JP2670182B2 - 耐熱鋼の高温損傷評価方法 - Google Patents
耐熱鋼の高温損傷評価方法Info
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- JP2670182B2 JP2670182B2 JP2218547A JP21854790A JP2670182B2 JP 2670182 B2 JP2670182 B2 JP 2670182B2 JP 2218547 A JP2218547 A JP 2218547A JP 21854790 A JP21854790 A JP 21854790A JP 2670182 B2 JP2670182 B2 JP 2670182B2
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Landscapes
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高温機器として長時間使用されている高温機
器部材の保守管理に適用される非破壊検査法に関する。
器部材の保守管理に適用される非破壊検査法に関する。
従来、高温機器に使用されている耐熱鋼の非破壊検査
法としては、該耐熱鋼にクリープ過程で生成するクリー
プボイドの生成数密度あるいはクリープボイドの生成し
た粒界と生成していない粒界の比によるＡパラメータ法
がある。
法としては、該耐熱鋼にクリープ過程で生成するクリー
プボイドの生成数密度あるいはクリープボイドの生成し
た粒界と生成していない粒界の比によるＡパラメータ法
がある。
しかし、上述した方法では測定されるクリープボイド
の定量値すなわちクリープボイド面密度あるいはＡパラ
メータは損傷の平均的情報しか得られない。しかし、実
機での破壊は最大損傷位置で生じることから、寿命後半
では、該調査対象部位の一部から評価した寿命消費率平
均値は、該調査対象部位の破壊を予想するには危険側の
結果を示す可能性があった。
の定量値すなわちクリープボイド面密度あるいはＡパラ
メータは損傷の平均的情報しか得られない。しかし、実
機での破壊は最大損傷位置で生じることから、寿命後半
では、該調査対象部位の一部から評価した寿命消費率平
均値は、該調査対象部位の破壊を予想するには危険側の
結果を示す可能性があった。
上記事情に鑑み、本発明はクリープ損傷の最大値によ
って機器の寿命を評価する手段を提供しようとするもの
である。
って機器の寿命を評価する手段を提供しようとするもの
である。
そこで、本発明者らはレプリカ等を用いて機械部品と
して用いられている耐熱鋼のクリープボイド定量値を多
数個測定したところ、クリープボイド定量値の頻度分布
曲線は正規分布を示しており、その最大値分布はガンベ
ル（Gumbel）分布に適合することを見出した。
して用いられている耐熱鋼のクリープボイド定量値を多
数個測定したところ、クリープボイド定量値の頻度分布
曲線は正規分布を示しており、その最大値分布はガンベ
ル（Gumbel）分布に適合することを見出した。
すなわち、調査部位から採取されたレプリカまたは実
体サンプルを同一面積の多数個の領域に分け、各領域中
の最大クリープボイド長さ、または各領域中の最大クリ
ープボイド密度からなるクリープボイド定量値の最大値
の測定結果をもとに、２重指数（ガンベル Gumbel）確
率分布によって該調査部位全体のクリープボイド定量値
の最大値を求め、同最大値をもとに当該部位全体の余寿
命を求めることを特徴とする。
体サンプルを同一面積の多数個の領域に分け、各領域中
の最大クリープボイド長さ、または各領域中の最大クリ
ープボイド密度からなるクリープボイド定量値の最大値
の測定結果をもとに、２重指数（ガンベル Gumbel）確
率分布によって該調査部位全体のクリープボイド定量値
の最大値を求め、同最大値をもとに当該部位全体の余寿
命を求めることを特徴とする。
ここで「クリープボイド長さ」とは個々のクリープボ
イドの粒界方向の長さであり、採取されたレプリカを数
カ所（例えば走査型電子顕微鏡の各視野）に区切り、各
個所の中でクリープボイド長さを求めることができる。
イドの粒界方向の長さであり、採取されたレプリカを数
カ所（例えば走査型電子顕微鏡の各視野）に区切り、各
個所の中でクリープボイド長さを求めることができる。
「各領域中の最大クリープボイド長さ」とは各領域
（視野）の中で最も長いクリープボイド長さである。
（視野）の中で最も長いクリープボイド長さである。
「各領域中の最大クリープボイド密度」とは各領域
（視野）の中での単位面積あたりのクリープボイド数を
母数として求めた値である。
（視野）の中での単位面積あたりのクリープボイド数を
母数として求めた値である。
「各領域中のクリープボイドの定量値の最大値」とは
「各領域中の最大クリープボイド長さ」、または「各領
域中の最大クリープボイド密度」の総称である。
「各領域中の最大クリープボイド長さ」、または「各領
域中の最大クリープボイド密度」の総称である。
上述した本発明方法によると、機械部品の一部分のク
リープボイドの測定結果をもとに、該機械部品の寿命を
決定する最大損傷部のクリープボイド長さ等を検出でき
ることから、該機械部品の寿命評価精度を高めることが
でき、該機械の信頼性を高めることができる。
リープボイドの測定結果をもとに、該機械部品の寿命を
