JP4808189B2 - 余寿命推定方法、余寿命推定システム、コンピュータプログラム、記録媒体 - Google Patents
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T=α/(Ω×ε´) …(1)
なお、式(1)におけるαは定数であり、ε´は累積時間tにおける歪速度であり、図9に示すような、歪と歪速度の関係を縦軸に歪速度の自然対数を、横軸に歪速度をとって示したグラフにおける、歪の増加に対して歪速度の自然対数の値が、略一定な状態から増加に転じた後の、歪に対する歪速度の自然対数の傾きを示す。
T=α/(Ω×ε´) …(1)
α:定数、ε´:累積時間tにおける歪速度
T=α/(Ω×ε´) …(1)
α:定数、ε´:累積時間tにおける歪速度
T=α/(Ω×ε´) …(1)
α:定数、ε´:累積時間tにおける歪速度
また、本発明の記録媒体は、上記のプログラムが記録されていることを特徴とする。
図1は、本実施形態の余寿命推定システム10の構成を示す図である。本実施形態の余寿命推定システム10は、発電所内のボイラ、タービン、及び配管などの高温に曝され、クリープ損傷を生じる部材の余寿命を推定するためのものである。
同図に示すように、余寿命推定システム10は、余寿命の推定の対象となる各部材に取り付けられた複数の歪センサ100と、各歪センサ10の電圧信号を適宜増幅して出力する複数のアンプ110と、各アンプ110から出力された電圧信号をA/D変換する複数の変換部120と、変換部120から歪センサ10における歪の大きさに対応した電圧信号が入力されるコンピュータ200と、から構成される。
歪履歴情報データベース231に記録された情報は、歪履歴情報取得部232より取得することができる。また、後述するように、歪履歴情報記録部230が、新たに歪測定制御部210により測定された歪の値と累積時間とを対として記録する。これにより、歪履歴情報データベース231に記録された累積時間―歪データ{(ti、εi)|i=1、2、…、n}は、所定の時間間隔で更新されることとなる。
まず、ステップ50において、歪測定制御部210が、測定時期になると測定の対象となる歪センサ100からアンプ110及び変換部120を介して送られた測定信号を取得する。
次に、ステップ54において、歪測定制御部210は、校正情報を受信すると、この校正情報に基づき上記取得した測定信号を歪の値に変換する。
まず、ステップ10において、入力部250が、余寿命算出の対象となる部位の指定情報の入力を受け付ける。
次に、ステップ12において、歪履歴情報取得部232が、歪履歴情報データベース231を参照して指定情報に該当する部位にとりけられた歪センサの累積時間―歪データを取得する。
次に、ステップ14において、余寿命算出部240がΩ法により余寿命を算出する。
まず、Ω法では、歪εと歪速度の自然対数ln(ε´)とが対となった歪―歪速度対数データ{(εi、ln(ε´i))|i=1、…、n}が必要となるため、ステップ100において、累積時間―歪データに歪―歪速度対数データ{(εi、ln(ε´i))|i=1、…、n}を算出する。
歪速度の自然対数を算出する方法としては、例えば、以下の式(2)により歪速度の自然対数ln(εi´)を算出する方法などを用いればよい。
T=tr−t=α/(Ω×ε´) …(3)
まず、ステップ102において、入力部250が、ステップ104における歪―歪速度対数データを近似する近似関数を算出する際に必要となる近似幅s及び近似関数を指定する入力を受け付ける。
ステップ110において、x≦i≦kとなる領域の歪―歪速度対数データを{εi、ln(ε´i)|i=x、…、k}を近似する仮の近似直線B´kを算出する。なお、この近似直線をln(ε´i)=uk(εi)とする。
また、ステップ112において、k+1≦i≦nとなる領域の歪―歪速度対数データを{εi、ln(ε´i)|i=k+1、…、n}を近似する仮の近似直線C´kを算出する。なお、この近似直線をln(ε´i)=vk(εi)とする。
次に、ステップ120において、上記算出したΩの値を用いて、式(3)により、余寿命を算出する。なお、式中の定数αは、通常は1.0として計算すればよく、適宜、変更することも可能である。
100 歪センサ
110 アンプ
120 変換部
200 コンピュータ
210 歪測定部
220 校正情報取得部
221 校正情報データベース
230 歪履歴情報記録部
231 歪履歴情報データベース
232 歪履歴情報取得部
240 余寿命算出部
243 判定部
