WO2019230608A1 - クリープ寿命評価方法 - Google Patents

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WO2019230608A1
WO2019230608A1 PCT/JP2019/020744 JP2019020744W WO2019230608A1 WO 2019230608 A1 WO2019230608 A1 WO 2019230608A1 JP 2019020744 W JP2019020744 W JP 2019020744W WO 2019230608 A1 WO2019230608 A1 WO 2019230608A1
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WO
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boiler
temperature
consumption rate
damage index
evaluation
Prior art date
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PCT/JP2019/020744
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English (en)
French (fr)
Inventor
駒井　伸好
憩太 橋本
紘 有末
伸彦 齋藤
雅幹 本田
松本　拓俊
西尾　敏昭
顕一 田▲崎▼
敬之 宮澤
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.)
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/20—Metals
    • G01N33/204—Structure thereof, e.g. crystal structure
    • G01N33/2045—Defects

Definitions

  • This disclosure relates to a creep life evaluation method.
  • Some heat transfer tubes and pipes used in high heat equipment such as boilers are used for a long time under high temperature and high pressure.
  • the creep remaining life is evaluated in a periodic inspection or the like.
  • the creep damage estimation method described in Patent Document 1 by measuring the hardness of the surface of the heat-resistant steel, the amount of creep strain of the heat-resistant steel is measured from the relationship between the hardness created in advance and the amount of creep strain, and separately obtained. The creep damage rate is obtained from comparison with the creep strain curve.
  • a creep strain curve for obtaining a creep damage rate is calculated from material data such as a steady creep rate obtained in a laboratory, temperature, and stress conditions. That is, in the creep damage estimation method described in Patent Document 1, it is considered that data from an acceleration test is used to obtain a master curve for obtaining a creep damage rate. Since it is difficult to reproduce creep damage in an environment that exceeds the actual operating time of the boiler, for example, 100,000 hours (11.4 years), the creep described in Patent Document 1 is difficult. Like the damage estimation method, the necessary data is generally acquired by performing an accelerated test. For example, in an accelerated test related to the creep of a material, the test piece is made to creep in a shorter time by making the working stress, temperature, etc.
  • At least one embodiment of the present invention aims to improve the evaluation accuracy of the creep life.
  • the creep life evaluation method is: A first part of a boiler pipe used for a boiler, and a second part of the boiler pipe at a position different from the first part, the second part being made of the same material as the material constituting the first part.
  • a correlation between the damage index and the lifetime consumption rate is acquired based on the respective damage indexes in the first portion and the second portion and the lifetime consumption rates in the first portion and the second portion.
  • each damage index in the first portion and the second portion of the boiler pipe is acquired.
  • the correlation between the damage index and the lifetime consumption rate is acquired based on the acquired damage index and the respective lifetime consumption rates in the first part and the second part. . That is, according to the above method (1), since the correlation between the damage index and the lifetime consumption rate is obtained using the damage index of the boiler tube actually used in the boiler, the working stress and temperature in the creep behavior of the material are obtained. It is possible to eliminate the influence of dependence on the above and improve the accuracy of the correlation.
  • the life consumption rate of the evaluation target pipe is evaluated based on the damage index of the evaluation target pipe and the correlation, the evaluation target pipe is evaluated based on the correlation with high accuracy. The life consumption rate can be evaluated, and the evaluation accuracy of the creep life can be improved.
  • the acting stress acting on the second part can be considered the same as the acting stress acting on the first part,
  • the temperature of the second part during operation of the boiler is higher than the temperature of the first part.
  • the first and second parts which can be regarded as having the same working stress and have different temperatures during operation of the boiler, have different degrees of damage. Get indicators. Thereby, two different points of data in the correlation between the damage index and the lifetime consumption rate can be acquired, so that the accuracy of the correlation can be improved.
  • the temperature of the heat transfer tube differs depending on the position in the furnace width direction and the front-rear direction of the boiler due to the temperature distribution of the combustion gas, the intensity of radiation, the flow of the combustion gas, and the like. Therefore, according to the method (3), the first part and the second part are included in the same heat exchanger, and the positions in the furnace width direction are different. Therefore, the first part and the second part are different.
  • the working stress can be regarded as the same, and the temperature during operation of the boiler is different. Therefore, according to the method (3), the first part and the second part have different degrees of damage, so two different damage indices can be acquired. Thereby, two different points of data in the correlation between the damage index and the lifetime consumption rate can be acquired, so that the accuracy of the correlation can be improved.
  • the lifetime consumption rate evaluation step the temperature of the first portion and the temperature of the second portion obtained by the measurement in the temperature measurement step are used, respectively, in the first portion and the second portion. Evaluate the lifetime consumption rate.
  • the first part and the second part since the temperature of the first part and the temperature of the second part during operation of the boiler obtained by measuring in the temperature measurement step are used, the first part and the second part The evaluation accuracy of each lifetime consumption rate can be improved. Thereby, the accuracy of the correlation can be improved.
  • the lifetime consumption rate evaluation step includes: An average particle size obtaining step for determining an average particle size of the precipitates of the first portion and the second portion; The relationship between the average particle diameter of precipitates in the structure of the heat-resistant material made of the same material as the first part and the second part, and the first parameter relating to the temperature and use time of the heat-resistant material, the first part and the first part The respective temperatures in the first part and the second part during operation of the boiler based on the average particle size of the precipitates in the two parts and the usage time of the first part and the second part, respectively.
  • a temperature calculation step for obtaining Based on the relationship between the working stress of the heat-resistant material and the second parameter relating to the temperature and rupture time of the heat-resistant material, and the respective stresses of the first portion and the second portion, the first portion and the second portion.
  • a second parameter value obtaining step for obtaining a value of each of the second parameters in two parts; Based on the value of the second parameter of each of the first part and the second part and the respective temperatures of the first part and the second part during operation of the boiler, the first part and the second part Breaking time obtaining step for obtaining each breaking time in the second part; including.
  • the lifetime consumption rates of the first part and the second part can be easily obtained from the break time and the boiler operating time obtained as described above.
  • the temperature of the second part can be considered the same as the temperature of the first part,
  • the acting stress acting on the second part during operation of the boiler is larger than the acting stress acting on the first part.
  • the temperature during operation of the boiler can be regarded as the same, and the first portion and the second portion having different working stresses have different degrees of damage. Get indicators. Thereby, two different points of data in the correlation between the damage index and the lifetime consumption rate can be acquired, so that the accuracy of the correlation can be improved.
  • the second portion is a circumferential welded portion in the boiler pipe, and includes a circumferential welded portion including the first portion. It is included in the same circumferential weld and is different in circumferential position from the first portion.
  • the stress varies depending on the position in the circumferential direction even in the same circumferential weld. Therefore, according to the method of (7) above, since the circumferential position of the first circumferential portion is different between the first portion and the second portion, the boiler is operating between the first portion and the second portion. Can be regarded as the same temperature, and the working stress is different. Therefore, according to the method (7), the first portion and the second portion have different degrees of damage, so two different damage indexes can be acquired. As a result, two different points of data in the correlation between the damage index and the lifetime consumption rate can be acquired, so that the accuracy of the correlation can be improved.
  • the lifetime consumption rate evaluation step includes: The relationship between the stress of the heat-resistant material made of the same material as the first part and the second part and the second parameter relating to the temperature and rupture time of the heat-resistant material, and the stress of each of the first part and the second part A second parameter value obtaining step for obtaining a value of the second parameter of each of the first part and the second part based on Based on the value of the second parameter of each of the first part and the second part and the respective temperatures of the first part and the second part during operation of the boiler, the first part and the second part A rupture time acquisition step for obtaining each rupture time of the second part; including.
  • the value of the second parameter of each of the part and the second part can be determined. Further, according to the method of (8) above, based on the values of the second parameters of the first part and the second part and the temperatures of the first part and the second part during operation of the boiler, The respective break times of the first part and the second part can be determined. Therefore, according to the method of (8) above, the lifetime consumption rates of the first part and the second part can be easily obtained from the breaking time and the boiler operation time obtained as described above.
  • the damage index is any one of void number density, tube shape change, and hardness.
  • the damage index is any one of void number density, tube shape change, or hardness, so that the damage index can be easily acquired.
  • the creep life evaluation accuracy can be improved.
  • 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.
  • Drawing 1 is a figure showing the whole power plant composition concerning one embodiment.
  • the power plant 1 generates a turbine group including a high-pressure turbine 4, an intermediate-pressure turbine 6, and a low-pressure turbine 8, a generator 9 driven by the turbine group, and steam supplied to the turbine group.
  • a boiler 10 is provided.
  • the shafts of the high-pressure turbine 4, the intermediate-pressure turbine 6, and the low-pressure turbine 8 may be connected to each other on the same shaft, and may also be connected to the shaft of the generator 9.
  • the main steam generated by the superheater 12 installed in the boiler 10 is supplied to the high-pressure turbine 4 via the main steam pipe 13.
  • the main steam that has flowed into the high-pressure turbine 4 is discharged from the high-pressure turbine 4 after performing expansion work, and flows into the reheater 14 installed in the boiler 10.
  • the steam reheated by the reheater 14 flows into the intermediate pressure turbine 6 through the reheat steam pipe 15.
  • the reheated steam flowing into the intermediate pressure turbine 6 is discharged from the intermediate pressure turbine 6 after performing expansion work, and flows into the low pressure turbine 8 through the crossover pipe 18.
  • the steam flowing into the low-pressure turbine 8 is discharged from the low-pressure turbine 8 after performing expansion work, condensed in the condenser 20, and returned to the boiler 10 by the boiler feed pump 22.
  • the main steam supplied to the high-pressure turbine 4 via the main steam pipe 13 and the reheat steam supplied to the intermediate-pressure turbine 6 via the reheat steam pipe 15 are 550 ° C. This is the above (for example, about 600 ° C.).
  • the main steam pressure is set to 20 MPa or more, for example, 25 MPa.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of the superheater 12.
  • the superheater 12 includes an inlet header 12A, an outlet header 12C, and a plurality of superheater tubes (heat transfer tubes) 12B.
  • a plurality of heat transfer tube panels 12 ⁇ / b> D in which a plurality of heat transfer tubes 12 ⁇ / b> B are arranged in a substantially U shape and a planar shape are arranged in a row in the extending direction of the headers 12 ⁇ / b> A and 12 ⁇ / b> C. .
  • the heat transfer tube 12B of the superheater 12 and the heat transfer tube of the reheater 14 are used for a long time under the high temperature and high pressure as described above. Evaluation is performed.
  • the pipes such as the main steam pipe 13 and the reheat steam pipe 15 are filled with high-temperature and high-pressure steam as described above, and further, due to thermal expansion of the pipe and the influence of its own weight, etc. Stress due to factors other than internal pressure such as force acts.
  • a welded portion such as a circumferential welded portion or a nozzle pedestal welded portion in the pipe, the creep strength is generally weaker than that of the base material of the pipe. For this reason, since the creep damage tends to be large in the welded portion where the acting stress is large, in order to confirm the soundness, the remaining life is evaluated in a periodic inspection or the like.
  • the remaining life evaluation method for periodic inspections includes a method for evaluating the remaining life based on the number density of creep voids that accompanies creep damage, and a remaining life based on tube shape changes such as creep elongation and strain. And a method for evaluating the remaining life based on the hardness of the evaluation object.
  • the damage index such as the physical property value and form of the evaluation object of the remaining life such as the number density of creep voids, the shape change of the tube, and the hardness changes with the creep damage. The creep life is evaluated by focusing on this point.
  • the correlation between the damage index and the lifetime consumption rate described above is acquired in advance as a master curve, and the master curve and the damage index of the evaluation object are obtained. Based on this, the creep life of the evaluation object is evaluated.
  • the test piece Since it is difficult to reproduce creep damage in an environment that exceeds the actual operating time of the boiler, for example, 100,000 hours (11.4 years) due to time constraints, etc. By doing so, the data necessary to acquire the master curve is acquired. For example, in an accelerated test related to the creep of a material, the test piece is made to creep in a shorter time by making the working stress, temperature, etc. larger than the environment in which the actual machine is used. However, since the creep behavior of the material depends on the applied stress and temperature, there is a difference between the data obtained in the acceleration test and the creep behavior in the actual machine. For this reason, it is difficult to improve the accuracy of the master curve for obtaining the creep damage rate.
  • the accuracy is improved.
