JP6853212B2 - Inspection method for heat-resistant materials - Google Patents

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Description

本開示は、耐熱部材の検査方法に関する。 The present disclosure relates to a method for inspecting heat-resistant members.

ボイラ等の高熱機器に使用される鋼材の寿命を評価するために、鋼材の使用温度を鋼材表面の組織の状態に基づいて推定することが行われている。例えば特許文献1には、析出物の平均粒子間距離と温度・時間パラメータとの関係を予め求めておき、検査対象の鋼材における析出物の平均粒子間距離から使用温度を推定する方法が開示されている。
また、例えば特許文献2には、析出物が単位面積中に占める面積率、個数密度あるいは平均サイズと運転時間と使用温度との関係を予め求めておき、検査対象の鋼材における析出物が単位面積中に占める面積率、個数密度あるいは平均サイズから使用温度を推定する方法が開示されている。
In order to evaluate the life of a steel material used for high heat equipment such as a boiler, the operating temperature of the steel material is estimated based on the state of the structure of the steel material surface. For example, Patent Document 1 discloses a method in which the relationship between the average interparticle distance of precipitates and temperature / time parameters is obtained in advance, and the operating temperature is estimated from the average interparticle distance of precipitates in the steel material to be inspected. ing.
Further, for example, in Patent Document 2, the area ratio, the number density or the average size of the precipitates in the unit area, the relationship between the operating time and the operating temperature are obtained in advance, and the precipitates in the steel material to be inspected have a unit area. A method of estimating the operating temperature from the area ratio, the number density, or the average size occupied therein is disclosed.

特開2015−125116号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-125116 特開2014−228196号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-228196

しかし、高温下で鋼材の使用を開始すると、使用開始後の間もない時期には新たな析出物の発生頻度が増加するため、平均粒子間距離は減少し、その後、新たな析出物の発生頻度が減少すると、平均粒子間距離が増加に転ずる。そのため、特許文献1に開示された方法では、検査対象の鋼材における析出物の平均粒子間距離から推定する使用温度が一意に決まらない場合が生じるおそれがある。
また、高温下で鋼材の使用を開始すると、ある時期において、時間の経過とともに粗大化する析出物と微小化して消滅する析出物とが共に存在することがあるため、時間の経過に対して、析出物が単位面積中に占める面積率、個数密度あるいは平均サイズの明瞭な変化が認められない期間が存在する。そのため、特許文献2に開示された方法では、使用温度の推定精度が低下するおそれがある。
However, when the use of steel materials is started at high temperature, the frequency of occurrence of new precipitates increases shortly after the start of use, so that the average interparticle distance decreases, and then new precipitates are generated. As the frequency decreases, the average interparticle distance begins to increase. Therefore, in the method disclosed in Patent Document 1, there is a possibility that the operating temperature estimated from the average interparticle distance of the precipitates in the steel material to be inspected may not be uniquely determined.
In addition, when the use of steel materials is started at a high temperature, at a certain time, there may be both a precipitate that becomes coarser with the passage of time and a precipitate that becomes smaller and disappears. There is a period during which no clear change in the area ratio, number density or average size of the precipitates in the unit area is observed. Therefore, the method disclosed in Patent Document 2 may reduce the accuracy of estimating the operating temperature.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、鋼材表面の組織の状態に基づいて鋼材の使用温度を精度よく推定できる耐熱部材の検査方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a method for inspecting a heat-resistant member capable of accurately estimating the operating temperature of a steel material based on the state of the structure of the surface of the steel material.

(1)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のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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のうち前記第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、
前記関係取得工程にて取得された関係及び前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、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。
(1) The method for inspecting a heat-resistant member according to at least one embodiment of the present invention is as follows.
A relationship acquisition step for acquiring the relationship between the average particle size of the precipitate having the first particle size or more in the structure of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material.
Among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, the average particle size acquisition step of obtaining the average particle size of the precipitates having the second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size, by measurement.
An operating temperature parameter acquisition step of obtaining a parameter relating to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the relationship acquired in the relationship acquisition step and the average particle size obtained in the average particle size acquisition step.
To be equipped.

上記(1)の方法によれば、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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を取得する関係取得工程を備える。したがって、取得した上記の関係において、第1粒径未満の析出物の影響を排除できる。これにより、取得した上記の関係において、新たに発生する析出物の影響や、時間の経過とともに消滅していく析出物の影響を抑制できるので、取得した上記の関係が使用温度の推定に適したものとなる。
また、上記(1)の方法によれば、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程を備える。したがって、平均粒径取得工程で求められる検査対象の耐熱部材の組織における析出物の平均粒径から、第1粒径に対応する粒径である第2粒径未満の析出物の影響を排除できる。
そして、上記(1)の方法によれば、関係取得工程にて取得された関係及び平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程を備える。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを所定粒径未満の析出物の影響を排除した状態で求めることができるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
According to the method (1) above, the relationship acquisition for acquiring the relationship between the average particle size of the precipitates having the first particle size or more in the structure of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material. Have a process. Therefore, in the above-mentioned relationship obtained, the influence of the precipitate having a particle size smaller than the first particle size can be eliminated. As a result, in the above-mentioned acquired relationship, the influence of newly generated precipitates and the influence of the precipitates disappearing with the passage of time can be suppressed, so that the above-mentioned acquired relationship is suitable for estimating the operating temperature. It becomes a thing.
Further, according to the method (1) above, the average particle size of the precipitates having the second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size, among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected is measured. It is provided with a desired average particle size acquisition step. Therefore, the influence of the precipitate having a particle size smaller than the second particle size, which is the particle size corresponding to the first particle size, can be excluded from the average particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected, which is obtained in the average particle size acquisition step. ..
Then, according to the method (1) above, the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected are obtained based on the relationship acquired in the relationship acquisition step and the average particle size obtained in the average particle size acquisition step. It is equipped with an operating temperature parameter acquisition process. As a result, the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be obtained in a state where the influence of precipitates having a predetermined particle size is excluded, so that the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の方法において、
前記第1粒径は、nマイクロメートルであり、
前記第2粒径は、前記nマイクロメートルである。
(2) In some embodiments, in the method of (1) above,
The first particle size is n micrometers.
The second particle size is n micrometer.

上記(2)の方法によれば、第1粒径及び第2粒径は、共にnマイクロメートルである。これにより、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられるので、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。 According to the method (2) above, both the first particle size and the second particle size are n micrometers. As a result, the selection criteria for whether or not the precipitate is to be calculated for the average particle size can be aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected, so that the estimation is based on the state of the surface structure of the heat-resistant member to be inspected. The accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.

(3)幾つかの実施形態では、上記(1)の方法において、
前記第1粒径は、前記耐熱材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順にn個目の析出物の粒径であり、
前記第2粒径は、前記検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順に前記n個目の析出物の粒径である。
(3) In some embodiments, in the method (1) above,
The first particle size is the particle size of the nth precipitate in order from the deposit having the largest diameter among the precipitates in the structure of the heat-resistant material.
The second particle size is the particle size of the nth precipitate in order from the deposit having the largest diameter among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.

上記(3)の方法によれば、第1粒径は、耐熱材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順にn個目の析出物の粒径であり、第2粒径は、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順に上記n個目の析出物の粒径である。これにより、第1粒径と第2粒径とを互いに近づけることができるので、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられる。したがって、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
また、平均粒径を算出するために析出物の調査を行う領域の大きさが、耐熱材と検査対象の耐熱部材とで略同じ程度であれば、平均粒径の算出に用いる析出物を選択するためには最大径の析出物から順にn個の析出物を選択すればよいので、平均粒径の算出に用いる析出物を容易に選択できる。したがって、平均粒径を算出するために析出物の調査を行う際の作業効率を向上できる。
According to the method (3) above, the first particle size is the particle size of the nth precipitate in order from the precipitate having the largest diameter among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, and the second particle size is It is the particle size of the nth precipitate in order from the precipitate having the largest diameter among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected. As a result, the first particle size and the second particle size can be brought close to each other, so that the selection criteria for whether or not the precipitate is to be calculated for the average particle size are aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected. Be done. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected, which is estimated based on the state of the surface structure of the heat-resistant member to be inspected.
In addition, if the size of the region where the precipitate is investigated to calculate the average particle size is approximately the same for the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected, the precipitate used for calculating the average particle size is selected. In order to do so, n precipitates may be selected in order from the precipitate having the maximum diameter, so that the precipitate used for calculating the average particle size can be easily selected. Therefore, it is possible to improve the work efficiency when investigating the precipitate in order to calculate the average particle size.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)の方法において、
前記第1粒径は、前記耐熱材の組織における析出物のうち粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径であり、
前記第2粒径は、前記検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち粒径の大きい前記上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径である。
(4) In some embodiments, in the method (1) above,
The first particle size is the particle size of the smallest precipitate in the precipitates contained in the number of the upper n% having a large particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant material.
The second particle size is the smallest particle size of the precipitates contained in the number of the upper n% having a large particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.

上記(4)の方法によれば、第1粒径は、耐熱材の組織における析出物のうち粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径であり、第2粒径は、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち粒径の大きい上記の上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径である。これにより、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられるので、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。 According to the method (4) above, the first particle size is the particle size of the smallest precipitate among the precipitates contained in the number of the upper n% having a large particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant material. The second particle size is the particle size of the smallest precipitate in the above-mentioned upper n% of the precipitates having a large particle size in the structure of the heat-resistant member to be inspected. As a result, the selection criteria for whether or not the precipitate is to be calculated for the average particle size can be aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected, so that the estimation is based on the state of the surface structure of the heat-resistant member to be inspected. The accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.

(5)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの方法において、
前記耐熱材の組織における析出物は、種類が異なる少なくとも第1種析出物と第2種析出物とを含み、
前記関係取得工程は、前記第1種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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第1関係と、前記第2種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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第2関係とを取得する。
(5) In some embodiments, in any of the methods (1) to (4) above,
The precipitate in the structure of the heat-resistant material contains at least a first-class precipitate and a second-class precipitate of different types.
In the relationship acquisition step, the first relationship between the average particle size of the precipitate having the first particle size or more among the first-class precipitates and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material, and the second type. The second relationship between the average particle size of the precipitate having the first particle size or more and the parameters relating to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material is acquired.

上記(5)の方法によれば、関係取得工程は、種類が異なる第1種析出物と第2種析出物とについて、それぞれ第1関係と第2関係とを取得する。これにより、種類が異なる第1種析出物についての第1関係と第2種析出物についての第2関係とに基づいて使用温度パラメータ取得工程にお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をそれぞれ求めることができるようになるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。
すなわち、例えば走査型電子顕微鏡を用いること等によって検査対象の耐熱部材の組織における析出物を同定することで、平均粒径取得工程において検査対象の耐熱部材の組織における第1析出物及び第2析出物について第2粒径以上の析出物の平均粒径をそれぞれ測定によって求めることができる。そして、使用温度パラメータ取得工程において、関係取得工程にて取得された第1関係及び平均粒径取得工程で求められた第1析出物についての平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関する第1パラメータを求めることができるとともに、関係取得工程にて取得された第2関係及び平均粒径取得工程で求められた第2析出物についての平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関する第2パラメータを求めることができる。
これにより、例えば、求められた第1パラメータと第2パラメータとを比較し、第1パラメータ及び第2パラメータの値に大きな差がなければ、第1パラメータ及び第2パラメータの値の信頼性が高いと判断できるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度が高まる。
また、第1パラメータと第2パラメータとで、より信頼性が高いと考えられる方のパラメータに基づいて検査対象の耐熱部材の使用温度を推定することで、推定精度が高まる。
このように、上記(5)の方法によれば、種類が異なる第1種析出物についての第1関係と第2種析出物についての第2関係と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をそれぞれ求めることができるようになるので、上述したように、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。
According to the method (5) above, the relationship acquisition step acquires the first relationship and the second relationship, respectively, for the first-class precipitate and the second-class precipitate of different types. As a result, parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected are obtained in the operating temperature parameter acquisition step based on the first relationship for the first-class precipitates of different types and the second relationship for the second-class precipitates. Therefore, the accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be further improved.
That is, by identifying the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected by, for example, using a scanning electron microscope, the first precipitate and the second precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected in the average particle size acquisition step. The average particle size of the precipitate having a second particle size or higher can be determined by measurement. Then, in the operating temperature parameter acquisition step, the heat-resistant member to be inspected is used based on the average particle size of the first relationship acquired in the relationship acquisition step and the first precipitate obtained in the average particle size acquisition step. The first parameter related to temperature can be obtained, and the heat resistance of the inspection target is based on the second relationship acquired in the relationship acquisition step and the average particle size of the second precipitate obtained in the average particle size acquisition step. A second parameter relating to the operating temperature of the member can be obtained.
As a result, for example, the obtained first parameter and the second parameter are compared, and if there is no large difference between the values of the first parameter and the second parameter, the reliability of the values of the first parameter and the second parameter is high. Therefore, the accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is improved.
Further, the estimation accuracy is improved by estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the parameter of the first parameter and the second parameter, which is considered to be more reliable.
As described above, according to the method (5) above, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is based on the first relationship for the first-class precipitates of different types and the second relationship for the second-class precipitates. As described above, the accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be further improved because the parameters related to each can be obtained.

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの方法において、
前記耐熱材の組織における析出物は、種類が異なる少なくとも第1種析出物と第2種析出物とを含み、
前記関係取得工程は、前記第1種析出物及び前記第2種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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第3関係を取得する。
(6) In some embodiments, in any of the methods (1) to (4) above,
The precipitate in the structure of the heat-resistant material contains at least a first-class precipitate and a second-class precipitate of different types.
The relationship acquisition step is a third of the average particle size of the first-class precipitate and the second-class precipitate having a particle size of the first particle size or higher and parameters relating to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material. Get a relationship.

