JPH0518899A - 配管部材の損傷検知方法 - Google Patents
配管部材の損傷検知方法Info
- Publication number
- JPH0518899A JPH0518899A JP17296191A JP17296191A JPH0518899A JP H0518899 A JPH0518899 A JP H0518899A JP 17296191 A JP17296191 A JP 17296191A JP 17296191 A JP17296191 A JP 17296191A JP H0518899 A JPH0518899 A JP H0518899A
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- JP
- Japan
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- piping member
- plant
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- piping
- detect
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高温プラント運転中の劣化損傷を容易かつ早期
に検出し、信頼性の向上をはかる。 【構成】高温プラントの配管用部材に製造時に光学的検
出手段によって各点の相対位置を検出し得る微小なマー
カを周方向に数箇所、周期的に貼り付ける。この配管部
材をプラントに据え付け後、及びプラント運転中に光学
的な手段によりマーカの位置の変化を処理して局所的に
発生した歪を検出する。その複数の測定値に基づいて配
管部材の全体変形及び負荷荷重を測定する。その測定値
を演算し、変動荷重による累積疲労損傷を検出する。
に検出し、信頼性の向上をはかる。 【構成】高温プラントの配管用部材に製造時に光学的検
出手段によって各点の相対位置を検出し得る微小なマー
カを周方向に数箇所、周期的に貼り付ける。この配管部
材をプラントに据え付け後、及びプラント運転中に光学
的な手段によりマーカの位置の変化を処理して局所的に
発生した歪を検出する。その複数の測定値に基づいて配
管部材の全体変形及び負荷荷重を測定する。その測定値
を演算し、変動荷重による累積疲労損傷を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば軽水型原子炉の一
次冷却系・主蒸気系等に存在する各種配管部材の損傷検
知方法に関する。
次冷却系・主蒸気系等に存在する各種配管部材の損傷検
知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の配管系設計としては、一般に容器
とスペシャルティ機器との間を配管部材として配管・ノ
ズル・エルボ等で接続することにより構成されている。
それらの機器間は通常、はめあわせ・ねじ込み等の機械
的結合によるほか、溶接によって構成されている場合が
多々存在する。これらの箇所は定期点検時等に決められ
た検査手法に基づいて各種の検査が行われ、劣化・機能
低下等が認められた時点で補修・交換することになって
いる。
とスペシャルティ機器との間を配管部材として配管・ノ
ズル・エルボ等で接続することにより構成されている。
それらの機器間は通常、はめあわせ・ねじ込み等の機械
的結合によるほか、溶接によって構成されている場合が
多々存在する。これらの箇所は定期点検時等に決められ
た検査手法に基づいて各種の検査が行われ、劣化・機能
低下等が認められた時点で補修・交換することになって
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の構造において、
溶接部周辺の目視・超音波・放射線検査等を行うが、従
来の技術では必ずしも十分な検出精度を有しているとは
いえない。また、この様な高温プラントでの配管部材は
一般に、高温・腐食・摩耗・水環境等で大気中の使用条
件よりもかなり過酷な環境下で利用される場合が多い。
その様な場所での破壊に関して疲労損傷を例にとると、
従来の技術では初期から明確な兆候を検出し難く、予防
保全という観点からは今後の開発が必要な部分である。
また、現在、小口径管に関しては検査自体が難しくなる
課題がある。
溶接部周辺の目視・超音波・放射線検査等を行うが、従
来の技術では必ずしも十分な検出精度を有しているとは
いえない。また、この様な高温プラントでの配管部材は
一般に、高温・腐食・摩耗・水環境等で大気中の使用条
件よりもかなり過酷な環境下で利用される場合が多い。
その様な場所での破壊に関して疲労損傷を例にとると、
従来の技術では初期から明確な兆候を検出し難く、予防
保全という観点からは今後の開発が必要な部分である。
また、現在、小口径管に関しては検査自体が難しくなる
課題がある。
【０００４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、プラント運転中の配管部材に対して、製造時
点から共用期間中の損傷の検出を考慮した製造方法を採
用すると同時に、これらの配管部材に累積した損傷を評
