JPH04370741A - プラント機器の寿命診断方法および装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラント機器の寿命診断
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蒸気タービンプラントなどの構造部材の
寿命診断において、検査記録や運転記録、設計情報とい
った定量的な情報から診断部位の余寿命を推定する定量
的診断方法および装置は、例えば特公平１−２７３７７
号公報に示されているように、すでに提案されている。 この公報に開示されている診断技術においては、部材の
流体温度や流体圧力、部材温度、回転速度、負荷、振動
などの諸量の計測結果をもとに算出した部材の温度およ
び応力を設計情報として保持し、また部材の材料固有の
特性とその変化を表わす材料特性と前記設計情報をもと
に、材料の劣化を考慮して使用部材の寿命を算出するこ
とにより、運転に支障を来たすことなく使用できる期間
を予知し診断するものである。しかし、実機の寿命診断
では、複数の定量寿命評価を行い、部材の検査情報や履
歴情報、金属組織などに関する画像資料などの定性的情
報や、構造物と類似の機器部材についての損傷事例また
は破損事例などの統計的情報などによる定性的寿命評価
と併せて、設計や検査、保守管理および寿命診断に関わ
る専門的経験情報に基づき総合的に寿命を診断する必要
がある。しかし、定量的情報を十分得ることができない
場合も多く、この場合は定性的寿命評価の組合わせで寿
命診断を行わねばならなくなる。しかし、これらの総合
的判断には高度で幅広い専門知識が要求され、経験豊富
な専門家以外にそのような判断を行うのはきわめて困難
である。そこで、これらの判断手順のシステム化の重要
性も指摘されている（例えば、Ｋ．Ｆｕｊｉｙａｍａ　
ｅｔ　ａｌ．，　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ　ｔｈｅ
　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
　ｏｎ　Ｌｉｆｅ　Ａｓｓｅｓｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｅｘ
ｔｅｎｓｉｏｎ，　Ｓｅｓｓｉｏｎ，　ｐｐ．２０−３
０，（１９８８）　）。しかし、従来、それを実現する
具体的方法や装置は提案されていない。

【０００３】寿命診断結果によっては、機器の補修、取
替あるいはプラントの運転制限などの対策が必要とされ
るが、保守管理の方策を策定するためには、機器に関す
る設計や補修、寿命診断などに関する高度で幅広い専門
知識が要求されるため、判断手順のシステム化が望まれ
る。

【０００４】さらに、プラントの運転効率や補修、取替
作業の効率向上を図るためには、プラント全体を統轄し
た補修、取替および運転制限計画の立案が必要とされる
が、そのためには、プラントを構成する各機器の設計、
寿命診断、保守、運用および経済評価に関する総合的な
専門知識が要求されるところ、それが従来技術では困難
であったため、プラント全体を統轄して保守管理計画を
立案するシステムが要求される訳である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】実機の寿命診断におい
て、十分な定量情報が得られない場合や、より的確な保
守管理指針が求められる場合、複数の定量寿命評価結果
および定性的寿命評価結果を統合し、信頼性の高い寿命
推定を行う方法および装置が必要とされる。

【０００６】また、プラント機器の保守管理方法の策定
には高度の専門知識が要求され、保守管理指針を導く方
法が必要とされる。さらに、プラント全体の効率を考慮
した保守管理計画を効率的に導く方法および装置を開発
する必要がある。

