WO2019198679A1 - 耐熱部材の検査方法 - Google Patents

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WO2019198679A1
WO2019198679A1 PCT/JP2019/015364 JP2019015364W WO2019198679A1 WO 2019198679 A1 WO2019198679 A1 WO 2019198679A1 JP 2019015364 W JP2019015364 W JP 2019015364W WO 2019198679 A1 WO2019198679 A1 WO 2019198679A1
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WO
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heat
particle size
precipitate
resistant member
precipitates
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Application number
PCT/JP2019/015364
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English (en)
French (fr)
Inventor
紘 有末
伸彦 齋藤
駒井 伸好
敬之 宮澤
憩太 橋本
正昭 藤田
公彦 富永
顕一 田▲崎▼
Original Assignee
三菱日立パワーシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light

Definitions

  • This disclosure relates to an inspection method for a heat-resistant member.
  • Patent Document 1 discloses a method of preliminarily determining the relationship between the average interparticle distance of precipitates and the temperature / time parameter, and estimating the operating temperature from the average interparticle distance of precipitates in the steel material to be inspected. ing. Further, for example, in Patent Document 2, the relationship between the area ratio, the number density, or the average size, the operating time, and the operating temperature occupied by the precipitate in the unit area is obtained in advance, and the precipitate in the steel material to be inspected is the unit area. A method for estimating a use temperature from an area ratio, a number density, or an average size is disclosed.
  • At least one embodiment of the present invention aims to provide a heat-resistant member inspection method capable of accurately estimating the operating temperature of a steel material based on the state of the structure on the surface of the steel material.
  • An inspection method for a heat-resistant member includes: A relationship acquisition step of acquiring a relationship between an average particle size of precipitates having a first particle size or more among precipitates in the structure of the heat-resistant material and parameters regarding the use temperature and use time of the heat-resistant material; An average particle size obtaining step for obtaining an average particle size of a precipitate having a particle size equal to or larger than the second particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected by measurement; Based on the relationship obtained in the relationship obtaining step and the average particle size obtained in the average particle size obtaining step, a use temperature parameter obtaining step for obtaining a parameter relating to the use temperature of the heat-resistant member to be inspected, Is provided.
  • a process is provided. Therefore, in the acquired relationship, the influence of precipitates having a particle size less than the first particle size can be excluded.
  • the influence of newly generated precipitates and the influence of precipitates that disappear over time can be suppressed, so the acquired relationship is suitable for estimation of the operating temperature. It will be a thing.
  • the average particle size of precipitates having a particle size equal to or larger than the second particle size corresponding to the first particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected is measured.
  • the required average particle diameter acquisition process is provided. Therefore, the influence of precipitates having a particle size less than the second particle size corresponding to the first particle size can be excluded from the average particle size of the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected obtained in the average particle size acquisition step.
  • the parameter regarding the operating temperature of the heat-resistant member to be examined is calculated
  • a use temperature parameter acquisition step is provided. Thereby, since the parameter regarding the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be obtained in a state in which the influence of the precipitate having a particle size less than the predetermined particle size is excluded, the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.
  • the first particle size is n micrometers;
  • the second particle size is the n micrometers.
  • the first particle size and the second particle size are both n micrometers.
  • the selection criteria for determining whether or not the precipitates are to be calculated for the average particle size can be aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected.
  • the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.
  • the first particle size is a particle size of an nth precipitate in order from a precipitate having a maximum diameter among precipitates in the structure of the heat-resistant material
  • the second particle size is a particle size of the n-th precipitate in order from the largest-diameter precipitate among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.
  • the first particle size is the particle size of the nth precipitate in order from the largest diameter precipitate among the precipitates in the structure of the heat-resistant material
  • the second particle size is It is a particle size of the n-th precipitate in order from the largest diameter precipitate among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.
  • the precipitate used for calculating the average particle size is selected. In order to do this, it is only necessary to select n precipitates in order from the precipitate with the largest diameter, so that the precipitate used for calculating the average particle diameter can be easily selected. Therefore, it is possible to improve the working efficiency when investigating the precipitate in order to calculate the average particle diameter.
  • the first particle size is the particle size of the smallest precipitate in the precipitates included in the top n% of the particles having the largest particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant material
  • the second particle size is a particle size of the smallest precipitate among the precipitates included in the upper n% number of particles having the largest particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.
  • the first particle size is the particle size of the smallest precipitate in the precipitates included in the number of the largest n% of the particles in the structure of the heat-resistant material
  • the second particle size is the particle size of the smallest precipitate among the precipitates included in the upper n% of the large particles among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.
  • the precipitate in the structure of the heat-resistant material includes at least a first type precipitate and a second type precipitate different in type
  • the relationship acquisition step includes a first relationship between an average particle size of precipitates of the first particle size or more among the first type precipitates and parameters relating to a use temperature and a use time of the heat-resistant material, and the second type.
  • the second relationship between the average particle size of the precipitates of the first particle size or more among the precipitates and the parameters relating to the use temperature and use time of the heat-resistant material is acquired.
  • the relationship acquisition step acquires the first relationship and the second relationship for the first type precipitate and the second type precipitate that are different in type.
  • parameters relating to the use temperature of the heat-resistant member to be inspected are obtained in the use temperature parameter acquisition step based on the first relation for the first type precipitates of different types and the second relation for the second type precipitates. Therefore, it is possible to further improve the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected.
  • the first precipitate and the second precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected in the average particle diameter acquisition step The average particle size of precipitates having a second particle size or more can be determined for each product by measurement.
  • the use temperature parameter acquisition step based on the first relationship acquired in the relationship acquisition step and the average particle size of the first precipitate obtained in the average particle size acquisition step, use of the heat-resistant member to be inspected
  • the first parameter related to the temperature can be obtained, and the heat resistance of the inspection target is determined based on the second relationship obtained in the relationship obtaining step and the average particle size of the second precipitate obtained in the average particle size obtaining step.
  • a second parameter relating to the operating temperature of the member can be determined. Thereby, for example, the obtained first parameter and the second parameter are compared, and if there is no great difference between the values of the first parameter and the second parameter, the reliability of the values of the first parameter and the second parameter is high.
  • the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is increased. Further, the estimation accuracy is increased by estimating the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the parameter that is considered to be more reliable with the first parameter and the second parameter.
  • the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the first relationship for the first type precipitates of different types and the second relationship for the second type precipitates. As described above, it is possible to further improve the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected.
  • the precipitate in the structure of the heat-resistant material includes at least a first type precipitate and a second type precipitate different in type
  • a third of the average particle diameter of the first particle size and the second particle size precipitate and the parameters relating to the use temperature and use time of the heat-resistant material Get relationship.
  • the relationship acquisition step does not distinguish between the first type precipitates and the second type precipitates of different types, whether they are the first type precipitates or the second type precipitates.
  • the third relationship is acquired.
  • the average particle size of the precipitates of the second particle size or larger can be obtained by measurement for the first precipitate and the second precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected.
  • the use temperature parameter acquisition step based on the third relationship acquired in the relationship acquisition step and the average particle size obtained in the average particle size acquisition step, a parameter relating to the use temperature of the heat-resistant member to be inspected. Can be sought.
  • the relationship acquisition step includes acquiring the average particle diameter and the parameters used to acquire the relationship If the standard error with the relationship is outside the allowable range, the relationship is obtained again by changing the first particle size.
  • the relationship acquisition step is the first particle size. Since the above relationship is reacquired and the average particle diameter and parameters used for reacquiring the above relationship and the standard error between the above reacquired relationship can be reduced, The estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member can be further improved.
  • the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected are made of high-strength austenitic steel.
  • the precipitates having a predetermined grain size or more are included. Since the use temperature of the heat-resistant member can be estimated based on the average particle diameter, the use temperature estimation accuracy can be improved.
  • An inspection method for a heat-resistant member includes: Of the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected, the average particle size obtained by measuring the average particle size of the precipitates having a particle size equal to or larger than the second particle size corresponding to the first particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant material Diameter acquisition process; Of the precipitates in the structure of the heat-resistant material, the relationship between the average particle size of the precipitates of the first particle size or more and the parameters related to the use temperature and the use time of the heat-resistant material, and the average particle size obtaining step And a use temperature parameter obtaining step for obtaining a parameter related to the use temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the average particle diameter.
  • a particle size acquisition step is provided. Therefore, the influence of precipitates having a particle size less than the second particle size corresponding to the first particle size can be excluded from the average particle size of the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected obtained in the average particle size acquisition step.
  • the relationship between the average particle diameter of the precipitate of the first particle size or more among the precipitates in the structure of the heat-resistant material and the parameters relating to the use temperature and use time of the heat-resistant material, and A use temperature parameter obtaining step for obtaining a parameter relating to the use temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the average particle size obtained in the average particle size obtaining step is provided.
  • a hardness measurement step for measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected Prior to the average particle diameter acquisition step, a hardness measurement step for measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, The operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated by inputting the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained in the hardness measurement step into the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the operating temperature of the heat-resistant material.
  • a service temperature estimation step, Whether or not the average particle diameter acquisition step is necessary is determined based on the use temperature of the heat-resistant member to be inspected estimated in the use temperature estimation step.
  • the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated by a simple method of measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and a more detailed operating temperature is based on the estimated operating temperature.
  • the average particle size acquisition step can be performed. Accordingly, it is possible to reduce the time for estimating the use temperature of the heat-resistant member to be inspected and improve the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected.
  • the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the use temperature of the heat-resistant material can be obtained.
  • the correlation is based on information on the hardness of the heat-resistant material, the use temperature of the heat-resistant material, and the use time of the heat-resistant material. It is the relationship between the hardness of the said heat-resistant material extracted by the use time of the said heat-resistant member of the test object, and the use temperature of the said heat-resistant material.
  • the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be immediately estimated from the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained by measurement and the above correlation.
  • the correlation is based on information on the hardness of the heat-resistant material, the use temperature of the heat-resistant material, and the use time of the heat-resistant material. It is the relationship between the hardness of the obtained heat-resistant material and the parameters relating to the use temperature and use time of the heat-resistant material.
  • the use time of the heat-resistant member to be inspected is longer than the heating time of the sample prepared for obtaining the above correlation Even so, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be estimated.
  • the operating temperature of the steel material can be accurately estimated based on the state of the structure of the steel material surface.
  • an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
  • expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
  • the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a boiler 10.
  • the boiler 10 has a combustion furnace 12 and a flue 14 connected to the upper part of the combustion furnace 12.
  • the furnace wall 16 of the combustion furnace 12 includes an evaporation pipe for heating water, and a superheater 18 for superheating steam is disposed at the upper part of the combustion furnace 12.
  • a economizer 20 for preheating water is disposed below the flue 14.
  • a reheater 22 for reheating the steam is disposed on the upper portion of the flue 14.
  • a burner 24 is attached to the combustion furnace 12, and pulverized coal and air as fuel are supplied to the burner 24.
  • High-temperature exhaust gas generated by combustion of pulverized coal ejected from the burner 24 rises in the combustion furnace 12 and flows into the flue 14.
  • the heat generated by the combustion is transferred to the evaporator tube of the furnace wall 16, thereby heating the water.
  • the heat of the exhaust gas is used to superheat the steam in the superheater 18, reheat the steam in the reheater 22, and preheat water in the economizer 20.
  • the exhaust gas that has become low temperature flows into a denitration device provided downstream of the boiler 10, for example, and is purified.
  • the steam (main steam) superheated by the superheater 18 is supplied to, for example, the steam turbine 26 and used for power generation or the like.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a schematic procedure of a heat-resistant member inspection method according to some embodiments.
  • the heat-resistant member to be inspected is, for example, a steel pipe constituting the superheater 18 and the reheater 22.
  • the heat-resistant member inspection method includes a relationship acquisition step S10, an average particle size acquisition step S20, and a use temperature parameter acquisition step S30.
  • the relationship acquisition step S10 the relationship between the average particle size of the precipitates having the first particle size or more among the precipitates in the structure of the heat-resistant material and the parameters regarding the use temperature and use time of the heat-resistant material is obtained.
  • the average particle size of precipitates of the second particle size or larger which is the particle size corresponding to the first particle size, among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected is obtained by measurement.
  • the use temperature parameter acquisition step S30 based on the relationship acquired in the relationship acquisition step S10, the average particle size obtained in the average particle size acquisition step S20, and the usage time of the heat-resistant member to be inspected, The parameter regarding the use temperature of the heat-resistant member is obtained.
  • the particle diameter in some embodiments described below may be any one according to various definitions such as a long diameter, a short diameter, a biaxial average diameter, and a circle-equivalent diameter. For convenience of explanation, the following explanation simply refers to the particle diameter regardless of which definition is used.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a schematic procedure of the relationship acquisition step S10.
  • parameters relating to the average particle size of precipitates having a first particle size or larger among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, the use temperature and the use time of the heat-resistant material by the steps S101 to S110 described below. Is obtained as a master curve which is a correlation diagram between the average particle diameter and the parameter.
  • the master curve is a parameter (temperature / time parameter) relating to the average particle size of precipitates having a first particle size or larger among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, the use temperature and the use time of the heat-resistant material.
  • for example, a graph as shown in FIG.
