JPH02114149A - 格納完全性の評価方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、閉込めもしくは格納系統の構成要素における
浸食及び腐食の監視に係わり、特に、腐食や浸食に起因
する原子炉内の管の管壁の薄肉化を監視するための格納
完全性の評価方法及び装置に関する。

１走挟血豆１」 如何なる配管系、更に一般的には、流動する流体を閉込
め格納するための如何なる格納系統も、壁の薄肉化を生
ザしぬる腐食及び浸食を受ける。

流体もしくは液体自体が、例えば、有毒性、放射性等で
あって危険である場合、成るいは、例えば、原子炉の冷
却系統におけるように流体の損失が危険となる場合、系
（システム）の閉込め格納完全性を維持することが極め
て重要である。典型的には、このような系統は圧力下で
運転され、従って、壁の薄肉化が充分大きく進んだ場合
には、このような壁が破壊して流体の損失並びにそれに
よる危険が生じ得る。

原子力発電プラントが経年老化するに伴い、プラントに
おける壁薄肉化の問題は、（米国）原子力規制委員会（
Ｎ　ＲＣ）の益々大きな関心事となってきている。因に
、該原子力規制委員会は、１９８７年７月９日付は発布
の告示で、管壁の薄肉化に起因する有害な影響を回避す
るための現存のプログラムに関する情報を提出するよう
要請した。この１９８７年７月９日付は告示による要求
に対する返答の概要が１９８８年４月２２日付けの米国
原子力委員会公報（ＮＲＣ［ｎｆｏｒ＋＊ａｔｉｏｎａ
ｌ　Ｎｏｔｉｃｅ）　８８−１７で報告されている。こ
の公報での報告によれば、調査された総てのプラントに
現存する検査プログラムは、腐食または浸食が総てのプ
ラントに存在し、給水復水系及び再循環系統が最も由々
しい影響を受けていることを示している。１９８８年４
月２２日付けの原子力監視委員会（ＮＲＣ）の報告によ
れば、１９８７年７月９日付けの諮問に応答したプラン
１−のいずれもが、検査データの組織的な評価を行って
いない。

児画！月ｌ要 本発明の目的は、配管系統の腐食／浸食監視中に収集さ
れる極めて多量のデータの管理を可能にすることにある
。

本発明の他の目的は、効率的な仕方で、腐食／浸食デー
タの評価を可能にすることである。

本発明の更に他の目的は、（閉込め）格納完全性を維持
するために、腐食及び浸食を受けた設備の保守に関し勧
告情報を与えることにある。

上の目的は、格納完全性に関し評価する方法において、
監視すべき格納系統の少なくとも１つの構成要素に関す
る特性データを記憶し、上記少なくとも１つの構成要素
の検査データを記憶し、そして、上記特性データに基づ
いて上記検査データを自動的に評価して上記少なくとも
１つの構成要素の格納完全性の評価情報を生成する段階
を含む方法を提供することにより達成される。本方法は
、検査データを得るために選択された構成要素の実際の
壁厚を定期的に測定し、そして該検査データ及び公称壁
厚を含む特性データを分析して、実際の壁厚の変化にお
ける傾向を決定するようにするのが有利である。また、
この壁厚変化における傾向を用いて、検査した構成要素
に対する保守に関し優先順位の付いた指示を発生するの
が有利である。

本発明は、格納完全性に関し評価する装置において、監
視すべき格納系統の少なくとも１つの構成要素に関する
特性データ及び検査データを記憶するための記憶手段と
、上記少なくとも１つの構成要素の実際の壁厚を含め、
検査データを収集するためのデータ収集手段と、上記特
性データに基づき上記検査データを自動的に評価して、
上記少なくとも１つの構成要素の格納完全性に関する評
価情報を発生するための評価手段とを含む格納完全性の
評価装置で具現することができる。

上に述べた目的及び追って明らかになるであろう他の目
的や利点は、添付図面を参照しての構成及び動作の詳細
に関する以下の詳細な説明から充分に理解されるであろ
う。なお、全図面を通して同じ参照数字は同じ部分を表
すものとする。

