JPH0627088A - フェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置 - Google Patents
フェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置Info
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- JPH0627088A JPH0627088A JP4178470A JP17847092A JPH0627088A JP H0627088 A JPH0627088 A JP H0627088A JP 4178470 A JP4178470 A JP 4178470A JP 17847092 A JP17847092 A JP 17847092A JP H0627088 A JPH0627088 A JP H0627088A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 定期検査中などの比較的短い期間であっても
確実に余寿命診断ができるようにする。 【構成】 金属材料から非破壊的に検出する検出手段１
ａ，１ｂと、メタル温度を演算するメタル温度演算手段
６と、作用応力を演算する作用応力演算手段８と、余寿
命を演算する余寿命演算手段１０と入出力手段１２によ
って余寿命診断装置を構成する。これによって金属材料
の表面スケール除去と超音波検査をするのみで余寿命を
診断することができる。
確実に余寿命診断ができるようにする。 【構成】 金属材料から非破壊的に検出する検出手段１
ａ，１ｂと、メタル温度を演算するメタル温度演算手段
６と、作用応力を演算する作用応力演算手段８と、余寿
命を演算する余寿命演算手段１０と入出力手段１２によ
って余寿命診断装置を構成する。これによって金属材料
の表面スケール除去と超音波検査をするのみで余寿命を
診断することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ伝熱管等の高温
・高圧条件下で使用されてクリープ損傷を受けるフェラ
イト系耐熱鋼の余寿命診断装置に関するものである。
・高圧条件下で使用されてクリープ損傷を受けるフェラ
イト系耐熱鋼の余寿命診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高温・高圧条件下で長時間使用される機
器においては、機器に使用される金属材料が運転中にク
リープ、疲労あるいは時効損傷を受けて寿命を消費して
いくことはよく知られている。特に使用温度が４５０゜
Ｃ以上になるボイラの過熱器管や再熱器管等の伝熱管は
クリープ損傷によって寿命を消費する。このような寿命
消費は金属材料の使用温度（メタル温度）、作用応力及
び使用時間によって支配される。通常、火力発電用ボイ
ラ等においては、金属材料が１０万時間以上の寿命を有
するように設計されるが、近年１０万時間以上使用され
たボイラが大半を占めるようになってきている。また、
使用時間が１０万時間以内であっても、燃焼ガスや内部
流体の偏流によって金属材料の温度が過度に上昇するこ
とや、金属材料の偏析等に起因する異常な材質劣化が原
因で金属材料が破損する事象が生じている。このような
背景から、金属材料の余寿命を的確に診断し、寿命消費
した個所に対しては部分的な取替えや補修を計画的に実
施することにより、プラント全体としての寿命を延長す
るための技術が重要になってきている。
器においては、機器に使用される金属材料が運転中にク
リープ、疲労あるいは時効損傷を受けて寿命を消費して
いくことはよく知られている。特に使用温度が４５０゜
Ｃ以上になるボイラの過熱器管や再熱器管等の伝熱管は
クリープ損傷によって寿命を消費する。このような寿命
消費は金属材料の使用温度（メタル温度）、作用応力及
び使用時間によって支配される。通常、火力発電用ボイ
ラ等においては、金属材料が１０万時間以上の寿命を有
するように設計されるが、近年１０万時間以上使用され
たボイラが大半を占めるようになってきている。また、
使用時間が１０万時間以内であっても、燃焼ガスや内部
流体の偏流によって金属材料の温度が過度に上昇するこ
とや、金属材料の偏析等に起因する異常な材質劣化が原