【０００７】本発明は、蒸気タービンなどのプラントの
構造物の破損を未然に予知し、それにより高精度および
高信頼性の寿命診断を行い、経済性の高い保守管理計画
を効率的に立案することの可能な、プラント機器の寿命
診断方法および装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、プラントを構成する機器および部材材料の診
断時の状態情報、機器および部材材料の定量寿命評価に
関する情報、機器および部材材料の定性的寿命評価に関
する経験知識並びに定量寿命評価および定性的寿命評価
の信頼性に関する情報、および機器の運用履歴に基づき
複数の寿命評価手法を用いて寿命評価を行い、寿命評価
の信頼性に関する知識との照合により、各寿命評価結果
を重ね合せることにより、機器および部材の寿命を推定
することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】機器の寿命診断および保守に関わる入力情報１
は、定期検査などの検査記録１１や、過去の補修記録１
２、過去の運転記録や今後の運用予想からなるプラント
や機器の運転状態１３、および設計情報、材料情報、設
計経験情報および保守管理経験情報からなる専門知識１
４が入力情報１としてデータベース２に格納される。デ
ータベース２は履歴データベース２１、共通データベー
ス２２、一時データベース２３、および知識ベース２４
からなっている。入力情報１のうち、検査記録１１、補
修記録１２および運転状態１３は診断時のプラントや機
器の状態を表す情報であり、診断の度に一時データベー
ス２３に格納される。また、材料劣化の検査結果や補修
・運転状態等に関しては、その履歴も寿命評価の助けと
なるため、診断の度に履歴データベース２１に追加され
、適宜参照される。一方、設計情報や経験知識には、プ
ラントや機器、診断時期などに無関係の一般的な情報も
含まれており、各運転状態に対する温度および応力の分
布や材料の特性値などの定量的情報は共通データとして
共通データベース２２に格納される。共通データベース
２２は診断時に参照されるだけでその内容の変更は行わ
れない。データの評価に関する知識や、定性的な知識は
知識ベース２４に格納される。知識ベース２４の内容も
診断時に変更されることはない。

【００１０】寿命診断は診断装置３によって行われる。 診断装置３では、まず寿命推定部４により、データベス
２に格納された情報から部材の寿命の推定を行う。寿命
推定の過程で得られた中間結果は一時データベース２３
に書き加えられ、診断のための情報として用いられる。 寿命の推定が完了すると、部材保守管理指針導出部５に
より、部材ごとの診断結果６が導かれる。部材保守管理
指針導出部５では、一時データベース２３と知識ベース
２４との照合を行い、部材の補修時期・補修方法および
運転制限などの指針を出力する。

【００１１】上記の診断は、機器のなかで最も損傷が大
きいと予想される数箇所の部位について行われ、各部位
の診断が完了すると、機器保守管理指針導出部７によっ
て、機器ごとの診断結果８が得られる。機器保守管理指
針導出部７では、各部材の寿命と保守管理指針をもとに
、機器全体の寿命を推定し、補修効率や運転効率を考慮
した保守管理指針を出力する。

【００１２】また、プラント総合保守管理指針導出部９
において、プラントを構成する主要機器についての診断
結果に基づき、作業工程や運用上の経済性をも考慮して
プラント総合保守管理計画１０が立案される。

【００１３】上記の診断ステップにより、高度な専門知
識を持った専門家以外でも、効率的に最適保守管理計画
を導出することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を蒸気タービンプラントに適用
した実施例につき図面を参照してより詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明に従って構成されたプラント
機器の寿命診断装置を示すものである。符号１は入力情
報である。入力情報１には検査記録１１、補修記録１２
、運転状態１３および専門知識１４がある。検査記録１
１は、診断対象の蒸気タービンの探傷検査や、硬さ測定
、分極計測、金属組織観察、その他の非破壊検査の結果
である。金属組織観察などには定量的な評価が困難な検
査項目もあり、そのような定性的情報はユーザーが複数
の選択肢の中から該当するものを選択して入力する。 検査記録は一時データベース２１に格納されるが、部位
の硬さや脆化度、探傷検査結果などは、初期値との差や
時刻歴が重要になるため、履歴データベース２１にも保
存され、その後の診断の際にも参照される。

【００１６】補修記録１２は、部品の補修および取替実
績の記録である。このデータは、補修・取替の際に入力
される。取替が行われている場合には、取替以後の情報
のみが寿命診断に寄与するが、補修の場合には補修の種
類と損傷のメカニズムによって補修以前の情報を参照す
る必要がある。たとえば、スキンカットが実施されてい
る場合、疲労損傷はその時点では除去されていると考え
られるが、クリープ損傷や材質自体の劣化などは除去さ
れないため、補修以前のデータも必要となる。このため
、補修の種類とその時期を履歴データベース２１に保存
する。

【００１７】運転状態１３の情報として、運転時間およ
び起動停止回数が挙げられる。蒸気タービンプラントの
場合、起動時のプラント温度により起動方法や部品の温
度および応力が変るため、起動の態様をホット、ウォー
ム、およびコールドの３種に分類して入力する。これら
の運転状態も履歴データベース２１に保存され、今後の
運用予想を行う際などに参照される。

