JPS58211625A - 高温流体容器の寿命予知法 - Google Patents
高温流体容器の寿命予知法Info
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- JPS58211625A JPS58211625A JP9321082A JP9321082A JPS58211625A JP S58211625 A JPS58211625 A JP S58211625A JP 9321082 A JP9321082 A JP 9321082A JP 9321082 A JP9321082 A JP 9321082A JP S58211625 A JPS58211625 A JP S58211625A
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- JP
- Japan
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- stress
- temperature
- pressure
- damage
- casing
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/60—Investigating resistance of materials, e.g. refractory materials, to rapid heat changes
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
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】
本発明は高温流体にさらされる容器の寿命予知方法及び
その装置に関する。
その装置に関する。
こノ種の容器例えばタービンケーシング等゛ケ、高温流
体に常にさらされており、くり返し熱応力を受ける。こ
の結果、容器に疲労とクリープに由来す不欠陥が生じて
構造強度が低下することがある。このような場合、強度
的余寿命評価を行なっておかないと、容器破損やそれに
伴う大事故のおそれも考えられる。特に、タービンのケ
ーシング、主弁、加減弁の強度的余寿命評価を行なうこ
とは重要である。
体に常にさらされており、くり返し熱応力を受ける。こ
の結果、容器に疲労とクリープに由来す不欠陥が生じて
構造強度が低下することがある。このような場合、強度
的余寿命評価を行なっておかないと、容器破損やそれに
伴う大事故のおそれも考えられる。特に、タービンのケ
ーシング、主弁、加減弁の強度的余寿命評価を行なうこ
とは重要である。
従来、かかるケーシングや主弁 加減弁などについては
、設計段階で大きな安全率を設定して、その強度的信頼
性を極めて高いものにしてｈる。
、設計段階で大きな安全率を設定して、その強度的信頼
性を極めて高いものにしてｈる。
従って、特に余寿命評価けなされることなく運転が行な
われている。しかし近年は、タービンの大容量化や運転
条件の苛酷化により、その材料劣化の進行とともにケー
シング、主弁、加減弁などに潜在する微小き裂の成長が
促進され、場合によってはき裂が板厚を貫通することに
よる重大事故発生の可能性も考慮しなければならなくな
っている。
われている。しかし近年は、タービンの大容量化や運転
条件の苛酷化により、その材料劣化の進行とともにケー
シング、主弁、加減弁などに潜在する微小き裂の成長が
促進され、場合によってはき裂が板厚を貫通することに
よる重大事故発生の可能性も考慮しなければならなくな
っている。
このような状況にあるにもかかわらず、従来はケーシン
グ、主弁、加減弁に対してはその監視レステムといった
ものがない。タービンケーシング、主弁及び加減弁につ
いてその強度的な寿命や材料劣化度を運転モードと対応
して算出し、オンライン監視評価できるようにすれば、
極めて便利なのであるが、未だこれを可能ならしめる構
成は全く提案されていない。僅かにロータについて、そ
の周囲の蒸気及びガス温度やケーシング内表面温度等の
測定により、ロータに発生する熱応力を推定し、その熱
応力の変化率や絶対値からタービンの運転を制（至）す