価可能なシステムにできる配管部材の損傷検知方法を提
供することにある。
たもので、プラント運転中の配管部材に対して、製造時
点から共用期間中の損傷の検出を考慮した製造方法を採
用すると同時に、これらの配管部材に累積した損傷を評
価可能なシステムにできる配管部材の損傷検知方法を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は配管用部材に製
造時に光学的検出手段によって各点の相対位置変化を検
出し得る微小なマーカを周方向に数箇所、周期的に貼り
付け、この配管部材をプラントに据え付け後及びプラン
ト運転中に光学的な検出手段により前記マーカの位置の
変化を処理して局所的に発生した歪を検出し、複数の測
定値に基づいて、前記配管部材の全体変形及び負荷荷重
を測定し、その測定値を演算することによって、変動荷
重による累積疲労損傷を検出することを特徴とする。
造時に光学的検出手段によって各点の相対位置変化を検
出し得る微小なマーカを周方向に数箇所、周期的に貼り
付け、この配管部材をプラントに据え付け後及びプラン
ト運転中に光学的な検出手段により前記マーカの位置の
変化を処理して局所的に発生した歪を検出し、複数の測
定値に基づいて、前記配管部材の全体変形及び負荷荷重
を測定し、その測定値を演算することによって、変動荷
重による累積疲労損傷を検出することを特徴とする。
【０００６】
【作用】各種配管部材を製造する時点で基本的な強度に
影響しないような方法を用いて、各部の局所歪を検知し
得る微小マーカを配置する。その際に、これらのマーカ
間では（１）局所微小歪を各点の変位から算出するため
の三角形の配置を行う。（２）各マーカ群各々で直交２
方向の歪を測定するためのマーカ配置とする。（３）全
体変形を解析するため最低限でも周方向９０°間隔でマ
ーカ群を配置する。この３つの必要条件を満たす必要が
ある。これらのマーカをイメージファイバ等の検出装置
で相対位置を測定することにより、表面の微小歪及び部
材全体に負荷されている荷重を求めることが可能であ
る。製造時に設置した等間隔の微小マーカは、プラント
据え付け時及びプラント運転時に部材に負荷される荷重
に応じて、その間隔を変える。この間隔を変えたマーカ
の相対位置を測定して、局所的に発生した表面歪の方向
成分を検出する。その後に、周方向数点の歪の測定値に
基づき配管全体に及ぼすモーメント成分や軸方向に換算
することができる。この荷重値に基づき配管部材に発生
する応力・歪の分布分布を算出し、全体構造の中での損
傷値の大きな場所を推定することが可能となる。また、
算出した変動応力・歪の分を考慮することにより疲労損
傷の累積を検出することができる。
影響しないような方法を用いて、各部の局所歪を検知し
得る微小マーカを配置する。その際に、これらのマーカ
間では（１）局所微小歪を各点の変位から算出するため
の三角形の配置を行う。（２）各マーカ群各々で直交２
方向の歪を測定するためのマーカ配置とする。（３）全
体変形を解析するため最低限でも周方向９０°間隔でマ
ーカ群を配置する。この３つの必要条件を満たす必要が
ある。これらのマーカをイメージファイバ等の検出装置
で相対位置を測定することにより、表面の微小歪及び部
材全体に負荷されている荷重を求めることが可能であ
る。製造時に設置した等間隔の微小マーカは、プラント
据え付け時及びプラント運転時に部材に負荷される荷重
に応じて、その間隔を変える。この間隔を変えたマーカ
の相対位置を測定して、局所的に発生した表面歪の方向
成分を検出する。その後に、周方向数点の歪の測定値に
基づき配管全体に及ぼすモーメント成分や軸方向に換算
することができる。この荷重値に基づき配管部材に発生
する応力・歪の分布分布を算出し、全体構造の中での損
傷値の大きな場所を推定することが可能となる。また、
算出した変動応力・歪の分を考慮することにより疲労損
傷の累積を検出することができる。
【０００７】
【実施例】図面を参照しながら本発明に係る配管部材の
損傷検知方法の一実施例を説明する。
損傷検知方法の一実施例を説明する。
【０００８】本発明で使用する配管部材の構造および検
出システム図を図１に示す。本発明では配管部材１の同
じ軸方向位置において上下及び９０°方向に４セットを
一組とするマーカ２を設置した例である。これらマーカ
群は製造時点でかなり精密な精度で配置される必要があ
る。また、これらのマーカ２を検出及び演算処理するセ
ンサとして、通常ＴＶカメラかイメージファィバで構成
される光学検出装置１１が必要である。また、得られた
画像をデジタル化する画像処理装置１２及び得られた数
値データを処理して負荷された損傷を検出するための演
算装置１３が必要となる。マーカ群の例として圧痕型マ
ーカ３を用いた場合の例を図２に示す。三角形に配置さ
れた圧痕型マーカ３が中心まわりの４方向に配置されて
おり、各方向での歪を算出することができる。それぞれ
の圧痕型マーカ３はビッカース圧子程度の大きさで深さ
及び間隔も１００ミクロン程度のもので十分であるた
め、配管部材１が元来所有している強度には殆ど影響が
ない。各々の圧痕型マーカ３の上面と断面を図示したも
