JPH0830676B2 - 高温応力下における金属溶接部材の余寿命評価方法 - Google Patents
高温応力下における金属溶接部材の余寿命評価方法Info
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- JPH0830676B2 JPH0830676B2 JP3021466A JP2146691A JPH0830676B2 JP H0830676 B2 JPH0830676 B2 JP H0830676B2 JP 3021466 A JP3021466 A JP 3021466A JP 2146691 A JP2146691 A JP 2146691A JP H0830676 B2 JPH0830676 B2 JP H0830676B2
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- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温応力下における金
属溶接部材、例えばボイラー、タービン、高温圧力容器
等を構成する金属部材の溶接熱影響部分の余寿命評価方
法に関する。
属溶接部材、例えばボイラー、タービン、高温圧力容器
等を構成する金属部材の溶接熱影響部分の余寿命評価方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高温応力下における金属部材の余
寿命評価方法としては、目視検査、超音波深傷検査ある
いは放射線透過検査等により寿命末期に発生する亀裂を
検出する方法、例えば特開昭５７−１１３３６０号公報
記載の電気抵抗率の変化を捕らえて評価する方法、特開
昭６３−２３５８６１号公報記載のレプリカによるクリ
ープボイドを検出する方法において複数の結晶粒界に発
生するボイドの分布から評価する方法、あるいは実使用
の金属部材の一部分を切断して行うクリープ破断試験に
よる余寿命評価方法が知られている。
寿命評価方法としては、目視検査、超音波深傷検査ある
いは放射線透過検査等により寿命末期に発生する亀裂を
検出する方法、例えば特開昭５７−１１３３６０号公報
記載の電気抵抗率の変化を捕らえて評価する方法、特開
昭６３−２３５８６１号公報記載のレプリカによるクリ
ープボイドを検出する方法において複数の結晶粒界に発
生するボイドの分布から評価する方法、あるいは実使用
の金属部材の一部分を切断して行うクリープ破断試験に
よる余寿命評価方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ボイラー、タービンあ
るいは高温圧力容器等を金属部材で構成する場合、それ
らの接合手段として溶接が使用される。この溶接に際し
て、金属部材の溶融部と母材との境界部には必ず熱影響
部が発生し、この熱影響部を含む溶接部は母材と異なっ
た機械的強度となる。この問題は、溶接棒の選択とか母
材への合金元素の添加、あるいは熱処理の適用によって
改善することはできるが、完全ではない。従って、高温
応力下で使用されるボイラー、タービンあるいは高温圧
力容器等の余寿命を評価する場合は、どの部分を評価す
るかによってその評価精度は大幅に変動する。
るいは高温圧力容器等を金属部材で構成する場合、それ
らの接合手段として溶接が使用される。この溶接に際し
て、金属部材の溶融部と母材との境界部には必ず熱影響
部が発生し、この熱影響部を含む溶接部は母材と異なっ
た機械的強度となる。この問題は、溶接棒の選択とか母
材への合金元素の添加、あるいは熱処理の適用によって
改善することはできるが、完全ではない。従って、高温
応力下で使用されるボイラー、タービンあるいは高温圧
力容器等の余寿命を評価する場合は、どの部分を評価す
るかによってその評価精度は大幅に変動する。
【０００４】目視検査や超音波探傷検査をはじめとする
非破壊検査では、寿命の末期現象に関するデータは得ら
れるが、亀裂発生以前の寿命に関する情報は全く得られ
ない。また、複数の結晶粒界に発生するボイドの分布か
ら評価する方法は、熱影響部を含む溶接部の評価に適用
する場合に分布の定量化が困難であり、実用的でない。
電気抵抗率の変化を捕らえて評価する方法は、熱影響部
を含む溶接部の評価には適用できない。更に、クリープ
破断試験による方法は実際に使用されている金属部材か
ら試験片を切り出す必要があり、実設備では適用できる
範囲が限定されると同時に、可能な設備においても長時
間の試験を必要とする。
非破壊検査では、寿命の末期現象に関するデータは得ら
れるが、亀裂発生以前の寿命に関する情報は全く得られ
ない。また、複数の結晶粒界に発生するボイドの分布か
ら評価する方法は、熱影響部を含む溶接部の評価に適用
する場合に分布の定量化が困難であり、実用的でない。
電気抵抗率の変化を捕らえて評価する方法は、熱影響部
を含む溶接部の評価には適用できない。更に、クリープ
破断試験による方法は実際に使用されている金属部材か
ら試験片を切り出す必要があり、実設備では適用できる
範囲が限定されると同時に、可能な設備においても長時
間の試験を必要とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、レプリ
カ法によるクリープボイドの内容から高温応力下におけ
る金属溶接部材の余寿命を評価する方法において、金属
部材の熱影響部を含む溶接部からレプリカを採取する工
程と、採取レプリカに転写された金属の凹凸からクリー
プボイドの発生状況により評価対象とする結晶粒界を特
定する工程と、特定した結晶粒界に発生しているクリー
プボイドの総長と結晶粒界長から求めた比を用い、別途
人工劣化材あるいは実劣化材から求めたボイド粒界長比
評価テーブルである相関特性から得られる残存寿命率に