因で金属材料が破損する事象が生じている。このような
背景から、金属材料の余寿命を的確に診断し、寿命消費
した個所に対しては部分的な取替えや補修を計画的に実
施することにより、プラント全体としての寿命を延長す
るための技術が重要になってきている。
【０００３】金属材料の寿命消費を診断する方法は、破
壊法と非破壊法に大別される。破壊法は、金属材料のク
リープ破断強度と設計値を比べて寿命消費が大きいと予
測される個所からサンプルを採取し、クリープ寿命を診
断する場合にはクリープ破断試験を行い、その試験結果
から余寿命を診断する方法である。一方、非破壊法は、
レプリカあるいは各種計測センサによって金属組織ある
いは物性値の変化量を計測し、予め求めておいたクリー
プ寿命と金属組織あるいは物質値の変化量の関係から、
クリープによる消費寿命を求めて余寿命を診断する方法
である。このような非破壊法は、破壊法に比べて診断評
価時間及びコストが低減でき、更に同一個所を経時的に
モニタできる特徴がある。
壊法と非破壊法に大別される。破壊法は、金属材料のク
リープ破断強度と設計値を比べて寿命消費が大きいと予
測される個所からサンプルを採取し、クリープ寿命を診
断する場合にはクリープ破断試験を行い、その試験結果
から余寿命を診断する方法である。一方、非破壊法は、
レプリカあるいは各種計測センサによって金属組織ある
いは物性値の変化量を計測し、予め求めておいたクリー
プ寿命と金属組織あるいは物質値の変化量の関係から、
クリープによる消費寿命を求めて余寿命を診断する方法
である。このような非破壊法は、破壊法に比べて診断評
価時間及びコストが低減でき、更に同一個所を経時的に
モニタできる特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ボイラの過熱器管や再
熱器管などの伝熱管は内部流体（蒸気）温度に一次から
三次、多いものでは四次に分かれている。しかも、ボイ
ラの火炉内においては炉幅方向に数十列にわたって配置
され、その総延長は約１０ｋｍにも及び、診断対象範囲
は広い。しかしながら、前述したように破壊法で診断す
るのは寿命消費が大きいと考えられる１〜２個所であ
る。また、非破壊法でもその診断作業と評価には金属組
織に関する知識を有する専門家が必要であり、比較的短
い定期検査期間中に多くの個所を診断できない場合もあ
ることから、設計的に寿命消費が大きいと予測される個
所（２〜３個所）を重点的に診断しているのが現状であ
る。
熱器管などの伝熱管は内部流体（蒸気）温度に一次から
三次、多いものでは四次に分かれている。しかも、ボイ
ラの火炉内においては炉幅方向に数十列にわたって配置
され、その総延長は約１０ｋｍにも及び、診断対象範囲
は広い。しかしながら、前述したように破壊法で診断す
るのは寿命消費が大きいと考えられる１〜２個所であ
る。また、非破壊法でもその診断作業と評価には金属組
織に関する知識を有する専門家が必要であり、比較的短
い定期検査期間中に多くの個所を診断できない場合もあ
ることから、設計的に寿命消費が大きいと予測される個
所（２〜３個所）を重点的に診断しているのが現状であ
る。
【０００５】このように、従来技術による余寿命診断法
では余寿命診断を実施する個所が１〜３個所に限定さ
れ、ボイラの伝熱管のように対象範囲が広いものに対し
ては寿命消費が進んでいる個所を見落す危険性があっ
た。
では余寿命診断を実施する個所が１〜３個所に限定さ
れ、ボイラの伝熱管のように対象範囲が広いものに対し
ては寿命消費が進んでいる個所を見落す危険性があっ
た。
【０００６】本発明の目的は、比較的短い定期検査期間
中に寿命消費が進んでいる個所を見落すことがないよう
に、専門家でなくても効率よく、多くの個所を診断でき
るフェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置を提供すること
にある。
中に寿命消費が進んでいる個所を見落すことがないよう
に、専門家でなくても効率よく、多くの個所を診断でき
るフェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の目的を達
成するために、金属材料の表面から超音波を入射して非
破壊的に計測する検出手段と、検出手段からの計測結果
からメタル温度を演算するメタル温度演算手段と、金属