決定する最大損傷部のクリープボイド長さ等を検出でき
ることから、該機械部品の寿命評価精度を高めることが
でき、該機械の信頼性を高めることができる。
以下本発明に係る一実施例を図面等を参照して説明す
る。
る。
火力発電用高温蒸気配管として10万hr以上使用された
2 1/4Cr−1Mo鋼溶接鋼管1mを抜管した。該高温蒸気配管
は長時間使用されたことによってその長手溶接部の溶接
熱影響部にクリープボイドが発生していたが、その全長
は88mであることから該高温蒸気配管の寿命を決定する
最大損傷部の損傷の程度を把握するためには、その全長
の調査を行う必要があり、費用、工期の面から実用上不
可能であった。そこで、抜管された1mの蒸気配管の長手
溶接部の100mm毎の計11ケ所から第１図にその概観図を
示すようなレプリカ１を採取し、まず、各々のレプリカ
中の両端部及び中央部の３ケ所計33ケ所の溶接熱影響部
２のクリープボイドの平均長さ及びクリープボイド面密
度を測定した。クリープボイド平均長さ、クリープボイ
ド面密度ともに、溶接熱影響部を中心にして走査型電子
顕微鏡によって500倍の写真10視野から求めた。クリー
プボイド平均長さは各々の位置のクリープボイドの粒界
方向の長さの平均値として求め、クリープボイド面密度
は各々の位置の10視野中のクリープボイド生成数を観察
面積で除した値とした。全33ケ所におけるクリープボイ
ド平均長さの度数分布及びクリープボイド面密度の度数
分布をそれぞれ第２図及び第３図に示す。いずれの分布
も、対数正規分布型の分布を示しており、その最大値分
布は２重指数分布（ガンベル Gumbel分布）を示すこと
が予想された。そこで、クリープボイド長さについて前
述した11ケ所から採取したレプリカを各々左端、中央、
右端の３ケ所に分割し、各位置の最大クリープボイド長
さを求め、平均ランク法を用いて累積確率を求めてガン
ベル（Gumbel）確率統計紙上にプロットした結果を第４
図に示すが、データは良い直線関係を示し、最大クリー
プボイド長さがガンベル（Gumbel）分布の適合すること
がわかった。
2 1/4Cr−1Mo鋼溶接鋼管1mを抜管した。該高温蒸気配管
は長時間使用されたことによってその長手溶接部の溶接
熱影響部にクリープボイドが発生していたが、その全長
は88mであることから該高温蒸気配管の寿命を決定する
最大損傷部の損傷の程度を把握するためには、その全長
の調査を行う必要があり、費用、工期の面から実用上不
可能であった。そこで、抜管された1mの蒸気配管の長手
溶接部の100mm毎の計11ケ所から第１図にその概観図を
示すようなレプリカ１を採取し、まず、各々のレプリカ
中の両端部及び中央部の３ケ所計33ケ所の溶接熱影響部
２のクリープボイドの平均長さ及びクリープボイド面密
度を測定した。クリープボイド平均長さ、クリープボイ
ド面密度ともに、溶接熱影響部を中心にして走査型電子
顕微鏡によって500倍の写真10視野から求めた。クリー
プボイド平均長さは各々の位置のクリープボイドの粒界
方向の長さの平均値として求め、クリープボイド面密度
は各々の位置の10視野中のクリープボイド生成数を観察
面積で除した値とした。全33ケ所におけるクリープボイ
ド平均長さの度数分布及びクリープボイド面密度の度数
分布をそれぞれ第２図及び第３図に示す。いずれの分布
も、対数正規分布型の分布を示しており、その最大値分
布は２重指数分布（ガンベル Gumbel分布）を示すこと
が予想された。そこで、クリープボイド長さについて前
述した11ケ所から採取したレプリカを各々左端、中央、
右端の３ケ所に分割し、各位置の最大クリープボイド長
さを求め、平均ランク法を用いて累積確率を求めてガン
ベル（Gumbel）確率統計紙上にプロットした結果を第４
図に示すが、データは良い直線関係を示し、最大クリー
プボイド長さがガンベル（Gumbel）分布の適合すること
がわかった。
そこで、該供試鋼管（1m）の溶接部に存在する最大ク
リープボイド長さを本発明方法によって推定した。ま
ず、第４図に示した最大クリープボイド長さ分布は供試
鋼管の0.16mm（レプリカ１枚に含まれる溶接部の長さ）
×10視野＝1.6mmであることから、供試鋼管（1m）の最
大クリープボイド長さは第４図に示した最大クリープボ
イド長さ分布から下式に示す再帰期間における最大クリ
ープボイド長さを求めることによって求めることができ
る。
リープボイド長さを本発明方法によって推定した。ま
ず、第４図に示した最大クリープボイド長さ分布は供試
鋼管の0.16mm（レプリカ１枚に含まれる溶接部の長さ）
×10視野＝1.6mmであることから、供試鋼管（1m）の最
大クリープボイド長さは第４図に示した最大クリープボ
イド長さ分布から下式に示す再帰期間における最大クリ
ープボイド長さを求めることによって求めることができ
る。
Ｔ＝（推定したい区間の長さ＝1000mm）／（測定区間1.6mm）＝625 第４図中にこのようにして、供試鋼管1mの最大クリー
プボイド長さを推定した結果を示すが、最大クリープボ
イド長さは140μｍと推定された。
プボイド長さを推定した結果を示すが、最大クリープボ
イド長さは140μｍと推定された。
そこで該供試材を研磨し、実体顕微鏡によってクリー
プボイドの直接観察を行い、最大のクリープボイド長さ
を求めたところ125μｍであり、本発明方法によって推
定した最大クリープボイド長さ140μｍとほぼ一致して