より溶接部材の寿命を評価する工程とからなることを特
徴とする高温応力下における金属溶接部材の余寿命評価
方法である。
カ法によるクリープボイドの内容から高温応力下におけ
る金属溶接部材の余寿命を評価する方法において、金属
部材の熱影響部を含む溶接部からレプリカを採取する工
程と、採取レプリカに転写された金属の凹凸からクリー
プボイドの発生状況により評価対象とする結晶粒界を特
定する工程と、特定した結晶粒界に発生しているクリー
プボイドの総長と結晶粒界長から求めた比を用い、別途
人工劣化材あるいは実劣化材から求めたボイド粒界長比
評価テーブルである相関特性から得られる残存寿命率に
より溶接部材の寿命を評価する工程とからなることを特
徴とする高温応力下における金属溶接部材の余寿命評価
方法である。
【０００６】
【作 用】本発明は、熱影響部を含む溶接部からレプリ
カを採取し、それをもとに評価対象とする最適な結晶粒
界を特定する。そして、特定された結晶粒界に観察され
るボイドの総長と、その結晶粒界の長さの比を決定す
る。この比と予め準備してある人工劣化材あるいは実劣
化材から求めたボイド粒界長比評価テーブルである相関
特性とから残存寿命率を評価するので、実際に使用され
ている金属溶接部材の余寿命を、寿命のほぼ初期から末
期にわたって非破壊的かつ短時間に評価できる。
カを採取し、それをもとに評価対象とする最適な結晶粒
界を特定する。そして、特定された結晶粒界に観察され
るボイドの総長と、その結晶粒界の長さの比を決定す
る。この比と予め準備してある人工劣化材あるいは実劣
化材から求めたボイド粒界長比評価テーブルである相関
特性とから残存寿命率を評価するので、実際に使用され
ている金属溶接部材の余寿命を、寿命のほぼ初期から末
期にわたって非破壊的かつ短時間に評価できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明方法を図１に基づいて説明す
る。
る。
【０００８】先ず、評価対象となる高温応力下で使用さ
れている金属部材の熱影響部を含む溶接部表面からレプ
リカを採取する。次に、レプリカを処理して供試材を作
成し、これを走査型電子顕微鏡で観察して最適な評価対
象となる結晶粒界を特定する。この特定した結晶粒界に
ついてボイドの総長と結晶粒界長を測定し、ボイドの総
長Ａと結晶粒界長Ｂの比Ａ／Ｂを演算する。
れている金属部材の熱影響部を含む溶接部表面からレプ
リカを採取する。次に、レプリカを処理して供試材を作
成し、これを走査型電子顕微鏡で観察して最適な評価対
象となる結晶粒界を特定する。この特定した結晶粒界に
ついてボイドの総長と結晶粒界長を測定し、ボイドの総
長Ａと結晶粒界長Ｂの比Ａ／Ｂを演算する。
【０００９】一方、図２に示すように、ラーソンミラー
法等により寿命消費率を管理された人工劣化材、その他
の方法により提供される実劣化材より相関特性を求め、
これとの対比に基づいて残存寿命率を求め、余寿命評価
する。
法等により寿命消費率を管理された人工劣化材、その他
の方法により提供される実劣化材より相関特性を求め、
これとの対比に基づいて残存寿命率を求め、余寿命評価
する。
【００１０】火力発電用タービンとして長時間使用され
たＣｒ−Ｍｏ鋼製タービン車室等の構造溶接部につい
て、本発明方法により余寿命評価を実施した。この評価
結果と当該部分から切り出した複数個の供試材を用いて
行ったクリープ試験結果との誤差は、充分実用可能な範
囲内であった。
たＣｒ−Ｍｏ鋼製タービン車室等の構造溶接部につい
て、本発明方法により余寿命評価を実施した。この評価
結果と当該部分から切り出した複数個の供試材を用いて
行ったクリープ試験結果との誤差は、充分実用可能な範
囲内であった。
【００１１】
【発明の効果】本発明によると、高温圧力容器等におけ
る金属溶接部の余寿命を非破壊的、容易、高精度かつ短
時間で評価できる。その結果、使用機器の老朽度を精度
よく管理することが可能となり、計画的な保守管理によ
る設備信頼性の向上、経済的な保守管理に寄与する。
る金属溶接部の余寿命を非破壊的、容易、高精度かつ短
時間で評価できる。その結果、使用機器の老朽度を精度
よく管理することが可能となり、計画的な保守管理によ
る設備信頼性の向上、経済的な保守管理に寄与する。
【図１】本発明の工程を示す説明図である。
【図２】人工劣化材を用いたボイド粒界長比評価テーブ
ルを示す図である。
ルを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 雅喜 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１−１ 富 士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−311268（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−263160（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 レプリカ法によるクリープボイドの内容
から高温応力下における金属溶接部材の余寿命を評価す
る方法において、金属部材の熱影響部を含む溶接部から
レプリカを採取する工程と、採取レプリカに転写された
金属の凹凸からクリープボイドの発生状況により評価対
象とする結晶粒界を特定する工程と、特定した結晶粒界
に発生しているクリープボイドの総長と結晶粒界長から
求めた比を用い、別途人工劣化材あるいは実劣化材から
求めたボイド粒界長比評価テーブルである相関特性から
得られる残存寿命率により溶接部材の寿命を評価する工
程とからなることを特徴とする高温応力下における金属