  • FIG. 4 is a graph illustrating an example of a master curve according to some embodiments.
  • the master curve C for example, when the temperature / time parameter ⁇ is taken on the horizontal axis and the average particle size of the precipitate is taken on the vertical axis, the relationship between the average particle size and the temperature / time parameter ⁇ is taken. It is expressed as a curve showing.
  • the temperature / time parameter ⁇ is, for example, a Larson mirror parameter, where T (unit: K) is the temperature when the sample is heated (sample temperature), and t (unit: h) is the time during which the sample is heated.
  • T unit: K
  • t unit: h
  • the material constant of the sample is C
  • T ⁇ (C + log (t)) / 1000
  • the heat-resistant material refers to a material having the same composition as the heat-resistant member to be inspected or a similar composition.
  • the shape of the heat-resistant material may not be the same shape as the heat-resistant member to be inspected. That is, the heat resistant material is a standard sample.
  • the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected are, for example, high-strength austenitic steel.
  • the relationship calculated in the relationship acquisition step S10 is data that is referred to when determining a parameter related to the use temperature of the heat-resistant member to be inspected in the use temperature parameter acquisition step S30 described later.
  • temperature and time parameters corresponding to the average particle size of the precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected obtained in the average particle size acquisition step S20 are set.
  • the temperature is read from the master curve calculated in the relationship acquisition step S10, and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated based on the read temperature / time parameter. Therefore, if the change rate of the average particle size relative to the temperature / time parameter value in the master curve is small, the reading accuracy when reading the temperature / time parameter value corresponding to the average particle size from the master curve is low, and the inspection target There is a possibility that the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member may be lowered.
  • heat-resistant materials and heat-resistant materials to be inspected have both precipitates that become coarser over time and precipitates that become smaller and disappear at a certain time when placed in a high-temperature environment. There is. Therefore, there is a period in which no clear change is observed in the average particle size of the precipitate over time. Therefore, when calculating the average particle size of the precipitates, including the precipitates that disappear by micronization, and obtaining the master curve described above, the change in the average particle size is within the range of the temperature and time parameters corresponding to the period. Since the rate becomes small, when this master curve is used, there is a possibility that the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is lowered as described above.
  • the average particle size of the precipitates in the structure of the heat-resistant material in order to suppress the influence of the precipitates that become finer and disappear as described above, precipitation of the first particle size or more is performed.
  • the average particle size of the product is calculated.
  • the first particle size is n micrometers.
  • the value of n is determined as appropriate in consideration of the composition of the heat-resistant material, the type of precipitate, and a standard error in regression analysis at the time of calculating the master curve as will be described later.
  • the relationship acquisition step S10 of one embodiment there is a relationship between the average particle size of precipitates having a first particle size or larger among the precipitates in the structure of the heat-resistant material and the parameters regarding the use temperature and use time of the heat-resistant material. To be acquired. Therefore, it is possible to eliminate the influence of precipitates having a particle size less than the first particle size in the acquired relationship, that is, the master curve. As a result, in the acquired master curve, the influence of newly generated precipitates and the influence of precipitates that disappear over time can be suppressed, so the acquired master curve is suitable for estimating the operating temperature. Become.
  • a standard sample is prepared in a standard sample preparation step S101.
  • a plurality of standard samples having different temperatures and heating times are prepared.
  • Such a plurality of standard samples can be obtained, for example, by preparing a plurality of untreated samples and subjecting these samples to heat treatment (aging treatment) at different temperatures.
  • heat treatment aging treatment
  • Such a plurality of standard samples can also be obtained by conducting a creep strength test on a plurality of untreated samples and stopping the creep strength test at different times for each sample.
  • tissue observation step S103 a plurality of standard samples prepared in the standard sample preparation step S101 are observed.
  • tissue observation for example, a scanning electron microscope is used, but an optical microscope may be used.
  • the precipitate identification step S105 the precipitate of the standard sample subjected to the structure observation in the structure observation step S103 is identified. If a scanning electron microscope is used for the structure observation in the structure observation step S103, the precipitate can be identified by the scanning electron microscope.
  • FIG. 5 is an example of an image obtained by observing the surface of a standard sample of austenitic stainless steel with a scanning electron microscope.
  • Z phase, ⁇ phase, M 23 C 6 , and Cu are recognized as precipitates.
  • TTP diagram creation step S107 a TTP (Time-Temperature-Precipitation) diagram is created, and in the particle size distribution acquisition step S109, the particle size distribution of the types of precipitates for which a master curve is to be created is obtained.
  • TTP diagram creation step S107 a TTP diagram is created based on the result of the structure observation in the structure observation step S103 and the identification result of the precipitate in the precipitate identification step S105.
  • FIG. 6 shows an example of a TTP diagram of austenitic stainless steel.
  • a region ⁇ in FIG. 6 is a region where there is no type of precipitate for which a master curve is to be created.
  • the region ⁇ is a region where one type of precipitate (first type precipitate) is present among the types of precipitates for which the master curve is to be created.
  • the region ⁇ is a region where two types of precipitates (first-type precipitates and second-type precipitates) exist among the types of precipitates for which a master curve is to be created.
  • the Z phase is a first type precipitate and the ⁇ phase is a second type precipitate.
  • the Z phase, ie, the first type precipitate, and the ⁇ phase, ie, the second type precipitate are recognized, so that the image in FIG. 5 was subjected to the heat treatment corresponding to the region ⁇ in FIG. It corresponds to an image of a standard sample.
  • the particle size distribution acquisition step S109 the particle size distribution of the type of precipitates for which a master curve is to be created is acquired. Specifically, for example, from the observation image as shown in FIG. 5, an image of the type of precipitate that is a target for creating the master curve is extracted by known image processing based on the gradation of the image. That is, since the gradation of the precipitate image in the observation image varies depending on the type of the precipitate, it is easy to extract the type of precipitate for which the master curve is to be created by a known image processing technique. And each particle size of the extracted image is measured by a well-known image process, and a particle size distribution is calculated
  • a master curve is acquired based on the particle size distribution information acquired in the particle size distribution acquisition step S109.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of a procedure in the master curve acquisition step S110 shown in FIG.
  • a master curve is obtained for the precipitate in the region ⁇ in the TTP diagram created in the TTP diagram creating step S107 in FIG. 3, that is, the first type precipitate.
  • a detailed procedure for acquiring the master curve will be described later with reference to FIG.
  • step S113 it is determined whether or not the region ⁇ exists in the TTP diagram created in the TTP diagram creation step S107 of FIG.
  • step S115 based on the result of the structure observation in the structure observation step S103 of FIG. 3 and the identification result of the precipitate in the precipitate identification step S105, the first type precipitation in the region ⁇ .
  • the coarsening speed S1 of the product and the coarsening speed S2 of the second type precipitate are confirmed.
  • the change rate of the average particle diameter with respect to the temperature / time parameter value is reduced in the calculated master curve.
  • the rate of change is small, as described above, the reading accuracy when reading the temperature / time parameter corresponding to the average particle diameter from the master curve is lowered, and the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected may be lowered. There is.
  • the master curve to be acquired is determined according to the magnitude of the coarsening speed as follows. For example, the coarsening rate S1 is large, and the use temperature of the heat-resistant member to be inspected can be accurately estimated from the master curve related to the first type precipitate, but the coarsening rate S2 is small and the master curve related to the second type precipitate. If it is considered that the use temperature of the heat-resistant member to be inspected cannot be accurately estimated (S1 >> S2), the process proceeds to step S121. In step S121, a first master curve for the first type precipitate in the region ⁇ in the TTP diagram is acquired.
  • the coarsening rate S1 is large and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be accurately estimated from the master curve related to the first type precipitate
  • the coarsening rate S2 is small and the master curve related to the second type precipitate. If it is considered that the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected cannot be accurately estimated (S1 >> S2), there is no other type of precipitate for which a master curve is to be acquired in the region ⁇ . finish.
  • step S2 a second master curve for the second type precipitate in the region ⁇ in the TTP diagram is acquired.
  • the coarsening rate S2 is large, and the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be accurately estimated from the master curve related to the second type precipitate, but the coarsening rate S1 is small and the master curve related to the first type precipitate. If it is considered that the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected cannot be accurately estimated (S1 ⁇ S2), there is no other type of precipitate for which a master curve is to be acquired in the region ⁇ . finish.
  • step S125 a first master curve for the first type precipitate in the region ⁇ in the TTP diagram is acquired, a second master curve for the second type precipitate in the region ⁇ in the TTP diagram is acquired, and the master The curve acquisition process ends.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of a detailed procedure for acquiring a master curve.
  • the procedure shown in the flowchart of FIG. 8 is a specific procedure in step S111, step S121, step S123, and step S125 of FIG.
  • step S151 with respect to the type of precipitate for which a master curve is to be created, based on the particle size distribution information acquired in the particle size distribution acquisition step S109 in FIG. Extract the precipitate.
  • step S151 is performed as part of the process in step S111 of FIG. 7, the precipitates in the region ⁇ , that is, the first-type precipitates of each of the standard samples that belong to the region ⁇ in the TTP diagram. Among them, a precipitate having a first particle size or larger is extracted.
  • step S151 is performed as a part of the process in step S121 of FIG. 7, the first of the first type precipitates in the region ⁇ for each standard sample that belongs to the region ⁇ in the TTP diagram.
  • step S151 when implementing step S151 as a part of process in step S123 of FIG. 7, about each standard sample which will belong to the area
  • step S151 is performed as part of the process in step S125 of FIG. 7, for each standard sample that will belong to region ⁇ in the TTP diagram, the first particle size or more of the first type precipitates in region ⁇ And the precipitate having the first particle size or larger is extracted from the second type precipitate in the region ⁇ .
  • step S153 the average particle size of the precipitates of the first particle size or more extracted in step S151 is calculated, and the calculated average particle size is arranged by temperature / time parameters. That is, a plurality of data represented by the average particle diameter and the temperature / time parameter ⁇ is generated by associating the calculated average particle diameter with the temperature / time parameter ⁇ of the standard sample.
  • step S155 based on the plurality of data generated in step S153, a graph with the temperature and time parameters ⁇ on the horizontal axis and the average particle size on the vertical axis is created, and regression analysis is performed to obtain a regression curve. Standard error is calculated.
  • step S155 based on the several data which concern on 1st seed precipitate among several data produced
  • the horizontal axis represents the temperature / time parameter ⁇ and the vertical axis represents the average particle diameter based on the plurality of data related to the second type precipitate. And perform regression analysis to calculate the regression curve and standard error.
  • step S157 it is determined whether or not the standard error calculated in step S155 is within a predetermined allowable range. If an affirmative determination is made in step S157, the regression curve calculated in step S155 is adopted as a master curve in step S159. In addition, when implementing step S159 as a part of process in FIG.7 S125, the regression curve which concerns on 1st type precipitation is employ
  • step S157 If a negative determination is made in step S157, the first particle size is changed in step S161. Then, it returns to step S151 and performs the process mentioned above again.
  • the relationship between the average particle size of precipitates having a first particle size or larger among the precipitates in the structure of the heat-resistant material and the parameters regarding the use temperature and use time of the heat-resistant material is used to obtain the relationship between the average particle size of precipitates having a first particle size or larger among the precipitates in the structure of the heat-resistant material and the parameters regarding the use temperature and use time of the heat-resistant material. If the standard error between the obtained average particle size and temperature / time parameter ⁇ and the acquired relationship is outside the allowable range, the first particle size is changed and the relationship is reacquired. As a result, the standard error between the average particle diameter and temperature / time parameter ⁇ used to reacquire the above relationship and the above reacquired relationship can be reduced, and consequently the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected. The estimation accuracy of can be further improved.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a schematic procedure of the average particle diameter acquisition step S20.
  • a heat-resistant member to be inspected is acquired in the inspection target acquisition step S201.
  • the heat-resistant member to be inspected is a steel pipe constituting the superheater 18 or the reheater 22 of the boiler 10
  • the heat-resistant object to be inspected can be removed by excising a part of the steel pipe when the boiler 10 is stopped periodically. Get a member.
  • a replica of the surface of the heat-resistant member to be inspected is obtained by, for example, the replica method.
  • the case where the heat-resistant member to be inspected can be obtained will be mainly described.
  • the structure of the heat-resistant member to be inspected acquired in the inspection object acquisition process S201 is observed.
  • tissue observation for example, a scanning electron microscope is used, but an optical microscope may be used.
  • the precipitate identification step S205 the precipitate of the heat-resistant member to be inspected that has been subjected to the structure observation in the structure observation step S203 is identified. If a scanning electron microscope is used for the structure observation in the structure observation step S203, the precipitate can be identified by the scanning electron microscope.
  • An area determination step S207 and a particle size distribution acquisition step S209 are performed.
  • the region determination step S207 with reference to the TTP diagram created in the TTP diagram creation step S107 of FIG. 3, from the identification result of the precipitate in the precipitate identification step S205, the structure observation in the structure observation step S203 is performed. It is determined which region of the TTP diagram the tissue of the target heat-resistant member is.
  • the same type of precipitate as the target of creation of the master curve in the relationship acquisition step S10 of FIG. Obtain the particle size distribution of the types of precipitates.
  • the same method as the particle size distribution obtaining step S109 of FIG. 3 can be used.
