JPH06243119A - 機器部品の損傷保全システム - Google Patents
機器部品の損傷保全システムInfo
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- JPH06243119A JPH06243119A JP3086393A JP3086393A JPH06243119A JP H06243119 A JPH06243119 A JP H06243119A JP 3086393 A JP3086393 A JP 3086393A JP 3086393 A JP3086393 A JP 3086393A JP H06243119 A JPH06243119 A JP H06243119A
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Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 機器部品の損傷現象の確率分布を決定するパ
ラメータの相関々係から保存技術に適用するシステム提
供。 【構成】 パラメータ間の相関を求め各種影響因子1に
ついて影響因子の度合いを一定とし、影響の大さを変数
とし、パラメータ内の一つを選定2して、パラメータを
第1の関数として表し9、各種の変数が基準値のときの
損傷現象の分布を基準系とし、パラメータの値を知り、
第1の関数と基準系によるパラメータの値の比を演算5
し、損傷現象の多数系について相関々係を用い、損傷に
及ぼす度合からパラメータの値を決定6し相関から評価
対象系の損傷現象のパラメータ値から他のパラメータを
決定し、遷移確率分布を推定し、評価対象系となる当該
機器部品の部位の損傷現象の可能性を計算式5により予
知する10ことを特徴とする。
ラメータの相関々係から保存技術に適用するシステム提
供。 【構成】 パラメータ間の相関を求め各種影響因子1に
ついて影響因子の度合いを一定とし、影響の大さを変数
とし、パラメータ内の一つを選定2して、パラメータを
第1の関数として表し9、各種の変数が基準値のときの
損傷現象の分布を基準系とし、パラメータの値を知り、
第1の関数と基準系によるパラメータの値の比を演算5
し、損傷現象の多数系について相関々係を用い、損傷に
及ぼす度合からパラメータの値を決定6し相関から評価
対象系の損傷現象のパラメータ値から他のパラメータを
決定し、遷移確率分布を推定し、評価対象系となる当該
機器部品の部位の損傷現象の可能性を計算式5により予
知する10ことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機器材料、例えば工業
プラントなどの機器材料における応力腐食割れ(以下、
SCCと略記する)などの損傷に対して各種予防保全を
施す機器部品の部位の損傷保全システムに関する。
プラントなどの機器材料における応力腐食割れ(以下、
SCCと略記する)などの損傷に対して各種予防保全を
施す機器部品の部位の損傷保全システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、工業プラントの機器材料の損傷、
例えばSCCを防止するための特定の既設プラント、設
計中のプラントあるいは建設中のプラントなどに於ける
機器部品の損傷の予測技術と保全技術の選定方法、最適
予防保全の開発に対する指針が望まれている。
例えばSCCを防止するための特定の既設プラント、設
計中のプラントあるいは建設中のプラントなどに於ける
機器部品の損傷の予測技術と保全技術の選定方法、最適
予防保全の開発に対する指針が望まれている。
【0003】すなわち、機器材料のSCCの予防保全の
ために、機器の各部位毎にSCCポテンシャル箇所を定
量的に摘出できる評価方法が望まれている。また、既設
のプラントの予防保全だけでなく、新設プラントの設
計、製作の段階における技術スペックとして活用し、S
CCが発生する可能性のある箇所を的確に排除できる損
傷の評価技術が必要である。
ために、機器の各部位毎にSCCポテンシャル箇所を定
量的に摘出できる評価方法が望まれている。また、既設
のプラントの予防保全だけでなく、新設プラントの設
計、製作の段階における技術スペックとして活用し、S
CCが発生する可能性のある箇所を的確に排除できる損
傷の評価技術が必要である。
【0004】このため従来技術としては、信頼性工学的
SCC評価技術のうち、裕度論は原子力用316鋼(3
16NG)などの実証に著しく貢献した〔R.Post and
j.LeMaire : Statistical Approach to Qualify Counte
rmeasure ; Proceeding Seminar on Countermeasure fo
r BWR Cracking :January 22-24,1980 EPRI-WS'-174(19
80)〕。
SCC評価技術のうち、裕度論は原子力用316鋼(3
16NG)などの実証に著しく貢献した〔R.Post and
j.LeMaire : Statistical Approach to Qualify Counte
rmeasure ; Proceeding Seminar on Countermeasure fo
r BWR Cracking :January 22-24,1980 EPRI-WS'-174(19
80)〕。
【0005】しかしながら、この裕度論はSCCに及ぼ
す各種影響因子のうちの一つだけに着目して他の影響因
子の大きさを同じ条件にした場合の基準系に対する評価
系の裕度差の評価技術であり、プラント機器の各部位毎
の場合には、SCCに及ぼす各種影響因子の大きさが比
較するものと比較されるもの、即ち、基準系と評価系の
間で各種影響因子がまちまちであるので、基準系に対す
る評価系の寿命比較はできず、別の理論が必要である。
す各種影響因子のうちの一つだけに着目して他の影響因
子の大きさを同じ条件にした場合の基準系に対する評価
系の裕度差の評価技術であり、プラント機器の各部位毎
の場合には、SCCに及ぼす各種影響因子の大きさが比
較するものと比較されるもの、即ち、基準系と評価系の
間で各種影響因子がまちまちであるので、基準系に対す
る評価系の寿命比較はできず、別の理論が必要である。
【0006】この要望に応えた技術として、本出願人
は、先に「機器構成材料の特性信頼性の評価方法」を提
案した(特開平4−305155号)。この発明は、実
験室加速試験データに基づいて、SCCに及ぼす各種影
響因子を総合的に組み合わせた式ならびに評価指数が示
されている。
は、先に「機器構成材料の特性信頼性の評価方法」を提
案した(特開平4−305155号)。この発明は、実
験室加速試験データに基づいて、SCCに及ぼす各種影
響因子を総合的に組み合わせた式ならびに評価指数が示
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが工業プラント
の機器材料の損傷、例えばSCCを防止するための特定
の既設プラント、設計中プラントあるいは建設中プラン
トなどにに於ける機器部品の損傷予防保全において、実
験室で求めた損傷寿命予測式を用いて、実機の損傷寿命
予測に使用する場合、実機の損傷の寿命現象が、実験室
での加速実験で得られる損傷寿命現象と同一範疇のもの
であるか否かに関する評価が行われていない。また、実
機の損傷予防保全においては、機器構成材料の損傷寿命
現象を、遷移確率分布あるいはハザード関数の関連で評
価する必要があるが、前記提案ではこの点について配慮
されていない。
の機器材料の損傷、例えばSCCを防止するための特定
の既設プラント、設計中プラントあるいは建設中プラン
トなどにに於ける機器部品の損傷予防保全において、実
験室で求めた損傷寿命予測式を用いて、実機の損傷寿命
予測に使用する場合、実機の損傷の寿命現象が、実験室
での加速実験で得られる損傷寿命現象と同一範疇のもの
であるか否かに関する評価が行われていない。また、実
機の損傷予防保全においては、機器構成材料の損傷寿命
現象を、遷移確率分布あるいはハザード関数の関連で評
価する必要があるが、前記提案ではこの点について配慮
されていない。
【0008】さらに損傷の遷移確率分布を予測して、予
防保全技術の適用を決めるための方法論やシステム、さ
らには経済性との関係が明確化されていなかった。
防保全技術の適用を決めるための方法論やシステム、さ
らには経済性との関係が明確化されていなかった。
【0009】本発明の目的は、前記提案にさらに改良を
加え、機器部品の損傷現象の遷移確率分布を、その分布
を決定する複数のパラメータ間の相関関係から予測し、
保全技術を計画し、準備し、適用するシステムを提供す
るものである。
加え、機器部品の損傷現象の遷移確率分布を、その分布
を決定する複数のパラメータ間の相関関係から予測し、
保全技術を計画し、準備し、適用するシステムを提供す
るものである。
【0010】
【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、(1)特定の既設プラント、設計中のプ
ラントあるいは建設中のプラントなどに於ける機器部品
の部位の例えば環境誘起損傷などの損傷に及ぼす各種影
響因子の度合いを知って、(2)あるいは特定の既設プ
ラント、設計中のプラントあるいは建設中のプラントな
どに於ける機器部品の損傷予防保全のために、少なくと
も、他の機器あるいは当該機器の事例情報、点検情報、
予防保全情報ならびにモニタリング情報から、損傷現象
の遷移確率分布の解析のための情報並びに影響因子の度
合いの情報を得て、(3)実験室並びに実機データか
ら、損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパラメー
タ間の相関関係を求め、(4)前記損傷現象の各種影響
因子のそれぞれについて、任意の影響因子に着目して、
他の影響因子の度合いを一定とし、(5)その着目した
影響因子の大きさを変数とし、前記遷移確率分布を決定
