ(5)：(4)式で算出した粗大化速度(ｋop)を用い
て(5)式により、運転時間(ｔ)と析出物平均粒径(ｄ)と
の関係を推定する。
【００１３】
【数９】
【００１４】ステップ(6)：(4)式で算出した析出物平均
粒径(ｄ)を(6)式に代入し、クリープ損傷率(φ)の時間
的変化を推定する。なお、クリープ損傷率が１００％と
なるクリープ破断時の(ｄr)はステップ(1)の測定結果を
用いて、応力値(σ)はそのガスタービン高温部品の設計
応力より決定する。 φ＝１００×(ｄ3-ｄo3)/(ｄr3-ｄo3) …(6) ステップ(7)：一定期間(ｔop)運転した部品で測定した
析出物面積率(Ｆop)および (5)式により算出した析出物
平均粒径(ｄ)を代入し、ガスタービン高温部品のクリー
プひずみ(ε)の時間的変化を推定する。
粒径(ｄ)を(6)式に代入し、クリープ損傷率(φ)の時間
的変化を推定する。なお、クリープ損傷率が１００％と
なるクリープ破断時の(ｄr)はステップ(1)の測定結果を
用いて、応力値(σ)はそのガスタービン高温部品の設計
応力より決定する。 φ＝１００×(ｄ3-ｄo3)/(ｄr3-ｄo3) …(6) ステップ(7)：一定期間(ｔop)運転した部品で測定した
析出物面積率(Ｆop)および (5)式により算出した析出物
平均粒径(ｄ)を代入し、ガスタービン高温部品のクリー
プひずみ(ε)の時間的変化を推定する。
【００１５】
【数１０】
【００１６】ステップ(8)：使用限界クリープ損傷率に
達する時間および使用限界クリープひずみに達する時間
をステップ(6)、(7)の結果より求め、短い方をそのガス
タービン高温部品のクリープ寿命とする。
達する時間および使用限界クリープひずみに達する時間
をステップ(6)、(7)の結果より求め、短い方をそのガス
タービン高温部品のクリープ寿命とする。
【００１７】なお、一定期間運転した機器に本発明の寿
命推定方法を適用するためには、ガスタービンの定期点
検時に実機の組織をレプリカ法あるいは抽出破壊調査に
よって採取し、走査型電子顕微鏡(SEM)等による像につ
いて画像解析を行うことによって析出物平均粒径および
面積率を測定する。この結果より、その部位のクリープ
ひずみ量の時間的変化および破断時間に対するクリープ
損傷率の時間的変化を推定し、これらの使用限界値に達
する時間より機器の寿命を推定する。
命推定方法を適用するためには、ガスタービンの定期点
検時に実機の組織をレプリカ法あるいは抽出破壊調査に
よって採取し、走査型電子顕微鏡(SEM)等による像につ
いて画像解析を行うことによって析出物平均粒径および
面積率を測定する。この結果より、その部位のクリープ
ひずみ量の時間的変化および破断時間に対するクリープ
損傷率の時間的変化を推定し、これらの使用限界値に達
する時間より機器の寿命を推定する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるガスタービン
高温部品のクリープ寿命推定方法を検証するために、応
力(σ)４kgf/mm2を付加した約６mmΦの丸棒部材に対し
て本発明を適用し、寿命評価を行った例を示す。この丸
棒部材は一定期間運転したガスタービン部品に対応する
ものである。なお、試料温度は８００℃であったが、評
価を行う上では未知であるとした。なお、この部材の許
容クリープ損傷率（クリープ破断時間に対する使用限界
時間の割合）はタービン部品について一般に適用される
５０％とし、そして許容クリープひずみ量は部品の寸法
精度から１％とした。
高温部品のクリープ寿命推定方法を検証するために、応
力(σ)４kgf/mm2を付加した約６mmΦの丸棒部材に対し
て本発明を適用し、寿命評価を行った例を示す。この丸
棒部材は一定期間運転したガスタービン部品に対応する
ものである。なお、試料温度は８００℃であったが、評
価を行う上では未知であるとした。なお、この部材の許
容クリープ損傷率（クリープ破断時間に対する使用限界
時間の割合）はタービン部品について一般に適用される
５０％とし、そして許容クリープひずみ量は部品の寸法
精度から１％とした。
【００１９】
【表１】
【００２０】ステップ(1)：表１に示した組成で析出物
Ｎｉ3(Ａｌ，Ｔｉ)を有する析出強化型合金からなる試
験片を用いて、ガスタービン運転時に生じる種々の温度
および種々の応力を設定してクリープ試験を行い、クリ
ープ破断材の析出物平均粒径(ｄr)を測定した。ここで
は、設定温度は７５０〜８５０℃で５種類とし、設定応
力は４.５〜１０.８ kgf/mmで４種類とした。図１はこ
の測定結果を応力(σ)と(ｄr3−ｄo3)の１／３乗根との
関係でプロットしたものを示す。これらの数値を(1)式
にあてはめて、定数Ｃ1およびｎ1を算出して、Ｃ1＝１.