・ｔ−のテ（「１ 典型的な原子力発電プラントにおいては、流体を閉込め
格納している多数の構成要素が存在する。

このような構成要素には、エルボ、丁字形管、漸縮管、
フランジその他の備品を備えた配管系、タンク、弁等々
が含まれる。他の多くの形式の配管系も、例えば、石油
化学プラントにおけるように類似の複雑性を有している
。このような複雑な系統の閉込めもしくは格納完全性を
評価するために要求される非常に多量のデータの管理は
、第１図に示されたもののような自動化された方式もし
くはシステムを用いることにより非常に容易になる。

このシステムは、第２Ａ図及び第２Ｂ図に示したフロー
チャートに従って動作させるのが有利である。

現存の技術並びに将来開発されるであろうと予想し得る
技術を用いて、複雑な閉込めもしくは格納系統の総ての
部分を監視するという試みは、到底甘受し得ない程の費
用負担を膚らすであろう。

従って、閉込めもしくは格納完全性の監視における第１
の段階は、系統内の潜在的に弱い箇所を探知することで
ある。これは、設計知識、経験及び試験の組合せを用い
て実現することができる１例えば、電力調査研究所（Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃａｌ　　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅ−５ｅａｒｃ
ｈ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ、略してＥＰＲＩ）は、最も腐
食や浸食を受は易い配管系を識別するのを助けるために
使用することができるＣＨＥＣと称するプログラムを開
発している。このプログラムにおいては、監視すべき構
成要素の場所もしくは位置を決定する上で助けとなる流
量、温度その他の適用可能な特性量が用いられている。

類似の設計のプラントが年を経るに伴い、１つのプラン
トに対する保守上の記録を、他のプラントにおいて監視
すべき系統に関して予測を行うのに利用することができ
る。

更に、構成要素の修理成るいは交換を必要とする腐食や
浸食の原因に関する調査も、監視すべき構成要素を同定
する上で一助となり得る。

従って、第２Ａ図に示すように、本発明による方法にお
ける第１の段階においては、構成要素の識別番号、材料
の性質、運転状態、管の大きさ、構成要素の構造並びに
配管系のレイアウトに関する記述のような、系統、構成
要素及び場所（位置）におけるデータが入力される（ス
テップ１０）。このデータを用いて、腐食／浸食感受性
が評価され（ステップ１２）且つ構成要素が同定されて
ランク付けされる（ステップ１４）。次いで、プラント
の保守作業員は、腐食／浸食から生ずる流体の損失並び
に構成要素の閉込め完全性に関する確率を基にして導出
されるメリットと比較しての検査データの監視並びに記
憶に要する費用を考慮し、ステップ１２及び１４で得ら
れた情報を基に検査範囲を決定する（ステップ１６）。

このようして、検査すべき構成要素が一旦選択されたな
らば、次には、該構成要素の壁厚を測定する場所もしく
は位置を識別する必要がある（ステップ１８）、この目
的で、例えば、クラウトクラマブランソンのＤＭＥハン
ド（にｒａｕｔｋｒａｍｅｒ　ＢｒａｎｓｏｎＤＭＥ　
Ｈａｎｄ）で保持された超音波瀾厚ゲージを用いて超音
波試験を行い、構成要素の壁厚を測定するのが好ましい
、典型的な用途において、この種のハンドで保持された
装置を使用した場合には、永久的に取り付けられるセン
サを用いた場合を相当に上回る費用節減が達成される。

壁厚が迅速に変化し得る事例、成るいは極めて重要な構
成要素を監視する場合には、連続的な監視を実現するた
めに、永久的に取り付けられるセンサを使用することが
できよう、どのような種類のセンサが使用されるにしろ
、それには関係なく、構成要素の壁厚は、各種の構成要
素に対し決定しなければならない三次元検査格子を使用
して測定するのが有利である（ステップ２０）０例えば
、パイプもしくは管の場合には、この検査格子は、管に
沿って離間された幾つかの断面部分から構成し、例えば
、各断面部において、管の円周に沿い離間した１０乃至
２０個の点を設けることができよう、格子は一般に英数
形式で、例えば、Ａ１、Ａ２のように特定され、ここで
一方のパラメータは円周方向における一つの点を表し、
他方のパラメータは軸方向における点を表す。このよう
にして、記憶、作図及び評価にとって便利なフォーマッ
トで、データの７１〜リツクスが得られる。管とは顕著
に異なる構成要素、例えば分枝管成るいは丁字形管のよ
うな構成要素に対しては、このような構成要素を完全に
包摂するために２つまたは３つ以上の７トリツクスを用
いることになろう。