るシステムが開発されている程度である。
グ、主弁、加減弁に対してはその監視レステムといった
ものがない。タービンケーシング、主弁及び加減弁につ
いてその強度的な寿命や材料劣化度を運転モードと対応
して算出し、オンライン監視評価できるようにすれば、
極めて便利なのであるが、未だこれを可能ならしめる構
成は全く提案されていない。僅かにロータについて、そ
の周囲の蒸気及びガス温度やケーシング内表面温度等の
測定により、ロータに発生する熱応力を推定し、その熱
応力の変化率や絶対値からタービンの運転を制（至）す
るシステムが開発されている程度である。
本発明の目的は、高温流体にさらされる容器において、
その評価点でのデータ採取に基づいてその強度的余寿命
を算出し、これにより前述の重大事故を未然に防止し得
る高温流体容器の寿命予知方法及びその装置を提供する
にある。
その評価点でのデータ採取に基づいてその強度的余寿命
を算出し、これにより前述の重大事故を未然に防止し得
る高温流体容器の寿命予知方法及びその装置を提供する
にある。
この目的を達成するため、本発明においては、高温流体
の温度と圧力を計測し、容器の評価点における温度を計
測し、各計測値に基づき評価点に発生する被害量を破壊
力学的に算出し、予め算出しておいた許容値との比較に
より前記容器の余寿命を予測するようにした高温流体容
器の寿命予知方法を提供するものであり、ここで、破壊
力学的な算出や許容値の算出は、その基本データとじて
容器の時間依存型寿命曲線及び繰り返し依存型損傷度よ
り損傷度を算出して、一層正確な寿命の予知が可能であ
る。
の温度と圧力を計測し、容器の評価点における温度を計
測し、各計測値に基づき評価点に発生する被害量を破壊
力学的に算出し、予め算出しておいた許容値との比較に
より前記容器の余寿命を予測するようにした高温流体容
器の寿命予知方法を提供するものであり、ここで、破壊
力学的な算出や許容値の算出は、その基本データとじて
容器の時間依存型寿命曲線及び繰り返し依存型損傷度よ
り損傷度を算出して、一層正確な寿命の予知が可能であ
る。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。本
実施例では、蒸気タービンケーシングの寿命診断システ
ムに適用した場合で説明する。
実施例では、蒸気タービンケーシングの寿命診断システ
ムに適用した場合で説明する。
第１図は高圧段蒸気タービンであり、図示のように上ケ
ーシング１及び下ケーシング２より成っている。高温高
圧の主蒸気５は加減弁室３を通り、初段翼部４に入る。
ーシング１及び下ケーシング２より成っている。高温高
圧の主蒸気５は加減弁室３を通り、初段翼部４に入る。
その後、高圧段を通り、高圧排気６として再熱器（図示
せず）に入り、ここで再び高温高圧に加熱された後、再
熱蒸気７として中圧段に入る。中圧段を通過した後、蒸
気の大部分は中圧排気として低圧段に行き、残りはＡ５
抽気９とし、ケーシング外に出る。
せず）に入り、ここで再び高温高圧に加熱された後、再
熱蒸気７として中圧段に入る。中圧段を通過した後、蒸
気の大部分は中圧排気として低圧段に行き、残りはＡ５
抽気９とし、ケーシング外に出る。
本発明は、高温流体の温度と圧力とを計測し、かつ、容
器の評価点の温度を計測して、これらデータに基づき評
価点に発生する被害量を算出し、予め算出しておいた許
容値との比較により診断を行なう。上記のような蒸気タ
ービンケーシングで本発明を具体化するに当って、診断
のもととなる流体のデータ（温度、圧力）として主蒸気
５、高圧排気６、再熱蒸気７、中圧排気８（蒸気の大部
分は中圧排気８として低圧段に行き、残りけ屋５抽気と
してケーシング外に出る）、及びノに５抽気９の各々の
温度と圧力をとり、容器の評価点としてケーシング内・
外表面の複数個所の温度をとる。
器の評価点の温度を計測して、これらデータに基づき評
価点に発生する被害量を算出し、予め算出しておいた許
容値との比較により診断を行なう。上記のような蒸気タ
ービンケーシングで本発明を具体化するに当って、診断
のもととなる流体のデータ（温度、圧力）として主蒸気
５、高圧排気６、再熱蒸気７、中圧排気８（蒸気の大部
分は中圧排気８として低圧段に行き、残りけ屋５抽気と