【００１８】専門知識１４には、設計情報、材料情報、
設計経験情報および保守管理経験情報がある。設計情報
は、起動時の温度応力分布、定格運転時の温度応力分布
、プラントの定格・型式・形状寸法・運転条件・振動な
どの情報である。これらの情報は設計時に決定され、型
式が同一であれば複数のプラントで共有できる定量的な
情報であるため共通データベース２２に格納される。

【００１９】材料情報は、材料の疲労特性、クリープ特
性、焼戻し特性、分極特性、さらには引張特性など、材
料特性に関する情報である。蒸気タービン機器は高温に
長時間さらされるため、運転中に材質が変化する。本実
施例では低応力部の硬さにより材質劣化をとらえるため
、材料情報は硬さの関数の形で記述される。材料情報も
共通データベース２２に保存される。

【００２０】設計者の経験的な知識は、「大きい」とか
「高い」などといった定義のあいまいな語句で表される
ものが多く、一般的に定量的記述は困難なものである。 本実施例では、こういった知識を「〜ならば…」という
形式すなわちＩＦ−ＴＨＥＮ形式の知識に変換して知識
ベース２４に格納する。保守管理の経験情報も同様に知
識ベース２４に格納される。

【００２１】寿命推定部４で部材の損傷量が推定され、
健全性の評価が行われる。図２は寿命推定部４の処理概
要を示したものである。寿命推定部４では、まず一時デ
ータベース２３および履歴データベース２１に格納され
た検査記録をもとに定量評価４１を行う。蒸気タービン
プラントの寿命消費は疲労損傷とクリープ損傷が主であ
るため、定量評価４１の評価項目として疲労損傷とクリ
ープ損傷を考える。また、検査時にき裂を見逃したり異
常事態が発生したりした場合でも部材の健全性を確保す
るためには、脆化度の評価も重要である。これらの定量
的評価手法は各種提案されており、本実施例ではそれら
複数の手法を併用して、より確度の高い推定を行う。

【００２２】図３は、現在研究中のものも含めて、材料
の疲労損傷、クリープ、および脆化に関する定量評価の
手法の一覧を示すものである。図４は、上記手法のうち
、バルクハウゼン法による疲労損傷評価カーブの一例を
示すもので、横軸には疲労損傷寿命を１として規格化さ
れた疲労損傷量を、また縦軸には規格化されたピーク電
圧比を取っている。ここでは試験条件として、試験温度
は５６６℃、試験のための歪み範囲Δεｔ　は２．０％
、１．０％、および０．６％の３つの場合についてプロ
ットしている。図５は超音波法による疲労損傷評価カー
ブの一例を、歪み範囲Δεｔ　を２．０％、１．０％、
および０．５％の３つの場合についてプロットしたもの
で、縦軸には超音波音速変化率を取っている。図６は組
織観察法によるクリープ損傷評価カーブの一例を、Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｖ鋼からなる複数のタービンロータと１２Ｃｒ
鋼からなるタービンロータの場合について示すもので、
横軸には規格されたクリープ損傷量を、縦軸にはＡパラ
メータと呼ばれる計量値を取っている。図７は硬さ法に
よるクリープ損傷評価カーブの例を、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼
を試験材料とし、図示の種々の温度および応力の場合に
ついて示したもので、横軸は規格されたクリープ破断時
間、縦軸は硬さ低下量である。各評価手法で寿命を推定
するための温度や応力、材料定数、評価式、評価基準な
どは共通データベース２２に格納されており、評価時に
参照される。

【００２３】図８〜１０は、評価の一例として、解析法
によるタービンロータの疲労損傷の評価フローを示すも
のである。この例では、共通データベース２２に格納さ
れている、部材の温度、応力、ひずみ範囲の計算式、硬
さ推定式、および疲労特性を参照しており、履歴データ
ベース２１に格納されている補修履歴および硬さの経年
変化を参照している。まず図８において、共通データベ
ース２２から部材の温度および応力に関するデータを取
得する（ブロック８１）。各起動状態でのひずみ範囲を
計算する（ブロック８２）。疲労損傷Φｆを０とし、運
転年数ｔを０とする（ブロック８３）。過去に取替実績
または疲労損傷除去の実績があったかどうかを履歴デー
ス２１を参照して調べる（ブロック８４）。もし、それ
らの実績があれば、補修ないし取替時の運転年数を０と
して（ブロック８５）から、またそれらの実績がなけれ
ば直ちに、履歴デース２１を参照して検査履歴を読込む
（ブロック８６）。次に定格運転時間と硬さの関係式を
計算し（ブロック８７）、計算ステップΔｔを０．１年
とおき、定格運転時間ｔｏｐを０とする（ブロック８８
）。