する複数のパラメータの内の一つを選定し、(6)この
選定パラメータを第1の関数として表し、(7)各種影
響因子の基準の度合いを決めて、(8)各種影響因子の
変数が前記基準値のときの前記損傷現象の遷移確率分布
を基準系とし、(9)基準系の遷移確率分布を決定する
前記の選定したパラメータの値を知り、(10)前記第
1の関数と基準系の前記選定したパラメータの値の比を
演算して、着目した影響因子の細分化損傷指数の関数と
し、(11)前記各種影響因子の細分化損傷指数の積に
単位変換や安全係数を掛け合わせて、前記現象が起こり
得る可能性を表す損傷指数とし、(12)損傷現象の多
数の系について、損傷指数と損傷現象の遷移確率分布を
決定する前記の選定したパラメータの間の相関関係を用
い、(13)評価対象系の損傷現象に及ぼす影響因子の
度合いの変数値から、損傷現象の遷移確率分布を決定す
る前記の選定したパラメータの値を決定し、(14)さ
らに、前記(3)の損傷現象の遷移確率分布を決定する
複数のパラメータの間の相関関係を用い、(15)評価
対象系の損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定
したパラメータの値から、損傷現象の遷移確率分布の他
のパラメータの値を決定し、(16)評価対象系の損傷
現象の遷移確率分布を推定し、(17)評価対象系とな
る当該機器部品の部位の損傷現象の可能性を計算式によ
り予知して、対策要否、対策までの年数を決めて、(1
8)保全技術を計画し、準備し、適用することを特徴と
する機器部品部位の損傷保全技術と、(19)このため
の記憶・演算・表示からなる損傷評価システムを提供す
ることである。
め、本発明は、(1)特定の既設プラント、設計中のプ
ラントあるいは建設中のプラントなどに於ける機器部品
の部位の例えば環境誘起損傷などの損傷に及ぼす各種影
響因子の度合いを知って、(2)あるいは特定の既設プ
ラント、設計中のプラントあるいは建設中のプラントな
どに於ける機器部品の損傷予防保全のために、少なくと
も、他の機器あるいは当該機器の事例情報、点検情報、
予防保全情報ならびにモニタリング情報から、損傷現象
の遷移確率分布の解析のための情報並びに影響因子の度
合いの情報を得て、(3)実験室並びに実機データか
ら、損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパラメー
タ間の相関関係を求め、(4)前記損傷現象の各種影響
因子のそれぞれについて、任意の影響因子に着目して、
他の影響因子の度合いを一定とし、(5)その着目した
影響因子の大きさを変数とし、前記遷移確率分布を決定
する複数のパラメータの内の一つを選定し、(6)この
選定パラメータを第1の関数として表し、(7)各種影
響因子の基準の度合いを決めて、(8)各種影響因子の
変数が前記基準値のときの前記損傷現象の遷移確率分布
を基準系とし、(9)基準系の遷移確率分布を決定する
前記の選定したパラメータの値を知り、(10)前記第
1の関数と基準系の前記選定したパラメータの値の比を
演算して、着目した影響因子の細分化損傷指数の関数と
し、(11)前記各種影響因子の細分化損傷指数の積に
単位変換や安全係数を掛け合わせて、前記現象が起こり
得る可能性を表す損傷指数とし、(12)損傷現象の多
数の系について、損傷指数と損傷現象の遷移確率分布を
決定する前記の選定したパラメータの間の相関関係を用
い、(13)評価対象系の損傷現象に及ぼす影響因子の
度合いの変数値から、損傷現象の遷移確率分布を決定す
る前記の選定したパラメータの値を決定し、(14)さ
らに、前記(3)の損傷現象の遷移確率分布を決定する
複数のパラメータの間の相関関係を用い、(15)評価
対象系の損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定
したパラメータの値から、損傷現象の遷移確率分布の他
のパラメータの値を決定し、(16)評価対象系の損傷
現象の遷移確率分布を推定し、(17)評価対象系とな
る当該機器部品の部位の損傷現象の可能性を計算式によ
り予知して、対策要否、対策までの年数を決めて、(1
8)保全技術を計画し、準備し、適用することを特徴と
する機器部品部位の損傷保全技術と、(19)このため
の記憶・演算・表示からなる損傷評価システムを提供す
ることである。
【0011】
【作用】前記(1)及び(2)で特定の既設プラント、
設計中のプラントあるいは建設中のプラントに於ける機
器部品の損傷予防保全のために、当該機器部品の部位に
おける損傷に及ぼす各種影響因子の度合いの情報を知
り、あるいは特定の既設プラント、設計中のプラントあ
るいは建設中のプラントに於ける機器部品の損傷予防保
全のために、少なくとも、他のプラントあるいは当該プ
ラントの機器の事例情報、点検情報、予防保全情報なら
びにモニタリング情報から、損傷現象の遷移確率分布の
解析のための情報並びに影響因子の度合いの情報を得る
ということは、単に実験室データのみで実機の損傷現象
の遷移確率分布を予測せず、実機のデータでも予測の技
術を確認し、実機の損傷の寿命現象が実験室での加速実
験で得られる損傷寿命現象と同一範疇ものであるか否か
を評価すると共に、予測精度を向上しようとするもので
ある。
設計中のプラントあるいは建設中のプラントに於ける機
器部品の損傷予防保全のために、当該機器部品の部位に
おける損傷に及ぼす各種影響因子の度合いの情報を知
り、あるいは特定の既設プラント、設計中のプラントあ
るいは建設中のプラントに於ける機器部品の損傷予防保
全のために、少なくとも、他のプラントあるいは当該プ
ラントの機器の事例情報、点検情報、予防保全情報なら
びにモニタリング情報から、損傷現象の遷移確率分布の
解析のための情報並びに影響因子の度合いの情報を得る
ということは、単に実験室データのみで実機の損傷現象
の遷移確率分布を予測せず、実機のデータでも予測の技
術を確認し、実機の損傷の寿命現象が実験室での加速実
験で得られる損傷寿命現象と同一範疇ものであるか否か
を評価すると共に、予測精度を向上しようとするもので
ある。
【0012】損傷現象の解析は、遷移確率モデルによっ
て遷移確率分布を解析する。例えば、高温水中のSCC
寿命現象では次式で解析できることが多い。図1ならび
に図2に解析方法の要領を示す。
て遷移確率分布を解析する。例えば、高温水中のSCC
寿命現象では次式で解析できることが多い。図1ならび
に図2に解析方法の要領を示す。
【0013】−dN/dt=kN ln(N0 /N)=k(t−t0 ) <t>=t0 +(1/k) ln(N0 /N):ハザード関数H(t)に相当 N :時間tでのSCC未発生のサンプル数 N0 :初期のサンプル数 t :時間 この場合、遷移確率分布を決定するパラメータは以下の
3つである。
3つである。
【0014】<t>:SCC平均寿命 t0 :SCC開始時間 k :SCC反応率 図3は、この解析法によって得た高温水中で鋭敏化した
ステンレス鋼SUS304溶接部の試験片のSCC寿
命、すなわち、遷移確率分布の解析結果を示す図であ
る。
ステンレス鋼SUS304溶接部の試験片のSCC寿
命、すなわち、遷移確率分布の解析結果を示す図であ
る。
【0015】前記(3)において、図4および図5は、
高温水中で鋭敏化したステンレス鋼SUS304溶接
部、ならびにインコネル600・182の溶接継手・母
材のSCC寿命挙動を解明し、多数の寿命系の遷移確率
分布あるいは寿命パラメータの間の相関関係を調べた結
果を示す図である。
高温水中で鋭敏化したステンレス鋼SUS304溶接
部、ならびにインコネル600・182の溶接継手・母
材のSCC寿命挙動を解明し、多数の寿命系の遷移確率
分布あるいは寿命パラメータの間の相関関係を調べた結
果を示す図である。
【0016】この相関関係は、一つの遷移確率分布のパ
ラメータを知ると遷移確率分布を知るための他ののパラ
メータを求める場合に使用できる。また、実機の評価対
象系の損傷現象の遷移確率分布が、前記のパラメータの
間の相関関係を示すデータバンドに存在すれば、実機で
の損傷現象の遷移確率過程が実験室での損傷現象の遷移
確率過程と同様であると言えるので、遷移確率分布ある
いは寿命パラメータの間の相関関係は実機の評価対象系
の損傷現象の予測において不可欠である。
ラメータを知ると遷移確率分布を知るための他ののパラ
メータを求める場合に使用できる。また、実機の評価対
象系の損傷現象の遷移確率分布が、前記のパラメータの
間の相関関係を示すデータバンドに存在すれば、実機で
の損傷現象の遷移確率過程が実験室での損傷現象の遷移
確率過程と同様であると言えるので、遷移確率分布ある
いは寿命パラメータの間の相関関係は実機の評価対象系
の損傷現象の予測において不可欠である。
【0017】このためにも、実機の点検、事例、運転実
績などの技術データは実機の評価対象箇所(系)の損傷
現象の遷移確率分布を予測する上で重要である。
績などの技術データは実機の評価対象箇所(系)の損傷
現象の遷移確率分布を予測する上で重要である。
【0018】前記(4)から(11)における損傷指数
とは、以下のような構成である。
とは、以下のような構成である。
【0019】図6に示すように、基準寿命系の寿命系t
R を導入し、これと評価対象系の寿命時間tとの時間比
fをとり、時間比fの大小を用いて損傷現象の遷移確率
分布のパロメータの大小、例えば、SCCの場合寿命の
長短を表そうとするものであり、この時間比fを損傷指
数とする。
R を導入し、これと評価対象系の寿命時間tとの時間比
fをとり、時間比fの大小を用いて損傷現象の遷移確率
分布のパロメータの大小、例えば、SCCの場合寿命の
長短を表そうとするものであり、この時間比fを損傷指
数とする。
【0020】図6は、損傷指数が各種影響因子の細分化
損傷指数の積で表せる理由を図示したものである。
損傷指数の積で表せる理由を図示したものである。
【0021】例えば、基準点に対する評価点の寿命比を
知ろうとするとき、先ず、図に示すように応力比が1.
