JPS58201066A - 高温下で使用されたステンレス鋼鋼管（ｓｕｓ３２１ｈｔｂ）の残寿命推定法 - Google Patents
高温下で使用されたステンレス鋼鋼管（ｓｕｓ３２１ｈｔｂ）の残寿命推定法Info
- Publication number
- JPS58201066A JPS58201066A JP57084034A JP8403482A JPS58201066A JP S58201066 A JPS58201066 A JP S58201066A JP 57084034 A JP57084034 A JP 57084034A JP 8403482 A JP8403482 A JP 8403482A JP S58201066 A JPS58201066 A JP S58201066A
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- Japan
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- sigma phase
- remaining life
- stainless steel
- pipe
- sigma
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高温下で使用されるステンレス鋼鋼管（ＳｔＪ
Ｓ ３２１１−ＩＴＢ）の残寿命を推定する方法に関す
るものである。
Ｓ ３２１１−ＩＴＢ）の残寿命を推定する方法に関す
るものである。
例えば、火力発電所ボイラ過熱器管は使用中高温にさら
され長期間の運転に伴い管材質が次第に劣化する。そし
てこの材質の劣化は高温での機械的強度の低下を招ぎ使
用に耐え得なくなり、ときには事故などを招くなどの不
都合を生ずる。こうした事故防止を目的として前記過熱
器管につい−では定期的な検査を行い、変形や機械的性
質変化の度合などから劣化度の判定を行っているが、劣
化程度を的確に把握し残寿命を推定することは難しい。
され長期間の運転に伴い管材質が次第に劣化する。そし
てこの材質の劣化は高温での機械的強度の低下を招ぎ使
用に耐え得なくなり、ときには事故などを招くなどの不
都合を生ずる。こうした事故防止を目的として前記過熱
器管につい−では定期的な検査を行い、変形や機械的性
質変化の度合などから劣化度の判定を行っているが、劣
化程度を的確に把握し残寿命を推定することは難しい。
また、残寿命をクリープ試験の結果から推定する方法が
あるが、これには高温での長時間試験と未使用材のクリ
ープデータを必要とする等の問題がある。
あるが、これには高温での長時間試験と未使用材のクリ
ープデータを必要とする等の問題がある。
ところで２本発明者らは前記過熱器管材として用い得る
ステンレス鋼鋼管について検討したところ、このステン
レス鋼鋼管は高温下で使用されると使用時間（経時）に
伴いシグマ相と称される金属間化合物が析出生長し前記
ステンレス鋼鋼管４管の劣化度と関連することを確認し
た。
ステンレス鋼鋼管について検討したところ、このステン
レス鋼鋼管は高温下で使用されると使用時間（経時）に
伴いシグマ相と称される金属間化合物が析出生長し前記
ステンレス鋼鋼管４管の劣化度と関連することを確認し
た。
即ち、ＳＵＳ ３２１ＨＴＢステンレス鋼＃Ａ管におい
て析出するシグマ相の析出量は管材のクリープ速度と相
関があるため、このシグマ相の析出量によって管の劣化
度を容易にしかも的確に検知把握し残寿命を推定しうろ
ことを見い出しｌこ 。
て析出するシグマ相の析出量は管材のクリープ速度と相
関があるため、このシグマ相の析出量によって管の劣化
度を容易にしかも的確に検知把握し残寿命を推定しうろ
ことを見い出しｌこ 。
本発明は、上記知見に基づき高温下で使用されるステン
レス鋼鋼管の残寿命を容易かつ的確に推定し得る方法を
提供しようとするものである。
レス鋼鋼管の残寿命を容易かつ的確に推定し得る方法を
提供しようとするものである。
以下１本発明の詳細な説明すると１本発明は高温下で使
用されたステンレス鋼鋼管について生成析出するシグマ
相の量から管の残寿命を求めることを特徴とする。高温
下で使用されたステンレス鋼鋼管の残寿命推定法であっ
て次のような事実に基づくものである。。
用されたステンレス鋼鋼管について生成析出するシグマ
相の量から管の残寿命を求めることを特徴とする。高温
下で使用されたステンレス鋼鋼管の残寿命推定法であっ
て次のような事実に基づくものである。。
ステンレス鋼鋼管は高温高圧での使用により炭化物ある
いはシグマ相が析出し、温度、使用条件によりおのおの
成長度合が異なる。長期使用過熱器用ステンレス鋼鋼管