いた。
プボイドの直接観察を行い、最大のクリープボイド長さ
を求めたところ125μｍであり、本発明方法によって推
定した最大クリープボイド長さ140μｍとほぼ一致して
いた。
以上詳述した如く、本発明方法によれば、高温応力下
で使用されている耐熱鋼からなる機械部品の最大損傷
を、一部分の測定結果から精度良く評価する手法を提供
できることから、該機械部品の損傷評価を全域調査より
も極めて短時間で行うことができ、また、ぬき取り検査
で実施していた損傷評価の精度を高め、該機械部品の信
頼性を高めることができる。
で使用されている耐熱鋼からなる機械部品の最大損傷
を、一部分の測定結果から精度良く評価する手法を提供
できることから、該機械部品の損傷評価を全域調査より
も極めて短時間で行うことができ、また、ぬき取り検査
で実施していた損傷評価の精度を高め、該機械部品の信
頼性を高めることができる。
第１図は、本発明の一実施例として長期使用火力発電プ
ラント高温蒸気配管溶接部から採取したレプリカの模式
図、第２図は本発明の一実施例として測定した該蒸気配
管溶接部のクリープボイド長さの度数分布図、第３図は
本発明の一実施例として測定した該蒸気配管溶接部のク
リープボイド面密度の度数分布図、第４図は最大クリー
プボイド長さ分布図（Gumbel確率プロット図）である。 １……レプリカ、２……溶接熱影響部、３……溶接金
属、４……母材、５……レプリカ貼付用プラスチック台
板。
ラント高温蒸気配管溶接部から採取したレプリカの模式
図、第２図は本発明の一実施例として測定した該蒸気配
管溶接部のクリープボイド長さの度数分布図、第３図は
本発明の一実施例として測定した該蒸気配管溶接部のク
リープボイド面密度の度数分布図、第４図は最大クリー
プボイド長さ分布図（Gumbel確率プロット図）である。 １……レプリカ、２……溶接熱影響部、３……溶接金
属、４……母材、５……レプリカ貼付用プラスチック台
板。
Claims (1)
- 【請求項１】調査部位から採取されたレプリカまたは実
体サンプルを同一面積の多数個の領域に分け、各領域中
の最大クリープボイド長さ、または各領域中の最大クリ
ープボイド密度からなる各領域中のクリープボイド定量
値の最大値の測定結果をもとに、２重指数確率分布によ
って該調査部位全体のクリープボイド定量値の最大値を
求め、同最大値をもとに当該部位全体の余寿命を求める
ことを特徴とする耐熱鋼の高温損傷評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2218547A JP2670182B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 耐熱鋼の高温損傷評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2218547A JP2670182B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 耐熱鋼の高温損傷評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499945A JPH0499945A (ja) | 1992-03-31 |
| JP2670182B2 true JP2670182B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=16721648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2218547A Expired - Fee Related JP2670182B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 耐熱鋼の高温損傷評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2670182B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014835A1 (en) * | 2000-08-16 | 2002-02-21 | The Chugoku Electric Power Co., Inc. | Method for evaluating creep lifetime |
| JP4979730B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2012-07-18 | 中国電力株式会社 | クリープ損傷評価方法 |
| CN103439473B (zh) * | 2013-07-15 | 2016-01-20 | 河北省电力建设调整试验所 | 一种12Cr1MoV钢受热面状态评估方法 |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2218547A patent/JP2670182B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0499945A (ja) | 1992-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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