材料の寸法形状と設計圧力から作用応力を演算する作用
応力演算手段と、メタル温度演算手段からのメタル温度
と作用応力演算手段からの作用応力とクリープ強度デー
タベースからのクリープ破断データによって余寿命を演
算する余寿命演算手段と、メタル温度、作用応力、余寿
命の結果を入出力する入出力手段によって構成したもの
である。
成するために、金属材料の表面から超音波を入射して非
破壊的に計測する検出手段と、検出手段からの計測結果
からメタル温度を演算するメタル温度演算手段と、金属
材料の寸法形状と設計圧力から作用応力を演算する作用
応力演算手段と、メタル温度演算手段からのメタル温度
と作用応力演算手段からの作用応力とクリープ強度デー
タベースからのクリープ破断データによって余寿命を演
算する余寿命演算手段と、メタル温度、作用応力、余寿
命の結果を入出力する入出力手段によって構成したもの
である。
【０００８】
【作用】ボイラの伝熱管等においては、燃焼ガスの流れ
の様相と内部流体（蒸気）の量に影響されて場所によっ
てメタル温度が変化する。ところで、伝熱管内表面での
水蒸気酸化スケールの生成は蒸気中の酸素と金属材料と
の熱活性化過程での反応であり、水蒸気酸化スケール厚
さは温度と時間に大きく支配される。このため伝熱管外
表面から超音波の反射波によって水蒸気酸化スケール厚
さを計測すれば、メタル温度を演算することができる。
伝熱管は単純な円筒形状で、しかも内圧が作用するだけ
であるため、作用応力は寸法形状と内圧から演算でき
る。このようにして、メタル温度と作用応力が分かれ
ば、材料のクリープ破断強度データと比較することによ
って伝熱管の余寿命を評価診断することが可能となる。
の様相と内部流体（蒸気）の量に影響されて場所によっ
てメタル温度が変化する。ところで、伝熱管内表面での
水蒸気酸化スケールの生成は蒸気中の酸素と金属材料と
の熱活性化過程での反応であり、水蒸気酸化スケール厚
さは温度と時間に大きく支配される。このため伝熱管外
表面から超音波の反射波によって水蒸気酸化スケール厚
さを計測すれば、メタル温度を演算することができる。
伝熱管は単純な円筒形状で、しかも内圧が作用するだけ
であるため、作用応力は寸法形状と内圧から演算でき
る。このようにして、メタル温度と作用応力が分かれ
ば、材料のクリープ破断強度データと比較することによ
って伝熱管の余寿命を評価診断することが可能となる。
【０００９】以上のように、本発明による余寿命診断装
置によれば、診断作業は伝熱管外表面のスケールを除去
した後、超音波試験するだけで可能であり、専門家でな
くても短時間に多くの個所における余寿命を診断できる
ので、ボイラの伝熱管のように診断対象範囲が広い場合
でも、クリープ損傷によって寿命消費が進んでいる個所
を見落す危険性がなくなる。
置によれば、診断作業は伝熱管外表面のスケールを除去
した後、超音波試験するだけで可能であり、専門家でな
くても短時間に多くの個所における余寿命を診断できる
ので、ボイラの伝熱管のように診断対象範囲が広い場合
でも、クリープ損傷によって寿命消費が進んでいる個所
を見落す危険性がなくなる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１１】図１は本発明の実施例に係るフェライト系
耐熱鋼の余寿命診断装置の概略構成図、図２は検出手段
の一例を示すもので、水蒸気酸化スケールが生成した伝
熱管における超音波の伝播経路を説明する図、図３は縦
軸に反射波、横軸に時間を示した反射波の検出結果を示
す図、図４はＣｒ−Ｍｏ鋼の水蒸気酸化スケール厚さと
温度、時間パラメータの関係を示す図、図５はクリープ
破断応力とラーソンミラーパラメータの関係を示す図、
図６は温度が既知の場合のクリープ破断応力と破断時間
の関係を示す図である。
耐熱鋼の余寿命診断装置の概略構成図、図２は検出手段
の一例を示すもので、水蒸気酸化スケールが生成した伝
熱管における超音波の伝播経路を説明する図、図３は縦
軸に反射波、横軸に時間を示した反射波の検出結果を示
す図、図４はＣｒ−Ｍｏ鋼の水蒸気酸化スケール厚さと
温度、時間パラメータの関係を示す図、図５はクリープ
破断応力とラーソンミラーパラメータの関係を示す図、
図６は温度が既知の場合のクリープ破断応力と破断時間