75において、炭素量が0.06%から0.04%に低
下すると、炭素量の細分化損傷指数は、 F1 =t1 /tR となり、次に炭素量0.04%において、応力比が1.
20に低下すると、応力の細分化損傷指数は次のように
表される。
知ろうとするとき、先ず、図に示すように応力比が1.
75において、炭素量が0.06%から0.04%に低
下すると、炭素量の細分化損傷指数は、 F1 =t1 /tR となり、次に炭素量0.04%において、応力比が1.
20に低下すると、応力の細分化損傷指数は次のように
表される。
【0022】F5 =t5 /t1 従って、基準点に対する評価点の寿命比は両影響因子の
細分化損傷指数の積で表される。
細分化損傷指数の積で表される。
【0023】f=F1 ・F5 ∴F=θf=θF1 ・F5 ここで、θは単位の変換や安全率の係数である。
【0024】一般化して記述すれば、損傷指数は各種影
響因子の細分化損傷指数の積で表される。
響因子の細分化損傷指数の積で表される。
【0025】 F=θ・(tn /tn-1 )・(tn-1 /tn-2 )…… (t3 /t2 )・(t2 /t1 )・(t1 /tR ) もし、各種影響因子が互いに独立であれば、 F=θ・(tn /tR )・(tn-1 /tR )…… (t3 /tR )・(t2 /tR )・(t1 /tR ) と表される。
【0026】さらに、一部の影響因子が、互いに独立で
ないとき、 F=θ・(tn /tR )・(tn-1 /tR )…… (t3 /t2 )・(t2 /t1 )・(t1 /tR ) と表される。
ないとき、 F=θ・(tn /tR )・(tn-1 /tR )…… (t3 /t2 )・(t2 /t1 )・(t1 /tR ) と表される。
【0027】従って、(ti /ti-1 )=F iとする
と、損傷指数は下記のように表される。
と、損傷指数は下記のように表される。
【0028】F=θIIFi 図7は、損傷指数の内の二つの影響因子に着目した場合
について、それらの因子の変数に関する指数が変数分離
可能な場合について3次元で図解したものである。二つ
の細分化指数の積を表す縦軸は対数をとっているので、
基準点の高0に対し、評価点の高さは各細分化損傷指数
の対数の和で描かれ、任意の評価点は一つの曲面上に表
されている。
について、それらの因子の変数に関する指数が変数分離
可能な場合について3次元で図解したものである。二つ
の細分化指数の積を表す縦軸は対数をとっているので、
基準点の高0に対し、評価点の高さは各細分化損傷指数
の対数の和で描かれ、任意の評価点は一つの曲面上に表
されている。
【0029】図8は、影響因子の変数、Xk とXl が互
いに独立変数でない場合でも、二つの指数の積は各細分
化損傷指数の対数の和で表示が可能であることを示して
いる。基準点Rから点M,点Mから評価点Eへの時間比
から理解される。
いに独立変数でない場合でも、二つの指数の積は各細分
化損傷指数の対数の和で表示が可能であることを示して
いる。基準点Rから点M,点Mから評価点Eへの時間比
から理解される。
【0030】以上の事項を整理すると、次のようにな
る。
る。
【0031】(a)前記損傷現象の各種影響因子のそれ
ぞれについて、任意の影響因子に着目して、他の影響因
子の度合いを一定とし、(b)その着目した影響因子の
大きさを変数とし、前記遷移確率分布を決定する複数の
パラメータの内の一つを選定し、(c)その選定パラメ
ータを第1の関数として表し、(d)各種影響因子の基
準の度合いを決めて、(e)各種影響因子の変数が前記
基準値をとるときの前記損傷現象の遷移確率分布を基準
系とし、(f)基準系の遷移確率分布を決定する前記の
選定したパラメータの値を知り、(g)前記第1の関数
と基準系の前記選定したパラメータの値の比を演算し
て、着目した影響因子の細分化損傷指数の関数とし、
(h)前記各種影響因子の細分化損傷指数の積に単位変
換や安全係数を掛け合わせて、前記現象が起こり得る可
能性を表す損傷指数とする。損傷指数は、環境誘起割れ
に影響する各種影響因子を与えると基準寿命系に対する
当該部位の寿命裕度が損傷の遷移確率のパラメータで表
せられるものである。
ぞれについて、任意の影響因子に着目して、他の影響因
子の度合いを一定とし、(b)その着目した影響因子の
大きさを変数とし、前記遷移確率分布を決定する複数の
パラメータの内の一つを選定し、(c)その選定パラメ
ータを第1の関数として表し、(d)各種影響因子の基
準の度合いを決めて、(e)各種影響因子の変数が前記
基準値をとるときの前記損傷現象の遷移確率分布を基準
系とし、(f)基準系の遷移確率分布を決定する前記の
選定したパラメータの値を知り、(g)前記第1の関数
と基準系の前記選定したパラメータの値の比を演算し
て、着目した影響因子の細分化損傷指数の関数とし、
(h)前記各種影響因子の細分化損傷指数の積に単位変
換や安全係数を掛け合わせて、前記現象が起こり得る可
能性を表す損傷指数とする。損傷指数は、環境誘起割れ
に影響する各種影響因子を与えると基準寿命系に対する
当該部位の寿命裕度が損傷の遷移確率のパラメータで表
せられるものである。
【0032】前記(12)と(13)については、損傷
現象の多数の系について、損傷指数と損傷の遷移確率分
布のパラメータの相関関係を構成するには、多数の系の
予測データに基づいて、予測の信頼度を考慮するための
θの値を決め、また、評価対象部の影響因子の大きさを
与えただけで、損傷指数から損傷現象の遷移確率のパラ
メータの一つを決定できるようにするためである。
現象の多数の系について、損傷指数と損傷の遷移確率分
布のパラメータの相関関係を構成するには、多数の系の
予測データに基づいて、予測の信頼度を考慮するための
θの値を決め、また、評価対象部の影響因子の大きさを
与えただけで、損傷指数から損傷現象の遷移確率のパラ
メータの一つを決定できるようにするためである。
【0033】すなわち、評価対象系の損傷現象に及ぼす
影響因子の度合いの変数値から、損傷現象の遷移確率分
布を決定する前記の選定したパラメータの値を決定する
ためのものである。
影響因子の度合いの変数値から、損傷現象の遷移確率分
布を決定する前記の選定したパラメータの値を決定する
ためのものである。
【0034】前記(14)と(15)については、前記
作用の欄の説明(3)の損傷現象の遷移確率分布を決定
する複数のパラメータ間の前記相関関係を用い、評価対
象系の損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定し
たパラメータの値から、損傷現象の遷移確率分布の他の
パラメータの値を決定するためのものである。
作用の欄の説明(3)の損傷現象の遷移確率分布を決定
する複数のパラメータ間の前記相関関係を用い、評価対
象系の損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定し
たパラメータの値から、損傷現象の遷移確率分布の他の
パラメータの値を決定するためのものである。
【0035】前記(16)については、評価対象系の損
傷現象の遷移確率分布やハザード関数を算定するための
ものである。
傷現象の遷移確率分布やハザード関数を算定するための
ものである。
【0036】前記(17)と(18)については、評価
対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象に対して、
前記で得た遷移確率分布やハザード関数を求め、これに
基づいて機器部品の損傷の可能性の度合いを知り、対策
要否、対策までの年数を決めるためのものである。
対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象に対して、
前記で得た遷移確率分布やハザード関数を求め、これに
基づいて機器部品の損傷の可能性の度合いを知り、対策
要否、対策までの年数を決めるためのものである。
【0037】ここでは予防保全の適用に関する技術指数
と言える損傷指数と保全技術の経費の遷移分布を考え、
予防保全の最適化となる経費指数も導入することがてき
る。
と言える損傷指数と保全技術の経費の遷移分布を考え、
予防保全の最適化となる経費指数も導入することがてき
る。
【0038】これを考慮すれば、対策要否ならびに対策
までの年数を決めることが容易となる。このように本発
明により、保全技術を計画し、準備し、適用するための
最適な機器部品部位の損傷保全技術となる。
までの年数を決めることが容易となる。このように本発
明により、保全技術を計画し、準備し、適用するための
最適な機器部品部位の損傷保全技術となる。
【0039】前記(19)については、このための記
憶、演算、表示からなる損傷評価システムとして、コン
ピュータを使用し、自動演算可能にするものである。ま
た、必要に応じて、実機のモニタリングシステムと連結
すると評価システムとしてさらに有効である。
憶、演算、表示からなる損傷評価システムとして、コン
ピュータを使用し、自動演算可能にするものである。ま
た、必要に応じて、実機のモニタリングシステムと連結
すると評価システムとしてさらに有効である。
【0040】
【実施例】本発明のプロセスは、作用の欄に記述したよ
うに(1)〜(19)から構成されている。
うに(1)〜(19)から構成されている。
【0041】次に各プロセスの詳細について図とともに
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【0042】図9ならびに図10は、損傷現象の遷移確
率分布の予測と予防保全技術評価のフローチャートであ
る。図11ないし図14は、図9と図10における計算
過程に関して図示したもので、損傷現象の遷移確率分布