上記(6)の方法によれば、関係取得工程は、種類が異なる第1種析出物及び第2種析出物について、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別せずに第3関係を取得する。これにより、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別しなくても使用温度パラメータ取得工程にお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を求めることができるようになるので、検査対象の耐熱部材の使用温度を容易に推定できる。
すなわち、例えば、検査対象の耐熱部材の組織において第1析出物と第2析出物とを正確に区別できなくても、第1析出物か第2析出物のいずれかであるかが分かれば、平均粒径取得工程において検査対象の耐熱部材の組織における第1析出物と第2析出物とについて第2粒径以上の析出物の平均粒径をそれぞれ測定によって求めることができる。そして、使用温度パラメータ取得工程において、関係取得工程にて取得された第3関係及び平均粒径取得工程で求められた上記の平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができる。
このようにすることで、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別しなくても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ことができるようになるので、上述したように、検査対象の耐熱部材の使用温度を容易に推定できる。
According to the method (6) above, the relationship acquisition step does not distinguish between the first-class precipitate and the second-class precipitate of different types of the first-class precipitate and the second-class precipitate. To acquire the third relationship. As a result, it is possible to obtain the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected in the operating temperature parameter acquisition step without distinguishing between the first-class precipitate and the second precipitate. The operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be easily estimated.
That is, for example, even if the structure of the heat-resistant member to be inspected cannot accurately distinguish between the first precipitate and the second precipitate, if it is known whether it is the first precipitate or the second precipitate. In the average particle size acquisition step, the average particle size of the first precipitate and the second precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected can be determined by measurement. Then, in the operating temperature parameter acquisition step, the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected are set based on the third relationship acquired in the relationship acquisition step and the above average particle size obtained in the average particle size acquisition step. You can ask.
By doing so, it is possible to obtain the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected without distinguishing between the first-class precipitate and the second-class precipitate. As described above, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be easily estimated.

(7)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(6)の何れかの方法において、前記関係取得工程は、前記関係を取得するために用いた前記平均粒径及び前記パラメータと、取得した前記関係との標準誤差が許容範囲外である場合、前記第1粒径を変更して前記関係を再取得する。 (7) In some embodiments, in any of the methods (1) to (6) above, the relationship acquisition step obtains the average particle size and the parameters used to acquire the relationship. If the standard error with the relationship is out of the permissible range, the first particle size is changed and the relationship is reacquired.

上記(7)の方法によれば、上記関係を取得するために用いた平均粒径及びパラメータと、取得した上記関係との標準誤差が許容範囲外である場合、関係取得工程が第1粒径を変更して上記関係を再取得するので、上記関係を再取得するために用いた平均粒径及びパラメータと、再取得した上記関係との標準誤差を小さくすることができ、ひいては、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。 According to the method (7) above, when the standard error between the average particle size and parameters used to acquire the relationship and the acquired relationship is out of the permissible range, the relationship acquisition step is the first particle size. Since the above relationship is reacquired by changing the above, the standard error between the average particle size and parameters used for reacquiring the above relationship and the reacquired above relationship can be reduced, and by extension, the inspection target. The accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member can be further improved.

(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの方法において、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。 (8) In some embodiments, in any of the methods (1) to (7) above, the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected are made of high-strength austenitic steel.

上記(8)の方法によれば、高強度オーステナイト鋼において使用開始後の間もない時期に新たな析出物の発生頻度が増加しても、析出物のうち所定の粒径以上の析出物の平均粒径に基づいて、耐熱部材の使用温度を推定できるので、使用温度の推定精度を向上できる。 According to the method (8) above, even if the frequency of occurrence of new precipitates increases in the high-strength austenitic steel shortly after the start of use, among the precipitates, precipitates having a predetermined particle size or larger Since the operating temperature of the heat-resistant member can be estimated based on the average particle size, the estimation accuracy of the operating temperature can be improved.

(9)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、
検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち、耐熱材の組織における析出物の第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、
前記耐熱材の組織における析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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、及び、前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、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。
(9) The method for inspecting a heat-resistant member according to at least one embodiment of the present invention is as follows.
Among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, the average grain size of the precipitate having a second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant material, is determined by measurement. Diameter acquisition process and
Among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, the relationship between the average particle size of the precipitate having the first particle size or more and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material, and the average particle size acquisition step are obtained. The present invention includes an operating temperature parameter acquisition step of obtaining a parameter relating to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the average particle size.

上記(9)の方法によれば、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程を備える。したがって、平均粒径取得工程で求められる検査対象の耐熱部材の組織における析出物の平均粒径から、第1粒径に対応する粒径である第2粒径未満の析出物の影響を排除できる。
そして、上記()の方法によれば、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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、及び、平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程を備える。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを所定粒径未満の析出物の影響を排除した状態で求めることができるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
According to the method (9) above, among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, the average particle size of the precipitates having the second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size, is determined by measurement. A particle size acquisition step is provided. Therefore, the influence of the precipitate having a particle size smaller than the second particle size, which is the particle size corresponding to the first particle size, can be excluded from the average particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected, which is obtained in the average particle size acquisition step. ..
Then, according to the method (9 ) above, the relationship between the average particle size of the precipitates having the first particle size or more in the structure of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material, and The present invention includes an operating temperature parameter acquisition step of obtaining a parameter relating to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the average particle diameter obtained in the average particle size acquisition step. As a result, the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be obtained in a state where the influence of precipitates having a predetermined particle size is excluded, so that the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.

(10)幾つかの実施形態では、上記(9)の方法において、加熱温度及び加熱時間の異なる複数の標準試料から、前記耐熱材の組織における析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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関係取得工程をさらに備える。 (10) In some embodiments, in the method of (9) above, precipitates having the first particle size or more among the precipitates in the structure of the heat-resistant material from a plurality of standard samples having different heating temperatures and heating times. Further includes a relationship acquisition step for acquiring the relationship between the average particle size of the heat-resistant material and the parameters relating to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material.

上記(10)の方法によれば、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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を取得するので、取得した上記の関係において、第1粒径未満の析出物の影響を排除できる。これにより、取得した上記の関係において、新たに発生する析出物の影響や、時間の経過とともに消滅していく析出物の影響を抑制できるので、取得した上記の関係が使用温度の推定に適したものとなる。 According to the method (10) above, the relationship between the average particle size of the precipitates having the first particle size or more in the structure of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material is obtained. In the above-mentioned relationship obtained, the influence of precipitates having a particle size smaller than the first particle size can be eliminated. As a result, in the above-mentioned acquired relationship, the influence of newly generated precipitates and the influence of the precipitates disappearing with the passage of time can be suppressed, so that the above-mentioned acquired relationship is suitable for estimating the operating temperature. It becomes a thing.

(11)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(10)の何れかの方法において、
前記平均粒径取得工程に先立って、前記検査対象の耐熱部材の硬度を測定する硬度測定工程と、
前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との相関に前記硬度測定工程で得られた前記検査対象の耐熱部材の前記硬度を入力することで前記検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する使用温度推定工程と、をさらに備え、
前記平均粒径取得工程は、前記使用温度推定工程で推定された前記検査対象の耐熱部材の使用温度に基づいて実施の要否が判定される。
(11) In some embodiments, in any of the methods (1) to (10) above,
Prior to the average particle size acquisition step, a hardness measuring step of measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and a hardness measuring step.
The operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated by inputting the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained in the hardness measuring step into the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material. Further equipped with an operating temperature estimation process,
Whether or not the average particle size acquisition step is to be performed is determined based on the working temperature of the heat-resistant member to be inspected estimated in the working temperature estimation step.

上記(11)の方法によれば、検査対象の耐熱部材の硬度を測定するという簡便な方法によって検査対象の耐熱部材の使用温度を推定し、推定した使用温度に基づいて、より詳細な使用温度の推定が必要と判断される場合に平均粒径取得工程を実施することができる。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定のための時間の短縮化と検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度向上とを実現できる。 According to the method (11) above, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated by a simple method of measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and a more detailed operating temperature is estimated based on the estimated operating temperature. The average particle size acquisition step can be carried out when it is determined that the estimation is necessary. As a result, it is possible to shorten the time for estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected and improve the accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected.

(12)幾つかの実施形態では、上記(11)の方法において、加熱温度及び加熱時間の異なる複数の試料から、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との相関を取得する工程をさらに備える。 (12) In some embodiments, in the method (11) above, a step of obtaining a correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material from a plurality of samples having different heating temperatures and heating times is performed. Further prepare.

上記(12)の方法によれば、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関を取得することができる。 According to the method (12) above, the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material can be obtained.

(13)幾つかの実施形態では、上記(11)又は(12)の方法において、前記相関は、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度と前記耐熱材の使用時間とについての情報から前記検査対象の耐熱部材の使用時間で抽出した前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との関係である。 (13) In some embodiments, in the method (11) or (12) above, the correlation is based on information about the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the usage time of the heat-resistant material. It is a relationship between the hardness of the heat-resistant material extracted by the use time of the heat-resistant member to be inspected and the operating temperature of the heat-resistant material.

上記(13)の方法によれば、測定して得られた検査対象の耐熱部材の硬度と上記の相関とから検査対象の耐熱部材の使用温度を直ちに推定できる。 According to the method (13) above, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be immediately estimated from the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained by measurement and the above correlation.

(14)幾つかの実施形態では、上記(11)又は(12)の方法において、前記相関は、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度と前記耐熱材の使用時間とについての情報から得られた前記耐熱材の硬度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である。 (14) In some embodiments, in the method (11) or (12) above, the correlation is based on information about the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the usage time of the heat-resistant material. It is a relationship between the obtained hardness of the heat-resistant material and parameters relating to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material.

上記(14)の方法によれば、耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータを用いるので、検査対象の耐熱部材の使用時間が上記相関を取得するために準備した試料の加熱時間よりも長い場合であっても、検査対象の耐熱部材の使用温度を推定できる。 According to the method (14) above, since the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material are used, when the operating time of the heat-resistant member to be inspected is longer than the heating time of the sample prepared to obtain the above correlation. Even so, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be estimated.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、鋼材表面の組織の状態に基づいて鋼材の使用温度を精度よく推定できる。 According to at least one embodiment of the present invention, the operating temperature of the steel material can be accurately estimated based on the state of the structure of the surface of the steel material.

ボイラの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the boiler. 幾つかの実施形態に係る耐熱部材の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic procedure of the inspection method of the heat-resistant member which concerns on some Embodiments. 関係取得工程の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the schematic procedure of a relation acquisition process. 一実施形態におけるマスターカーブの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the master curve in one Embodiment. オーステナイト系ステンレス鋼の標準試料について、走査型電子顕微鏡によって表面を観察して得られる画像の一例である。This is an example of an image obtained by observing the surface of a standard sample of austenitic stainless steel with a scanning electron microscope. オーステナイト系ステンレス鋼のTTP線図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the TTP diagram of austenitic stainless steel. マスターカーブ取得工程における手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure in a master curve acquisition process. マスターカーブの詳細な取得手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the detailed acquisition procedure of a master curve. 平均粒径取得工程の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the schematic procedure of the average particle diameter acquisition process. 使用温度パラメータ取得工程の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the operating temperature parameter acquisition process. 他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic procedure of the inspection method of the heat-resistant member which concerns on other embodiment. 硬度に基づく使用温度推定工程における処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in the working temperature estimation process based on hardness. 相関取得工程における処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in a correlation acquisition process. マスターデータ取得工程で取得したマスターデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the master data acquired in the master data acquisition process. 耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例を示す図であり、(a)は例えば10,000時間の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例であり、(b)は例えば80,000時間の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例である。It is a figure which shows the example of the master curve which shows the relationship between the hardness of a heat-resistant material and the operating temperature of a heat-resistant material, and (a) is the hardness of a heat-resistant material extracted in the use time of 10,000 hours, and the operating temperature of a heat-resistant material. (B) is an example of a master curve showing the relationship between the hardness of the heat-resistant material extracted after a usage time of 80,000 hours and the operating temperature of the heat-resistant material. 硬度測定工程の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the schematic procedure of a hardness measurement process. 耐熱材の硬度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を示すマスターカーブの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the master curve which shows the relationship between the hardness of a heat-resistant material and the parameter about the use temperature and use time of a heat-resistant material.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. Absent.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a state of relative displacement with tolerances or angles and distances to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
For example, an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or chamfering within a range in which the same effect can be obtained. The shape including the part and the like shall also be represented.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.

図1はボイラ10の概略構成を示す図である。
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。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the boiler 10.
The boiler 10 has a combustion furnace 12 and a flue 14 connected to the upper part of the combustion furnace 12.
The furnace wall 16 of the combustion furnace 12 includes evaporation pipe for heating water in the upper part of the combustion furnace 12, a superheater 18 to superheat the steam are arranged. An economizer 20 for preheating water is arranged in the lower part of the flue 14. Further, a reheater 22 for reheating steam is arranged in the upper part of the flue 14.

燃焼炉12には、バーナ24が取り付けられ、バーナ24には、燃料としての微粉炭及び空気が供給される。バーナ24から噴出する微粉炭が燃焼することにより生じた高温の排ガスは、燃焼炉12内を上昇し、煙道14に流入する。燃焼により生じた熱は、火壁16の蒸発管に伝えられ、これにより水が加熱される。排ガスの熱は、過熱器18での蒸気の過熱、再熱器22での蒸気の再加熱、及び、節炭器20での水の予熱に利用される。低温になった排ガスは、例えばボイラ10の下流に設けられた脱硝装置に流入し、浄化される。
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。
A burner 24 is attached to the combustion furnace 12, and pulverized coal and air as fuel are supplied to the burner 24. The high-temperature exhaust gas generated by the combustion of the pulverized coal ejected from the burner 24 rises in the combustion furnace 12 and flows into the flue 14. The heat generated by the combustion is transferred to the evaporation pipe of the furnace wall 16, thereby heating the water. The heat of the exhaust gas is used for superheating steam in the superheater 18, reheating steam in the reheater 22, and preheating water in the economizer 20. The low-temperature exhaust gas flows into, for example, a denitration device provided downstream of the boiler 10 and is purified.
The steam (main steam) superheated by the superheater 18 is supplied to the steam turbine 26, for example, and is used for power generation or the like.

図2は、幾つかの実施形態に係る耐熱部材の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
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。
FIG. 2 is a flowchart showing a schematic procedure of an inspection method for heat-resistant members according to some embodiments.
The heat-resistant member to be inspected is, for example, a steel pipe constituting the superheater 18 and the reheater 22.

図2に示すように、耐熱部材の検査方法は、関係取得工程S10と、平均粒径取得工程S20と、使用温度パラメータ取得工程S30とを有する。
関係取得工程S10では、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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が取得される。
As shown in FIG. 2, the method for inspecting the heat-resistant member includes a relationship acquisition step S10, an average particle size acquisition step S20, and an operating temperature parameter acquisition step S30.
In the relationship acquisition step S10, the relationship between the average particle size of the precipitates having the first particle size or more in the structure of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material is acquired.

