JPH0829400A - オーステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法 - Google Patents
オーステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法Info
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- JPH0829400A JPH0829400A JP6168366A JP16836694A JPH0829400A JP H0829400 A JPH0829400 A JP H0829400A JP 6168366 A JP6168366 A JP 6168366A JP 16836694 A JP16836694 A JP 16836694A JP H0829400 A JPH0829400 A JP H0829400A
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- stainless steel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、高温にて使用したオーステ
ナイト系ステンレス鋼の余寿命を、非破壊的に検知し得
る予測方法を提供することにある。 【構成】 本発明では、被検体に対して超音波パルスを
発信し、被検体と同一鋼種の使用材と未使用材間で顕著
な減衰率の相違が見られる特定の高周波数帯域における
底面エコ―出力のうち、任意の２つの底面エコ−出力を
各々フ―リエ変換により周波数成分に展開して減衰率を
求め、この減衰率を被検体と同一鋼種の使用材と未使用
材間で予め求められた減衰率およびクリ―プ寿命消費率
の関係と照合することによって被検体のクリ―プ寿命を
求めている。
ナイト系ステンレス鋼の余寿命を、非破壊的に検知し得
る予測方法を提供することにある。 【構成】 本発明では、被検体に対して超音波パルスを
発信し、被検体と同一鋼種の使用材と未使用材間で顕著
な減衰率の相違が見られる特定の高周波数帯域における
底面エコ―出力のうち、任意の２つの底面エコ−出力を
各々フ―リエ変換により周波数成分に展開して減衰率を
求め、この減衰率を被検体と同一鋼種の使用材と未使用
材間で予め求められた減衰率およびクリ―プ寿命消費率
の関係と照合することによって被検体のクリ―プ寿命を
求めている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はオーステナイト系ステン
レス鋼の余寿命予測方法に関するもので、詳しくは超音
波の減衰率を利用した余寿命の予測方法に関するもので
ある。
レス鋼の余寿命予測方法に関するもので、詳しくは超音
波の減衰率を利用した余寿命の予測方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高温および高圧の条件下におい
て稼働される各種プラント類では、稼働に伴う構成材料
の疲労や劣化が余寿命に大きく影響する。
て稼働される各種プラント類では、稼働に伴う構成材料
の疲労や劣化が余寿命に大きく影響する。
【０００３】このため、保守点検時において構成材料の
一部をサンプルとして取出し、このサンプル材の金属組
織を顕微鏡で観察する等、いわゆる破壊検査を実施する
ことにより、上記構成材料の状態を把握する方法が一般
に採用されている。
一部をサンプルとして取出し、このサンプル材の金属組
織を顕微鏡で観察する等、いわゆる破壊検査を実施する
ことにより、上記構成材料の状態を把握する方法が一般
に採用されている。
【０００４】上述した破壊検査は、主として高温、高圧
の環境下における稼働に伴って発生するクリ―プボイ
ド、あるいは内部欠陥の発見を主たる目的として、鋼材
の欠陥状態を把握する方法としては実用上有効な手段で
あると認められている。
の環境下における稼働に伴って発生するクリ―プボイ
ド、あるいは内部欠陥の発見を主たる目的として、鋼材
の欠陥状態を把握する方法としては実用上有効な手段で
あると認められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、化学工業プ
ラントあるいは石油精製プラント等において、例えば６
００℃以上の高温条件下においても使用される機器の構
成材料としては、一般にオ―ステナイト系ステンレス鋼
が広く採用されている。