４４６１、ｎ1＝０.９７８１と決定した。なお、初期の
析出物平均粒径(ｄo)は０.０２μmであった。
Ｎｉ3(Ａｌ，Ｔｉ)を有する析出強化型合金からなる試
験片を用いて、ガスタービン運転時に生じる種々の温度
および種々の応力を設定してクリープ試験を行い、クリ
ープ破断材の析出物平均粒径(ｄr)を測定した。ここで
は、設定温度は７５０〜８５０℃で５種類とし、設定応
力は４.５〜１０.８ kgf/mmで４種類とした。図１はこ
の測定結果を応力(σ)と(ｄr3−ｄo3)の１／３乗根との
関係でプロットしたものを示す。これらの数値を(1)式
にあてはめて、定数Ｃ1およびｎ1を算出して、Ｃ1＝１.
４４６１、ｎ1＝０.９７８１と決定した。なお、初期の
析出物平均粒径(ｄo)は０.０２μmであった。
【００２１】
【数１１】
【００２２】ステップ(2)：この析出強化型合金につい
て、上記５種類の温度で種々の応力(４.５、６.５、９.
５ kgf/mm2)でクリープ試験を行い、１００〜３２００
時間から選んだ５種類の時間で試験を中断し、各中断時
のクリープひずみ(εi)、試験片の析出物平均粒径(ｄi)
および析出物断面率(Ｆi)を測定した。図２は、この測
定結果を０.４１2((πＦ)1/2−２)2（ｄi4−ｄo4）とク
リープひずみ(εi)との関係で、各応力(σ)ごとにプロ
ットしたもので、(2)式をあてはめ、各応力ごとに定数
Ｃ2を決定した。
て、上記５種類の温度で種々の応力(４.５、６.５、９.
５ kgf/mm2)でクリープ試験を行い、１００〜３２００
時間から選んだ５種類の時間で試験を中断し、各中断時
のクリープひずみ(εi)、試験片の析出物平均粒径(ｄi)
および析出物断面率(Ｆi)を測定した。図２は、この測
定結果を０.４１2((πＦ)1/2−２)2（ｄi4−ｄo4）とク
リープひずみ(εi)との関係で、各応力(σ)ごとにプロ
ットしたもので、(2)式をあてはめ、各応力ごとに定数
Ｃ2を決定した。
【００２３】
【数１２】
【００２４】ステップ(3)：図３に示すように応力(σ)
値と定数Ｃ2の関係を対数プロットして、その傾きおよ
び切片より(3)式の定数Ｃ3および定数ｎ2を求めて、そ
れぞれＣ3＝０.２３９９、ｎ2＝３.９０８９と決定し
た。
値と定数Ｃ2の関係を対数プロットして、その傾きおよ
び切片より(3)式の定数Ｃ3および定数ｎ2を求めて、そ
れぞれＣ3＝０.２３９９、ｎ2＝３.９０８９と決定し
た。
【００２５】
【数１３】
【００２６】ステップ(4)：上記丸棒試験片に、５００
０時間（ｔop）荷重を付加した後、試験を中断し、試料
表面を研磨後エッチングを施し、レプリカによって組織
を転写した。このレプリカに白金蒸着を施し、SEMによ
って観察した。この時のSEM像を図４に示す。この像を
画像解析装置に取り込み、析出物平均粒径(ｄop)および
析出物の母相に対する面積率(Ｆop)を測定した。この結
果は、ｄop＝０.２２μmであり、Ｆop＝０.０８であっ
た。この結果、析出物粗大化速度（ｋop）は(4)式よ
り、２.１３×１０~6（μm3/h）と算出された。
０時間（ｔop）荷重を付加した後、試験を中断し、試料
表面を研磨後エッチングを施し、レプリカによって組織
を転写した。このレプリカに白金蒸着を施し、SEMによ
って観察した。この時のSEM像を図４に示す。この像を
画像解析装置に取り込み、析出物平均粒径(ｄop)および
析出物の母相に対する面積率(Ｆop)を測定した。この結
果は、ｄop＝０.２２μmであり、Ｆop＝０.０８であっ
た。この結果、析出物粗大化速度（ｋop）は(4)式よ
り、２.１３×１０~6（μm3/h）と算出された。
【００２７】ｋop＝(ｄop3-ｄo3)/ｔop ……(4) ステップ(5)：(4)式により算出した粗大化速度(ｋop)を
用いて(5)式により、運転時間(ｔ)と析出物平均粒径
(ｄ)の関係を図５のように求めた。
用いて(5)式により、運転時間(ｔ)と析出物平均粒径
(ｄ)の関係を図５のように求めた。
【００２８】
【数１４】
【００２９】ステップ(6)：(5)式で算出した析出物平均
粒径(ｄ)およびステップ(1)で求めたクリープ破断材の
析出物平均粒径(ｄr)、初期の析出物平均粒径(ｄo)を代
入して、試験応力(σ)＝４kgf/mm2におけるクリープ損
傷率(φ)の時間的変化を図６のように求めた。なお、実
機の場合には、応力(σ)は部品の設計応力を適用するこ
とになる。
粒径(ｄ)およびステップ(1)で求めたクリープ破断材の
析出物平均粒径(ｄr)、初期の析出物平均粒径(ｄo)を代
入して、試験応力(σ)＝４kgf/mm2におけるクリープ損