平均粒径取得工程S20では、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち上記第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める。
使用温度パラメータ取得工程S30では、関係取得工程S10にて取得された上記関係、平均粒径取得工程S20で求められた平均粒径、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。
なお、以下で説明する幾つかの実施形態における粒径は、例えば長径、短径、2軸平均径、円相当径等、種々の定義に沿った何れのものであってもよい。説明の便宜上、上記の何れの定義に沿った粒径であるかに関わらず、以下の説明では単に粒径と呼ぶ。
In the average particle size acquisition step S20, among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, the average particle size of the precipitates having the second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size, is determined by measurement.
In the operating temperature parameter acquisition step S30, the inspection target is based on the above relationship acquired in the relationship acquisition step S10, the average particle diameter obtained in the average particle size acquisition step S20, and the usage time of the heat-resistant member to be inspected. Parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member are required.
The particle size in some embodiments described below may be any of those according to various definitions such as a major axis, a minor axis, a biaxial average diameter, and a circle equivalent diameter. For convenience of explanation, regardless of which of the above definitions the particle size conforms to, it is simply referred to as a particle size in the following description.

(関係取得工程S10)
以下、幾つかの実施形態に係る関係取得工程S10について図3を参照して説明する。図3は、関係取得工程S10の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
関係取得工程S10では、以下で説明する各工程S101〜S110によって、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と、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を、当該平均粒径と当該パラメータとの相関線図であるマスターカーブとして取得する。
すなわち幾つかの実施形態では、マスターカーブは、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と、耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータ(温度・時間パラメータ)λとの相関線図であり、例えば図4に示したようなグラフとなる。なお、図4は、幾つかの実施形態に係るマスターカーブの一例を示すグラフである。図4に示すように、マスターカーブCは、例えば横軸に温度・時間パラメータλをとり、縦軸に析出物の平均粒径をとったときに、平均粒径と温度・時間パラメータλの関係を示す曲線として表される。
(Relationship acquisition process S10)
Hereinafter, the relationship acquisition step S10 according to some embodiments will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a schematic procedure of the relationship acquisition step S10.
In the relationship acquisition step S10, according to each of the steps S101 to S110 described below, the average particle size of the precipitate having the first particle size or more among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, and the parameters relating to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material. The relationship with is acquired as a master curve which is a correlation diagram between the average particle size and the parameter.
That is, in some embodiments, the master curve is a parameter (temperature / time parameter) relating to the average particle size of the precipitate having the first particle size or more among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, and the operating temperature and operating time of the heat-resistant material. ) It is a correlation diagram with λ, and is a graph as shown in FIG. 4, for example. Note that FIG. 4 is a graph showing an example of a master curve according to some embodiments. As shown in FIG. 4, in the master curve C, for example, when the temperature / time parameter λ is taken on the horizontal axis and the average particle size of the precipitate is taken on the vertical axis, the relationship between the average particle size and the temperature / time parameter λ is taken. It is represented as a curve showing.

ここで、温度・時間パラメータλは、例えばラーソンミラーパラメータであり、試料が加熱されたときの温度(試料温度)をT(単位:K)とし、加熱されていた時間をt(単位:h)とし、試料の材料定数をCとしたときに、次式(1)で表される。
λ=T×(C+log(t))/1000・・・(1)
Here, the temperature / time parameter λ is, for example, a Larson mirror parameter, where the temperature (sample temperature) when the sample is heated is T (unit: K), and the heating time is t (unit: h). And when the material constant of the sample is C, it is expressed by the following equation (1).
λ = T × (C + log (t)) / 1000 ... (1)

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。一実施形態では、耐熱材及び検査対象の耐熱部材は、例えば高強度オーステナイト鋼である。 The heat-resistant material refers to a material having the same or similar composition as the heat-resistant member to be inspected. The shape of the heat-resistant material does not have to be the same as that of the heat-resistant member to be inspected. That is, the heat resistant material is a standard sample. In one embodiment, the heat resistant material and the heat resistant member to be inspected are, for example, high-strength austenitic steel.

ここで、耐熱材の組織における析出物の平均粒径の算出に際し、第1粒径以上の析出物の平均粒径を算出する理由を説明する。
関係取得工程S10で算出する上記関係、すなわちマスターカーブは、後述する使用温度パラメータ取得工程S30にお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を求める際に参照するデータである。詳細な説明は後で行うが、使用温度パラメータ取得工程S30では、平均粒径取得工程S20で求められた検査対象の耐熱部材の組織における析出物についての平均粒径に対応する温度・時間パラメータを関係取得工程S10で算出したマスターカーブから読み取り、読み取った温度・時間パラメータに基づいて検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する。
そのため、マスターカーブにおいて温度・時間パラメータの値に対する平均粒径の変化率が小さいと、平均粒径に対応する温度・時間パラメータの値をマスターカーブから読み取る際の読み取り精度が低くなり、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度も低くなるおそれがある。
Here, the reason for calculating the average particle size of the precipitate having the first particle size or higher when calculating the average particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant material will be described.
The above relationship calculated in the relationship acquisition step S10, that is, the master curve, is data to be referred to when obtaining a parameter relating to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected in the operating temperature parameter acquisition step S30 described later. Although detailed description will be given later, in the operating temperature parameter acquisition step S30, the temperature / time parameters corresponding to the average particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected obtained in the average particle size acquisition step S20 are obtained. It is read from the master curve calculated in the relationship acquisition step S10, and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated based on the read temperature / time parameters.
Therefore, if the rate of change of the average particle size with respect to the value of the temperature / time parameter in the master curve is small, the reading accuracy when reading the value of the temperature / time parameter corresponding to the average particle size from the master curve becomes low, and the inspection target The estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member may also be low.

一般的に、耐熱材や検査対象の耐熱部材では、高温環境下に置かれることで、ある時期において、時間の経過とともに粗大化する析出物と微小化して消滅する析出物とが共に存在することがある。そのため、時間の経過に対して、析出物の平均粒径に明瞭な変化が認められない期間が存在する。したがって、微小化して消滅する析出物も含めて析出物の平均粒径を算出し、上述したマスターカーブを取得すると、当該期間に対応する温度・時間パラメータの値の範囲では、平均粒径の変化率が小さくなるので、このマスターカーブを使用した場合、上述したように検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度が低くなるおそれがある。 Generally, in a heat-resistant material or a heat-resistant member to be inspected, a precipitate that becomes coarser with the passage of time and a precipitate that becomes smaller and disappears at a certain time when placed in a high temperature environment are present together. There is. Therefore, there is a period in which no clear change is observed in the average particle size of the precipitate with the passage of time. Therefore, when the average particle size of the precipitate including the precipitate that is miniaturized and disappears is calculated and the above-mentioned master curve is acquired, the average particle size changes within the range of the temperature / time parameter values corresponding to the period. Since the rate is small, when this master curve is used, the accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected may be low as described above.

そこで、幾つかの実施形態では、耐熱材の組織における析出物の平均粒径の算出に際し、上述したような微小化して消滅する析出物の影響を抑制するために、第1粒径以上の析出物の平均粒径を算出することとしている。なお、以下で説明する一実施形態では、第1粒径は、nマイクロメートルとする。ここで、nの値は、耐熱材の組成や、析出物の種類、後述するようにマスターカーブ算出時の回帰分析における標準誤差などを考慮して適宜決定された値とされる。 Therefore, in some embodiments, when calculating the average particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant material, in order to suppress the influence of the precipitate that becomes smaller and disappears as described above, the precipitate having the first particle size or more is deposited. The average particle size of the object is to be calculated. In one embodiment described below, the first particle size is n micrometers. Here, the value of n is appropriately determined in consideration of the composition of the heat-resistant material, the type of precipitate, the standard error in the regression analysis at the time of calculating the master curve, and the like, which will be described later.

このように、一実施形態の関係取得工程S10では、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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が取得される。したがって、取得した上記の関係、すなわちマスターカーブにおいて、第1粒径未満の析出物の影響を排除できる。これにより、取得したマスターカーブにおいて、新たに発生する析出物の影響や、時間の経過とともに消滅していく析出物の影響を抑制できるので、取得したマスターカーブが使用温度の推定に適したものとなる。 As described above, in the relationship acquisition step S10 of one embodiment, the relationship between the average particle size of the precipitates having the first particle size or more in the structure of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material is determined. To be acquired. Therefore, in the acquired relationship, that is, in the master curve, the influence of precipitates having a particle size smaller than the first particle size can be eliminated. As a result, the influence of newly generated precipitates and the influence of precipitates that disappear with the passage of time can be suppressed in the acquired master curve, so that the acquired master curve is suitable for estimating the operating temperature. Become.

関係取得工程S10では、まず標準試料準備工程S101において標準試料を準備する。標準試料準備工程S101では、加熱されていた時の温度及び加熱されていた時間が異なる複数の標準試料を複数用意する。
このような複数の標準試料は、例えば、複数の未処理の試料を準備し、これらの試料に対しそれぞれ異なる温度で加熱処理(時効処理)を施すことにより得られる。また、このような複数の標準試料は、複数の未処理の試料に対しクリープ強度試験を行い、クリープ強度試験を試料毎に異なる時間で中止することによっても得られる。
In the relationship acquisition step S10, first, the standard sample is prepared in the standard sample preparation step S101. In the standard sample preparation step S101, a plurality of standard samples having different heating temperatures and heating times are prepared.
Such a plurality of standard samples can be obtained, for example, by preparing a plurality of untreated samples and subjecting these samples to heat treatment (aging treatment) at different temperatures. In addition, such a plurality of standard samples can also be obtained by performing a creep strength test on a plurality of untreated samples and stopping the creep strength test for each sample at different times.

組織観察工程S103において、標準試料準備工程S101で用意した複数の標準試料の組織観察を行う。組織観察には、例えば走査型電子顕微鏡が用いられるが、光学顕微鏡が用いられてもよい。 In the structure observation step S103, the structure of a plurality of standard samples prepared in the standard sample preparation step S101 is observed. For the tissue observation, for example, a scanning electron microscope is used, but an optical microscope may be used.

析出物同定工程S105において、組織観察工程S103で組織観察を行った標準試料の析出物を同定する。組織観察工程S103で組織観察に走査型電子顕微鏡を用いたのであれば、走査型電子顕微鏡によって析出物の同定も行うことができる。 In the precipitate identification step S105, the precipitate of the standard sample whose structure was observed in the tissue observation step S103 is identified. If a scanning electron microscope is used for tissue observation in the tissue observation step S103, the precipitate can also be identified by the scanning electron microscope.

図5は、オーステナイト系ステンレス鋼の標準試料について、走査型電子顕微鏡によって表面を観察して得られる画像の一例である。図5に示す例では、析出物として、例えばZ相と、σ相と、M23と、Cuとが認められる。 FIG. 5 is an example of an image obtained by observing the surface of a standard sample of austenitic stainless steel with a scanning electron microscope. In the example shown in FIG. 5, for example, Z phase, σ phase, M 23 C 6 and Cu are recognized as precipitates.

TTP線図作成工程S107において、TTP(Time−Temperature−Precipitation)線図を作成するとともに、粒径分布取得工程S109において、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物の粒度分布を取得する。
TTP線図作成工程S107では、組織観察工程S103での組織観察の結果、及び、析出物同定工程S105での析出物の同定結果に基づいて、TTP線図を作成する。
In the TTP diagram creating step S107, a TTP (Time-Temperature-Prescription) diagram is created, and in the particle size distribution acquisition step S109, the particle size distribution of the type of precipitate to be created for the master curve is acquired.
In the TTP diagram creating step S107, a TTP diagram is created based on the result of the tissue observation in the tissue observation step S103 and the result of the precipitate identification in the precipitate identification step S105.

図6に、オーステナイト系ステンレス鋼のTTP線図の一例を示す。図6における領域αは、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物が存在しない領域である。領域βは、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物のうち、1種類の析出物(第1種析出物)が存在する領域である。領域γは、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物のうち、2種類の析出物(第1種析出物及び第2種析出物)が存在する領域である。
例えば、図5に組織の画像の一例を示したオーステナイト系ステンレス鋼であれば、後述するように、Z相が第1種析出物であり、σ相が第2種析出物である。図5の画像では、Z相すなわち第1種析出物と、σ相すなわち第2種析出物とが認められるので、図5の画像は、図6における領域γに相当する加熱処理が行われた標準試料の画像に相当する。
FIG. 6 shows an example of a TTP diagram of austenitic stainless steel. The region α in FIG. 6 is a region in which the type of precipitate for which the master curve is to be created does not exist. The region β is a region in which one type of precipitate (type 1 precipitate) exists among the types of precipitates for which the master curve is to be created. The region γ is a region in which two types of precipitates (type 1 precipitate and type 2 precipitate) are present among the types of precipitates for which the master curve is to be created.
For example, in the case of austenitic stainless steel shown in FIG. 5 as an example of a microstructure image, the Z phase is a type 1 precipitate and the σ phase is a type 2 precipitate, as will be described later. In the image of FIG. 5, the Z phase, that is, the type 1 precipitate and the σ phase, that is, the type 2 precipitate are recognized. Therefore, the image of FIG. 5 was subjected to the heat treatment corresponding to the region γ in FIG. Corresponds to the image of a standard sample.

粒径分布取得工程S109では、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物の粒度分布を取得する。具体的には、例えば、図5に示すような観察画像から、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物の像を画像の階調に基づいて公知の画像処理によって抽出する。すなわち、観察画像における析出物の像の階調が析出物の種類によって異なるので、公知の画像処理の手法により、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物を抽出することは容易である。
そして、抽出した像のそれぞれの粒径を公知の画像処理によって測定し、測定した粒径に基づいて析出物の種類毎に粒度分布をそれぞれ求める。
In the particle size distribution acquisition step S109, the particle size distribution of the type of precipitate to be created for the master curve is acquired. Specifically, for example, from an observation image as shown in FIG. 5, an image of a precipitate of a type for which a master curve is to be created is extracted by a known image processing based on the gradation of the image. That is, since the gradation of the image of the precipitate in the observation image differs depending on the type of the precipitate, it is easy to extract the type of precipitate to be created for the master curve by a known image processing method.
Then, each particle size of the extracted image is measured by a known image processing, and the particle size distribution is obtained for each type of precipitate based on the measured particle size.

マスターカーブ取得工程S110において、粒径分布取得工程S109で取得した粒度分布の情報に基づいて、マスターカーブを取得する。 In the master curve acquisition step S110, the master curve is acquired based on the particle size distribution information acquired in the particle size distribution acquisition step S109.