【００２４】次に、図９において診断時の検査を含む検
査の記録ごとに以下のフローを繰り返す（ブロック８９
）。まず、検査間隔での計算ステップΔｔあたりの定格
運転時間Δｔｏｐ並びにコールド起動回数ΔＮｃｏｌｄ
、ウオーム起動回数ΔＮｗａｒｍおよびホット起動回数
ΔＮｈｏｔ　を計算する（ブロック９０）。ｔ＋Δｔが
検査時の運転年数以下かどうかを確認し（ブロック９１
）、以下であれば、運転年数ｔをｔ＋Δｔとし、定格運
転時間ｔｏｐをｔｏｐ＋Δｔｏｐとして（ブロック９２
）、その新たな定格運転時間ｔｏｐに基づき共通データ
ベース２２を参照して硬さを推定する（ブロック９３）
と共に、同じく共通データベース２２を参照して硬さと
ひずみ範囲から各起動条件（コールド、ウォーム、ホッ
ト）での破損繰返し数Ｎｆｃｏｌｄ、Ｎｆｗａｒｍ、Ｎ
ｆｈｏｔ　を推定する（ブロック９４）。その推定結果
を用い、演算式Φｆ＝Φｆ＋ΔＮｃｏｌｄ／Ｎｆｃｏｌ
ｄ＋ΔＮｗａｒｍ／Ｎｆｗａｒｍ＋ΔＮｈｏｔ　／Ｎｆ
ｈｏｔ　により疲労損傷Φｆを計算する（ブロック９５
）。以下、ブロック９１に戻って同様のことを繰返す。 ブロック９１における確認の結果、ｔ＋Δｔが検査時の
運転年数を上回っている場合は図１０の処理を行う。

【００２５】図１０においては、まず、計算ステップの
剰余すなわち（検査時の運転年数−ｔ）の部分について
損傷を計算する（ブロック９６）。ここで、運転年数ｔ
を検査時の運転年数にすると共に、定格運転時間ｔｏｐ
を検査時の定格運転時間とする（ブロック９７）。これ
で検査記録が終了したものとすれば（ブロック９８）ブ
ロック８９に戻って一連の検査を繰返すと共に、求めた
疲労損傷Φｆを出力して（ブロック９９）終了する。

【００２６】以上述べた定量評価法の外に、定性的な情
報からもある程度の寿命予測は可能である。定性的な情
報による評価法では、定量評価法とは異なり、評価結果
が具体的な数値として表される訳ではなく、従来の技術
では取扱うことができなかった。

【００２７】本発明では知識工学の手法を用いて、複数
の定量的・定性的な評価結果を統合し、総合寿命評価４
２（図２参照）を可能としたものである。この統合手法
につき図１１を参照して説明する。

【００２８】まず、実際の損傷量Φがその値ΦからΔΦ
の間にある確からしさを考える。Φは０から１の値を取
るものとし、０は未使用状態、１は寿命に達した状態を
表わすものとする。各手法による評価結果には誤差や不
確定性があり、前記の確からしさは、評価により導かれ
た損傷量にピークを持つΦの関数になるものと考えられ
る。本発明では、この関数形状を決定する知識を知識ベ
ース２４に格納しておき、各手法による評価結果から確
からしさの分布４３を求める。本実施例では確からしさ
の分布として図１１に示すように階段状の関数を用いて
おり、確からしさを表わす数値として−１から１の値を
与える。以下、本実施例では前記のように決めた確から
しさを表わす数値をＣｆ値と呼び、正のＣｆ値をとる損
傷量は実際の損傷量として確からしいもの、負のＣｆ値
をとる損傷量は実際の損傷量とは考え難いものとし、Ｃ
ｆ＝０はどちらとも言えないことを表わすことにする。 また、Ｃｆの絶対値は肯定または否定の度合を表わし、
絶対値が１のときは真偽が確定的に決まるものと定義す
る。Ｃｆ＝１になると他の結果のいかんによらず、その
値が真とされるが、例えばき裂検査の結果、評価部位に
巨視き裂が発見された場合、すでにき裂発生寿命に達し
ていたことになり、き裂発生の確からしさの分布はΦ＝
１でＣｆ＝１、Φ≠１でＣｆ＝−１の値が取られること
になる。．定性的な情報による評価結果は、一般に定量
評価結果に比べて、あいまいなものとなるため、裾野が
広くピーク値が低い形状となる。また、定量評価でも、
評価法により感度の低い領域があり、この場合もピーク
値が低い形状となる。

