KR20120021114A - Life assessment method - Google Patents

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KR20120021114A
KR20120021114A KR1020100085172A KR20100085172A KR20120021114A KR 20120021114 A KR20120021114 A KR 20120021114A KR 1020100085172 A KR1020100085172 A KR 1020100085172A KR 20100085172 A KR20100085172 A KR 20100085172A KR 20120021114 A KR20120021114 A KR 20120021114A
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Abstract

PURPOSE: A method for evaluating residual life is provided to evaluate residual life using a portable hardness tester and an indentation tester in working sites to get evaluation result rapidly. CONSTITUTION: A method for evaluating residual life is as follows. A first test piece of a using product among evaluation target objects and a second test piece of a new product among the evaluation target objects are prepared(S10). Hardness and tensile properties of the first and second test pieces are measured(S20). Each measured data of the first and second test pieces are reflected to evaluate life consumption rate of the first test piece(S30). The life consumption rate and driving history of the first test piece are reflected to evaluate residual lifetime of the target objects(S40).

Description

잔여수명 평가방법{Life Assessment Method}Life Assessment Method

본 발명은 잔여수명 평가방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for evaluating residual life.

발전소 등 산업 플랜트의 보일러 설비는 장시간의 경년열화 및 크리프 손상에 따라 강도가 저하되기 때문에 효과적인 유지 및 관리가 요구되며 이에 따라 보일러 설비의 대표적인 구성 요소인 튜브의 수명 평가가 중요하다. 보일러 튜브의 정확한 수명 평가를 위해서는 열 하중에 의한 재료 물성의 저하 정도를 정확하게 측정하는 것이 필요하다. 그러나 현재까지 손상이 발생하는 영역에 대해 직접적으로 강도의 저하 정도를 정량적으로 평가하는 방법이 전무하다.Boiler facilities in industrial plants, such as power plants, are deteriorated due to long-term deterioration and creep damage, and thus require effective maintenance and management. Therefore, it is important to evaluate the lifespan of tubes, which are typical components of boiler facilities. In order to accurately evaluate the life of a boiler tube, it is necessary to accurately measure the degree of degradation of material properties due to thermal loads. However, to date, there is no method for quantitatively evaluating the degree of decrease in strength in the area where damage occurs.

현재까지 보일러 튜브의 수명 평가는 실제 설비에서 샘플링한 시편에 대한 미세 조직의 경년열화 평가, 경도 시험 등의 방법들을 채택하고 있다. 특히, 현장 시험 중에서 경도 시험은 휴대용 경도계를 통해 간편하게 수행되지만 데이터의 불완전성, 해석의 오류, 시험의 불완전성 등에 의한 오차가 있을 뿐만 아니라 간접적인 강도 예측 방법이라는 한계가 있다.
To date, the life assessment of boiler tubes employs methods such as aging evaluation of microstructures and hardness tests on specimens sampled in actual installations. In particular, in the field test, the hardness test is easily performed through a portable durometer, but there are limitations due to incomplete strength prediction method, as well as errors due to incompleteness of data, errors in interpretation, and incompleteness of tests.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 휴대용 압입 시험기를 사용한 인장 물성 시험 결과를 이용하여 튜브의 잔여 수명을 손쉽게 평가하는 보일러 튜브의 잔여수명 평가방법을 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is to provide a method for evaluating the remaining life of the boiler tube to easily evaluate the remaining life of the tube using the tensile property test results using a portable indentation tester.

본 발명의 일 측면에 따르면, 잔여수명 평가방법을 제공한다.According to one aspect of the invention, there is provided a method for evaluating the remaining life.