図7は、図3に示したマスターカーブ取得工程S110における手順の一例を示すフローチャートである。幾つかの実施形態では、ステップS111において、図3のTTP線図作成工程S107で作成されたTTP線図における領域βの析出物、すなわち第1種析出物についてのマスターカーブを取得する。なお、マスターカーブの詳細な取得手順については、後で図8を参照して詳述する。 FIG. 7 is a flowchart showing an example of the procedure in the master curve acquisition step S110 shown in FIG. In some embodiments, in step S111, a master curve for the precipitate of region β in the TTP diagram created in the TTP diagram creating step S107 of FIG. 3, that is, the type 1 precipitate is acquired. The detailed acquisition procedure of the master curve will be described in detail later with reference to FIG.

次いでステップS113において、図3のTTP線図作成工程S107で作成されたTTP線図に領域γが存在するか否かを判断する。 Next, in step S113, it is determined whether or not the region γ exists in the TTP diagram created in the TTP diagram creating step S107 of FIG.

領域γが存在しない場合は、他に取得すべきマスターカーブが存在しないので、マスターカーブ取得工程を終了する。 If the region γ does not exist, there is no other master curve to be acquired, so the master curve acquisition process is terminated.

領域γが存在する場合、ステップS115において、図3の組織観察工程S103での組織観察の結果、及び、析出物同定工程S105での析出物の同定結果に基づいて、領域γにおける第1種析出物の粗大化速度S1と、第2種析出物の粗大化速度S2を確認する。 When the region γ is present, in step S115, the first type precipitation in the region γ is based on the result of the tissue observation in the structure observation step S103 of FIG. 3 and the result of the precipitation identification in the precipitate identification step S105. The coarsening rate S1 of the substance and the coarsening rate S2 of the second-class precipitate are confirmed.

粗大化速度が小さくなると、算出されたマスターカーブにおいて、温度・時間パラメータの値に対する平均粒径の変化率が小さくなる。当該変化率が小さくなると、上述したように、平均粒径に対応する温度・時間パラメータをマスターカーブから読み取る際の読み取り精度が低くなり、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度も低くなるおそれがある。 As the coarsening rate becomes smaller, the rate of change of the average particle size with respect to the values of the temperature / time parameters becomes smaller in the calculated master curve. If the rate of change becomes small, as described above, the reading accuracy when reading the temperature / time parameters corresponding to the average particle size from the master curve becomes low, and the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected may also become low. There is.

そこで、以下のようにして、粗大化速度の大きさに応じて、取得するマスターカーブを決定する。
例えば、粗大化速度S1が大きく、第1種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できるが、粗大化速度S2が小さく、第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できないと考えられる(S1≫S2)場合、ステップS121へ進む。ステップS121において、TTP線図における領域γの第1種析出物についての第1マスターカーブを取得する。
Therefore, the master curve to be acquired is determined according to the magnitude of the coarsening speed as follows.
For example, the coarsening rate S1 is large and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be accurately estimated from the master curve related to the type 1 precipitate, but the coarsening rate S2 is small and the master curve related to the type 2 precipitate. If it is considered that the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected cannot be estimated accurately (S1 >> S2), the process proceeds to step S121. In step S121, the first master curve for the first-class precipitate of region γ in the TTP diagram is acquired.

なお、粗大化速度S1が大きく、第1種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できるが、粗大化速度S2が小さく、第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できないと考えられる(S1≫S2)場合、領域γには他にマスターカーブを取得すべき種類の析出物が存在しないので、マスターカーブ取得工程を終了する。 The coarsening rate S1 is large and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be accurately estimated from the master curve related to the type 1 precipitate, but the coarsening rate S2 is small and the master curve related to the type 2 precipitate. Therefore, if it is considered that the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected cannot be estimated accurately (S1 >> S2), there is no other type of precipitate in the region γ for which the master curve should be acquired. finish.

また、例えば粗大化速度S2が大きく、第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できるが、粗大化速度S1が小さく、第1種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できないと考えられる(S1≪S2)場合、ステップS123へ進む。ステップS123において、TTP線図における領域γの第2種析出物についての第2マスターカーブを取得する。 Further, for example, the coarsening rate S2 is large and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be accurately estimated from the master curve related to the type 2 precipitate, but the coarsening rate S1 is small and the master related to the type 1 precipitate. If it is considered that the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected cannot be accurately estimated from the curve (S1 << S2), the process proceeds to step S123. In step S123, the second master curve for the second-class precipitate of region γ in the TTP diagram is acquired.

なお、粗大化速度S2が大きく、第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できるが、粗大化速度S1が小さく、第1種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できないと考えられる(S1≪S2)場合、領域γには他にマスターカーブを取得すべき種類の析出物が存在しないので、マスターカーブ取得工程を終了する。 The coarsening rate S2 is large and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be accurately estimated from the master curve related to the type 2 precipitate, but the coarsening rate S1 is small and the master curve related to the type 1 precipitate. Therefore, when it is considered that the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected cannot be estimated accurately (S1 << S2), since there is no other type of precipitate for which the master curve should be acquired in the region γ, the master curve acquisition step is performed. finish.

また、例えば粗大化速度S1,S2が共に大きく、第1種析出物に係るマスターカーブ及び第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度をそれぞれ精度よく推定できると考えられる場合、ステップS125に進む。ステップS125において、TTP線図における領域γの第1種析出物についての第1マスターカーブを取得し、TTP線図における領域γの第2種析出物についての第2マスターカーブを取得して、マスターカーブ取得工程を終了する。 Further, for example, the coarsening speeds S1 and S2 are both large, and it is considered that the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be estimated accurately from the master curve related to the type 1 precipitate and the master curve related to the type 2 precipitate. If so, the process proceeds to step S125. In step S125, the first master curve for the first-class precipitate of the region γ in the TTP diagram is acquired, and the second master curve for the second-class precipitate of the region γ in the TTP diagram is acquired to master. The curve acquisition process is completed.

図8は、マスターカーブの詳細な取得手順の一例を示すフローチャートである。図8のフローチャートに示した手順は、図7のステップS111、ステップS121、ステップS123、及びステップS125における具体的な手順である。 FIG. 8 is a flowchart showing an example of a detailed acquisition procedure of the master curve. The procedure shown in the flowchart of FIG. 8 is a specific procedure in step S111, step S121, step S123, and step S125 of FIG.

幾つかの実施形態では、ステップS151において、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物に関し、図3の粒径分布取得工程S109で取得した粒度分布の情報に基づいて、第1粒径以上の析出物を抽出する。
なお、図7のステップS111における処理の一部としてステップS151を実施する場合、TTP線図における領域βに属することとなる標準試料のそれぞれについて、領域βの析出物、すなわち第1種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出する。
同様に、図7のステップS121における処理の一部としてステップS151を実施する場合、TTP線図における領域γに属することとなる標準試料のそれぞれについて、領域γの第1種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出する。
また、図7のステップS123における処理の一部としてステップS151を実施する場合、TTP線図における領域γに属することとなる標準試料のそれぞれについて、領域γの第2種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出する。
図7のステップS125における処理の一部としてステップS151を実施する場合、TTP線図における領域γに属することとなる標準試料のそれぞれについて、領域γの第1種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出し、領域γの第2種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出する。
In some embodiments, in step S151, with respect to the type of precipitate for which the master curve is to be created, the first particle size or higher is based on the particle size distribution information acquired in the particle size distribution acquisition step S109 of FIG. Extract the precipitate.
When step S151 is carried out as a part of the process in step S111 of FIG. 7, for each of the standard samples belonging to the region β in the TTP diagram, the precipitate of the region β, that is, the type 1 precipitate. Of these, precipitates having a first particle size or larger are extracted.
Similarly, when step S151 is carried out as part of the process in step S121 of FIG. 7, for each of the standard samples belonging to region γ in the TTP diagram, the first of the first-class precipitates of region γ Extract precipitates larger than the particle size.
Further, when step S151 is carried out as a part of the process in step S123 of FIG. 7, for each of the standard samples belonging to the region γ in the TTP diagram, the first grain of the second type precipitate of the region γ Extract precipitates larger than the diameter.
When step S151 is carried out as part of the process in step S125 of FIG. 7, for each of the standard samples belonging to the region γ in the TTP diagram, the first particle size or more of the first-class precipitates of the region γ Is extracted, and among the second-class precipitates in the region γ, the precipitates having the first particle size or larger are extracted.

ステップS153において、ステップS151で抽出した第1粒径以上の析出物の平均粒径を算出するととともに、算出した平均粒径を温度・時間パラメータで整理する。
すなわち、算出した平均粒径のそれぞれに対して、標準試料の温度・時間パラメータλを紐づけることで、平均粒径と温度・時間パラメータλとによって表される複数のデータが生成される。
In step S153, the average particle size of the precipitate having the first particle size or more extracted in step S151 is calculated, and the calculated average particle size is arranged by the temperature / time parameters.
That is, by associating the temperature / time parameter λ of the standard sample with each of the calculated average particle diameters, a plurality of data represented by the average particle diameter and the temperature / time parameter λ are generated.

ステップS155において、ステップS153で生成された複数のデータに基づいて、横軸に温度・時間パラメータλをとり、縦軸に平均粒径をとったグラフを作成し、回帰分析を行って回帰曲線と標準誤差を算出する。
なお、図7のステップS125における処理の一部としてステップS155を実施する場合、ステップS153で生成された複数のデータのうち、第1種析出物に係る複数のデータに基づいて、横軸に温度・時間パラメータλをとり、縦軸に平均粒径をとったグラフを作成し、回帰分析を行って回帰曲線と標準誤差を算出する。同様に、ステップS153で生成された複数のデータのうち、第2種析出物に係る複数のデータに基づいて、横軸に温度・時間パラメータλをとり、縦軸に平均粒径をとったグラフを作成し、回帰分析を行って回帰曲線と標準誤差を算出する。
In step S155, based on the plurality of data generated in step S153, a graph with the temperature / time parameter λ on the horizontal axis and the average particle size on the vertical axis is created, and regression analysis is performed to obtain a regression curve. Calculate the standard error.
When step S155 is carried out as a part of the process in step S125 of FIG. 7, the temperature is shown on the horizontal axis on the horizontal axis based on the plurality of data related to the type 1 precipitate among the plurality of data generated in step S153. -Take the time parameter λ, create a graph with the average particle size on the vertical axis, perform regression analysis, and calculate the regression curve and standard error. Similarly, among the plurality of data generated in step S153, a graph in which the temperature / time parameter λ is set on the horizontal axis and the average particle size is taken on the vertical axis based on the plurality of data related to the type 2 precipitate. And perform regression analysis to calculate the regression curve and standard error.

ステップS157において、ステップS155で算出された標準誤差が、予め定められた許容範囲内であるか否かを判断する。
ステップS157が肯定判断されるとステップS159において、ステップS155で算出した回帰曲線をマスターカーブとして採用する。
なお、図7のステップS125における処理の一部としてステップS159を実施する場合、ステップS155で算出した回帰曲線のうち、第1種析出物に係る回帰曲線を第1マスターカーブとして採用し、第2種析出物に係る回帰曲線を第2マスターカーブとして採用する。
In step S157, it is determined whether or not the standard error calculated in step S155 is within a predetermined allowable range.
If the affirmative determination is made in step S157, the regression curve calculated in step S155 is adopted as the master curve in step S159.
When step S159 is carried out as a part of the process in step S125 of FIG. 7, among the regression curves calculated in step S155, the regression curve related to the type 1 precipitate is adopted as the first master curve, and the second The regression curve related to the seed precipitate is adopted as the second master curve.

ステップS157が否定判断されるとステップS161において、第1粒径を変更する。その後、ステップS151へ戻り、上述した処理を再び実行する。 If the negative determination in step S157 is made, the first particle size is changed in step S161. After that, the process returns to step S151, and the above-described processing is executed again.

このように、一実施形態では、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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を取得するために用いた平均粒径及び温度・時間パラメータλと、取得した上記関係との標準誤差が許容範囲外である場合、第1粒径を変更して上記関係を再取得する。これにより、上記関係を再取得するために用いた平均粒径及び温度・時間パラメータλと、再取得した上記関係との標準誤差を小さくすることができ、ひいては、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。 As described above, in one embodiment, it is used to obtain the relationship between the average particle size of the precipitates having the first particle size or more in the structure of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material. If the standard error between the average particle size and the temperature / time parameter λ and the acquired relationship is out of the permissible range, the first particle size is changed and the relationship is reacquired. As a result, the standard error between the average particle size and temperature / time parameter λ used to reacquire the above relationship and the reacquired above relationship can be reduced, and by extension, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected. The estimation accuracy of can be further improved.

(平均粒径取得工程S20)
以下、平均粒径取得工程S20について説明する。図9は、平均粒径取得工程S20の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
幾つかの実施形態では、検査対象取得工程S201において、検査対象の耐熱部材を取得する。例えば、検査対象の耐熱部材がボイラ10の過熱器18や再熱器22を構成する鋼管であれば、ボイラ10の定期点検等の休止時に、鋼管の一部を切除することで検査対象の耐熱部材を取得する。なお、検査対象の耐熱部材を取得することが難しい場合、例えばレプリカ法によって検査対象の耐熱部材の表面のレプリカを取得する。以下の説明では、主に、検査対象の耐熱部材を取得できた場合について記載する。
(Average particle size acquisition step S20)
Hereinafter, the average particle size acquisition step S20 will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an example of a schematic procedure of the average particle size acquisition step S20.
In some embodiments, the heat-resistant member to be inspected is acquired in the inspection target acquisition step S201. For example, if the heat-resistant member to be inspected is a steel pipe constituting the superheater 18 or the reheater 22 of the boiler 10, the heat-resistant member to be inspected is heat-resistant by cutting a part of the steel pipe when the periodic inspection of the boiler 10 is suspended. Acquire a member. When it is difficult to obtain the heat-resistant member to be inspected, for example, a replica of the surface of the heat-resistant member to be inspected is obtained by the replica method. The following description mainly describes the case where the heat-resistant member to be inspected can be obtained.

組織観察工程S203では、検査対象取得工程S201で取得した検査対象の耐熱部材の組織観察を行う。組織観察には、例えば走査型電子顕微鏡が用いられるが、光学顕微鏡が用いられてもよい。 In the structure observation step S203, the structure of the heat-resistant member to be inspected acquired in the inspection target acquisition step S201 is observed. For the tissue observation, for example, a scanning electron microscope is used, but an optical microscope may be used.