  • the pipes used in the boiler 10 such as the heat transfer pipe 12B of the superheater 12, the heat transfer pipe of the reheater 14, the main steam pipe 13 and the reheat steam pipe 15, are simply referred to as the boiler pipe 30.
  • the superheater 12 and the reheater 14 may be collectively referred to as a heat exchanger 25.
  • summary of the master curve acquisition method of a boiler pipe based on some embodiment is demonstrated.
  • the correlation between the damage index and the lifetime consumption rate for evaluating the lifetime consumption rate of the evaluation target pipe that is the evaluation target of the lifetime consumption rate may be referred to as a master curve.
  • the temperature (metal temperature) of the heat transfer tube 12B is different.
  • the internal pressure of the heat transfer tube 12B can be regarded as the same even if the positions in the furnace width direction and the boiler front-rear direction are different, and the usage time is the same. That is, for example, among the plurality of heat transfer tubes 12B of the superheater 12, as shown in FIG. 2, the first portion 31 and the second portion 32 arranged at different positions in the furnace width direction are in operation of the boiler 10. Although the temperature is different, the working stress and the usage time are the same. Moreover, if it is the same superheater 12, even if the position of a furnace width direction differs, the material of the heat exchanger tube 12B is generally the same.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the position in the furnace width direction, the metal temperature, and the creep damage rate (lifetime consumption rate) in the same equipment, such as the superheater 12.
  • the boiler tube master curve obtaining method like the first portion 31 and the second portion 32 described above, at least two places where the degree of creep damage differs due to the temperature difference. Get damage index at. And in the master curve acquisition method according to some embodiments, the respective life consumption rates in the at least two places are evaluated, and based on the evaluated life consumption rate and the damage index acquired as described above. Then, a master curve M expressed by the relationship between the damage index and the lifetime consumption rate is acquired.
  • the master curve M is acquired using the damage index of the boiler pipe 30 used in the boiler 10, so that the working stress in the creep behavior of the material The influence of the dependency on temperature can be eliminated, and the accuracy of the master curve M can be improved.
  • the creep life evaluation method according to some embodiments will be specifically described.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of a creep life evaluation method according to some embodiments.
  • the creep life evaluation method includes a damage index acquisition step S10, a life consumption rate evaluation step S20, a correlation acquisition step S30, an evaluation damage index acquisition step S40, and an evaluation, which are master curve acquisition processes.
  • the boiler tube master curve acquisition method is a master curve acquisition method of the boiler tube 30 used in the boiler 10, and includes a damage index acquisition step S10, a lifetime consumption rate evaluation step S20, A correlation acquisition step S30.
  • the damage index acquisition process S10, the life consumption rate evaluation process S20, and the correlation acquisition process S30, which are master curve acquisition processes, are performed as described later.
  • the master curve M is acquired.
  • the damage index acquisition step S40 for evaluation by performing the damage index acquisition step S40 for evaluation, as will be described later, the damage index for the evaluation target pipe that is the evaluation target of the life consumption rate is obtained. get.
  • the life consumption rate of the evaluation target pipe is evaluated by performing the evaluation step S50.
  • the damage index acquisition step S10 of some embodiments is the first part of the boiler pipe 30 and the second part of the boiler pipe 30 at a position different from the first part, and the material constituting the first part
  • each damage index in the first portion 31 of the heat transfer tube 12B and the second portion 32 of the heat transfer tube 12B that is at a position different from the first portion 31 is acquired.
  • the first portion 31 and the second portion 32 in the heat transfer tube 12B of the superheater 12 will be described as an example, but the same applies to the reheater 14.
  • the damage index acquired in the damage index acquisition step S10 of some embodiments may be, for example, a void number density, a change in the shape of a tube, or a hardness.
  • a case where the damage index is a void number density will be described as an example.
  • the damage index acquisition step S10 of some embodiments for example, as shown in FIG. 3, when the relationship between the position in the furnace width direction and the metal temperature is known in advance, the position P1 at which the metal temperature is lowest. It is desirable to obtain the void number density in at least two places in the vicinity of the position P2 and in the vicinity of the position P2 where the metal temperature is highest.
  • the range which can acquire the master curve M by interpolation can be expanded.
  • the range in which the master curve M can be acquired by extrapolation can be narrowed by acquiring the void number density in at least two places near the position P1 and the vicinity of the position P2.
  • the accuracy of the master curve M can be improved.
  • the void number density at a position that is an intermediate temperature between the highest metal temperature Tmax and the lowest metal temperature Tmin.
  • the accuracy of the master curve M can be improved. Even if the position where the void number density is acquired is randomly determined, two positions where the metal temperatures are the same are accidentally selected even though the positions in the furnace width direction are different. Except for this, it is possible to create a master curve M.
  • first portion 31 and the second portion 32 in the heat transfer tube 12B of the superheater 12 will be described as having different metal temperatures.
  • the metal temperature of the second part is described as being higher than the metal temperature of the first part.
  • the lifetime consumption rate evaluation step S20 of some embodiments is a step of evaluating each lifetime consumption rate in the first portion and the second portion. That is, for example, if it is the superheater 12, in the lifetime consumption rate evaluation process S20, each lifetime consumption rate in the 1st part 31 and the 2nd part 32 of the heat exchanger tube 12B is evaluated. In addition, in the lifetime consumption rate evaluation step S20, if there is a part that acquired the damage index in the damage index acquisition step S10 in addition to the first portion 31 and the second portion 32 of the heat transfer tube 12B, the lifetime consumption rate in the portion is also evaluated. To do. Specifically, in the lifetime consumption rate evaluation step S20 of some embodiments, the lifetime consumption rate is evaluated as follows.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a schematic procedure of the lifetime consumption rate evaluation step S20.
  • the lifetime consumption rate evaluation step S20 the lifetime consumption rate is evaluated for the part for which the damage index has been acquired in the damage index acquisition step S10 by the steps S201 to S209 described below.
  • the life consumption rate evaluation step S20 includes an average particle size acquisition step S201, a temperature calculation step S203, a second parameter value acquisition step S205, a fracture time acquisition step S207, and a life consumption rate calculation step S209.
  • Average particle diameter acquisition process S201 is a process of calculating
  • a replica of the tissue is acquired by a technique such as a replica method for the site where the damage index is acquired in the damage index acquisition step S10. Then, an average particle size of a specific precipitate is calculated from the acquired tissue replica at each site where the damage index is acquired, that is, at each site where the replica is acquired.
  • the average particle size of the specific precipitate in each of the first portion 31 and the second portion 32 is calculated from the replica of the structure of the first portion 31 and the second portion 32.
  • it is not always necessary to acquire a replica for example, a sample of the tissue can be obtained by extubation. And the average particle size of a specific precipitate can be calculated from the sample.
  • the temperature calculation step S203 includes the relationship between the average particle diameter of precipitates in the structure of the heat-resistant material made of the same material as the first part and the second part, the first parameter ⁇ 1 related to the temperature and use time of the heat-resistant material, and the first part. And the respective temperatures in the first part and the second part during operation of the boiler 10 based on the average particle diameter of the precipitates in the second part and the usage time of the first part and the second part. It is a process.
  • FIG. 6 is an example of a graph showing the relationship between the average particle size of a specific precipitate and the temperature / time parameter (first parameter) ⁇ 1 related to the temperature and use time of the heat resistant material in a material having the heat resistant material.
  • first parameter the temperature / time parameter
  • FIG. 6 For each material of the heat-resistant material used in the boiler tube 30, there is a relationship as shown in FIG. 6 between the average particle diameter of the specific precipitate and the first parameter ⁇ 1 related to the temperature and use time of the heat-resistant material.
  • the specific precipitate is a precipitate that has a high correlation between the average particle diameter and the first parameter ⁇ 1, and can accurately calculate the value of the first parameter ⁇ 1 from the value of the average particle diameter. is there.
  • the first parameter ⁇ 1 is, for example, a Larson-Miller parameter, where the temperature when the heat-resistant material is heated is T (unit: K), and the time during which the heat-resistant material is heated is t (unit: h).
  • T unit: K
  • t unit: h
  • the constant C
  • ⁇ T ⁇ (C + log (t)) / 1000
  • the value of ⁇ 1 can be acquired. Then, by substituting the acquired value of the first parameter ⁇ 1 and the operation time of the boiler 10 into the above equation (1), the metal temperature during operation of the boiler 10 at each of the sites where the replica has been acquired is obtained. Can do. For example, if it is the superheater 12 mentioned above, from the average particle diameter of the specific deposit in the 1st part 31 of the heat exchanger tube 12B, as mentioned above, the metal temperature T1 during the operation
  • the second parameter value acquisition step S205 is based on the relationship between the working stress of the heat-resistant material and the second parameter ⁇ 2 related to the temperature and rupture time of the heat-resistant material, and the stress of each of the first part and the second part. This is a step of obtaining the value of each second parameter ⁇ 2 in the first part and the second part.
  • the second parameter ⁇ 2 is a Larson-Miller parameter, for example.
  • the value of the second parameter ⁇ 2 corresponding to the applied stress can be acquired at each of the sites where the replica has been acquired, from the graph 42 showing the relationship between the applied stress and the second parameter ⁇ 2 shown in FIG.
  • the acting stress in each of the parts from which the replicas are acquired can be regarded as the same. It can be determined from the internal pressure. Therefore, if each of the replicas is acquired from the heat transfer tube in the same device, the value of the second parameter ⁇ 2 in each of the parts where the replicas are acquired is the same.
  • the second parameter ⁇ 2 of the first portion 31 and the second portion 32 is obtained from the graph 42 shown in FIG. 7 and the applied stress in the first portion 31 and the second portion 32 of the heat transfer tube 12B. Can be obtained.
  • the fracture time acquisition step S207 is based on the value of the second parameter ⁇ 2 of each of the first part and the second part and the temperature of each of the first part and the second part during operation of the boiler 10. And a step of obtaining respective break times in the second portion. Specifically, in the fracture time acquisition step S207, the value of the second parameter ⁇ 2 acquired in the second parameter value acquisition step S205 and the operation of the boiler 10 obtained in the temperature calculation step S203 for each of the parts where the replica has been acquired. By substituting the inside metal temperature into the above equation (1), the fracture time at each site where the replica was acquired is obtained.
  • the breaking time acquisition step S207 the value of the second parameter ⁇ 2 of each of the first portion 31 and the second portion 32 of the heat transfer tube 12B acquired in the second parameter value acquisition step S205, the temperature The fracture time in each of the first part 31 and the second part 32 by substituting the metal temperatures of the first part 31 and the second part 32 during operation of the boiler 10 obtained in the calculation step S203 into the above equation (1).
  • the life consumption rate calculation step S209 is based on the respective break times of the first part and the second part and the use times of the first part and the second part, respectively. This is a process for obtaining a consumption rate. Specifically, in the lifetime consumption rate calculating step S209, the replica usage time is divided by the rupture time acquired in the rupture time acquisition step S207 for each of the sites from which the replica was acquired. The lifetime consumption rate of each part that has acquired In addition, the usage time in each part which acquired the replica is the same if each replica was acquired from the heat exchanger tube in the same apparatus as mentioned above.
  • the usage time of the first portion 31 and the second portion 32 of the heat transfer tube 12B is acquired in the fracture time acquisition step S207.
  • the lifetime consumption rates of the first portion 31 and the second portion 32 are obtained.
  • the respective temperatures in the first part 31 and the second part 32 during operation of the boiler 10 can be determined based on the average particle diameter of the product and the usage time of the first part 31 and the second part 32. it can.
  • the life consumption rate evaluation step S20 of some embodiments based on the relationship between the working stress of the heat-resistant material and the second parameter ⁇ 2, and the respective stresses of the first portion 31 and the second portion 32, The value of each second parameter ⁇ 2 in the first portion 31 and the second portion 32 can be obtained.
  • the value of the second parameter ⁇ 2 of each of the first portion 31 and the second portion 32 and the first portion 31 and the second portion 32 during operation of the boiler 10 are described. Based on the respective temperatures, the respective break times in the first portion 31 and the second portion 32 can be obtained. Therefore, in the lifetime consumption rate evaluation step S20 of some embodiments, the lifetime consumption rates of the first portion 31 and the second portion 32 are easily determined from the breakage time obtained as described above and the operation time of the boiler 10. Can be requested.
