JPH11294708A - 伝熱管の寿命診断方法 - Google Patents
伝熱管の寿命診断方法Info
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- JPH11294708A JPH11294708A JP10094990A JP9499098A JPH11294708A JP H11294708 A JPH11294708 A JP H11294708A JP 10094990 A JP10094990 A JP 10094990A JP 9499098 A JP9499098 A JP 9499098A JP H11294708 A JPH11294708 A JP H11294708A
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- heat transfer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボイラ火炉蒸発水壁管の内面からの腐食疲労
き裂と外面からの腐食減肉による複合損傷の残余寿命を
高精度に診断できる。 【解決手段】 内面の腐食疲労き裂と外面の腐食減肉に
よる複合損傷のボイラ水壁管の寿命を診断する伝熱管の
寿命診断方法において、水壁管のある損傷時点における
損傷の計測データに基いて腐食疲労進展式および減肉損
傷速度式を構築し、予め決められる一定時間毎に、計測
値に基く残肉厚を算出し、この残肉厚に応じて応力振幅
を補正し疲労き裂の進展深さを算出し、この算出される
疲労き裂の進展深さおよび外面腐食減肉の進行深さと、
水壁管の噴破を回避する限界肉厚とから残余寿命を算出
し水壁管の寿命を診断する。
き裂と外面からの腐食減肉による複合損傷の残余寿命を
高精度に診断できる。 【解決手段】 内面の腐食疲労き裂と外面の腐食減肉に
よる複合損傷のボイラ水壁管の寿命を診断する伝熱管の
寿命診断方法において、水壁管のある損傷時点における
損傷の計測データに基いて腐食疲労進展式および減肉損
傷速度式を構築し、予め決められる一定時間毎に、計測
値に基く残肉厚を算出し、この残肉厚に応じて応力振幅
を補正し疲労き裂の進展深さを算出し、この算出される
疲労き裂の進展深さおよび外面腐食減肉の進行深さと、
水壁管の噴破を回避する限界肉厚とから残余寿命を算出
し水壁管の寿命を診断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内側に高温高圧の
流体が流通し、外側に高温ガスが流れる伝熱管の寿命診
断方法に係り、特に、ボイラ火炉蒸発水壁管の寿命診断
方法に関するものである。
流体が流通し、外側に高温ガスが流れる伝熱管の寿命診
断方法に係り、特に、ボイラ火炉蒸発水壁管の寿命診断
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在国内外で稼働している発電用のボイ
ラの多くは、１９６０年から１９８０年に運転開始して
おり、その割合は全プラントの８０％を超える。すなわ
ち、ほとんどのボイラが２０年以上運転されており、中
には３０年運転されたものもある。こうした経年ボイラ
では、クリープ、疲労、腐食といった時間依存型の損傷
を受けるようになり、例えば６０年間を目標に今後安定
して運転を行なっていくためには損傷度や残余寿命を高
精度に把握し、適正な時期に更新することが重要とな
る。
ラの多くは、１９６０年から１９８０年に運転開始して
おり、その割合は全プラントの８０％を超える。すなわ
ち、ほとんどのボイラが２０年以上運転されており、中
には３０年運転されたものもある。こうした経年ボイラ
では、クリープ、疲労、腐食といった時間依存型の損傷
を受けるようになり、例えば６０年間を目標に今後安定
して運転を行なっていくためには損傷度や残余寿命を高
精度に把握し、適正な時期に更新することが重要とな
る。
【０００３】図５は、ボイラ火炉蒸発水壁管の損傷例を
示す説明図である。図５に示すように、ボイラ火炉蒸発
水壁管（以下「水壁管」という）８０に付着金物８１が
溶接部８２で溶接されている場合、水壁管８０の内側壁
には孔食８３、外側壁には疲労き裂８４および高温腐食
または低温腐食８５などの損傷が各々発生する恐れがあ
る。従来技術になるこれまでの水壁管の寿命診断方法
は、このような損傷がある場合、個々の損傷現象に対し
て寿命を求め、寿命が最も短くなる事象で評価してい
た。
示す説明図である。図５に示すように、ボイラ火炉蒸発
水壁管（以下「水壁管」という）８０に付着金物８１が
溶接部８２で溶接されている場合、水壁管８０の内側壁
には孔食８３、外側壁には疲労き裂８４および高温腐食
または低温腐食８５などの損傷が各々発生する恐れがあ
る。従来技術になるこれまでの水壁管の寿命診断方法
は、このような損傷がある場合、個々の損傷現象に対し
て寿命を求め、寿命が最も短くなる事象で評価してい
た。
【０００４】たとえば、水壁管において内側壁面からの
孔食と、外側壁面からの高温腐食と熱疲労の損傷があ
り、個々の損傷に見合った方法で計測、診断し残余寿命
を算出すると、孔食：２０年、高温腐食：１５年、熱疲
労：１０年となる場合、最短の熱疲労１０年の寿命を目
途に更新が計画される。内外側壁面から同時に損傷が進
展する場合でも、個々の進展で噴破を防止できる最小肉
厚になるまでの時間を寿命として算出している。
孔食と、外側壁面からの高温腐食と熱疲労の損傷があ
り、個々の損傷に見合った方法で計測、診断し残余寿命
を算出すると、孔食：２０年、高温腐食：１５年、熱疲
労：１０年となる場合、最短の熱疲労１０年の寿命を目
途に更新が計画される。内外側壁面から同時に損傷が進
展する場合でも、個々の進展で噴破を防止できる最小肉
厚になるまでの時間を寿命として算出している。
【０００５】図６は、水壁管のさらに別の損傷例を示す
説明図である。図６に示すように、水壁管８０にフィラ
ープレート８７とメンブレンバー８８とが固定され、フ
ィラープレート８７に付着金物８１が溶接部８２で溶接
されている。水壁管８０内側壁面から腐食疲労き裂８
９、付着金物８１が溶接されている外側壁面から熱疲労