  • the average particle size calculation step S211 based on the information on the particle size distribution acquired in the particle size distribution acquisition step S209, a precipitate having a particle size equal to or larger than the second particle size corresponding to the first particle size is obtained for each type of precipitate. Each is extracted and the average particle size is calculated.
  • the 2nd particle size in one Embodiment be a particle size equal to the 1st particle size about the precipitate which concerns on the master curve acquired by relationship acquisition process S10. That is, in one embodiment, for example, if the first particle size of the first type precipitate related to the master curve for the region ⁇ acquired in the relationship acquisition step S10 is n micrometers, the heat resistant member to be inspected is related. The second particle size of the first type precipitate in the region ⁇ is also set to n micrometers.
  • the diameter is determined by measurement. Therefore, the influence of precipitates smaller than the second particle size, which is the particle size corresponding to the first particle size, is excluded from the average particle size of the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected obtained in the average particle size acquisition step S20. it can.
  • the first particle size and the second particle size are both n micrometers.
  • the selection criteria for determining whether or not the precipitates are to be calculated for the average particle size can be aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected.
  • the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the procedure of the use temperature parameter acquisition step S30.
  • step S301 the process to be performed next is determined based on the determination result in the region determination step S207 of FIG. 9, that is, which region the tissue of the heat-resistant member to be inspected is. For example, when it is determined in the region determination step S207 of FIG. 9 that the structure of the heat-resistant member to be inspected is the region ⁇ , the use temperature is estimated based on the master curve for the structure of the heat-resistant member to be inspected. For this reason, the necessary deposits are not present. In this case, after performing the determination process in step S301, the use temperature parameter acquisition step S30 is terminated.
  • step S303 from the master curve related to the first type precipitate for the region ⁇ obtained in step S111 of FIG. 7, the first type precipitate of the second particle size or more calculated in the average particle size calculation step S211 of FIG. A temperature / time parameter ⁇ corresponding to the average particle diameter is obtained. Then, by substituting the acquired temperature / time parameter ⁇ and the use time of the heat-resistant member to be inspected into the above-described equation (1), an estimated value of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is obtained.
  • the process proceeds to step S305, and the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is as follows. Get an estimate of. For example, when only the average particle size of the first type precipitate in the region ⁇ is obtained in the average particle size calculation step S211 in FIG. 9, in step S305, it is obtained in either step S121 or step S125 in FIG.
  • the temperature / time parameter ⁇ corresponding to the average particle size of the first type precipitate calculated in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9 is acquired from the first master curve of the first type precipitate in the region ⁇ . Then, by substituting the acquired temperature / time parameter ⁇ and the use time of the heat-resistant member to be inspected into the above-described equation (1), an estimated value of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is obtained.
  • step S305 when only the average particle size of the second type precipitate in the region ⁇ is obtained in the average particle size calculation step S211 in FIG. 9, in step S305, in either step S123 or step S125 in FIG.
  • the temperature / time parameter ⁇ corresponding to the average particle size of the second type precipitate calculated in the average particle size calculation step S211 of FIG. 9 is acquired from the second master curve of the second type precipitate in the obtained region ⁇ . . Then, by substituting the acquired temperature / time parameter ⁇ and the use time of the heat-resistant member to be inspected into the above-described equation (1), an estimated value of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is obtained.
  • step S305 the average of the second type precipitates calculated in the average particle size calculation step S211 in FIG. 9 from the second master curve of the second type precipitates in the region ⁇ obtained in step S125 in FIG.
  • a second parameter ⁇ 2 that is a temperature / time parameter ⁇ corresponding to the particle diameter is acquired.
  • the second estimated value of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is obtained by substituting the acquired second parameter ⁇ 2 and the use time of the heat-resistant member to be inspected into the above-described equation (1).
  • the first estimated value and the second estimated value of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected are obtained in this way, for example, the estimated accuracy among the first estimated value and the second estimated value.
  • the estimated value of the one considered to be high is adopted as the estimated value of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected.
  • the first estimated value and the second estimated value of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected are obtained in this way, for example, the average value of the first estimated value and the second estimated value is calculated as the heat-resistant value of the inspected object. You may employ
  • the first parameter ⁇ 1 and the second parameter ⁇ 2 obtained as described above are compared, and if there is no significant difference between the values of the first parameter ⁇ 1 and the second parameter ⁇ 2, the first parameter ⁇ 1 and the second parameter ⁇ 2 Therefore, it is possible to determine that the reliability of the value is high, so that the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected increases.
  • the first master curve that is the first relationship of the first type precipitate and the second type Since the parameters related to the use temperature of the heat-resistant member to be inspected can be obtained based on the second master curve that is the second relationship with respect to the precipitate, as described above, the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated. The accuracy can be further improved.
  • the heat resistance of the inspection target is based on the relationship acquired in the relationship acquisition step S10 and the average particle size obtained in the average particle size acquisition step S20.
  • the parameter regarding the use temperature of a member is calculated
  • the use temperature of the heat-resistant member can be estimated based on the average particle diameter of the object, the estimation accuracy of the use temperature can be improved.
  • step S125 in the master curve acquisition step S110 shown in FIG. 7 the first master curve for the first seed precipitate and the second master curve for the second seed precipitate are acquired. . That is, the first type precipitate and the second type precipitate were distinguished, and a master curve was obtained for each precipitate.
  • the third master curve is acquired without distinguishing between the first type precipitate and the second type precipitate as follows.
  • step S155 of FIG. 8 whether the plurality of data generated in the plurality of data generated in step S153 is the data related to the first type precipitate or the second type precipitate. Without distinguishing whether it is data, regression analysis is performed and a regression curve and a standard error are calculated.
  • step S157 it is determined whether or not the standard error calculated in step S155 is within a predetermined allowable range. If an affirmative determination is made in step S157, the regression curve calculated in step S155 is adopted as the third master curve in step S159.
  • step S157 If a negative determination is made in step S157, the first particle size is changed in step S161. Then, it returns to step S151 and performs the process mentioned above again.
  • the first particle size is changed in step S161.
  • it returns to step S151 and performs the process mentioned above again.
  • a third master curve that is a third relationship between the average particle diameter of the precipitates having a diameter equal to or larger than the parameters relating to the use temperature and use time of the heat-resistant material can be obtained.
  • the parameter regarding the use temperature of the heat-resistant member to be examined can be obtained.
  • the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be easily estimated.
  • the average particle size acquisition step S20 the average particle size of precipitates of the second particle size or larger can be obtained by measurement for the first precipitate and the second precipitate in the structure of the heat-resistant member to be inspected.
  • temperature parameter acquisition process S30 based on said 3rd master curve acquired in relation acquisition process S10, and said average particle diameter calculated
  • the inspection object Since it becomes possible to obtain a parameter relating to the use temperature of the heat-resistant member to be inspected without distinguishing whether it is the first type precipitate or the second precipitate, the inspection object The operating temperature of the heat-resistant member can be easily estimated.
  • the first particle size and the second particle size were both n micrometers and were the same particle size.
  • the first particle size is the particle size of the n-th precipitate in order from the largest-sized precipitate among the precipitates in the structure of the heat-resistant material
  • the second particle size is It is a particle size of the n-th precipitate in order from the largest diameter precipitate among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.
  • the first particle size and the second particle size can be made closer to each other, and therefore the selection criteria for whether or not the precipitates are to be calculated for the average particle size are aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected. It is done. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected based on the state of the structure of the surface of the heat-resistant member to be inspected. In addition, if the size of the area where the precipitate is investigated in order to calculate the average particle size is approximately the same for the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected, the precipitate used for calculating the average particle size is selected.
  • the first particle size and the second particle size were both n micrometers and were the same particle size.
  • the first particle size is the particle size of the smallest precipitate in the precipitates included in the top n% number of particles having the largest particle size among the precipitates in the structure of the heat-resistant material
  • the second particle size is the particle size of the smallest precipitate among the precipitates included in the upper n% of the large particles among the precipitates in the structure of the heat-resistant member to be inspected.
  • the selection criteria for determining whether or not the precipitates are to be calculated for the average particle size can be aligned between the heat-resistant material and the heat-resistant member to be inspected.
  • the estimation accuracy of the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be improved.
  • the selection criteria for the precipitates can be defined as a percentage of the total precipitates.
  • a heat resistant member to be inspected or a replica of the surface of the heat resistant member to be inspected is acquired.
  • extubation work and replica collection work require time, it is difficult to perform extubation and replica collection at many locations during a pause such as periodic inspection of the boiler 10. Therefore, in another embodiment described below, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is simply estimated prior to the average particle diameter acquisition step S20 in order to narrow down the places where the tube extraction work and the replica collection work are performed. It is said.
  • the hardness of the heat-resistant member to be inspected is measured, and the use temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated from the measured hardness.
  • the location where extubation and replica collection are performed is narrowed down. That is, in another embodiment described below, the hardness and the use time of the heat-resistant member to be inspected are utilized by changing the hardness of the heat-resistant member to be inspected depending on the use temperature and the use time (aging time). From this, the operating temperature is estimated. Details will be described below.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a schematic procedure of a heat-resistant member inspection method according to another embodiment.
  • the inspection method for a heat-resistant member according to another embodiment includes a use temperature estimation step S1 based on hardness and a use temperature estimation step S3 based on precipitates.
  • the use temperature estimation step S3 based on the precipitate includes a relationship acquisition step S10, an average particle size acquisition step S20, and a use temperature parameter acquisition step S30 according to some of the embodiments described above.
  • step S2 Judging whether or not the temperature load is high and estimating the use temperature by the heat-resistant member inspection method according to some embodiments described above for the heat-resistant member to be inspected determined to have a high temperature load Yes.
  • the use temperature is not estimated by the heat-resistant member inspection method according to some embodiments described above.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the processing in the service temperature estimation step S1 based on hardness.
  • the use temperature estimation step S1 based on hardness includes a correlation acquisition step S1010, a hardness measurement step S1020, and a use temperature estimation step S1030.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the processing in the correlation acquisition step S1010.
  • the correlation acquisition step S1010 the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the use temperature of the heat-resistant material is obtained in steps S1101 to S1107 described below.
  • a sample for acquiring the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the use temperature of the heat-resistant material is prepared in the sample preparation step S1101.
  • a plurality of samples having different temperatures and heating times are prepared.
  • a plurality of untreated samples having the same composition as the heat-resistant member to be inspected or a similar composition are prepared, and these samples are subjected to heat treatment (aging) at different temperatures and different times. It is obtained by applying the treatment.
  • the hardness of the plurality of samples prepared in the sample preparation step S1101 is measured.
  • various measuring devices such as a Vickers hardness tester and an ultrasonic hardness tester can be used.
  • FIG. 14 shows an example of the master data acquired in the master data acquisition step S1105.
  • a graph with the hardness of the heat-resistant material on the vertical axis and the aging time on the horizontal axis is shown for each heating temperature.
  • FIG. 15A and FIG. 15B are diagrams showing examples of a master curve showing the relationship between the hardness of the heat-resistant material and the use temperature of the heat-resistant material.
  • FIG. 15A is an example of a master curve showing the relationship between the hardness of a heat-resistant material extracted at, for example, 10,000 hours of use and the use temperature of the heat-resistant material.
  • FIG. 15B is an example of a master curve showing the relationship between the hardness of the heat-resistant material extracted during the usage time of 80,000 hours and the use temperature of the heat-resistant material, for example.
  • the hardness of the heat-resistant material and the heat-resistant material when the aging time is 10,000 hours from the master data shown in FIG. Read the temperature and use.
  • a master curve MA is created with the operating temperature on the horizontal axis and the hardness on the vertical axis.
  • the operation time of the boiler 10 at the time of this periodic inspection is 80,000 hours, from the master data shown in FIG. 14, the hardness of the heat-resistant material when the aging time is 80,000 hours and Read the operating temperature of the heat-resistant material.
  • a master curve MB is created with the operating temperature on the horizontal axis and the hardness on the vertical axis.
  • the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the use temperature of the heat-resistant material can be acquired from a plurality of samples having different heating temperatures and heating times.
  • the correlation between the hardness of the heat-resistant material acquired in the correlation acquisition step S1010 and the use temperature of the heat-resistant material is determined based on the information (master data) on the hardness of the heat-resistant material, the use temperature of the heat-resistant material, and the use time of the heat-resistant material. It is the relationship (master curve) between the hardness of the heat-resistant material extracted by the use time of the heat-resistant member and the use temperature of the heat-resistant material. Thereby, the use temperature of the heat-resistant member to be inspected can be immediately estimated from the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained by measurement and the above correlation.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of a schematic procedure of the hardness measurement step S1020.
  • the measurement position of the hardness in the heat-resistant member to be inspected is determined.
  • the thermal resistance depends on the period during which the superheater 18 or the reheater 22 is used or the operating conditions.
  • a region where a large load is estimated to be relatively large may be specified, and a plurality of points spaced at predetermined intervals along the axial direction of the steel pipe may be determined as hardness measurement positions with respect to the steel pipe in the region. .
  • the hardness at the measurement position determined in the hardness measurement position determination step S1201 is measured.
  • various portable measuring devices such as an ultrasonic hardness meter can be used.