잔여수명 평가방법은 (a) 평가 대상의 사용품으로 이루어진 제1 시험편과 평가 대상의 신품으로 이루어진 제2 시험편을 마련하는 단계, (b) 제1 시험편 및 제2 시험편 각각의 경도와 인장 물성을 측정하는 단계, (c) 제1 시험편 및 제2 시험편 각각의 측정 데이터를 반영하여 제1 시험편의 수명 소비율을 평가하는 단계 및 (d) 수명 소비율과 제1 시험편의 운전 이력을 반영하여 평가 대상의 잔여 수명을 평가하는 단계를 포함한다.The remaining life evaluation method includes the steps of (a) preparing a first test piece made of a product to be used for evaluation and a second test piece made of a new product for evaluation, and (b) hardness and tensile properties of each of the first test piece and the second test piece. (C) evaluating the life consumption rate of the first test piece by reflecting the measurement data of each of the first and second test pieces; and (d) reflecting the life consumption rate and the operation history of the first test piece. Assessing the remaining lifetime.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, (a) 단계는 제1 시험편의 운전 이력을 조사하는 단계를 더 포함하되, 운전 이력은 운전 시간 및 기동 횟수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, step (a) further includes the step of examining the operation history of the first test piece, the operation history may include at least one of the operation time and the number of startups.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, (b) 단계는 제1 및 제2 시험편 각각을 복수의 영역으로 구분하는 단계, 경도계를 이용하여 제1 및 제2 시험편 각각의 경도를 영역별로 측정하는 단계 및 압입 시험기를 이용하여 제1 및 제2 시험편 각각의 인장 물성을 영역별로 측정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, step (b) comprises: dividing each of the first and second test pieces into a plurality of areas, measuring the hardness of each of the first and second test pieces by area using a hardness tester, and The indentation tester may include measuring the tensile properties of each of the first and second test pieces by region.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 인장 물성은 탄성 계수, 항복 강도 및 인장 강도를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, tensile properties may include elastic modulus, yield strength and tensile strength.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, (b) 단계에서 휴대용 경도계 및 휴대용 압입 시험기를 이용하여 상기 제1 및 제2 시험편 각각의 경도 및 인장 물성을 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in step (b), the hardness and tensile properties of each of the first and second test pieces may be measured using a portable hardness tester and a portable indentation tester.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수명 소비율은

Figure pat00001
이되,
Figure pat00002
은 수명 소비율,
Figure pat00003
은 탄성 수명 소비율,
Figure pat00004
은 소성 수명 소비율,
Figure pat00005
은 제1 시험편의 탄성 계수 측정값,
Figure pat00006
은 제2 시험편의 탄성 계수 측정값,
Figure pat00007
는 제1 시험편의 경도 측정값,
Figure pat00008
는 제2 시험편의 경도 측정값,
Figure pat00009
은 제2 시험편의 항복 강도,
Figure pat00010
은 제2 시험편의 인장 강도,
Figure pat00011
는 제1 실험편의 항복 강도,
Figure pat00012
는 제1 실험편의 인장 강도,
Figure pat00013
는 탄성 수명 소비율 평가인자,
Figure pat00014
는 소성 수명 소비율 평가인자일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the lifetime consumption rate is
Figure pat00001
This,
Figure pat00002
Silver lifetime consumption rate,
Figure pat00003
Silver elastic life consumption rate,
Figure pat00004
Silver plastic life consumption rate,
Figure pat00005
Is the elastic modulus measured value of the first test piece,
Figure pat00006
Is the elastic modulus measurement value of the second test piece,
Figure pat00007
Is the hardness measurement value of the first test piece,
Figure pat00008
Is the hardness measurement value of the second test piece,
Figure pat00009
Is the yield strength of the second test piece,
Figure pat00010
Is the tensile strength of the second test piece,
Figure pat00011
Is the yield strength of the first test piece,
Figure pat00012
Is the tensile strength of the first test piece,
Figure pat00013
Is the elastic lifetime consumption factor,
Figure pat00014
May be a plastic lifetime consumption factor.

본 발명의 일 실시 예에 따르면,

Figure pat00015
및
Figure pat00016
각각은 평가 대상의 수명에서 사용 시간을 감산하여 예측되는 잔여 수명에 상응하도록 미리 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention,
Figure pat00015
And
Figure pat00016
Each may be preset to correspond to the remaining life predicted by subtracting the use time from the life of the assessment target.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 잔여 수명은

Figure pat00017
으로 평가하되,
Figure pat00018
은 잔여 수명,
Figure pat00019
는 수명 소비율,
Figure pat00020
는 제1 시험편의 운전 이력일 수 있다.
According to one embodiment of the invention, the remaining life is
Figure pat00017
Rate as
Figure pat00018
Is the remaining life,
Figure pat00019
The lifetime consumption rate,
Figure pat00020
May be an operation history of the first test piece.