してケーシング外に出る）、及びノに５抽気９の各々の
温度と圧力をとり、容器の評価点としてケーシング内・
外表面の複数個所の温度をとる。
主蒸気５のデータは、コントロールパルブチ計測する（
コントロールパルプの位置は第１図には示されていない
が、矢印５の直前に該当する）。
コントロールパルプの位置は第１図には示されていない
が、矢印５の直前に該当する）。
第２図はこのタービンケーシングの高圧段下ケーシング
２を示す。上記計測の内、温度については、この第２図
中に示す各点における熱電対ｌＯを用いて行なう。
２を示す。上記計測の内、温度については、この第２図
中に示す各点における熱電対ｌＯを用いて行なう。
一方、ケーシングの各測定個所の温度が機器における評
価点となる。第３図は本例のタービンケーシングの一部
断面図を示す。熱電対１０ａはケーシング外表面の孔１
１の温度測定用であり、熱電対１０ｂ、ＩＯＣけそれぞ
れ孔１１の中空部及び奥部の温度を測定するだめのもの
である。
価点となる。第３図は本例のタービンケーシングの一部
断面図を示す。熱電対１０ａはケーシング外表面の孔１
１の温度測定用であり、熱電対１０ｂ、ＩＯＣけそれぞ
れ孔１１の中空部及び奥部の温度を測定するだめのもの
である。
このように、メタル温度を内外表面（例えば熱電対１Ｏ
ａ）と板厚中央部（例えば熱一体１ ｌｂ）で測定する
ことにより、評価点に発生する熱応力を高精度で算出す
ることができる。
ａ）と板厚中央部（例えば熱一体１ ｌｂ）で測定する
ことにより、評価点に発生する熱応力を高精度で算出す
ることができる。
上記各計測値に基づき、評価点に発生する内圧と熱応力
と分求め、得られたデータをデータ診断部で診断する。
と分求め、得られたデータをデータ診断部で診断する。
本例では内圧と熱応力とは、以下のように求める。即ち
、第４図において、１２け圧力検出装置であって、コン
トロールバルブでの蒸気圧（主蒸気５の蒸気圧）、高圧
排気の蒸気圧、再熱蒸気弁における蒸気圧（再熱蒸気７
における蒸気圧）、中、圧排気の蒸気圧（＆５抽気９に
おける蒸′気圧）を計測する。、１３け温度検出＠置で
あって、圧力検出装置１２により検出する各部の温度を
計測する。１４け温度測定用熱り対であって、ケーシン
グのメタル温度１７を測るもので１．＋、各熱電対ｔＯ
ａ〜１０ｂに該当する。上記データが得られると、その
内、蒸気圧１５はケーシング内圧として内圧応力演算器
１８に入る。同時に、検出装置１３によって測定検知さ
れたコントロ−ルバルブ、再熱蒸気弁、高圧排気、中圧
排気の各蒸気温度は熱応力演算器１９に入る。この熱応
力演算器１９には、熱電対（検出装置）１４によって測
定されたメタル温度モ入る。
、第４図において、１２け圧力検出装置であって、コン
トロールバルブでの蒸気圧（主蒸気５の蒸気圧）、高圧
排気の蒸気圧、再熱蒸気弁における蒸気圧（再熱蒸気７
における蒸気圧）、中、圧排気の蒸気圧（＆５抽気９に
おける蒸′気圧）を計測する。、１３け温度検出＠置で
あって、圧力検出装置１２により検出する各部の温度を
計測する。１４け温度測定用熱り対であって、ケーシン
グのメタル温度１７を測るもので１．＋、各熱電対ｔＯ
ａ〜１０ｂに該当する。上記データが得られると、その
内、蒸気圧１５はケーシング内圧として内圧応力演算器
１８に入る。同時に、検出装置１３によって測定検知さ
れたコントロ−ルバルブ、再熱蒸気弁、高圧排気、中圧
排気の各蒸気温度は熱応力演算器１９に入る。この熱応
力演算器１９には、熱電対（検出装置）１４によって測
定されたメタル温度モ入る。
この熱応力演算器１９では、ケーシングの内外表面の温
度差及び温度分布パターンを決定し、熱応力を算出する
。演算器１９には各蒸気温度とケーシングの内外表面、
及び中央部の温度データとが入力されるので、この算出
が行なえる。内圧応力演算器１８からの出力と、熱応力
演算器１９がらの出力とけ加算器２ｏに人力して、ここ
で各々内圧、熱応力に関するデータが加えられる。この
加算器２０からの゛出力け、３つのルートを通って診断
される。即ち、−っけ比較器２１で運転許容応力値２２
と比較され、判定器２３を介して警報表示装置２４に至
るルートである。他の２っけ分析器２５．２８等を通る