の予測と、これに基づいて予防保全評価を行う過程のフ
ローチャートである。図11は機器部品のすべてが健全
で、運転経験がない場合のフローチャート、図12は機
器部品のすべてが健全で、運転経験がある場合のフロー
チャート、図13は損傷寿命の遷移確率分布の解析決定
可能なデータがある場合のフローチャート、図14は損
傷寿命の遷移確率分布のためのデータ数が少ない場合の
フローチャートである。
率分布の予測と予防保全技術評価のフローチャートであ
る。図11ないし図14は、図9と図10における計算
過程に関して図示したもので、損傷現象の遷移確率分布
の予測と、これに基づいて予防保全評価を行う過程のフ
ローチャートである。図11は機器部品のすべてが健全
で、運転経験がない場合のフローチャート、図12は機
器部品のすべてが健全で、運転経験がある場合のフロー
チャート、図13は損傷寿命の遷移確率分布の解析決定
可能なデータがある場合のフローチャート、図14は損
傷寿命の遷移確率分布のためのデータ数が少ない場合の
フローチャートである。
【0043】これらの図ならびに前記(1)及び(2)
では、特定の既設プラント、設計中のプラントあるいは
建設中のプラントなどに於ける機器部品の損傷予防保全
のために、当該機器部品の部位における損傷に及ぼす各
種影響因子の度合いの情報を知り、あるいは特定の既設
プラント、設計中のプラントあるいは建設中のプラント
などに於ける機器部品の損傷予防保全のために、少なく
とも、他の機器あるいは機器の事例情報、点検情報、予
防保全情報ならびにモニタリング情報から、損傷現象の
遷移確率分布の解析のための情報並びに影響因子の度合
いの情報を得るということは、単に実験室データのみで
実機の損傷現象の遷移確率分布を予測せず、実際のデー
タをも用いて予測の技術を確認し、予測精度を向上しよ
うとするものである。
では、特定の既設プラント、設計中のプラントあるいは
建設中のプラントなどに於ける機器部品の損傷予防保全
のために、当該機器部品の部位における損傷に及ぼす各
種影響因子の度合いの情報を知り、あるいは特定の既設
プラント、設計中のプラントあるいは建設中のプラント
などに於ける機器部品の損傷予防保全のために、少なく
とも、他の機器あるいは機器の事例情報、点検情報、予
防保全情報ならびにモニタリング情報から、損傷現象の
遷移確率分布の解析のための情報並びに影響因子の度合
いの情報を得るということは、単に実験室データのみで
実機の損傷現象の遷移確率分布を予測せず、実際のデー
タをも用いて予測の技術を確認し、予測精度を向上しよ
うとするものである。
【0044】損傷現象には、応力腐食割れ、亀裂進展、
孔食、疲労、腐食疲労、全面腐食、エロージョン、溶接
割れ、ならびにそれらの重畳現象がある。
孔食、疲労、腐食疲労、全面腐食、エロージョン、溶接
割れ、ならびにそれらの重畳現象がある。
【0045】前記影響因子には、機器部品の材料の化学
成分、機械的強度、硬さ、またはこれらの状態を計測し
た量、例えば、ミクロ組織的特徴の定量値、Cr欠乏
層、電気化学的測定量、応力の影響因子では、残留応
力、熱応力、応力集中、歪み量、運転応力、リラクゼー
ションなどがある。また、環境面の影響因子では、酸
素、過酸化水素、水素、窒素、導電率、pH値、隙間、
化学種、放射線量などがある。
成分、機械的強度、硬さ、またはこれらの状態を計測し
た量、例えば、ミクロ組織的特徴の定量値、Cr欠乏
層、電気化学的測定量、応力の影響因子では、残留応
力、熱応力、応力集中、歪み量、運転応力、リラクゼー
ションなどがある。また、環境面の影響因子では、酸
素、過酸化水素、水素、窒素、導電率、pH値、隙間、
化学種、放射線量などがある。
【0046】損傷現象、例えば、高温水中のSCC寿命
現象では、図1および図2に示すような遷移確率モデル
で解析できる。遷移確率分布のパラメータは以下の3つ
である。
現象では、図1および図2に示すような遷移確率モデル
で解析できる。遷移確率分布のパラメータは以下の3つ
である。
【0047】<t>:SCC平均寿命 t0 :SCC開始時間 k :SCC反応率 前記(3)において、図4および図5に示したように、
高温水中で鋭敏化したステンレス鋼SUS304溶接
部、ならびにインコネル600・182の溶接継手・母
材のSCC寿命挙動を解明し、多数の寿命系の遷移確率
分布あるいは寿命パラメータの間の相関関係が存在す
る。
高温水中で鋭敏化したステンレス鋼SUS304溶接
部、ならびにインコネル600・182の溶接継手・母
材のSCC寿命挙動を解明し、多数の寿命系の遷移確率
分布あるいは寿命パラメータの間の相関関係が存在す
る。
【0048】前記図9ないし図14に示すように、この
相関関係により、一つの遷移確率分布のパラメータを知
ると他の遷移確率分布のパラメータを知ることができ
る。
相関関係により、一つの遷移確率分布のパラメータを知
ると他の遷移確率分布のパラメータを知ることができ
る。
【0049】また、実機の評価対象系の損傷現象の遷移
確率分布が、前記のパラメータの間の相関関係を示すデ
ータバンドに存在すれば、このデータバンドに基づいて
損傷現象の遷移確率分布を予測することは妥当であると
言える。
確率分布が、前記のパラメータの間の相関関係を示すデ
ータバンドに存在すれば、このデータバンドに基づいて
損傷現象の遷移確率分布を予測することは妥当であると
言える。
【0050】このためにも、実機の点検、事例、運転実
績などの技術情報は実機の評価対象箇所(系)の損傷現
象の遷移確率分布を予測するうえで重要である。
績などの技術情報は実機の評価対象箇所(系)の損傷現
象の遷移確率分布を予測するうえで重要である。
【0051】図9ないし図14に示すように、あるいは
前記(4)から(11)における損傷指数の構成は、前
記したような要領で行うことができる。
前記(4)から(11)における損傷指数の構成は、前
記したような要領で行うことができる。
【0052】具体的な損傷指数について説明する。
【0053】各細分化指数を構成するに当たって、考慮
する各種影響因子の種類とその大きさの変数を定義す
る。考える影響因子の種類は損傷指数による評価に際し
て、評価対象箇所におけるそれらの主要影響因子の大き
さの情報を得ることができるものが望ましい。
する各種影響因子の種類とその大きさの変数を定義す
る。考える影響因子の種類は損傷指数による評価に際し
て、評価対象箇所におけるそれらの主要影響因子の大き
さの情報を得ることができるものが望ましい。
【0054】そこで、現在までま研究に基づいて、SC
C発生寿命に及ぼす影響因子の種類として、以下8種類
の影響因子、すなわち、変数としてX1 〜X8 を考える
ことにした。
C発生寿命に及ぼす影響因子の種類として、以下8種類
の影響因子、すなわち、変数としてX1 〜X8 を考える
ことにした。
【0055】X1 :炭素量の変数 X2 :定化パラメータの変数 X3 :低温温時効の変数 X4 :応力除去焼鈍の変数 X5 :実効効応力比の変数 X6 :実効酸素量の変数 X7 :隙間の有無を取り得る変数 X8 :導電率の変数 前記炭素量の変数X1 はステンレス鋼に、また安定化パ
ラメータの変数X2 はインコネルに適用するものであ
る。他の変数は、両材料に適用する。
ラメータの変数X2 はインコネルに適用するものであ
る。他の変数は、両材料に適用する。
【0056】低温時効の変数X3 とは、実験室加速試験
において実機運転温度で長時間使用したときの材料の鋭
敏化を模擬して行われた時効処理のことである。応力除
去焼鈍の変数X4 は、その処理の有無を取り得る変数値
とした。
において実機運転温度で長時間使用したときの材料の鋭
敏化を模擬して行われた時効処理のことである。応力除
去焼鈍の変数X4 は、その処理の有無を取り得る変数値
とした。
【0057】実効応力比の変数X5 とは、運転応力と残
留応力を考慮して耐力で割った値のことである。実効酸
素量の変数X6 とは、酸素量と過酸化水素量の両方から
求まる量である。隙間を付与するとSCCは加速される
ので、隙間の変数X7 はそれらの有無を変数値とした。
留応力を考慮して耐力で割った値のことである。実効酸
素量の変数X6 とは、酸素量と過酸化水素量の両方から
求まる量である。隙間を付与するとSCCは加速される
ので、隙間の変数X7 はそれらの有無を変数値とした。
【0058】基準系にはSUS304鋼溶接継手の試験
結果を用いており、影響因子の変数値は下記の通りであ
る。
結果を用いており、影響因子の変数値は下記の通りであ
る。
【0059】X1 =0.06重量% X2 =−1 X3 =−1 X4 =−1 X5 =1.75 X6 =8000ppb X7 =−1 X8 =0.5μS/cm 基準系の遷移確率分布のパラメータは解析した結果、 t0 =282(h) <t>=1,000(h) k =0.0013733(1/h) であった。
【0060】各影響因子の細分化損傷指数の関数を構成
する。以下において、細分化損傷指数を一つの式にまと
めるために、以下の関数を定義する。
する。以下において、細分化損傷指数を一つの式にまと
めるために、以下の関数を定義する。
【0061】 N=0.13〔[Nb]+2[Ti]〕/[C] N:安定化パラメータ NCRIA=Cp 応力除去焼鈍(SR) NCRIB=Ca 溶接のまま(AW) x2 ≧NCRIA のとき x2 =1 NCRIA≧x2 ≧NCRIB のとき x2 =h(X4 )−g
(X4 ) x2 <NCRIB のとき x2 =−1 x5 =耐力に対する応力比 x6 =[O2 ]+[H2 O2 ]/n h(x)=(1+x)/2 g(x)=(1−x)/2 x=+1あるいは−1のみ、 Mは、材料の種類を示す。