の関係を示す図である。
【００１２】図１および図２において１ａ，１ｂは検出
手段で、１ａは超音波探触子、１ｂは超音波発信／計測
装置、２は入射超音波、３は反射超音波、４は伝熱管
（金属材料、５は水蒸気酸化スケール、６はメタル温度
演算手段、７は水蒸気酸化スケール厚さデータベース、
８は作用応力演算手段、９はボイラ設計構造データベー
ス、１０は余寿命演算手段、１１はクリープ破断強度デ
ータベース、１２は入出力装置である。
手段で、１ａは超音波探触子、１ｂは超音波発信／計測
装置、２は入射超音波、３は反射超音波、４は伝熱管
（金属材料、５は水蒸気酸化スケール、６はメタル温度
演算手段、７は水蒸気酸化スケール厚さデータベース、
８は作用応力演算手段、９はボイラ設計構造データベー
ス、１０は余寿命演算手段、１１はクリープ破断強度デ
ータベース、１２は入出力装置である。
【００１３】この様な構造において、本発明の実施例に
係るフェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置は、例えば火
力発電プラントの定期検査期間中に、ボイラ伝熱管を構
成するフェライト系耐熱鋼のクリープ寿命を診断するた
めに利用するものである。このフェライト系耐熱鋼の余
寿命診断装置は、図１に示すように基本的には伝熱管の
肉厚、伝熱管内表面の水蒸気酸化スケール厚さを非破壊
的に計測する検出手段１ａ，１ｂ、水蒸気酸化スケール
厚さからメタル温度を演算するメタル温度演算手段６、
伝熱管の寸法形状と設計圧力から作用応力を演算する作
用応力演算手段８、メタル温度演算手段６からのメタル
温度と作用応力演算手段８からの作用応力更に材料のク
リープ破断強度データ１１から余寿命を演算する余寿命
演算手段１０、診断結果の出力やデータベースの更新を
する入出力装置１２から構成されている。
係るフェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置は、例えば火
力発電プラントの定期検査期間中に、ボイラ伝熱管を構
成するフェライト系耐熱鋼のクリープ寿命を診断するた
めに利用するものである。このフェライト系耐熱鋼の余
寿命診断装置は、図１に示すように基本的には伝熱管の
肉厚、伝熱管内表面の水蒸気酸化スケール厚さを非破壊
的に計測する検出手段１ａ，１ｂ、水蒸気酸化スケール
厚さからメタル温度を演算するメタル温度演算手段６、
伝熱管の寸法形状と設計圧力から作用応力を演算する作
用応力演算手段８、メタル温度演算手段６からのメタル
温度と作用応力演算手段８からの作用応力更に材料のク
リープ破断強度データ１１から余寿命を演算する余寿命
演算手段１０、診断結果の出力やデータベースの更新を
する入出力装置１２から構成されている。
【００１４】まず、超音波によって伝熱管４の肉厚、水
蒸気酸化スケール厚さに相当する反射波の時間遅れを計
測する検出手段１ａ，１ｂおよび検出結果について説明
する。図２は水蒸気酸化スケールが生成した伝熱管４に
おける超音波の伝播経路を説明する図で、図３は検出結
果を示す図である。超音波探触子１ａは周波数１５ＭＨ
ｚの分割型のもので、伝熱管４の外表面におけるスケー
ルをグラインダで除去した伝熱管４の表面に図２に示す
ように超音波探触子１ａを押し当てて入射超音波２を入
射する。
蒸気酸化スケール厚さに相当する反射波の時間遅れを計
測する検出手段１ａ，１ｂおよび検出結果について説明
する。図２は水蒸気酸化スケールが生成した伝熱管４に
おける超音波の伝播経路を説明する図で、図３は検出結
果を示す図である。超音波探触子１ａは周波数１５ＭＨ
ｚの分割型のもので、伝熱管４の外表面におけるスケー
ルをグラインダで除去した伝熱管４の表面に図２に示す
ように超音波探触子１ａを押し当てて入射超音波２を入
射する。
【００１５】なお、超音波探触子１ａの周波数は高いほ
ど精度は高くなるが、反面出力が低下することから１０
〜４５ＭＨｚが適切である。
ど精度は高くなるが、反面出力が低下することから１０
〜４５ＭＨｚが適切である。
【００１６】入射した入射超音波２はまず伝熱管４の外
表面で反射され図３に示すような反射波Ｓが検出され
る。伝熱管４の内側まで伝播した入射超音波２は伝熱管
４と水蒸気酸化スケール５の境界で音響インピーダンス
の差に起因した境界面波Ｉが検出される。更に、入射超