【００２９】各手法によるＣｆの分布が求まると、これ
らの全てを重ね合せてもっとも確からしさの高い損傷量
Φを評価結果４５とみなすことができる。確からしさの
重ね合せ方法には、最大値をとる方法や和をとる方法、
積をとる方法などがあるが、本実施例ではＣｆの定義か
ら和をとる方法や積をとる方法はなじまないため、次の
統合式４４を用いる。

【００３０】 　　　　Ｃｆｃｏｍｂ＝Ｃｆ１＋Ｃｆ２−Ｃｆ１×Ｃｆ
２　　　　　　　　　　（Ｃｆ１，Ｃｆ２＞０）…（１
）　　　　　Ｃｆｃｏｍｂ＝−｜Ｃｆ１｜−｜Ｃｆ２｜
＋Ｃｆ１×Ｃｆ２（Ｃｆ１，Ｃｆ２＜０）…（２）　　
　　　Ｃｆｃｏｍｂ＝Ｃｆ１＋Ｃｆ２　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　（Ｃｆ１×Ｃｆ２＜０）
…（３）　ここでＣｆ１、Ｃｆ２はそれぞれ評価手法１
、２によって得られた確からしさの値であり、Ｃｆｃｏ
ｍｂ　は統合された確からしさとする。式（１）は肯定
の度合の重ね合せに相当し、式（２）は否定の度合の重
ね合せに相当する。式（３）は、肯定的な情報と否定的
な情報が混在しているときに用いられるが、式（１）に
よる統合および式（２）による統合が全て完了した後で
式（３）による統合を行うものとすると、この統合式は
交換則および結合則が成立することになり、計算の順序
に左右されない。 上記の手法を用いることによって、比較的ピークの低い
分布同志の重ね合せでも、多くの情報が同一の評価結果
を示している場合には、ある程度の確信をもって評価結
果を出力することができる。

【００３１】本実施例の総合寿命評価４２は、図２に示
すような多段階のステップを踏んで行われるが、いずれ
のステップの統合も上記の手法で行われる。たとえば、
き裂発生寿命を求める際には、まず前記手法によって疲
労損傷とクリープ損傷を評価し、疲労・クリープそれぞ
れの評価結果から疲労とクリープが重畳するときのき裂
発生寿命の確からしさの分布を求め、導かれた確からし
さの分布と定性的評価による確からしさの分布を重ね合
せることにより、総合的な判断が行われる。

【００３２】部材の寿命評価結果は、寿命評価結果を導
く際に導出された中間的な評価結果とともに、一時デー
タベース２３に保存される。部材保守管理指針導出部５
は一時データベース２３および履歴データベース２１と
知識ベース２４とを照合し、部材毎の診断結果６を導出
する。部材保守管理指針導出部５の処理概要を図１２に
示す。部材毎の保守管理知識１５は、図１３に示すよう
なＩｆ−Ｔｈｅｎ型の部材保守管理ルール１６ａなどの
集合の形で知識ベース２４に格納されている。図１３の
部材保守管理ルール１６ａには「タービンロータ中心孔
＿１」という名前が付けられており、図中、中央の「＝
＞」と書かれた区切り記号の上の破線で囲まれた部分は
、このルールが適用される条件を記述したＩＦ部１７ａ
と呼ばれる部分であり、また、区切り記号の下の破線で
囲まれた部分は、このルールが適用されたときのアクシ
ョンを記述したＴＨＥＮ部１８ａと呼ばれる部分である
。このルールには、「タービンロータの中心孔に関して
欠陥が発見されず、寿命推定部４の最終評価結果４５の
うち、き裂発生余寿命が４年以内の場合」（ＩＦ）には
、「画面に“ＲＥＳＵＬＴ：診断を行ったロータは２年
以内に補修する必要があります”と表示し、一時データ
ベース２３に、“タービンロータの中心孔の診断によれ
ば、２年以内の間に補修の必要がある”という事実を書
込む」（ＴＨＥＮ）という知識が書かれている。この例
のようにＴＨＥＮ部１８ａに一時データベース２３の内
容を更新するアクションが記述されている場合には、一
時データベース２３を更新することより、新たに他のル
ールの適用条件が成立する。上記のように一時データベ
ース２３および履歴データベース２１の内容を知識ベー
ス２４と照合し、ルールに従って一時データベース２３
を更新する作業の繰返しにより推論を進める。推論作業
は部位の保守管理指針が導かれたときに終了し、画面に
保守管理指針を表示するとともに、その推論結果を部材
毎の診断結果６に追加する。