溶接部材の余寿命評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021466A JPH0830676B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 高温応力下における金属溶接部材の余寿命評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021466A JPH0830676B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 高温応力下における金属溶接部材の余寿命評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04240552A JPH04240552A (ja) | 1992-08-27 |
| JPH0830676B2 true JPH0830676B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=12055763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3021466A Expired - Fee Related JPH0830676B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 高温応力下における金属溶接部材の余寿命評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830676B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003207489A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-07-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属材料の損傷評価方法及び装置 |
| CN103149063A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-06-12 | 首钢总公司 | 一种钢铁焊接区析出相的透射电镜萃取复型制样方法 |
| CN106290775A (zh) * | 2016-08-05 | 2017-01-04 | 国网河北省电力公司电力科学研究院 | 一种电站锅炉受热面sa210c钢材料状态评估方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6810748B1 (en) * | 2000-08-16 | 2004-11-02 | The Chugoku Electric Power Co., Inc. | Method for evaluating creep lifetime |
| JP5086615B2 (ja) * | 2006-11-15 | 2012-11-28 | 三菱重工業株式会社 | 高強度鋼溶接部のクリープ伸びによる寿命評価方法及び高強度鋼溶接部の寿命評価方法 |
| WO2014147830A1 (ja) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | 中国電力株式会社 | ベイナイト組織を有する製品のクリープ余寿命の予測方法、及び、この予測方法に用いる検量線の作成方法 |
| CN103439473B (zh) * | 2013-07-15 | 2016-01-20 | 河北省电力建设调整试验所 | 一种12Cr1MoV钢受热面状态评估方法 |
| JP5903120B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2016-04-13 | 中国電力株式会社 | クリープ損傷評価方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2627925B2 (ja) * | 1988-06-09 | 1997-07-09 | バブコツク日立株式会社 | 金属材料の余寿命評価法 |
| JPH02263160A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | フェライト系耐熱鋼の余寿命評価方法 |
-
1991
- 1991-01-23 JP JP3021466A patent/JPH0830676B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003207489A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-07-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属材料の損傷評価方法及び装置 |
| CN103149063A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-06-12 | 首钢总公司 | 一种钢铁焊接区析出相的透射电镜萃取复型制样方法 |
| CN106290775A (zh) * | 2016-08-05 | 2017-01-04 | 国网河北省电力公司电力科学研究院 | 一种电站锅炉受热面sa210c钢材料状态评估方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04240552A (ja) | 1992-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960917 |
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