(X4 ) x2 <NCRIB のとき x2 =−1 x5 =耐力に対する応力比 x6 =[O2 ]+[H2 O2 ]/n h(x)=(1+x)/2 g(x)=(1−x)/2 x=+1あるいは−1のみ、 Mは、材料の種類を示す。
【0062】M=+1 for Types 304,316,
304L,316L,316NG ステンレス鋼およびその関連材料 N=+1 for 原子力用316ステンレス鋼 N=−1 for SUS 304,304L,316L,
316ステンレス鋼 M=−1 for Types 600,182,82ニッケル
基合金およびその関連材料 ステンレス鋼のとき M=+1 インコネルのとき M=−1 CがCC 以上のとき L=+1 CがCC 未満のとき L=−1 低温時効なしのとき X3 =+1 低温時効ありのとき X3 =−1 応力除去焼鈍なしのときX4 =+1 応力除去焼鈍ありのときX4 =−1 隙間なしのとき X7 =+1 隙間ありのとき X7 =−1 ステンレス鋼のC量の細分化損傷指数F1 は次式のよう
に表せられる。
304L,316L,316NG ステンレス鋼およびその関連材料 N=+1 for 原子力用316ステンレス鋼 N=−1 for SUS 304,304L,316L,
316ステンレス鋼 M=−1 for Types 600,182,82ニッケル
基合金およびその関連材料 ステンレス鋼のとき M=+1 インコネルのとき M=−1 CがCC 以上のとき L=+1 CがCC 未満のとき L=−1 低温時効なしのとき X3 =+1 低温時効ありのとき X3 =−1 応力除去焼鈍なしのときX4 =+1 応力除去焼鈍ありのときX4 =−1 隙間なしのとき X7 =+1 隙間ありのとき X7 =−1 ステンレス鋼のC量の細分化損傷指数F1 は次式のよう
に表せられる。
【0063】
【数1】
【0064】F1 =h(M)[h(N)・α1 +g
(N)・A1 ]+g(M)・β1 もしF1 ≧γ1 ならばF1 =γ1 インコネル600溶接継手やその溶接金属のインコネル
182、82における安定化パラメータを変数とする安
定化パラメータの細分化損傷指数F2 は次式のように表
せられる。
(N)・A1 ]+g(M)・β1 もしF1 ≧γ1 ならばF1 =γ1 インコネル600溶接継手やその溶接金属のインコネル
182、82における安定化パラメータを変数とする安
定化パラメータの細分化損傷指数F2 は次式のように表
せられる。
【0065】 A2 =h(x2 )・α2 +g(x2 )・β2 B2 =h(x2 )・γ2 +g(x2 )・δ2 F2 =h(M)・ε2 +g(M)・[h(x4 )・A2
+g(x4 )・B2 ] 低温時効によるステンレス鋼SUS304ならびにイン
コネルの細分化損傷指数F3 は、実験データに基づいて
以下のように構成された。C量が限界値以下の場合、安
定化パラメータが限界値以上の場合は、低温時効による
SCC寿命の低下はないので、F3 は1となるようにし
た。
+g(x4 )・B2 ] 低温時効によるステンレス鋼SUS304ならびにイン
コネルの細分化損傷指数F3 は、実験データに基づいて
以下のように構成された。C量が限界値以下の場合、安
定化パラメータが限界値以上の場合は、低温時効による
SCC寿命の低下はないので、F3 は1となるようにし
た。
【0066】 A3 =h(x3 )・α3 +g(x3 )・β3 B3 =h(x4 )・γ3 +g(x4 )・δ4 C3 =h(x4 )・ε3 +g(x4 )・β3 D3 =h(x3 )・B3 +g(x3 )・C3 F3 =h(M)・A3 +g(M)・D3 応力除去焼鈍によるステンレス鋼SUS304ならびに
インコネルの細分化損傷指数F4 は、実験データに基づ
いて以下のように構成された。
インコネルの細分化損傷指数F4 は、実験データに基づ
いて以下のように構成された。
【0067】F4 =h(M)[h(x4 )・α4 +g
(x4 )・β4 ]+g(M)・γ4 SCC寿命に及ぼす実効応力比の影響はtanh関数で
近似し、応力の細分化損傷指数は以下のように構成し
た。
(x4 )・β4 ]+g(M)・γ4 SCC寿命に及ぼす実効応力比の影響はtanh関数で
近似し、応力の細分化損傷指数は以下のように構成し
た。
【0068】R1min=α5 ・R1min0 R1 =0.5(R1max0 +R1min) S1 =0.5(R1max0 −R1min) LR1=(R1 −x5 )/S1 LR1R =(R1 −x5R )/S1 A5 =γ5 (R1max0 −R1min)/(R1max0 −R
1min0 ) FA5=exp[A5 ・{arctanh(LR1)−arctanh(L
R1R )}] R2min=β5 ・R2min0 R2 =0.5(R2max0 +R2min) S2 =0.5(R2max0 −R2min) LR2=(R2 −x5 )/S2 LR2R =(R2 −x5R )/S2 B5 =δ5 (R2max0 −R2min)/(R2max0 −R
2min0 ) FB5=exp[B5 ・{arctanh(LR2)−arctanh ( L
R2R )}] F5 =h(M)・FA5+g(M)・FB5 もしF5 >ε5 ならばF5 =ε5 実効酸素量の細分化損傷指数は以下のように構成した。
実効酸素量のデータ限界拡散電流モデルを考える。
1min0 ) FA5=exp[A5 ・{arctanh(LR1)−arctanh(L
R1R )}] R2min=β5 ・R2min0 R2 =0.5(R2max0 +R2min) S2 =0.5(R2max0 −R2min) LR2=(R2 −x5 )/S2 LR2R =(R2 −x5R )/S2 B5 =δ5 (R2max0 −R2min)/(R2max0 −R
2min0 ) FB5=exp[B5 ・{arctanh(LR2)−arctanh ( L
R2R )}] F5 =h(M)・FA5+g(M)・FB5 もしF5 >ε5 ならばF5 =ε5 実効酸素量の細分化損傷指数は以下のように構成した。
実効酸素量のデータ限界拡散電流モデルを考える。
【0069】 F6 =[h(M)+g(M)]・(x6R/x6 ) x6 =exp[(ln10){δ6 arctan〔(EECP −
α6 )/ β6 〕+log10γ6 }] 隙間によるステンレス鋼SUS304ならびにインコネ
ルの細分化損傷指数F7 は、実験データに基づいて以下
のように構成された。C量が限界値以下の場合、安定化
パラメータが限界値以上の場合は、隙間によるSCC寿
命の低下はないので、F7 は1となるようにした。
α6 )/ β6 〕+log10γ6 }] 隙間によるステンレス鋼SUS304ならびにインコネ
ルの細分化損傷指数F7 は、実験データに基づいて以下
のように構成された。C量が限界値以下の場合、安定化
パラメータが限界値以上の場合は、隙間によるSCC寿
命の低下はないので、F7 は1となるようにした。
【0070】 A7 =h(x7 )・α7 +g(x7 )・β7 B7 =h(x7 )・γ7 +g(x7 )・δ7 F7 =h(M)・A7 +g(M)・B7 EECPR=α6 +β6 tanh〔(log10x6R−log10γ
6 )/δ6 〕 導電率によるステンレス鋼SUS304ならびにインコ
ネルの細分化損傷指数F8 は、実験データに基づいて以
下のように構成された。
6 )/δ6 〕 導電率によるステンレス鋼SUS304ならびにインコ
ネルの細分化損傷指数F8 は、実験データに基づいて以
下のように構成された。
【0071】
【数2】
【0072】F8 =[h(M)+g(M)]・exp
[(ln10)・{(x8R−x8 )/A8 }] 実験室でのステンレス鋼SUS304、インコネル60
0並びに182溶接継手について各種SCC寿命試験結
果を解析し、SCC開始時間と実験条件から決定される
寿命指数の細分化損傷指数Fの値を調べた。
[(ln10)・{(x8R−x8 )/A8 }] 実験室でのステンレス鋼SUS304、インコネル60
0並びに182溶接継手について各種SCC寿命試験結
果を解析し、SCC開始時間と実験条件から決定される
寿命指数の細分化損傷指数Fの値を調べた。
【0073】F=θ×F1 ×F2 ×F3 ×F4 ×F5 ×
F6 ×F7 ×F8 なお、前記式中の記号は、下記の意味を有するものであ
る。
F6 ×F7 ×F8 なお、前記式中の記号は、下記の意味を有するものであ
る。
【0074】Ai 損傷指数の計算途中の値 Bi 損傷指数の計算途中の値 b SCC寿命分布のパラメータ間の相関関係の係数 b0 SCC寿命分布のパラメータ間の相関関係の係数
の平均値 [C] 炭素量(重量%) c SCC寿命分布のパラメータ間の相関関係の係数 c0 SCC寿命分布のパラメータ間の相関関係の係数
の平均値 E 評価対象の系 EECP 腐食電位(mVvs.SHE) F 損傷指数 Fi i番目の影響因子の細分化損傷指数 FAi 損傷指数の計算途中の値 f 基準寿命系のSCC寿命tR に対する評価対象系