  • the hardness of the heat resistant member to be inspected obtained in the hardness measurement step S1020 is input to the correlation (master curve) between the hardness of the heat resistant material obtained in the correlation obtaining step S1010 and the use temperature of the heat resistant material.
  • the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated.
  • the hardness value at a certain measurement position is, for example, h1, as shown in FIG. 15A
  • the hardness value is h1. It can be read from the master curve MA that the value of the operating temperature is T1.
  • the hardness value is as shown in FIG. 15B. It can be read from the master curve MB that the temperature value at which h2 is T2 or T3. In this case, there are two candidate values for the temperature at which the hardness value becomes h2. For example, the operation status of the boiler 10, the estimated value of the temperature at other nearby hardness measurement points, and the like are considered. Then, it may be determined which value is appropriate. In this way, the operating temperature is estimated for all of the plurality of hardness measurement positions.
  • step S2 in FIG. 11 After estimating the operating temperature from the hardness of the heat-resistant member to be inspected as described above, it is determined in step S2 in FIG. 11 whether the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is high. Specifically, for example, based on the stress of the heat-resistant member to be inspected calculated from the steam pressure that is the operating condition of the boiler 10, the operating temperature estimated from the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and the operating time of the boiler 10 Thus, the remaining life of the heat-resistant member to be inspected is simply evaluated.
  • the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated is equal to or less than the threshold value, it is determined that the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is high, and the remaining life of the heat-resistant member to be inspected is simply evaluated. If it exceeds the threshold value, it is determined that the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is not high.
  • ta [time] be the period from the time of the current periodic inspection to the next periodic inspection (next periodic inspection), for example. If the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated as described above is less than the above [ta] [time], in the case of not carrying out countermeasures such as repair on the heat-resistant member to be inspected in this periodic inspection, The heat-resistant member to be inspected may be creep ruptured before the next periodic inspection. However, even if the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated exceeds the above ta [time], the heat-resistant member to be inspected is subjected to the next periodic inspection in consideration of the accuracy of simple remaining life evaluation. There is a risk of creep rupture at a point before this point.
  • the threshold c is, for example, a coefficient c (c) that is a value of 1 or more for giving a margin to a value (2 ⁇ ta) that is twice the ta [time] that is the period until the next periodic inspection. It is set to a value (2 ⁇ c ⁇ ta) multiplied by> 1).
  • step S2 it is determined whether or not the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated is equal to or less than the threshold (2 ⁇ c ⁇ ta) set as described above.
  • step S2 when it is determined that the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated exceeds the threshold (2 ⁇ c ⁇ ta), the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is not high, It is determined that the heat-resistant member to be inspected does not creep rupture until at least the next periodic inspection, and each process in the use temperature estimation step S3 based on the precipitate is not performed on the heat-resistant member to be inspected.
  • step S2 if it is determined that the remaining life of the heat-resistant member to be inspected simply evaluated is equal to or less than the threshold (2 ⁇ c ⁇ ta), the temperature load of the heat-resistant member to be inspected is high, It is determined that the heat-resistant member to be inspected may be creep ruptured by the next periodic inspection, and each process in the use temperature estimation step S3 based on the precipitate is performed.
  • the use temperature estimation step S3 based on the precipitate includes the relationship acquisition step S10, the average particle size acquisition step S20, and the use temperature parameter acquisition step S30 according to some of the embodiments described above. It is a process. Therefore, the detailed description about use temperature estimation process S3 based on a precipitate is abbreviate
  • the hardness measurement step S1020 for measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, the hardness of the heat-resistant material, and the heat-resistant material
  • a use temperature estimation step S1030 for estimating the use temperature of the heat-resistant member to be inspected by inputting the hardness of the heat-resistant member to be inspected obtained in the hardness measurement step S1020 to the correlation with the use temperature. Then, whether or not the average particle diameter acquisition step S20 is necessary is determined based on the use temperature of the heat-resistant member to be inspected estimated in the use temperature estimation step S1030.
  • the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected is estimated by a simple method of measuring the hardness of the heat-resistant member to be inspected, and it is determined that more detailed estimation of the operating temperature is necessary based on the estimated operating temperature.
  • the average particle size acquisition step S20 can be performed. Accordingly, it is possible to reduce the time for estimating the use temperature of the heat-resistant member to be inspected and improve the estimation accuracy of the use temperature of the heat-resistant member to be inspected.
  • it extracts with the operation time of the boiler 10 from the master data which are the information about the hardness of the some sample prepared by sample preparation process S1101, heating temperature, and aging time. Since the obtained master curve is acquired, it is not necessary to verify the validity of the temperature acceleration when acquiring the master curve.
  • the master curve acquired in the master curve acquisition step S1107 of the correlation acquisition step S1010 shown in FIG. 13 is information on the hardness of the heat-resistant material, the use temperature of the heat-resistant material, and the use time of the heat-resistant material. It was a relationship (master curve) between the hardness of the heat-resistant material extracted from the (master data) by the usage time of the heat-resistant member to be inspected and the use temperature of the heat-resistant material.
  • the master curve is obtained from information (master data) on the hardness of the heat-resistant material, the use temperature of the heat-resistant material, and the use time of the heat-resistant material. The relationship between the hardness of the steel and the parameters relating to the use temperature and use time of the heat-resistant material is obtained.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a master curve showing the relationship between the hardness of the heat-resistant material and the parameters related to the use temperature and the use time of the heat-resistant material. It is the graph of the master curve MC which took the temperature and time parameter (lambda) a which is a parameter regarding time on the horizontal axis.
  • the temperature / time parameter ⁇ a is a Larson mirror parameter expressed by, for example, the above-described equation (1). That is, the correlation between the hardness of the heat-resistant material and the use temperature of the heat-resistant material acquired in the correlation acquisition step S1010 is a correlation for obtaining the temperature / time parameter ⁇ a from the hardness of the heat-resistant material. Then, based on the obtained value of the temperature / time parameter ⁇ a and the usage time, the usage temperature can be obtained from the above-described equation (1).
  • the hardness value at a certain measurement position is h4, for example, as shown in FIG. 17, reading from the master curve MC that the value of the temperature / time parameter ⁇ a at which the hardness value is h4 is ⁇ 4. Can do.
  • the use temperature at a certain measurement position can be obtained from the value ( ⁇ 4) of the temperature / time parameter ⁇ a thus obtained and the operation time of the boiler 10 at the time of the current periodic inspection, for example.
  • the correlation between the hardness of the heat-resistant material acquired in the correlation acquisition step S1010 and the use temperature of the heat-resistant material is the same as the hardness of the heat-resistant material, the use temperature of the heat-resistant material, and the use of the heat-resistant material.
  • This is the relationship between the hardness of the heat-resistant material obtained from information about time (master data) and the temperature / time parameter ⁇ a related to the use temperature and use time of the heat-resistant material. Since the temperature / time parameter ⁇ a relating to the use temperature and use time of the heat-resistant material is used, the use time of the heat-resistant member to be inspected is longer than the longest heating time in the sample prepared for obtaining the above correlation. However, the operating temperature of the heat-resistant member to be inspected can be estimated.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