【００３３】補修が可能な場合には、補修後による部材
の損傷量の変化を予測して、寿命推定部４で再計算を行
うことにより補修後の部材の寿命も推定できる。例えば
、スキンカットなど疲労損傷の除去が行われた後の寿命
は、疲労損傷＝０として再計算を行うことにより得られ
る。損傷を完全に除去できない場合でも、補修による損
傷回復の度合を定義しておくことにより、補修後の寿命
の推定を行うことができる。また、運転制限が必要な場
合には、部材保守管理指針導出部５により推奨された運
転状態を今後の運転状態量として寿命推定部４で再計算
を行うことにより、運転制限時の部材の寿命を推定する
ことができる。

【００３４】部材毎の診断結果６には、機器や部位の寿
命推定結果、補修要否、補修方法、使用期限、運転制限
要否および運転制限時の推奨運転法の外に、上記のよう
に推定された補修後または運転制限時の寿命の推定結果
が書込まれる。

【００３５】機器保守管理指針導出部７では、一時デー
タベース２３の内容をいったん消去した後、上記の部材
毎の診断結果６を一時データベース２３に書込み、知識
ベース２４と照合して機器毎の診断結果８を出力する。 本実施例では、機器の保守管理知識１６も部材の保守管
理知識１５と同様に、Ｉｆ部１７ｂおよびＴｈｅｎ部１
８ｂからなるＩｆ−Ｔｈｅｎルール１６ｂに変換されて
知識ベース２４に保存されている。図１４は機器蒸気タ
ービンロータに関する保守管理知識の一例を示すもので
ある。蒸気タービンロータには高圧ロータや低圧ロータ
などの種類があるが、図１４に示したルールは全種類の
ロータに適用できるルールで、タービンロータの補修が
必要と判定されたときに、最も使用期限が短い部位とそ
の使用期限を一時データベース２３に書込み、画面に使
用期限を表示するためのルールである。機器保守管理指
針導出部７も部材保守管理指針導出部５と同様に一時デ
ータベース２３と知識ベース２４を照合し、ルールに従
って一時データベース２３を更新する作業の繰返しによ
り推論を進める。機器保守管理指針導出部７は、機器な
いし機器全体の寿命推定結果、補修要否および運転制限
要否のほかに、補修が必要な場合には補修時期、補修方
法、補修コスト、補修に要する日数および補修後の寿命
の推定結果を、運転制限が必要な場合には運転制限時の
推奨運転法および運転制限時の寿命の推定結果を機器毎
の診断結果８に出力する。

【００３６】プラント総合保守管理指針導出部９も機器
保守管理指針導出部７と同様、一時データベース２３の
内容をいったん消去した後、上記の機器毎の診断結果６
を一時データベース２３に書込み、知識ベース２４と照
合してプラント総合保守管理計画１０を出力する。図１
５はプラント総合保守管理計画１０の一例を示すもので
ある。