のSCC寿命tの比 g(x)一つの関数 h(x)一つの関数 [H2 O2 ]過酸化水素量(ppb) i SCC寿命のi番目の影響因子 k SCC寿命のk番目の影響因子 k SCC寿命の遷移確率分布またはSCC反応率 LRi 基準寿命系の損傷指数の計算途中の値 LRiR 基準寿命系の損傷指数計算LRi M 材料種類の下部パラメータ N 材料種類のパラメータ N 安定化パラメータ N 任意の時刻でのSCC未発生のサンプル数 N0 初期のサンプル数 [Nb]ニッケル基合金のニオブ量(重量%) n 影響因子の数 n 実効酸素量の式中の定数 [O2 ]酸素量(ppb) R 基準寿命系のシンボル R1max0 SCC評価時の材料の最大強度 R1min SCC評価時の材料の最小強度 R1min0 材料の耐力 [Ti]チタン量(重量%) <t> 平均寿命(h) t0 SCC開始時間(年) ti i番目の影響因子に対応したSCC寿命(h) t 評価対象系のSCC寿命(h) tR 基準系のSCC寿命(h) xi i番目の影響因子の変数 xiR 基準系のi番目の影響因子の変数 α 信頼度の常数 αi 細分化損傷指数の係数 βi 細分化損傷指数の係数 γi 細分化損傷指数の信頼度水準 δi 細分化損傷指数の係数 εi 細分化損傷指数の係数 δ 損傷指数の係数 θ 細分化損傷指数の係数 σy 耐力(MPa) τ 評価対象系のSCC寿命 τR 基準寿命系のSCC寿命 図15は、各寿命系の寿命指数値とSCC開始時間t0
(年)の関係を図示したものである。図中の直線は傾き
1であり、寿命指数値における係数θは1/100とし
た。基準系のSCC寿命tR は282時間であり、基準
寿命系のSCC寿命τR は1年とし、信頼度の常数αは
0.31064とした。この信頼度の常数αは、データ
バンドの下限にこの直線が来るように決定した。
の平均値 [C] 炭素量(重量%) c SCC寿命分布のパラメータ間の相関関係の係数 c0 SCC寿命分布のパラメータ間の相関関係の係数
の平均値 E 評価対象の系 EECP 腐食電位(mVvs.SHE) F 損傷指数 Fi i番目の影響因子の細分化損傷指数 FAi 損傷指数の計算途中の値 f 基準寿命系のSCC寿命tR に対する評価対象系
のSCC寿命tの比 g(x)一つの関数 h(x)一つの関数 [H2 O2 ]過酸化水素量(ppb) i SCC寿命のi番目の影響因子 k SCC寿命のk番目の影響因子 k SCC寿命の遷移確率分布またはSCC反応率 LRi 基準寿命系の損傷指数の計算途中の値 LRiR 基準寿命系の損傷指数計算LRi M 材料種類の下部パラメータ N 材料種類のパラメータ N 安定化パラメータ N 任意の時刻でのSCC未発生のサンプル数 N0 初期のサンプル数 [Nb]ニッケル基合金のニオブ量(重量%) n 影響因子の数 n 実効酸素量の式中の定数 [O2 ]酸素量(ppb) R 基準寿命系のシンボル R1max0 SCC評価時の材料の最大強度 R1min SCC評価時の材料の最小強度 R1min0 材料の耐力 [Ti]チタン量(重量%) <t> 平均寿命(h) t0 SCC開始時間(年) ti i番目の影響因子に対応したSCC寿命(h) t 評価対象系のSCC寿命(h) tR 基準系のSCC寿命(h) xi i番目の影響因子の変数 xiR 基準系のi番目の影響因子の変数 α 信頼度の常数 αi 細分化損傷指数の係数 βi 細分化損傷指数の係数 γi 細分化損傷指数の信頼度水準 δi 細分化損傷指数の係数 εi 細分化損傷指数の係数 δ 損傷指数の係数 θ 細分化損傷指数の係数 σy 耐力(MPa) τ 評価対象系のSCC寿命 τR 基準寿命系のSCC寿命 図15は、各寿命系の寿命指数値とSCC開始時間t0
(年)の関係を図示したものである。図中の直線は傾き
1であり、寿命指数値における係数θは1/100とし
た。基準系のSCC寿命tR は282時間であり、基準
寿命系のSCC寿命τR は1年とし、信頼度の常数αは
0.31064とした。この信頼度の常数αは、データ
バンドの下限にこの直線が来るように決定した。
【0075】図15の縦軸方向は時間を表すが、図中の
斜線より短時間側では全寿命系のデータから見てもSC
Cを発生しがたく、長時間側ではSCCの可能性がある
ことを意味する。
斜線より短時間側では全寿命系のデータから見てもSC
Cを発生しがたく、長時間側ではSCCの可能性がある
ことを意味する。
【0076】同図より、損傷指数と損傷の遷移確率分布
のパラメータであるSCCの開始時間の間に相関関係が
存在することが分かる。図9ないし図14に示した損傷
現象の遷移確率分布のパラメータはこの図15のことを
示している。
のパラメータであるSCCの開始時間の間に相関関係が
存在することが分かる。図9ないし図14に示した損傷
現象の遷移確率分布のパラメータはこの図15のことを
示している。
【0077】前記(12)と(13)については、損傷
現象の多数の系について、損傷指数と損傷関係を示す相
関関係を構成するのは、予測信頼度の値を決め、また、
評価対象部の影響因子の大きさを与えただけで、損傷指
数から損傷現象の遷移確率分布のパラメータの一つを決
定できるようにするためである。すなわち、評価対象系
の損傷現象に及ぼす影響因子の度合いの変数値から、損
傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定したパラメ
ータの値を決定するためのものである。
現象の多数の系について、損傷指数と損傷関係を示す相
関関係を構成するのは、予測信頼度の値を決め、また、
評価対象部の影響因子の大きさを与えただけで、損傷指
数から損傷現象の遷移確率分布のパラメータの一つを決
定できるようにするためである。すなわち、評価対象系
の損傷現象に及ぼす影響因子の度合いの変数値から、損
傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定したパラメ
ータの値を決定するためのものである。
【0078】図9ないし図14に示したように、前記
(14)および(15)については、前記作用の欄の説
明(3)の損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパ
ラメータ間の前記相関関係を用い、評価対象系の損傷現
象の遷移確率分布を決定する前記の選定したパラメータ
の値を決定するためのものである。
(14)および(15)については、前記作用の欄の説
明(3)の損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパ
ラメータ間の前記相関関係を用い、評価対象系の損傷現
象の遷移確率分布を決定する前記の選定したパラメータ
の値を決定するためのものである。
【0079】前記(16)については、評価対象系の損
傷現象の遷移確率分布やハザード関数を算定するための
ものである。
傷現象の遷移確率分布やハザード関数を算定するための
ものである。
【0080】図9ないし図14に示したように、図16
は損傷現象の遷移確率分布を推定した一例をサバイバル
関数で表示したものである。同図のケースは約10年を
経た後、損傷が開始された場合の損傷度合いの変化を図
示している。
は損傷現象の遷移確率分布を推定した一例をサバイバル
関数で表示したものである。同図のケースは約10年を
経た後、損傷が開始された場合の損傷度合いの変化を図
示している。
【0081】図11ないし図14では損傷指数から求め
た遷移確率分布のハザード関数と直接、実機の損傷寿命
解析から求まる損傷指数から求めた遷移確率分布のハザ
ード関数の比較を行い、予測の精度の確認を行って機器
損傷保全を考えるものである。
た遷移確率分布のハザード関数と直接、実機の損傷寿命
解析から求まる損傷指数から求めた遷移確率分布のハザ
ード関数の比較を行い、予測の精度の確認を行って機器
損傷保全を考えるものである。
【0082】前記(17)および(18)については、
評価対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象に対し
て、前述で得た遷移確率分布やハザード関数を求めて、
これに基づいて対策要否、対策までの年数を決めるため
のものである。
評価対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象に対し
て、前述で得た遷移確率分布やハザード関数を求めて、
これに基づいて対策要否、対策までの年数を決めるため
のものである。
【0083】図15において、プランとを50年に寿命
延長しようとした場合、ある評価対象箇所の損傷指数F
が10であるとき、予防保全技術としては5倍の必要改
善度Mであればよい。図17は、この関係を遷移確率分
布を用いて信頼度関数を使った信頼度αを考慮して図示
したものである。
延長しようとした場合、ある評価対象箇所の損傷指数F
が10であるとき、予防保全技術としては5倍の必要改
善度Mであればよい。図17は、この関係を遷移確率分
布を用いて信頼度関数を使った信頼度αを考慮して図示
したものである。
【0084】任意の予防技術の必要改善度M: log(M)=log(保全目標時間)−log(F)
+log(α) 図18ないし図20に示すように、ここでは任意の予防
保全の適用に関する技術指針と言える損傷指数に加え、
予防保全のコスト評価となる経費指針も導入し、両者を
合わせた総合指針も導入することができる。この図18
ないし図20の手順は、先ず、図18の(a)と(b)
を合成して図19の(a)を得て、これを計算して同図
(b)を得てから、最終的には図20に示す経費指数と
全経費S 0 の相関関係を求める。
+log(α) 図18ないし図20に示すように、ここでは任意の予防
保全の適用に関する技術指針と言える損傷指数に加え、
予防保全のコスト評価となる経費指針も導入し、両者を
合わせた総合指針も導入することができる。この図18
ないし図20の手順は、先ず、図18の(a)と(b)
を合成して図19の(a)を得て、これを計算して同図
(b)を得てから、最終的には図20に示す経費指数と
全経費S 0 の相関関係を求める。
【0085】機器保全技術毎に準備・適用に必要な経費
の遷移分布を整理し、一方、これと損傷指数から求まる
ハザード関数を組合せる場合について、経費指針を求め
る場合、ハザード関数H(t)に−1を掛け合わせた関