き裂８４、火炉側外側壁面から外面腐食９０が同時に発
生する場合がある。
説明図である。図６に示すように、水壁管８０にフィラ
ープレート８７とメンブレンバー８８とが固定され、フ
ィラープレート８７に付着金物８１が溶接部８２で溶接
されている。水壁管８０内側壁面から腐食疲労き裂８
９、付着金物８１が溶接されている外側壁面から熱疲労
き裂８４、火炉側外側壁面から外面腐食９０が同時に発
生する場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らの研究によ
れば、上述したような複合損傷の場合、各々の損傷（単
独系）の寿命算出では不安全な評価になりやすいことが
わかった。逆に安全性を考慮し過ぎてむやみに更新する
ことは、経済性および省資源上好ましいことではない。
れば、上述したような複合損傷の場合、各々の損傷（単
独系）の寿命算出では不安全な評価になりやすいことが
わかった。逆に安全性を考慮し過ぎてむやみに更新する
ことは、経済性および省資源上好ましいことではない。
【０００７】本発明の課題は、伝熱管の複合損傷による
残余寿命を高精度に診断できることである。
残余寿命を高精度に診断できることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、内側に高温高圧の流体が流通し、外側に高温
ガスが流れるとともに、応力が影響因子となる疲労損傷
と、腐食や摩耗などによって肉厚が減少する減肉損傷と
が複合して発生する伝熱管の寿命を診断する伝熱管の寿
命診断方法において、前記伝熱管のある損傷時点におけ
る損傷の計測データに基いて前記疲労損傷の進展深さを
表す疲労損傷進展式および前記減肉損傷の進行深さを表
す減肉損傷速度式を構築し、前記損傷時点における前記
伝熱管の残肉厚に応じて応力または応力振幅を補正し、
予め決められる一定時間毎の繰返し累積計算によって前
記疲労損傷の進展深さおよび前記減肉損傷の進行深さを
算出し、該算出される進展深さおよび進行深さと前記伝
熱管の噴破を回避する限界肉厚から残余寿命を算出し前
記伝熱管の寿命を診断することである。
本発明は、内側に高温高圧の流体が流通し、外側に高温
ガスが流れるとともに、応力が影響因子となる疲労損傷
と、腐食や摩耗などによって肉厚が減少する減肉損傷と
が複合して発生する伝熱管の寿命を診断する伝熱管の寿
命診断方法において、前記伝熱管のある損傷時点におけ
る損傷の計測データに基いて前記疲労損傷の進展深さを
表す疲労損傷進展式および前記減肉損傷の進行深さを表
す減肉損傷速度式を構築し、前記損傷時点における前記
伝熱管の残肉厚に応じて応力または応力振幅を補正し、
予め決められる一定時間毎の繰返し累積計算によって前
記疲労損傷の進展深さおよび前記減肉損傷の進行深さを
算出し、該算出される進展深さおよび進行深さと前記伝
熱管の噴破を回避する限界肉厚から残余寿命を算出し前
記伝熱管の寿命を診断することである。
【０００９】伝熱管のある損傷時点または経過時点にお
いて、損傷深さを計測する計測器または計測方法によっ
て損傷深さを計測し、そのデータの統計処理などにより
評価する。さらに、計測データに基いて疲労損傷の進展
深さを表す疲労損傷進展式および減肉損傷の進行深さを
表す減肉損傷速度式を構築する。実際に計測する損傷深
さに基いて疲労損傷進展式および減肉損傷速度式を構築
するので、その後の損傷深さを精度高く予測することが
できる。さらに、前記損傷時点において、肉厚から疲労
損傷の進展深さと減肉損傷の進行深さを引いて伝熱管の
残肉厚を算出し、この残肉厚に応じて応力または応力振
幅を補正するので、応力または応力振幅の補正は、実際
の残肉厚に基いて現実的な値とすることができる。次に
予め決められる一定時間、たとえば一年毎の繰返し累積
計算によって疲労損傷の進展深さおよび減肉損傷の進行
深さを算出し、この算出される進展深さおよび進行深さ
と伝熱管の噴破を回避する限界肉厚から残余寿命を算出
することにより、伝熱管の複合損傷による残余寿命を高
精度に診断できる。
いて、損傷深さを計測する計測器または計測方法によっ
て損傷深さを計測し、そのデータの統計処理などにより
評価する。さらに、計測データに基いて疲労損傷の進展
深さを表す疲労損傷進展式および減肉損傷の進行深さを
表す減肉損傷速度式を構築する。実際に計測する損傷深
さに基いて疲労損傷進展式および減肉損傷速度式を構築
するので、その後の損傷深さを精度高く予測することが
できる。さらに、前記損傷時点において、肉厚から疲労
損傷の進展深さと減肉損傷の進行深さを引いて伝熱管の
残肉厚を算出し、この残肉厚に応じて応力または応力振
幅を補正するので、応力または応力振幅の補正は、実際
の残肉厚に基いて現実的な値とすることができる。次に
予め決められる一定時間、たとえば一年毎の繰返し累積
計算によって疲労損傷の進展深さおよび減肉損傷の進行
深さを算出し、この算出される進展深さおよび進行深さ
と伝熱管の噴破を回避する限界肉厚から残余寿命を算出
することにより、伝熱管の複合損傷による残余寿命を高
精度に診断できる。
【００１０】また、本発明は、内側に高温高圧の流体が
流通し、外側に高温ガスが流れるとともに、内側壁面に
応力が影響因子となる疲労損傷と、外側壁面に高温腐食
などによって肉厚が減少する減肉損傷とが複合して発生
する伝熱管の寿命を診断する伝熱管の寿命診断方法にお
いて、前記伝熱管のある損傷時点における損傷の計測デ
ータに基いて前記疲労損傷の進展深さを表す疲労損傷進
展式および前記減肉損傷の進行深さを表す減肉損傷速度
式を構築し、予め決められる一定時間毎に、前記伝熱管
の疲労損傷の進展深さと減肉損傷の進行深さとを加算し
肉厚から引いて残肉厚を算出し、該残肉厚に応じて応力
または応力振幅を補正して前記疲労損傷の進展深さを算
出し、該算出される疲労損傷の進展深さおよび前記減肉
損傷の進行深さと前記伝熱管の噴破を回避する限界肉厚
から残余寿命を算出し前記伝熱管の寿命を診断すること
である。
流通し、外側に高温ガスが流れるとともに、内側壁面に
応力が影響因子となる疲労損傷と、外側壁面に高温腐食
などによって肉厚が減少する減肉損傷とが複合して発生