  • a sample for performing tissue observation is obtained by excising a part of a device in which the heat-resistant member to be inspected is used.
  • a replica of the surface of the heat-resistant member to be inspected may be obtained by the replica method.
  • the shape of the precipitate on the surface of the heat-resistant member to be inspected is transferred to the acquired replica, the shape can be observed.
  • the precipitate may drop off from the tissue and adhere to the obtained replica.
  • the precipitate attached to the replica is removed. Can be identified directly.
  • the precipitate may not be identified from the acquired replica. That is, depending on the type of precipitate, the precipitate may not be identified only by the shape of the precipitate transferred to the acquired replica.
  • the use temperature of the heat-resistant member can be estimated by using the above-described third master curve.
  • the heat-resistant member to be inspected may be used in a portion other than the superheater 18 and the reheater 22 of the boiler 10. Further, the heat-resistant member to be inspected may be used for high-temperature equipment other than the boiler 10. Furthermore, the steel type of the heat-resistant member to be inspected is not limited to high-strength austenitic steel.
  • the relationship acquisition step S10 shown in FIG. 3 includes the average particle size of precipitates having a first particle size or more among the precipitates in the structure of the heat-resistant material, the use temperature of the heat-resistant material, and If the relationship with the parameter relating to the use time has already been acquired, it is not necessary to carry out again when estimating the use temperature of the heat-resistant member to be inspected thereafter.
  • the correlation acquisition step S1010 shown in FIG. 13 performs the heat resistance of the subsequent inspection target if the master curves shown in FIGS. 15A, 15B, and 17 have already been acquired. It is not necessary to carry out again when estimating the operating temperature of the member.

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Abstract

耐熱部材の検査方法は、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得する関係取得工程と、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち前記第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、前記関係取得工程にて取得された関係及び前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、前記検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程と、を備える。

Description

耐熱部材の検査方法
 本開示は、耐熱部材の検査方法に関する。
 ボイラ等の高熱機器に使用される鋼材の寿命を評価するために、鋼材の使用温度を鋼材表面の組織の状態に基づいて推定することが行われている。例えば特許文献1には、析出物の平均粒子間距離と温度・時間パラメータとの関係を予め求めておき、検査対象の鋼材における析出物の平均粒子間距離から使用温度を推定する方法が開示されている。
 また、例えば特許文献2には、析出物が単位面積中に占める面積率、個数密度あるいは平均サイズと運転時間と使用温度との関係を予め求めておき、検査対象の鋼材における析出物が単位面積中に占める面積率、個数密度あるいは平均サイズから使用温度を推定する方法が開示されている。
特開2015-125116号公報 特開2014-228196号公報
 しかし、高温下で鋼材の使用を開始すると、使用開始後の間もない時期には新たな析出物の発生頻度が増加するため、平均粒子間距離は減少し、その後、新たな析出物の発生頻度が減少すると、平均粒子間距離が増加に転ずる。そのため、特許文献1に開示された方法では、検査対象の鋼材における析出物の平均粒子間距離から推定する使用温度が一意に決まらない場合が生じるおそれがある。
 また、高温下で鋼材の使用を開始すると、ある時期において、時間の経過とともに粗大化する析出物と微小化して消滅する析出物とが共に存在することがあるため、時間の経過に対して、析出物が単位面積中に占める面積率、個数密度あるいは平均サイズの明瞭な変化が認められない期間が存在する。そのため、特許文献2に開示された方法では、使用温度の推定精度が低下するおそれがある。
 上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、鋼材表面の組織の状態に基づいて鋼材の使用温度を精度よく推定できる耐熱部材の検査方法を提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る耐熱部材の検査方法は、
 耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得する関係取得工程と、
 検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち前記第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、
 前記関係取得工程にて取得された関係及び前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、前記検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程と、
を備える。
 上記(1)の方法によれば、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得する関係取得工程を備える。したがって、取得した上記の関係において、第1粒径未満の析出物の影響を排除できる。これにより、取得した上記の関係において、新たに発生する析出物の影響や、時間の経過とともに消滅していく析出物の影響を抑制できるので、取得した上記の関係が使用温度の推定に適したものとなる。
 また、上記(1)の方法によれば、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程を備える。したがって、平均粒径取得工程で求められる検査対象の耐熱部材の組織における析出物の平均粒径から、第1粒径に対応する粒径である第2粒径未満の析出物の影響を排除できる。
 そして、上記(1)の方法によれば、関係取得工程にて取得された関係及び平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程を備える。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを所定粒径未満の析出物の影響を排除した状態で求めることができるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の方法において、
 前記第1粒径は、nマイクロメートルであり、
 前記第2粒径は、前記nマイクロメートルである。
 上記(2)の方法によれば、第1粒径及び第2粒径は、共にnマイクロメートルである。これにより、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられるので、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)の方法において、
 前記第1粒径は、前記耐熱材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順にn個目の析出物の粒径であり、
 前記第2粒径は、前記検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順に前記n個目の析出物の粒径である。
 上記(3)の方法によれば、第1粒径は、耐熱材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順にn個目の析出物の粒径であり、第2粒径は、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順に上記n個目の析出物の粒径である。これにより、第1粒径と第2粒径とを互いに近づけることができるので、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられる。したがって、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
 また、平均粒径を算出するために析出物の調査を行う領域の大きさが、耐熱材と検査対象の耐熱部材とで略同じ程度であれば、平均粒径の算出に用いる析出物を選択するためには最大径の析出物から順にn個の析出物を選択すればよいので、平均粒径の算出に用いる析出物を容易に選択できる。したがって、平均粒径を算出するために析出物の調査を行う際の作業効率を向上できる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)の方法において、
 前記第1粒径は、前記耐熱材の組織における析出物のうち粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径であり、
 前記第2粒径は、前記検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち粒径の大きい前記上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径である。
 上記(4)の方法によれば、第1粒径は、耐熱材の組織における析出物のうち粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径であり、第2粒径は、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち粒径の大きい上記の上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径である。これにより、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられるので、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの方法において、
 前記耐熱材の組織における析出物は、種類が異なる少なくとも第1種析出物と第2種析出物とを含み、
 前記関係取得工程は、前記第1種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの第1関係と、前記第2種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの第2関係とを取得する。
 上記(5)の方法によれば、関係取得工程は、種類が異なる第1種析出物と第2種析出物とについて、それぞれ第1関係と第2関係とを取得する。これにより、種類が異なる第1種析出物についての第1関係と第2種析出物についての第2関係とに基づいて使用温度パラメータ取得工程において検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータをそれぞれ求めることができるようになるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。
 すなわち、例えば走査型電子顕微鏡を用いること等によって検査対象の耐熱部材の組織における析出物を同定することで、平均粒径取得工程において検査対象の耐熱部材の組織における第1析出物及び第2析出物について第2粒径以上の析出物の平均粒径をそれぞれ測定によって求めることができる。そして、使用温度パラメータ取得工程において、関係取得工程にて取得された第1関係及び平均粒径取得工程で求められた第1析出物についての平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関する第1パラメータを求めることができるとともに、関係取得工程にて取得された第2関係及び平均粒径取得工程で求められた第2析出物についての平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関する第2パラメータを求めることができる。
 これにより、例えば、求められた第1パラメータと第2パラメータとを比較し、第1パラメータ及び第2パラメータの値に大きな差がなければ、第1パラメータ及び第2パラメータの値の信頼性が高いと判断できるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度が高まる。
 また、第1パラメータと第2パラメータとで、より信頼性が高いと考えられる方のパラメータに基づいて検査対象の耐熱部材の使用温度を推定することで、推定精度が高まる。
 このように、上記(5)の方法によれば、種類が異なる第1種析出物についての第1関係と第2種析出物についての第2関係とに基づいて検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータをそれぞれ求めることができるようになるので、上述したように、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの方法において、
 前記耐熱材の組織における析出物は、種類が異なる少なくとも第1種析出物と第2種析出物とを含み、
 前記関係取得工程は、前記第1種析出物及び前記第2種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの第3関係を取得する。
 上記(6)の方法によれば、関係取得工程は、種類が異なる第1種析出物及び第2種析出物について、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別せずに第3関係を取得する。これにより、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別しなくても使用温度パラメータ取得工程において検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができるようになるので、検査対象の耐熱部材の使用温度を容易に推定できる。
 すなわち、例えば、検査対象の耐熱部材の組織において第1析出物と第2析出物とを正確に区別できなくても、第1析出物か第2析出物のいずれかであるかが分かれば、平均粒径取得工程において検査対象の耐熱部材の組織における第1析出物と第2析出物とについて第2粒径以上の析出物の平均粒径をそれぞれ測定によって求めることができる。そして、使用温度パラメータ取得工程において、関係取得工程にて取得された第3関係及び平均粒径取得工程で求められた上記の平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができる。
 このようにすることで、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別しなくても検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができるようになるので、上述したように、検査対象の耐熱部材の使用温度を容易に推定できる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(6)の何れかの方法において、前記関係取得工程は、前記関係を取得するために用いた前記平均粒径及び前記パラメータと、取得した前記関係との標準誤差が許容範囲外である場合、前記第1粒径を変更して前記関係を再取得する。
 上記(7)の方法によれば、上記関係を取得するために用いた平均粒径及びパラメータと、取得した上記関係との標準誤差が許容範囲外である場合、関係取得工程が第1粒径を変更して上記関係を再取得するので、上記関係を再取得するために用いた平均粒径及びパラメータと、再取得した上記関係との標準誤差を小さくすることができ、ひいては、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの方法において、前記耐熱材及び前記検査対象の耐熱部材は、高強度オーステナイト鋼からなる。
 上記(8)の方法によれば、高強度オーステナイト鋼において使用開始後の間もない時期に新たな析出物の発生頻度が増加しても、析出物のうち所定の粒径以上の析出物の平均粒径に基づいて、耐熱部材の使用温度を推定できるので、使用温度の推定精度を向上できる。
(9)本発明の少なくとも一実施形態に係る耐熱部材の検査方法は、
 検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち、耐熱材の組織における析出物の第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、
 前記耐熱材の組織における析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係、及び、前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、前記検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程と、を備える。
 上記(9)の方法によれば、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程を備える。したがって、平均粒径取得工程で求められる検査対象の耐熱部材の組織における析出物の平均粒径から、第1粒径に対応する粒径である第2粒径未満の析出物の影響を排除できる。
 そして、上記(9)の方法によれば、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係、及び、平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程を備える。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを所定粒径未満の析出物の影響を排除した状態で求めることができるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
(10)幾つかの実施形態では、上記(9)の方法において、加熱温度及び加熱時間の異なる複数の標準試料から、前記耐熱材の組織における析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得する関係取得工程をさらに備える。
 上記(10)の方法によれば、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得するので、取得した上記の関係において、第1粒径未満の析出物の影響を排除できる。これにより、取得した上記の関係において、新たに発生する析出物の影響や、時間の経過とともに消滅していく析出物の影響を抑制できるので、取得した上記の関係が使用温度の推定に適したものとなる。
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(10)の何れかの方法において、
 前記平均粒径取得工程に先立って、前記検査対象の耐熱部材の硬度を測定する硬度測定工程と、
 前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との相関に前記硬度測定工程で得られた前記検査対象の耐熱部材の前記硬度を入力することで前記検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する使用温度推定工程と、をさらに備え、
 前記平均粒径取得工程は、前記使用温度推定工程で推定された前記検査対象の耐熱部材の使用温度に基づいて実施の要否が判定される。