の通常の腐食法（クロム酸電解法等）による金属組織は
第１図に示すように炭化物、シグマ相等が混在し、また
結晶粒界と重なっているものも多いことがら金属組織の
みで管材の劣化を判定するのは困難である。
いはシグマ相が析出し、温度、使用条件によりおのおの
成長度合が異なる。長期使用過熱器用ステンレス鋼鋼管
の通常の腐食法（クロム酸電解法等）による金属組織は
第１図に示すように炭化物、シグマ相等が混在し、また
結晶粒界と重なっているものも多いことがら金属組織の
みで管材の劣化を判定するのは困難である。
本発明者らは、過熱器管の長期使用による組織変化のう
らシグマ相の変化に着目しシグマ相の観察および定量法
について検討したところ。
らシグマ相の変化に着目しシグマ相の観察および定量法
について検討したところ。
１０規定苛性カリ液中で３ＶＯ，５秒間とごく短時間で
電解腐食することにより過熱器管の微細なシグマ相のみ
を着色できるようにした。上記方法により着色されたシ
グマ相を第２図に示す。
電解腐食することにより過熱器管の微細なシグマ相のみ
を着色できるようにした。上記方法により着色されたシ
グマ相を第２図に示す。
この着色されたシグマ相の量と管材の劣化との関係を調
べるためシグマ相の量を顕微鏡上で。
べるためシグマ相の量を顕微鏡上で。
Ｊ Ｉ Ｓ ＧＯ５５５１’−鋼の非金属介在物顕微鏡
試験方法」に準じて定量するとともに管材の温度７５０
℃、応力５ Ｋ７ ／ ｎ’でのクリープ速度を測定し
て両者の相関を調べたところ第３図に示すようであった
。両者の間には明らかに相関が認められる。実缶でクリ
ープ破断した管材についての結果も第３図の直線上にあ
った。
試験方法」に準じて定量するとともに管材の温度７５０
℃、応力５ Ｋ７ ／ ｎ’でのクリープ速度を測定し
て両者の相関を調べたところ第３図に示すようであった
。両者の間には明らかに相関が認められる。実缶でクリ
ープ破断した管材についての結果も第３図の直線上にあ
った。
一方、長期使用過熱器管材について温度７５０℃、応力
５に？／ｌｔ’でクリープ試験を行いクリープ速度の経
時変化を調べたところ第４図に示すようであった。
５に？／ｌｔ’でクリープ試験を行いクリープ速度の経
時変化を調べたところ第４図に示すようであった。
上記第３図、第４図に示したようにシグマ相量がクリー
プ速度と相関のあることおよびクリープ速度が時間とと
もに増大していくことから次式により長期使用過熱器管
の残寿命を推定することができる。
プ速度と相関のあることおよびクリープ速度が時間とと
もに増大していくことから次式により長期使用過熱器管
の残寿命を推定することができる。
Ｓσｔ＝に込ｔ＋Ｃ・・・（１）
εｔ ＝Ｋｔｌ＋ど・ ・・・（２）Ｓσｔｉｔ時間
使用後の管材のシグマ相量（％） εｔｉｔ時間使用後の管材のクリープ速度ｔ：長期使用
過熱器管の使用時間（ｈｒ）ε０ ：未使用材のクリー
プ速度 Ｋｌ、に！、Ｃ：定数 ５− （２）式より とｊ＝ｌ（ｌｊ＋ム εｒ＝隠十と。
使用後の管材のシグマ相量（％） εｔｉｔ時間使用後の管材のクリープ速度ｔ：長期使用
過熱器管の使用時間（ｈｒ）ε０ ：未使用材のクリー
プ速度 Ｋｌ、に！、Ｃ：定数 ５− （２）式より とｊ＝ｌ（ｌｊ＋ム εｒ＝隠十と。
詩：実缶での全寿命使用時のクリープ速度ｔｒ：管材の
全寿命 εは非常に小さいので ｔｒ εｒ （１）式ヨリ５ｃｙｔ ＝に１６ｔ ＋Ｃ８（７ｒ ＝
Ｋ１こｒ十Ｃ ８σｒ ：実缶での全寿命使用時のシグマ相聞（％） （３） 、 （４）式より全寿命ｔｒはしたがって、残
寿命１−を求める式は Ｌ＝全寿命−使用時間 ＝ｔ ｒ −ｔ ＝６− 第３図よりＳσｒには実缶でのクリープ破断材のシグマ
相量３．６９ （％）、Ｃには０．２１６を。
全寿命 εは非常に小さいので ｔｒ εｒ （１）式ヨリ５ｃｙｔ ＝に１６ｔ ＋Ｃ８（７ｒ ＝
Ｋ１こｒ十Ｃ ８σｒ ：実缶での全寿命使用時のシグマ相聞（％） （３） 、 （４）式より全寿命ｔｒはしたがって、残
寿命１−を求める式は Ｌ＝全寿命−使用時間 ＝ｔ ｒ −ｔ ＝６− 第３図よりＳσｒには実缶でのクリープ破断材のシグマ
相量３．６９ （％）、Ｃには０．２１６を。
また管の強度のバラツキを考慮した補正値を０．６とす
ると （６）式は したがって、シグマ相聞を測定することにより長期使用
ステンレス鋼鋼管の残寿命を容易に把握することかでき
る。
ると （６）式は したがって、シグマ相聞を測定することにより長期使用
ステンレス鋼鋼管の残寿命を容易に把握することかでき
る。
次に本発明の実施例を記載する。まず火力発電所ボイラ
で略８７，２００時間使用時から略９４，５００時間ま
でステンレス鋼鋼管を定期点検時に抜管しシグマ相量を