  • the correlation obtaining step S30 may include a damage index and a lifetime consumption rate based on the respective damage indexes in the first portion and the second portion and the respective lifetime consumption rates in the first portion and the second portion. It is the process of acquiring the correlation. That is, for example, in the case of the superheater 12, in the correlation acquisition step S30, the damage index in the first portion 31 and the second portion 32 of the heat transfer tube 12B acquired in the damage index acquisition step S10, and the lifetime consumption rate evaluation step Based on the respective lifetime consumption rates in the first portion 31 and the second portion 32 acquired in S20, a master curve M represented by the relationship between the damage index and the lifetime consumption rate is acquired.
  • a point a1 on the master curve M in FIG. 8 is a plot showing, for example, a damage index and a lifetime consumption rate of the first portion 31 of the heat transfer tube 12B, and a point a2 is a damage of the second portion 32 of the heat transfer tube 12B, for example. It is a plot which shows an index lifetime consumption rate.
  • the respective damage indices in the first portion 31 and the second portion 32 of the boiler tube 30 are obtained.
  • the master curve represented by the relationship between the damage index and the lifetime consumption rate based on the acquired damage index and the respective lifetime consumption rates in the first portion 31 and the second portion 32. M is acquired. That is, in some embodiments, the master curve M is obtained using the damage index of the boiler tube 30 that is actually used in the boiler 10, thereby eliminating the influence of the dependence on the applied stress and temperature on the creep behavior of the material. The accuracy of the master curve M can be improved.
  • the acting stress acting on the second portion 32 relating to the creation of the master curve M is the acting stress acting on the first portion 31 relating to the creation of the master curve M.
  • the temperature of the second portion 32 related to the creation of the master curve M during the operation of the boiler 10 is higher than the temperature of the first portion 31 related to the creation of the master curve M. Since the degree of damage is different between the first portion 31 and the second portion 32, which can be regarded as having the same applied stress and have different temperatures during operation of the boiler 10, two different damage indices can be acquired. Thereby, two different points of data in the master curve M expressed by the relationship between the damage index and the lifetime consumption rate can be acquired, so that the accuracy of the master curve can be improved.
  • a plurality of heat exchangers 25 including boiler tubes 30 are arranged in the furnace of the boiler 10.
  • the second portion 32 is included in the same heat exchanger 25 as the heat exchanger 25 including the first portion 31, and the first portion 31 has a position in the furnace width direction. Different.
  • the first portion 31 and the second portion 32 are included in the same heat exchanger 25 and have different positions in the furnace width direction.
  • the operating stress can be considered to be the same, and the temperature during operation of the boiler 10 is different.
  • the first portion 31 and the second portion 32 have different damage levels, so two different damage indices can be acquired. Thereby, two different points of data in the master curve M represented by the relationship between the damage index and the life consumption rate can be acquired, so that the accuracy of the master curve M can be improved.
  • the damage index acquisition step S40 for evaluation is a step of acquiring a damage index from an evaluation target pipe that evaluates the lifetime consumption rate.
  • the type of damage index acquired in the damage index acquisition step S40 for evaluation is the same type of damage index as that acquired in the damage index acquisition step S10 described above. That is, if the acquired damage index is the void number density in the damage index acquisition step S10 described above, the void number density is acquired from the evaluation target pipe in the evaluation damage index acquisition step S40.
  • the damage index acquired in the damage index acquisition step S10 or the evaluation damage index acquisition step S40 is any one of the void number density, the shape change of the tube, or the hardness. Can be obtained.
  • the pipe that acquires the damage index in the damage index acquisition step S40 for evaluation is a device including the pipe that acquired the damage index in the damage index acquisition process S10 in order to acquire the master curve M in the master curve acquisition processing S10 to S30.
  • Other tube For example, when the master curve M is acquired from the heat transfer tube 12B of the superheater 12 in the master curve acquisition processes S10 to S30, the evaluation target tube is the heat transfer tube 12B of the superheater 12.
  • the evaluation target tube is the heat transfer tube of the reheater 14.
  • the damage index acquisition step S10 is performed in order to acquire the master curve M.
  • the device including the tube that has acquired the value may be different from the device including the evaluation target tube, that is, the device that evaluates the lifetime consumption rate.
  • the acting stress in one part hereinafter referred to as a first acting stress
  • the acting stress in the other part hereinafter referred to as a second acting stress
  • the second working stress is the same as the second working stress, in addition to the second working stress being the same.
  • the case where the creep life of the other part to which the acting stress acts is, for example, within a range of so-called half the creep life of the one part to which the first acting stress acts is included.
  • the range of values that can be taken by the second working stress with respect to the first working stress is a range of minus 15% to plus 15% of the first working stress.
  • the evaluation step S50 is a step of evaluating the life consumption rate of the evaluation target pipe based on the damage index of the evaluation target pipe and the master curve M. Specifically, in the evaluation step S50, based on the damage index acquired in the evaluation damage index acquisition step S40 and the master curve M acquired in the correlation acquisition step S30 as shown in FIG. Evaluate the lifetime consumption rate.
  • the evaluation target pipe since the life consumption rate of the evaluation target pipe is evaluated based on the damage index of the evaluation target pipe and the master curve M, the evaluation is performed based on the master curve M with high accuracy.
  • the life consumption rate of the target pipe can be evaluated, and the creep life evaluation accuracy can be improved.
  • FIG. 9 is a schematic view of the superheater 12 as seen from the front-rear direction of the boiler.
  • the inlet header 12 ⁇ / b> A and the outlet header 12 ⁇ / b> C are disposed outside the furnace 10 ⁇ / b> B above the ceiling 11 inside the boiler 10, and most of the plurality of heat transfer tubes 12 ⁇ / b> B are the ceiling of the boiler 10.
  • 11 is disposed in the furnace 10 ⁇ / b> A below 11.
  • the thermometer 51 for measuring the temperature of the heat transfer tube 12B is difficult to arrange in the furnace 10A through which the combustion gas flows, but can be easily arranged outside the furnace.
  • thermometer 51 may be previously arrange
  • thermometer 51 attached to the heat transfer tube 12B of the heat transfer tube panel 12D including the first portion 31 shown in FIG. 2 may be referred to as a first thermometer 51A.
  • thermometer 51 attached to the heat transfer tube 12B of the heat transfer tube panel 12D including the second portion 32 shown in FIG. 2 may be referred to as a second thermometer 51B.
  • a thermocouple or the like can be used.
  • the temperature of the heat transfer tube 12B can be measured by the thermometer 51 arranged in the portion outside the furnace 10B of the heat transfer tube 12B, the temperature of the part from which the replica is acquired in the temperature calculation step S203 described above is obtained.
  • the temperature of the heat transfer tube 12 ⁇ / b> B measured by the thermometer 51 during operation of the boiler 10 may be acquired. It should be noted that it is desirable that the site for acquiring the replica is in the vicinity of the installation position of the thermometer 51. However, since the temperature of the site where the replica is acquired and the temperature of the installation position of the thermometer 51 are substantially equal to the temperature of the steam flowing through the interior, the location where the replica is acquired and the installation position of the thermometer 51 are separated. Also good.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of a schematic procedure of the lifetime consumption rate evaluation step S20 in another embodiment, that is, an embodiment in which the temperature of the heat transfer tube can be measured during the operation of the boiler 10.
  • the life consumption rate evaluation step S20 of the embodiment shown in FIG. 10 includes a temperature measurement step S211, a second parameter value acquisition step S205, a fracture time acquisition step S207, and a life consumption rate calculation step S209.
  • Temperature measurement step S211 is a step of measuring the temperature of the first part and the temperature of the second part during operation of the boiler 10 outside the furnace. That is, for example, in the case of the superheater 12, in the temperature measurement step S211, as shown in FIGS. 2 and 9, the temperature of the first portion 31 during operation of the boiler 10 with the first thermometer 51A and the second thermometer 51B. And the temperature of the second portion 32 is measured.
  • the temperature of the first portion during operation of the boiler 10 may be the temperature of the surface of the first portion, and the temperature of the fluid flowing through the inside of the pipe including the first portion is used as the temperature of the first portion. Also good.
  • the temperature of the second portion during operation of the boiler 10 may be the temperature of the surface of the second portion, and the temperature of the fluid flowing through the inside of the pipe including the second portion is the temperature of the second portion. It is good.
  • the processing in the second parameter value acquisition step S205 is the same as the processing in the second parameter value acquisition step S205 shown in FIG.
  • the value of the second parameter ⁇ 2 acquired in the second parameter value acquisition step S205 and the temperature measurement step S211 were measured for each part where the replica was acquired.
  • the process in the life consumption rate calculation step S209 is the same as the process in the life consumption rate calculation step S209 shown in FIG.
  • temperature measurement process S211 is provided.
  • lifetime consumption rate evaluation process S20 the 1st part and the temperature of the 1st part obtained by measuring by temperature measurement process S211 and the temperature of the 2nd part are used.
  • Each lifetime consumption rate in the second part is evaluated.
  • the temperature of the first part and the temperature of the second part obtained during the operation of the boiler 10 obtained by measuring in the temperature measurement step S211 can be used. Therefore, the evaluation accuracy of each lifetime consumption rate in the first part and the second part can be improved. Thereby, the accuracy of the master curve M can be improved.
  • FIG. 11 is a view showing the vicinity of the bend portion 27 of the pipe 26 such as the main steam pipe 13 and the reheat steam pipe 15.
  • the pipe 26 has a place where two pipes 26A and 26B having different extending directions are connected by a bend 26C. End portions of the pipes 26A and 26B and the bend 26C are connected by circumferential welding.
  • the part where the pipes 26 ⁇ / b> A, 26 ⁇ / b> B and the bend 26 ⁇ / b> C are connected at the ends is referred to as a circumferential weld 60.
  • the pipe 26 when the pipe 26 receives a force other than the internal pressure due to thermal expansion or its own weight, etc., the pipe 26 is subjected to bending stress.
  • the acting stress differs depending on the position in the direction. Therefore, even in the same circumferential weld 60, the degree of damage may differ depending on the position in the circumferential direction.
  • the acting stress acting on the second portion 62 acts on the first portion 61. It is assumed that the degree of damage is different between the first portion 61 and the second portion 62.
  • the metal temperature is substantially the same as the temperature of the internal steam in contact with the circumferential weld 60 and the usage time is the same even if the circumferential position is different. Therefore, in another embodiment of the creep life evaluation method described below, as in the first portion 61 and the second portion 62 described above, the degree of creep damage differs due to the difference in the acting stress. Obtain damage indicators at the location. Then, in the creep life evaluation method according to another embodiment described below, the life consumption rate at each of the at least two locations is evaluated, the evaluated life consumption rate, and the damage index acquired as described above, Based on the above, the master curve M expressed by the relationship between the damage index and the life consumption rate is acquired.
  • the master curve M is obtained using the damage index of the boiler tube 30 used in the boiler 10, so that the creep stress of the material is affected by the applied stress and temperature.
  • the influence of dependence can be eliminated and the accuracy of the master curve M can be improved.
  • a creep life evaluation method according to another embodiment will be specifically described.
  • differences from the creep life evaluation methods according to some embodiments described above will be mainly described.
  • the step number of the process for performing the process is the same as the step number used in FIGS. 4 and 5. A detailed description may be omitted.
  • the temperature and the usage time are the same as in the first portion 61 and the second portion 62 described above, but the degree of creep damage is caused by the difference in the applied stress. Obtain damage indicators at at least two different locations.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a schematic procedure of the lifetime consumption rate evaluation step S20 according to another embodiment.
  • the lifetime consumption rate is evaluated for the site where the damage index is acquired in the above-described damage index acquisition step S10 by the steps S205 to S209 described below.
  • the part from which the damage index has been acquired in the damage index acquisition step S10 is also simply referred to as a damage index acquisition part.
  • the lifetime consumption rate evaluation step S20 includes a second parameter value acquisition step S205, a fracture time acquisition step S207, and a lifetime consumption rate calculation step S209.
  • the value of the two parameter ⁇ 2 is acquired.
  • the acting stress in each of the damage index acquisition parts can be obtained by performing stress analysis in consideration of operation conditions such as steam temperature and steam pressure in the boiler 10.
  • the acting stress in each of the first portion 61 and the second portion 62 of the circumferential weld 60 is obtained by stress analysis, and the obtained action is obtained.
  • the value of the second parameter ⁇ 2 in each of the first portion 61 and the second portion 62 is obtained from the stress and the graph 42 shown in FIG.