 上記(11)の方法によれば、検査対象の耐熱部材の硬度を測定するという簡便な方法によって検査対象の耐熱部材の使用温度を推定し、推定した使用温度に基づいて、より詳細な使用温度の推定が必要と判断される場合に平均粒径取得工程を実施することができる。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定のための時間の短縮化と検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度向上とを実現できる。
(12)幾つかの実施形態では、上記(11)の方法において、加熱温度及び加熱時間の異なる複数の試料から、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との相関を取得する工程をさらに備える。
 上記(12)の方法によれば、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関を取得することができる。
(13)幾つかの実施形態では、上記(11)又は(12)の方法において、前記相関は、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度と前記耐熱材の使用時間とについての情報から前記検査対象の耐熱部材の使用時間で抽出した前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との関係である。
 上記(13)の方法によれば、測定して得られた検査対象の耐熱部材の硬度と上記の相関とから検査対象の耐熱部材の使用温度を直ちに推定できる。
(14)幾つかの実施形態では、上記(11)又は(12)の方法において、前記相関は、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度と前記耐熱材の使用時間とについての情報から得られた前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係である。
 上記(14)の方法によれば、耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータを用いるので、検査対象の耐熱部材の使用時間が上記相関を取得するために準備した試料の加熱時間よりも長い場合であっても、検査対象の耐熱部材の使用温度を推定できる。
 本発明の少なくとも一実施形態によれば、鋼材表面の組織の状態に基づいて鋼材の使用温度を精度よく推定できる。
ボイラの概略構成を示す図である。 幾つかの実施形態に係る耐熱部材の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。 関係取得工程の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。 一実施形態におけるマスターカーブの一例を示すグラフである。 オーステナイト系ステンレス鋼の標準試料について、走査型電子顕微鏡によって表面を観察して得られる画像の一例である。 オーステナイト系ステンレス鋼のTTP線図の一例を示す図である。 マスターカーブ取得工程における手順の一例を示すフローチャートである。 マスターカーブの詳細な取得手順の一例を示すフローチャートである。 平均粒径取得工程の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。 使用温度パラメータ取得工程の手順の一例を示すフローチャートである。 他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。 硬度に基づく使用温度推定工程における処理を示すフローチャートである。 相関取得工程における処理を示すフローチャートである。 マスターデータ取得工程で取得したマスターデータの一例を示す図である。 耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例を示す図であり、例えば10,000時間の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例である。 耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例を示す図であり、例えば80,000時間の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例である。 硬度測定工程の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。 耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を示すマスターカーブの例を示す図である。
 以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
 例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
 例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
 例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
 一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
 図1はボイラ10の概略構成を示す図である。
 ボイラ10は、燃焼炉12と、燃焼炉12の上部に連なる煙道14とを有する。
 燃焼炉12の火炉壁16は水を加熱するための蒸発管を含み、燃焼炉12の上部には、蒸気を過熱するための過熱器18が配置されている。煙道14の下部には、水を予備加熱するための節炭器20が配置されている。また、煙道14の上部には、蒸気を再加熱するための再熱器22が配置されている。
 燃焼炉12には、バーナ24が取り付けられ、バーナ24には、燃料としての微粉炭及び空気が供給される。バーナ24から噴出する微粉炭が燃焼することにより生じた高温の排ガスは、燃焼炉12内を上昇し、煙道14に流入する。燃焼により生じた熱は、火炉壁16の蒸発管に伝えられ、これにより水が加熱される。排ガスの熱は、過熱器18での蒸気の過熱、再熱器22での蒸気の再加熱、及び、節炭器20での水の予熱に利用される。低温になった排ガスは、例えばボイラ10の下流に設けられた脱硝装置に流入し、浄化される。
 過熱器18で過熱された蒸気(主蒸気)は、例えば、蒸気タービン26に供給され、発電等に利用される。
 図2は、幾つかの実施形態に係る耐熱部材の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
 検査対象の耐熱部材は、例えば、過熱器18や再熱器22を構成する鋼管である。
 図2に示すように、耐熱部材の検査方法は、関係取得工程S10と、平均粒径取得工程S20と、使用温度パラメータ取得工程S30とを有する。
 関係取得工程S10では、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係が取得される。
 平均粒径取得工程S20では、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち上記第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める。
 使用温度パラメータ取得工程S30では、関係取得工程S10にて取得された上記関係、平均粒径取得工程S20で求められた平均粒径、及び、検査対象の耐熱部材の使用時間に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータが求められる。
 なお、以下で説明する幾つかの実施形態における粒径は、例えば長径、短径、2軸平均径、円相当径等、種々の定義に沿った何れのものであってもよい。説明の便宜上、上記の何れの定義に沿った粒径であるかに関わらず、以下の説明では単に粒径と呼ぶ。
(関係取得工程S10)
 以下、幾つかの実施形態に係る関係取得工程S10について図3を参照して説明する。図3は、関係取得工程S10の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
 関係取得工程S10では、以下で説明する各工程S101~S110によって、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と、耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を、当該平均粒径と当該パラメータとの相関線図であるマスターカーブとして取得する。
 すなわち幾つかの実施形態では、マスターカーブは、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と、耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータ(温度・時間パラメータ)λとの相関線図であり、例えば図4に示したようなグラフとなる。なお、図4は、幾つかの実施形態に係るマスターカーブの一例を示すグラフである。図4に示すように、マスターカーブCは、例えば横軸に温度・時間パラメータλをとり、縦軸に析出物の平均粒径をとったときに、平均粒径と温度・時間パラメータλの関係を示す曲線として表される。
 ここで、温度・時間パラメータλは、例えばラーソンミラーパラメータであり、試料が加熱されたときの温度(試料温度)をT(単位:K)とし、加熱されていた時間をt(単位:h)とし、試料の材料定数をCとしたときに、次式(1)で表される。
  λ=T×(C+log(t))/1000・・・(1)
 耐熱材とは、検査対象の耐熱部材と同じ組成又は類似の組成を有する材料のことを指す。耐熱材の形状は、検査対象の耐熱部材と同じ形状でなくてもよい。つまり耐熱材は標準試料である。一実施形態では、耐熱材及び検査対象の耐熱部材は、例えば高強度オーステナイト鋼である。
 ここで、耐熱材の組織における析出物の平均粒径の算出に際し、第1粒径以上の析出物の平均粒径を算出する理由を説明する。
 関係取得工程S10で算出する上記関係、すなわちマスターカーブは、後述する使用温度パラメータ取得工程S30において検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める際に参照するデータである。詳細な説明は後で行うが、使用温度パラメータ取得工程S30では、平均粒径取得工程S20で求められた検査対象の耐熱部材の組織における析出物についての平均粒径に対応する温度・時間パラメータを関係取得工程S10で算出したマスターカーブから読み取り、読み取った温度・時間パラメータに基づいて検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する。
 そのため、マスターカーブにおいて温度・時間パラメータの値に対する平均粒径の変化率が小さいと、平均粒径に対応する温度・時間パラメータの値をマスターカーブから読み取る際の読み取り精度が低くなり、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度も低くなるおそれがある。
 一般的に、耐熱材や検査対象の耐熱部材では、高温環境下に置かれることで、ある時期において、時間の経過とともに粗大化する析出物と微小化して消滅する析出物とが共に存在することがある。そのため、時間の経過に対して、析出物の平均粒径に明瞭な変化が認められない期間が存在する。したがって、微小化して消滅する析出物も含めて析出物の平均粒径を算出し、上述したマスターカーブを取得すると、当該期間に対応する温度・時間パラメータの値の範囲では、平均粒径の変化率が小さくなるので、このマスターカーブを使用した場合、上述したように検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度が低くなるおそれがある。
 そこで、幾つかの実施形態では、耐熱材の組織における析出物の平均粒径の算出に際し、上述したような微小化して消滅する析出物の影響を抑制するために、第1粒径以上の析出物の平均粒径を算出することとしている。なお、以下で説明する一実施形態では、第1粒径は、nマイクロメートルとする。ここで、nの値は、耐熱材の組成や、析出物の種類、後述するようにマスターカーブ算出時の回帰分析における標準誤差などを考慮して適宜決定された値とされる。
 このように、一実施形態の関係取得工程S10では、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係が取得される。したがって、取得した上記の関係、すなわちマスターカーブにおいて、第1粒径未満の析出物の影響を排除できる。これにより、取得したマスターカーブにおいて、新たに発生する析出物の影響や、時間の経過とともに消滅していく析出物の影響を抑制できるので、取得したマスターカーブが使用温度の推定に適したものとなる。
 関係取得工程S10では、まず標準試料準備工程S101において標準試料を準備する。標準試料準備工程S101では、加熱されていた時の温度及び加熱されていた時間が異なる複数の標準試料を複数用意する。
 このような複数の標準試料は、例えば、複数の未処理の試料を準備し、これらの試料に対しそれぞれ異なる温度で加熱処理(時効処理)を施すことにより得られる。また、このような複数の標準試料は、複数の未処理の試料に対しクリープ強度試験を行い、クリープ強度試験を試料毎に異なる時間で中止することによっても得られる。
 組織観察工程S103において、標準試料準備工程S101で用意した複数の標準試料の組織観察を行う。組織観察には、例えば走査型電子顕微鏡が用いられるが、光学顕微鏡が用いられてもよい。
 析出物同定工程S105において、組織観察工程S103で組織観察を行った標準試料の析出物を同定する。組織観察工程S103で組織観察に走査型電子顕微鏡を用いたのであれば、走査型電子顕微鏡によって析出物の同定も行うことができる。
 図5は、オーステナイト系ステンレス鋼の標準試料について、走査型電子顕微鏡によって表面を観察して得られる画像の一例である。図5に示す例では、析出物として、例えばZ相と、σ相と、M23と、Cuとが認められる。
 TTP線図作成工程S107において、TTP(Time-Temperature-Precipitation)線図を作成するとともに、粒径分布取得工程S109において、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物の粒度分布を取得する。
 TTP線図作成工程S107では、組織観察工程S103での組織観察の結果、及び、析出物同定工程S105での析出物の同定結果に基づいて、TTP線図を作成する。
 図6に、オーステナイト系ステンレス鋼のTTP線図の一例を示す。図6における領域αは、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物が存在しない領域である。領域βは、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物のうち、1種類の析出物(第1種析出物)が存在する領域である。領域γは、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物のうち、2種類の析出物(第1種析出物及び第2種析出物)が存在する領域である。
 例えば、図5に組織の画像の一例を示したオーステナイト系ステンレス鋼であれば、後述するように、Z相が第1種析出物であり、σ相が第2種析出物である。図5の画像では、Z相すなわち第1種析出物と、σ相すなわち第2種析出物とが認められるので、図5の画像は、図6における領域γに相当する加熱処理が行われた標準試料の画像に相当する。
 粒径分布取得工程S109では、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物の粒度分布を取得する。具体的には、例えば、図5に示すような観察画像から、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物の像を画像の階調に基づいて公知の画像処理によって抽出する。すなわち、観察画像における析出物の像の階調が析出物の種類によって異なるので、公知の画像処理の手法により、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物を抽出することは容易である。
 そして、抽出した像のそれぞれの粒径を公知の画像処理によって測定し、測定した粒径に基づいて析出物の種類毎に粒度分布をそれぞれ求める。
 マスターカーブ取得工程S110において、粒径分布取得工程S109で取得した粒度分布の情報に基づいて、マスターカーブを取得する。
 図7は、図3に示したマスターカーブ取得工程S110における手順の一例を示すフローチャートである。幾つかの実施形態では、ステップS111において、図3のTTP線図作成工程S107で作成されたTTP線図における領域βの析出物、すなわち第1種析出物についてのマスターカーブを取得する。なお、マスターカーブの詳細な取得手順については、後で図8を参照して詳述する。
 次いでステップS113において、図3のTTP線図作成工程S107で作成されたTTP線図に領域γが存在するか否かを判断する。
 領域γが存在しない場合は、他に取得すべきマスターカーブが存在しないので、マスターカーブ取得工程を終了する。
 領域γが存在する場合、ステップS115において、図3の組織観察工程S103での組織観察の結果、及び、析出物同定工程S105での析出物の同定結果に基づいて、領域γにおける第1種析出物の粗大化速度S1と、第2種析出物の粗大化速度S2を確認する。
 粗大化速度が小さくなると、算出されたマスターカーブにおいて、温度・時間パラメータの値に対する平均粒径の変化率が小さくなる。当該変化率が小さくなると、上述したように、平均粒径に対応する温度・時間パラメータをマスターカーブから読み取る際の読み取り精度が低くなり、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度も低くなるおそれがある。
 そこで、以下のようにして、粗大化速度の大きさに応じて、取得するマスターカーブを決定する。
 例えば、粗大化速度S1が大きく、第1種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できるが、粗大化速度S2が小さく、第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できないと考えられる(S1≫S2)場合、ステップS121へ進む。ステップS121において、TTP線図における領域γの第1種析出物についての第1マスターカーブを取得する。
 なお、粗大化速度S1が大きく、第1種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できるが、粗大化速度S2が小さく、第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できないと考えられる(S1≫S2)場合、領域γには他にマスターカーブを取得すべき種類の析出物が存在しないので、マスターカーブ取得工程を終了する。
 また、例えば粗大化速度S2が大きく、第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できるが、粗大化速度S1が小さく、第1種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できないと考えられる(S1≪S2)場合、ステップS123へ進む。ステップS123において、TTP線図における領域γの第2種析出物についての第2マスターカーブを取得する。
 なお、粗大化速度S2が大きく、第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できるが、粗大化速度S1が小さく、第1種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度を精度よく推定できないと考えられる(S1≪S2)場合、領域γには他にマスターカーブを取得すべき種類の析出物が存在しないので、マスターカーブ取得工程を終了する。
 また、例えば粗大化速度S1,S2が共に大きく、第1種析出物に係るマスターカーブ及び第2種析出物に係るマスターカーブから検査対象の耐熱部材の使用温度をそれぞれ精度よく推定できると考えられる場合、ステップS125に進む。ステップS125において、TTP線図における領域γの第1種析出物についての第1マスターカーブを取得し、TTP線図における領域γの第2種析出物についての第2マスターカーブを取得して、マスターカーブ取得工程を終了する。
 図8は、マスターカーブの詳細な取得手順の一例を示すフローチャートである。図8のフローチャートに示した手順は、図7のステップS111、ステップS121、ステップS123、及びステップS125における具体的な手順である。
 幾つかの実施形態では、ステップS151において、マスターカーブの作成対象となる種類の析出物に関し、図3の粒径分布取得工程S109で取得した粒度分布の情報に基づいて、第1粒径以上の析出物を抽出する。
 なお、図7のステップS111における処理の一部としてステップS151を実施する場合、TTP線図における領域βに属することとなる標準試料のそれぞれについて、領域βの析出物、すなわち第1種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出する。
 同様に、図7のステップS121における処理の一部としてステップS151を実施する場合、TTP線図における領域γに属することとなる標準試料のそれぞれについて、領域γの第1種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出する。
 また、図7のステップS123における処理の一部としてステップS151を実施する場合、TTP線図における領域γに属することとなる標準試料のそれぞれについて、領域γの第2種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出する。
 図7のステップS125における処理の一部としてステップS151を実施する場合、TTP線図における領域γに属することとなる標準試料のそれぞれについて、領域γの第1種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出し、領域γの第2種析出物のうち第1粒径以上の析出物を抽出する。
 ステップS153において、ステップS151で抽出した第1粒径以上の析出物の平均粒径を算出するととともに、算出した平均粒径を温度・時間パラメータで整理する。