본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법은 사용품과 신품 각각의 시험편을 이용하여 경도 및 인장 물성을 측정하고 측정된 데이터를 이용하여 잔여 수명을 평가함으로써 정확한 평가 결과를 얻을 수 있다.Residual life evaluation method according to an embodiment of the present invention can obtain the accurate evaluation results by measuring the hardness and tensile properties using the test pieces of each of the new and used products and by using the measured data to evaluate the remaining life.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법은 작업 현장에서 휴대용 경도계 및 압입 시험기를 이용하여 잔여 수명을 평가함으로써 평가 결과를 신속하게 얻을 수 있다.
In addition, the residual life evaluation method according to an embodiment of the present invention can quickly obtain the evaluation results by evaluating the residual life using a portable hardness tester and indentation tester at the work site.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 잔여수명 평가방법에서 시험편의 경도 및 인장 물성을 측정하는 위치를 나타내는 도면이다.
도 4는 잔여 수명과 수명 소비율 평가 인자와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 잔여 수명에 대한 수명 소비율 평가 인자의 상호 작용 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 수명 소비율 평가 인자의 최적 조건을 결정하기 위해 실험 계획법을 수행하여 잔여 수명을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법과 경도를 이용한 잔여수명 평가방법의 평가 결과를 비교한 도면이다.1 is a view showing a method for evaluating remaining life according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing the position of measuring the hardness and tensile properties of the test piece in the remaining life evaluation method in an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the relationship between the remaining life and life consumption rate evaluation factors.
5 is a view for explaining the interaction effect of the life consumption rate evaluation factor on the remaining life.
6 is a view showing the remaining life by performing the design of the experiment to determine the optimal condition of the life rate evaluation factor.
7 is a view comparing the evaluation results of the remaining life evaluation method using the hardness and the remaining life evaluation method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, numerals (eg, first, second, etc.) used in the description process of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 잔여수명 평가방법에 관하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method for evaluating remaining life according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a method for evaluating remaining life according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법은 장시간 운전에 의해 열화된 설비의 잔여 수명을 평가하기 위해, 평가 대상의 사용품으로 이루어진 제1 시험편과 신품으로 이루어진 제2 시험편을 마련하는 단계(S10), 제1 시험편 및 제2 시험편 각각의 경도와 인장 물성을 측정하는 단계(S20), 제1 시험편 및 제2 시험편 각각의 경도 및 인장 물성의 측정 데이터를 반영하여 제1 시험편의 수명 소비율을 평가하는 단계(S30) 및 수명 소비율과 제1 시험편의 사용 시간을 반영하여 평가 대상의 잔여 수명을 평가하는 단계(S40)를 포함한다.Referring to Figure 1, the remaining life evaluation method according to an embodiment of the present invention, in order to evaluate the remaining life of the facility deteriorated by a long time operation, the first test piece made of the use of the object to be evaluated and the second made of new Preparing a test piece (S10), measuring the hardness and tensile properties of each of the first test piece and the second test piece (S20), reflecting the measurement data of the hardness and tensile properties of each of the first test piece and the second test piece 1 evaluating the life consumption rate of the test piece (S30) and evaluating the remaining life of the evaluation target (S40) by reflecting the life consumption rate and the use time of the first test piece.

단계 S10에서는 평가 대상인 보일러 튜브의 사용품인 제1 시험편과, 동일한 재료로 가공된 보일러 튜브의 신품인 제2 시험편을 준비한다. 또한, 단계 S10은 평가 대상의 운전 이력을 조사하는 단계를 더 포함한다. 여기서 운전 이력은 평가 대상의 운전 시간(사용 시간)과 기동 횟수를 포함할 수 있다.In step S10, a first test piece, which is a used product of the boiler tube to be evaluated, and a second test piece, which is new, of a boiler tube processed from the same material is prepared. In addition, step S10 further includes the step of examining the driving history of the evaluation target. Here, the driving history may include the driving time (use time) and the number of startups of the evaluation target.

단계 S20에서는 제1 시험편과 제2 시험편의 경도 및 인장 물성을 측정한다. 여기서 도 2 및 도 3을 더 참조하여 단계 S20을 설명한다.In step S20, the hardness and tensile properties of the first test piece and the second test piece are measured. Here, step S20 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 further.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 잔여수명 평가방법에서 시험편의 경도 및 인장 물성을 측정하는 위치를 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3에서는 제1 시험편과 제2 시험편을 대표하여 제1 시험편만 도시하였다.2 and 3 are views showing the position of measuring the hardness and tensile properties of the test piece in the remaining life evaluation method in an embodiment of the present invention. 2 and 3, only the first test piece is shown on behalf of the first test piece and the second test piece.