ルートである。
度差及び温度分布パターンを決定し、熱応力を算出する
。演算器１９には各蒸気温度とケーシングの内外表面、
及び中央部の温度データとが入力されるので、この算出
が行なえる。内圧応力演算器１８からの出力と、熱応力
演算器１９がらの出力とけ加算器２ｏに人力して、ここ
で各々内圧、熱応力に関するデータが加えられる。この
加算器２０からの゛出力け、３つのルートを通って診断
される。即ち、−っけ比較器２１で運転許容応力値２２
と比較され、判定器２３を介して警報表示装置２４に至
るルートである。他の２っけ分析器２５．２８等を通る
ルートである。
比較器２１を通るルートにっｂて説明する。この比較器
２１には基準値２２、っ１す、許容応力も入力され、こ
むで、先に算出された応力絶対値（加算器２０からの入
力）と許容応力との比較がなされる。次いで、判定器２
３で、算出された推定応力絶対値に対するケーシングの
安全性を、基準値（許容値）２２との比較により判定す
る。許容応力値を越すか、あるいけ、越す可能性があれ
ば警報表示装置２４に警報または最適運転条件をディス
プレイ表示する。
２１には基準値２２、っ１す、許容応力も入力され、こ
むで、先に算出された応力絶対値（加算器２０からの入
力）と許容応力との比較がなされる。次いで、判定器２
３で、算出された推定応力絶対値に対するケーシングの
安全性を、基準値（許容値）２２との比較により判定す
る。許容応力値を越すか、あるいけ、越す可能性があれ
ば警報表示装置２４に警報または最適運転条件をディス
プレイ表示する。
分析器２５．２８を通るルートでは、ケーシングに潜在
する微小き裂が疲労、クリープ、腐食等により成長する
度合いを破壊力学的に算出して、診断を行なう。まず、
加算器２０からの出力は、クリープによる損傷を評価す
るため、時間対応力及び温度線図３５の両者から分析器
２８によって評価位置での応力、温度が決定される。加
算器２９け等しい応力、温度で保持される時間を累積し
ていくもので１−この累積値とクリープ破断時間曲線３
６から損傷評価計算を演算器１９で行なう。
する微小き裂が疲労、クリープ、腐食等により成長する
度合いを破壊力学的に算出して、診断を行なう。まず、
加算器２０からの出力は、クリープによる損傷を評価す
るため、時間対応力及び温度線図３５の両者から分析器
２８によって評価位置での応力、温度が決定される。加
算器２９け等しい応力、温度で保持される時間を累積し
ていくもので１−この累積値とクリープ破断時間曲線３
６から損傷評価計算を演算器１９で行なう。
これらは、第６図のフロー図のブロック４８゜４９に対
応する。
応する。
一方、疲労による損傷評価は、分析器２５圧よって時間
対応力線図３７より応力振巾を決定する。
対応力線図３７より応力振巾を決定する。
次に この応力振巾の等しいものの回数を加算器２６で
積算する。この応力振巾値とその発生回数、及び疲労強
度線図３８とから疲労による損傷値が演算″５２７によ
って求められる。これらは第６図のブロック４８．５０
に対応する。次に、この両者の損傷値を加算器３１で加
え、トータルの損傷値を材料の基準値３３と比較し、余
寿命を判定器３４で評価する。
積算する。この応力振巾値とその発生回数、及び疲労強
度線図３８とから疲労による損傷値が演算″５２７によ
って求められる。これらは第６図のブロック４８．５０
に対応する。次に、この両者の損傷値を加算器３１で加
え、トータルの損傷値を材料の基準値３３と比較し、余
寿命を判定器３４で評価する。
以上の評価によって、クリープと疲労の両方の損傷を受
ける構造部材に対してそのオンライン寿命評価が可能と
なる。
ける構造部材に対してそのオンライン寿命評価が可能と
なる。
この寿命診断システムを第５図、第６図のフロー図にお
込て詳細に説明する。即ち、ブロック３７．３８．３９
は、第４図のブロック１２゜１３．１４に相当し、測定
された蒸気温度、圧力及びケーシングの内外表面金属温
度をそれぞれ示す。この測定値を基に、ケーシング板厚
方向の温度分布を計算し、この値よシ、板厚方向の熱応
力、内圧による応力を計算する。ブロック４ｏで、内圧
による応力σ２を算出する。内圧による応力としてのケ