音波２は水蒸気酸化スケール５と表面で反射し、反射超
音波３の反射波Ｂが検出される。反射波Ｓと反射波Ｉの
時間遅れｔ1 は伝熱管４の肉厚に対応し、反射波Ｉと反
射波Ｂの時間遅れｔ2 は水蒸気酸化スケール５の厚さに
対応する。
表面で反射され図３に示すような反射波Ｓが検出され
る。伝熱管４の内側まで伝播した入射超音波２は伝熱管
４と水蒸気酸化スケール５の境界で音響インピーダンス
の差に起因した境界面波Ｉが検出される。更に、入射超
音波２は水蒸気酸化スケール５と表面で反射し、反射超
音波３の反射波Ｂが検出される。反射波Ｓと反射波Ｉの
時間遅れｔ1 は伝熱管４の肉厚に対応し、反射波Ｉと反
射波Ｂの時間遅れｔ2 は水蒸気酸化スケール５の厚さに
対応する。
【００１７】これらの反射波の時間遅れを図１のメタル
温度演算手段６に入力し、各々に対する超音波の伝播速
度の２倍で除して伝熱管４の肉厚と水蒸気酸化スケール
５の厚さを演算する。次に、水蒸気酸化スケール５の厚
さからメタル温度を算出する様子について説明する。図
４はＣｒ−Ｍｏ鋼の水蒸気酸化スケール厚さと温度・時
間パラメータの関係を示す図で、図１の水蒸気酸化スケ
ール厚さデータベース７の一部である。前述したように
水蒸気酸化スケール５の生成は熱活性化過程であるため
に水蒸気酸化スケール５の厚さの対数と温度・時間パラ
メータはほぼ一本の線で表わすことができる。すなわ
ち、水蒸気酸化スケール厚さが分かれば、図４のデータ
によって、この厚さにまでスケールが成長する温度・時
間パラメータを算出できる。温度・時間パラメータとし
ては、熱活性化過程を表現する場合によく用いられる下
式のラーソンミラーパラメータ（ＬＭＰ）が有効であ
る。
温度演算手段６に入力し、各々に対する超音波の伝播速
度の２倍で除して伝熱管４の肉厚と水蒸気酸化スケール
５の厚さを演算する。次に、水蒸気酸化スケール５の厚
さからメタル温度を算出する様子について説明する。図
４はＣｒ−Ｍｏ鋼の水蒸気酸化スケール厚さと温度・時
間パラメータの関係を示す図で、図１の水蒸気酸化スケ
ール厚さデータベース７の一部である。前述したように
水蒸気酸化スケール５の生成は熱活性化過程であるため
に水蒸気酸化スケール５の厚さの対数と温度・時間パラ
メータはほぼ一本の線で表わすことができる。すなわ
ち、水蒸気酸化スケール厚さが分かれば、図４のデータ
によって、この厚さにまでスケールが成長する温度・時
間パラメータを算出できる。温度・時間パラメータとし
ては、熱活性化過程を表現する場合によく用いられる下
式のラーソンミラーパラメータ（ＬＭＰ）が有効であ
る。
【００１８】ＬＭＰ＝（Ｔ＋２７３．１５）×（Ｃ＋ｌ
ｏｇｔ）……（１） ここでＴはメタル温度（゜Ｃ）ｔは時間（ｈ）、Ｃは材
料定数である。ボイラプラントの累積運転時間は正確に
分かっているので、（１）式の時間ｔに累積運転時間を
代入して、メタル温度Ｔを算出する。ここで、メタル温
度Ｔはデータの平均値に対応する温度Ｔｍと上限値に対
応する温度Ｔｕを算出する。火炉外に配置された伝熱管
のメタル温度は平均値に対応する温度Ｔｍ，と上限値に
対応する温度Ｔｕをそのまま採用することができるが、
火炉内の伝熱管では温度勾配を考慮する必要があるた
め、各温度プラス２０゜Ｃをメタル温度Ｔとする。
ｏｇｔ）……（１） ここでＴはメタル温度（゜Ｃ）ｔは時間（ｈ）、Ｃは材
料定数である。ボイラプラントの累積運転時間は正確に
分かっているので、（１）式の時間ｔに累積運転時間を
代入して、メタル温度Ｔを算出する。ここで、メタル温
度Ｔはデータの平均値に対応する温度Ｔｍと上限値に対
応する温度Ｔｕを算出する。火炉外に配置された伝熱管
のメタル温度は平均値に対応する温度Ｔｍ，と上限値に
対応する温度Ｔｕをそのまま採用することができるが、
火炉内の伝熱管では温度勾配を考慮する必要があるた
め、各温度プラス２０゜Ｃをメタル温度Ｔとする。
【００１９】なお、図４はＣｒ−Ｍｏ鋼の水蒸気酸化ス
ケール厚さと温度・時間パラメータの関係のみを示して
いるが、水蒸気酸化スケール厚さデータベース７には鋼
種別データベースを有しており、診断位置とボイラ設計
構造データベースから鋼種を判定し、当該鋼種の水蒸気
酸化スケール厚さデータベースを呼び出してメタル温度
を演算する。
ケール厚さと温度・時間パラメータの関係のみを示して