단계 S20에서는 제1 시험편과 제2 시험편 각각을 복수의 영역으로 구분한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 시험편(100)과 제2 시험편 각각은 미리 설정된 각도 θ로 n 등분한다. 예를 들면, 제1 시험편(100)과 제2 시험편 각각은 약 45도의 각도로 8등분되어 제1 내지 제8 영역(121,122,123,124,125,126,127,128)으로 구분된다.In step S20, each of the first test piece and the second test piece is divided into a plurality of areas. Specifically, as shown in FIG. 2, each of the first test piece 100 and the second test piece is n equally divided at a predetermined angle θ. For example, each of the first test piece 100 and the second test piece is divided into eight equal parts at an angle of about 45 degrees to be divided into first to eighth areas 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, and 128.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 시험편(100)과 제2 시험편 각각은 미리 설정된 복수의 영역 분할 포인트(111)에 따라 외면이 복수의 영역으로 구분된다. 예를 들면, 영역 분할 포인트(111)는 제1 시험편(100)의 제1 내지 제8 영역(121,122,123,124,125,126,127,128) 각각에서 폭 방향으로 3개씩 배열되어 제1 시험편(100)의 외면을 1/4 내지 4/4 구간으로 구분짓는다.In addition, as shown in FIG. 3, each of the first test piece 100 and the second test piece is divided into a plurality of areas according to a plurality of predetermined area dividing points 111. For example, the area dividing points 111 are arranged in the width direction in each of the first to eighth regions 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, and 128 of the first test piece 100, so that the outer surface of the first test piece 100 is 1/4 to 4. Separate into 4 intervals.

여기서 단계 S20은 휴대용 경도계를 이용하여 복수의 영역으로 구분된 제1 시험편과 제2 시험편 각각의 경도를 측정하는 단계를 포함한다. 이때, 제1 시험편 및 제2 시험편 각각은 각 영역별로 경도를 측정한다.Here, step S20 includes measuring the hardness of each of the first test piece and the second test piece divided into a plurality of regions using a portable hardness tester. At this time, each of the first test piece and the second test piece measures the hardness for each area.

또한, 단계 S20은 압입 시험기를 이용하여 복수의 영역으로 구분된 제1 시험편과 제2 시험편 각각의 인장 물성을 측정하는 단계를 포함한다. 이때, 제1 시험편 및 제2 시험편 각각은 각 영역별로 인장 물성을 포함한다. 여기서 인장 물성은 탄성 계수, 항복 강도 및 인장 강도를 포함한다. 또한, 압입 시험기는 휴대가 가능할 수 있다.In addition, step S20 includes a step of measuring the tensile properties of each of the first test piece and the second test piece divided into a plurality of areas using an indentation tester. In this case, each of the first test piece and the second test piece includes tensile properties for each region. Here tensile properties include modulus of elasticity, yield strength and tensile strength. In addition, the indentation tester may be portable.

또한, 단계 S20은 제1 시험편 및 제2 시험편 각각의 영역별로 측정된 경도 및 인장 물성의 데이터를 수집하여 제1 시험편 및 제2 시험편 각각의 경도 및 인장 물성의 대표값을 검출하는 단계를 포함한다. 여기서 대표값은 각 영역별로 측정된 경도 및 인장 물성의 측정값에 대한 평균값으로 산출한다. 이를 통해, 단계 S20에서는 제1 시험편 및 제2 시험편 각각으로부터 측정된 경도 및 인장 물성의 측정값에 대한 신뢰도를 향상시킨다.In addition, step S20 includes collecting data of hardness and tensile properties measured for each region of the first test piece and the second test piece to detect representative values of hardness and tensile properties of each of the first test piece and the second test piece. . The representative value is calculated as an average of the measured values of hardness and tensile properties measured for each region. Through this, in step S20, the reliability of the measured values of the hardness and tensile properties measured from each of the first test piece and the second test piece is improved.

단계 S30에서는 제1 시험편 및 제2 시험편 각각의 경도 및 인장 물성 측정 데이터를 이용하여 제1 시험편의 수명 소비율을 평가한다. 여기서, 수명 소비율은 아래의 수학식 1을 이용하여 구할 수 있다.In step S30, the lifetime consumption rate of the first test piece is evaluated using the hardness and tensile property measurement data of each of the first and second test pieces. Here, the lifetime consumption rate can be obtained using Equation 1 below.