ラントあるいは石油精製プラント等において、例えば６
００℃以上の高温条件下においても使用される機器の構
成材料としては、一般にオ―ステナイト系ステンレス鋼
が広く採用されている。
【０００６】上記オ―ステナイト系ステンレス鋼は、金
属組織内におけるクリープボイド、あるいは内部欠陥の
発生の可能性が小さいと考えられるため、上記クリ―プ
ボイド等の発見を目的とした破壊検査が実施されること
はないものの、上記オ―ステナイト系ステンレス鋼にお
いては、高温条件下における長時間の使用に伴って金属
組織内に脆化をもたらすσ相を析出する傾向があり、こ
れに伴い安全性の確認として破壊検査が実施されている
のが実情である。
属組織内におけるクリープボイド、あるいは内部欠陥の
発生の可能性が小さいと考えられるため、上記クリ―プ
ボイド等の発見を目的とした破壊検査が実施されること
はないものの、上記オ―ステナイト系ステンレス鋼にお
いては、高温条件下における長時間の使用に伴って金属
組織内に脆化をもたらすσ相を析出する傾向があり、こ
れに伴い安全性の確認として破壊検査が実施されている
のが実情である。
【０００７】しかしながら上述した破壊検査に要する諸
作業および検査対象となった機器の修復には長期間を必
要とし、これに伴ってプラントの運転停止期間が長期に
及ぶという問題があった。
作業および検査対象となった機器の修復には長期間を必
要とし、これに伴ってプラントの運転停止期間が長期に
及ぶという問題があった。
【０００８】また、上述したように金属組織内にσ相を
析出するケ―スは、石油の流動接触分解装置におけるフ
リュ―ガスラインや触媒再生塔内のサイクロン、エチレ
ン製造装置におけるクラッキングチュ―ブ、あるいはス
チレンモノマ―製造装置における反応器等の各種機器、
配管、および塔槽類に多く見られ、各種プラント類を維
持管理する上で、上述したσ相の析出に伴う脆化に対す
る予防措置としての効果的な対応策が求められている。
析出するケ―スは、石油の流動接触分解装置におけるフ
リュ―ガスラインや触媒再生塔内のサイクロン、エチレ
ン製造装置におけるクラッキングチュ―ブ、あるいはス
チレンモノマ―製造装置における反応器等の各種機器、
配管、および塔槽類に多く見られ、各種プラント類を維
持管理する上で、上述したσ相の析出に伴う脆化に対す
る予防措置としての効果的な対応策が求められている。
【０００９】本発明は上記実状に鑑みて、オ―ステナイ
ト系ステンレス鋼におけるσ脆化に伴う余寿命を、超音
波減衰法を用いることにより非破壊にて予測する、オー
ステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法を提供する
ことを目的としている。
ト系ステンレス鋼におけるσ脆化に伴う余寿命を、超音
波減衰法を用いることにより非破壊にて予測する、オー
ステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法を提供する
ことを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】一般に、金属中を伝搬す
る超音波は、金属の結晶粒界で散乱されて減衰するもの
で、金属の結晶粒が大きいほど超音波の散乱は著しく大
きく、それに伴って超音波の減衰も大きくなる傾向があ
り、特にオ―ステナイト系ステンレス鋼のように、結晶
粒径が大きい材料においては超音波の減衰が大きなもの
となる。
る超音波は、金属の結晶粒界で散乱されて減衰するもの
で、金属の結晶粒が大きいほど超音波の散乱は著しく大
きく、それに伴って超音波の減衰も大きくなる傾向があ
り、特にオ―ステナイト系ステンレス鋼のように、結晶
粒径が大きい材料においては超音波の減衰が大きなもの
となる。
【００１１】また、金属中における結晶粒の大きさが同
じであっても、金属中に発信された超音波の周波数が高
くなる程、超音波の散乱も大きくなる傾向がある。
じであっても、金属中に発信された超音波の周波数が高
くなる程、超音波の散乱も大きくなる傾向がある。
【００１２】一方、オ―ステナイト系ステンレス鋼に対
する、高周波領域における超音波の減衰率は、使用に伴
ってσ相の析出量が増大するに従い、徐々に小さくなる
傾向が認められる。
する、高周波領域における超音波の減衰率は、使用に伴
ってσ相の析出量が増大するに従い、徐々に小さくなる
傾向が認められる。
【００１３】本発明は、上述した如き金属組織と超音波
特性との間の相関性に着目し、σ相の析出に伴うクリ―