  • the value of the second parameter ⁇ 2 acquired in the second parameter value acquisition step S205 and the metal temperature during operation of the boiler 10 are described above for each damage index acquisition site.
  • the fracture time at each damage index acquisition site is obtained.
  • the metal temperature at each of the damage index acquisition sites may be obtained from the operating conditions of the boiler 10. Further, for example, if the steam temperature in the pipe 26 such as the main steam pipe 13 or the reheat steam pipe 15 is measured during the operation of the boiler 10, the measured value may be used as the metal temperature in each of the damage index acquisition sites. . That is, for example, in the embodiment shown in FIG.
  • the damage index is obtained by dividing the usage time of each damage index acquisition site by the break time acquired in the break time acquisition step S207 for each damage index acquisition site. Obtain the lifetime consumption rate of each acquisition site.
  • the usage time in each damage index acquisition part is the same as long as each damage index is acquired from the same circumferential weld 60 as described above.
  • the usage time of the first portion 61 and the second portion 62 of the circumferential weld 60 that is, the operation time of the boiler 10, is determined as the fracture time acquisition step.
  • the relationship between the stress of the heat-resistant material and the second parameter ⁇ 2 related to the temperature and the fracture time of the heat-resistant material, and the first portion 61 and the second portion 62 Based on the respective stresses, the values of the second parameters of the first portion 61 and the second portion 62 can be obtained.
  • operation of the boiler 10 are shown. Based on the respective temperatures of 62, the respective break times of the first portion 61 and the second portion 62 can be obtained. Therefore, in the lifetime consumption rate evaluation step S20 according to another embodiment, the lifetime consumption rates of the first portion 61 and the second portion 62 can be easily determined from the break time obtained as described above and the operation time of the boiler 10. Can be requested.
  • the temperature of the second portion 62 can be regarded as the same as the temperature of the first portion 61 during operation of the boiler 10.
  • the acting stress acting on the second portion 62 during operation of the boiler 10 is larger than the acting stress acting on the first portion 61. Since the temperature during operation of the boiler 10 can be regarded as the same, and the first portion 61 and the second portion 62 having different acting stresses have different degrees of damage, two different damage indices can be acquired. Thereby, two different points of data in the master curve M represented by the relationship between the damage index and the life consumption rate can be acquired, so that the accuracy of the master curve M can be improved.
  • the second portion 62 is included in the circumferential weld 60 in the pipe 26, the same circumferential weld 60 as the circumferential weld 60 including the first portion 61, and the first The position in the circumferential direction is different from the portion 61.
  • the first portion 61 and the second portion 62 have different circumferential positions in the same circumferential welded portion 60, so the first portion 61 and the second portion 62 have the boiler 10.
  • the temperature during operation can be regarded as the same, and the working stress is different.
  • the first portion 61 and the second portion 62 have different degrees of damage, so two different damage indices can be acquired. Thereby, two different points of data in the master curve M represented by the relationship between the damage index and the life consumption rate can be acquired, so that the accuracy of the master curve M can be improved.
  • 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.
  • the superheater 12 in some embodiments described above includes a primary superheater and a secondary superheater connected in series with the primary superheater, the primary superheater and the secondary superheater,
  • the difference in the pressure of the heat transfer tube is only a difference in the pressure loss of the heat transfer tube, for example, a difference of about 1 Mpa.
  • the operating stress of the heat transfer tube of the primary superheater and the operating stress of the heat transfer tube of the secondary superheater can be considered to be the same as described above, and the heat transfer tube of the primary superheater
  • the difference in the degree of damage between the heat transfer tube of the secondary superheater and the heat transfer tube of the secondary superheater may be attributed to the temperature difference between the heat transfer tube of the primary superheater and the heat transfer tube of the secondary superheater.
  • the damage index may be acquired from the heat transfer tube of the primary superheater and the heat transfer tube of the secondary superheater in the damage index acquisition step S10 of some embodiments described above.

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Abstract

一実施形態に係るクリープ寿命評価方法は、ボイラに使用されるボイラ管の第１部分、及び第１部分とは異なる位置であるボイラ管の第２部分であって、第１部分を構成する材料と同じ材料から構成される第２部分、におけるそれぞれの損傷指標を取得する損傷指標取得工程と、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの寿命消費率を評価する寿命消費率評価工程と、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの損傷指標と、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの寿命消費率とに基づいて、損傷指標と寿命消費率との相関を取得する相関取得工程と、評価対象管の損傷指標を取得する評価用損傷指標取得工程と、相関と評価対象管の損傷指標とに基づいて、評価対象管の寿命消費率を評価する評価工程と、を備える。

Description

クリープ寿命評価方法
　本開示は、クリープ寿命評価方法に関する。
　ボイラ等の高熱機器に使用される伝熱管や配管には、高温・高圧下で長時間使用されるものがある。この種の伝熱管や配管では、健全性を確認するため、定期検査等においてクリープ余寿命の評価が行われる。
　例えば特許文献１に記載のクリープ損傷推定方法では、耐熱鋼表面の硬さを測定することにより、予め作成した硬さとクリープひずみ量の関係から当該耐熱鋼のクリープひずみ量を測定し、別途求めたクリープひずみ曲線との比較からクリープ損傷率を求めている。
特許第４７３７５１２号公報
　特許文献１に記載のクリープ損傷推定方法では、クリープ損傷率を求めるためのクリープひずみ曲線を実験室的に求めた定常クリープ速度等の材料データと温度、応力条件から算出している。すなわち、特許文献１に記載のクリープ損傷推定方法では、クリープ損傷率を求めるためのマスターカーブを得るために加速試験によるデータを用いていると考えられる。
　ボイラの実機の稼働時間である、例えば１０万時間（１１．４年）を超える環境下でのクリープ損傷を再現することは時間的な制約等から困難であるため、特許文献１に記載のクリープ損傷推定方法のように、一般的には加速試験を行うことで必要なデータを取得している。
　例えば材料のクリープに関する加速試験では、作用応力や温度等を実機の使用環境よりも大きくすることで、より短時間で試験片がクリープするようにしている。
　しかし、材料のクリープの挙動には作用応力や温度に対する依存性があるため、加速試験で得られたデータと、実機におけるクリープの挙動とに差が生じてしまう。そのため、クリープ損傷率を求めるためのマスターカーブの精度を向上させることが困難であり、このマスターカーブを用いて求めるクリープ損傷率の精度を向上させることが困難となる。
　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、クリープ寿命の評価精度を向上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クリープ寿命評価方法は、
　ボイラに使用されるボイラ管の第１部分、及び前記第１部分とは異なる位置である前記ボイラ管の第２部分であって、前記第１部分を構成する材料と同じ材料から構成される第２部分、におけるそれぞれの損傷指標を取得する損傷指標取得工程と、
　前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの寿命消費率を評価する寿命消費率評価工程と、
　前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの損傷指標と、前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの寿命消費率とに基づいて、前記損傷指標と前記寿命消費率との相関を取得する相関取得工程と、
　評価対象管の損傷指標を取得する評価用損傷指標取得工程と、
　前記相関と前記評価対象管の損傷指標とに基づいて、前記評価対象管の寿命消費率を評価する評価工程と、