析出物同定工程S205では、組織観察工程S203で組織観察を行った検査対象の耐熱部材の析出物を同定する。組織観察工程S203で組織観察に走査型電子顕微鏡を用いたのであれば、走査型電子顕微鏡によって析出物の同定も行うことができる。 In the precipitate identification step S205, the precipitate of the heat-resistant member to be inspected for which the structure was observed in the structure observation step S203 is identified. If a scanning electron microscope is used for tissue observation in the tissue observation step S203, the precipitate can also be identified by the scanning electron microscope.

領域判定工程S207及び粒度分布取得工程S209を実施する。
領域判定工程S207では、図3のTTP線図作成工程S107で作成したTTP線図を参照して、析出物同定工程S205における析出物の同定結果から、組織観察工程S203で組織観察を行った検査対象の耐熱部材の組織がTTP線図のどの領域の組織であるのかを判定する。
The region determination step S207 and the particle size distribution acquisition step S209 are carried out.
In the region determination step S207, with reference to the TTP diagram created in the TTP diagram creation step S107 of FIG. 3, the inspection performed by observing the structure in the tissue observation step S203 based on the precipitate identification result in the precipitate identification step S205. It is determined in which region of the TTP diagram the structure of the target heat-resistant member is.

粒度分布取得工程S209では、組織観察工程S203で組織観察を行った検査対象の耐熱部材の析出物のうち、図2の関係取得工程S10でマスターカーブの作成対象となった種類の析出物と同じ種類の析出物の粒度分布を取得する。粒度分布の取得には、例えば、図3の粒径分布取得工程S109と同じ方法を用いることができる。 In the particle size distribution acquisition step S209, among the precipitates of the heat-resistant member to be inspected for which the structure was observed in the structure observation step S203, the same as the precipitate of the type for which the master curve was created in the relationship acquisition step S10 of FIG. Obtain the particle size distribution of different types of precipitates. For the acquisition of the particle size distribution, for example, the same method as in the particle size distribution acquisition step S109 of FIG. 3 can be used.

平均粒径算出工程S211では、粒度分布取得工程S209で取得した粒度分布の情報に基づいて、析出物の種類毎に第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物をそれぞれ抽出し、平均粒径をそれぞれ算出する。なお、一実施形態における第2粒径は、関係取得工程S10で取得したマスターカーブに係る析出物についての第1粒径と等しい粒径とする。すなわち、一実施形態では、例えば関係取得工程S10で取得した、領域βについてのマスターカーブに係る第1種析出物についての第1粒径がnマイクロメートルであれば、検査対象の耐熱部材に係る領域βの第1種析出物についての第2粒径もnマイクロメートルとする。 In the average particle size calculation step S211, based on the particle size distribution information acquired in the particle size distribution acquisition step S209, precipitates having a particle size of the second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size, are selected for each type of precipitate. Each is extracted and the average particle size is calculated respectively. The second particle size in one embodiment is the same as the first particle size of the precipitate related to the master curve acquired in the relationship acquisition step S10. That is, in one embodiment, for example, if the first particle size of the first-class precipitate related to the master curve for the region β acquired in the relationship acquisition step S10 is n micrometers, it relates to the heat-resistant member to be inspected. The second particle size of the first-class precipitate of region β is also n micrometer.

このように、一実施形態の平均粒径取得工程S20では、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める。したがって、平均粒径取得工程S20で求められる検査対象の耐熱部材の組織における析出物の平均粒径から、第1粒径に対応する粒径である第2粒径未満の析出物の影響を排除できる。
また、一実施形態では、第1粒径及び第2粒径は、共にnマイクロメートルである。これにより、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられるので、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
As described above, in the average particle size acquisition step S20 of one embodiment, among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, the average particles of the precipitates having the second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size. Determine the diameter by measurement. Therefore, the influence of the precipitate having a particle size smaller than the second particle size, which is the particle size corresponding to the first particle size, is excluded from the average particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected obtained in the average particle size acquisition step S20. it can.
Further, in one embodiment, the first particle size and the second particle size are both n micrometers. As a result, the selection criteria for whether or not the precipitate is to be calculated for the average particle size can be aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected, so that the estimation is based on the state of the surface structure of the heat-resistant member to be inspected. The accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.

(使用温度パラメータ取得工程S30)
以下、使用温度パラメータ取得工程S30について説明する。図10は、使用温度パラメータ取得工程S30の手順の一例を示すフローチャートである。
(Operating temperature parameter acquisition step S30)
Hereinafter, the operating temperature parameter acquisition step S30 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing an example of the procedure of the operating temperature parameter acquisition step S30.

幾つかの実施形態では、ステップS301において、図9の領域判定工程S207での判定結果、すなわち、検査対象の耐熱部材の組織がどの領域の組織であるかによって、次に行う処理を判断する。
例えば、図9の領域判定工程S207で検査対象の耐熱部材の組織が領域αの組織であると判定された場合、検査対象の耐熱部材の組織には、マスターカーブに基づいて使用温度を推定するために必要な析出物が存在しない。この場合、ステップS301での判断処理を行った後、使用温度パラメータ取得工程S30を終了する。
In some embodiments, in step S301, the next process is determined depending on the determination result in the region determination step S207 of FIG. 9, that is, which region the structure of the heat-resistant member to be inspected is.
For example, when it is determined in the region determination step S207 of FIG. 9 that the structure of the heat-resistant member to be inspected is the structure of the region α, the operating temperature is estimated for the structure of the heat-resistant member to be inspected based on the master curve. The necessary precipitate is not present. In this case, after performing the determination process in step S301, the operating temperature parameter acquisition step S30 is terminated.

また、例えば、図9の領域判定工程S207で検査対象の耐熱部材の組織が領域βの組織であると判定された場合、ステップS303へ進む。ステップS303において、図7のステップS111で取得した領域βについての第1種析出物に関するマスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第2粒径以上の第1種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλを取得する。そして、取得した温度・時間パラメータλと、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値を取得する。 Further, for example, when it is determined in the region determination step S207 of FIG. 9 that the structure of the heat-resistant member to be inspected is the structure of the region β, the process proceeds to step S303. In step S303, from the master curve relating to the first-class precipitate for the region β acquired in step S111 of FIG. 7, the first-class precipitate having the second or higher particle size calculated in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9 Acquire the temperature / time parameter λ corresponding to the average particle size. Then, by substituting the acquired temperature / time parameter λ and the usage time of the heat-resistant member to be inspected into the above-mentioned equation (1), an estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is acquired.

また、例えば、図9の領域判定工程S207で検査対象の耐熱部材の組織が領域γの組織であると判定された場合、ステップS305へ進み、以下のようにして検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値を取得する。
例えば、図9の平均粒径算出工程S211において領域γの第1種析出物の平均粒径だけが得られていた場合、ステップS305では、図7のステップS121又はステップS125の何れかで得られた領域γの第1種析出物の第1マスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第1種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλを取得する。そして、取得した温度・時間パラメータλと、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値を取得する。
Further, for example, when it is determined in the region determination step S207 of FIG. 9 that the structure of the heat-resistant member to be inspected is the structure of the region γ, the process proceeds to step S305, and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is as follows. Get an estimate of.
For example, when only the average particle size of the first-class precipitate in the region γ was obtained in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9, in step S305, it was obtained in either step S121 or step S125 of FIG. From the first master curve of the first-class precipitate in the region γ, the temperature / time parameter λ corresponding to the average grain size of the first-class precipitate calculated in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9 is acquired. Then, by substituting the acquired temperature / time parameter λ and the usage time of the heat-resistant member to be inspected into the above-mentioned equation (1), an estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is acquired.

また、例えば、図9の平均粒径算出工程S211において領域γの第2種析出物の平均粒径だけが得られていた場合、ステップS305では、図7のステップS123又はステップS125の何れかで得られた領域γの第2種析出物の第2マスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第2種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλを取得する。そして、取得した温度・時間パラメータλと、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値を取得する。 Further, for example, when only the average particle size of the second type precipitate of the region γ is obtained in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9, in step S305, in either step S123 or step S125 of FIG. From the second master curve of the second type precipitate of the obtained region γ, the temperature / time parameter λ corresponding to the average particle size of the second type precipitate calculated in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9 is acquired. .. Then, by substituting the acquired temperature / time parameter λ and the usage time of the heat-resistant member to be inspected into the above-mentioned equation (1), an estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is acquired.

また、例えば、図9の平均粒径算出工程S211において領域γの第1種析出物の平均粒径及び第2種析出物の平均粒径の双方が得られていた場合、ステップS305では、図7のステップS125で得られた領域γの第1種析出物の第1マスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第1種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλである第1パラメータλ1を取得する。そして、取得した第1パラメータλ1と、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の第1推定値を取得する。
同様に、ステップS305では、図7のステップS125で得られた領域γの第2種析出物の第2マスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第2種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλである第2パラメータλ2を取得する。そして、取得した第2パラメータλ2と、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の第2推定値を取得する。
Further, for example, when both the average particle size of the first-class precipitate and the average particle size of the second-class precipitate in the region γ are obtained in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9, in step S305, FIG. Temperature and time corresponding to the average particle size of the first-class precipitate calculated in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9 from the first master curve of the first-class precipitate of the region γ obtained in step S125 of 7. The first parameter λ1, which is the parameter λ, is acquired. Then, by substituting the acquired first parameter λ1 and the usage time of the heat-resistant member to be inspected into the above-mentioned equation (1), the first estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is acquired.
Similarly, in step S305, the average of the type 2 precipitates calculated in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9 from the second master curve of the type 2 precipitates of the region γ obtained in step S125 of FIG. The second parameter λ2, which is the temperature / time parameter λ corresponding to the particle size, is acquired. Then, by substituting the acquired second parameter λ2 and the usage time of the heat-resistant member to be inspected into the above-mentioned equation (1), the second estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is acquired.

一実施形態では、このようにして検査対象の耐熱部材の使用温度の第1推定値と第2推定値とを取得した場合、例えば、第1推定値と第2推定値とのうち、推定精度が高いと考えられる方の推定値を検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値として採用する。なお、このようにして検査対象の耐熱部材の使用温度の第1推定値と第2推定値とを取得した場合、例えば、第1推定値と第2推定値との平均値を検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値として採用してもよい。 In one embodiment, when the first estimated value and the second estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected are obtained in this way, for example, the estimation accuracy of the first estimated value and the second estimated value is obtained. The estimated value of the one with the highest value is adopted as the estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected. When the first estimated value and the second estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected are obtained in this way, for example, the average value of the first estimated value and the second estimated value is the heat resistance of the inspection target. It may be adopted as an estimated value of the operating temperature of the member.

なお、上述のようにして取得した第1パラメータλ1と第2パラメータλ2とを比較し、第1パラメータλ1及び第2パラメータλ2の値に大きな差がなければ、第1パラメータλ1及び第2パラメータλ2の値の信頼性が高いと判断できるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度が高まる。
このように、幾つかの実施形態によれば、種類が異なる第1種析出物と第2種析出物とについて、第1種析出物の第1関係である第1マスターカーブと、第2種析出物についての第2関係である第2マスターカーブと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をそれぞれ求めることができるので、上述したように、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。
The first parameter λ1 and the second parameter λ2 obtained as described above are compared, and if there is no large difference between the values of the first parameter λ1 and the second parameter λ2, the first parameter λ1 and the second parameter λ2 Since it can be determined that the value of is highly reliable, the accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is improved.
As described above, according to some embodiments, with respect to the first-class precipitate and the second-class precipitate of different types, the first master curve, which is the first relationship of the first-class precipitate, and the second-class precipitate. Since the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be obtained based on the second master curve, which is the second relationship for the precipitate, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated as described above. The accuracy can be further improved.

このように、幾つかの実施形態の使用温度パラメータ取得工程S30では、関係取得工程S10にて取得された関係及び平均粒径取得工程S20で求められた平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを所定粒径未満の析出物の影響を排除した状態で求めることができるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。 As described above, in the operating temperature parameter acquisition step S30 of some embodiments, the heat resistance of the inspection target is based on the relationship acquired in the relationship acquisition step S10 and the average particle size obtained in the average particle size acquisition step S20. Obtain the parameters related to the operating temperature of the member. As a result, the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be obtained in a state where the influence of precipitates having a predetermined particle size is excluded, so that the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.

上述したように、幾つかの実施形態では、高強度オーステナイト鋼において使用開始後の間もない時期に新たな析出物の発生頻度が増加しても、析出物のうち所定の粒径以上の析出物の平均粒径に基づいて、耐熱部材の使用温度を推定できるので、使用温度の推定精度を向上できる。 As described above, in some embodiments, even if the frequency of occurrence of new precipitates increases in the high-strength austenitic steel shortly after the start of use, the precipitates having a predetermined particle size or more are precipitated. Since the operating temperature of the heat-resistant member can be estimated based on the average particle size of the object, the estimation accuracy of the operating temperature can be improved.

以下、他の実施形態について説明する。上述した幾つかの実施形態では、図7に示したマスターカーブ取得工程S110におけるステップS125では、第1種析出物についての第1マスターカーブと第2種析出物についての第2マスターカーブを取得した。すなわち、第1種析出物と第2種析出物とを区別して、各析出物についてそれぞれマスターカーブを取得した。
他の実施形態では、以下のようにして、第1種析出物と第2種析出物とを区別せずに第3マスターカーブを取得する。
Hereinafter, other embodiments will be described. In some of the above-described embodiments, in step S125 in the master curve acquisition step S110 shown in FIG. 7, a first master curve for the first-class precipitate and a second master curve for the second-class precipitate were acquired. .. That is, the type 1 precipitate and the type 2 precipitate were distinguished, and a master curve was obtained for each precipitate.
In another embodiment, the third master curve is acquired without distinguishing between the first-class precipitate and the second-class precipitate as follows.

すなわち、他の実施形態では、図8のステップS155において、ステップS153で生成された複数のデータにおいて生成された複数のデータを第1種析出物に係るデータであるのか第2種析出物に係るデータであるのかを区別することなく、回帰分析を行って回帰曲線と標準誤差を算出する。 That is, in another embodiment, in step S155 of FIG. 8, whether the plurality of data generated in the plurality of data generated in step S153 are the data related to the first-class precipitate or the second-class precipitate. Regression analysis is performed to calculate the regression curve and standard error without distinguishing whether it is data or not.

そして、ステップS157において、ステップS155で算出された標準誤差が、予め定められた許容範囲内であるか否かを判断する。
ステップS157が肯定判断されるとステップS159において、ステップS155で算出した回帰曲線を第3マスターカーブとして採用する。
Then, in step S157, it is determined whether or not the standard error calculated in step S155 is within a predetermined allowable range.
If the affirmative determination is made in step S157, the regression curve calculated in step S155 is adopted as the third master curve in step S159.