ーシング円周方向の応力（σθ）、ハ、ここで、 ■、□ ： ケーシング外半径 Ｒ；任意半径Ｒ１，：
ケーシング肉牛径（Ｒ，、亀≧にシＲ＋、）Ｐｉｔ
ｔ 内部蒸気圧 Ｐ ｅａｌ ！ 大気圧 また、ブロック４１はケーシング板厚方向温度差から熱
応力σＴｋ算出する。この熱応力算出式を次に示す。即
ち、熱応力の算出式も内圧による応力と同、鰻に、ケー
シング円周方向応力（σ、）、け、Ｔ■は、板厚方向温
度分布を、αＩＥＩ νけそれぞれ、線膨張係数、ヤン
グ率、ポアソン比を表ワ′す。これら求められた内圧及
び熱応力をブロック４２で加え合せ評価位置での応力と
して定義する。
込て詳細に説明する。即ち、ブロック３７．３８．３９
は、第４図のブロック１２゜１３．１４に相当し、測定
された蒸気温度、圧力及びケーシングの内外表面金属温
度をそれぞれ示す。この測定値を基に、ケーシング板厚
方向の温度分布を計算し、この値よシ、板厚方向の熱応
力、内圧による応力を計算する。ブロック４ｏで、内圧
による応力σ２を算出する。内圧による応力としてのケ
ーシング円周方向の応力（σθ）、ハ、ここで、 ■、□ ： ケーシング外半径 Ｒ；任意半径Ｒ１，：
ケーシング肉牛径（Ｒ，、亀≧にシＲ＋、）Ｐｉｔ
ｔ 内部蒸気圧 Ｐ ｅａｌ ！ 大気圧 また、ブロック４１はケーシング板厚方向温度差から熱
応力σＴｋ算出する。この熱応力算出式を次に示す。即
ち、熱応力の算出式も内圧による応力と同、鰻に、ケー
シング円周方向応力（σ、）、け、Ｔ■は、板厚方向温
度分布を、αＩＥＩ νけそれぞれ、線膨張係数、ヤン
グ率、ポアソン比を表ワ′す。これら求められた内圧及
び熱応力をブロック４２で加え合せ評価位置での応力と
して定義する。
次に、過去の運転履歴、すなわち、発生応力とその時の
金属温度及び保持時間の累積値とから、材料自身の劣化
度を基準値と比較してブロック４３で判断する。もし劣
化度が大きい場合は、以後使用する材料特性値（ヤング
率、ポアソン比、降伏応力、疲労強度、腐食疲労強度、
クリープ破断時間、き裂進展速度、Ｋｔｃ値、運転許容
応力等）を変更して寿命診断を実施する。ブロック４５
では、ブロック４２で求めた現在の運転応力が運転許容
応力値を越えているか、否かの判断を行ない、越えてい
る場合は、必要に応じて警報又は表示を行なう。
金属温度及び保持時間の累積値とから、材料自身の劣化
度を基準値と比較してブロック４３で判断する。もし劣
化度が大きい場合は、以後使用する材料特性値（ヤング
率、ポアソン比、降伏応力、疲労強度、腐食疲労強度、
クリープ破断時間、き裂進展速度、Ｋｔｃ値、運転許容
応力等）を変更して寿命診断を実施する。ブロック４５
では、ブロック４２で求めた現在の運転応力が運転許容
応力値を越えているか、否かの判断を行ない、越えてい
る場合は、必要に応じて警報又は表示を行なう。
次に、第６図を用いて損傷評価法を説明する。
ブロック４７け、運転時間と発生応力の関係を線図化す
る（ブロック４７）。この時間対応力線図より最初にブ
ロック４９の時間依存型損傷としてクリープ損傷評価法
を述べる。この評価を実施するためには、ブロック４７
で得られた時間対応力線図の波形分析を実施しなければ
ならない。クリープ損傷評価のだめの応力波形分析４８
を、第７図を参照して説明する。図中上段は評価点の金
属温度、下段は、応力変化を示す。今、オンラインでの
サンプリング間隔をΔ１（＝時刻１．−１．−、）とす
るとこのΔを時間の間における評価点での応力は、第７
図中のσｉとσｔ−１の絶対値の大きい方の値を採用す
る。金属温度についても同様に、時刻１ 、、 と１
１の間の最大温度を採用する。すなわち、時刻１．−
、から次のサンプリング時効ｔ１までの間の評価点での
応力、金属温度、保持時開け、 σ＝Ｍ、、（ｌσ１１．１σ１１−１ １Ｔ＝ −−（Ｔ ＋ −１，Ｔ Ｉ）ｊｔ＝＝ｔ、−
ｔ、−。
る（ブロック４７）。この時間対応力線図より最初にブ
ロック４９の時間依存型損傷としてクリープ損傷評価法
を述べる。この評価を実施するためには、ブロック４７
で得られた時間対応力線図の波形分析を実施しなければ
ならない。クリープ損傷評価のだめの応力波形分析４８
を、第７図を参照して説明する。図中上段は評価点の金
属温度、下段は、応力変化を示す。今、オンラインでの