Figure pat00021
Figure pat00021

수학식1 에서

Figure pat00022
은 탄성 수명 소비율,
Figure pat00023
는 소성 수명 소비율,
Figure pat00024
은 제1 시험편의 탄성 계수 측정값,
Figure pat00025
은 제2 시험편의 탄성 계수 측정값,
Figure pat00026
는 제1 시험편의 경도 측정값,
Figure pat00027
는 제2 시험편의 경도 측정값,
Figure pat00028
은 제2 시험편의 항복 강도,
Figure pat00029
은 제2 시험편의 인장 강도,
Figure pat00030
는 제1 시험편의 항복 강도,
Figure pat00031
는 제1 시험편의 인장 강도이다. 여기서, 소성 수명 소비율은 인장 강도에 대한 항복 강도의 평균과 경도의 수명 소비율을 반영한다.In Equation 1
Figure pat00022
Silver elastic life consumption rate,
Figure pat00023
Plastic life consumption rate,
Figure pat00024
Is the elastic modulus measured value of the first test piece,
Figure pat00025
Is the elastic modulus measurement value of the second test piece,
Figure pat00026
Is the hardness measurement value of the first test piece,
Figure pat00027
Is the hardness measurement value of the second test piece,
Figure pat00028
Is the yield strength of the second test piece,
Figure pat00029
Is the tensile strength of the second test piece,
Figure pat00030
Is the yield strength of the first test piece,
Figure pat00031
Is the tensile strength of the first test piece. Here, the plastic life consumption ratio reflects the average of the yield strength with respect to the tensile strength and the life consumption ratio of the hardness.

또한, 수학식 1에서

Figure pat00032
및
Figure pat00033
각각은 상기 평가 대상의 수명에서 상기 사용 시간을 감산하여 예측되는 잔여 수명에 상응하도록 미리 설정된 탄성 수명 소비율 평가인자 및 소성 수명 소비율 평가인자이다. 여기서
Figure pat00034
및
Figure pat00035
에 대한 설명은 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
Also, in Equation 1
Figure pat00032
And
Figure pat00033
Each is an elastic life consumption rate evaluation factor and a plastic life consumption rate evaluation factor preset to correspond to the remaining life predicted by subtracting the use time from the life of the evaluation target. here
Figure pat00034
And
Figure pat00035
Descriptions will be made in detail with reference to FIGS. 4 to 6.

도 4는 잔여 수명과 수명 소비율 평가 인자와의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서 세로축은 시간을 나타낸다.4 is a view for explaining the relationship between the remaining life and life consumption rate evaluation factors. In Figure 4, the vertical axis represents time.

도 4에서는 탄성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00036
와 소성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00037
각각에 의한 잔여 수명의 변화를 살펴볼 수 있다.In Figure 4, the elastic life consumption rate evaluation factor
Figure pat00036
And plastic life consumption factor
Figure pat00037
The change in residual life due to each can be seen.

도 4를 참조하면, 탄성 수명 소비율은 미리 설정된 범위(-1 ~ 1) 내의 탄성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00038
에 의해 제1 평가선(151)으로 표시되는 잔여 수명을 크게 변화시킨다.Referring to FIG. 4, the elastic life consumption rate is an elastic life consumption rate evaluation factor within a preset range (-1 to 1).
Figure pat00038
The remaining life represented by the first evaluation line 151 is greatly changed.

또한, 소성 수명 소비율은 미리 설정된 범위(-1 ~ 1) 내의 소성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00039
에 의해 제2 평가선(155)으로 표시되는 잔여 수명을 크게 변화시킨다.In addition, the firing life consumption rate is a factor for evaluating the firing life consumption within a preset range (-1 to 1).
Figure pat00039
By this, the remaining life represented by the second evaluation line 155 is greatly changed.

여기서 잔여 수명은 실험 계획법을 이용하여 검출할 수 있다.The remaining life here can be detected using experimental design.

도 5는 잔여 수명에 대한 수명 소비율 평가 인자의 상호 작용 영향을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 세로축은 시간을 나타낸다.5 is a view for explaining the interaction effect of the life consumption rate evaluation factor on the remaining life. In Figure 5, the vertical axis represents time.

도 5에서는 탄성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00040
와 소성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00041
의 상호 작용에 의한 잔여 수명의 변화를 살펴볼 수 있다.In Figure 5, the elastic life consumption rate evaluation factor
Figure pat00040
And plastic life consumption factor
Figure pat00041
Changes in residual life due to interactions can be observed.