ステップS157が否定判断されるとステップS161において、第1粒径を変更する。その後、ステップS151へ戻り、上述した処理を再び実行する。
このようにすることで、関係取得工程S10において、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別せずに、第1種析出物及び第2種析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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第3関係である第3マスターカーブを取得できる。
If the negative determination in step S157 is made, the first particle size is changed in step S161. After that, the process returns to step S151, and the above-described processing is executed again.
By doing so, in the relationship acquisition step S10, the first grain of the first-class precipitate and the second-class precipitate is not distinguished whether it is the first-class precipitate or the second-class precipitate. The third master curve, which is the third relationship between the average particle size of the precipitate having a diameter or more and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material, can be obtained.

これにより、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別しなくても使用温度パラメータ取得工程S30にお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を求めることができるようになるので、検査対象の耐熱部材の使用温度を容易に推定できる。 As a result, it becomes possible to obtain the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected in the operating temperature parameter acquisition step S30 without distinguishing between the first-class precipitate and the second precipitate. , The operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be easily estimated.

すなわち、例えば、検査対象の耐熱部材の組織において第1析出物と第2析出物とを正確に区別できなくても、第1析出物か第2析出物のいずれかであるかが分かれば、平均粒径取得工程S20において検査対象の耐熱部材の組織における第1析出物と第2析出物とについて第2粒径以上の析出物の平均粒径をそれぞれ測定によって求めることができる。そして、使用温度パラメータ取得工程S30において、関係取得工程S10にて取得された第3マスターカーブ及び平均粒径取得工程S20で求められた上記の平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができる。 That is, for example, even if the structure of the heat-resistant member to be inspected cannot accurately distinguish between the first precipitate and the second precipitate, if it is known whether it is the first precipitate or the second precipitate. In the average particle size acquisition step S20, the average particle size of the first precipitate and the second precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected can be determined by measurement. Then, in the operating temperature parameter acquisition step S30, the heat-resistant member to be inspected is used based on the third master curve acquired in the relationship acquisition step S10 and the above average particle size obtained in the average particle size acquisition step S20. Parameters related to temperature can be obtained.

このようにすることで、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別しなくても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ことができるようになるので、検査対象の耐熱部材の使用温度を容易に推定できる。 By doing so, it becomes possible to obtain the parameters related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected without distinguishing between the first-class precipitate and the second-class precipitate. The operating temperature of the heat-resistant member can be easily estimated.

以下、さらに他の実施形態について説明する。上述した幾つかの実施形態では、第1粒径及び第2粒径は、共にnマイクロメートルであり、同じ粒径であった。以下で説明する他の実施形態では、第1粒径は、耐熱材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順にn個目の析出物の粒径であり、第2粒径は、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順に上記n個目の析出物の粒径である。 Hereinafter, other embodiments will be described. In some of the above-described embodiments, the first particle size and the second particle size are both n micrometers, which are the same particle size. In another embodiment described below, the first particle size is the particle size of the nth precipitate in order from the precipitate having the largest diameter among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, and the second particle size is It is the particle size of the nth precipitate in order from the precipitate having the largest diameter among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.

これにより、第1粒径と第2粒径とを互いに近づけることができるので、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられる。したがって、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
また、平均粒径を算出するために析出物の調査を行う領域の大きさが、耐熱材と検査対象の耐熱部材とで略同じ程度であれば、平均粒径の算出に用いる析出物を選択するためには最大径の析出物から順にn個の析出物を選択すればよいので、平均粒径の算出に用いる析出物を容易に選択できる。したがって、平均粒径を算出するために析出物の調査を行う際の作業効率を向上できる。
As a result, the first particle size and the second particle size can be brought close to each other, so that the selection criteria for whether or not the precipitate is to be calculated for the average particle size are aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected. Be done. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected, which is estimated based on the state of the surface structure of the heat-resistant member to be inspected.
In addition, if the size of the region where the precipitate is investigated to calculate the average particle size is approximately the same for the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected, the precipitate used for calculating the average particle size is selected. In order to do so, n precipitates may be selected in order from the precipitate having the maximum diameter, so that the precipitate used for calculating the average particle size can be easily selected. Therefore, it is possible to improve the work efficiency when investigating the precipitates in order to calculate the average particle size.

以下、さらに他の実施形態について説明する。上述した幾つかの実施形態では、第1粒径及び第2粒径は、共にnマイクロメートルであり、同じ粒径であった。以下で説明する他の実施形態では、第1粒径は、耐熱材の組織における析出物のうち粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径であり、第2粒径は、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち粒径の大きい上記の上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径である。 Hereinafter, other embodiments will be described. In some of the above-described embodiments, the first particle size and the second particle size are both n micrometers, which are the same particle size. In another embodiment described below, the first particle size is the particle size of the smallest precipitate in the precipitates contained in the top n% of the precipitates having a large particle size in the structure of the heat-resistant material. The second particle size is the particle size of the smallest precipitate in the above-mentioned upper n% of the precipitates having a large particle size in the structure of the heat-resistant member to be inspected.

これにより、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられるので、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
また、平均粒径の算出対象となる析出物の選択基準を粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径とすることで、平均粒径の算出対象となる析出物の選択基準を析出物全体に対する割合として定めることができる。
As a result, the selection criteria for whether or not the precipitate is to be calculated for the average particle size can be aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected, so that the estimation is based on the state of the surface structure of the heat-resistant member to be inspected. The accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.
Further, by setting the selection criterion of the precipitate to be the calculation target of the average particle size to the particle size of the smallest precipitate among the precipitates contained in the number of the top n% having a large particle size, the average particle size can be calculated. The selection criteria for the precipitates can be set as the ratio to the total precipitates.

以下、さらに他の実施形態について説明する。上述した幾つかの実施形態では、平均粒径取得工程S20における検査対象取得工程S201において、検査対象の耐熱部材を取得、又は、検査対象の耐熱部材の表面のレプリカを取得した。
しかし、抜管作業やレプリカ採取作業に時間を要するため、ボイラ10の定期点検等の休止時に多くの箇所で抜管やレプリカ採取を行うことが難しい。
そこで、以下で説明する他の実施形態では、抜管作業やレプリカ採取作業を行う場所を絞り込むため、平均粒径取得工程S20に先立って、簡易的に検査対象の耐熱部材の使用温度を推定することとしている。具体的には、平均粒径取得工程S20に先立って、検査対象の耐熱部材の硬度を測定し、測定した硬度から検査対象の耐熱部材の使用温度を推定することで、検査対象取得工程S201において抜管やレプリカ採取を行う場所を絞り込むようにしている。すなわち、以下で説明する他の実施形態では、検査対象の耐熱部材の硬度が、その使用温度及び使用時間(時効時間)によって変化することを利用して、検査対象の耐熱部材の硬度と使用時間から使用温度を推定することとしている。以下、詳細に説明する。
Hereinafter, other embodiments will be described. In some of the above-described embodiments, in the inspection target acquisition step S201 in the average particle size acquisition step S20, the heat-resistant member to be inspected is acquired, or the surface replica of the heat-resistant member to be inspected is acquired.
However, since it takes time for the extubation work and the replica collection work, it is difficult to extubate and collect the replica at many places during the suspension of periodic inspection of the boiler 10.
Therefore, in another embodiment described below, in order to narrow down the places where the extubation work and the replica collection work are performed, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is simply estimated prior to the average particle size acquisition step S20. It is supposed to be. Specifically, in the inspection target acquisition step S201, the hardness of the heat-resistant member to be inspected is measured prior to the average particle size acquisition step S20, and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated from the measured hardness. I try to narrow down the places where extubation and replica collection are performed. That is, in another embodiment described below, the hardness and usage time of the heat-resistant member to be inspected are utilized by utilizing the fact that the hardness of the heat-resistant member to be inspected changes depending on the operating temperature and the operating time (aging time). The operating temperature is estimated from. Hereinafter, a detailed description will be given.

図11は、他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法は、硬度に基づく使用温度推定工程S1と、析出物に基づく使用温度推定工程S3とを有する。ここで、析出物に基づく使用温度推定工程S3は、上述した幾つかの実施形態に係る関係取得工程S10と、平均粒径取得工程S20と、使用温度パラメータ取得工程S30とを含む。
すなわち、他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法では、後で詳述するように、硬度に基づく使用温度推定工程S1において推定された検査対象の耐熱部材の使用温度に基づいて、ステップS2において温度負荷が高いか否かを判断し、温度負荷が高いと判断された検査対象の耐熱部材に対して、上述した幾つかの実施形態に係る耐熱部材の検査方法によって使用温度を推定することとしている。なお、ステップS2において温度負荷が高くないと判断された検査対象の耐熱部材に対しては、上述した幾つかの実施形態に係る耐熱部材の検査方法による使用温度の推定は行わない。
FIG. 11 is a flowchart showing a schematic procedure of an inspection method for heat-resistant members according to another embodiment.
The method for inspecting the heat-resistant member according to another embodiment includes a working temperature estimation step S1 based on hardness and a working temperature estimation step S3 based on precipitates. Here, the operating temperature estimation step S3 based on the precipitate includes a relationship acquisition step S10, an average particle size acquisition step S20, and an operating temperature parameter acquisition step S30 according to some of the above-described embodiments.
That is, in the method for inspecting a heat-resistant member according to another embodiment, as will be described in detail later, in step S2, based on the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected estimated in the hardness-based operating temperature estimation step S1. It is determined whether or not the temperature load is high, and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected judged to have a high temperature load is estimated by the inspection method of the heat-resistant member according to some of the above-described embodiments. There is. For the heat-resistant member to be inspected, which is determined not to have a high temperature load in step S2, the operating temperature is not estimated by the heat-resistant member inspection method according to some of the above-described embodiments.

(硬度に基づく使用温度推定工程S1)
図12は、硬度に基づく使用温度推定工程S1における処理を示すフローチャートである。硬度に基づく使用温度推定工程S1は、相関取得工程S1010と、硬度測定工程S1020と、使用温度推定工程S1030とを有する。
(Working temperature estimation step S1 based on hardness)
FIG. 12 is a flowchart showing the process in the operating temperature estimation step S1 based on the hardness. The working temperature estimation step S1 based on the hardness includes a correlation acquisition step S1010, a hardness measuring step S1020, and a working temperature estimation step S1030.

(相関取得工程S1010)
図13は、相関取得工程S1010における処理を示すフローチャートである。
相関取得工程S1010では、以下で説明する各工程S1101〜S1107によって、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関を取得する。
(Correlation acquisition step S1010)
FIG. 13 is a flowchart showing the processing in the correlation acquisition step S1010.
In the correlation acquisition step S1010, the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material is acquired by each of the steps S1101 to S1107 described below.

相関取得工程S1010では、まず試料準備工程S1101において耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関を取得するための試料を準備する。試料準備工程S1101では、加熱されていた時の温度及び加熱されていた時間が異なる複数の試料を複数用意する。
このような複数の試料は、例えば、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複数の未処理の試料を準備し、これらの試料に対しそれぞれ異なる温度及び異なる時間で加熱処理(時効処理)を施すことにより得られる。
In the correlation acquisition step S1010, first, in the sample preparation step S1101, a sample for acquiring the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material is prepared. In the sample preparation step S1101, a plurality of samples having different heating temperatures and heating times are prepared.
For such a plurality of samples, for example, a plurality of untreated samples having the same composition or a similar composition as the heat-resistant member to be inspected are prepared, and these samples are heat-treated at different temperatures and different times (aging). It is obtained by performing treatment).

次いで、試料硬度測定工程S1103において、試料準備工程S1101で用意した複数の試料の硬度を測定する。硬度測定には、例えばビッカース硬さ試験機や、超音波硬度計など、種々の測定装置を用いることができる。 Next, in the sample hardness measurement step S1103, the hardness of a plurality of samples prepared in the sample preparation step S1101 is measured. For the hardness measurement, various measuring devices such as a Vickers hardness tester and an ultrasonic hardness tester can be used.

次いで、マスターデータ取得工程S1105において、試料硬度測定工程S1103で測定した複数の試料の硬度の測定結果から、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度(加熱温度)と耐熱材の使用時間(加熱時間、時効時間)とについての情報であるマスターデータを取得する。図14に、マスターデータ取得工程S1105で取得したマスターデータの一例を示す。図14に示したマスターデータでは、耐熱材の硬度を縦軸にとり、時効時間を横軸にとったグラフが加熱温度毎に表されている。 Next, in the master data acquisition step S1105, from the measurement results of the hardness of a plurality of samples measured in the sample hardness measurement step S1103, the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material (heating temperature), and the usage time of the heat-resistant material (heating time) , Prescription time) and get master data. FIG. 14 shows an example of the master data acquired in the master data acquisition step S1105. In the master data shown in FIG. 14, a graph in which the hardness of the heat-resistant material is on the vertical axis and the aging time is on the horizontal axis is shown for each heating temperature.

次いで、マスターカーブ取得工程S1107において、マスターデータ取得工程S1105で取得したマスターデータから、検査対象の耐熱部材の使用時間、すなわち、例えば今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブを取得する。図15は、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例を示す図であり、図15(a)は、例えば10,000時間の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例であり、図15(b)は、例えば80,000時間の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例である。 Next, in the master curve acquisition step S1107, the heat-resistant material extracted from the master data acquired in the master data acquisition step S1105 at the usage time of the heat-resistant member to be inspected, that is, for example, the operating time of the boiler 10 at the time of this periodic inspection. Obtain a master curve that shows the relationship between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material. FIG. 15 is a diagram showing an example of a master curve showing the relationship between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material, and FIG. 15 (a) shows the heat-resistant material extracted after a usage time of, for example, 10,000 hours. An example of a master curve showing the relationship between the hardness and the operating temperature of the heat-resistant material is shown. FIG. 15 (b) shows the relationship between the hardness of the heat-resistant material extracted at a usage time of 80,000 hours and the operating temperature of the heat-resistant material. This is an example of a master curve showing.