を備える。
　上記（１）の方法では、ボイラ管の第１部分及び第２部分におけるそれぞれの損傷指標を取得するようにしている。そして、上記（１）の方法では、取得した損傷指標と、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの寿命消費率とに基づいて、損傷指標と寿命消費率との相関を取得するようにしている。すなわち上記（１）の方法によれば、実際にボイラに使用されたボイラ管の損傷指標を用いて損傷指標と寿命消費率との相関を取得するので、材料のクリープの挙動における作用応力や温度に対する依存性の影響を排除でき、上記相関の精度を向上できる。
　そして、上記（１）の方法によれば、評価対象管の損傷指標と上記相関とに基づいて、評価対象管の寿命消費率を評価するので、精度の高い上記相関に基づいて評価対象管の寿命消費率を評価でき、クリープ寿命の評価精度を向上できる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
　前記ボイラの運転中において、前記第２部分に作用する作用応力は、前記第１部分に作用する作用応力と同一とみなすことができ、
　前記ボイラの運転中における前記第２部分の温度は、前記第１部分の温度よりも高い。
　上記（２）の方法によれば、作用応力が同一とみなすことができ、且つ、ボイラの運転中における温度が異なる第１部分と第２部分とでは、損傷度合いが異なるので、異なる２つの損傷指標を取得できる。これにより、損傷指標と寿命消費率との相関における、異なる２点のデータを取得できるので、上記相関の精度を向上できる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の方法において、
　前記ボイラの炉内には、前記ボイラ管を含む熱交換器が複数配置され、
　前記第２部分は、前記第１部分を含む熱交換器と同一の熱交換器に含まれ、且つ、前記第１部分とは炉幅方向の位置が異なる。
　一般的に、ボイラの炉内では、燃焼ガスの温度分布や輻射の強弱、燃焼ガスの流れ等に起因して、炉幅方向やボイラ前後方向の位置が異なると伝熱管の温度が異なる。そのため、上記（３）の方法によれば、第１部分と第２部分とが同一の熱交換器に含まれ、且つ、炉幅方向の位置が異なるので、第１部分と第２部分とでは、作用応力が同一とみなすことができ、且つ、ボイラの運転中における温度が異なる。したがって、上記（３）の方法によれば、第１部分と第２部分とでは、損傷度合いが異なるので、異なる２つの損傷指標を取得できる。これにより、損傷指標と寿命消費率との相関における、異なる２点のデータを取得できるので、上記相関の精度を向上できる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの方法において、
　前記ボイラの運転中における前記第１部分の温度、及び前記第２部分の温度を炉外にて測定する温度測定工程をさらに備え、
　前記寿命消費率評価工程では、前記温度測定工程で測定して得られた前記第１部分の温度、及び前記第２部分の温度を用いて、前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの前記寿命消費率を評価する。
　上記（４）の方法によれば、温度測定工程で測定して得られた、ボイラの運転中における第１部分の温度、及び第２部分の温度を用いるので、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの寿命消費率の評価精度を向上できる。これにより、上記相関の精度を向上できる。
（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、
　前記寿命消費率評価工程は、
　　前記第１部分及び前記第２部分の析出物のそれぞれの平均粒径を求める平均粒径取得工程と、
　　前記第１部分及び前記第２部分と同じ材質からなる耐熱材の組織における析出物の平均粒径と前記耐熱材の温度及び使用時間に関する第１パラメータとの関係と、前記第１部分及び前記第２部分における析出物のそれぞれの平均粒径と、前記第１部分及び前記第２部分の使用時間と、に基づいて、前記ボイラの運転中における前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの温度を求める温度算出工程と、
　　前記耐熱材の作用応力と前記耐熱材の温度及び破断時間に関する第２パラメータとの関係と、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの応力と、に基づいて、前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの前記第２パラメータの値を求める第２パラメータ値取得工程と、
　　前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの前記第２パラメータの値と、前記ボイラの運転中における前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの温度とに基づいて、前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの破断時間を求める破断時間取得工程と、
を含む。
　上記（５）の方法によれば、耐熱材の組織における析出物の平均粒径と第１パラメータとの関係と、第１部分及び第２部分における析出物のそれぞれの平均粒径と、第１部分及び第２部分の使用時間と、に基づいて、ボイラの運転中における第１部分及び第２部分におけるそれぞれの温度を求めることができる。また、上記（５）の方法によれば、耐熱材の作用応力と第２パラメータとの関係と、第１部分及び第２部分のそれぞれの応力と、に基づいて、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの第２パラメータの値を求めることができる。上記（５）の方法によれば、第１部分及び第２部分のそれぞれの第２パラメータの値と、ボイラの運転中における第１部分及び第２部分のそれぞれの温度とに基づいて、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの破断時間を求めることができる。
　したがって、上記（５）の方法によれば、上述のようにして求めた破断時間とボイラの運転時間とから第１部分及び第２部分のそれぞれの寿命消費率を容易に求めることができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
　前記ボイラの運転中において、前記第２部分の温度は、前記第１部分の温度と同一とみなすことができ、
　前記ボイラの運転中における前記第２部分に作用する作用応力は、前記第１部分に作用する作用応力よりも大きい。
　上記（６）の方法によれば、ボイラの運転中における温度が同一とみなすことができ、且つ、作用応力が異なる第１部分と第２部分とでは、損傷度合いが異なるので、異なる２つの損傷指標を取得できる。これにより、損傷指標と寿命消費率との相関における、異なる２点のデータを取得できるので、上記相関の精度を向上できる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（６）の方法において、前記第２部分は、前記ボイラ管における円周溶接部であって前記第１部分を含む円周溶接部と同一の円周溶接部に含まれ、且つ、前記第１部分とは周方向の位置が異なる。
　一般的に、ボイラ管では、ボイラ管の自重や熱伸びの影響等によって曲げ応力が作用すると、同一の円周溶接部であっても周方向の位置によって応力が異なる。そのため、上記（７）の方法によれば、第１部分と第２部分とで同一の円周溶接部において周方向の位置が異なるので、第１部分と第２部分とでは、ボイラの運転中における温度が同一とみなすことができ、作用応力が異なる。したがって、上記（７）の方法によれば、第１部分と第２部分とでは、損傷度合いが異なるので、異なる２つの損傷指標を取得できる。これにより、損傷指標と寿命消費率との相関における、異なる２点のデータを取得できるので、上記相関の精度を向上できる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）、（６）又は（７）の何れかの方法において、
　前記寿命消費率評価工程は、
　　前記第１部分及び前記第２部分と同じ材質からなる耐熱材の応力と前記耐熱材の温度及び破断時間に関する第２パラメータとの関係と、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの応力と、に基づいて、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの前記第２パラメータの値を求める第２パラメータ値取得工程と、
　　前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの前記第２パラメータの値と、前記ボイラの運転中における前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの温度とに基づいて、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの破断時間を求める破断時間取得工程と、
を含む。
　上記（８）の方法によれば、耐熱材の応力と耐熱材の温度及び破断時間に関する第２パラメータとの関係と、第１部分及び第２部分のそれぞれの応力と、に基づいて、第１部分及び第２部分のそれぞれの第２パラメータの値を求めることができる。また、上記（８）の方法によれば、第１部分及び第２部分のそれぞれの第２パラメータの値と、ボイラの運転中における第１部分及び第２部分のそれぞれの温度とに基づいて、第１部分及び第２部分のそれぞれの破断時間を求めることができる。
　したがって、上記（８）の方法によれば、上述のようにして求めた破断時間とボイラの運転時間とから第１部分及び第２部分のそれぞれの寿命消費率を容易に求めることができる。
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの方法において、前記損傷指標は、ボイド個数密度、管の形状変化、又は硬さの何れかである。
　上記（９）の方法によれば、損傷指標が、ボイド個数密度、管の形状変化、又は硬さの何れかであるので、損傷指標を容易に取得できる。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、クリープ寿命の評価精度を向上できる。
一実施形態に係る発電プラントの全体構成を示す図である。 過熱器の構成を模式的に示す図である。 同一の機器における炉幅方向の位置と、メタル温度及びクリープ損傷率（寿命消費率）との関係を模式的に示した図である。 幾つかの実施形態に係る、クリープ寿命評価方法の処理手順を示したフローチャートである。 寿命消費率評価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。 耐熱材のある材質における、特定の析出物の平均粒径と第１パラメータとの関係を示すグラフである。 作用応力と第２パラメータとの関係を表すグラフである。 損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブの一例を示す図である。 過熱器を炉幅方向から見た模式的な図である。 他の実施形態に係る寿命消費率評価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。 主蒸気管や再熱蒸気管等の配管のベンド部分の近傍を示す図である。 他の実施形態に係る寿命消費率評価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。
　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、一実施形態に係る発電プラントの全体構成を示す図である。
　一実施形態において、発電プラント１は、高圧タービン４、中圧タービン６及び低圧タービン８からなるタービン群と、該タービン群によって駆動される発電機９と、該タービン群に供給される蒸気を生成するためのボイラ１０とを備える。
　なお、高圧タービン４、中圧タービン６及び低圧タービン８の各軸は、同一軸上にて互いに連結され、さらに発電機９の軸にも連結されていてもよい。
　高圧タービン４には、ボイラ１０に設置された過熱器１２で生成された主蒸気が主蒸気管１３を介して供給される。高圧タービン４に流入した主蒸気は、膨張仕事を行った後に高圧タービン４から排出され、ボイラ１０に設置された再熱器１４に流入する。再熱器１４にて再熱された蒸気は、再熱蒸気管１５を介して中圧タービン６に流入する。中圧タービン６に流入した再熱蒸気は、膨張仕事を行った後に中圧タービン６から排出され、クロスオーバ管１８を介して低圧タービン８に流入する。低圧タービン８に流入した蒸気は、膨張仕事を行った後に低圧タービン８から排出され、復水器２０で復水され、ボイラ給水ポンプ２２によりボイラ１０に還流される。
　上記構成の発電プラント１では、主蒸気管１３を介して高圧タービン４に供給される主蒸気と、再熱蒸気管１５を介して中圧タービン６に供給される再熱蒸気とは、５５０℃以上（例えば６００℃程度）である。なお、主蒸気圧力は、２０ＭＰａ以上、例えば２５ＭＰａに設定される。
　図２は、過熱器１２の構成を模式的に示す図である。なお、再熱器１４の構成も過熱器１２の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
　過熱器１２は、入口管寄せ１２Ａと、出口管寄せ１２Ｃと、複数の過熱管（伝熱管）１２Ｂとを備えている。図２に示した過熱器１２では、複数の伝熱管１２Ｂが略Ｕ字状且つ平面状に配列された伝熱管パネル１２Ｄが管寄せ１２Ａ，１２Ｃの延在方向に複数並ぶように配置されている。
　過熱器１２の伝熱管１２Ｂや再熱器１４の伝熱管は、上述したような高温・高圧下で長時間使用されるので、伝熱管の健全性を確認するため、定期検査等において余寿命の評価が行われる。
　また、主蒸気管１３や再熱蒸気管１５等の配管には、上述したような高温・高圧の蒸気が内部を流れている上、配管の熱膨張や自重の影響等によって熱応力や配管反力等、内圧以外の要因による応力が作用する。配管における円周溶接部や管台溶接部等の溶接部では、配管の母材と比べると一般的にクリープ強度が弱い。そのため、作用応力が大きい溶接部では、クリープ損傷が大きくなりがちであるので、健全性を確認するため、定期検査等において余寿命の評価が行われる。
　定期検査等における余寿命の評価方法には、クリープ損傷に伴って生じるクリープボイドの個数密度に基づいて余寿命を評価する方法や、クリープ伸びやひずみのように管の形状変化に基づいて余寿命を評価する方法や、評価対象物の硬さに基づいて余寿命を評価する方法等が挙げられる。
　上述したような余寿命の評価方法では、クリープボイドの個数密度や、管の形状変化、硬さといった、余寿命の評価対象物における物性値や形態などの損傷指標がクリープ損傷に伴って変化する点に着目してクリープ寿命を評価している。具体的には、上述したような余寿命の評価方法では、上述した損傷指標と寿命消費率との相関を予めマスターカーブとして取得しておき、このマスターカーブと、評価対象物の損傷指標とに基づいて評価対象物のクリープ寿命を評価している。
　ボイラの実機の稼働時間である、例えば１０万時間（１１．４年）を超える環境下でのクリープ損傷を再現することは時間的な制約等から困難であるため、一般的には加速試験を行うことで、マスターカーブの取得に必要なデータを取得している。
　例えば材料のクリープに関する加速試験では、作用応力や温度等を実機の使用環境よりも大きくすることで、より短時間で試験片がクリープするようにしている。
　しかし、材料のクリープの挙動には作用応力や温度に対する依存性があるため、加速試験で得られたデータと、実機におけるクリープの挙動とに差が生じてしまう。そのため、クリープ損傷率を求めるためのマスターカーブの精度を向上させることが困難である。