測定して前記推定式により求めた残寿命は第１表の如く
であった。実際の使用時間の増加と残寿命時間の減少と
は略一致していた。
で略８７，２００時間使用時から略９４，５００時間ま
でステンレス鋼鋼管を定期点検時に抜管しシグマ相量を
測定して前記推定式により求めた残寿命は第１表の如く
であった。実際の使用時間の増加と残寿命時間の減少と
は略一致していた。
第１表 残寿命の推定結果
以上のように本発明によれば、高温下で使用されたステ
ンレス鋼鋼管（ＳＵＳ ３２１ＨＴＢ）について、生成
析出するシグマ相を定量することにより、鋼管の残寿命
を容易に推定することがＣぎる。
ンレス鋼鋼管（ＳＵＳ ３２１ＨＴＢ）について、生成
析出するシグマ相を定量することにより、鋼管の残寿命
を容易に推定することがＣぎる。
第１図は長期使用ステンレス鋼鋼管のクロム酸電解法に
よる金属組織を示す図であり、Ａは８９．９００時間使
用したもの、Ｂはクリープ破断じたものである。 第２図は長期使用ステンレス鋼鋼管のシグマ相組械を示
す図であり、Ａは８９，９００時間使用したもの、Ｂは
クリープ破断したものである。 第３図は長期使用ステンレス鋼鋼管のシグマ相量とクリ
ープ速度との相関を示す図である。 第４図はクリープ速度の経時変化を示す図である。 ９− 譬１図 図面の浄書（内容に変更なし）冨２図 Ａ 、Ｂ＋３ 図 θ １０ ２０ ３０ ４０Ｓ０ １．０
７Ｑ７ リーア 捷一度 巨（・＋ｖ−ＶＨ）ｊＢｏｏ
２（ｌθθ日与
ｌｔ′（３，−） 手続補正書（方式） ％式％ １ 事件の表示 昭和５７年 特許願第ざりｏ３り号 ２ 発明の名称 高温下使用の５ＵＳ３ｊ／ＨＴＢステンレス鋼鋼管の残
寿命推定法 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 昭和５７年ｇ月７３日 明細書の図面の簡単な説明の欄 図面 第１図、第２図 ６ 補正の内容 発明の名称の変更 明細書の図面の簡単な説明の変更 図面の説明文字の削除、写真の差替 願書、明細書の浄書
よる金属組織を示す図であり、Ａは８９．９００時間使
用したもの、Ｂはクリープ破断じたものである。 第２図は長期使用ステンレス鋼鋼管のシグマ相組械を示
す図であり、Ａは８９，９００時間使用したもの、Ｂは
クリープ破断したものである。 第３図は長期使用ステンレス鋼鋼管のシグマ相量とクリ
ープ速度との相関を示す図である。 第４図はクリープ速度の経時変化を示す図である。 ９− 譬１図 図面の浄書（内容に変更なし）冨２図 Ａ 、Ｂ＋３ 図 θ １０ ２０ ３０ ４０Ｓ０ １．０
７Ｑ７ リーア 捷一度 巨（・＋ｖ−ＶＨ）ｊＢｏｏ
２（ｌθθ日与
ｌｔ′（３，−） 手続補正書（方式） ％式％ １ 事件の表示 昭和５７年 特許願第ざりｏ３り号 ２ 発明の名称 高温下使用の５ＵＳ３ｊ／ＨＴＢステンレス鋼鋼管の残
寿命推定法 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 昭和５７年ｇ月７３日 明細書の図面の簡単な説明の欄 図面 第１図、第２図 ６ 補正の内容 発明の名称の変更 明細書の図面の簡単な説明の変更 図面の説明文字の削除、写真の差替 願書、明細書の浄書
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 高温下で使用されたステンレス鋼鋼管（ＳＵＳ３２１Ｈ
ＴＢ）について、生成析出するシグマ相（鉄とクロムの
金属間化合物）の量から次式により管の残寿命を求める
ことを特徴とする高温下で使用されたステンレス鋼鋼管
の残寿命推定法 Ｌ：残寿命 Ｓσｔ ：を時間使用後のシグマ相量（％）Ｓσｒ
：全寿命使用時のシグマ相量（％）Ｃ：定数 ［：使用時間
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084034A JPS58201066A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 高温下で使用されたステンレス鋼鋼管（ｓｕｓ３２１ｈｔｂ）の残寿命推定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084034A JPS58201066A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 高温下で使用されたステンレス鋼鋼管（ｓｕｓ３２１ｈｔｂ）の残寿命推定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58201066A true JPS58201066A (ja) | 1983-11-22 |
Family