いるが、水蒸気酸化スケール厚さデータベース７には鋼
種別データベースを有しており、診断位置とボイラ設計
構造データベースから鋼種を判定し、当該鋼種の水蒸気
酸化スケール厚さデータベースを呼び出してメタル温度
を演算する。
【００２０】作用応力演算手段８では、ボイラ設計構造
データベース９から診断位置での寸法形状と設計圧力を
呼び出して下式に示した平均径の式で作用応力σを算出
する。
データベース９から診断位置での寸法形状と設計圧力を
呼び出して下式に示した平均径の式で作用応力σを算出
する。
【００２１】 σ＝Ｐ×（Ｄ／２ｔ−０．５）……（２） ここでＰは内圧（ＭＰａ）、Ｄは外径、ｔは公称肉厚
（ｍｍ）と検出手段１ａ，１ｂによって求めた伝熱管４
の肉厚（ｍｍ）のいずれか小さい値としている。なお、
検出手段１ａ，１ｂによって求めた伝熱管４の肉厚が最
小必要肉厚を下回っている場合は、「最小必要肉厚以
下」を表示して、余寿命診断を終了する。
（ｍｍ）と検出手段１ａ，１ｂによって求めた伝熱管４
の肉厚（ｍｍ）のいずれか小さい値としている。なお、
検出手段１ａ，１ｂによって求めた伝熱管４の肉厚が最
小必要肉厚を下回っている場合は、「最小必要肉厚以
下」を表示して、余寿命診断を終了する。
【００２２】以上のようにして求めたメタル温度と作用
応力を余寿命演算手段１０に入力する。余寿命演算手段
１０ではクリープ破断強度データベース１１から当該材
料のクリープ破断データを呼び出して余寿命を演算す
る。クリープ破断データは、図５に示すように、応力と
（１）式のラーソンミラーパラメータで整理されてお
り、この関係式から各々のメタル温度における応力と破
断時間の関係を示す図６のように換算する。図６の関係
式に作用応力σを代入して、データの平均値に対応する
破断時間ｔｍｅａｍと下限値に対応する破断時間ｔｍｉ
ｎを算出する。これらの時間から累積運転時間を差し引
いた値が、今後とも運用条件が変化しない場合の余寿命
となる。
応力を余寿命演算手段１０に入力する。余寿命演算手段
１０ではクリープ破断強度データベース１１から当該材
料のクリープ破断データを呼び出して余寿命を演算す
る。クリープ破断データは、図５に示すように、応力と
（１）式のラーソンミラーパラメータで整理されてお
り、この関係式から各々のメタル温度における応力と破
断時間の関係を示す図６のように換算する。図６の関係
式に作用応力σを代入して、データの平均値に対応する
破断時間ｔｍｅａｍと下限値に対応する破断時間ｔｍｉ
ｎを算出する。これらの時間から累積運転時間を差し引
いた値が、今後とも運用条件が変化しない場合の余寿命
となる。
【００２３】以上の計測と計測値を用いた演算を所定の
診断位置に対して実施し、各位置でのメタル温度、作用
応力、余寿命等の結果を入出力手段１２を介して行う。
なお、入出力手段１２は各データベース７，９，１１の
更新時にも使用する。
診断位置に対して実施し、各位置でのメタル温度、作用
応力、余寿命等の結果を入出力手段１２を介して行う。
なお、入出力手段１２は各データベース７，９，１１の
更新時にも使用する。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、伝熱管外表面の簡単な
スケール除去と超音波検査をするだけで余寿命を短期間
で診断することができ、専門家でなくても効率よく多く
の個所の余寿命を診断できる。
スケール除去と超音波検査をするだけで余寿命を短期間
で診断することができ、専門家でなくても効率よく多く
の個所の余寿命を診断できる。
【００２５】また、損傷が進行して寿命消費が進んでい
る個所を見落す危険性はなくなる。
る個所を見落す危険性はなくなる。
【図１】本発明の実施例に係るフェライト系耐熱鋼の余
寿命診断装置の概略構成図である。
寿命診断装置の概略構成図である。
【図２】検出手段の一例を示すもので、水蒸気酸化スケ
ールが生成した伝熱管における超音波の伝播経路を説明
する図である。
ールが生成した伝熱管における超音波の伝播経路を説明
する図である。
【図３】縦軸に反射波、横軸に時間を示した反射波の検
出結果を示す図である。
出結果を示す図である。
【図４】Ｃｒ−Ｍｏ鋼の水蒸気酸化スケール厚さと温
度、時間パラメータの関係を示す図である。
度、時間パラメータの関係を示す図である。