　そこで、後述する幾つかの実施形態では、クリープ寿命の評価の対象となるボイラから取得した損傷指標に基づいて、クリープ寿命の評価のための相関であるマスターカーブを取得することで、マスターカーブの精度を向上させている。以下、具体的に説明する。なお、以下の説明では、過熱器１２の伝熱管１２Ｂや再熱器１４の伝熱管、主蒸気管１３や再熱蒸気管１５等、ボイラ１０において使用されている管を、単にボイラ管３０とも呼ぶ。また、以下の説明では、過熱器１２や再熱器１４を総称して熱交換器２５と呼ぶことがある。
　まず、幾つかの実施形態に係る、ボイラ管のマスターカーブ取得方法の概要について説明する。なお、以下の説明では、寿命消費率の評価対象である評価対象管の寿命消費率を評価するための、損傷指標と寿命消費率との相関をマスターカーブと呼ぶことがある。
　一般的に、ボイラ１０の炉内では、燃焼ガスの温度分布や輻射の強弱、燃焼ガスの流れ等に起因して、例えば同じ過熱器１２の伝熱管１２Ｂであっても、図３に示すように、炉幅方向やボイラ前後方向の位置が異なると伝熱管１２Ｂの温度（メタル温度）が異なる。一方、同じ過熱器１２であれば、炉幅方向やボイラ前後方向の位置が異なっていても、伝熱管１２Ｂの内圧は同一であるとみなすことができ、使用時間は同一である。すなわち、例えば過熱器１２の複数の伝熱管１２Ｂのうち、図２に示すように、炉幅方向で異なる位置に配置された第１部分３１と第２部分３２とでは、ボイラ１０の運転中における温度が異なるが、作用応力及び使用時間は同じである。また、同じ過熱器１２であれば、炉幅方向の位置が異なっていても、伝熱管１２Ｂの材質は、一般的には同じである。
　そのため、第１部分３１と第２部分３２とでは、温度の違いに起因してクリープ損傷の度合いが異なる。換言すると、第１部分３１と第２部分３２とでは、作用応力及び使用時間が同じであるので、第１部分３１と第２部分３２とにおけるクリープ損傷度合いの違いは温度の違いによるものである。なお、図３は、例えば過熱器１２のように、同一の機器における炉幅方向の位置と、メタル温度及びクリープ損傷率（寿命消費率）との関係を模式的に示した図である。
　そこで、幾つかの実施形態に係る、ボイラ管のマスターカーブ取得方法では、上述した第１部分３１と第２部分３２のように、温度の違いに起因してクリープ損傷の度合いが異なる少なくとも２カ所における損傷指標を取得する。そして、幾つかの実施形態に係るマスターカーブ取得方法では、当該少なくとも２か所におけるそれぞれの寿命消費率を評価し、評価した寿命消費率と、上記のようにして取得した損傷指標とに基づいて、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭを取得する。
　このように、幾つかの実施形態に係るマスターカーブ取得方法では、ボイラ１０で使用されているボイラ管３０の損傷指標を用いてマスターカーブＭを取得するので、材料のクリープの挙動における作用応力や温度に対する依存性の影響を排除でき、マスターカーブＭの精度を向上できる。
　以下、幾つかの実施形態に係る、クリープ寿命評価方法について、具体的に説明する。
　図４は、幾つかの実施形態に係る、クリープ寿命評価方法の処理手順を示したフローチャートである。幾つかの実施形態に係る、クリープ寿命評価方法は、マスターカーブ取得処理である損傷指標取得工程Ｓ１０、寿命消費率評価工程Ｓ２０、及び相関取得工程Ｓ３０と、評価用損傷指標取得工程Ｓ４０と、評価工程Ｓ５０と、を備える。
　幾つかの実施形態に係る、ボイラ管のマスターカーブ取得方法は、ボイラ１０に使用されるボイラ管３０のマスターカーブ取得方法であって、損傷指標取得工程Ｓ１０と、寿命消費率評価工程Ｓ２０と、相関取得工程Ｓ３０と、を備える。
　すなわち、幾つかの実施形態に係る、クリープ寿命評価方法では、マスターカーブ取得処理である損傷指標取得工程Ｓ１０、寿命消費率評価工程Ｓ２０、及び相関取得工程Ｓ３０を実施することで、後述するようにマスターカーブＭを取得する。また、幾つかの実施形態に係る、クリープ寿命評価方法では、評価用損傷指標取得工程Ｓ４０を実施することで、後述するように、寿命消費率の評価対象である評価対象管についての損傷指標を取得する。そして、幾つかの実施形態に係る、クリープ寿命評価方法では、評価工程Ｓ５０を実施することで、評価対象管についての寿命消費率を評価する。
（損傷指標取得工程Ｓ１０）
　幾つかの実施形態の損傷指標取得工程Ｓ１０は、ボイラ管３０の第１部分、及び第１部分とは異なる位置であるボイラ管３０の第２部分であって、第１部分を構成する材料と同じ材料から構成される第２部分、におけるそれぞれの損傷指標を取得する工程である。例えば過熱器１２であれば、損傷指標取得工程Ｓ１０では、伝熱管１２Ｂの第１部分３１、及び第１部分３１とは異なる位置である伝熱管１２Ｂの第２部分３２におけるそれぞれの損傷指標を取得する。
　なお、以下の説明では、過熱器１２の伝熱管１２Ｂにおける、第１部分３１及び第２部分３２を例に挙げて説明するが、再熱器１４についても同様である。
　幾つかの実施形態の損傷指標取得工程Ｓ１０で取得する損傷指標は、例えば、ボイド個数密度であってもよく、管の形状変化であってもよく、硬さであってもよい。以下の説明では、損傷指標がボイド個数密度である場合を例に挙げて説明する。
　幾つかの実施形態の損傷指標取得工程Ｓ１０では、例えば、図３に示すように、炉幅方向の位置とメタル温度との関係が予め分かっている場合には、メタル温度が最も低くなる位置Ｐ１の近傍と、メタル温度が最も高くなる位置Ｐ２の近傍の少なくとも２か所におけるボイド個数密度を取得することが望ましい。これにより、後述するようにして取得するマスターカーブＭについて、内挿によってマスターカーブＭを取得することができる範囲を広げることができる。換言すると、位置Ｐ１の近傍と位置Ｐ２の近傍の少なくとも２か所におけるボイド個数密度を取得することで、外挿によってマスターカーブＭを取得することができる範囲を狭めるができる。これにより、マスターカーブＭの精度を向上できる。
　また、最も高いメタル温度Ｔｍａｘと、最も低いメタル温度Ｔｍｉｎとの中間の温度となる位置におけるボイド個数密度を取得することが望ましい。これにより、マスターカーブＭの精度を向上できる。
　なお、ボイド個数密度を取得する位置を仮にランダムに決定した場合であっても、炉幅方向の位置が異なるにも関わらずメタル温度が同じとなる２つの位置を偶然選択してしまった場合を除けば、マスターカーブＭの作成は可能である。
　以下の説明では、過熱器１２の伝熱管１２Ｂにおける、第１部分３１及び第２部分３２では、メタル温度が異なっていることとして説明する。また、以下の説明では、第２部分のメタル温度は、第１部分のメタル温度よりも高いこととして説明する。
（寿命消費率評価工程Ｓ２０）
　幾つかの実施形態の寿命消費率評価工程Ｓ２０は、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの寿命消費率を評価する工程である。すなわち、例えば過熱器１２であれば、寿命消費率評価工程Ｓ２０では、伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２におけるそれぞれの寿命消費率を評価する。なお、寿命消費率評価工程Ｓ２０では、伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２以外にも損傷指標取得工程Ｓ１０で損傷指標を取得した部位がれば、当該部位における寿命消費率も評価する。具体的には、幾つかの実施形態の寿命消費率評価工程Ｓ２０では、以下のようにして、寿命消費率を評価する。
　図５は、寿命消費率評価工程Ｓ２０の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
　寿命消費率評価工程Ｓ２０では、以下で説明する各工程Ｓ２０１～Ｓ２０９によって、損傷指標取得工程Ｓ１０で損傷指標を取得した部位について、寿命消費率を評価する。
　寿命消費率評価工程Ｓ２０は、平均粒径取得工程Ｓ２０１と、温度算出工程Ｓ２０３と、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５と、破断時間取得工程Ｓ２０７と、寿命消費率算出工程Ｓ２０９と、を含む。
　平均粒径取得工程Ｓ２０１は、第１部分及び第２部分の析出物のそれぞれの平均粒径を求める工程である。例えば過熱器１２であれば、平均粒径取得工程Ｓ２０１では、伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２の析出物のそれぞれの平均粒径を求める。
　平均粒径取得工程Ｓ２０１では、損傷指標取得工程Ｓ１０で損傷指標を取得した部位について、例えばレプリカ法等の手法によって組織のレプリカを取得する。そして、取得した組織のレプリカから、損傷指標を取得した部位、すなわち、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける、特定の析出物の平均粒径を算出する。例えば過熱器１２であれば、平均粒径取得工程Ｓ２０１では、伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２の組織のレプリカを取得する。そして、第１部分３１及び第２部分３２の組織のレプリカから、第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれにおける、特定の析出物の平均粒径を算出する。
　なお、損傷指標取得工程Ｓ１０で損傷指標を取得した部位について、特定の析出物の平均粒径を算出するためには、必ずしもレプリカを取得する必要はなく、例えば、抜管することで、組織のサンプルを取得し、当該サンプルから特定の析出物の平均粒径を算出することが可能である。
　温度算出工程Ｓ２０３は、第１部分及び第２部分と同じ材質からなる耐熱材の組織における析出物の平均粒径と耐熱材の温度及び使用時間に関する第１パラメータλ１との関係と、第１部分及び第２部分における析出物のそれぞれの平均粒径と、第１部分及び第２部分の使用時間と、に基づいて、ボイラ１０の運転中における第１部分及び第２部分におけるそれぞれの温度を求める工程である。
　図６は、耐熱材のある材質における、特定の析出物の平均粒径と、耐熱材の温度及び使用時間に関する温度・時間パラメータ（第１パラメータ）λ１との関係を示すグラフの一例である。ボイラ管３０に用いられる耐熱材の材質毎に、特定の析出物の平均粒径と、耐熱材の温度及び使用時間に関する第１パラメータλ１との間には、図６に示すような関係があることが分かっている。なお、上記の特定の析出物とは、その平均粒径と第１パラメータλ１との相関性が高く、平均粒径の値から第１パラメータλ１の値を精度よく算出することができる析出物である。
　第１パラメータλ１は、例えばラーソン・ミラーパラメータであり、耐熱材が加熱されたときの温度をＴ（単位：Ｋ）とし、加熱されていた時間をｔ（単位：ｈ）とし、耐熱材の材料定数をＣとしたときに、次式（１）で表される。
　　λ＝Ｔ×（Ｃ＋ｌｏｇ（ｔ））／１０００・・・（１）
　図６に示す、特定の析出物の平均粒径と第１パラメータλ１との関係を表すグラフ４１から、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける、特定の析出物の平均粒径に対応する第１パラメータλ１の値を取得できる。そして、取得した第１パラメータλ１の値と、ボイラ１０の運転時間とを上記（１）式に代入することで、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける、ボイラ１０の運転中のメタル温度を求めることができる。
　例えば上述した過熱器１２であれば、伝熱管１２Ｂの第１部分３１における特定の析出物の平均粒径から、上述のようにして、第１部分３１におけるボイラ１０の運転中のメタル温度Ｔ１が算出され、第２部分３２における特定の析出物の平均粒径から、上述のようにして、第２部分３２におけるボイラ１０の運転中のメタル温度Ｔ２が算出される。
　第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５は、耐熱材の作用応力と耐熱材の温度及び破断時間に関する第２パラメータλ２との関係と、第１部分及び第２部分のそれぞれの応力と、に基づいて、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの第２パラメータλ２の値を求める工程である。
　ボイラ管３０に用いられる耐熱材の材質毎に、作用応力と、耐熱材の温度及び破断時間に関する温度・時間パラメータ（第２パラメータ）λ２との間には、図７に示すような関係があることが分かっている。第２パラメータλ２は、例えばラーソン・ミラーパラメータである。
　図７に示す、作用応力と第２パラメータλ２との関係を表すグラフ４２から、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける、作用応力に対応する第２パラメータλ２の値を取得できる。
　なお、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける作用応力は、上述したように、レプリカのそれぞれを同一の機器における同寸法の伝熱管から取得したのであれば同一であるとみなすことができ、伝熱管の内圧から求めることができる。したがって、レプリカのそれぞれを同一の機器における伝熱管から取得したのであれば、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける第２パラメータλ２の値は同一となる。
　例えば上述した過熱器１２であれば、図７に示すグラフ４２と、伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２における作用応力から、第１部分３１及び第２部分３２の第２パラメータλ２の値を取得できる。
　破断時間取得工程Ｓ２０７は、第１部分及び第２部分のそれぞれの第２パラメータλ２の値と、ボイラ１０の運転中における第１部分及び第２部分のそれぞれの温度とに基づいて、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの破断時間を求める工程である。
　具体的には、破断時間取得工程Ｓ２０７では、レプリカを取得した部位のそれぞれについて、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５で取得した第２パラメータλ２の値と、温度算出工程Ｓ２０３で求めたボイラ１０の運転中のメタル温度とを上記（１）式に代入することで、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける破断時間を求める。
　例えば過熱器１２であれば、破断時間取得工程Ｓ２０７では、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５で取得した伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれの第２パラメータλ２の値と、温度算出工程Ｓ２０３で求めたボイラ１０の運転中の第１部分３１及び第２部分３２のメタル温度とを上記（１）式に代入することで第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれにおける破断時間を求める。
　寿命消費率算出工程Ｓ２０９は、第１部分及び第２部分のそれぞれの破断時間と、第１部分及び第２部分のそれぞれの使用時間とに基づいて、第１部分及び第２部分のそれぞれの寿命消費率を求める工程である。
　具体的には、寿命消費率算出工程Ｓ２０９では、レプリカを取得した部位のそれぞれの使用時間を、レプリカを取得した部位のそれぞれについて破断時間取得工程Ｓ２０７で取得した破断時間で除すことで、レプリカを取得した部位のそれぞれの寿命消費率を求める。
　なお、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける使用時間は、上述したように、レプリカのそれぞれを同一の機器における伝熱管から取得したのであれば同一である。