プ寿命消費量、延いては余寿命を超音波探傷法により非
破壊的に予測するものである。
特性との間の相関性に着目し、σ相の析出に伴うクリ―
プ寿命消費量、延いては余寿命を超音波探傷法により非
破壊的に予測するものである。
【００１４】すなわち、本発明に関わるオーステナイト
系ステンレス鋼の余寿命予測方法では、高温の環境下に
おいて使用されている被検体（使用材）に超音波パルス
を発信し、これによって得られた底面エコ―出力のうち
の任意の２つ、例えば第１回底面エコ―出力と第２回底
面エコ―出力との振幅と時間の関係を、それぞれフ―リ
エ変換によって周波数成分（振幅）と周波数の関係に展
開し、上記第１回底面エコ―出力と第２回底面エコ―出
力との各周波数成分（振幅）の比から減衰率を算出して
減衰率と周波数との関係を得る。この被検体と同種の未
使用鋼材においても同様な手法によって減衰率と周波数
との関係を得る。この２つの減衰率と周波数との関係を
重ねた場合、使用材と未使用材との間には、低周波数域
では減衰率にさほど差が見られないが、特定の高周波数
帯域では減衰率に顕著な差が見られる。本発明では、こ
の特定の高周波数帯域での減衰率を測定して、これを破
壊試験から求めたクリープ寿命消費率と関係づけること
によって、非破壊手法により被検体におけるクリープ寿
命を求めるものである。
系ステンレス鋼の余寿命予測方法では、高温の環境下に
おいて使用されている被検体（使用材）に超音波パルス
を発信し、これによって得られた底面エコ―出力のうち
の任意の２つ、例えば第１回底面エコ―出力と第２回底
面エコ―出力との振幅と時間の関係を、それぞれフ―リ
エ変換によって周波数成分（振幅）と周波数の関係に展
開し、上記第１回底面エコ―出力と第２回底面エコ―出
力との各周波数成分（振幅）の比から減衰率を算出して
減衰率と周波数との関係を得る。この被検体と同種の未
使用鋼材においても同様な手法によって減衰率と周波数
との関係を得る。この２つの減衰率と周波数との関係を
重ねた場合、使用材と未使用材との間には、低周波数域
では減衰率にさほど差が見られないが、特定の高周波数
帯域では減衰率に顕著な差が見られる。本発明では、こ
の特定の高周波数帯域での減衰率を測定して、これを破
壊試験から求めたクリープ寿命消費率と関係づけること
によって、非破壊手法により被検体におけるクリープ寿
命を求めるものである。
【００１５】言い換えれば、本発明はオ―ステナイト系
ステンレス鋼から成る機器類を、長い期間に亘って高温
の環境下に晒す際、鋼材の金属組織内に時間の経過とと
もに析出するσ相に起因したクリ―プ寿命消費を、鋼材
に超音波を発信して得られる底面エコー出力のうちの、
第１回底面エコ―出力と第２回底面エコ―出力、あるい
は第２回底面エコ―出力と第３回底面エコ―出力のよう
に、任意の２つの底面エコ―出力における超音波減衰特
性を利用することにより、非破壊的かつ定量的にオ―ス
テナイト系ステンレス鋼の余寿命を予測するものであ
る。
ステンレス鋼から成る機器類を、長い期間に亘って高温
の環境下に晒す際、鋼材の金属組織内に時間の経過とと
もに析出するσ相に起因したクリ―プ寿命消費を、鋼材
に超音波を発信して得られる底面エコー出力のうちの、
第１回底面エコ―出力と第２回底面エコ―出力、あるい
は第２回底面エコ―出力と第３回底面エコ―出力のよう
に、任意の２つの底面エコ―出力における超音波減衰特
性を利用することにより、非破壊的かつ定量的にオ―ス
テナイト系ステンレス鋼の余寿命を予測するものであ
る。
【００１６】
【作用】本発明によれば、オ―ステナイト系ステンレス
鋼の組織変化といえる高温下で長時間に亘って使用され
る鋼材に生じるσ相の析出状態を、超音波探傷法によっ
て非破壊的に検知し、σ相析出に伴うクリ―プ寿命消費
を推定することによって、使用鋼材に対して破壊検査を
実施することなく非破壊にて余寿命を知ることが可能と
なる。
鋼の組織変化といえる高温下で長時間に亘って使用され
る鋼材に生じるσ相の析出状態を、超音波探傷法によっ
て非破壊的に検知し、σ相析出に伴うクリ―プ寿命消費
を推定することによって、使用鋼材に対して破壊検査を
実施することなく非破壊にて余寿命を知ることが可能と
なる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の詳細を、図面を参照しながら
説明する。図１は、鋼材に対する超音波探傷法を適用
し、オ―ステナイト系ステンレス鋼に超音波パルスを発