傷率(φ)の時間的変化を図６のように求めた。なお、実
機の場合には、応力(σ)は部品の設計応力を適用するこ
とになる。
【００３０】 φ=１００×(ｄ3-ｄo3)/(ｄr3-ｄo3) ……(6) ステップ(7)：ステップ(4)のクリープ試験中断時(ｔop
＝５０００時間)に測定した析出物面積率(Ｆop)および
(5)式で算出した析出物平均粒径(ｄ)を(7)式に代入し、
クリープひずみ(ε)の時間的変化を図７のように推定し
た。
＝５０００時間)に測定した析出物面積率(Ｆop)および
(5)式で算出した析出物平均粒径(ｄ)を(7)式に代入し、
クリープひずみ(ε)の時間的変化を図７のように推定し
た。
【００３１】
【数１５】
【００３２】(8)以上の結果から、使用限界クリープ損
傷率を５０％とすると、この損傷率に達する時間は図６
より１２，０００時間となる。また、使用限界クリープ
ひずみを１％とすると、このひずみに達する時間は図７
より１０，０００時間と推定される。短い方をその部位
のクリープ寿命とすると、上記丸棒部材（ガスタービン
高温部品）のクリープ寿命を１０，０００時間と求める
ことができる。
傷率を５０％とすると、この損傷率に達する時間は図６
より１２，０００時間となる。また、使用限界クリープ
ひずみを１％とすると、このひずみに達する時間は図７
より１０，０００時間と推定される。短い方をその部位
のクリープ寿命とすると、上記丸棒部材（ガスタービン
高温部品）のクリープ寿命を１０，０００時間と求める
ことができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、ガスタービン部品のク
リープ寿命を、該部品を構成する析出強化型合金におけ
る析出物粒子の時間的変化および使用応力とから推定す
るので、使用温度を正確に把握できない部品の推定寿命
をより精度よく推定でき、したがってガスタービンのラ
ンニングコストの低減と信頼性の向上とを共に図ること
ができる。
リープ寿命を、該部品を構成する析出強化型合金におけ
る析出物粒子の時間的変化および使用応力とから推定す
るので、使用温度を正確に把握できない部品の推定寿命
をより精度よく推定でき、したがってガスタービンのラ
ンニングコストの低減と信頼性の向上とを共に図ること
ができる。
【図１】本発明のクリープ寿命推定方法における材料定
数の決定(１)を示す図である。
数の決定(１)を示す図である。
【図２】本発明のクリープ寿命推定方法における材料定
数の決定(２)を示す図である。
数の決定(２)を示す図である。
【図３】本発明のクリープ寿命推定方法における材料定
数の決定(３)を示す図である。
数の決定(３)を示す図である。
【図４】高温で長時間にわたり応力負荷がかけられたニ
ッケル基析出強化型合金のSEM像を描写した図である。
ッケル基析出強化型合金のSEM像を描写した図である。
【図５】析出強化型合金の析出物平均粒径の時間的変化
を推定する線図である。
を推定する線図である。
【図６】析出強化型合金のクリープ損傷率の時間的変化
を推定する線図である。
を推定する線図である。
【図７】析出強化型合金のクリープひずみの時間的変化
を推定する線図である。
を推定する線図である。
１ 母相 ２ 析出物粒子 ３ 結晶粒界
フロントページの続き (72)発明者 土井 裕之 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 熊田 和彦 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 金谷 章宏 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82 号 九州電力株式会社 総合研究所 エ ネルギー研究室内 (72)発明者 早川 弘之 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82 号 九州電力株式会社 総合研究所 エ ネルギー研究室内 (72)発明者 渡邉 肇 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82 号 九州電力株式会社 総合研究所 エ ネルギー研究室内 審査官 竹中 靖典 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 33/20 G01M 13/00
Claims (2)
- 【請求項１】 析出強化型合金からなるガスタービン高
温部品の寿命推定方法であって、以下に示す(1)〜(8)の
ステップからなるガスタービン高温部品寿命推定方法。 (1)実機に用いた析出強化型合金の未使用材からなる試