ステップ１０．１２、・・・、２０が完了したならば、
構成要素の検査を開始して、検査データを、ハンドで保
持されている超音波テスタに入力することができる（ス
テップ２２）、’超音波テスタは１．検査データを供給
するデータ収集装置２４（第１図）の一部分を成し、該
検査データは、系統、構成要素及び場所（位置）データ
１０と共にデータ記憶装置！２６に記憶される。なお、
データ収集装置２４の動作は、第２Ａ図に、検査データ
の収集ステップ２８として示しである。第１図にデータ
収集装置とデータ記憶装置２６との間に二重矢印３０で
示しであるように、閑込めもしくは格納系のための検査
スゲジュールを作成するために、構成要素の識別番号を
、個々の作業員に提供することができる。成る種のハン
トで保持される超音波試験装置は、試験すべき場所（位
置）を記憶し且つ表示する能力を有している。

この機能を行うことができないハンドで保持される設備
が使用される場合には、印字出力成るいは他の形態の出
力を用いて、検査者に対して壁厚を測定ずべき箇所に関
する情報を手えることができる。印字出力された構成要
素識別番号成るいは試験装置内に記憶されている構成要
素識別番号は、測定すべき構成要素の装置場所に対して
設けられている検査識別子と比較され得る。検査を遂行
する作業員は、各構成要素の測定時に検査識別子を入勾
する。ハンド保持超音波テスタが、検査識別子を入力す
るためのバーコード・リーダ（読取り器）成るいは類似
の手段を備えている場合には、検査識別子を手作業で記
録する場合に起こり得る誤りの可能性を減少することが
できる。

データ収集装置２４は、また、データ記憶装置２６に検
査データを記憶させるための手段をも備えている。ハン
ド保持超音波テスタが用いられる場合には、データ収集
装置は、超音波テスタから検査データを上位系統にロー
ドすることを可能にするプロセッサを備える。永久セン
サが用いられる場合には、データ収集装置２４は、セン
サをデータ記憶装置２６に接続するための必要なケーブ
ル接続手段並びに総ての必要な信号調整及び処理を遂行
するための手段を備える必要があろう。検査データを得
るために用いられるセンサの形式の如何んに拘わらず、
検査データは、データ収集装置２４からの検査識別子並
びにデータ記憶装置２６に予じめ記憶されている構成要
素の識別番号に依存して決定されるデータ記憶装置２６
内の場所に格納される。

検査データは、予想ｒＭ食／浸食速度並びに当該構成要
素によって行われる機能の重要性を基に決定される各構
成要素毎の検査頻度数で周期的に収集するのが有利であ
る。

データ収集装置２４によって収集されたデータの処理に
おける第１のステップは、検査データを有効化すること
である（ステップ３２）。このデータの有効化は、無効
な検査データまたは構成要素の最小の許容範囲に近い検
査データを直ちに表示できるように、データの記憶時に
行うのが有利である。

更に、データ評価プロセッサ３４を用いて、検査データ
を予め定められた範囲と比較して、検査データの有効性
並びに過度の壁薄肉化が生じている場所を決定すること
ができる。更に、データ評価プロセッサ３４（第１図）
は、現在の完全性に関する評価３８、傾向分析及び壁完
全性の予測４０を含むデータ評価３６（第２Ｂ図）を行
うとともに、図表及び報告書４４の形態で総て出力され
る腐食／浸食の作図データの生成を行う（ステップ４２
）。

最も最近収集された実際の壁厚データを用いて、データ
評価プロセッサ３４は、現在の管壁完全性に関し評価を
行う（第２Ｂ図のステップ３８）。この評価３８には、
材料の性質、運転条件、管の大きさ及び構成要素の構造
のような特性データに基づく構成要素の応力の計算を含
めることができる。現在の管壁完全性に関する評価３８
の精度は、管壁完全性に関し合理的な程度で正確な評価
を行う公知の任意の応力計算方法で行われる応力計算結
果の精度に依存して変動するであろう。次いで、管壁完
全性を、運転条件で示される圧力で流体を格納する上で
の構成要素の残りの構造部分の能力を決定する公知の方
法を用いて、最も最近測定された実際の壁厚、材料の性
質及び構成要素の構造並びに計算された応力に依存し評
価することができる。