信した場合に得られるエコ―タイムとそのエネルギ―に
おける一般的関係を示すもので、横軸が時間、縦軸が振
幅を示しており、Ｓは鋼材表面の反射波、Ｂ１およびＢ
２はそれぞれ鋼材底面からの第１回底面エコ―および第
２回底面エコーである。
説明する。図１は、鋼材に対する超音波探傷法を適用
し、オ―ステナイト系ステンレス鋼に超音波パルスを発
信した場合に得られるエコ―タイムとそのエネルギ―に
おける一般的関係を示すもので、横軸が時間、縦軸が振
幅を示しており、Ｓは鋼材表面の反射波、Ｂ１およびＢ
２はそれぞれ鋼材底面からの第１回底面エコ―および第
２回底面エコーである。
【００１８】図２は、上記第１回底面エコ―Ｂ１の出
力、および第２回底面エコ―Ｂ２の出力を、周知のアル
ゴリズムによりフ―リエ変換し、その振幅を周波数別に
プロットしたもので、横軸が周波数、縦軸が振幅を示し
ており、曲線Ｃ１が第１次底面エコ―Ｂ１に対するフ―
リエ変換の結果であり、曲線Ｃ２が第２次底面エコ―Ｂ
２に対するフ―リエ変換の結果である。
力、および第２回底面エコ―Ｂ２の出力を、周知のアル
ゴリズムによりフ―リエ変換し、その振幅を周波数別に
プロットしたもので、横軸が周波数、縦軸が振幅を示し
ており、曲線Ｃ１が第１次底面エコ―Ｂ１に対するフ―
リエ変換の結果であり、曲線Ｃ２が第２次底面エコ―Ｂ
２に対するフ―リエ変換の結果である。
【００１９】図２中の任意の周波数（ｆ）における周波
数成分Ｈ１、Ｈ２と、被検体の厚み（距離）Ｄとから、
下記の（１）式に基づいて減衰率α（ｆ）を求めること
ができる。 α（ｆ）＝１０ Log (Ｈ１／Ｈ２) ／２Ｄ ……（１）式
数成分Ｈ１、Ｈ２と、被検体の厚み（距離）Ｄとから、
下記の（１）式に基づいて減衰率α（ｆ）を求めること
ができる。 α（ｆ）＝１０ Log (Ｈ１／Ｈ２) ／２Ｄ ……（１）式
【００２０】ここで、周波数と減衰率との関係を、未使
用の鋼材Ａと、上記鋼材Ａと同組成であるものの高温下
で長時間使用された鋼材Ｂと、上記鋼材Ａおよび鋼材Ｂ
と同組成であるものの上記鋼材Ｂよりも更に高温下での
稼働時間が長くσ相の析出量が多い鋼材Ｃとの間で比較
してみると、各鋼材Ａ、鋼材Ｂおよび鋼材Ｃとも周波数
の増大に伴なう減衰率の低下が認められ、また上記鋼材
Ｃよりも鋼材Ｂ、さらに鋼材Ｂよりも鋼材Ａの方が、高
周波数帯域において大きな減衰率を示す傾向が認められ
る。
用の鋼材Ａと、上記鋼材Ａと同組成であるものの高温下
で長時間使用された鋼材Ｂと、上記鋼材Ａおよび鋼材Ｂ
と同組成であるものの上記鋼材Ｂよりも更に高温下での
稼働時間が長くσ相の析出量が多い鋼材Ｃとの間で比較
してみると、各鋼材Ａ、鋼材Ｂおよび鋼材Ｃとも周波数
の増大に伴なう減衰率の低下が認められ、また上記鋼材
Ｃよりも鋼材Ｂ、さらに鋼材Ｂよりも鋼材Ａの方が、高
周波数帯域において大きな減衰率を示す傾向が認められ
る。
【００２１】なお、底面エコ―出力における減衰率の比
較は、１以上の任意の周波数について行なうことも可能
である。また、底面エコ―出力の周波数成分の比較は、
全周波数帯域を複数のブロックに分割、あるいは部分周
波数帯域を複数のブロックに分割し、そのうちの任意の
ブロックに関する平均値について行なうことも可能であ
る。ただし、σ相における超音波の減衰特性を考慮に入
れた場合、底面エコ―出力の周波数成分の比較は、でき
るだけ高周波領域について実施することが得策であるこ
とは勿論である。
較は、１以上の任意の周波数について行なうことも可能
である。また、底面エコ―出力の周波数成分の比較は、
全周波数帯域を複数のブロックに分割、あるいは部分周
波数帯域を複数のブロックに分割し、そのうちの任意の
ブロックに関する平均値について行なうことも可能であ
る。ただし、σ相における超音波の減衰特性を考慮に入
れた場合、底面エコ―出力の周波数成分の比較は、でき
るだけ高周波領域について実施することが得策であるこ
とは勿論である。
【００２２】一方、各種プラントから採取した多数の鋼
材サンプルに対して、σ相の析出量を画像処理法により
測定するとともに、クリ―プ破断試験に基づいてクリ―
プ寿命消費率を求めると、上記σ相量とクリ―プ寿命消
費率との間には、鋼材中におけるσ相量の増大に比例し
てクリ―プ寿命消費率も増大する傾向が認められる。な
お、クリ―プ寿命消費率とは、未使用鋼材における設計
使用温度条件下での寿命ｔｒ（Ｈｒ）に対する、同一使
用温度条件下での寿命消費量ｔ（Ｈｒ）の割合である。