サンプリング間隔をΔ１（＝時刻１．−１．−、）とす
るとこのΔを時間の間における評価点での応力は、第７
図中のσｉとσｔ−１の絶対値の大きい方の値を採用す
る。金属温度についても同様に、時刻１ 、、 と１
１の間の最大温度を採用する。すなわち、時刻１．−
、から次のサンプリング時効ｔ１までの間の評価点での
応力、金属温度、保持時開け、 σ＝Ｍ、、（ｌσ１１．１σ１１−１ １Ｔ＝ −−（Ｔ ＋ −１，Ｔ Ｉ）ｊｔ＝＝ｔ、−
ｔ、−。
が作用して−るとして第１０図のクリープ破断線図から
温度Ｔ１応力σにおける破断時間Ｌｒｌ＆ を求める。
温度Ｔ１応力σにおける破断時間Ｌｒｌ＆ を求める。
このＬ＊ｒｌｌを用いて、このサンプリング間隔の間に
生じたクリープ損傷ＤＣは、Ｄ、＝Δｔ／ ｔ＊ｒｌｉ で計算される。ブロック４９では、この計算が行なわれ
る。同様にしてブロック５０で疲労損傷評価を実施する
。この場合も、ブロック４８の波形分析において応力振
幅を決定する。
生じたクリープ損傷ＤＣは、Ｄ、＝Δｔ／ ｔ＊ｒｌｉ で計算される。ブロック４９では、この計算が行なわれ
る。同様にしてブロック５０で疲労損傷評価を実施する
。この場合も、ブロック４８の波形分析において応力振
幅を決定する。
この疲労損傷評価のための応力波形分析は、第８図に示
すようにサンプリングデータより得られた応力値を一次
遅れ関数を用いて、疲労損傷に影響を及ぼさない微小振
幅を消去し、応力のピーク値を探索して行なわれる。こ
の得られた応力のピーク値を順次格納し、第８図に示す
ように、決められた規則（レインフロー法）に従って、
サイクルを識別し、応力振幅を決定する。−次遅れ関数
は ここに、 Ｙｓ４ｊ％−一次遅れ計算値 Ｙｔ ：ｔｎｉＪステップの一次遅れ計算値Ｉｌｌ
ｓ、データ測定周期 ＴＩ ：時定数 Ｘ＊＋ ｔ ：サンプリングデータ Δ ブロック５０の疲労損傷評価は、ブロック４８で得られ
た応力振幅をもとに、第９図に示す疲労強度線図から各
応力振幅に対する許容繰り返し数”ａｒｌｌを求め、作
用応力振幅の数：Δｎを用いて疲労損傷値Ｄｔを次式に
よって求める。
すようにサンプリングデータより得られた応力値を一次
遅れ関数を用いて、疲労損傷に影響を及ぼさない微小振
幅を消去し、応力のピーク値を探索して行なわれる。こ
の得られた応力のピーク値を順次格納し、第８図に示す
ように、決められた規則（レインフロー法）に従って、
サイクルを識別し、応力振幅を決定する。−次遅れ関数
は ここに、 Ｙｓ４ｊ％−一次遅れ計算値 Ｙｔ ：ｔｎｉＪステップの一次遅れ計算値Ｉｌｌ
ｓ、データ測定周期 ＴＩ ：時定数 Ｘ＊＋ ｔ ：サンプリングデータ Δ ブロック５０の疲労損傷評価は、ブロック４８で得られ
た応力振幅をもとに、第９図に示す疲労強度線図から各
応力振幅に対する許容繰り返し数”ａｒｌｌを求め、作
用応力振幅の数：Δｎを用いて疲労損傷値Ｄｔを次式に
よって求める。
Ｄｔ＝Δｎ／ ”５ｒｌｔ
このようにして得られたクリープと疲労の損傷値をブロ
ック５１で加え合せて両者の損傷値とする。
ック５１で加え合せて両者の損傷値とする。
同時に、この損傷値を現時点までの損傷値と加え合せ許
容損傷値り、山と比較し、余寿命をブロック５２で評価
する。第９図によって得られたΔσをσに加算し、第１
０図でＴ、に応じて破断時間ｔ、Ｉを求めることができ
る。
容損傷値り、山と比較し、余寿命をブロック５２で評価
する。第９図によって得られたΔσをσに加算し、第１
０図でＴ、に応じて破断時間ｔ、Ｉを求めることができ
る。
なお、図中１６は蒸気温度、３０け演算器、３２け比較
器、４４け材料特性の変更、４６は警報表示を表わす。
器、４４け材料特性の変更、４６は警報表示を表わす。
本実施例によれば、容器の被害状態を常時監視すること
ができ、また、このように計測データに基づく計算によ
って寿命予知を行なうので、計算イ虚を用いてオンライ
ンでデータ処理ができ、容器の評価点の寿命監視と合せ
て運転モードの制御も行なうことが可能である。
ができ、また、このように計測データに基づく計算によ
って寿命予知を行なうので、計算イ虚を用いてオンライ
ンでデータ処理ができ、容器の評価点の寿命監視と合せ