のが図３である。この様な規則正しく設置された製造時
マーカ２０が、据え付け時及び運転時に外部から荷重を
負荷されて変形すると、その使用時マーカ２１の間隔が
図４中点線に示すように変化する。その際に光学的手段
で検出した３点の相対変位から、三角測量の原理を応用
して、有限要素法等で用いられる補間関数を用いてこの
領域の中での平均化された表面歪を検出することが出来
る。但し、これだけであると圧痕型マーカ３がない部分
に損傷のピークが生じた場合に検出不可能となる。そこ
で、この様にして得られた各マーカ群での直交二方向の
歪を採取し続けることにより、配管部材の周方向に配置
した各点での歪の分布が測定される。またこれらの圧痕
型マーカ３を軸方向に適当な間隔で設置して軸方向にも
歪の分布を得ることができる。これらの値を組み合わせ
て、いくつかの材力的な演算結果を用いることにより、
局部的に配管としてどの様な荷重が負荷されているかを
知ることが出来る。その結果、配管部材１の応力・歪の
ピーク位置及びその大きさを算出することができる。こ
の測定を連続的に行う事により、圧痕型マーカの変位の
変動幅を測定することができ、ひいては応力変動によっ
て素材に累積される疲労損傷を、あらゆる場所に関して
検出することが出来、配管部材の強度劣化を検出するこ
とが可能となる。
出システム図を図１に示す。本発明では配管部材１の同
じ軸方向位置において上下及び９０°方向に４セットを
一組とするマーカ２を設置した例である。これらマーカ
群は製造時点でかなり精密な精度で配置される必要があ
る。また、これらのマーカ２を検出及び演算処理するセ
ンサとして、通常ＴＶカメラかイメージファィバで構成
される光学検出装置１１が必要である。また、得られた
画像をデジタル化する画像処理装置１２及び得られた数
値データを処理して負荷された損傷を検出するための演
算装置１３が必要となる。マーカ群の例として圧痕型マ
ーカ３を用いた場合の例を図２に示す。三角形に配置さ
れた圧痕型マーカ３が中心まわりの４方向に配置されて
おり、各方向での歪を算出することができる。それぞれ
の圧痕型マーカ３はビッカース圧子程度の大きさで深さ
及び間隔も１００ミクロン程度のもので十分であるた
め、配管部材１が元来所有している強度には殆ど影響が
ない。各々の圧痕型マーカ３の上面と断面を図示したも
のが図３である。この様な規則正しく設置された製造時
マーカ２０が、据え付け時及び運転時に外部から荷重を
負荷されて変形すると、その使用時マーカ２１の間隔が
図４中点線に示すように変化する。その際に光学的手段
で検出した３点の相対変位から、三角測量の原理を応用
して、有限要素法等で用いられる補間関数を用いてこの
領域の中での平均化された表面歪を検出することが出来
る。但し、これだけであると圧痕型マーカ３がない部分
に損傷のピークが生じた場合に検出不可能となる。そこ
で、この様にして得られた各マーカ群での直交二方向の
歪を採取し続けることにより、配管部材の周方向に配置
した各点での歪の分布が測定される。またこれらの圧痕
型マーカ３を軸方向に適当な間隔で設置して軸方向にも
歪の分布を得ることができる。これらの値を組み合わせ
て、いくつかの材力的な演算結果を用いることにより、
局部的に配管としてどの様な荷重が負荷されているかを
知ることが出来る。その結果、配管部材１の応力・歪の
ピーク位置及びその大きさを算出することができる。こ
の測定を連続的に行う事により、圧痕型マーカの変位の
変動幅を測定することができ、ひいては応力変動によっ
て素材に累積される疲労損傷を、あらゆる場所に関して
検出することが出来、配管部材の強度劣化を検出するこ
とが可能となる。
【０００９】なお、本発明は上記実施例に限らず配管の
みならずノズル・エルボ等にも適用することが可能であ
る。また、マーカの種類として本実施例で用いた、ビッ
カース圧痕の様に機械的なものの他にも、半導体関係で
用いられている様なフォトレジスト・エッチングや有色
元素のイオン注入法等化学的なものも使用可能である。
みならずノズル・エルボ等にも適用することが可能であ
る。また、マーカの種類として本実施例で用いた、ビッ
カース圧痕の様に機械的なものの他にも、半導体関係で
用いられている様なフォトレジスト・エッチングや有色
元素のイオン注入法等化学的なものも使用可能である。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば原子炉系の配管部材全体
に関して、高温プラント運転中の劣化損傷を比較的容易
にかつ早期に検出することが出来るため、寿命評価が可
能となるとともに信頼性向上に効果がある。
に関して、高温プラント運転中の劣化損傷を比較的容易
にかつ早期に検出することが出来るため、寿命評価が可
能となるとともに信頼性向上に効果がある。
【図１】本発明の実施例に適用する配管部材の構造及び
その検出システムを示す配置図。
その検出システムを示す配置図。
【図２】図１における実施例で使用した、圧痕型マーカ
群を示す構成図。
群を示す構成図。
【図３】図２における、圧痕型マーカの上面および断面
を示す概念図。
を示す概念図。