도 5를 참조하면, 탄성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00042
를 미리 설정된 범위 내의 최소값(-1)으로 설정하고, 미리 설정된 범위(-1 ~ 1) 내의 소성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00043
에 따른 잔여 수명은 제3 평가선(161)으로 표시된다.Referring to Figure 5, elastic life consumption rate evaluation factor
Figure pat00042
Is set to the minimum value (-1) within a preset range, and the plastic life consumption factor evaluation factor within the preset range (-1 to 1).
Figure pat00043
The remaining life time according to the third evaluation line 161 is represented.

또한, 탄성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00044
를 미리 설정된 범위 내의 최대값(1)으로 설정하고, 미리 설정된 범위(-1 ~ 1) 내의 소성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00045
에 따른 잔여 수명은 제4 평가선(165)으로 표시된다.In addition, the evaluation factor of elastic life consumption rate
Figure pat00044
Is set to the maximum value (1) within a preset range, and the firing life consumption rate evaluation factor within the preset range (-1 to 1).
Figure pat00045
The remaining life time according to the fourth evaluation line 165 is represented.

여기서 제3 평가선(161)과 제4 평가선(165)은 탄성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00046
와 소성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00047
의 상호 작용에 의해 평가 대상의 잔여 수명에 크게 영향을 주는 것을 나타낸다.Here, the third evaluation line 161 and the fourth evaluation line 165 are elastic life consumption rate evaluation factors.
Figure pat00046
And plastic life consumption factor
Figure pat00047
By the interaction of the significantly affected the remaining life of the object to be evaluated.

도 6은 수명 소비율 평가 인자의 최적 조건을 결정하기 위해 실험 계획법을 수행하여 잔여 수명을 나타내는 도면이다. 도 6에서 가로축은 탄성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00048
을 나타내고, 세로축은 소성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00049
을 나타낸다.6 is a view showing the remaining life by performing the design of the experiment to determine the optimal condition of the life rate evaluation factor. In Figure 6, the axis of abscissa is an evaluation of elastic life consumption rate
Figure pat00048
The vertical axis shows the plastic life consumption rate evaluation factor.
Figure pat00049
Indicates.

도 6을 참조하면, 실험 계획법을 이용하여 검출된 잔여 수명은 탄성 수명 소비율 평가인자

Figure pat00050
와 소성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00051
에 따른 복수의 등고선에 의해 영역별(171,173,175,177,179,181)로 구분된다. 예를 들면, 탄성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00052
와 소성 수명 소비율 평가인자
Figure pat00053
각각은 미리 설정된 범위 내에서 최소값으로 설정될 때 도 6의 표시 영역(201)에 도시된 바와 같이 약 120,000만 시간 이상의 잔여 수명을 측정할 수 있다.
Referring to FIG. 6, the residual life detected using the experimental design method is an elastic life consumption rate evaluation factor.
Figure pat00050
And plastic life consumption factor
Figure pat00051
The regions are divided into regions 171, 173, 175, 177, 179, and 181 by a plurality of contour lines. For example, elastic lifetime consumption factor
Figure pat00052
And plastic life consumption factor
Figure pat00053
Each may measure a residual life of about 120,000 hours or more as shown in the display area 201 of FIG. 6 when set to a minimum value within a preset range.

다시 도 1을 참조하면, 단계 S40에서는 수학식 1을 이용하여 구한 수명 소비율과 제1 시험편의 운전 이력을 반영하여 평가 대상의 잔여 수명을 평가한다.Referring back to FIG. 1, in step S40, the remaining life of the evaluation target is evaluated by reflecting the life consumption rate calculated using Equation 1 and the operation history of the first test piece.

여기서 평가 대상의 잔여 수명은 아래의 수학식 2를 이용하여 구할 수 있다.Here, the remaining life of the evaluation target may be calculated using Equation 2 below.

Figure pat00054
Figure pat00054

수학식 2에서

Figure pat00055
은 잔여 수명,
Figure pat00056
는 수명 소비율,
Figure pat00057
는 제1 시험편의 운전 이력이다.In Equation 2,
Figure pat00055
Is the remaining life,
Figure pat00056
The lifetime consumption rate,
Figure pat00057
Is the operation history of the first test piece.