する伝熱管の寿命を診断する伝熱管の寿命診断方法にお
いて、前記伝熱管のある損傷時点における損傷の計測デ
ータに基いて前記疲労損傷の進展深さを表す疲労損傷進
展式および前記減肉損傷の進行深さを表す減肉損傷速度
式を構築し、予め決められる一定時間毎に、前記伝熱管
の疲労損傷の進展深さと減肉損傷の進行深さとを加算し
肉厚から引いて残肉厚を算出し、該残肉厚に応じて応力
または応力振幅を補正して前記疲労損傷の進展深さを算
出し、該算出される疲労損傷の進展深さおよび前記減肉
損傷の進行深さと前記伝熱管の噴破を回避する限界肉厚
から残余寿命を算出し前記伝熱管の寿命を診断すること
である。
【００１１】上記伝熱管の寿命診断方法は、内側壁面に
発生する疲労損傷と、外側壁面に発生する減肉損傷とが
複合して発生する伝熱管の寿命診断に適用される。そし
て、先の伝熱管の寿命診断方法と同様に、伝熱管のある
損傷時点または経過時点において、損傷深さを計測する
計測器または計測方法によって損傷深さを計測し、その
データの統計処理などにより評価する。さらに、計測デ
ータに基いて疲労損傷の進展深さを表す疲労損傷進展式
および減肉損傷の進行深さを表す減肉損傷速度式を構築
する。実際に計測する損傷深さに基いて疲労損傷進展式
および減肉損傷速度式を構築するので、その後の損傷深
さを精度高く予測することができる。さらに、予め決め
られる一定時間、たとえば一年毎に、伝熱管の疲労損傷
の進展深さと減肉損傷の進行深さとを加算し肉厚から引
いて残肉厚を算出する。この残肉厚に応じて応力または
応力振幅を補正するので、応力または応力振幅の補正
は、実際の残肉厚に基いて現実的な値とすることができ
る。この算出される内側壁面の進展深さおよび外側壁面
の進行深さと伝熱管の噴破を回避する限界肉厚から残余
寿命を算出することにより、伝熱管の複合損傷による残
余寿命を高精度に診断できる。
発生する疲労損傷と、外側壁面に発生する減肉損傷とが
複合して発生する伝熱管の寿命診断に適用される。そし
て、先の伝熱管の寿命診断方法と同様に、伝熱管のある
損傷時点または経過時点において、損傷深さを計測する
計測器または計測方法によって損傷深さを計測し、その
データの統計処理などにより評価する。さらに、計測デ
ータに基いて疲労損傷の進展深さを表す疲労損傷進展式
および減肉損傷の進行深さを表す減肉損傷速度式を構築
する。実際に計測する損傷深さに基いて疲労損傷進展式
および減肉損傷速度式を構築するので、その後の損傷深
さを精度高く予測することができる。さらに、予め決め
られる一定時間、たとえば一年毎に、伝熱管の疲労損傷
の進展深さと減肉損傷の進行深さとを加算し肉厚から引
いて残肉厚を算出する。この残肉厚に応じて応力または
応力振幅を補正するので、応力または応力振幅の補正
は、実際の残肉厚に基いて現実的な値とすることができ
る。この算出される内側壁面の進展深さおよび外側壁面
の進行深さと伝熱管の噴破を回避する限界肉厚から残余
寿命を算出することにより、伝熱管の複合損傷による残
余寿命を高精度に診断できる。
【００１２】そして、本発明は、内側に高温高圧の流体
が流通し、外側に高温ガスが流れるとともに、応力が影
響因子となる二種類以上の疲労損傷が複合して発生する
伝熱管の寿命を診断する伝熱管の寿命診断方法におい
て、前記伝熱管のある損傷時点における損傷の計測デー
タに基いて前記各疲労損傷の進展深さを表す疲労損傷進
展式を構築し、前記損傷時点における前記伝熱管の残肉
厚に応じて応力または応力振幅を補正し、予め決められ
る一定時間毎の繰返し累積計算によって前記各疲労損傷
の進展深さを算出し、該算出される各進展深さと前記伝
熱管の噴破を回避する限界肉厚から各残余寿命を算出
し、該各残余寿命のうち最も小さい残余寿命から前記伝
熱管の寿命を診断することである。
が流通し、外側に高温ガスが流れるとともに、応力が影
響因子となる二種類以上の疲労損傷が複合して発生する
伝熱管の寿命を診断する伝熱管の寿命診断方法におい
て、前記伝熱管のある損傷時点における損傷の計測デー
タに基いて前記各疲労損傷の進展深さを表す疲労損傷進
展式を構築し、前記損傷時点における前記伝熱管の残肉
厚に応じて応力または応力振幅を補正し、予め決められ
る一定時間毎の繰返し累積計算によって前記各疲労損傷
の進展深さを算出し、該算出される各進展深さと前記伝
熱管の噴破を回避する限界肉厚から各残余寿命を算出
し、該各残余寿命のうち最も小さい残余寿命から前記伝
熱管の寿命を診断することである。
【００１３】上記伝熱管の寿命診断方法は、二種類以上
の疲労損傷が複合して発生する伝熱管の寿命診断に適用
される。伝熱管のある損傷時点または経過時点におい
て、疲労損傷深さを計測する計測器または計測方法によ
って各疲労損傷深さを計測し、そのデータの統計処理な
どにより評価する。さらに、計測データに基いて各疲労
損傷の進展深さを表す疲労損傷進展式を構築する。さら
に、上記損傷時点における伝熱管の残肉厚に応じて応力
または応力振幅を補正する。次に、予め決められる一定
時間、たとえば一年毎の繰返し累積計算によって各疲労
損傷の進展深さを算出し、この算出される各進展深さと
伝熱管の噴破を回避する限界肉厚から各残余寿命を算出
し、この各残余寿命のうち最も小さい残余寿命から伝熱
管の寿命を診断することができる。
の疲労損傷が複合して発生する伝熱管の寿命診断に適用
される。伝熱管のある損傷時点または経過時点におい
て、疲労損傷深さを計測する計測器または計測方法によ
って各疲労損傷深さを計測し、そのデータの統計処理な
どにより評価する。さらに、計測データに基いて各疲労
損傷の進展深さを表す疲労損傷進展式を構築する。さら
に、上記損傷時点における伝熱管の残肉厚に応じて応力
または応力振幅を補正する。次に、予め決められる一定
時間、たとえば一年毎の繰返し累積計算によって各疲労
損傷の進展深さを算出し、この算出される各進展深さと
伝熱管の噴破を回避する限界肉厚から各残余寿命を算出
し、この各残余寿命のうち最も小さい残余寿命から伝熱
管の寿命を診断することができる。
【００１４】水壁管の損傷度または残余寿命は、個々の
事象のメカニズムに合致する方法で評価され、次のよう
な方法がとられる。