【００３７】本実施例では、プラント総合保守管理知識
も機器の保守管理知識と同様にＩｆ−Ｔｈｅｎルール１
６として、すなわちプラント総合保守管理Ｉｆ−Ｔｈｅ
ｎルール１６ｃとして知識ベース２４に保存される。図
１６は機器たる蒸気タービンロータに関する保守管理知
識の一例を示すものである。図１６のルールは、ロータ
の補修と同時に羽根の交換を行うかを判定するためのル
ールであって、例えば、高圧ロータの補修が高圧羽根の
寿命以前に行われる場合に、高圧羽根の寿命が４年以下
ならば高圧ロータの補修時に羽根の交換も行うよう推奨
される。このルールが成立すると、一時データベース２
３の該当の羽根の使用期限と保守対策に関する情報が変
更され、新たに対策理由が追加される。プラント総合保
守管理指針導出部９も機器保守管理指針導出部７と同様
に一時データベース２３と知識ベース２４を照合し、ル
ールに従って一時データベース２３を更新する作業の繰
返しにより推論を進める。プラント総合保守管理指針導
出部９は、図１５に示したようなプラント総合保守管理
計画１０を出力するほかに、対策選定理由をオペレータ
の要求により画面に出力する。

【００３８】上記のように、必要な情報を入力すること
により部材の寿命推定・機器の保守管理指針の導出およ
びプラント全体の保守管理計画の導出を行う。

【００３９】１．　　過去の寿命診断結果を履歴データ
ベース２１に保存して、寿命消費傾向および材質劣化傾
向を記録することにより、次回以降の診断の履歴情報と
して利用することができる。診断結果や前回診断までの
傾向から大きく外れている場合は、プラントや機器の誤
使用や入力時の誤りがあったと判断できる。

【００４０】２．　　確からしさの定義・分布関数の形
状および分布関数の重ね合せ式は、実施例以外のものも
応用することができる。例えば確からしさを０から１の
数値で定義し、各手法による寿命評価結果をピークとし
て、ピークの確からしさと確からしさが０になる点を決
め、間を直線補間するような分布関数を用い、各手法に
よる分布関数の重ね合せ式として、 ｃｏｍｎｂ＝ｍａｘ（ａ，ｂ） を用いて、統合がすべて終了したときの分布関数の重心
を最終評価結果とすることもできる。

【００４１】３．　　上述の実施例は蒸気タービンプラ
ントへの適用例についてのものであるが、本発明は他の
プラントに対しても同様の考え方で適用することができ
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、各種寿命評価手法を統
合した寿命診断装置を提供することができ、定量的情報
が不十分であるなどの理由により従来の装置では寿命診
断が不可能である場合であっても、寿命診断を行うこと
ができる。

【００４３】また、従来では専門家以外には出来なかっ
た総合的寿命診断と保守管理方法の策定を専門家以外で
も容易かつ的確に実施することができる。さらに本発明
によれば、プラント全体を統轄した補修・取替および運
転計画を立案することによってプラントの運転効率およ
び補修・取替作業の最適化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による寿命診断装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】図１の装置における寿命推定部の機能を示すブ
ロック図。