材サンプルに対して、σ相の析出量を画像処理法により
測定するとともに、クリ―プ破断試験に基づいてクリ―
プ寿命消費率を求めると、上記σ相量とクリ―プ寿命消
費率との間には、鋼材中におけるσ相量の増大に比例し
てクリ―プ寿命消費率も増大する傾向が認められる。な
お、クリ―プ寿命消費率とは、未使用鋼材における設計
使用温度条件下での寿命ｔｒ（Ｈｒ）に対する、同一使
用温度条件下での寿命消費量ｔ（Ｈｒ）の割合である。
【００２３】また、上述したσ相量の測定、およびクリ
―プ破断試験を実施したと同じ鋼材サンプルについて、
超音波傷法を適用して各々の減衰率を求め、減衰率とク
リ―プ寿命消費率との対応関係を見ると、σ相量とクリ
―プ寿命消費率との関係と同じく、図３に示すように減
衰率の増大に比例してクリ―プ寿命消費率も増大する傾
向が認められる。なお、図３に示したグラフは、７００
〜７２０℃の使用温度条件下における、ＳＵＳ３０４鋼
（●）およびＳＵＳ３２１鋼（▲）を鋼材サンプルとし
た結果を表したもので、グラフの横軸がクリ―プ寿命消
費率（ｔ／ｔｒ）、縦軸が減衰率（dB／mm）を示してい
る。
―プ破断試験を実施したと同じ鋼材サンプルについて、
超音波傷法を適用して各々の減衰率を求め、減衰率とク
リ―プ寿命消費率との対応関係を見ると、σ相量とクリ
―プ寿命消費率との関係と同じく、図３に示すように減
衰率の増大に比例してクリ―プ寿命消費率も増大する傾
向が認められる。なお、図３に示したグラフは、７００
〜７２０℃の使用温度条件下における、ＳＵＳ３０４鋼
（●）およびＳＵＳ３２１鋼（▲）を鋼材サンプルとし
た結果を表したもので、グラフの横軸がクリ―プ寿命消
費率（ｔ／ｔｒ）、縦軸が減衰率（dB／mm）を示してい
る。
【００２４】ここで、本発明者等は過去における多くの
クリープ破断試験結果により数多くのオ―ステナイト系
鋼材を対象として、σ相量を測定するとともにクリ―プ
破断試験を実施した結果から、使用温度とラプチャ―時
間に関するラルソンミラ―指数とクリ―プ破断応力との
関係が、比較的低応力下で長時間使用された鋼材に対し
ても適用し得ることを導き出した。なお、上記ラルソン
ミラ―指数は、使用環境温度をＴ（°Ｋ）、ラプチャ―
時間をＬ（Ｈｒ）として、Ｔ（１５＋ LOG Ｌ）／１０
００なる式で求められる。
クリープ破断試験結果により数多くのオ―ステナイト系
鋼材を対象として、σ相量を測定するとともにクリ―プ
破断試験を実施した結果から、使用温度とラプチャ―時
間に関するラルソンミラ―指数とクリ―プ破断応力との
関係が、比較的低応力下で長時間使用された鋼材に対し
ても適用し得ることを導き出した。なお、上記ラルソン
ミラ―指数は、使用環境温度をＴ（°Ｋ）、ラプチャ―
時間をＬ（Ｈｒ）として、Ｔ（１５＋ LOG Ｌ）／１０
００なる式で求められる。
【００２５】ここで、使用温度と稼働時間とが既知でσ
相量が約６％の鋼材サンプルと、上記鋼材サンプルを固
溶体化処理してσ相を消失させたことにより実質的に新
材と同等の金属組織とした鋼材サンプルとについて、ラ
ルソンミラ―指数とクリ―プ破断応力との関係を見てみ
ると、固溶体化処理をしていない鋼材サンプルおよび固
溶体化処理をした鋼材サンプルともに、ラルソンミラ―
指数の増大に伴ってクリ―プ破断応力が低下する傾向が
認められ、また固溶体化処理をしていない鋼材サンプル
よりも、固溶体化処理をした鋼材サンプルの方が、同一
のラルソンミラ―指数において大きな応力値を示すとと
もに、同一の応力値において大きなラルソンミラ―指数
を示す傾向が認められる。
相量が約６％の鋼材サンプルと、上記鋼材サンプルを固
溶体化処理してσ相を消失させたことにより実質的に新
材と同等の金属組織とした鋼材サンプルとについて、ラ
ルソンミラ―指数とクリ―プ破断応力との関係を見てみ
ると、固溶体化処理をしていない鋼材サンプルおよび固
溶体化処理をした鋼材サンプルともに、ラルソンミラ―
指数の増大に伴ってクリ―プ破断応力が低下する傾向が
認められ、また固溶体化処理をしていない鋼材サンプル
よりも、固溶体化処理をした鋼材サンプルの方が、同一
のラルソンミラ―指数において大きな応力値を示すとと
もに、同一の応力値において大きなラルソンミラ―指数
を示す傾向が認められる。
【００２６】すなわち、オ―ステナイト系ステンレス鋼
では、鋼材中におけるσ相の析出量は応力に関係するも
のではなく、ラルソンミラ―指数で示す使用時間との関
数であり、しかも比較的高応力下で短時間使用された鋼