事象のメカニズムに合致する方法で評価され、次のよう
な方法がとられる。
【００１５】 疲労および熱疲労：微小き裂測定法に
より、現時点での損傷度を評価し、応力振幅、繰返し回
数から残余寿命を算出する。進展速度は、応力拡大係数
範囲（ΔΚ）−疲労き裂進展速度（ｄａ／ｄＮ）線図よ
り計算する。
より、現時点での損傷度を評価し、応力振幅、繰返し回
数から残余寿命を算出する。進展速度は、応力拡大係数
範囲（ΔΚ）−疲労き裂進展速度（ｄａ／ｄＮ）線図よ
り計算する。
【００１６】 高温腐食：超音波厚み計などにより残
肉厚を測定し、その統計値および経時変化から腐食速度
および寿命を推定する。温度、ガスおよび付着灰の性状
が変化する場合は、その条件を考慮して予測する。停止
中などの低温腐食も同様の手段をとる。
肉厚を測定し、その統計値および経時変化から腐食速度
および寿命を推定する。温度、ガスおよび付着灰の性状
が変化する場合は、その条件を考慮して予測する。停止
中などの低温腐食も同様の手段をとる。
【００１７】 孔食：放射線深傷（ＲＴ）法などによ
り、孔食深さを計測し、統計解析するとともにその経時
変化から寿命を算出する、孔食速度は、酸素を含む純水
に触れるなど腐食環境にある時間に比例することから、
その累計時間で予測しても良い。
り、孔食深さを計測し、統計解析するとともにその経時
変化から寿命を算出する、孔食速度は、酸素を含む純水
に触れるなど腐食環境にある時間に比例することから、
その累計時間で予測しても良い。
【００１８】 腐食疲労：漏洩磁束法、超音波深傷
（ＵＴ）法、ＲＴ法、断面観察法などでき裂深さを計測
した後、腐食疲労が高温水中の疲労と停止中の孔食によ
って進展していることから、次式によって今後の進展を
予測する。
（ＵＴ）法、ＲＴ法、断面観察法などでき裂深さを計測
した後、腐食疲労が高温水中の疲労と停止中の孔食によ
って進展していることから、次式によって今後の進展を
予測する。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここで、 ａCF ：腐食疲労き裂深さ（ｍｍ） ａCF0 ：ある時点での腐食疲労き裂深さ（ｍｍ） （ｄａ／ｄＮ）：高温水中疲労き裂進展速度（ｍｍ／
回、応力振幅および繰返し速度の関数、通常実験式を用
いる） Ｎ ：起動停止回数（回） （ｄａ／ｄｔ）：孔食進行速度（ｍｍ／年） ｔ ：運転期間（年） エロージョン：超音波深傷（ＵＴ）法、ＲＴ法、断
面観察法などでエロージョン深さまたは残肉厚を計測し
た後、その統計値および経時変化から寿命を推定する。
エロージョン量が、アッシュの流速、粒径、組成および
硬さ、環境温度および材料の硬さに影響されるため、こ
れらの値を用いた数式によりエロージョン量を予測した
り、修正しても良い。
回、応力振幅および繰返し速度の関数、通常実験式を用
いる） Ｎ ：起動停止回数（回） （ｄａ／ｄｔ）：孔食進行速度（ｍｍ／年） ｔ ：運転期間（年） エロージョン：超音波深傷（ＵＴ）法、ＲＴ法、断
面観察法などでエロージョン深さまたは残肉厚を計測し
た後、その統計値および経時変化から寿命を推定する。
エロージョン量が、アッシュの流速、粒径、組成および
硬さ、環境温度および材料の硬さに影響されるため、こ
れらの値を用いた数式によりエロージョン量を予測した
り、修正しても良い。
【００２１】水壁管は、上記以外に、水素アタック、ア
ルカリ腐食、２相流によるエロージョン−コロージョン
など種々の損傷を受けるが、損傷評価や寿命推定は基本
的に上記したものと同じで、何らかの方法により現時点
での損傷を計測し、その損傷のメカニズムに合致した方
法により診断する。
ルカリ腐食、２相流によるエロージョン−コロージョン
など種々の損傷を受けるが、損傷評価や寿命推定は基本
的に上記したものと同じで、何らかの方法により現時点
での損傷を計測し、その損傷のメカニズムに合致した方
法により診断する。
【００２２】損傷が２種類以上に重なった複合損傷の場
合、現状は、前述したように個々の損傷に対して寿命を
算出し、その中で最も短いものをその寿命としている。
合、現状は、前述したように個々の損傷に対して寿命を
算出し、その中で最も短いものをその寿命としている。
【００２３】たとえば、水壁管の内側壁面から腐食疲
労、外側壁面から高温腐食などの全面腐食がある場合を
仮定して、上記の考え方により寿命を試算して見る。
労、外側壁面から高温腐食などの全面腐食がある場合を
仮定して、上記の考え方により寿命を試算して見る。
【００２４】腐食疲労進展式・・・
【００２５】
【数１】
【００２６】ここで、 ａCF0 ：２２年で１．０ｍｍ 応力振幅 ：３９２ＭＰａ 繰返し速度 ：０．２５回／ｈ Ｎ ：３０回／年 ｄａ／ｄｔ ：０．０３ｍｍ／年 と仮定する。
【００２７】腐食疲労などの軸方向き裂を有する水壁管
の不安定破壊条件（限界き裂深さの算出）式として、こ
こでは、Ｋｉｅｆｎｅｒの式を使用する。
の不安定破壊条件（限界き裂深さの算出）式として、こ
こでは、Ｋｉｅｆｎｅｒの式を使用する。
【００２８】
【数２】
【００２９】ここで、 Ｍ ：応力係数＝（１＋１．６１×ｃ′）″ 但し、′は２／Ｒｔ、″は０．５を表す Ｐ ：内圧（３０ＭＰａ） Ｒ ：平均半径（１３．１ｍｍ） ｔ ：肉厚（４．２ｍｍ） ｄ ：き裂深さ（ｍｍ） ２ｃ ：き裂長さ（ｍｍ、＝４ｄ） σ0 ：流動応力（（σｙ＋σｕ）／２＝２７４ＭＰ
ａ）。
ａ）。
【００３０】上記（ ）内の値を使用して試算すると、
腐食疲労き裂により噴破する限界残肉厚は、１．４ｍｍ
となる。すなわち、腐食疲労き裂深さが２．８ｍｍ
（４．２−１．４＝２．８）になると水壁管が噴破する
ことになる。工業的には安全裕度が必要であるので、約
２０％増して残肉厚１．７ｍｍで取り替えるべきであ
る。
腐食疲労き裂により噴破する限界残肉厚は、１．４ｍｍ
となる。すなわち、腐食疲労き裂深さが２．８ｍｍ
（４．２−１．４＝２．８）になると水壁管が噴破する
ことになる。工業的には安全裕度が必要であるので、約
２０％増して残肉厚１．７ｍｍで取り替えるべきであ
る。
【００３１】図７は、運転年数と腐食疲労き裂深さの関
係曲線図である。初期肉厚ｔ（点線７０、４．２ｍｍ）