数を作り、これと経費遷移分布の関数の積を作る。
の遷移分布を整理し、一方、これと損傷指数から求まる
ハザード関数を組合せる場合について、経費指針を求め
る場合、ハザード関数H(t)に−1を掛け合わせた関
数を作り、これと経費遷移分布の関数の積を作る。
【0086】全経費量を表す経費の遷移分布の時間積分
の面積S0 、ハザード関数H(t)と経費の遷移分布の
関数の積の時間積分のうち、正の面積S1 ならびに負の
面積S2 とし、また、経費指数Cを次の式で定義して、
全経費S0 と経費指数の相関関係から、適正な予防保全
の選定が可能となる。
の面積S0 、ハザード関数H(t)と経費の遷移分布の
関数の積の時間積分のうち、正の面積S1 ならびに負の
面積S2 とし、また、経費指数Cを次の式で定義して、
全経費S0 と経費指数の相関関係から、適正な予防保全
の選定が可能となる。
【0087】C=100×S1 /(S1 +S2 ) このように、技術的損傷の遷移分布の情報と経費の遷移
分布からの経費指数を併せて考慮すれば、対策要否なら
びに対策までの年数を決めることが容易となる。このよ
うなことから、保全技術を計画し、準備すれば適用性の
ある機器部品部位の損傷保全技術となる。
分布からの経費指数を併せて考慮すれば、対策要否なら
びに対策までの年数を決めることが容易となる。このよ
うなことから、保全技術を計画し、準備すれば適用性の
ある機器部品部位の損傷保全技術となる。
【0088】前記(19)については、図21に示すよ
うに、本発明の損傷保全の技術を有し、実験室・実機の
データを入力するシステム、また実機モニタリング装置
との接続性を有し、このための入出力装置・記憶・演算
・表示や損傷評価システムとして、コンピュータにより
自動化するものである。
うに、本発明の損傷保全の技術を有し、実験室・実機の
データを入力するシステム、また実機モニタリング装置
との接続性を有し、このための入出力装置・記憶・演算
・表示や損傷評価システムとして、コンピュータにより
自動化するものである。
【0089】同図において1は損傷保全技術のためのプ
ログラムソフト、2は実験室・実機のデータ、3は実機
モニタリング装置、4は前記実験室・実機のデータ2を
入力したり実機モニタリング装置3を介してデータを入
力したりする入力装置、5は各種演算を行う演算部、6
は例えばCRTディスプレイなどからなる表示部、7は
RAMからなる記憶部、8はデータ転送部、9は例えば
プリンタなどからなる出力部、10は出力部9によって
プリントアウトされた予防保全技術の設計・製作・点検
の指示書である。
ログラムソフト、2は実験室・実機のデータ、3は実機
モニタリング装置、4は前記実験室・実機のデータ2を
入力したり実機モニタリング装置3を介してデータを入
力したりする入力装置、5は各種演算を行う演算部、6
は例えばCRTディスプレイなどからなる表示部、7は
RAMからなる記憶部、8はデータ転送部、9は例えば
プリンタなどからなる出力部、10は出力部9によって
プリントアウトされた予防保全技術の設計・製作・点検
の指示書である。
【0090】
【発明の効果】本発明によれば、特定の運転中プラン
ト、設計中プラントあるいは建設中プラントに於ける機
器部品の損傷保全において、プラントの信頼性の確保の
ための最適な予防保全の摘出、最適な対策時期、評価の
自動化、機器保全の全コスト低減を行うことが可能であ
る。
ト、設計中プラントあるいは建設中プラントに於ける機
器部品の損傷保全において、プラントの信頼性の確保の
ための最適な予防保全の摘出、最適な対策時期、評価の
自動化、機器保全の全コスト低減を行うことが可能であ
る。
【図1】SCCの場合の損傷寿命解析を説明するための
図である。
図である。
【図2】SCCの場合の損傷寿命解析を説明するための
図である。
図である。
【図3】SCCの場合の損傷の遷移分布の一例を示す図
である。
である。
【図4】SCCの場合の損傷の遷移分布のパラメータ間
の相関関係を示す図である。
の相関関係を示す図である。
【図5】SCCの場合の損傷の遷移分布のパラメータ間
の相関関係を示す図である。
の相関関係を示す図である。
【図6】損傷指数の概念を説明する図である。
【図7】影響因子の変数が互いに独立している細分化損
傷指数の積の説明図である。
傷指数の積の説明図である。
【図8】影響因子の変数が互いに独立していない細分化
損傷指数の積の説明図である。
損傷指数の積の説明図である。
【図9】損傷現象の遷移確率分布の予測と予防保全技術
評価のフローチャートである。
評価のフローチャートである。
【図10】損傷現象の遷移確率分布の予測と予防保全技
術評価のフローチャートである。
術評価のフローチャートである。
【図11】損傷現象の遷移確率分布の予測と予防保全技
術評価の計算と評価のフローチャートである。
術評価の計算と評価のフローチャートである。
【図12】損傷現象の遷移確率分布の予測と予防保全技
術評価の計算と評価のフローチャートである。
術評価の計算と評価のフローチャートである。
【図13】損傷現象の遷移確率分布の予測と予防保全技
術評価の計算と評価のフローチャートである。
術評価の計算と評価のフローチャートである。
【図14】損傷現象の遷移確率分布の予測と予防保全技
術評価の計算と評価のフローチャートである。
術評価の計算と評価のフローチャートである。
【図15】損傷指数と遷移確率分布のパラメータの相関
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図16】損傷現象の予測した遷移確率分布を示す図で
ある。
ある。
【図17】損傷現象の予測した遷移確率分布と経費遷移
分布に基づく経費指数の一例を示す図である。
分布に基づく経費指数の一例を示す図である。
【図18】損傷に対する予防保全技術の必要改善度の算
出方法を説明するための図である。
出方法を説明するための図である。
【図19】損傷に対する予防保全技術の必要改善度の算
出方法を説明するための図である。
出方法を説明するための図である。
【図20】損傷に対する予防保全技術の必要改善度の算
出方法を説明するための図である。
出方法を説明するための図である。
【図21】損傷に対する予防保全技術のシステム構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
1 損傷保全ソフト 2 実験室・実機のデータ 3 実機モニタリング装置 4 入力装置 5 演算部 6 表示部 7 記憶部 8 データ転送部 9 出力部 10 予防保全技術の設計・製作・点検の指示書
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 成雄 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (6)
- 【請求項1】 機器部品の部位における損傷に及ぼす各
種影響因子の度合いを知って、当該機器部品の部位にお
ける損傷の可能性を定量的に評価して保全するシステム
において、 当該機器部品の部位を評価対象系とし、 損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパラメータ間
の相関関係を求め、 前記損傷現象の各種影響因子のそれぞれについて、任意
の影響因子に着目して、他の影響因子の度合いを一定と
し、 その着目した影響因子の大きさを変数とし、前記遷移確
率分布を決定する複数のパラメータの内の一つを選定し
て、その選定パラメータを第1の関数として表し、 各種影響因子の基準の度合いを決めて、各種影響因子の
変数が前記基準値のときの前記損傷現象の遷移確率分布
を基準系とし、 その基準系の遷移確率分布を決定する前記の選定したパ
ラメータの値を知り、 前記第1の関数と基準系の前記選定したパラメータの値
の比を演算して、着目した影響因子の細分化損傷指数の
関数とし、 前記各種影響因子の細分化損傷指数の積に単位変換や安
全係数を掛け合わせて、前記現象が起こり得る可能性を
表す損傷指数とし、 前記損傷現象の多数の系について、損傷指数と損傷現象
の遷移確率分布を決定する前記の選定したパラメータの
間の相関関係を用い、 評価対象系の損傷現象に及ぼす影響因子の度合いの変数
値から、損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定
したパラメータの値を決定し、 前記損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパラメー
タ間の前記相関関係を用い、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の
選定したパラメータの値から、損傷現象の遷移確率分布
の他のパーメータの値を決定し、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を推定し、 評価対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象の可能
性を計算式により予知することを特徴とする機器部品の
損傷保全システム。 - 【請求項2】 請求項1記載において、前記当該機器部
品の部位の損傷現象の遷移確率分布を求めるためのデー
タや影響因子の大きさに関するデータを、 機器の点検情報あるいは事例情報から、 各機器について類似機器部品の部位を評価対象系とし、 特定機器、特定部品あるいは特定部位毎に健全の有無を
整理して求め、 損傷現象の遷移確率分布の複数パラメータの値を決定す
るために、 ハザード関数による解析を行う際に、 損傷現象の遷移確率分布を決定するパラメータ間の相関
関係を併せて用いて、 損傷現象の遷移確率分布の複数パラメータの値を推定し