여기서 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법을 이용한 평가 결과와 경도만을 이용하여 잔여 수명을 평가한 결과를 살펴본다.Herein with reference to Figure 7 looks at the results of evaluating the residual life using only the evaluation results and hardness using the residual life evaluation method according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법과 경도를 이용한 잔여수명 평가방법의 평가 결과를 비교한 도면이다.7 is a view comparing the evaluation results of the remaining life evaluation method using the hardness and the remaining life evaluation method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법은 제5 평가선(301)으로 표시되는 표준 편차의 결과를 얻고, 경도만 이용한 잔여수명 평가방법은 제6 평가선(303)으로 표시되는 표준 편차의 결과를 얻는다.Referring to FIG. 7, the method for evaluating the remaining life according to an embodiment of the present invention obtains the result of the standard deviation represented by the fifth evaluation line 301, and the method for evaluating the remaining life using only the hardness is the sixth evaluation line 303. Get the result of the standard deviation, denoted by).

여기서 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법의 평가 결과는 평가 대상의 권고 수명인 약 200,000 시간 이내의 잔여 수명이 평가되었다.Here, as a result of evaluating the remaining life evaluation method according to an embodiment of the present invention, the remaining life within about 200,000 hours, which is the recommended life of the evaluation target, was evaluated.

또한, 경도만 이용한 잔여수명 평가방법의 평가 결과는 평가 대상의 권고 수명인 약 200,000 시간 이상의 잔여 수명이 다수 평가되었다.In addition, the evaluation results of the method of evaluating the remaining life using only hardness were evaluated for the remaining life of about 200,000 hours or more.

제5 평가선(301)과 제6 평가선(303)을 비교하면, 제5 평가선(301)은 평가 결과의 표준 편차가 작은데 반해 제6 평가선(303)은 표준 편차가 크다. 또한, 제6 평가선(303)은 산포가 많다.When the fifth evaluation line 301 and the sixth evaluation line 303 are compared, the fifth evaluation line 301 has a small standard deviation of the evaluation result, whereas the sixth evaluation line 303 has a large standard deviation. In addition, the sixth evaluation line 303 has many dispersions.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법은 사용품과 신품 각각의 시험편을 이용하여 경도 및 인장 물성을 측정하고 측정된 데이터를 이용하여 잔여 수명을 평가함으로써 정확한 평가 결과를 얻을 수 있다.Therefore, in the method of evaluating the remaining life according to an embodiment of the present invention, the hardness and tensile properties may be measured using the test pieces of the used product and the new product, and accurate evaluation results may be obtained by evaluating the remaining life using the measured data. .

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여수명 평가방법은 작업 현장에서 휴대용 경도계 및 압입 시험기를 이용하여 잔여 수명을 평가함으로써 평가 결과를 신속하게 얻을 수 있다.
In addition, the residual life evaluation method according to an embodiment of the present invention can quickly obtain the evaluation results by evaluating the residual life using a portable hardness tester and indentation tester at the work site.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 제1 시험편
151,155,161,165,301,303: 제1 내지 제6 평가선100: first test piece
151,155,161,165,301,303: first to sixth evaluation lines

Claims (8)