本発明による装置は、現在の壁厚の完全性に関する評価
に加え、それを更に越えて、成る構成要素に対し成る期
間に互って記録された検査データを特性データに徴して
分析することにより、実際の壁厚の変化における傾向を
も決定することができる。この分析においては、類似の
システムにおける以前の経験成るいは、局所的流体速度
、局所的流体擾乱、流体の化学的性質、管材料、近（労
のポンプの電力需要のような他の因子の分析を基にし、
例えば直線当て嵌めアルゴリズム、成るいは腐食／浸食
レート（速度）を用いて、記憶されている検査データの
外挿を行うことが出来よう。閉込めもしくは格納完全性
の予測を出力するための好適な方法は、当該構成要素の
壁が危険な程に薄くなると予想できる時点を表す図表の
作成（作図４４）である。

検査データの量、分析が行われる時点までプラントが運
転された時間長及び最後の分析を行った時点からの時間
長に依存して、データに基づいての現在の管壁の完全性
を評価すること成るいは傾向分析を行うことの相対的重
要性は変動し得る。

従って、データ評価３６で行われる異なった形式の分析
を、システムのオペレータが対話的な仕方で選択できる
ようにするのが有利である。

オペレータにとって利用可能とするのが好ましいオプシ
ョンの中には、記憶されているデータ並びにシステムに
よって遂行された分析の種々な作図４２か含まれる。こ
れら作図は、第２Ｂ図に作図及び報告書４４として総括
的に示されており、そして第１図には、更に詳細に示さ
れている。傾向予測作図４６は、傾向分析４０からの出
力である。検査すべき構成要素の探知を助け、入力デー
タの精度を検証し且つ修理の必要がある構成要素を探知
するのを助けるために種々な配管レイアウト作図４８を
提供することができる。構成要素内の腐食／浸食の図形
表示を提供し、それにより当該構成要素の修理または交
換の緊急度を指示するために、二次元の作図５０及び三
次元の作図５２を発生するのが有利である。

同様にして、オペレータにより選択されたデータ評価の
種類に依存し、保守勧告情報５４（第２Ｂ図）及び他の
報告５６（第１図）が出力される。保守勧告情報５４は
、監視中の構成要素に要求される保守の優先準位付き指
示を含めるのが好ましい。

保守勧告情報の自動的発生で、数個の選択された構成要
素の分析においても要求される多量のデータの手作業に
よる分析を上回る大きな利点が得られる。

本発明の多くの特徴及び利点は上述の詳細な説明から明
らかであろう。本発明の方法及び装置のこのような特徴
及び利点は、本発明の精神及び範囲に入る限りにおいて
、総て、特許請求の範囲に包摂されるものでる。更に、
当該技術分野において通常の知識を有する者には数多の
変更及び変形を容易に想到し得るであろうところから、
本発明を、図面に示し上に述べた構造及び動作そのもの
に制限する意図は全くない。即ち、総ての適当な変更及
び均等物は、本発明の精神及び範囲に入るものと理解さ
れたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置を示すブロック・ダイヤグ
ラム、そして第２Ａ図及び第２Ｂ図は、本発明による閉
込めもしくは格納完全性、に関する評価方法をフローチ
ャートで示す図である。 ２４・・・データ収集装置 ２６・・・データ記憶装置 ３４・・・データ評価装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、格納完全性を評価する方法において、 （ａ）監視すべき格納系統の少なくとも１つの構成要素
   に関する特性データを記憶する段階と、（ｂ）前記少な
   くとも１つの構成要素の検査データを記憶する段階と、 （ｃ）前記特性データに基づいて前記検査データを自動
   的に評価して前記少なくとも１つの構成要素の格納完全
   性の評価情報を生成する段階と、を含む格納完全性の評
   価方法。 ２、格納完全性を評価する装置において、 監視すべき格納系統の少なくとも１つの構成要素に関す
   る特性データ及び検査データを記憶するための記憶手段
   と、 前記少なくとも１つの構成要素の実際の壁厚を含め、検
   査データを収集するための収集手段と、前記特性データ
   に基づいて前記検査データを自動的に評価して、前記少
   なくとも１つの構成要素の格納完全性に関する評価情報
   を生成するための評価手段と、 を含む格納完全性の評価装置。