験片を用いて、ガスタービンの使用温度範囲およびガス
タービン高温部品の使用応力範囲から適宜選択した種々
の温度および種々の応力(σ)でクリープ破断試験を行
い、未使用材の析出物の初期平均粒径(ｄo)と共に、破
断した試験片中の析出物の平均粒径(ｄr)を測定し、こ
れらｄo、ｄrおよびσから、(1)式により定数Ｃ1および
定数ｎ1を決定する。 【数１】 (2)実機に用いた析出強化型合金の未使用材からなる試
験片を用いて、ガスタービンの使用温度範囲およびガス
タービン高温部品の使用応力範囲から適宜選択した種々
の温度および種々の応力（σ）でクリープ試験を行い、
種々の時間で試験を中断し、各中断時の試験片のクリー
プひずみ(εi)及び該試験片中の析出物の平均粒径(ｄi)
および母相に対する析出物面積率(Ｆi)を測定し、ｄi、
εiおよびＦiと初期平均粒径(ｄo)から(2)式により各応
力ごとに定数Ｃ2を決定する。 【数２】 (3)各応力(σ)ごとに、応力(σ)および定数Ｃ2から(3)
式により定数Ｃ3および定数ｎ2を決定する。 【数３】 (4)析出強化型合金からなり、ある運転時間(ｔop)使用
したガスタービン高温部品の析出物平均粒径(ｄop)およ
び析出物面積率(Ｆop)を測定し、これらｄopおよびｔop
から(4)式により使用条件における析出物粗大化速度(ｋ
op)を算出する。 ｋop＝(ｄop3-ｄo3)/ｔop (4) (5)析出物粗大化速度(ｋop)から(5)式により、運転時間
(ｔ)と析出物平均粒径(ｄ)の関係を推定する。 【数４】 (6) (5)式で求めた析出物平均粒径(ｄ)、破断試験片の
析出物平均粒径(ｄr)、析出物の初期平均粒径(ｄo)から
(6)式により、クリープ損傷率(φ)の時間的変化を求め
る。 φ＝１００×(ｄ3-ｄo3)／(ｄr3-ｄo3) (6) (7)析出物面積率(Ｆop)および析出物平均粒径(ｄ)から
(7)式により、使用したガスタービン高温部品のクリー
プひずみ(ε)の時間的変化を推定する。 【数５】 (8)クリープひずみ(ε)およびクリープ損傷率(φ)の時
間変化から、使用限界クリープひずみに達する時間およ
び使用限界クリープ損傷率に達する時間を算出し、短い
方の時間をガスタービン高温部品のクリープ寿命とす
る。 - 【請求項２】 定数Ｃ1、定数ｎ1および定数ｎ2を最小
二乗法により求めることを特徴とする請求項１記載のガ
スタービン高温部品寿命推定方法。
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|---|---|---|---|
| JP27941696A JP3334070B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | ガスタービン高温部品のクリープ寿命推定方法 |
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|---|---|---|---|
| JP27941696A JP3334070B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | ガスタービン高温部品のクリープ寿命推定方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH10123123A JPH10123123A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3334070B2 true JP3334070B2 (ja) | 2002-10-15 |
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| JP27941696A Expired - Fee Related JP3334070B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | ガスタービン高温部品のクリープ寿命推定方法 |
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| JP (1) | JP3334070B2 (ja) |
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- 1996-10-22 JP JP27941696A patent/JP3334070B2/ja not_active Expired - Fee Related
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