【図３】蒸気タービン部材の定量的寿命評価に適用可能
な手法を示す図表。

【図４】バルクハウゼン法による疲労損傷評価カーブの
一例を示すグラフ。

【図５】超音波法による疲労損傷評価カーブの一例を示
すグラフ。

【図６】組織観察法によるクリープ損傷評価カーブの一
例を示すグラフ。

【図７】硬さ法によるクリープ損傷評価カーブの一例を
示すグラフ。

【図８】図９および図１０と共に解析法による疲労損傷
推定の手順を示すフローチャート。

【図９】図８および図１０と共に解析法による疲労損傷
推定の手順を示すフローチャート。

【図１０】図８および図９とともに解析法による疲労損
傷推定の手順を示すフローチャート。

【図１１】複数の手法により得られた確からしさの分布
を統合する手法を説明するための図。

【図１２】部材保守管理指針導出部の機能を説明するた
めの図。

【図１３】部材保守管理Ｉｆ−Ｔｈｅｎルールの例を示
す図。

【図１４】機器保守管理Ｉｆ−Ｔｈｅｎルールの例を示
す図。

【図１５】プラント総合保守管理指針の例を示す図。

【図１６】プラント保守管理Ｉｆ−Ｔｈｅｎルールの例
を示す図。

【符号の説明】

１　　入力情報 ２　　データベース ３　　診断装置 ４　　寿命推定部 ５　　部材保守管理指針導出部 ６　　部材毎の診断結果 ７　　機器保守管理指針導出部 ８　　機器毎の診断結果 ９　　プラント総合保守管理指針導出部１０　　プラン
ト総合保守管理指針 １１　　検査記録 １２　　補修記録 １３　　運転状態 １４　　専門知識 １５　　部材の保守管理知識 １６　　Ｉｆ−Ｔｈｅｎルール １６ａ　　部材保守管理Ｉｆ−Ｔｈｅｎルール１６ｂ　
　機器保守管理Ｉｆ−Ｔｈｅｎルール１６ｃ　　プラン
ト保守管理Ｉｆ−Ｔｈｅｎルール１７ａ　　Ｉｆ部 １７ｂ　　Ｉｆ部 １７ｃ　　Ｉｆ部 １８ａ　　Ｔｈｅｎ部 １８ｂ　　Ｔｈｅｎ部 １８ｃ　　Ｔｈｅｎ部 ２１　　履歴データベース ２２　　共通データベース ２３　　一時データベース ２４　　知識ベース ４１　　定量評価 ４２　　総合寿命評価 ４３　　各手法による確からしさの分布４３ａ　　手法
ａによる確からしさの分布４３ｂ　　手法ｂによる確か
らしさの分布４４　　結合式 ４５　　評価結果

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントを構成する機器および部材材料の
   診断時の状態情報、前記機器および部材材料の定量寿命
   評価に関する情報、前記機器および部材材料の定性的寿
   命評価に関する経験知識並びに前記定量寿命評価および
   定性的寿命評価の信頼性に関する情報、および前記機器
   の運用履歴に基づき複数の寿命評価手法を用いて寿命評
   価を行い、前記寿命評価の信頼性に関する知識との照合
   により、前記各寿命評価結果を重ね合せることにより、
   前記機器および部材の寿命を推定する、プラント機器の
   寿命診断方法。
2. 【請求項２】前記各寿命評価の信頼性を前記部材の寿命
   に対する分布関数を表わすものとして、各寿命評価法に
   つき該寿命評価結果から前記分布関数の形状を定め、各
   寿命評価分布関数の重ね合せることにより前記部材の寿
   命を推定する、請求項１に記載の寿命診断方法。
3. 【請求項３】前記機器に関する設計および保守管理に関
   する経験知識に基づいて前記部材の寿命を推定し、その
   部材の推定寿命に基づいて前記機器の寿命を推定し保守
   管理指針を導出する、請求項１または２に記載の寿命診
   断方法。
4. 【請求項４】複数の機器により構成されるプラントの設
   計および保守管理に関する経験知識に基づいて前記プラ
   ントを構成する各主要機器の保守管理指針および寿命を
   推定し、その推定寿命に基づいてプラント全体の保守管
   理計画を導出する、請求項３に記載の寿命診断方法。
5. 【請求項５】プラントを構成する機器および部材材料の
   定量寿命評価に関する情報を保持する共通データベース
   、前記機器および部材材料の定性的寿命評価に関する経
   験知識並びに前記定量寿命評価および前記定性的寿命評
   価の信頼性に関する情報を保持する知識ベース、前記機
   器の運用履歴を格納する履歴データベース、および診断
   時の機器の状態を格納する一時データベースにより構成
   されるデータベースと、前記データベースに格納されて
   いる情報により、複数の寿命評価手法を用いて寿命評価
   を行い、前記データベースに格納されている各寿命評価
   の信頼性に関する知識と照合して前記各寿命評価結果を
   重ね合せることにより、前記部材の寿命の推定を行う診
   断手段とを備えたプラント機器の寿命診断装置。
6. 【請求項６】前記診断手段は、前記各寿命評価の信頼性
   を前記部材の寿命に対する分布関数を表わすものとして
   、各寿命評価法につき前記寿命評価結果から前記分布関
   数の形状を定め、各寿命評価分布関数の重ね合せること
   により、前記部材の寿命を推定する、請求項５に記載の
   寿命診断装置。
7. 【請求項７】前記データベースの知識ベースは、前記機
   器に関する設計および保守管理に関する経験知識を格納
   しており、前記診断手段は前記機器の部材の推定寿命か
   ら、その機器の寿命を推定し、保守管理指針を導出する
   、請求項５または６に記載の寿命診断装置。
8. 【請求項８】前記データベースの知識ベースは、複数の
   機器により構成されるプラントの設計および保守管理に
   関する経験知識を格納しており、前記診断手段は前記プ
   ラントを構成する各主要機器の保守管理指針および推定
   寿命から、プラント全体の保守管理計画を導出する、請
   求項７に記載の寿命診断装置。