て運転モードの制御も行なうことが可能である。
本発明によれば、高温流体にさらされる容器の強度的余
寿命を算出し、これにより容器のき裂進展による重大事
故を未然に防止することができる。
寿命を算出し、これにより容器のき裂進展による重大事
故を未然に防止することができる。
第１図は本発明の寿命予知を適用できる一例の高圧蒸気
タービンの断面図、第２図はその高圧段下ケーシングの
部分図、第３図は熱電対の取付は状態を示すケーシング
の部分図、第４図は本発明の一実施例を示すブロック図
、第５図、第６図はそのフロー図、第７図は時間依存型
損傷評価のための応力及び温度を示す線図、第８図は繰
り返し依存型損傷評価のための応力振幅を示す線図、第
９図は繰り返し依存型強度寿命線図、第１０図は時間依
存型損傷強度寿命線図である。 １・・・−ヒケーシング、２・・・下ケーシング、１２
・・・圧力検出装置、１３・・・温度検出装置、１４・
・・熱電対、２４・・・警報表示装置、２５．２８・・
・分析器、２６゜２９・・・加算器、２７．３０・・・
演算器、３１・・・加算器、３２・・・比較器、３３゛
・・・基準値、３５・・・時間対応力及び温度線図、３
６・・・クリープ破断時間曲線、３７・・・時間対応力
線図、３８・・・疲労強度線図。 −１ 第 ｌ 目 ／１ 第２図 第 ３ 凹 茅Ｓ 口 ＄４目 茅７目 第 ３ 図
タービンの断面図、第２図はその高圧段下ケーシングの
部分図、第３図は熱電対の取付は状態を示すケーシング
の部分図、第４図は本発明の一実施例を示すブロック図
、第５図、第６図はそのフロー図、第７図は時間依存型
損傷評価のための応力及び温度を示す線図、第８図は繰
り返し依存型損傷評価のための応力振幅を示す線図、第
９図は繰り返し依存型強度寿命線図、第１０図は時間依
存型損傷強度寿命線図である。 １・・・−ヒケーシング、２・・・下ケーシング、１２
・・・圧力検出装置、１３・・・温度検出装置、１４・
・・熱電対、２４・・・警報表示装置、２５．２８・・
・分析器、２６゜２９・・・加算器、２７．３０・・・
演算器、３１・・・加算器、３２・・・比較器、３３゛
・・・基準値、３５・・・時間対応力及び温度線図、３
６・・・クリープ破断時間曲線、３７・・・時間対応力
線図、３８・・・疲労強度線図。 −１ 第 ｌ 目 ／１ 第２図 第 ３ 凹 茅Ｓ 口 ＄４目 茅７目 第 ３ 図
Claims (1)
- １、高温流体にさらされる容器の余寿命を予測するに際
し、評価点の疲労による損傷度を算出するための応力成
分、分類に関し、サンプリングデータに基づいて計算さ
れた応力値を１次遅れ関数を用い疲労損傷が無視できる
微小応力変動を取除き、応力のピーク値を決定し、この
応力のピーク値をもとに応力サイクルを識別することに
よって前記容器の疲労損傷度を算出することを特徴とす
る高温流体容器の寿命予知法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9321082A JPS58211625A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 高温流体容器の寿命予知法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9321082A JPS58211625A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 高温流体容器の寿命予知法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58211625A true JPS58211625A (ja) | 1983-12-09 |
Family