材についての傾向を、比較的低応力下で長時間使用され
た鋼材についても適用し得ることを確認した。
では、鋼材中におけるσ相の析出量は応力に関係するも
のではなく、ラルソンミラ―指数で示す使用時間との関
数であり、しかも比較的高応力下で短時間使用された鋼
材についての傾向を、比較的低応力下で長時間使用され
た鋼材についても適用し得ることを確認した。
【００２７】かくして、オ―ステナイト系ステンレス鋼
材の寿命を、σ相量と相関性の認められた減衰率を知る
ことにより、減衰率とクリ―プ寿命消費率との関係から
求めることが可能となる。
材の寿命を、σ相量と相関性の認められた減衰率を知る
ことにより、減衰率とクリ―プ寿命消費率との関係から
求めることが可能となる。
【００２８】ここで、流動接触分解装置における触媒再
生塔の材料として、設計温度７００℃、設計圧力３kg／
cm2 G のもとで約１０年間使用され、約６％のσ相が析
出した厚さ１０mmのＳＵＳ３０４材を対象として、本発
明に関わる方法に基づいて余寿命の予測を行ってみる。
生塔の材料として、設計温度７００℃、設計圧力３kg／
cm2 G のもとで約１０年間使用され、約６％のσ相が析
出した厚さ１０mmのＳＵＳ３０４材を対象として、本発
明に関わる方法に基づいて余寿命の予測を行ってみる。
【００２９】まず、超音波プロ―ブにより被検体に１０
（ＭHz）の超音波を発信して、第１回底面エコー出力と
第２回底面エコ―出力とを取り出し、これら各底面エコ
ー出力を周波数ｆ（１０ＭHz）に関してフ―リエ変換
し、出力Ｈ１および出力Ｈ２を求めると、Ｈ１＝１．９
６（Ｖ）、Ｈ２＝１．６３（Ｖ）となる。
（ＭHz）の超音波を発信して、第１回底面エコー出力と
第２回底面エコ―出力とを取り出し、これら各底面エコ
ー出力を周波数ｆ（１０ＭHz）に関してフ―リエ変換
し、出力Ｈ１および出力Ｈ２を求めると、Ｈ１＝１．９
６（Ｖ）、Ｈ２＝１．６３（Ｖ）となる。
【００３０】次いで、上記Ｈ１およびＨ２を、上記した
（１）式に代入して減衰率αを求めると、α＝０．０４
（dB／mm）となる。
（１）式に代入して減衰率αを求めると、α＝０．０４
（dB／mm）となる。
【００３１】ここで、図３に示した減衰率・クリ―プ寿
命消費率曲線を参照することによって、減衰率α＝０．
０４（dB／mm）に対するクリ―プ寿命消費率は０．８０
であると求められ、被検体の寿命はσ相の析出に起因し
て既に約８０％消費されていることが判定される。
命消費率曲線を参照することによって、減衰率α＝０．
０４（dB／mm）に対するクリ―プ寿命消費率は０．８０
であると求められ、被検体の寿命はσ相の析出に起因し
て既に約８０％消費されていることが判定される。
【００３２】因みに、上述した石油の流動接触分解装置
における触媒再生塔からサンプリングした被検体を対象
として、固溶体処理の前後においてラルソンミラ―指数
から求めた消費時間ｔおよび寿命ｔｒは、それぞれ１．
２×１０6 （Ｈｒ）、および１．４×１０6 （Ｈｒ）で
あり、上記各値からクリ―プ寿命消費率（ｔ／ｔｒ）を
求めると０．８６となり、上述した超音波の減衰率から
求めた値０．８０とほぼ一致する結果が得られた。
における触媒再生塔からサンプリングした被検体を対象
として、固溶体処理の前後においてラルソンミラ―指数
から求めた消費時間ｔおよび寿命ｔｒは、それぞれ１．
２×１０6 （Ｈｒ）、および１．４×１０6 （Ｈｒ）で
あり、上記各値からクリ―プ寿命消費率（ｔ／ｔｒ）を
求めると０．８６となり、上述した超音波の減衰率から
求めた値０．８０とほぼ一致する結果が得られた。
【００３３】上述のように、オ―ステナイト系ステンレ
ス鋼に属する各種鋼材について、ラルソンミラ―指数お
よびクリ―プ値に関するデ―タを多数保有することによ
り、稼働中の各種機器における鋼材の余寿命を、切断あ
るいは抜管等の破壊手段によることなく、超音波探傷法
を実施することにより求めた超音波の減衰率に基づいて
十分に予測することが可能である。
ス鋼に属する各種鋼材について、ラルソンミラ―指数お
よびクリ―プ値に関するデ―タを多数保有することによ
り、稼働中の各種機器における鋼材の余寿命を、切断あ
るいは抜管等の破壊手段によることなく、超音波探傷法
を実施することにより求めた超音波の減衰率に基づいて
十分に予測することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳述した如く、本発明に関わるオ
ーステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法では、被
検体に対して超音波パルスを発信し、被検体と同一鋼種
の使用材と未使用材間で顕著な減衰率の相違が見られる
特定の高周波数帯域における底面エコ―出力のうち、任
意の２つの底面エコ−出力を各々フ―リエ変換により周
波数成分に展開して減衰率を求め、この減衰率を被検体
と同一鋼種の使用材と未使用材間で予め求められた減衰
率およびクリ―プ寿命消費率の関係と照合することによ
って被検体のクリ―プ寿命を求めている。これにより、
オ―ステナイト系ステンレス鋼に生じるσ相の析出状態
を、超音波探傷法を利用して非破壊的に検知し、σ相析
出に伴うクリ―プ寿命消費を推定することにより、オ―
ステナイト系ステンレス鋼材に対して破壊検査を実施す
ることなく、非破壊的に余寿命を知ることが可能となっ
た。
ーステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法では、被
検体に対して超音波パルスを発信し、被検体と同一鋼種
の使用材と未使用材間で顕著な減衰率の相違が見られる
特定の高周波数帯域における底面エコ―出力のうち、任
意の２つの底面エコ−出力を各々フ―リエ変換により周
波数成分に展開して減衰率を求め、この減衰率を被検体
と同一鋼種の使用材と未使用材間で予め求められた減衰
率およびクリ―プ寿命消費率の関係と照合することによ
って被検体のクリ―プ寿命を求めている。これにより、
オ―ステナイト系ステンレス鋼に生じるσ相の析出状態
を、超音波探傷法を利用して非破壊的に検知し、σ相析
出に伴うクリ―プ寿命消費を推定することにより、オ―
ステナイト系ステンレス鋼材に対して破壊検査を実施す
ることなく、非破壊的に余寿命を知ることが可能となっ
た。
【図１】オーステナイト系ステンレス鋼に超音波パルス
を発信した際におけるエコータイムとエネルギーとの関
係を示したグラフ。
を発信した際におけるエコータイムとエネルギーとの関
係を示したグラフ。
【図２】第１回底面エコー出力と第２回底面エコー出力
とをフーリエ変換した結果を振幅と周波数との関係にお
いて示したグラフ。
とをフーリエ変換した結果を振幅と周波数との関係にお
いて示したグラフ。
【図３】超音波の減衰率とクリープ寿命消費率との関係
を示したグラフ。
を示したグラフ。
Ｂ１…第１回底面エコー、 Ｂ２…第２回底面エコー、 Ｈ１，Ｈ２…振幅エネルギ―、 α…減衰率。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高山 勝巳 神奈川県横浜市南区別所一丁目14番１号 日揮株式会社横浜事業所内 (72)発明者 太田 耕二 神奈川県横浜市南区通町４丁目77番地 日 揮プランテック株式会社内 (72)発明者 河口 憲章 神奈川県横浜市南区通町４丁目77番地 日 揮プランテック株式会社内 (72)発明者 小池 慎一 神奈川県横浜市港南区上大岡西１丁目13番 ８号 三井生命上大岡ビル 日揮メンテナ ンス株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 被検体に対して超音波パルスを発信
し、上記被検体と同一鋼種の使用材と未使用材間で顕著
な減衰率の相違が見られる特定の高周波数帯域における
底面エコ―出力のうち、任意の２つの底面エコ−出力を
各々フ―リエ変換により周波数成分に展開して減衰率を
求め、上記減衰率を上記被検体と同一鋼種の使用材と未
使用材間で予め求められた減衰率とクリ―プ寿命消費率
の関係と照合することによって、上記被検体におけるク
リ―プ寿命を求めることを特徴とするオ―ステナイト系
ステンレス鋼の余寿命予測方法。 - 【請求項２】 ２つの底面エコ−出力をフ―リエ変
換によって周波数成分に展開したのち、上記各底面エコ
―出力における周波数成分の比較を、１以上の任意の周
波数について行なうことを特徴とする請求項１記載のオ
―ステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法。 - 【請求項３】 底面エコ―出力における周波数成分の比
較を、全周波数帯域を複数のブロックに分割したうちの
任意のブロックに関する平均値について行なうことを特
徴とする請求項１または請求項２記載のオ―ステナイト
系ステンレス鋼の余寿命予測方法。 - 【請求項４】 底面エコ―出力における周波数成分の比
較を、部分周波数帯域を複数のブロックに分割したうち