て、 遷移確率分布のパラメータの内の一つの選定パラメータ
を知り、 当該機器部品の部位における損傷に及ぼす影響因子の度
合いの変数値を用いて前記損傷指数を算定し、 この損傷指数の値と前記選定パラメータを用い、 損傷現象の多数の系について、損傷指数と損傷現象の遷
移確率分布を決定する前記の選定したパラメータの間の
関係を示す相関関係と照合・比較し、この相関関係の予
測の精度の確認あるいは精度を向上し、 この精度を確認した、あるいは精度を向上した相関関係
を用い、 評価対象系の損傷現象に及ぼす影響因子の度合いの変数
値から、損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定
したパラメータの値を決定し、 損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパラメータ間
の前記相関関係を用い、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の
選定したパラメータの値から、損傷現象の遷移確率分布
の他のパラメータの値を決定し、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を推定し、 評価対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象の可能
性の程度を予知することを特徴とする機器部品の損傷保
全システム。 - 【請求項3】 請求項1記載において、特定の機器にお
ける当該機器部品の部位を評価対象系とし、 当該機器部品の部位の損傷に及ぼす影響因子の大きさを
知る際、少なくとも1個以上の影響因子についてモニタ
リングあるいは定期的測定によつて求め、 これを用いて前記損傷指数を求め、 評価対象系の損傷現象に及ぼす影響因子の度合いの変数
値から、損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定
したパラメータの値を決定し、 損傷現象の遷移確率分布の複数パラメータ間の相関関係
を用い、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の
選定したパラメータの値から、損傷現象の遷移確率分布
の他のパラメータの値を決定し、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を推定し、 評価対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象の遷移
確率分布を予知することを特徴とする機器部品の損傷保
全システム。 - 【請求項4】 請求項1記載において、特定の機器にお
ける当該機器部品の部位の損傷の事例情報あるいは点検
情報から、 損傷現象の遷移確率分布解析の元になる、少なくとも1
個以上のデータと影響因子の大きさに関するデータを整
理し、 損傷現象の各影響因子の大きさの変数値を知って、損傷
指数を求め、 損傷現象の多数の系について、損傷指数と損傷現象の遷
移確率分布を決定する前記の選定したパラメータの間の
相関関係と照合・比較し、この相関関係の予測の確認を
行い、相関関係の精度を向上して、 評価対象系の損傷現象に及ぼす影響因子の度合いの変数
値から、損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定
したパラメータの値を決定し、 損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパラメータ間
の前記相関関係を用い、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の
選定したパラメータの値から、損傷現象の遷移確率分布
の他のパラメータの値を決定し、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を推定し、 評価対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象の遷移
確率分布を予知することを特徴とする機器部品の損傷保
全システム。 - 【請求項5】 請求項1記載において、特定の運転実績
のある機器の損傷保全の実施経過記録と運転条件の経過
記録から、 損傷現象の各種影響因子のそれぞれの大きさの変数を時
間の関数として求め、 前記損傷指数を時間の関数として求め、 損傷現象の多数の系について、損傷指数と損傷現象の遷
移確率分布を決定する前記の選定したパラメータの関係
を示す相関関係上に表示し、 評価対象系の損傷現象に及ぼす影響因子の度合いの変数
値から、損傷現象の遷移確率分布を決定する前記の選定
したパラメータの値を決定し、 損傷現象の遷移確率分布を決定する複数のパラメータ間
の前記相関関係を用い、 評価対象系の損傷現象の遷移
確率分布を決定する前記の選定したパラメータの値か
ら、損傷現象の遷移確率分布の他のパラメータの値を決
定し、 評価対象系の損傷現象の遷移確率分布を推定し、 評価対象系となる当該機器部品の部位の損傷現象の遷移
確率分布を計算することを特徴とする機器部品の損傷保
全システム。 - 【請求項6】 請求項2記載において、前記評価対象系
の遷移確率分布のハザード関数と予防保全経費の遷移分
布の関数とから演算される指数を経費指数とし、 前記損傷指数と経費指数とを組み合わせて保全対策の要
否ならびに保全対策までの年数を決定することを特徴と
する機器部品の損傷保全システム。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3086393A JPH06243119A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 機器部品の損傷保全システム |
US08/195,021 US5648919A (en) | 1993-02-15 | 1994-02-14 | Maintenance systems for degradation of plant component parts |
DE69421305T DE69421305T2 (de) | 1993-02-15 | 1994-02-14 | Verfahren und Vorrichtung zur präventiven Wartung von Anlagenbauteilen |
EP94301049A EP0612039B1 (en) | 1993-02-15 | 1994-02-14 | Method and system of preventive maintenance for plant component parts |
TW083103092A TW239213B (ja) | 1993-02-15 | 1994-04-08 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3086393A JPH06243119A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 機器部品の損傷保全システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06243119A true JPH06243119A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12315570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3086393A Pending JPH06243119A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-19 | 機器部品の損傷保全システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06243119A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002195935A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-10 | Babcock Hitachi Kk | 機器寿命評価方法 |
JP2004526243A (ja) * | 2001-03-01 | 2004-08-26 | フィッシャー−ローズマウント システムズ, インコーポレイテッド | プロセスプラント内の指標の作成と表示 |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP3086393A patent/JPH06243119A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002195935A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-10 | Babcock Hitachi Kk | 機器寿命評価方法 |
JP2004526243A (ja) * | 2001-03-01 | 2004-08-26 | フィッシャー−ローズマウント システムズ, インコーポレイテッド | プロセスプラント内の指標の作成と表示 |
JP2004532449A (ja) * | 2001-03-01 | 2004-10-21 | フィッシャー−ローズマウント システムズ, インコーポレイテッド | ワークオーダ/パーツオーダの自動的生成および追跡 |
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