ID=14076200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9321082A Pending JPS58211625A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 高温流体容器の寿命予知法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58211625A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0855684A2 (de) * | 1997-01-23 | 1998-07-29 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erfassung des Ist-Zustandes eines Behälters, insbesondere Composite-Druckgasbehälter für Fahrzeuge |
| JP2006292514A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Kobe Steel Ltd | 爆破処理容器の余寿命予測装置、余寿命予測方法、及び爆破処理施設 |
| DE102013106155A1 (de) * | 2013-06-13 | 2014-12-18 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßsystem mit einem Druckgerät sowie Verfahren zur Überwachung und/oder Überprüfung eines solchen Druckgeräts |
| CN108897949A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-27 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种考虑氢影响的加氢反应器母材蠕变寿命预测方法 |
| CN110663008A (zh) * | 2017-05-23 | 2020-01-07 | 林德股份公司 | 用于求取流体流过的过程工程装置的剩余使用寿命的方法和系统 |
| US10533708B2 (en) | 2015-03-13 | 2020-01-14 | Kobe Steel, Ltd. | Gas supply system, hydrogen station including the same, accumulator life judgement method, and use method of gas supply system |
| WO2024048048A1 (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 三菱重工業株式会社 | 熱交換器解析装置、及び、熱交換器解析方法 |
-
1982
- 1982-06-02 JP JP9321082A patent/JPS58211625A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0855684A2 (de) * | 1997-01-23 | 1998-07-29 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erfassung des Ist-Zustandes eines Behälters, insbesondere Composite-Druckgasbehälter für Fahrzeuge |
| EP0855684A3 (de) * | 1997-01-23 | 2000-08-23 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erfassung des Ist-Zustandes eines Behälters, insbesondere Composite-Druckgasbehälter für Fahrzeuge |
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| WO2024048048A1 (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 三菱重工業株式会社 | 熱交換器解析装置、及び、熱交換器解析方法 |
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