보일러 튜브의 잔여 수명을 평가하는 방법에 있어서,
(a) 평가 대상의 사용품으로 이루어진 제1 시험편과 상기 평가 대상의 신품으로 이루어진 제2 시험편을 마련하는 단계;
(b) 상기 제1 시험편 및 상기 제2 시험편 각각의 경도와 인장 물성을 측정하는 단계;
(c) 상기 제1 시험편 및 상기 제2 시험편 각각의 측정 데이터를 반영하여 상기 제1 시험편의 수명 소비율을 평가하는 단계; 및
(d) 상기 수명 소비율과 상기 제1 시험편의 운전 이력을 반영하여 상기 평가 대상의 잔여 수명을 평가하는 단계를 포함하는 잔여수명 평가방법.
In a method for evaluating the remaining life of a boiler tube,
(a) preparing a first test piece made of the object to be used for evaluation and a second test piece made of the new object to be evaluated;
(b) measuring the hardness and tensile properties of each of the first test piece and the second test piece;
(c) evaluating the lifetime consumption rate of the first test piece by reflecting the measurement data of each of the first test piece and the second test piece; And
(d) evaluating the remaining life of the evaluation target by reflecting the life consumption rate and the operation history of the first test piece.
제1 항에 있어서,
상기 (a) 단계는
상기 제1 시험편의 운전 이력을 조사하는 단계를 더 포함하되,
상기 운전 이력은 운전 시간 및 기동 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔여수명 평가방법.
The method according to claim 1,
The step (a)
Investigating the operation history of the first test piece further,
And the driving history includes at least one of an operation time and a starting number.
제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는
상기 제1 및 제2 시험편 각각을 복수의 영역으로 구분하는 단계;
경도계를 이용하여 상기 제1 및 제2 시험편 각각의 경도를 상기 영역별로 측정하는 단계; 및
압입 시험기를 이용하여 상기 제1 및 제2 시험편 각각의 인장 물성을 상기 영역별로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔여수명 평가방법.
The method according to claim 1,
Step (b) is
Dividing each of the first and second test pieces into a plurality of regions;
Measuring the hardness of each of the first and second test pieces for each region using a hardness tester; And
Residual life evaluation method comprising the step of measuring the tensile properties of each of the first and second test pieces for each region using an indentation tester.
제1 항에 있어서,
상기 인장 물성은 탄성 계수, 항복 강도 및 인장 강도를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔여수명 평가방법.
The method according to claim 1,
The tensile physical property evaluation method of remaining life, characterized in that it comprises an elastic modulus, yield strength and tensile strength.
제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서
휴대용 경도계 및 휴대용 압입 시험기를 이용하여 상기 제1 및 제2 시험편 각각의 경도 및 인장 물성을 측정하는 것을 특징으로 하는 잔여수명 평가방법.
The method according to claim 1,
In step (b)
Residual life evaluation method characterized by measuring the hardness and tensile properties of each of the first and second test pieces using a portable hardness tester and a portable indentation tester.
제1 항에 있어서,
상기 수명 소비율은
Figure pat00058
이되,
상기
Figure pat00059
은 상기 수명 소비율, 상기
Figure pat00060
은 탄성 수명 소비율, 상기
Figure pat00061
은 소성 수명 소비율, 상기
Figure pat00062
은 상기 제1 시험편의 탄성 계수 측정값, 상기
Figure pat00063
은 상기 제2 시험편의 탄성 계수 측정값, 상기
Figure pat00064
는 상기 제1 시험편의 경도 측정값, 상기
Figure pat00065
는 상기 제2 시험편의 경도 측정값, 상기
Figure pat00066
은 상기 제2 시험편의 항복 강도, 상기
Figure pat00067
은 상기 제2 시험편의 인장 강도, 상기
Figure pat00068
는 상기 제1 실험편의 항복 강도, 상기
Figure pat00069
는 상기 제1 실험편의 인장 강도, 상기
Figure pat00070
는 탄성 수명 소비율 평가인자, 상기
Figure pat00071
는 소성 수명 소비율 평가인자인 것을 특징으로 하는 잔여수명 평가방법.
The method according to claim 1,
The lifetime consumption rate is
Figure pat00058
This,
remind
Figure pat00059
Is the lifespan consumption rate, the
Figure pat00060
Is the elastic life consumption rate, the
Figure pat00061
Silver firing life consumption rate, the above
Figure pat00062
Is a measured value of the elastic modulus of the first test piece,
Figure pat00063
Is the elastic modulus measurement value of the second test piece,
Figure pat00064
Is a hardness measurement value of the first test piece,
Figure pat00065
Is a hardness measurement value of the second test piece,
Figure pat00066
Is the yield strength of the second test piece,
Figure pat00067
Is the tensile strength of the second test piece,
Figure pat00068
Is the yield strength of the first test piece,
Figure pat00069
Is the tensile strength of the first test piece,
Figure pat00070
Is the elastic lifetime consumption factor, said
Figure pat00071
Residual life evaluation method, characterized in that the firing life consumption rate evaluation factor.
제6 항에 있어서,
상기
Figure pat00072
및 상기
Figure pat00073
각각은 상기 평가 대상의 수명에서 상기 사용 시간을 감산하여 예측되는 잔여 수명에 상응하도록 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 잔여수명 평가방법.
The method of claim 6,
remind
Figure pat00072
And
Figure pat00073
Each of which is set in advance to correspond to the remaining life predicted by subtracting the use time from the life of the evaluation target.
제1 항에 있어서,
상기 잔여 수명은
Figure pat00074
으로 평가하되,
상기
Figure pat00075
은 상기 잔여 수명, 상기
Figure pat00076
는 상기 수명 소비율, 상기
Figure pat00077
는 상기 제1 시험편의 운전 이력인 것을 특징으로 하는 잔여수명 평가방법.The method according to claim 1,
The remaining life is
Figure pat00074
Rate as
remind
Figure pat00075
Is the remaining life, said
Figure pat00076
Is the lifespan consumption rate, the
Figure pat00077
Is the operation history of the first test piece.
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