 すなわち、算出した平均粒径のそれぞれに対して、標準試料の温度・時間パラメータλを紐づけることで、平均粒径と温度・時間パラメータλとによって表される複数のデータが生成される。
 ステップS155において、ステップS153で生成された複数のデータに基づいて、横軸に温度・時間パラメータλをとり、縦軸に平均粒径をとったグラフを作成し、回帰分析を行って回帰曲線と標準誤差を算出する。
 なお、図7のステップS125における処理の一部としてステップS155を実施する場合、ステップS153で生成された複数のデータのうち、第1種析出物に係る複数のデータに基づいて、横軸に温度・時間パラメータλをとり、縦軸に平均粒径をとったグラフを作成し、回帰分析を行って回帰曲線と標準誤差を算出する。同様に、ステップS153で生成された複数のデータのうち、第2種析出物に係る複数のデータに基づいて、横軸に温度・時間パラメータλをとり、縦軸に平均粒径をとったグラフを作成し、回帰分析を行って回帰曲線と標準誤差を算出する。
 ステップS157において、ステップS155で算出された標準誤差が、予め定められた許容範囲内であるか否かを判断する。
 ステップS157が肯定判断されるとステップS159において、ステップS155で算出した回帰曲線をマスターカーブとして採用する。
 なお、図7のステップS125における処理の一部としてステップS159を実施する場合、ステップS155で算出した回帰曲線のうち、第1種析出物に係る回帰曲線を第1マスターカーブとして採用し、第2種析出物に係る回帰曲線を第2マスターカーブとして採用する。
 ステップS157が否定判断されるとステップS161において、第1粒径を変更する。その後、ステップS151へ戻り、上述した処理を再び実行する。
 このように、一実施形態では、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得するために用いた平均粒径及び温度・時間パラメータλと、取得した上記関係との標準誤差が許容範囲外である場合、第1粒径を変更して上記関係を再取得する。これにより、上記関係を再取得するために用いた平均粒径及び温度・時間パラメータλと、再取得した上記関係との標準誤差を小さくすることができ、ひいては、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。
(平均粒径取得工程S20)
 以下、平均粒径取得工程S20について説明する。図9は、平均粒径取得工程S20の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
 幾つかの実施形態では、検査対象取得工程S201において、検査対象の耐熱部材を取得する。例えば、検査対象の耐熱部材がボイラ10の過熱器18や再熱器22を構成する鋼管であれば、ボイラ10の定期点検等の休止時に、鋼管の一部を切除することで検査対象の耐熱部材を取得する。なお、検査対象の耐熱部材を取得することが難しい場合、例えばレプリカ法によって検査対象の耐熱部材の表面のレプリカを取得する。以下の説明では、主に、検査対象の耐熱部材を取得できた場合について記載する。
 組織観察工程S203では、検査対象取得工程S201で取得した検査対象の耐熱部材の組織観察を行う。組織観察には、例えば走査型電子顕微鏡が用いられるが、光学顕微鏡が用いられてもよい。
 析出物同定工程S205では、組織観察工程S203で組織観察を行った検査対象の耐熱部材の析出物を同定する。組織観察工程S203で組織観察に走査型電子顕微鏡を用いたのであれば、走査型電子顕微鏡によって析出物の同定も行うことができる。
 領域判定工程S207及び粒度分布取得工程S209を実施する。
 領域判定工程S207では、図3のTTP線図作成工程S107で作成したTTP線図を参照して、析出物同定工程S205における析出物の同定結果から、組織観察工程S203で組織観察を行った検査対象の耐熱部材の組織がTTP線図のどの領域の組織であるのかを判定する。
 粒度分布取得工程S209では、組織観察工程S203で組織観察を行った検査対象の耐熱部材の析出物のうち、図2の関係取得工程S10でマスターカーブの作成対象となった種類の析出物と同じ種類の析出物の粒度分布を取得する。粒度分布の取得には、例えば、図3の粒径分布取得工程S109と同じ方法を用いることができる。
 平均粒径算出工程S211では、粒度分布取得工程S209で取得した粒度分布の情報に基づいて、析出物の種類毎に第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物をそれぞれ抽出し、平均粒径をそれぞれ算出する。なお、一実施形態における第2粒径は、関係取得工程S10で取得したマスターカーブに係る析出物についての第1粒径と等しい粒径とする。すなわち、一実施形態では、例えば関係取得工程S10で取得した、領域βについてのマスターカーブに係る第1種析出物についての第1粒径がnマイクロメートルであれば、検査対象の耐熱部材に係る領域βの第1種析出物についての第2粒径もnマイクロメートルとする。
 このように、一実施形態の平均粒径取得工程S20では、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める。したがって、平均粒径取得工程S20で求められる検査対象の耐熱部材の組織における析出物の平均粒径から、第1粒径に対応する粒径である第2粒径未満の析出物の影響を排除できる。
 また、一実施形態では、第1粒径及び第2粒径は、共にnマイクロメートルである。これにより、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられるので、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
(使用温度パラメータ取得工程S30)
 以下、使用温度パラメータ取得工程S30について説明する。図10は、使用温度パラメータ取得工程S30の手順の一例を示すフローチャートである。
 幾つかの実施形態では、ステップS301において、図9の領域判定工程S207での判定結果、すなわち、検査対象の耐熱部材の組織がどの領域の組織であるかによって、次に行う処理を判断する。
 例えば、図9の領域判定工程S207で検査対象の耐熱部材の組織が領域αの組織であると判定された場合、検査対象の耐熱部材の組織には、マスターカーブに基づいて使用温度を推定するために必要な析出物が存在しない。この場合、ステップS301での判断処理を行った後、使用温度パラメータ取得工程S30を終了する。
 また、例えば、図9の領域判定工程S207で検査対象の耐熱部材の組織が領域βの組織であると判定された場合、ステップS303へ進む。ステップS303において、図7のステップS111で取得した領域βについての第1種析出物に関するマスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第2粒径以上の第1種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλを取得する。そして、取得した温度・時間パラメータλと、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値を取得する。
 また、例えば、図9の領域判定工程S207で検査対象の耐熱部材の組織が領域γの組織であると判定された場合、ステップS305へ進み、以下のようにして検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値を取得する。
 例えば、図9の平均粒径算出工程S211において領域γの第1種析出物の平均粒径だけが得られていた場合、ステップS305では、図7のステップS121又はステップS125の何れかで得られた領域γの第1種析出物の第1マスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第1種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλを取得する。そして、取得した温度・時間パラメータλと、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値を取得する。
 また、例えば、図9の平均粒径算出工程S211において領域γの第2種析出物の平均粒径だけが得られていた場合、ステップS305では、図7のステップS123又はステップS125の何れかで得られた領域γの第2種析出物の第2マスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第2種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλを取得する。そして、取得した温度・時間パラメータλと、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値を取得する。
 また、例えば、図9の平均粒径算出工程S211において領域γの第1種析出物の平均粒径及び第2種析出物の平均粒径の双方が得られていた場合、ステップS305では、図7のステップS125で得られた領域γの第1種析出物の第1マスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第1種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλである第1パラメータλ1を取得する。そして、取得した第1パラメータλ1と、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の第1推定値を取得する。
 同様に、ステップS305では、図7のステップS125で得られた領域γの第2種析出物の第2マスターカーブから、図9の平均粒径算出工程S211で算出した第2種析出物の平均粒径に対応する温度・時間パラメータλである第2パラメータλ2を取得する。そして、取得した第2パラメータλ2と、検査対象の耐熱部材の使用時間とを、上述した式(1)に代入することで、検査対象の耐熱部材の使用温度の第2推定値を取得する。
 一実施形態では、このようにして検査対象の耐熱部材の使用温度の第1推定値と第2推定値とを取得した場合、例えば、第1推定値と第2推定値とのうち、推定精度が高いと考えられる方の推定値を検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値として採用する。なお、このようにして検査対象の耐熱部材の使用温度の第1推定値と第2推定値とを取得した場合、例えば、第1推定値と第2推定値との平均値を検査対象の耐熱部材の使用温度の推定値として採用してもよい。
 なお、上述のようにして取得した第1パラメータλ1と第2パラメータλ2とを比較し、第1パラメータλ1及び第2パラメータλ2の値に大きな差がなければ、第1パラメータλ1及び第2パラメータλ2の値の信頼性が高いと判断できるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度が高まる。
 このように、幾つかの実施形態によれば、種類が異なる第1種析出物と第2種析出物とについて、第1種析出物の第1関係である第1マスターカーブと、第2種析出物についての第2関係である第2マスターカーブとに基づいて検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータをそれぞれ求めることができるので、上述したように、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度をより向上できる。
 このように、幾つかの実施形態の使用温度パラメータ取得工程S30では、関係取得工程S10にて取得された関係及び平均粒径取得工程S20で求められた平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを所定粒径未満の析出物の影響を排除した状態で求めることができるので、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
 上述したように、幾つかの実施形態では、高強度オーステナイト鋼において使用開始後の間もない時期に新たな析出物の発生頻度が増加しても、析出物のうち所定の粒径以上の析出物の平均粒径に基づいて、耐熱部材の使用温度を推定できるので、使用温度の推定精度を向上できる。
 以下、他の実施形態について説明する。上述した幾つかの実施形態では、図7に示したマスターカーブ取得工程S110におけるステップS125では、第1種析出物についての第1マスターカーブと第2種析出物についての第2マスターカーブを取得した。すなわち、第1種析出物と第2種析出物とを区別して、各析出物についてそれぞれマスターカーブを取得した。
 他の実施形態では、以下のようにして、第1種析出物と第2種析出物とを区別せずに第3マスターカーブを取得する。
 すなわち、他の実施形態では、図8のステップS155において、ステップS153で生成された複数のデータにおいて生成された複数のデータを第1種析出物に係るデータであるのか第2種析出物に係るデータであるのかを区別することなく、回帰分析を行って回帰曲線と標準誤差を算出する。
 そして、ステップS157において、ステップS155で算出された標準誤差が、予め定められた許容範囲内であるか否かを判断する。
 ステップS157が肯定判断されるとステップS159において、ステップS155で算出した回帰曲線を第3マスターカーブとして採用する。
 ステップS157が否定判断されるとステップS161において、第1粒径を変更する。その後、ステップS151へ戻り、上述した処理を再び実行する。
 このようにすることで、関係取得工程S10において、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別せずに、第1種析出物及び第2種析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの第3関係である第3マスターカーブを取得できる。
 これにより、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別しなくても使用温度パラメータ取得工程S30において検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができるようになるので、検査対象の耐熱部材の使用温度を容易に推定できる。
 すなわち、例えば、検査対象の耐熱部材の組織において第1析出物と第2析出物とを正確に区別できなくても、第1析出物か第2析出物のいずれかであるかが分かれば、平均粒径取得工程S20において検査対象の耐熱部材の組織における第1析出物と第2析出物とについて第2粒径以上の析出物の平均粒径をそれぞれ測定によって求めることができる。そして、使用温度パラメータ取得工程S30において、関係取得工程S10にて取得された第3マスターカーブ及び平均粒径取得工程S20で求められた上記の平均粒径に基づいて、検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができる。
 このようにすることで、第1種析出物であるか第2析出物であるかを区別しなくても検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求めることができるようになるので、検査対象の耐熱部材の使用温度を容易に推定できる。
 以下、さらに他の実施形態について説明する。上述した幾つかの実施形態では、第1粒径及び第2粒径は、共にnマイクロメートルであり、同じ粒径であった。以下で説明する他の実施形態では、第1粒径は、耐熱材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順にn個目の析出物の粒径であり、第2粒径は、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順に上記n個目の析出物の粒径である。
 これにより、第1粒径と第2粒径とを互いに近づけることができるので、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられる。したがって、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
 また、平均粒径を算出するために析出物の調査を行う領域の大きさが、耐熱材と検査対象の耐熱部材とで略同じ程度であれば、平均粒径の算出に用いる析出物を選択するためには最大径の析出物から順にn個の析出物を選択すればよいので、平均粒径の算出に用いる析出物を容易に選択できる。したがって、平均粒径を算出するために析出物の調査を行う際の作業効率を向上できる。
 以下、さらに他の実施形態について説明する。上述した幾つかの実施形態では、第1粒径及び第2粒径は、共にnマイクロメートルであり、同じ粒径であった。以下で説明する他の実施形態では、第1粒径は、耐熱材の組織における析出物のうち粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径であり、第2粒径は、検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち粒径の大きい上記の上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径である。
 これにより、析出物を平均粒径の算出対象とするか否かの選択基準を耐熱材と検査対象の耐熱部材とで揃えられるので、検査対象の耐熱部材の表面の組織の状態に基づいて推定する検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度を向上できる。
 また、平均粒径の算出対象となる析出物の選択基準を粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径とすることで、平均粒径の算出対象となる析出物の選択基準を析出物全体に対する割合として定めることができる。
 以下、さらに他の実施形態について説明する。上述した幾つかの実施形態では、平均粒径取得工程S20における検査対象取得工程S201において、検査対象の耐熱部材を取得、又は、検査対象の耐熱部材の表面のレプリカを取得した。
 しかし、抜管作業やレプリカ採取作業に時間を要するため、ボイラ10の定期点検等の休止時に多くの箇所で抜管やレプリカ採取を行うことが難しい。
 そこで、以下で説明する他の実施形態では、抜管作業やレプリカ採取作業を行う場所を絞り込むため、平均粒径取得工程S20に先立って、簡易的に検査対象の耐熱部材の使用温度を推定することとしている。具体的には、平均粒径取得工程S20に先立って、検査対象の耐熱部材の硬度を測定し、測定した硬度から検査対象の耐熱部材の使用温度を推定することで、検査対象取得工程S201において抜管やレプリカ採取を行う場所を絞り込むようにしている。すなわち、以下で説明する他の実施形態では、検査対象の耐熱部材の硬度が、その使用温度及び使用時間(時効時間)によって変化することを利用して、検査対象の耐熱部材の硬度と使用時間から使用温度を推定することとしている。以下、詳細に説明する。
 図11は、他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
 他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法は、硬度に基づく使用温度推定工程S1と、析出物に基づく使用温度推定工程S3とを有する。ここで、析出物に基づく使用温度推定工程S3は、上述した幾つかの実施形態に係る関係取得工程S10と、平均粒径取得工程S20と、使用温度パラメータ取得工程S30とを含む。
 すなわち、他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法では、後で詳述するように、硬度に基づく使用温度推定工程S1において推定された検査対象の耐熱部材の使用温度に基づいて、ステップS2において温度負荷が高いか否かを判断し、温度負荷が高いと判断された検査対象の耐熱部材に対して、上述した幾つかの実施形態に係る耐熱部材の検査方法によって使用温度を推定することとしている。なお、ステップS2において温度負荷が高くないと判断された検査対象の耐熱部材に対しては、上述した幾つかの実施形態に係る耐熱部材の検査方法による使用温度の推定は行わない。
(硬度に基づく使用温度推定工程S1)
 図12は、硬度に基づく使用温度推定工程S1における処理を示すフローチャートである。硬度に基づく使用温度推定工程S1は、相関取得工程S1010と、硬度測定工程S1020と、使用温度推定工程S1030とを有する。
(相関取得工程S1010)
 図13は、相関取得工程S1010における処理を示すフローチャートである。
 相関取得工程S1010では、以下で説明する各工程S1101~S1107によって、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関を取得する。
 相関取得工程S1010では、まず試料準備工程S1101において耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関を取得するための試料を準備する。試料準備工程S1101では、加熱されていた時の温度及び加熱されていた時間が異なる複数の試料を複数用意する。
 このような複数の試料は、例えば、検査対象の耐熱部材と同じ組成又は類似の組成を有する複数の未処理の試料を準備し、これらの試料に対しそれぞれ異なる温度及び異なる時間で加熱処理(時効処理)を施すことにより得られる。
 次いで、試料硬度測定工程S1103において、試料準備工程S1101で用意した複数の試料の硬度を測定する。硬度測定には、例えばビッカース硬さ試験機や、超音波硬度計など、種々の測定装置を用いることができる。
 次いで、マスターデータ取得工程S1105において、試料硬度測定工程S1103で測定した複数の試料の硬度の測定結果から、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度(加熱温度)と耐熱材の使用時間(加熱時間、時効時間)とについての情報であるマスターデータを取得する。図14に、マスターデータ取得工程S1105で取得したマスターデータの一例を示す。図14に示したマスターデータでは、耐熱材の硬度を縦軸にとり、時効時間を横軸にとったグラフが加熱温度毎に表されている。