例えば、今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間が10,000時間である場合、図14に示したマスターデータから、時効時間が10,000時間であるときの耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度とを読み取る。そして、例えば図15(a)に示すように、使用温度を横軸にとり、硬度を縦軸にとったマスターカーブMAを作成する。
また、例えば、今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間が80,000時間である場合、図14に示したマスターデータから、時効時間が80,000時間であるときの耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度とを読み取る。そして、例えば図15(b)に示すように、使用温度を横軸にとり、硬度を縦軸にとったマスターカーブMBを作成する。
For example, when the operating time of the boiler 10 at the time of this periodic inspection is 10,000 hours, the hardness of the heat-resistant material and the heat-resistant material when the aging time is 10,000 hours are obtained from the master data shown in FIG. Read the operating temperature and. Then, for example, as shown in FIG. 15A, a master curve MA having the operating temperature on the horizontal axis and the hardness on the vertical axis is created.
Further, for example, when the operating time of the boiler 10 at the time of this periodic inspection is 80,000 hours, the hardness of the heat-resistant material when the aging time is 80,000 hours is determined from the master data shown in FIG. Read the operating temperature of the heat-resistant material. Then, for example, as shown in FIG. 15B, a master curve MB having the operating temperature on the horizontal axis and the hardness on the vertical axis is created.

このように、相関取得工程S1010では、加熱温度及び加熱時間の異なる複数の試料から、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関を取得することができる。 As described above, in the correlation acquisition step S1010, the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material can be acquired from a plurality of samples having different heating temperatures and heating times.

相関取得工程S1010で取得する耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関は、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度と耐熱材の使用時間とについての情報(マスターデータ)から検査対象の耐熱部材の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係(マスターカーブ)である。
これにより、測定して得られた検査対象の耐熱部材の硬度と上記の相関とから検査対象の耐熱部材の使用温度を直ちに推定できる。
Correlation The correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material acquired in S1010 is to be inspected from the information (master data) about the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the usage time of the heat-resistant material. It is the relationship (master curve) between the hardness of the heat-resistant material extracted by the usage time of the heat-resistant member and the operating temperature of the heat-resistant material.
As a result, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be immediately estimated from the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained by measurement and the above correlation.

(硬度測定工程S1020)
図16は、硬度測定工程S1020の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
硬度測定位置決定工程S1201において、検査対象の耐熱部材における硬度の測定位置を決定する。例えば、検査対象の耐熱部材がボイラ10の過熱器18や再熱器22を構成する鋼管であれば、過熱器18や再熱器22が使用されている期間や運転条件に応じて、熱的な負荷が比較的大きいと推定される領域を特定し、その領域内の鋼管に対し、鋼管の軸線方向に沿って所定の間隔で離間した複数の地点を硬度の測定位置として決定してもよい。
(Hardness measurement step S1020)
FIG. 16 is a flowchart showing an example of a schematic procedure of the hardness measuring step S1020.
In the hardness measurement position determination step S1201, the hardness measurement position of the heat-resistant member to be inspected is determined. For example, if the heat-resistant member to be inspected is a steel pipe constituting the superheater 18 or the reheater 22 of the boiler 10, it is thermally depending on the period in which the superheater 18 or the reheater 22 is used and the operating conditions. A region where the load is estimated to be relatively large may be specified, and a plurality of points separated from the steel pipe in the region at predetermined intervals along the axial direction of the steel pipe may be determined as the hardness measurement positions. ..

次いで、測定工程S1203において、硬度測定位置決定工程S1201で決定した測定位置の硬度を測定する。硬度の測定には、例えば超音波硬度計など、可搬式の種々の測定装置を用いることができる。 Next, in the measurement step S1203, the hardness of the measurement position determined in the hardness measurement position determination step S1201 is measured. Various portable measuring devices such as an ultrasonic hardness tester can be used for measuring the hardness.

(使用温度推定工程S1030)
使用温度推定工程S1030では、相関取得工程S1010で取得した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関(マスターカーブ)に硬度測定工程S1020で得られた検査対象の耐熱部材の硬度を入力することで検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する。
(Operating temperature estimation step S1030)
In the operating temperature estimation step S1030, the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained in the hardness measuring step S1020 is input to the correlation (master curve) between the hardness of the heat-resistant material acquired in the correlation acquisition step S1010 and the operating temperature of the heat-resistant material. By doing so, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated.

例えば、今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間が10,000時間であり、ある測定位置における硬度の値が例えばh1であった場合、図15(a)に示すように、硬度の値がh1となる使用温度の値がT1であることをマスターカーブMAから読み取ることができる。 For example, when the operating time of the boiler 10 at the time of this periodic inspection is 10,000 hours and the hardness value at a certain measurement position is, for example, h1, the hardness value is as shown in FIG. 15 (a). It can be read from the master curve MA that the value of the operating temperature at which is h1 is T1.

また、例えば、今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間が80,000時間であり、ある測定位置における硬度の値が例えばh2であった場合、図15(b)に示すように、硬度の値がh2となる温度の値がT2又はT3であることをマスターカーブMBから読み取ることができる。
なお、この場合には、硬度の値がh2となる温度の候補値が2つとなってしまうが、例えばボイラ10の運転状況や、近接する他の硬度の測定地点における温度の推定値等を考慮して、何れの値が妥当であるかを判断するようにしてもよい。
このようにして、硬度の複数の測定位置の全てについて、使用温度を推定する。
Further, for example, when the operating time of the boiler 10 at the time of this periodic inspection is 80,000 hours and the hardness value at a certain measurement position is, for example, h2, the hardness is as shown in FIG. 15 (b). It can be read from the master curve MB that the value of the temperature at which the value of is h2 is T2 or T3.
In this case, there are two candidate values for the temperature at which the hardness value is h2. For example, the operating condition of the boiler 10 and the estimated value of the temperature at other nearby hardness measurement points are taken into consideration. Then, it may be determined which value is appropriate.
In this way, the operating temperature is estimated for all of the plurality of measurement positions of hardness.

上述したようにして検査対象の耐熱部材の硬度から使用温度を推定した後、図11のステップS2において、検査対象の耐熱部材の温度負荷が高いか否かを判断する。具体的には、例えばボイラ10の運転条件である蒸気圧力から算出される検査対象の耐熱部材の応力と、検査対象の耐熱部材の硬度から推定した使用温度と、ボイラ10の運転時間とに基づいて、検査対象の耐熱部材の余寿命を簡易的に評価する。そして、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が閾値以下であれば、検査対象の耐熱部材の温度負荷が高いと判断し、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が閾値を超えていれば、検査対象の耐熱部材の温度負荷が高くないと判断する。 After estimating the operating temperature from the hardness of the heat-resistant member to be inspected as described above, in step S2 of FIG. 11, it is determined whether or not the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is high. Specifically, for example, it is based on the stress of the heat-resistant member to be inspected calculated from the steam pressure which is the operating condition of the boiler 10, the operating temperature estimated from the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and the operating time of the boiler 10. Therefore, the remaining life of the heat-resistant member to be inspected is simply evaluated. If the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated is equal to or less than the threshold value, it is determined that the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is high, and the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated is If it exceeds the threshold value, it is judged that the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is not high.

ここで、上記閾値について説明する。今回の定期検査の時点から、例えば次の定期検査(次回定期検査)までの期間をta[時間]とする。上述のようにして簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が上記ta[時間]未満であれば、今回の定期検査で当該検査対象の耐熱部材に補修等の対策を行わない場合、当該検査対象の耐熱部材は、次回定期検査の前にクリープ破断するおそれがある。
しかし、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が上記ta[時間]を超えていても、簡易的な余寿命評価の精度を考慮すると、当該検査対象の耐熱部材は、次回定期検査の時点よりも手前の時点でクリープ破断するおそれがある。
Here, the above threshold value will be described. Let ta [time] be the period from the time of this periodic inspection to, for example, the next periodic inspection (next periodic inspection). If the remaining life of the heat-resistant member to be inspected, which was simply evaluated as described above, is less than the above ta [hours], if no measures such as repair are taken for the heat-resistant member to be inspected in this periodic inspection, The heat-resistant member to be inspected may creep rupture before the next periodic inspection.
However, even if the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply exceeds the above ta [time], considering the accuracy of the simple remaining life evaluation, the heat-resistant member to be inspected will be inspected next time. There is a risk of creep rupture at a point before this point.

そこで、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命の精度が、例えばいわゆる倍半分の精度である場合には、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が上記ta[時間]の2倍をある程度のゆとりをもって超えていれば、当該検査対象の耐熱部材は、次回定期検査の時点までクリープ破断しないと判断することができる。
そこで、上記閾値は、例えば、次回定期検査までの期間であるta[時間]の2倍の値(2・ta)に、さらに裕度を持たせるための1以上の値となる係数c(c>1)を乗じた値(2・c・ta)とする。
Therefore, when the accuracy of the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated is, for example, twice the accuracy, the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated is the above ta [time]. If it exceeds twice the amount of the above with a certain margin, it can be determined that the heat-resistant member to be inspected does not creep rupture until the time of the next periodic inspection.
Therefore, the threshold value is, for example, a coefficient c (c) that is a value of 1 or more for giving a value (2.ta) twice the ta [time], which is the period until the next periodic inspection, to further have a margin. > 1) is multiplied by the value (2, c, ta).

すなわち、ステップS2では、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が上述のようにして設定された閾値(2・c・ta)以下であるか否かを判断する。
ステップS2において、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が閾値(2・c・ta)を超えていると判断される場合、当該検査対象の耐熱部材の温度負荷が高くなく、当該検査対象の耐熱部材が少なくとも次回定期検査までクリープ破断しないものと判断して、当該検査対象の耐熱部材に対して、析出物に基づく使用温度推定工程S3における各処理は実施しない。
しかし、ステップS2において、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が閾値(2・c・ta)以下であると判断される場合、当該検査対象の耐熱部材の温度負荷が高く、当該検査対象の耐熱部材が次回定期検査までにクリープ破断するおそれがあると判断して、析出物に基づく使用温度推定工程S3における各処理を実施する。
That is, in step S2, it is determined whether or not the remaining life of the heat-resistant member to be inspected, which is simply evaluated, is equal to or less than the threshold value (2, c, ta) set as described above.
In step S2, when it is determined that the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated exceeds the threshold value (2, c, ta), the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is not high and the said. It is determined that the heat-resistant member to be inspected will not creep rupture until at least the next periodic inspection, and each treatment in the operating temperature estimation step S3 based on the deposit is not performed on the heat-resistant member to be inspected.
However, in step S2, when it is determined that the remaining life of the heat-resistant member to be inspected, which is simply evaluated, is equal to or less than the threshold value (2, c, ta), the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is high. It is determined that the heat-resistant member to be inspected may creep rupture by the next periodic inspection, and each treatment in the operating temperature estimation step S3 based on the precipitate is carried out.

なお、上述したように、析出物に基づく使用温度推定工程S3は、上述した幾つかの実施形態に係る関係取得工程S10と、平均粒径取得工程S20と、使用温度パラメータ取得工程S30とを含む工程である。そのため、析出物に基づく使用温度推定工程S3についての詳細な説明は省略する。 As described above, the operating temperature estimation step S3 based on the precipitate includes the relationship acquisition step S10, the average particle size acquisition step S20, and the operating temperature parameter acquisition step S30 according to some of the above-described embodiments. It is a process. Therefore, a detailed description of the operating temperature estimation step S3 based on the precipitate will be omitted.

このように、他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法では、平均粒径取得工程S20に先立って、検査対象の耐熱部材の硬度を測定する硬度測定工程S1020と、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関に硬度測定工程S1020で得られた検査対象の耐熱部材の硬度を入力することで検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する使用温度推定工程S1030とを備える。そして、平均粒径取得工程S20は、使用温度推定工程S1030で推定された検査対象の耐熱部材の使用温度に基づいて実施の要否が判定される。 As described above, in the method for inspecting the heat-resistant member according to the other embodiment, prior to the average particle size acquisition step S20, the hardness measuring step S1020 for measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and the hardness of the heat-resistant material and the heat-resistant material It is provided with an operating temperature estimation step S1030 that estimates the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected by inputting the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained in the hardness measuring step S1020 into the correlation with the operating temperature of the above. Then, the necessity of carrying out the average particle size acquisition step S20 is determined based on the working temperature of the heat-resistant member to be inspected estimated in the working temperature estimation step S1030.

これにより、検査対象の耐熱部材の硬度を測定するという簡便な方法によって検査対象の耐熱部材の使用温度を推定し、推定した使用温度に基づいて、より詳細な使用温度の推定が必要と判断される場合に平均粒径取得工程S20を実施することができる。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定のための時間の短縮化と検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度向上とを実現できる。
また、他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法では、試料準備工程S1101で用意した複数の試料の硬度と加熱温度と時効時間とについての情報であるマスターデータから、ボイラ10の運転時間で抽出したマスターカーブを取得するので、マスターカーブの取得に際し、温度加速の妥当性を検証する必要がない。
As a result, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated by a simple method of measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and it is determined that more detailed estimation of the operating temperature is necessary based on the estimated operating temperature. In this case, the average particle size acquisition step S20 can be carried out. As a result, it is possible to shorten the time for estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected and improve the accuracy of estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected.
Further, in the method for inspecting heat-resistant members according to another embodiment, the operating time of the boiler 10 is extracted from the master data which is information on the hardness, heating temperature, and aging time of a plurality of samples prepared in the sample preparation step S1101. Since the master curve is acquired, it is not necessary to verify the validity of temperature acceleration when acquiring the master curve.

(マスターカーブに関する他の実施形態について)
以下、マスターカーブに関する他の実施形態について説明する。上述した他の実施形態では、図13に示した相関取得工程S1010のマスターカーブ取得工程S1107において取得したマスターカーブは、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度と耐熱材の使用時間とについての情報(マスターデータ)から検査対象の耐熱部材の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係(マスターカーブ)であった。これに対して、以下で説明するマスターカーブに関する他の実施形態では、マスターカーブとして、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度と耐熱材の使用時間とについての情報(マスターデータ)から、耐熱材の硬度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を取得する。
(About other embodiments relating to the master curve)
Hereinafter, other embodiments relating to the master curve will be described. In the other embodiment described above, the master curve acquired in the master curve acquisition step S1107 of the correlation acquisition step S1010 shown in FIG. 13 provides information on the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the operating time of the heat-resistant material. It was the relationship (master curve) between the hardness of the heat-resistant material extracted from (master data) by the usage time of the heat-resistant member to be inspected and the operating temperature of the heat-resistant material. On the other hand, in another embodiment relating to the master curve described below, the heat-resistant material is obtained from information (master data) about the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the usage time of the heat-resistant material as the master curve. Obtain the relationship between the hardness of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and operating time of the heat-resistant material.