の任意のブロックに関する平均値について行なうことを
特徴とする請求項１または請求項２記載のオ―ステナイ
ト系ステンレス鋼の余寿命予測方法。 - 【請求項５】 フ―リエ変換される２つの底面エコ―
が、第１回底面エコ―および第２回底面エコ―であるこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項
に記載のオ―ステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6168366A JPH0829400A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | オーステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6168366A JPH0829400A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | オーステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829400A true JPH0829400A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15866761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6168366A Withdrawn JPH0829400A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | オーステナイト系ステンレス鋼の余寿命予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829400A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009027796A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Tokyo Gas Co Ltd | 配電盤劣化診断システム、配電盤劣化診断装置、配電盤劣化診断方法およびプログラム |
| JP2009204432A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | クリープ損傷の評価方法 |
| WO2013084611A1 (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | 三菱重工業株式会社 | 天然ガス改質器用触媒管の評価方法 |
| JP2015021749A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | 日本電信電話株式会社 | 検査装置および検査方法 |
| JP2017211394A (ja) * | 2017-08-22 | 2017-11-30 | 原子燃料工業株式会社 | 材料診断方法 |
| JP2020134269A (ja) * | 2019-02-18 | 2020-08-31 | 日本製鉄株式会社 | 金属組織の結晶粒の混粒率評価方法 |
| JP2021012039A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-02-04 | 日本製鉄株式会社 | 断面略円形の被評価材の結晶粒の混粒率評価方法 |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP6168366A patent/JPH0829400A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2572638C2 (ru) * | 2011-12-09 | 2016-01-20 | Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд. | Способ оценки каталитической трубки установки риформинга природного газа |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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