　例えば過熱器１２であれば、寿命消費率算出工程Ｓ２０９では、伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２の使用時間、すなわち過熱器１２の使用時間を、破断時間取得工程Ｓ２０７で取得した第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれの破断時間で除すことで、第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれの寿命消費率を求める。
　このように、幾つかの実施形態の寿命消費率評価工程Ｓ２０では、耐熱材の組織における析出物の平均粒径と第１パラメータλ１との関係と、第１部分３１及び第２部分３２における析出物のそれぞれの平均粒径と、第１部分３１及び第２部分３２の使用時間と、に基づいて、ボイラ１０の運転中における第１部分３１及び第２部分３２におけるそれぞれの温度を求めることができる。また、幾つかの実施形態の寿命消費率評価工程Ｓ２０では、耐熱材の作用応力と第２パラメータλ２との関係と、第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれの応力と、に基づいて、第１部分３１及び第２部分３２におけるそれぞれの第２パラメータλ２の値を求めることができる。幾つかの実施形態の寿命消費率評価工程Ｓ２０では、第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれの第２パラメータλ２の値と、ボイラ１０の運転中における第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれの温度とに基づいて、第１部分３１及び第２部分３２におけるそれぞれの破断時間を求めることができる。
　したがって、幾つかの実施形態の寿命消費率評価工程Ｓ２０では、上述のようにして求めた破断時間とボイラ１０の運転時間とから第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれの寿命消費率を容易に求めることができる。
（相関取得工程Ｓ３０）
　幾つかの実施形態の相関取得工程Ｓ３０は、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの損傷指標と、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの寿命消費率とに基づいて、損傷指標と寿命消費率との相関を取得する工程である。すなわち、例えば過熱器１２であれば、相関取得工程Ｓ３０では、損傷指標取得工程Ｓ１０で取得した、伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２におけるそれぞれの損傷指標と、寿命消費率評価工程Ｓ２０で取得した、第１部分３１及び第２部分３２におけるそれぞれの寿命消費率とに基づいて、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭを取得する。
　図８は、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭの一例を示す図である。図８のマスターカーブＭ上の点ａ１は、例えば伝熱管１２Ｂの第１部分３１の損傷指標と寿命消費率とを示すプロットであり、点ａ２は、例えば伝熱管１２Ｂの第２部分３２の損傷指標寿命消費率とを示すプロットである。
　このように、幾つかの実施形態では、ボイラ管３０の第１部分３１及び第２部分３２におけるそれぞれの損傷指標を取得するようにしている。そして、幾つかの実施形態では、取得した損傷指標と、第１部分３１及び第２部分３２におけるそれぞれの寿命消費率とに基づいて、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭを取得するようにしている。すなわち幾つかの実施形態では、実際にボイラ１０に使用されたボイラ管３０の損傷指標を用いてマスターカーブＭを取得するので、材料のクリープの挙動における作用応力や温度に対する依存性の影響を排除でき、マスターカーブＭの精度を向上できる。
　また、幾つかの実施形態では、ボイラ１０の運転中において、マスターカーブＭの作成に係る第２部分３２に作用する作用応力は、マスターカーブＭの作成に係る第１部分３１に作用する作用応力と同一とみなすことができる。そして、幾つかの実施形態では、ボイラ１０の運転中における、マスターカーブＭの作成に係る第２部分３２の温度は、マスターカーブＭの作成に係る第１部分３１の温度よりも高い。
　作用応力が同一とみなすことができ、且つ、ボイラ１０の運転中における温度が異なる第１部分３１と第２部分３２とでは、損傷度合いが異なるので、異なる２つの損傷指標を取得できる。これにより、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭにおける、異なる２点のデータを取得できるので、マスターカーブの精度を向上できる。
　幾つかの実施形態では、ボイラ１０の炉内には、ボイラ管３０を含む熱交換器２５が複数配置されている。また、幾つかの実施形態では、第２部分３２は、第１部分３１を含む熱交換器２５と同一の熱交換器２５に含まれ、且つ、第１部分３１とは炉幅方向の位置が異なる。
　上述したように、一般的に、ボイラ１０の炉内では、燃焼ガスの温度分布や輻射の強弱、燃焼ガスの流れ等に起因して、炉幅方向やボイラ前後方向の位置が異なると伝熱管の温度が異なる。そのため、幾つかの実施形態では、第１部分３１と第２部分３２とが同一の熱交換器２５に含まれ、且つ、炉幅方向の位置が異なるので、第１部分３１と第２部分３２とでは、作用応力が同一とみなすことができ、且つ、ボイラ１０の運転中における温度が異なる。したがって、幾つかの実施形態では、第１部３１分と第２部分３２とでは、損傷度合いが異なるので、異なる２つの損傷指標を取得できる。これにより、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭにおける、異なる２点のデータを取得できるので、マスターカーブＭの精度を向上できる。
（評価用損傷指標取得工程Ｓ４０）
　幾つかの実施形態における、評価用損傷指標取得工程Ｓ４０は、寿命消費率の評価をする評価対象管から、損傷指標を取得する工程である。評価用損傷指標取得工程Ｓ４０で取得する損傷指標の種類は、上述した損傷指標取得工程Ｓ１０で取得した損傷指標と同じ種類の損傷指標である。すなわち、上述した損傷指標取得工程Ｓ１０において、取得した損傷指標がボイド個数密度であれば、評価用損傷指標取得工程Ｓ４０では、評価対象管からボイド個数密度を取得する。
　幾つかの実施形態では、損傷指標取得工程Ｓ１０や評価用損傷指標取得工程Ｓ４０で取得する損傷指標が、ボイド個数密度、管の形状変化、又は硬さの何れかであるので、損傷指標を容易に取得できる。
　評価用損傷指標取得工程Ｓ４０で損傷指標を取得する管は、マスターカーブ取得処理Ｓ１０～Ｓ３０において、マスターカーブＭを取得するために損傷指標取得工程Ｓ１０で損傷指標を取得した管を含む機器における、他の管である。例えば、マスターカーブ取得処理Ｓ１０～Ｓ３０において、過熱器１２の伝熱管１２ＢからマスターカーブＭを取得していた場合、評価対象管は、過熱器１２の伝熱管１２Ｂである。マスターカーブ取得処理Ｓ１０～Ｓ３０において、再熱器１４の伝熱管からマスターカーブＭを取得していた場合、評価対象管は、再熱器１４の伝熱管である。
　なお、例えば過熱器１２と再熱器１４とのように、機器が異なっていて、伝熱管における内圧が異なっていても、作用応力は同一であるとみなすことができる場合がある。すなわち、異なる機器同士であっても、使用する材料が同一であれば、設計上の作用応力は略同一となるように設計される場合もある。
　したがって、使用する材料が同一であり、且つ、作用応力が同一であるとみなすことができ、且つ、使用時間が同一であれば、マスターカーブＭを取得するために損傷指標取得工程Ｓ１０で損傷指標を取得した管を含む機器と、評価対象管を含む機器、すなわち寿命消費率を評価する機器とが異なっていてもよい。
　ここで、一方の部位における作用応力（以下、第１作用応力と呼ぶ）と他方の部位における作用応力（以下、第２作用応力と呼ぶ）とが同一であるとみなすことができる場合について説明する。幾つかの実施形態では、第１作用応力と第２作用応力とが同一であるとみなすことができる場合には、第１作用応力と第２作用応力とが同一である場合の他、第２作用応力が作用する他方の部位のクリープ寿命が、例えば、第１作用応力が作用する一方の部位のクリープ寿命のいわゆる倍半分の範囲内となる場合も含む。この場合、第１作用応力に対する第２作用応力の採り得る値の範囲は、第１作用応力のマイナス１５％以上プラス１５％以下の範囲となる。
（評価工程Ｓ５０）
　幾つかの実施形態における、評価工程Ｓ５０は、評価対象管の損傷指標とマスターカーブＭとに基づいて、評価対象管の寿命消費率を評価する工程である。具体的には、評価工程Ｓ５０では、評価用損傷指標取得工程Ｓ４０で取得した損傷指標と、相関取得工程Ｓ３０で取得した、図８に示すようなマスターカーブＭとに基づいて、評価対象管の寿命消費率を評価する。
　このように、幾つかの実施形態では、評価対象管の損傷指標と上記のマスターカーブＭとに基づいて、評価対象管の寿命消費率を評価するので、精度の高いマスターカーブＭに基づいて評価対象管の寿命消費率を評価でき、クリープ寿命の評価精度を向上できる。
（使用温度が測定可能である場合について）
　図９は、過熱器１２をボイラ前後方向から見た模式的な図である。過熱器１２では、入口管寄せ１２Ａ及び出口管寄せ１２Ｃは、ボイラ１０の内部において天井１１よりも上方の炉外１０Ｂに配置されており、複数の伝熱管１２Ｂは、その大半がボイラ１０の天井１１よりも下方の炉内１０Ａに配置されている。伝熱管１２Ｂの温度を測定するための温度計５１は、燃焼ガスが流れる炉内１０Ａに配置することが困難であるが、炉外であれば容易に配置できる。また、ボイラ１０によっては、ボイラの運転管理上、伝熱管１２Ｂの炉外１０Ｂの部分に温度計５１を予め配置している場合もある。
　なお、説明の便宜上、図２に示した第１部分３１を含む伝熱管パネル１２Ｄの伝熱管１２Ｂに取り付けられた温度計５１を第１温度計５１Ａと呼ぶことがある。同様に、図２に示した第２部分３２を含む伝熱管パネル１２Ｄの伝熱管１２Ｂに取り付けられた温度計５１を第２温度計５１Ｂと呼ぶことがある。温度計５１には、例えば熱電対等を用いることができる。
　そこで、例えば伝熱管１２Ｂの炉外１０Ｂの部分に配置された温度計５１によって伝熱管１２Ｂの温度を測定できる場合には、上述した温度算出工程Ｓ２０３においてレプリカを取得した部位の温度を求めることに代えて、ボイラ１０の運転中に温度計５１で測定した伝熱管１２Ｂの温度を取得してもよい。なお、レプリカを取得する部位は、温度計５１の設置位置の近傍であることが望ましい。しかし、レプリカを取得する部位の温度、及び温度計５１の設置位置の温度は内部を流通する蒸気の温度と略等しくなるため、レプリカを取得する部位と温度計５１の設置位置とが離れていてもよい。
　図１０は、他の実施形態、すなわち、ボイラ１０の運転中に伝熱管の温度を測定することができる実施形態における、寿命消費率評価工程Ｓ２０の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
　図１０に示す実施形態の寿命消費率評価工程Ｓ２０は、温度測定工程Ｓ２１１と、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５と、破断時間取得工程Ｓ２０７と、寿命消費率算出工程Ｓ２０９と、を含む。
　温度測定工程Ｓ２１１は、ボイラ１０の運転中における第１部分の温度、及び第２部分の温度を炉外にて測定する工程である。すなわち、例えば過熱器１２であれば、温度測定工程Ｓ２１１では、図２及び図９に示すように、第１温度計５１Ａ及び第２温度計５１Ｂでボイラ１０の運転中における第１部分３１の温度、及び第２部分３２の温度を測定する。
　なお、ボイラ１０の運転中における第１部分の温度は、第１部分の表面の温度であってもよく、第１部分を含む管の内部を流通する流体の温度をもって、第１部分の温度としてもよい。同様に、ボイラ１０の運転中における第２部分の温度は、第２部分の表面の温度であってもよく、第２部分を含む管の内部を流通する流体の温度をもって、第２部分の温度としてもよい。
　図１０に示す一実施形態では、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５における処理は、図５に示した第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５における処理と同じである。
　図１０に示す一実施形態では、破断時間取得工程Ｓ２０７において、レプリカを取得した部位のそれぞれについて、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５で取得した第２パラメータλ２の値と、温度測定工程Ｓ２１１で測定したボイラ１０の運転中の温度（メタル温度）とを上記（１）式に代入することで、レプリカを取得した部位のそれぞれにおける破断時間を求める。すなわち、例えば過熱器１２であれば、破断時間取得工程Ｓ２０７では、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５で取得した伝熱管１２Ｂの第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれの第２パラメータλ２の値と、温度測定工程Ｓ２１１で測定したボイラ１０の運転中の第１部分３１及び第２部分３２の温度とを上記（１）式に代入することで第１部分３１及び第２部分３２のそれぞれにおける破断時間を求める。
　図１０に示す一実施形態では、寿命消費率算出工程Ｓ２０９における処理は、図５に示した寿命消費率算出工程Ｓ２０９における処理と同じである。
　このように、図１０に示す一実施形態では、温度測定工程Ｓ２１１を備えている。そして、図１０に示す一実施形態では、寿命消費率評価工程Ｓ２０において、温度測定工程Ｓ２１１で測定して得られた第１部分の温度、及び第２部分の温度を用いて、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの寿命消費率を評価する。
　このように、使用温度が測定可能である場合には、温度測定工程Ｓ２１１で測定して得られた、ボイラ１０の運転中における第１部分の温度、及び第２部分の温度を用いることができるので、第１部分及び第２部分におけるそれぞれの寿命消費率の評価精度を向上できる。これにより、マスターカーブＭの精度を向上できる。
（第１部分と第２部分とで作用応力が異なる場合について）
　上述した幾つかの実施形態では、図２に示した第１部分３１と第２部分３２のように、温度の違いに起因してクリープ損傷の度合いが異なる少なくとも２カ所における損傷指標に基づいて、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭを取得した。しかし、ボイラ１０には、以下に述べるように、位置の異なる２カ所において、ボイラの運転中におけるメタル温度が同一であるとみなすことができ、且つ、ボイラの運転中における作用応力が異なる場合もある。
　図１１は、主蒸気管１３や再熱蒸気管１５等の配管２６のベンド部分２７の近傍を示す図である。配管２６には、図１１に示すように、延在方向が異なる２つの配管２６Ａ，２６Ｂをベンド２６Ｃで接続した場所が存在する。配管２６Ａ，２６Ｂとベンド２６Ｃとは、端部同士が円周溶接によって接続されている。以下の説明では、配管２６Ａ，２６Ｂとベンド２６Ｃとが端部同士で接続された部分を円周溶接部６０と呼ぶ。
　例えば矢印Ｆで示すように、配管２６の熱膨張や自重等によって配管２６が内圧以外の力を受けると、配管２６には曲げ応力が生じ、同一の円周溶接部６０であっても、周方向の位置によって作用応力が異なる。そのため、同一の円周溶接部６０であっても、周方向の位置によって損傷度合いが異なることがある。