 次いで、マスターカーブ取得工程S1107において、マスターデータ取得工程S1105で取得したマスターデータから、検査対象の耐熱部材の使用時間、すなわち、例えば今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブを取得する。図15A及び図15Bは、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例を示す図である。図15Aは、例えば10,000時間の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例である。図15Bは、例えば80,000時間の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係を示すマスターカーブの例である。
 例えば、今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間が10,000時間である場合、図14に示したマスターデータから、時効時間が10,000時間であるときの耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度とを読み取る。そして、例えば図15Aに示すように、使用温度を横軸にとり、硬度を縦軸にとったマスターカーブMAを作成する。
 また、例えば、今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間が80,000時間である場合、図14に示したマスターデータから、時効時間が80,000時間であるときの耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度とを読み取る。そして、例えば図15Bに示すように、使用温度を横軸にとり、硬度を縦軸にとったマスターカーブMBを作成する。
 このように、相関取得工程S1010では、加熱温度及び加熱時間の異なる複数の試料から、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関を取得することができる。
 相関取得工程S1010で取得する耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関は、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度と耐熱材の使用時間とについての情報(マスターデータ)から検査対象の耐熱部材の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係(マスターカーブ)である。
 これにより、測定して得られた検査対象の耐熱部材の硬度と上記の相関とから検査対象の耐熱部材の使用温度を直ちに推定できる。
(硬度測定工程S1020)
 図16は、硬度測定工程S1020の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
 硬度測定位置決定工程S1201において、検査対象の耐熱部材における硬度の測定位置を決定する。例えば、検査対象の耐熱部材がボイラ10の過熱器18や再熱器22を構成する鋼管であれば、過熱器18や再熱器22が使用されている期間や運転条件に応じて、熱的な負荷が比較的大きいと推定される領域を特定し、その領域内の鋼管に対し、鋼管の軸線方向に沿って所定の間隔で離間した複数の地点を硬度の測定位置として決定してもよい。
 次いで、測定工程S1203において、硬度測定位置決定工程S1201で決定した測定位置の硬度を測定する。硬度の測定には、例えば超音波硬度計など、可搬式の種々の測定装置を用いることができる。
(使用温度推定工程S1030)
 使用温度推定工程S1030では、相関取得工程S1010で取得した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関(マスターカーブ)に硬度測定工程S1020で得られた検査対象の耐熱部材の硬度を入力することで検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する。
 例えば、今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間が10,000時間であり、ある測定位置における硬度の値が例えばh1であった場合、図15Aに示すように、硬度の値がh1となる使用温度の値がT1であることをマスターカーブMAから読み取ることができる。
 また、例えば、今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間が80,000時間であり、ある測定位置における硬度の値が例えばh2であった場合、図15Bに示すように、硬度の値がh2となる温度の値がT2又はT3であることをマスターカーブMBから読み取ることができる。
 なお、この場合には、硬度の値がh2となる温度の候補値が2つとなってしまうが、例えばボイラ10の運転状況や、近接する他の硬度の測定地点における温度の推定値等を考慮して、何れの値が妥当であるかを判断するようにしてもよい。
 このようにして、硬度の複数の測定位置の全てについて、使用温度を推定する。
 上述したようにして検査対象の耐熱部材の硬度から使用温度を推定した後、図11のステップS2において、検査対象の耐熱部材の温度負荷が高いか否かを判断する。具体的には、例えばボイラ10の運転条件である蒸気圧力から算出される検査対象の耐熱部材の応力と、検査対象の耐熱部材の硬度から推定した使用温度と、ボイラ10の運転時間とに基づいて、検査対象の耐熱部材の余寿命を簡易的に評価する。そして、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が閾値以下であれば、検査対象の耐熱部材の温度負荷が高いと判断し、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が閾値を超えていれば、検査対象の耐熱部材の温度負荷が高くないと判断する。
 ここで、上記閾値について説明する。今回の定期検査の時点から、例えば次の定期検査(次回定期検査)までの期間をta[時間]とする。上述のようにして簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が上記ta[時間]未満であれば、今回の定期検査で当該検査対象の耐熱部材に補修等の対策を行わない場合、当該検査対象の耐熱部材は、次回定期検査の前にクリープ破断するおそれがある。
 しかし、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が上記ta[時間]を超えていても、簡易的な余寿命評価の精度を考慮すると、当該検査対象の耐熱部材は、次回定期検査の時点よりも手前の時点でクリープ破断するおそれがある。
 そこで、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命の精度が、例えばいわゆる倍半分の精度である場合には、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が上記ta[時間]の2倍をある程度のゆとりをもって超えていれば、当該検査対象の耐熱部材は、次回定期検査の時点までクリープ破断しないと判断することができる。
 そこで、上記閾値は、例えば、次回定期検査までの期間であるta[時間]の2倍の値(2・ta)に、さらに裕度を持たせるための1以上の値となる係数c(c>1)を乗じた値(2・c・ta)とする。
 すなわち、ステップS2では、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が上述のようにして設定された閾値(2・c・ta)以下であるか否かを判断する。
 ステップS2において、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が閾値(2・c・ta)を超えていると判断される場合、当該検査対象の耐熱部材の温度負荷が高くなく、当該検査対象の耐熱部材が少なくとも次回定期検査までクリープ破断しないものと判断して、当該検査対象の耐熱部材に対して、析出物に基づく使用温度推定工程S3における各処理は実施しない。
 しかし、ステップS2において、簡易的に評価した検査対象の耐熱部材の余寿命が閾値(2・c・ta)以下であると判断される場合、当該検査対象の耐熱部材の温度負荷が高く、当該検査対象の耐熱部材が次回定期検査までにクリープ破断するおそれがあると判断して、析出物に基づく使用温度推定工程S3における各処理を実施する。
 なお、上述したように、析出物に基づく使用温度推定工程S3は、上述した幾つかの実施形態に係る関係取得工程S10と、平均粒径取得工程S20と、使用温度パラメータ取得工程S30とを含む工程である。そのため、析出物に基づく使用温度推定工程S3についての詳細な説明は省略する。
 このように、他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法では、平均粒径取得工程S20に先立って、検査対象の耐熱部材の硬度を測定する硬度測定工程S1020と、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関に硬度測定工程S1020で得られた検査対象の耐熱部材の硬度を入力することで検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する使用温度推定工程S1030とを備える。そして、平均粒径取得工程S20は、使用温度推定工程S1030で推定された検査対象の耐熱部材の使用温度に基づいて実施の要否が判定される。
 これにより、検査対象の耐熱部材の硬度を測定するという簡便な方法によって検査対象の耐熱部材の使用温度を推定し、推定した使用温度に基づいて、より詳細な使用温度の推定が必要と判断される場合に平均粒径取得工程S20を実施することができる。これにより、検査対象の耐熱部材の使用温度の推定のための時間の短縮化と検査対象の耐熱部材の使用温度の推定精度向上とを実現できる。
 また、他の実施形態に係る耐熱部材の検査方法では、試料準備工程S1101で用意した複数の試料の硬度と加熱温度と時効時間とについての情報であるマスターデータから、ボイラ10の運転時間で抽出したマスターカーブを取得するので、マスターカーブの取得に際し、温度加速の妥当性を検証する必要がない。
(マスターカーブに関する他の実施形態について)
 以下、マスターカーブに関する他の実施形態について説明する。上述した他の実施形態では、図13に示した相関取得工程S1010のマスターカーブ取得工程S1107において取得したマスターカーブは、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度と耐熱材の使用時間とについての情報(マスターデータ)から検査対象の耐熱部材の使用時間で抽出した耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との関係(マスターカーブ)であった。これに対して、以下で説明するマスターカーブに関する他の実施形態では、マスターカーブとして、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度と耐熱材の使用時間とについての情報(マスターデータ)から、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得する。
 マスターカーブに関する他の実施形態では、図13に示した相関取得工程S1010のマスターカーブ取得工程S1107において、マスターデータ取得工程S1105で取得したマスターデータから、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を示すマスターカーブを取得する。
 図17は、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を示すマスターカーブの例を示す図であり、耐熱材の硬度を縦軸にとり、耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータである温度・時間パラメータλaを横軸にとったマスターカーブMCのグラフである。ここで、温度・時間パラメータλaは、例えば上述した式(1)で表されるラーソンミラーパラメータである。
 すなわち、相関取得工程S1010で取得する耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関は、耐熱材の硬度から温度・時間パラメータλaを求める相関である。そして、求めた温度・時間パラメータλaの値と使用時間とに基づいて、上述した式(1)から使用温度を得ることができる。
 例えば、ある測定位置における硬度の値が例えばh4であった場合、図17に示すように、硬度の値がh4となる温度・時間パラメータλaの値がλ4であることをマスターカーブMCから読み取ることができる。そして、このようにして得られた温度・時間パラメータλaの値(λ4)と、例えば今回の定期検査の時点におけるボイラ10の運転時間とから、ある測定位置における使用温度を求めることができる。
 このように、マスターカーブに関する他の実施形態では、相関取得工程S1010で取得する耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度との相関は、耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度と耐熱材の使用時間とについての情報(マスターデータ)から得られた耐熱材の硬度と耐熱材の使用温度及び使用時間に関する温度・時間パラメータλaとの関係である。
 耐熱材の使用温度及び使用時間に関する温度・時間パラメータλaを用いるので、上記相関を取得するために準備した試料における最も長い加熱時間よりも検査対象の耐熱部材の使用時間の方が長い場合であっても、検査対象の耐熱部材の使用温度を推定できる。
 本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
 例えば、上述した幾つかの実施形態では、検査対象の耐熱部材が使用されている機器の一部を切除することで、組織観察を行うための試料を取得していた。しかし、例えば上述したように、レプリカ法によって検査対象の耐熱部材の表面のレプリカを取得してもよい。この場合、取得したレプリカには検査対象の耐熱部材の表面の析出物の形状が転写されるので、その形状を観察できる。また、レプリカの取得方法によっては、析出物が組織から脱落して取得したレプリカに付着する場合もあり、この場合には、例えば、走査型電子顕微鏡を用いることで、レプリカに付着した析出物を直接同定できる。
 しかし、取得したレプリカに析出物そのものが付着していない場合には、取得したレプリカから析出物を同定できない場合がある。すなわち、析出物の種類によるが、取得したレプリカに転写された析出物の形状だけでは、析出物を同定できない場合がある。
 このような場合であっても、析出物がその形状や粒径等の外観上の特徴から、少なくとも上述した第1種析出物か第2種析出物の何れかであるかが分かるのであれば、例えば、上述した第3マスターカーブを用いることで、耐熱部材の使用温度を推定できる。
 また、上述した幾つかの実施形態では、使用温度の推定に係る析出物として、第1種析出物と第2種析出物の2種類が存在し得る場合を例に挙げて説明したが、使用温度の推定に係る析出物の種類は少なくとも1種類以上存在すればよく、3種類以上存在していてもよい。
 また、例えば、検査対象の耐熱部材は、ボイラ10の過熱器18や再熱器22以外の部位に用いられているものであってもよい。更に、検査対象の耐熱部材は、ボイラ10以外の高温機器に使用されているものであってもよい。また更に、検査対象の耐熱部材の鋼種は、高強度オーステナイト鋼に限定されることはない。
 なお、上述した幾つかの実施形態において、図3に示した関係取得工程S10は、耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係が既に取得されていれば、その後の検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する際に、再び実施する必要はない。
 同様に、上述した幾つかの実施形態において、図13に示した相関取得工程S1010は、図15Aや図15Bや図17に示したマスターカーブが既に取得されていれば、その後の検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する際に、再び実施する必要はない。
10 ボイラ
18 過熱器
22 再熱器

Claims (14)

  1.  耐熱材の組織における析出物のうち第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得する関係取得工程と、
     検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち前記第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、
     前記関係取得工程にて取得された関係及び前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、前記検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程と、
    を備える耐熱部材の検査方法。
  2.  前記第1粒径は、nマイクロメートルであり、
     前記第2粒径は、前記nマイクロメートルである、請求項1に記載の耐熱部材の検査方法。
  3.  前記第1粒径は、前記耐熱材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順にn個目の析出物の粒径であり、
     前記第2粒径は、前記検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち最大径の析出物から順に前記n個目の析出物の粒径である、請求項1に記載の耐熱部材の検査方法。
  4.  前記第1粒径は、前記耐熱材の組織における析出物のうち粒径の大きい上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径であり、
     前記第2粒径は、前記検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち粒径の大きい前記上位n%の個数に含まれる析出物における最も小さい析出物の粒径である、請求項1に記載の耐熱部材の検査方法。
  5.  前記耐熱材の組織における析出物は、種類が異なる少なくとも第1種析出物と第2種析出物とを含み、
     前記関係取得工程は、前記第1種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの第1関係と、前記第2種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの第2関係とを取得する、請求項1乃至4の何れか1項に記載の耐熱部材の検査方法。
  6.  前記耐熱材の組織における析出物は、種類が異なる少なくとも第1種析出物と第2種析出物とを含み、
     前記関係取得工程は、前記第1種析出物及び前記第2種析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの第3関係を取得する、請求項1乃至4の何れか1項に記載の耐熱部材の検査方法。
  7.  前記関係取得工程は、前記関係を取得するために用いた前記平均粒径及び前記パラメータと、取得した前記関係との標準誤差が許容範囲外である場合、前記第1粒径を変更して前記関係を再取得する、請求項1乃至6の何れか1項に記載の耐熱部材の検査方法。
  8.  前記耐熱材及び前記検査対象の耐熱部材は、高強度オーステナイト鋼からなる、請求項1乃至7の何れか一項に記載の耐熱部材の検査方法。
  9.  検査対象の耐熱部材の組織における析出物のうち、耐熱材の組織における析出物の第1粒径に対応する粒径である第2粒径以上の析出物の平均粒径を測定により求める平均粒径取得工程と、
     前記耐熱材の組織における析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係、及び、前記平均粒径取得工程で求められた平均粒径に基づいて、前記検査対象の耐熱部材の使用温度に関するパラメータを求める使用温度パラメータ取得工程と、
    を備える耐熱部材の検査方法。
  10.  加熱温度及び加熱時間の異なる複数の標準試料から、前記耐熱材の組織における析出物のうち前記第1粒径以上の析出物の平均粒径と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係を取得する関係取得工程をさらに備える
    請求項9に記載の耐熱部材の検査方法。
  11.  前記平均粒径取得工程に先立って、前記検査対象の耐熱部材の硬度を測定する硬度測定工程と、
     前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との相関に前記硬度測定工程で得られた前記検査対象の耐熱部材の前記硬度を入力することで前記検査対象の耐熱部材の使用温度を推定する使用温度推定工程と、をさらに備え、
     前記平均粒径取得工程は、前記使用温度推定工程で推定された前記検査対象の耐熱部材の使用温度に基づいて実施の要否が判定される、請求項1乃至10の何れか一項に記載の耐熱部材の検査方法。
  12.  加熱温度及び加熱時間の異なる複数の試料から、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との相関を取得する工程をさらに備える
    請求項11に記載の耐熱部材の検査方法。
  13.  前記相関は、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度と前記耐熱材の使用時間とについての情報から前記検査対象の耐熱部材の使用時間で抽出した前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度との関係である、請求項11又は12に記載の耐熱部材の検査方法。
  14.  前記相関は、前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度と前記耐熱材の使用時間とについての情報から得られた前記耐熱材の硬度と前記耐熱材の使用温度及び使用時間に関するパラメータとの関係である、請求項11又は12に記載の耐熱部材の検査方法。
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