【図５】クリープ破断応力とラーソンミラーパラメータ
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図６】温度が既知の場合のクリープ破断応力と破断時
間の関係を示す図である。
間の関係を示す図である。
１ 検出手段 １ａ 超音波探触子 １ｂ 超音波発信／計測装置 ４ 伝熱管（金属材料） ６ メタル温度演算手段 ８ 作用応力演算手段 １０ 余寿命演算手段 １１ クリープ破断強度データベース １２ 入出力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 祐治 広島県呉市宝町３番36号 バブコツク日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 仲尾 元六 広島県呉市宝町３番36号 バブコツク日立 株式会社呉研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 金属材料の表面から超音波を入射して非
破壊的に計測する検出手段と、 検出手段からの計測結果からメタル温度を演算するメタ
ル温度演算手段と、 金属材料の寸法形状と設計圧力から作用応力を演算する
作用応力演算手段と、 メタル温度演算手段からのメタル温度と作用応力演算手
段からの作用応力とクリープ強度データベースからのク
リープ破断データによって余寿命を演算する余寿命演算
手段と、 メタル温度、作用応力、余寿命の結果を入出力する入出
力手段とによって構成したことを特徴とするフェライト
系耐熱鋼の余寿命診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4178470A JPH0627088A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | フェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4178470A JPH0627088A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | フェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0627088A true JPH0627088A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16049073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4178470A Pending JPH0627088A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | フェライト系耐熱鋼の余寿命診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627088A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009008587A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 管の評価方法及び管の評価プログラム |
| JP2009139137A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ用炭素鋼及びＭｏ鋼の黒鉛化損傷診断法 |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP4178470A patent/JPH0627088A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009008587A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 管の評価方法及び管の評価プログラム |
| JP2009139137A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ用炭素鋼及びＭｏ鋼の黒鉛化損傷診断法 |
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