　例えば、図１１において、ある円周溶接部６０において周方向の位置が異なる第１部分６１と第２部分６２とについて、第２部分６２に作用する作用応力が第１部分６１に作用する作用応力よりも大きく、第１部分６１と第２部分６２とで損傷度合いが異なるものとする。
　しかし、同一の円周溶接部６０であれば、周方向の位置が異なっていてもメタル温度は円周溶接部６０に接する内部の蒸気の温度と略同じであり、使用時間も同じである。
　そこで、以下で説明する、クリープ寿命評価方法についての他の実施形態では、上述した第１部分６１と第２部分６２のように、作用応力の違いに起因してクリープ損傷の度合いが異なる少なくとも２カ所における損傷指標を取得する。そして、以下で説明する他の実施形態に係るクリープ寿命評価方法では、当該少なくとも２か所におけるそれぞれの寿命消費率を評価し、評価した寿命消費率と、上記のようにして取得した損傷指標とに基づいて、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭを取得する。
　このように、他の実施形態に係るクリープ寿命評価方法では、ボイラ１０に使用されるボイラ管３０の損傷指標を用いてマスターカーブＭを取得するので、材料のクリープの挙動における作用応力や温度に対する依存性の影響を排除でき、マスターカーブＭの精度を向上できる。
　以下、他の実施形態に係るクリープ寿命評価方法について、具体的に説明する。なお、以下の説明では、上述した幾つかの実施形態に係るクリープ寿命評価方法との相違点を主に説明する。以下の説明では、上述した幾つかの実施形態に係るクリープ寿命評価方法と同じ処理を行う場合には、その処理を行う工程のステップ番号を図４及び図５で用いたステップ番号と同じ番号を付し、詳細な説明を省略することがある。
（損傷指標取得工程Ｓ１０）
　他の実施形態に係る損傷指標取得工程Ｓ１０では、上述した第１部分６１と第２部分６２のように、温度及び使用時間が同じであるが作用応力の違いに起因してクリープ損傷の度合いが異なる少なくとも２カ所における損傷指標を取得する。
（寿命消費率評価工程Ｓ２０）
　図１２は、他の実施形態に係る寿命消費率評価工程Ｓ２０の概略的な手順の一例を示すフローチャートである。
　他の実施形態に係る寿命消費率評価工程Ｓ２０では、以下で説明する各工程Ｓ２０５～Ｓ２０９によって、上述した損傷指標取得工程Ｓ１０で損傷指標を取得した部位について、寿命消費率を評価する。以下の説明では、損傷指標取得工程Ｓ１０で損傷指標を取得した部位を、単に損傷指標取得部位とも呼ぶ。
　他の実施形態に係る寿命消費率評価工程Ｓ２０は、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５と、破断時間取得工程Ｓ２０７と、寿命消費率算出工程Ｓ２０９と、を含む。
　他の実施形態に係る第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５では、図７に示す、作用応力と第２パラメータλ２との関係を表すグラフ４２から、損傷指標取得部位のそれぞれにおける、作用応力に対応する第２パラメータλ２の値を取得する。
　なお、損傷指標取得部位のそれぞれにおける作用応力は、ボイラ１０における蒸気温度や蒸気圧力などの運転条件を加味した応力解析を行うことで求めることができる。
　例えば図１１に示す実施形態であれば、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５では、円周溶接部６０の第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれにおける作用応力を応力解析によって求め、求められた作用応力と、図７に示すグラフ４２から、第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれにおける第２パラメータλ２の値を取得する。
　他の実施形態に係る破断時間取得工程Ｓ２０７では、損傷指標取得部位のそれぞれについて、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５で取得した第２パラメータλ２の値と、ボイラ１０の運転中のメタル温度とを上記（１）式に代入することで、損傷指標取得部位のそれぞれにおける破断時間を求める。
　損傷指標取得部位のそれぞれにおけるメタル温度は、ボイラ１０の運転条件から求めてもよい。また、例えば主蒸気管１３や再熱蒸気管１５等の配管２６における蒸気温度がボイラ１０の運転中に測定されていれば、その測定値をもって、損傷指標取得部位のそれぞれにおけるメタル温度としてもよい。
　すなわち、例えば図１１に示す実施形態であれば、破断時間取得工程Ｓ２０７では、第２パラメータ値取得工程Ｓ２０５で取得した円周溶接部６０の第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの第２パラメータλ２の値と、上述のようにしてで求めたボイラ１０の運転中の第１部分６１及び第２部分６２のメタル温度とを上記（１）式に代入することで第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれにおける破断時間を求める。
　他の実施形態に係る寿命消費率算出工程Ｓ２０９では、損傷指標取得部位のそれぞれの使用時間を、損傷指標取得部位のそれぞれについて破断時間取得工程Ｓ２０７で取得した破断時間で除すことで、損傷指標取得部位のそれぞれの寿命消費率を求める。
　なお、損傷指標取得部位のそれぞれにおける使用時間は、上述したように、損傷指標のそれぞれを同一の円周溶接部６０から取得したのであれば同一である。
　例えば図１１に示す実施形態であれば、寿命消費率算出工程Ｓ２０９では、円周溶接部６０の第１部分６１及び第２部分６２の使用時間、すなわちボイラ１０の運転時間を、破断時間取得工程Ｓ２０７で取得した第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの破断時間で除すことで、第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの寿命消費率を求める。
　このように、他の実施形態に係る寿命消費率評価工程Ｓ２０では、耐熱材の応力と耐熱材の温度及び破断時間に関する第２パラメータλ２との関係と、第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの応力と、に基づいて、第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの第２パラメータの値を求めることができる。また、他の実施形態に係る寿命消費率評価工程Ｓ２０では、第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの第２パラメータλ２の値と、ボイラ１０の運転中における第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの温度とに基づいて、第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの破断時間を求めることができる。
　したがって、他の実施形態に係る寿命消費率評価工程Ｓ２０では、上述のようにして求めた破断時間とボイラ１０の運転時間とから第１部分６１及び第２部分６２のそれぞれの寿命消費率を容易に求めることができる。
　また、他の実施形態では、ボイラ１０の運転中において、第２部分６２の温度は、第１部分６１の温度と同一とみなすことができる。そして、他の実施形態では、ボイラ１０の運転中における第２部分６２に作用する作用応力は、第１部分６１に作用する作用応力よりも大きい。
　ボイラ１０の運転中における温度が同一とみなすことができ、且つ、作用応力が異なる第１部分６１と第２部分６２とでは、損傷度合いが異なるので、異なる２つの損傷指標を取得できる。これにより、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭにおける、異なる２点のデータを取得できるので、マスターカーブＭの精度を向上できる。
　他の実施形態では、第２部分６２は、配管２６における円周溶接部６０であって第１部分６１を含む円周溶接部６０と同一の円周溶接部６０に含まれ、且つ、第１部分６１とは周方向の位置が異なる。
　上述したように、一般的に、配管２６では、配管２６の自重や熱伸びの影響等によって曲げ応力が作用すると、同一の円周溶接部６０であっても周方向の位置によって応力が異なる。そのため、他の実施形態では、第１部分６１と第２部分６２とで同一の円周溶接部６０において周方向の位置が異なるので、第１部分６１と第２部分６２とでは、ボイラ１０の運転中における温度が同一とみなすことができ、作用応力が異なる。したがって、他の実施形態では、第１部分６１と第２部分６２とでは、損傷度合いが異なるので、異なる２つの損傷指標を取得できる。これにより、損傷指標と寿命消費率との関係で表されるマスターカーブＭにおける、異なる２点のデータを取得できるので、マスターカーブＭの精度を向上できる。
　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における過熱器１２が、一次過熱器と、この一次過熱器に直列に接続された２次過熱器とを含んでいる場合、一次過熱器と二次過熱器との伝熱管の圧力の差は、伝熱管の圧損程度の違い、例えば１Ｍｐａ程度の違いでしかない。このような場合には、一次過熱器の伝熱管の作用応力と二次過熱器の伝熱管の作用応力とは、上述したように、同じであるとみなすことができ、一次過熱器の伝熱管と二次過熱器の伝熱管との損傷度合いの違いは、一次過熱器の伝熱管と二次過熱器の伝熱管との温度の違いに起因するものであると考えてもよい。
　このような場合には、上述した幾つかの実施形態の損傷指標取得工程Ｓ１０において、一次過熱器の伝熱管と二次過熱器の伝熱管とから、それぞれ損傷指標を取得してもよい。
１　発電プラント
１０　ボイラ
１２　過熱器
１２Ｂ　過熱管（伝熱管）
１３　主蒸気管
１４　再熱器
１５　再熱蒸気管
２５　熱交換器
２６　配管
２７　ベンド部分
３０　ボイラ管
３１，６１　第１部分
３２，６２　第２部分
５１　温度計
６０　円周溶接部

Claims (9)

  1. 　ボイラに使用されるボイラ管の第１部分、及び前記第１部分とは異なる位置である前記ボイラ管の第２部分であって、前記第１部分を構成する材料と同じ材料から構成される第２部分、におけるそれぞれの損傷指標を取得する損傷指標取得工程と、
    　前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの寿命消費率を評価する寿命消費率評価工程と、
    　前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの損傷指標と、前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの寿命消費率とに基づいて、前記損傷指標と前記寿命消費率との相関を取得する相関取得工程と、
    　評価対象管の損傷指標を取得する評価用損傷指標取得工程と、
    　前記相関と前記評価対象管の損傷指標とに基づいて、前記評価対象管の寿命消費率を評価する評価工程と、
    を備えるクリープ寿命評価方法。
  2. 　前記ボイラの運転中において、前記第２部分に作用する作用応力は、前記第１部分に作用する作用応力と同一とみなすことができ、
    　前記ボイラの運転中における前記第２部分の温度は、前記第１部分の温度よりも高い
    　請求項１に記載のクリープ寿命評価方法。
  3. 　前記ボイラの炉内には、前記ボイラ管を含む熱交換器が複数配置され、
    　前記第２部分は、前記第１部分を含む熱交換器と同一の熱交換器に含まれ、且つ、前記第１部分とは炉幅方向の位置が異なる
    　請求項１又は２に記載のクリープ寿命評価方法。
  4. 　前記ボイラの運転中における前記第１部分の温度、及び前記第２部分の温度を炉外にて測定する温度測定工程をさらに備え、
    　前記寿命消費率評価工程では、前記温度測定工程で測定して得られた前記第１部分の温度、及び前記第２部分の温度を用いて、前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの前記寿命消費率を評価する
    　請求項１乃至３の何れか一項に記載のクリープ寿命評価方法。
  5. 　前記寿命消費率評価工程は、
    　　前記第１部分及び前記第２部分の析出物のそれぞれの平均粒径を求める平均粒径取得工程と、
    　　前記第１部分及び前記第２部分と同じ材質からなる耐熱材の組織における析出物の平均粒径と前記耐熱材の温度及び使用時間に関する第１パラメータとの関係と、前記第１部分及び前記第２部分における析出物のそれぞれの平均粒径と、前記第１部分及び前記第２部分の使用時間と、に基づいて、前記ボイラの運転中における前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの温度を求める温度算出工程と、
    　　前記耐熱材の作用応力と前記耐熱材の温度及び破断時間に関する第２パラメータとの関係と、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの応力と、に基づいて、前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの前記第２パラメータの値を求める第２パラメータ値取得工程と、
    　　前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの前記第２パラメータの値と、前記ボイラの運転中における前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの温度とに基づいて、前記第１部分及び前記第２部分におけるそれぞれの破断時間を求める破断時間取得工程と、
    を含む
    　請求項１乃至４の何れか一項に記載のクリープ寿命評価方法。
  6. 　前記ボイラの運転中において、前記第２部分の温度は、前記第１部分の温度と同一とみなすことができ、
    　前記ボイラの運転中における前記第２部分に作用する作用応力は、前記第１部分に作用する作用応力よりも大きい
    　請求項１に記載のクリープ寿命評価方法。
  7. 　前記第２部分は、前記ボイラ管における円周溶接部であって前記第１部分を含む円周溶接部と同一の円周溶接部に含まれ、且つ、前記第１部分とは周方向の位置が異なる
    　請求項１又は６に記載のクリープ寿命評価方法。
  8. 　前記寿命消費率評価工程は、
    　　前記第１部分及び前記第２部分と同じ材質からなる耐熱材の応力と前記耐熱材の温度及び破断時間に関する第２パラメータとの関係と、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの応力と、に基づいて、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの前記第２パラメータの値を求める第２パラメータ値取得工程と、
    　　前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの前記第２パラメータの値と、前記ボイラの運転中における前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの温度とに基づいて、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれの破断時間を求める破断時間取得工程と、
    を含む
    　請求項１、６又は７の何れか一項に記載のクリープ寿命評価方法。
  9. 　前記損傷指標は、ボイド個数密度、管の形状変化、又は硬さの何れかである
    　請求項１乃至８の何れか一項に記載のクリープ寿命評価方法。
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