250 入力部
251 画像出力部
252 印刷出力部
253 表示部
260 余寿命情報記録部
261 余寿命情報データベース
262 余寿命情報取得部
Claims (7)
- 高温に曝される部材についての高温に曝された累積時間ti(i=1、…、n)と、前記累積時間tiにおける前記部材の歪εiとが対になった累積時間―歪データが記録された歪履歴情報データベースにアクセス可能なコンピュータにより、前記部材の余寿命を推定する方法であって、
前記コンピュータが、
前記歪履歴情報データベースを参照して、前記累積時間―歪データを取得するステップと、
前記累積時間―歪データに基づき、各累積時間tiにおける歪εiと、歪速度ε´iの自然対数ln(ε´i)とが対となった歪―歪速度対数データ{(εi、ln(ε´i))|i=1、…、n}を算出する歪―歪速度対数データ算出ステップと、
前記歪―歪速度対数データにおいて、前記歪の増加に対して、前記歪速度対数データが増加傾向に転じる歪の値である第1の値εAを算出する第1の値決定ステップと、
前記第1の値εAを超える領域における前記歪―歪速度対数データを近似する近似関数を算出する近似関数算出ステップと、
前記算出した近似関数の前記歪に対する傾きに基づきΩの値を算出するΩ算出ステップと、
前記部材の累積時間tにおける余寿命Tを、前記算出したΩの値を用いて、次式(1)により算出する余寿命算出ステップと、を備え、
前記近似関数算出ステップでは、
歪ε i が前記第1の値ε A 以上の領域の歪―歪速度対数データを{(ε i 、ln(ε´ i ))|i=x、…、n}とした場合に、
k=x+1、…、n−1の各kについて、
i=x、…、kの歪―歪速度対数データを近似する仮の第1の直線関数u k (ε)を算出し、
i=k+1、…、nの歪―歪速度対数データを近似する仮の第2の直線関数v k (ε)を算出し、
前記算出した仮の第1の直線関数u k (ε)と、i=x、…、kの歪―歪速度対数データとの残差の二乗和と、前記算出した仮の第2の直線関数v k (ε)と、i=k+1、…、nの歪―歪速度対数データとの残差の二乗和と、の総和を算出し、
前記算出した各kにおける前記総和が最小となる場合の仮の第1の直線関数u k (ε)及び仮の第2の直線関数v k (ε)を、前記第1の値ε A を超える領域における前記歪―歪速度対数データにおいて、歪εが第1の値ε A 以上第2の値ε B 未満の領域を近似する第1の直線関数及び歪εが前記第2の値ε B 以上の領域を近似する第2の直線関数とし、
前記Ω算出ステップでは、前記第1の直線関数の傾きをΩの値とすることを特徴とする余寿命推定方法。
T=α/(Ω×ε´) …(1)
α:定数、ε´:累積時間tにおける歪速度 - 請求項1記載の余寿命推定方法であって、
前記コンピュータは、前記部材に生じた歪に応じた信号を出力する歪センサが接続されており、
前記歪履歴情報データベースに記録された前記累積時間―歪データは、
前記コンピュータが、前記歪センサより入力された信号に基づき、所定の測定時期ごとに前記部材に生じた歪を測定し、前記測定時期に対応する累積時間tiと、前記歪センサにより測定された歪εiとを対にして、新たに前記歪履歴情報データベースに記録することにより、更新されることを特徴とする余寿命推定方法。 - 請求項1又は2記載の余寿命推定方法であって、
前記第1の値決定ステップでは、
前記歪―歪速度対数データを曲線関数により近似し、
前記近似した曲線関数の傾きが所定の値を超える点における歪の値を前記第1の値εAとすることを特徴とする余寿命推定方法。 - 請求項3記載の余寿命推定方法であって、
前記曲線関数は、各iにおけるεiと値が近い所定の数の前記歪―歪速度対数データ{(εi、ln(ε´i)|i=1、…、n}を近似する曲線関数fi(εi)の集合であることを特徴する余寿命推定方法。 - 高温に曝される部材の余寿命を推定するシステムであって、
前記部材についての高温に曝された累積時間ti(i=1、…、n)と、前記累積時間tiにおける前記部材の歪εiとが対になった累積時間―歪データが記録された歪履歴情報データベースと、
前記歪履歴情報データベースを参照して、前記累積時間―歪データを取得するデータ取得手段と、
前記累積時間―歪データに基づき、各累積時間tiにおける歪εiと、歪速度ε´iの自然対数ln(ε´i)とが対となった歪―歪速度対数データ{(εi、ln(ε´i))|i=1、…、n}を算出する歪―歪速度対数データ算出手段と、
前記歪―歪速度対数データにおいて、前記歪の増加に対して、前記歪速度対数データが増加傾向に転じる歪の値である第1の値εAを算出する第1の値算出手段と、
前記第1の値εAを超える領域における前記歪―歪速度対数データを近似する近似関数を算出する近似関数算出手段と、
前記算出した近似関数の前記歪に対する傾きに基づきΩの値を算出するΩ算出手段と、
前記部材の累積時間tにおける余寿命Tを、前記算出したΩの値を用いて、下式(1)により算出する余寿命算出手段と、を備え、
前記近似関数算出手段は、
歪ε i が前記第1の値ε A 以上の領域の歪―歪速度対数データを{(ε i 、ln(ε´ i ))|i=x、…、n}とした場合に、
k=x+1、…、n−1の各kについて、
i=x、…、kの歪―歪速度対数データを近似する仮の第1の直線関数u k (ε)を算出し、
i=k+1、…、nの歪―歪速度対数データを近似する仮の第2の直線関数v k (ε)を算出し、
前記算出した仮の第1の直線関数u k (ε)と、i=x、…、kの歪―歪速度対数データとの残差の二乗和と、前記算出した仮の第2の直線関数v k (ε)と、i=k+1、…、nの歪―歪速度対数データとの残差の二乗和と、の総和を算出し、
前記算出した各kにおける前記総和が最小となる場合の仮の第1の直線関数u k (ε)及び仮の第2の直線関数v k (ε)を、前記第1の値ε A を超える領域における前記歪―歪速度対数データにおいて、歪εが第1の値ε A 以上第2の値ε B 未満の領域を近似する第1の直線関数及び歪εが前記第2の値ε B 以上の領域を近似する第2の直線関数とし、
前記Ω算出手段は、前記第1の直線関数の傾きをΩの値とすることを特徴とする余寿命推定システム。
T=α/(Ω×ε´) …(1)
α:定数、ε´:累積時間tにおける歪速度 - 高温に曝される部材についての高温に曝された累積時間ti(i=1、…、n)と、前記累積時間tiにおける前記部材の歪εiとが対になった累積時間―歪データが記録された歪履歴情報データベースにアクセス可能なコンピュータにより、前記部材の余寿命を推定するためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記歪履歴情報データベースを参照して、前記累積時間―歪データを取得するステップと、
前記累積時間―歪データに基づき、各累積時間tiにおける歪εiと、歪速度ε´iの自然対数ln(ε´i)とが対となった歪―歪速度対数データ{(εi、ln(ε´i))|i=1、…、n}を算出する歪―歪速度対数データ算出ステップと、
前記歪―歪速度対数データにおいて、前記歪の増加に対して、前記歪速度対数データが増加傾向に転じる歪の値である第1の値εAを算出する第1の値決定ステップと、
前記第1の値εAを超える領域における前記歪―歪速度対数データを近似する近似関数を算出する近似関数算出ステップと、
前記算出した近似関数の前記歪に対する傾きに基づきΩの値を算出するΩ算出ステップと、
前記部材の累積時間tにおける余寿命Tを、前記算出したΩの値を用いて、下式(1)により算出する余寿命算出ステップと、を実行させ、
前記近似関数算出ステップでは、
歪ε i が前記第1の値ε A 以上の領域の歪―歪速度対数データを{(ε i 、ln(ε´ i ))|i=x、…、n}とした場合に、
k=x+1、…、n−1の各kについて、
i=x、…、kの歪―歪速度対数データを近似する仮の第1の直線関数u k (ε)を算出し、
i=k+1、…、nの歪―歪速度対数データを近似する仮の第2の直線関数v k (ε)を算出し、
前記算出した仮の第1の直線関数u k (ε)と、i=x、…、kの歪―歪速度対数データとの残差の二乗和と、前記算出した仮の第2の直線関数v k (ε)と、i=k+1、…、nの歪―歪速度対数データとの残差の二乗和と、の総和を算出し、
前記算出した各kにおける前記総和が最小となる場合の仮の第1の直線関数u k (ε)及び仮の第2の直線関数v k (ε)を、前記第1の値ε A を超える領域における前記歪―歪速度対数データにおいて、歪εが第1の値ε A 以上第2の値ε B 未満の領域を近似する第1の直線関数及び歪εが前記第2の値ε B 以上の領域を近似する第2の直線関数とし、
前記Ω算出ステップでは、前記第1の直線関数の傾きをΩの値として処理することを特徴とするコンピュータプログラム。
T=α/(Ω×ε´) …(1)
α:定数、ε´:累積時間tにおける歪速度 - 請求項6記載のコンピュータプログラムが記録された記録媒体。
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