ID=13819241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084034A Pending JPS58201066A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 高温下で使用されたステンレス鋼鋼管（ｓｕｓ３２１ｈｔｂ）の残寿命推定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58201066A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0264813A2 (en) * | 1986-10-16 | 1988-04-27 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Method of predicting remaining lifetime of metal material |
| US9267636B2 (en) | 2010-05-07 | 2016-02-23 | 1876255 Ontario Limited | Protective liner with wear detection |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5036614A (ja) * | 1973-08-08 | 1975-04-05 | ||
| JPS564142A (en) * | 1979-04-24 | 1981-01-17 | Rhone Poulenc Syst | Producing nonndestructive identfication card having photograph and card made by same |
| JPS5729562A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-17 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | Heat resistant cast steel with excellent high temperature strength |
-
1982
- 1982-05-20 JP JP57084034A patent/JPS58201066A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5036614A (ja) * | 1973-08-08 | 1975-04-05 | ||
| JPS564142A (en) * | 1979-04-24 | 1981-01-17 | Rhone Poulenc Syst | Producing nonndestructive identfication card having photograph and card made by same |
| JPS5729562A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-17 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | Heat resistant cast steel with excellent high temperature strength |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0264813A2 (en) * | 1986-10-16 | 1988-04-27 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Method of predicting remaining lifetime of metal material |
| US4768383A (en) * | 1986-10-16 | 1988-09-06 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Method of predicting remaining lifetime of metal material |
| US9267636B2 (en) | 2010-05-07 | 2016-02-23 | 1876255 Ontario Limited | Protective liner with wear detection |
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