と腐食疲労き裂進展曲線１００との間に限界残肉厚１．
７ｍｍ（縦線分１０１）をとると破壊寿命は４６年とな
り、現時点２２年目と比較して推定寿命を算出すると、
今後２４年間運転すると寿命に達することになり、余寿
命は２４年と推定される。
係曲線図である。初期肉厚ｔ（点線７０、４．２ｍｍ）
と腐食疲労き裂進展曲線１００との間に限界残肉厚１．
７ｍｍ（縦線分１０１）をとると破壊寿命は４６年とな
り、現時点２２年目と比較して推定寿命を算出すると、
今後２４年間運転すると寿命に達することになり、余寿
命は２４年と推定される。
【００３２】図８は、運転年数と外面（外側壁面）腐食
深さの関係曲線図である。外面の腐食は、直線的に進む
ことが多く、その速度を代表値の０．０３ｍｍ／年とす
るとこの図に示す外面腐食線１１０のようになる。高温
腐食などによる外面腐食の場合、噴破を回避する限界肉
厚は、次式で算出される設計必要肉厚（ｔｓｒ）のおよ
そ２／３になることが破壊実験または経験的に求められ
ている。
深さの関係曲線図である。外面の腐食は、直線的に進む
ことが多く、その速度を代表値の０．０３ｍｍ／年とす
るとこの図に示す外面腐食線１１０のようになる。高温
腐食などによる外面腐食の場合、噴破を回避する限界肉
厚は、次式で算出される設計必要肉厚（ｔｓｒ）のおよ
そ２／３になることが破壊実験または経験的に求められ
ている。
【００３３】
【数３】
【００３４】ここで ｔｓｒ：設計必要肉厚（ｍｍ） Ｐ：内圧（ｋｇｆ／ｃｍ2） ＯＤ：管の外径（ｍｍ） Ｓ：材料の許容引張り応力（ｋｇｆ／ｍｍ2） ｔｓｒを３．３ｍｍとすると、噴破を回避するのに必要
な限界肉厚は２．２ｍｍ以上ということになる。図８か
ら初期肉厚ｔ（点線７０、４．２ｍｍ）と外面腐食線１
１０との間に限界残肉厚２．２ｍｍ（縦線分１１１）を
とると破壊寿命は６５年となり、現時点２２年目と比較
して推定寿命を算出すると、高温腐食単独による残余寿
命は４３年であり、腐食疲労単独よりも長いことがわか
る。
な限界肉厚は２．２ｍｍ以上ということになる。図８か
ら初期肉厚ｔ（点線７０、４．２ｍｍ）と外面腐食線１
１０との間に限界残肉厚２．２ｍｍ（縦線分１１１）を
とると破壊寿命は６５年となり、現時点２２年目と比較
して推定寿命を算出すると、高温腐食単独による残余寿
命は４３年であり、腐食疲労単独よりも長いことがわか
る。
【００３５】図９は、外面腐食の影響を無視した場合の
運転年数と腐食疲労き裂深さの関係曲線図である。外側
壁面から高温腐食などによる減肉損傷、内側壁面から腐
食疲労が同時に発生した場合の評価結果で、腐食疲労き
裂進展に対して外面腐食の影響を無視した計算値であ
る。外面腐食線１２１と腐食疲労き裂進展曲線１２０と
の間に限界残肉厚１．７ｍｍ（縦線分１２２）をとると
破壊寿命は３２．５年となり、現時点２２年目と比較し
て推定寿命を算出すると、先の単独系での残余寿命に比
べれば短くなっているものの１０．５年の残余寿命があ
る。
運転年数と腐食疲労き裂深さの関係曲線図である。外側
壁面から高温腐食などによる減肉損傷、内側壁面から腐
食疲労が同時に発生した場合の評価結果で、腐食疲労き
裂進展に対して外面腐食の影響を無視した計算値であ
る。外面腐食線１２１と腐食疲労き裂進展曲線１２０と
の間に限界残肉厚１．７ｍｍ（縦線分１２２）をとると
破壊寿命は３２．５年となり、現時点２２年目と比較し
て推定寿命を算出すると、先の単独系での残余寿命に比
べれば短くなっているものの１０．５年の残余寿命があ
る。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る伝熱管の寿命
診断方法の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
診断方法の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
【００３７】図１は、本発明に係る伝熱管の寿命診断方
法の第１実施形態を説明するフローシートである。第１
実施形態の伝熱管の寿命診断方法は、伝熱管としての
（ボイラ火炉蒸発）水壁管の内側面から腐食疲労き裂が
発生し、水壁管外側面から高温腐食などの全面減肉が同
時に発生する場合の寿命診断方法である。水壁管内側面
の腐食疲労き裂の計測１０で種々の非破壊または破壊検
査法で腐食疲労き裂深さを計測する。次に運転時間、起
動停止回数、応力振幅値などより腐食疲労進展式構築１
１で、先に示した腐食疲労進展式（１）を構築する。腐
食疲労き裂の計測１０においては、漏洩磁束法、超音波
探傷法、放射線探傷法および断面観察法などによる計
測、統計評価を取り入れ最大値を予測しても良い。
法の第１実施形態を説明するフローシートである。第１
実施形態の伝熱管の寿命診断方法は、伝熱管としての
（ボイラ火炉蒸発）水壁管の内側面から腐食疲労き裂が
発生し、水壁管外側面から高温腐食などの全面減肉が同
時に発生する場合の寿命診断方法である。水壁管内側面
の腐食疲労き裂の計測１０で種々の非破壊または破壊検
査法で腐食疲労き裂深さを計測する。次に運転時間、起
動停止回数、応力振幅値などより腐食疲労進展式構築１
１で、先に示した腐食疲労進展式（１）を構築する。腐
食疲労き裂の計測１０においては、漏洩磁束法、超音波
探傷法、放射線探傷法および断面観察法などによる計
測、統計評価を取り入れ最大値を予測しても良い。
【００３８】また、水壁管外側面の外面減肉量（残肉
厚）の計測１２で、種々の非破壊または破壊検査法で外
面減肉量を計測し、外面腐食速度式の構築１３を行な
い、その計測結果の残肉厚により、残肉厚による応力振
幅補正１４を実施する。外面減肉量の計測１２において
は、超音波厚み計、放射線探傷法および断面観察法など
による計測、統計評価や回帰式をたてて求めても良い。
厚）の計測１２で、種々の非破壊または破壊検査法で外
面減肉量を計測し、外面腐食速度式の構築１３を行な
い、その計測結果の残肉厚により、残肉厚による応力振
幅補正１４を実施する。外面減肉量の計測１２において
は、超音波厚み計、放射線探傷法および断面観察法など
による計測、統計評価や回帰式をたてて求めても良い。
【００３９】次に、腐食疲労き裂進展解析１５で予め決
められる一定の時間、たとえば１年毎に高温水中の疲労
き裂損傷とたとえば孔食による減肉損傷とを加算する
際、前年度までのき裂深さや外面腐食による残肉厚減少
分に応じて応力または応力振幅を補正し累積していく。
められる一定の時間、たとえば１年毎に高温水中の疲労
き裂損傷とたとえば孔食による減肉損傷とを加算する
際、前年度までのき裂深さや外面腐食による残肉厚減少
分に応じて応力または応力振幅を補正し累積していく。
【００４０】次に、き裂進展解析と余寿命診断１６でき
裂進展の解析と余寿命の診断を行ない、噴破限界き裂深
さの全面減肉による補正１７で肉厚より噴破限界き裂深
さの補正を行ない、残肉厚と噴破限界の比較１８で、残
肉厚が噴破限界（肉厚）より大きい時にはボイラの運転
継続１９を行ない、残肉厚が噴破限界（肉厚）より小さ
くなった時に寿命とし、取替え、更新２０を行なうもの
である。
裂進展の解析と余寿命の診断を行ない、噴破限界き裂深
さの全面減肉による補正１７で肉厚より噴破限界き裂深
さの補正を行ない、残肉厚と噴破限界の比較１８で、残
肉厚が噴破限界（肉厚）より大きい時にはボイラの運転
継続１９を行ない、残肉厚が噴破限界（肉厚）より小さ
くなった時に寿命とし、取替え、更新２０を行なうもの
である。
【００４１】第１実施形態の外面減肉要因として高温腐
食を取り上げたが、減肉であれば損傷原因には無関係な
ので、外側壁面からの大気酸化、低温腐食、エロージョ
ン（アッシュエロージョン、スートブロアエロージョ
ン、フレッティング）などの損傷も含まれる。
食を取り上げたが、減肉であれば損傷原因には無関係な
ので、外側壁面からの大気酸化、低温腐食、エロージョ
ン（アッシュエロージョン、スートブロアエロージョ
ン、フレッティング）などの損傷も含まれる。
【００４２】図２は、図１と同様の第２実施形態を説明
するフローシートである。第２実施形態の伝熱管の寿命
診断方法は、（ボイラ火炉蒸発）水壁管の内側面から腐
食疲労き裂が発生し、水壁管外側面からも腐食疲労き裂
が同時に発生する場合の寿命診断方法である。水壁管内
側面の腐食疲労き裂の計測３０で種々の非破壊または破
壊検査法で腐食疲労き裂深さを計測し、運転時間、起動
停止回数、応力振幅値より腐食疲労進展式構築３１で、
先に示した腐食疲労進展式（１）を構築する。腐食疲労
き裂の計測３０においては、漏洩磁束法、超音波探傷
法、放射線探傷法および断面観察法などによる計測、統
計評価を取り入れ最大値を予測しても良い。 また、水
壁管外側面の外面からの腐食疲労き裂深さの計測３２
で、種々の非破壊または破壊検査法、たとえば超音波探
傷法、放射線探傷法および断面観察法などによってき裂
深さを計測し、疲労き裂進展式の構築３３で、たとえ
ば、ｄａ／ｄＮ＝ａΔＫ＾ｂのＰａｒｉｓ式の係数を設
定し、進展式を構築する。内側壁面側からの残肉厚によ
る応力振幅補正３５により応力振幅を補正する。また、
外側壁面側からの残肉厚による応力振幅補正３４により
応力振幅を補正する。 次に、腐食疲労き裂進展解析３
６で第１実施形態と同様に予め決められる一定の時間毎
に逐次累積計算を行なう。内外面き列による噴破限界残
肉厚の計算、疲労き裂進展解析３８で疲労き裂進展解析
を行なう。
するフローシートである。第２実施形態の伝熱管の寿命
診断方法は、（ボイラ火炉蒸発）水壁管の内側面から腐
食疲労き裂が発生し、水壁管外側面からも腐食疲労き裂
が同時に発生する場合の寿命診断方法である。水壁管内
側面の腐食疲労き裂の計測３０で種々の非破壊または破
壊検査法で腐食疲労き裂深さを計測し、運転時間、起動
停止回数、応力振幅値より腐食疲労進展式構築３１で、
先に示した腐食疲労進展式（１）を構築する。腐食疲労
き裂の計測３０においては、漏洩磁束法、超音波探傷
法、放射線探傷法および断面観察法などによる計測、統
計評価を取り入れ最大値を予測しても良い。 また、水
壁管外側面の外面からの腐食疲労き裂深さの計測３２
で、種々の非破壊または破壊検査法、たとえば超音波探
傷法、放射線探傷法および断面観察法などによってき裂
深さを計測し、疲労き裂進展式の構築３３で、たとえ
ば、ｄａ／ｄＮ＝ａΔＫ＾ｂのＰａｒｉｓ式の係数を設
定し、進展式を構築する。内側壁面側からの残肉厚によ
る応力振幅補正３５により応力振幅を補正する。また、
外側壁面側からの残肉厚による応力振幅補正３４により
応力振幅を補正する。 次に、腐食疲労き裂進展解析３
６で第１実施形態と同様に予め決められる一定の時間毎
に逐次累積計算を行なう。内外面き列による噴破限界残
肉厚の計算、疲労き裂進展解析３８で疲労き裂進展解析
を行なう。
【００４３】次に、き裂進展解析と余寿命診断３９でき
裂進展の解析と余寿命の診断を行ない、残肉厚と噴破限
界の比較４０で、残肉厚が噴破限界（肉厚）より大きい
時にはボイラの運転継続４１を行ない、残肉厚が噴破限
界（肉厚）より小さくなった時に寿命とし、取替え、更
新４２を行なうものである。
裂進展の解析と余寿命の診断を行ない、残肉厚と噴破限
界の比較４０で、残肉厚が噴破限界（肉厚）より大きい
時にはボイラの運転継続４１を行ない、残肉厚が噴破限
界（肉厚）より小さくなった時に寿命とし、取替え、更
新４２を行なうものである。
【００４４】疲労き裂が進むことにより残肉厚が減少
し、応力振幅に補正が必要のため、相互に作用するフロ
ーになっている。応力が影響因子になる複合損傷のた
め、その要因は、腐食疲労、熱疲労を含めた疲労の他に
応力加速腐食なども含まれる。
し、応力振幅に補正が必要のため、相互に作用するフロ
ーになっている。応力が影響因子になる複合損傷のた
め、その要因は、腐食疲労、熱疲労を含めた疲労の他に
応力加速腐食なども含まれる。
【００４５】図３は、図１と同様の第３実施形態を説明
するフローシートである。第３実施形態の伝熱管の寿命
診断方法は、（ボイラ火炉蒸発）水壁管の内側面から孔
食または水蒸気酸化による減肉損傷（または腐食損傷）
が発生し、水壁管の外側面から疲労き裂損傷が同時に発
生する場合の寿命診断方法である。内面の孔食または水
蒸気酸化の計測５０で、先の第１、２実施形態と同様に
減肉量を計測し、孔食または水蒸気酸化速度式の構築５
１で速度式を構築する。内面の孔食または水蒸気酸化の
計測５０においては、超音波厚み計、放射線探傷法およ
び断面観察法などによる計測、統計評価を取り入れ最大
値の予測をしても良い。
するフローシートである。第３実施形態の伝熱管の寿命
診断方法は、（ボイラ火炉蒸発）水壁管の内側面から孔
食または水蒸気酸化による減肉損傷（または腐食損傷）
が発生し、水壁管の外側面から疲労き裂損傷が同時に発
生する場合の寿命診断方法である。内面の孔食または水
蒸気酸化の計測５０で、先の第１、２実施形態と同様に
減肉量を計測し、孔食または水蒸気酸化速度式の構築５
１で速度式を構築する。内面の孔食または水蒸気酸化の
計測５０においては、超音波厚み計、放射線探傷法およ
び断面観察法などによる計測、統計評価を取り入れ最大
値の予測をしても良い。
【００４６】また、外面からの疲労き裂深さの計測５２
で種々の非破壊または破壊検査法、たとえば超音波探傷
法、放射線探傷法および断面観察法などによるき裂深さ
を計測する。疲労き裂進展式の構築５３では、たとえ
ば、ｄａ／ｄＮ＝ａΔＫ＾ｂのＰａｒｉｓ式の係数を設
定し、疲労き裂の進展式を構築する。
で種々の非破壊または破壊検査法、たとえば超音波探傷
法、放射線探傷法および断面観察法などによるき裂深さ
を計測する。疲労き裂進展式の構築５３では、たとえ
ば、ｄａ／ｄＮ＝ａΔＫ＾ｂのＰａｒｉｓ式の係数を設
定し、疲労き裂の進展式を構築する。
【００４７】計測した残肉厚による応力振幅補正５４に
より応力振幅を補正し、き裂進展解析と余寿命診断５５
でき裂進展の解析と余寿命の診断を行なう。噴破限界き
裂深さの全面減肉による補正５６で噴破限界き裂深さの
補正を行ない、残肉厚と噴破限界の比較５７で、残肉厚
が噴破限界（肉厚）より大きい時にはボイラの運転継続
５８を行ない、残肉厚が噴破限界（肉厚）より小さくな
った時に寿命とし、取替え、更新５９を行なうものであ
る。
より応力振幅を補正し、き裂進展解析と余寿命診断５５
でき裂進展の解析と余寿命の診断を行なう。噴破限界き
裂深さの全面減肉による補正５６で噴破限界き裂深さの
補正を行ない、残肉厚と噴破限界の比較５７で、残肉厚
が噴破限界（肉厚）より大きい時にはボイラの運転継続
５８を行ない、残肉厚が噴破限界（肉厚）より小さくな
った時に寿命とし、取替え、更新５９を行なうものであ
る。
【００４８】内面から孔食などの腐食損傷、外面から熱
疲労を含めた疲労き裂が発生している場合のボイラ水壁
管の余寿命診断方法である。図１のフローに対して、管
の内面と外面の損傷を入れ替えたケースである。内面か
らの損傷要因としては、孔食または水蒸気酸化の他に内
面からの酸や塩による腐食も考えられる。
疲労を含めた疲労き裂が発生している場合のボイラ水壁
管の余寿命診断方法である。図１のフローに対して、管
の内面と外面の損傷を入れ替えたケースである。内面か
らの損傷要因としては、孔食または水蒸気酸化の他に内
面からの酸や塩による腐食も考えられる。
【００４９】図４は、図１に示す第１実施形態の伝熱管
の寿命診断方法を説明する図で、運転年数と外面減肉を
考慮した腐食疲労き裂進展曲線および外面減肉線の関係
曲線図である。外側壁面から高温腐食などによる減肉損
傷、内側壁面から腐食疲労き裂などの疲労損傷が同時に
発生した場合の評価結果で、腐食疲労き裂進展曲線７２
は、外面減肉により残板厚が低下した分応力振幅値を割
増し補正したもので、複数以上の損傷の相互作用を考慮
している。外面減肉線７１と腐食疲労き裂進展曲線７２
との間に限界残肉厚２．０ｍｍ（縦線分７４）をとると
破壊寿命は２７．５年となり、現時点２２年目と比較し
て推定寿命を算出すると、５．５年の残余寿命となる。
図中の２点鎖線７３は、図９と同じく、外面減肉を考慮
をしていない腐食疲労き裂進展曲線であるが、応力補正
によりその後の進展特性に大きな差があることがわか
る。
の寿命診断方法を説明する図で、運転年数と外面減肉を
考慮した腐食疲労き裂進展曲線および外面減肉線の関係
曲線図である。外側壁面から高温腐食などによる減肉損
傷、内側壁面から腐食疲労き裂などの疲労損傷が同時に
発生した場合の評価結果で、腐食疲労き裂進展曲線７２
は、外面減肉により残板厚が低下した分応力振幅値を割
増し補正したもので、複数以上の損傷の相互作用を考慮
している。外面減肉線７１と腐食疲労き裂進展曲線７２
との間に限界残肉厚２．０ｍｍ（縦線分７４）をとると
破壊寿命は２７．５年となり、現時点２２年目と比較し
て推定寿命を算出すると、５．５年の残余寿命となる。
図中の２点鎖線７３は、図９と同じく、外面減肉を考慮
をしていない腐食疲労き裂進展曲線であるが、応力補正
によりその後の進展特性に大きな差があることがわか
る。
【００５０】ここで、従来技術の図７、８および９の残
余寿命と本実施形態の残余寿命をまとめて比較すると次
のようになる。
余寿命と本実施形態の残余寿命をまとめて比較すると次
のようになる。
【００５１】 損 傷 残余寿命 （１）内面腐食疲労単独（図７） ２４年 （２）外面高温腐食単独（図８） ４３年 （３）腐食疲労＋外面減肉（相互作用無視、図９） １０．５年 （４）内面腐食疲労＋外面減肉（外面減肉応力補正、図４）５．５年 発電用大型ボイラの定期検査は、通常２〜３年毎に行な
われる。上記診断結果では残余寿命が５．５年であり、
次々回定期検査では６年後になることがあり、寿命以上
に運転することになるので噴破の危険性が高い。従って
次回定検時には取替えないし更新が必要といえる。上記
従来技術の（３）の診断では１０年後の定検で取り替え
ることになり、その前に水壁管が噴破し多大な損害を生
じさせることになる。
われる。上記診断結果では残余寿命が５．５年であり、
次々回定期検査では６年後になることがあり、寿命以上
に運転することになるので噴破の危険性が高い。従って
次回定検時には取替えないし更新が必要といえる。上記
従来技術の（３）の診断では１０年後の定検で取り替え
ることになり、その前に水壁管が噴破し多大な損害を生
じさせることになる。
【００５２】本実施形態においては、複数の因子により
損傷を受ける水壁管に対して、従来技術より高精度に損
傷度や残余寿命を診断でき、確実な予防保全が可能で、
火力発電プラントでの安定した電力供給が可能となる。
損傷を受ける水壁管に対して、従来技術より高精度に損
傷度や残余寿命を診断でき、確実な予防保全が可能で、
火力発電プラントでの安定した電力供給が可能となる。
【００５３】
【発明の効果】本発明の伝熱管の寿命診断方法によれ
ば、伝熱管の複合損傷による残余寿命を高精度に診断で
きる。
ば、伝熱管の複合損傷による残余寿命を高精度に診断で
きる。
【図１】本発明に係る伝熱管の寿命診断方法の第１実施
形態を説明するフローシートである。
形態を説明するフローシートである。
【図２】図１と同様の第２実施形態を説明するフローシ
ートである。
ートである。
【図３】図１と同様の第３実施形態を説明するフローシ
ートである。
ートである。
【図４】本発明に係る伝熱管の寿命診断方法を説明する
図で、運転年数と外面減肉を考慮した腐食疲労き裂進展
曲線および外面減肉線の関係曲線図である。
図で、運転年数と外面減肉を考慮した腐食疲労き裂進展
曲線および外面減肉線の関係曲線図である。
【図５】ボイラ火炉蒸発水壁管の損傷例を示す説明図で
ある。
ある。
【図６】ボイラ火炉蒸発水壁管のさらに別の損傷例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】運転年数と腐食疲労き裂深さの関係曲線図であ
る。
る。
【図８】運転年数と外面腐食深さの関係曲線図である。
【図９】外面腐食の影響を無視した場合の運転年数と腐
食疲労き裂深さの関係曲線図である。
食疲労き裂深さの関係曲線図である。
７０ 初期肉厚 ７１ 外面減肉線 ７２ 腐食疲労き裂進展曲線（外面減肉による応力振幅
補正） ７３ 腐食疲労き裂進展曲線（外面減肉を考慮していな
い） ７４ 縦線分 ８０ ボイラ火炉蒸発水壁管 ８１ 付着金物 ８２ 溶接部 ８３ 孔食 ８４ 熱疲労き裂 ８５ 高温腐食または低温腐食 ８７ フィラープレート ８８ メンブレンバー ８９ 腐食疲労き裂 ９０ 外面腐食
補正） ７３ 腐食疲労き裂進展曲線（外面減肉を考慮していな
い） ７４ 縦線分 ８０ ボイラ火炉蒸発水壁管 ８１ 付着金物 ８２ 溶接部 ８３ 孔食 ８４ 熱疲労き裂 ８５ 高温腐食または低温腐食 ８７ フィラープレート ８８ メンブレンバー ８９ 腐食疲労き裂 ９０ 外面腐食
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 曜明 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 内側に高温高圧の流体が流通し、外側に
高温ガスが流れるとともに、応力が影響因子となる疲労
損傷と、腐食や摩耗などによって肉厚が減少する減肉損
傷とが複合して発生する伝熱管の寿命を診断する伝熱管
の寿命診断方法において、前記伝熱管のある損傷時点に
おける損傷の計測データに基いて前記疲労損傷の進展深
さを表す疲労損傷進展式および前記減肉損傷の進行深さ
を表す減肉損傷速度式を構築し、前記損傷時点における
前記伝熱管の残肉厚に応じて応力または応力振幅を補正
し、予め決められる一定時間毎の繰返し累積計算によっ
て前記疲労損傷の進展深さおよび前記減肉損傷の進行深
さを算出し、該算出される進展深さおよび進行深さと前
記伝熱管の噴破を回避する限界肉厚から残余寿命を算出
し前記伝熱管の寿命を診断することを特徴とする伝熱管
の寿命診断方法。 - 【請求項２】 内側に高温高圧の流体が流通し、外側に
高温ガスが流れるとともに、内側壁面に応力が影響因子
となる疲労損傷と、外側壁面に高温腐食などによって肉
厚が減少する減肉損傷とが複合して発生する伝熱管の寿
命を診断する伝熱管の寿命診断方法において、前記伝熱
管のある損傷時点における損傷の計測データに基いて前
記疲労損傷の進展深さを表す疲労損傷進展式および前記
減肉損傷の進行深さを表す減肉損傷速度式を構築し、予
め決められる一定時間毎に、前記伝熱管の疲労損傷の進
展深さと減肉損傷の進行深さとを加算し肉厚から引いて
残肉厚を算出し、該残肉厚に応じて応力または応力振幅
を補正して前記疲労損傷の進展深さを算出し、該算出さ
れる疲労損傷の進展深さおよび前記減肉損傷の進行深さ
と前記伝熱管の噴破を回避する限界肉厚から残余寿命を
算出し前記伝熱管の寿命を診断することを特徴とする伝
熱管の寿命診断方法。 - 【請求項３】 内側に高温高圧の流体が流通し、外側に
高温ガスが流れるとともに、応力が影響因子となる二種
類以上の疲労損傷が複合して発生する伝熱管の寿命を診
断する伝熱管の寿命診断方法において、前記伝熱管のあ
る損傷時点における損傷の計測データに基いて前記各疲
労損傷の進展深さを表す疲労損傷進展式を構築し、前記
損傷時点における前記伝熱管の残肉厚に応じて応力また
は応力振幅を補正し、予め決められる一定時間毎の繰返
し累積計算によって前記各疲労損傷の進展深さを算出
し、該算出される各進展深さと前記伝熱管の噴破を回避
する限界肉厚から各残余寿命を算出し、該各残余寿命の
うち最も小さい残余寿命から前記伝熱管の寿命を診断す
ることを特徴とする伝熱管の寿命診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094990A JPH11294708A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 伝熱管の寿命診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094990A JPH11294708A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 伝熱管の寿命診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP (1) | JPH11294708A (ja) |
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1998
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