マスターカーブに関する他の実施形態では、図13に示した相関取得工程S1010のマスターカーブ取得工程S1107において、マスターデータ取得工程S1105で取得したマスターデータから、耐熱材の硬度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を示すマスターカーブを取得する。
図17は、耐熱材の硬度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を示すマスターカーブの例を示す図であり、耐熱材の硬度を縦軸にとり、耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータである温度・時間パラメータλaを横軸にとったマスターカーブMCのグラフである。ここで、温度・時間パラメータλaは、例えば上述した式(1)で表されるラーソンミラーパラメータである。
すなわち、相関取得工程S1010で取得する耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関は、耐熱材の硬度から温度・時間パラメータλaを求める相関である。そして、求めた温度・時間パラメータλaの値と使用時間とに基づいて、上述した式(1)から使用温度を得ることができる。
In another embodiment relating to the master curve, in the master curve acquisition step S1107 of the correlation acquisition step S1010 shown in FIG. 13, the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the use of the heat-resistant material are obtained from the master data acquired in the master data acquisition step S1105. Get a master curve that shows the relationship with parameters related to time.
FIG. 17 is a diagram showing an example of a master curve showing the relationship between the hardness of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material. The vertical axis is the hardness of the heat-resistant material, and the operating temperature and use of the heat-resistant material are shown. It is a graph of the master curve MC with the temperature / time parameter λa which is a parameter related to time taken on the horizontal axis. Here, the temperature / time parameter λa is, for example, a Larson mirror parameter represented by the above-mentioned equation (1).
That is, the correlation between the hardness of the heat-resistant material acquired in the correlation acquisition step S1010 and the operating temperature of the heat-resistant material is a correlation for obtaining the temperature / time parameter λa from the hardness of the heat-resistant material. Then, the operating temperature can be obtained from the above-mentioned equation (1) based on the obtained value of the temperature / time parameter λa and the operating time.

例えば、ある測定位置における硬度の値が例えばh4であった場合、図17に示すように、硬度の値がh4となる温度・時間パラメータλaの値がλ4であることをマスターカーブMCから読み取ることができる。そして、このようにして得られた温度・時間パラメータλaの値(λ4)と、例えば今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間とから、ある測定位置における使用温度を求めることができる。 For example, when the hardness value at a certain measurement position is, for example, h4, as shown in FIG. 17, it is read from the master curve MC that the value of the temperature / time parameter λa at which the hardness value is h4 is λ4. Can be done. Then, the operating temperature at a certain measurement position can be obtained from the value (λ4) of the temperature / time parameter λa thus obtained and, for example, the operating time of the boiler 10 at the time of this periodic inspection.

このように、マスターカーブに関する他の実施形態では、相関取得工程S1010で取得する耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関は、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度と耐熱材の使用時間とについての情報(マスターデータ)から得られた耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度及び使用時間に関する温度・時間パラメータλaとの関係である。
耐熱材の使用温度及び使用時間に関する温度・時間パラメータλaを用いるので、上記相関を取得するために準備した試料における最も長い加熱時間よりも検査対象の耐熱部材の使用時間の方が長い場合であっても、検査対象の耐熱部材の使用温度を推定できる。
As described above, in another embodiment relating to the master curve, the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material acquired in the correlation acquisition step S1010 is the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the use of the heat-resistant material. It is the relationship between the hardness of the heat-resistant material obtained from the information about time (master data), the operating temperature of the heat-resistant material, and the temperature / time parameter λa related to the operating time.
Since the temperature / time parameter λa related to the operating temperature and operating time of the heat-resistant material is used, the operating time of the heat-resistant member to be inspected is longer than the longest heating time in the sample prepared to obtain the above correlation. However, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be estimated.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した幾つかの実施形態では、検査対象の耐熱部材が使用されている機器の一部を切除することで、組織観察を行うための試料を取得していた。しかし、例えば上述したように、レプリカ法によって検査対象の耐熱部材の表面のレプリカを取得してもよい。この場合、取得したレプリカには検査対象の耐熱部材の表面の析出物の形状が転写されるので、その形状を観察できる。また、レプリカの取得方法によっては、析出物が組織から脱落して取得したレプリカに付着する場合もあり、この場合には、例えば、走査型電子顕微鏡を用いることで、レプリカに付着した析出物を直接同定できる。
しかし、取得したレプリカに析出物そのものが付着していない場合には、取得したレプリカから析出物を同定できない場合がある。すなわち、析出物の種類によるが、取得したレプリカに転写された析出物の形状だけでは、析出物を同定できない場合がある。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modified form of the above-described embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.
For example, in some of the above-described embodiments, a sample for observing the tissue is obtained by excising a part of the device in which the heat-resistant member to be inspected is used. However, for example, as described above, a replica of the surface of the heat-resistant member to be inspected may be obtained by the replica method. In this case, since the shape of the precipitate on the surface of the heat-resistant member to be inspected is transferred to the acquired replica, the shape can be observed. Further, depending on the replica acquisition method, the precipitate may fall off from the tissue and adhere to the acquired replica. In this case, for example, by using a scanning electron microscope, the precipitate adhered to the replica may be attached. Can be identified directly.
However, if the precipitate itself is not attached to the acquired replica, it may not be possible to identify the precipitate from the acquired replica. That is, depending on the type of precipitate, the precipitate may not be identified only by the shape of the precipitate transferred to the acquired replica.

このような場合であっても、析出物がその形状や粒径等の外観上の特徴から、少なくとも上述した第1種析出物か第2種析出物の何れかであるかが分かるのであれば、例えば、上述した第3マスターカーブを用いることで、耐熱部材の使用温度を推定できる。 Even in such a case, if it can be determined from the appearance characteristics such as the shape and particle size of the precipitate that it is at least one of the above-mentioned first-class precipitates and second-class precipitates. For example, by using the above-mentioned third master curve, the operating temperature of the heat-resistant member can be estimated.

また、上述した幾つかの実施形態では、使用温度の推定に係る析出物として、第1種析出物と第2種析出物の2種類が存在し得る場合を例に挙げて説明したが、使用温度の推定に係る析出物の種類は少なくとも1種類以上存在すればよく、3種類以上存在していてもよい。 Further, in some of the above-described embodiments, the case where two types of precipitates of the first kind and the second kind of precipitates can exist as the precipitates related to the estimation of the operating temperature has been described as an example, but the use has been described. At least one type of precipitate related to temperature estimation may be present, and three or more types may be present.

また、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。 Further, for example, the heat-resistant member to be inspected may be a part other than the superheater 18 and the reheater 22 of the boiler 10. Further, the heat-resistant member to be inspected may be one used in high-temperature equipment other than the boiler 10. Furthermore, the steel type of the heat-resistant member to be inspected is not limited to high-strength austenitic steel.

なお、上述した幾つかの実施形態において、図3に示した関係取得工程S10は、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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が既に取得されていれば、その後の検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する際に、再び実施する必要はない。
同様に、上述した幾つかの実施形態において、図13に示した相関取得工程S1010は、図15や図17に示したマスターカーブが既に取得されていれば、その後の検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する際に、再び実施する必要はない。
In some of the above-described embodiments, in the relationship acquisition step S10 shown in FIG. 3, the average particle size of the precipitates having the first particle size or more among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the operating temperature of the heat-resistant material If the relationship with the parameters related to the usage time has already been obtained, it is not necessary to carry out again when estimating the usage temperature of the heat-resistant member to be inspected thereafter.
Similarly, in some of the above-described embodiments, in the correlation acquisition step S1010 shown in FIG. 13, if the master curve shown in FIGS. 15 and 17 has already been acquired, the heat-resistant member to be inspected thereafter is used. There is no need to re-execute when estimating the temperature.

10 ボイラ
18 過熱器
22 再熱器
10 Boiler 18 Superheater 22 Reheater

Claims (14)

耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径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のうち前記第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、
前記関係取得工程にて取得された関係及び前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、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、
を備える耐熱部材の検査方法。
A relationship acquisition step for acquiring the relationship between the average particle size of the precipitate having the first particle size or more in the structure of the heat-resistant material and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material.
Among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, the average particle size acquisition step of obtaining the average particle size of the precipitates having the second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size, by measurement.
An operating temperature parameter acquisition step of obtaining a parameter relating to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the relationship acquired in the relationship acquisition step and the average particle size obtained in the average particle size acquisition step.
A method for inspecting heat-resistant members.
前記第1粒径は、nマイクロメートルであり、
前記第2粒径は、前記nマイクロメートルである、請求項1に記載の耐熱部材の検査方法。
The first particle size is n micrometers.
The method for inspecting a heat-resistant member according to claim 1, wherein the second particle size is n micrometers.
前記第1粒径は、前記耐熱材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順にn個目の析出物の粒径であり、
前記第2粒径は、前記検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順に前記n個目の析出物の粒径である、請求項1に記載の耐熱部材の検査方法。
The first particle size is the particle size of the nth precipitate in order from the deposit having the largest diameter among the precipitates in the structure of the heat-resistant material.
The inspection of the heat-resistant member according to claim 1, wherein the second particle size is the particle size of the nth precipitate in order from the precipitate having the largest diameter among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected. Method.
前記第1粒径は、前記耐熱材の組織における析出物のうち粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径であり、
前記第2粒径は、前記検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち粒径の大きい前記上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径である、請求項1に記載の耐熱部材の検査方法。
The first particle size is the particle size of the smallest precipitate in the precipitates contained in the number of the upper n% having a large particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant material.
The second particle size is the particle size of the smallest precipitate among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, which is included in the number of the upper n% having a large particle size. The method for inspecting the heat-resistant member described.
前記耐熱材の組織における析出物は、種類が異なる少なくとも第1種析出物と第2種析出物とを含み、
前記関係取得工程は、前記第1種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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第1関係と、前記第2種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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第2関係とを取得する、請求項1乃至4の何れか1項に記載の耐熱部材の検査方法。
The precipitate in the structure of the heat-resistant material contains at least a first-class precipitate and a second-class precipitate of different types.
In the relationship acquisition step, the first relationship between the average particle size of the precipitate having the first particle size or more among the first-class precipitates and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material, and the second type. According to any one of claims 1 to 4, the second relationship between the average particle size of the precipitate having the first particle size or more and the parameters relating to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material is obtained. The method for inspecting the heat-resistant member described.
前記耐熱材の組織における析出物は、種類が異なる少なくとも第1種析出物と第2種析出物とを含み、
前記関係取得工程は、前記第1種析出物及び前記第2種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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第3関係を取得する、請求項1乃至4の何れか1項に記載の耐熱部材の検査方法。
The precipitate in the structure of the heat-resistant material contains at least a first-class precipitate and a second-class precipitate of different types.
The relationship acquisition step is a third of the average particle size of the first-class precipitate and the second-class precipitate having a particle size of the first particle size or higher and parameters relating to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material. The method for inspecting a heat-resistant member according to any one of claims 1 to 4, wherein a relationship is obtained.
前記関係取得工程は、前記関係を取得するために用いた前記平均粒径及び前記パラメータと、取得した前記関係との標準誤差が許容範囲外である場合、前記第1粒径を変更して前記関係を再取得する、請求項1乃至6の何れか1項に記載の耐熱部材の検査方法。 In the relationship acquisition step, when the standard error between the average particle size and the parameter used for acquiring the relationship and the acquired relationship is out of the permissible range, the first particle size is changed. The method for inspecting a heat-resistant member according to any one of claims 1 to 6, wherein the relationship is reacquired. 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、請求項1乃至7の何れか一項に記載の耐熱部材の検査方法。 The method for inspecting a heat-resistant member according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected are made of high-strength austenitic steel. 検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち、耐熱材の組織における析出物の第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、
前記耐熱材の組織における析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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、及び、前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、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、
を備える耐熱部材の検査方法。
Among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, the average grain size of the precipitate having a second particle size or more, which is the particle size corresponding to the first particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant material, is determined by measurement. Diameter acquisition process and
Among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, the relationship between the average particle size of the precipitate having the first particle size or more and the parameters related to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material, and the average particle size acquisition step are obtained. An operating temperature parameter acquisition step of obtaining a parameter related to the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the average particle size
A method for inspecting heat-resistant members.
加熱温度及び加熱時間の異なる複数の標準試料から、前記耐熱材の組織における析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径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関係取得工程をさらに備える
請求項9に記載の耐熱部材の検査方法。
From a plurality of standard samples having different heating temperatures and heating times, the average particle size of the precipitates having the first particle size or more among the precipitates in the structure of the heat-resistant material and the parameters relating to the operating temperature and the operating time of the heat-resistant material. The method for inspecting a heat-resistant member according to claim 9, further comprising a relationship acquisition step for acquiring a relationship.
前記平均粒径取得工程に先立って、前記検査対象の耐熱部材の硬度を測定する硬度測定工程と、
前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との相関に前記硬度測定工程で得られた前記検査対象の耐熱部材の前記硬度を入力することで前記検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する使用温度推定工程と、をさらに備え、
前記平均粒径取得工程は、前記使用温度推定工程で推定された前記検査対象の耐熱部材の使用温度に基づいて実施の要否が判定される、請求項1乃至10の何れか一項に記載の耐熱部材の検査方法。
Prior to the average particle size acquisition step, a hardness measuring step of measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and a hardness measuring step.
The operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated by inputting the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained in the hardness measuring step into the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material. Further equipped with an operating temperature estimation process,
The step according to any one of claims 1 to 10, wherein the necessity of carrying out the average particle size acquisition step is determined based on the working temperature of the heat-resistant member to be inspected estimated in the working temperature estimation step. How to inspect heat-resistant materials.
加熱温度及び加熱時間の異なる複数の試料から、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との相関を取得する工程をさらに備える
請求項11に記載の耐熱部材の検査方法。
The method for inspecting a heat-resistant member according to claim 11, further comprising a step of obtaining a correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material from a plurality of samples having different heating temperatures and heating times.
前記相関は、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度と前記耐熱材の使用時間とについての情報から前記検査対象の耐熱部材の使用時間で抽出した前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との関係である、請求項11又は12に記載の耐熱部材の検査方法。 The correlation is the hardness of the heat-resistant material and the hardness of the heat-resistant material extracted from the information about the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the usage time of the heat-resistant material by the usage time of the heat-resistant member to be inspected. The method for inspecting a heat-resistant member according to claim 11 or 12, which is related to the operating temperature. 前記相関は、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度と前記耐熱材の使用時間とについての情報から得られた前記耐熱材の硬度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である、請求項11又は12に記載の耐熱部材の検査方法。 The correlation is the hardness of the heat-resistant material and the parameters related to the temperature and time of use of the heat-resistant material obtained from the information about the hardness of the heat-resistant material, the operating temperature of the heat-resistant material, and the usage time of the heat-resistant material. The method for inspecting a heat-resistant member according to claim 11 or 12, which is related to the method.
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