【図４】図１における実施例の荷重を受けたマーカを示
す変形状態比較図。
す変形状態比較図。
１…配管部材、２…検知用マーカ、３…圧痕型マーカ、
１１…光学検出装置、１２…画像処理装置、２０…製造
時マーカ、２１…荷重負荷時マーカ。
１１…光学検出装置、１２…画像処理装置、２０…製造
時マーカ、２１…荷重負荷時マーカ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 配管用部材に製造時に光学的検出手段に
よって各点の相対位置変化を検出し得る微小なマーカを
周方向に数箇所、周期的に貼り付け、この配管部材をプ
ラントに据え付け後及びプラント運転中に光学的な検出
手段により前記マーカの位置の変化を処理して局所的に
発生した歪を検出し、複数の測定値に基づいて、前記配
管部材の全体変形及び負荷荷重を測定し、その測定値を
演算することによって、変動荷重による累積疲労損傷を
検出することを特徴とする配管部材の損傷検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172961A JP2986964B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 配管部材の損傷検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172961A JP2986964B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 配管部材の損傷検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518899A true JPH0518899A (ja) | 1993-01-26 |
| JP2986964B2 JP2986964B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=15951572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3172961A Expired - Fee Related JP2986964B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 配管部材の損傷検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986964B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008039530A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Okayama Univ | ひずみ測定方法及びひずみ測定装置 |
| JP2012107896A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | Chubu Electric Power Co Inc | 高温配管の応力測定方法 |
| JP2017521647A (ja) * | 2014-05-21 | 2017-08-03 | ユニバーサル シティ スタジオズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | アミューズメントパーク機器の検査時の使用のための追跡システム及び方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102492065B1 (ko) | 2020-10-22 | 2023-01-26 | 한국원자력연구원 | 광학 측정 장치 및 방법 |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP3172961A patent/JP2986964B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008039530A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Okayama Univ | ひずみ測定方法及びひずみ測定装置 |
| JP2012107896A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | Chubu Electric Power Co Inc | 高温配管の応力測定方法 |
| JP2017521647A (ja) * | 2014-05-21 | 2017-08-03 | ユニバーサル シティ スタジオズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | アミューズメントパーク機器の検査時の使用のための追跡システム及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2986964B2 (ja) | 1999-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |