JP6100182B2 - Turbine member temperature estimation method - Google Patents
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Description
本発明は、タービン部材の温度推定方法に関する。 The present invention relates to a temperature estimation method for a turbine member.
動翼及び静翼のようなガスタービンに使用されるタービン部材は、ニッケル基合金で製造される。多くのニッケル基合金において、γ’(ガンマプライム)相と呼ばれるNi3Al金属間化合物が析出される。析出強化相であるγ’相の析出によりニッケル基合金が析出強化され、タービン部材の高温強度の向上が図られている。 Turbine members used in gas turbines such as blades and vanes are manufactured from nickel-based alloys. In many nickel-based alloys, a Ni 3 Al intermetallic compound called a γ ′ (gamma prime) phase is precipitated. The precipitation of the γ ′ phase, which is a precipitation strengthening phase, strengthens the precipitation of the nickel-based alloy, thereby improving the high temperature strength of the turbine member.
タービン部材は、高温環境において応力を受けながら長時間使用される。γ’相が高温環境に配置されると、そのγ’相の粒径が変化(粗大化)する。γ’相の粗大化は、タービン部材の劣化をもたらす。したがって、ガスタービンにおいては、ガスタービンの運転において想定されるタービン部材の温度(メタル温度)、使用時間、及び応力解析結果等に基づいて、タービン部材の劣化が抑制されるようにタービン部材の材料組成及び形状等の設計が行われたり、タービン部材の寿命が予測されたりする。 The turbine member is used for a long time while receiving stress in a high temperature environment. When the γ ′ phase is placed in a high temperature environment, the particle size of the γ ′ phase changes (coarse). The coarsening of the γ ′ phase causes deterioration of the turbine member. Therefore, in the gas turbine, the material of the turbine member is controlled so that the deterioration of the turbine member is suppressed based on the temperature (metal temperature) of the turbine member assumed in the operation of the gas turbine, the usage time, the stress analysis result, and the like. The composition and shape are designed, and the life of the turbine member is predicted.
ガスタービンの運転における実際のメタル温度と、設計において想定されるメタル温度とが異なる可能性がある。設計におけるメタル温度に対して実際のメタル温度が高いと、タービン部材の劣化が進み、タービン部材の寿命が予測された寿命よりも短くなる可能性がある。 There is a possibility that the actual metal temperature in the operation of the gas turbine and the metal temperature assumed in the design are different. If the actual metal temperature is higher than the metal temperature in the design, deterioration of the turbine member may progress, and the life of the turbine member may be shorter than the predicted life.
γ’相の粗大化の速度は温度に敏感である。そのため、γ’相の粒径の変化量に基づいてタービン部材の実際のメタル温度を求めることが行われる。特許文献1には、ニッケル基合金製部品の加熱後のγ’相の粒径の3乗とその初期材のγ’相の粒径の3乗との差、及び加熱時間に基づいて、非破壊的にニッケル基合金製部品の温度を推定する技術が開示されている。 The rate of coarsening of the γ 'phase is sensitive to temperature. Therefore, the actual metal temperature of the turbine member is obtained based on the amount of change in the particle size of the γ ′ phase. Patent Document 1 discloses that the difference between the cube of the particle diameter of the γ ′ phase after heating the nickel-base alloy part and the cube of the particle diameter of the γ ′ phase of the initial material and the heating time A technique for destructively estimating the temperature of a nickel-based alloy part has been disclosed.
γ’相の粒径の変化量に基づいてメタル温度を推定する場合、その粒径の変化量が小さいと、十分な精度でメタル温度を推定できない可能性がある。例えば、メタル温度が低い場合、粒径の変化量が小さい可能性が高い。メタル温度が低い場合において、例えばγ’相の平均粒径の変化量に基づいてメタル温度を推定しようとすると、十分な精度でメタル温度を推定できない可能性がある。 When the metal temperature is estimated based on the change amount of the particle size of the γ ′ phase, if the change amount of the particle size is small, the metal temperature may not be estimated with sufficient accuracy. For example, when the metal temperature is low, there is a high possibility that the amount of change in particle size is small. When the metal temperature is low, for example, if the metal temperature is estimated based on the amount of change in the average particle diameter of the γ ′ phase, the metal temperature may not be estimated with sufficient accuracy.
本発明は、メタル温度が低い場合でも、その温度を精確に推定可能なタービン部材の温度推定方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a turbine member temperature estimation method capable of accurately estimating the temperature even when the metal temperature is low.
本発明は、ニッケル基合金を含むタービン部材の温度推定方法であって、加熱前の前記タービン部材中に含まれる中に含まれるγ’相を検出することと、前記加熱前の検出の結果に基づいて、第1粒径を含み前記第1粒径においてその個数が最大となる第1分布データ、及び前記第1粒径よりも大きい第2粒径を含み前記第2粒径においてその個数が最大となる第2分布データを有し、前記加熱前のγ’相の粒径とその粒径のγ’相の単位面積当たりの個数との関係を示す加熱前粒径分布データを導出することと、加熱後の前記タービン部材中に含まれる中に含まれるγ’相を検出することと、前記加熱後の検出の結果に基づいて、前記加熱後のγ’相の粒径とその粒径のγ’相の単位面積当たりの個数との関係を示す加熱後粒径分布データを導出することと、前記加熱前粒径分布データと前記加熱後粒径分布データとを比較することと、前記比較の結果に基づいて、加熱後の前記タービン部材の温度を推定することと、を含むタービン部材の温度推定方法を提供する。 The present invention is a temperature estimation method for a turbine member including a nickel-based alloy, and detects a γ 'phase included in the turbine member before heating, and results of the detection before heating. Based on the first distribution data including the first particle size and having the largest number in the first particle size, and the number in the second particle size including the second particle size larger than the first particle size. Deriving particle size distribution data before heating indicating the relationship between the particle size of the γ ′ phase before heating and the number of the γ ′ phase per unit area of the γ ′ phase having the maximum second distribution data And detecting the γ ′ phase contained in the turbine member after heating, and based on the detection result after heating, the particle size of the γ ′ phase after heating and the particle size thereof Derived particle size distribution data after heating showing the relationship with the number of γ 'phases per unit area Comparing the particle size distribution data before heating and the particle size distribution data after heating, and estimating the temperature of the turbine member after heating based on the result of the comparison. A temperature estimation method for a turbine member is provided.
本発明に係るタービン部材の温度推定方法において、前記比較の結果に基づいて前記第1分布データ及び前記第2分布データのいずれか一方を選択することと、前記選択された一方の分布データに基づいて前記温度を推定することと、を含むことができる。 In the turbine member temperature estimation method according to the present invention, based on the comparison result, the user selects either the first distribution data or the second distribution data based on the comparison result. And estimating the temperature.
本発明に係るタービン部材の温度推定方法において、前記加熱後粒径分布データは、前記加熱により前記第1分布データから変化した第3分布データ、及び前記第2分布データから変化した第4分布データを有し、前記比較は、前記第1分布データの前記第1粒径と、前記第3分布データの前記個数が最大となる第3粒径とを比較することと、前記第2分布データの前記第2粒径と、前記第4分布データの前記個数が最大となる第4粒径とを比較することと、を含むことができる。 In the turbine member temperature estimation method according to the present invention, the post-heating particle size distribution data includes third distribution data changed from the first distribution data by the heating, and fourth distribution data changed from the second distribution data. The comparison includes comparing the first particle size of the first distribution data with a third particle size that maximizes the number of the third distribution data; and Comparing the second particle size with a fourth particle size that maximizes the number of the fourth distribution data.
本発明に係るタービン部材の温度推定方法において、前記加熱後粒径分布データは、前記加熱により前記第1分布データから変化した第3分布データ、及び前記第2分布データから変化した第4分布データを有し、前記比較は、前記第3分布データの前記個数の最大値と、前記第4分布データの前記個数の最大値とを比較すること、を含むことができる。 In the turbine member temperature estimation method according to the present invention, the post-heating particle size distribution data includes third distribution data changed from the first distribution data by the heating, and fourth distribution data changed from the second distribution data. The comparison may include comparing the maximum value of the number of the third distribution data with the maximum value of the number of the fourth distribution data.
本発明によれば、メタル温度が低い場合でも、タービン部材のメタル温度を精確に推定することができる。 According to the present invention, even when the metal temperature is low, the metal temperature of the turbine member can be accurately estimated.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The requirements of the embodiments described below can be combined as appropriate. Some components may not be used.
図1は、本実施形態に係るガスタービン1の一例を示す模式図である。ガスタービン1は、燃焼用空気を圧縮する圧縮機2と、圧縮機2から供給された圧縮空気に燃料を噴射して燃焼させ、燃焼ガスFGを生成する燃焼器3と、燃焼器3から供給された燃焼ガスFGにより駆動するタービン部4と、発電機6と、圧縮機2、タービン部4、及び発電機6に配置される回転軸5とを備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a gas turbine 1 according to the present embodiment. The gas turbine 1 includes a
図2は、タービン部4の一部を示す断面図である。タービン部4は、回転軸5の周囲に配置されるタービン静翼7と、回転軸5の周囲に配置されるタービン動翼8と、回転軸5に対する放射方向に関してタービン動翼8の外側に配置される分割環9とを備えている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the turbine section 4. The turbine section 4 is disposed outside the turbine blade 8 with respect to the radial direction with respect to the
分割環9は、車室10に支持される。分割環9は、環状の部材であり、回転軸5の周方向に配置される複数の分割体を含む。分割環9とタービン動翼8の先端との間に間隙が設けられる。
The
以下の説明において、ガスタービン1の部材を適宜、タービン部材M、と称する。タービン部材Mは、タービン部4の部材でもよいし、燃焼器3の部材でもよい。タービン部材Mは、タービン静翼7でもよいし、タービン動翼8でもよいし、分割環9でもよい。
In the following description, a member of the gas turbine 1 is appropriately referred to as a turbine member M. The turbine member M may be a member of the turbine unit 4 or a member of the
本実施形態において、タービン部材Mは、ニッケル基合金を含む。一例として、ニッケル基合金の材料組成は、Cr:20重量%,Co:20重量%,Mo:6重量%,Ti:2.2重量%,Al:0.5重量%,C:0.05重量%,Ni:51.25重量%である。本実施形態において、ニッケル基合金は、γ’相(Ni3Al金属間化合物)による析出強化型合金である。タービン部材M中に微細なγ’相が析出される。析出強化相であるγ’相の析出により、タービン部材Mが析出強化され、タービン部材Mの高温強度の向上が図られている。 In the present embodiment, the turbine member M includes a nickel-based alloy. As an example, the material composition of the nickel-base alloy is as follows: Cr: 20 wt%, Co: 20 wt%, Mo: 6 wt%, Ti: 2.2 wt%, Al: 0.5 wt%, C: 0.05 % By weight, Ni: 51.25% by weight. In the present embodiment, the nickel-based alloy is a precipitation strengthened alloy based on a γ ′ phase (Ni 3 Al intermetallic compound). A fine γ ′ phase is precipitated in the turbine member M. By precipitation of the γ ′ phase, which is a precipitation strengthening phase, the turbine member M is strengthened by precipitation, and the high temperature strength of the turbine member M is improved.
タービン部材Mは、高温環境において応力を受けながら長時間使用される。γ’相が高温環境に配置されると、そのγ’相の形態変化が発生する。γ’相の形態変化は、γ’相の粒径の変化を含む。γ’相が高温環境に配置されると、γ’相の粒径が大きくなり、γ’相が粗大化する。γ’相の粗大化は、タービン部材Mの劣化をもたらす。したがって、ガスタービン1の運転において想定されるタービン部材Mの温度(メタル温度)、使用時間、及び応力解析結果等に基づいて、タービン部材Mの劣化が抑制されるように、タービン部材Mの材料組成及び形状等の設計が行われたり、タービン部材Mの寿命が予測されたりする。 The turbine member M is used for a long time while receiving stress in a high temperature environment. When the γ ′ phase is placed in a high temperature environment, the γ ′ phase changes in shape. The change in the shape of the γ ′ phase includes a change in the particle size of the γ ′ phase. When the γ ′ phase is arranged in a high temperature environment, the particle size of the γ ′ phase increases and the γ ′ phase becomes coarse. The coarsening of the γ ′ phase causes the turbine member M to deteriorate. Therefore, the material of the turbine member M is controlled so that the deterioration of the turbine member M is suppressed based on the temperature (metal temperature) of the turbine member M assumed in the operation of the gas turbine 1, the usage time, the stress analysis result, and the like. The composition and shape are designed, and the life of the turbine member M is predicted.
ガスタービン1の運転におけるタービン部材Mの実際のメタル温度Trと、設計において想定されるメタル温度とが異なる可能性がある。設計におけるメタル温度に対して実際のメタル温度Trが高いと、タービン部材Mの劣化が進み、タービン部材Mの寿命が予測された寿命よりも短くなる可能性がある。 There is a possibility that the actual metal temperature Tr of the turbine member M in the operation of the gas turbine 1 and the metal temperature assumed in the design are different. If the actual metal temperature Tr is higher than the metal temperature in the design, the turbine member M is further deteriorated, and the life of the turbine member M may be shorter than the predicted life.
本実施形態においては、γ’相の粒径の変化量に基づいて、タービン部材Mの実際のメタル温度Trが推定される。その推定されたメタル温度Trに基づいて、タービン部材Mの劣化が抑制されるようにタービン部材Mの材料組成及び形状等を最適化すること、ガスタービン1の運転中におけるタービン部材Mの冷却条件を最適化すること、タービン部材Mの品質(劣化状態)を評価すること、及びタービン部材Mの寿命を評価(予測)すること、の少なくとも一つが行われる。 In the present embodiment, the actual metal temperature Tr of the turbine member M is estimated based on the amount of change in the particle size of the γ ′ phase. Based on the estimated metal temperature Tr, the material composition and shape of the turbine member M are optimized so that deterioration of the turbine member M is suppressed, and the cooling condition of the turbine member M during operation of the gas turbine 1 , Optimizing the quality (deterioration state) of the turbine member M, and evaluating (predicting) the life of the turbine member M are performed.
γ’相の形態変化(粗大化)の速度は温度に敏感である。本実施形態においては、タービン部材Mが加熱される前のγ’相と、タービン部材Mが加熱された後のγ’相とが比較され、その比較した結果に基づいて、タービン部材Mの実際のメタル温度Trが推定される。 The rate of γ ′ phase morphology change (coarsening) is temperature sensitive. In the present embodiment, the γ ′ phase before the turbine member M is heated and the γ ′ phase after the turbine member M is heated are compared, and the actual result of the turbine member M is based on the comparison result. The metal temperature Tr is estimated.
タービン部材Mが加熱される前とは、ガスタービン1が運転される前の状態を含み、タービン部材Mが高温環境に配置される前の状態を含む。タービン部材Mが加熱された後とは、ガスタービン1が運転された後の状態を含み、タービン部材Mが高温環境に配置された後の状態を含む。すなわち、タービン部材Mの加熱前とは、ガスタービン1においてタービン部材Mが使用される前(高温環境に配置される前)の状態を含む。タービン部材Mの加熱後とは、ガスタービン1においてタービン部材Mが使用された後(高温環境に配置された後)の状態を含む。本実施形態において、高温環境とは、700℃以上1000℃以下の環境を含む。本実施形態において、加熱とは、タービン部材Mを700℃以上1000℃以下で加熱することを含む。 The state before the turbine member M is heated includes a state before the gas turbine 1 is operated, and includes a state before the turbine member M is placed in a high temperature environment. After the turbine member M is heated includes a state after the gas turbine 1 is operated, and includes a state after the turbine member M is disposed in a high temperature environment. That is, before the turbine member M is heated includes a state before the turbine member M is used in the gas turbine 1 (before being placed in a high temperature environment). After the turbine member M is heated includes a state after the turbine member M is used in the gas turbine 1 (after being disposed in a high temperature environment). In the present embodiment, the high temperature environment includes an environment of 700 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. In the present embodiment, the heating includes heating the turbine member M at 700 ° C. or more and 1000 ° C. or less.
本実施形態においては、加熱前のタービン部材M中に含まれる中に含まれるγ’相を検出する処理と、加熱後のタービン部材M中に含まれる中に含まれるγ’相を検出する処理と、加熱前のタービン部材M中に含まれる中に含まれるγ’相の検出結果と加熱後のタービン部材M中に含まれる中に含まれるγ’相の検出結果とを比較する処理と、比較した結果に基づいて加熱後のタービン部材Mのメタル温度Trを推定する処理とが行われる。 In the present embodiment, a process for detecting the γ ′ phase contained in the turbine member M before heating and a process for detecting the γ ′ phase contained in the turbine member M after heating. And a process of comparing the detection result of the γ ′ phase contained in the turbine member M before heating with the detection result of the γ ′ phase contained in the turbine member M after heating, Based on the comparison result, a process of estimating the metal temperature Tr of the heated turbine member M is performed.
次に、本実施形態に係るタービン部材Mの温度推定装置11の一例について説明する。図3は、本実施形態に係る温度推定装置11の一例を模式的に示す図である。温度推定装置11は、加熱されたタービン部材Mのメタル温度Trを推定する。図3に示すように、温度推定装置11は、制御装置12と、検出装置13と、記憶装置14と、表示装置15とを備えている。
Next, an example of the temperature estimation device 11 for the turbine member M according to this embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of the temperature estimation device 11 according to the present embodiment. The temperature estimation device 11 estimates the metal temperature Tr of the heated turbine member M. As shown in FIG. 3, the temperature estimation device 11 includes a
検出装置13は、タービン部材M中に含まれるγ’相を検出する。検出装置13は、例えば電子顕微鏡を含み、γ’相を含むタービン部材Mの画像を取得可能である。検出装置13は、制御装置12と接続される。検出装置13の検出結果は、制御装置12に出力される。
The
記憶装置14は、タービン部材Mのメタル温度Trの推定に関する各種の情報を記憶する。記憶装置14は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、及びハードディスクドライブの少なくとも一つを含む。記憶装置14は、制御装置12と接続される。
The
表示装置15は、タービン部材Mのメタル温度Trの推定に関する各種の情報を表示する。表示装置15は、液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。表示装置15は、制御装置12と接続される。
The
制御装置12は、タービン部材Mのメタル温度Trの推定に関する各種の処理を実行する。制御装置12は、CPU(Central Processing Unit)を含み、タービン部材Mのメタル温度Trの推定に関する演算処理及び信号処理を含む各種の処理を実行する。制御装置12は、検出装置13の検出結果及び記憶装置14の記憶情報に基づいて、タービン部材Mのメタル温度Trを推定する。
The
次に、本実施形態に係るタービン部材Mのメタル温度Trの推定方法の一例について説明する。本実施形態においては、加熱前のタービン部材M中に含まれるγ’相を検出する処理と、加熱前のタービン部材M中に含まれるγ’相の検出の結果に基づいて加熱前粒径分布データBDを導出する処理と、加熱後のタービン部材M中に含まれるγ’相を検出する処理と、加熱後のタービン部材M中に含まれるγ’相の検出の結果に基づいて加熱後粒径分布データADを導出する処理と、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとを比較する処理と、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとの比較の結果に基づいて、加熱後のタービン部材Mのメタル温度Trを推定する処理と、が行われる。 Next, an example of a method for estimating the metal temperature Tr of the turbine member M according to this embodiment will be described. In the present embodiment, the particle size distribution before heating is based on the result of detecting the γ ′ phase contained in the turbine member M before heating and the detection of the γ ′ phase contained in the turbine member M before heating. Based on the results of the process of deriving data BD, the process of detecting the γ ′ phase contained in the heated turbine member M, and the detection of the γ ′ phase contained in the heated turbine member M Comparison between the process of deriving the diameter distribution data AD, the process of comparing the particle size distribution data BD before heating and the particle size distribution data AD after heating, and the particle size distribution data BD before heating and the particle size distribution data AD after heating Based on the result, a process of estimating the metal temperature Tr of the heated turbine member M is performed.
加熱前のタービン部材M中に含まれるγ’相を検出する処理、及び加熱前粒径分布データBDを導出する処理について説明する。図4は、加熱前のタービン部材Mに関する処理の一例を示すフローチャートである。加熱前のタービン部材Mとは、使用前のタービン部材Mを含み、高温環境に配置されていない初期状態のタービン部材Mを含む。 A process for detecting the γ ′ phase contained in the turbine member M before heating and a process for deriving the particle size distribution data BD before heating will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing related to the turbine member M before heating. The turbine member M before heating includes the turbine member M before use, and includes the turbine member M in an initial state that is not arranged in a high temperature environment.
加熱前のタービン部材M中に含まれるγ’相が検出装置13によって検出される(ステップSA1)。検出装置13は、γ’相を含むタービン部材Mの画像を取得する。検出装置13は、タービン部材Mの全域について画像を取得してもよい。検出装置13の検出結果は、制御装置12に出力される。
The γ ′ phase contained in the turbine member M before heating is detected by the detection device 13 (step SA1). The
制御装置12は、検出装置13により取得された画像の処理を行う(ステップSA2)。制御装置12は、画像処理の結果に基づいて、加熱前のγ’相の粒径、及びその粒径のγ’相の単位面積当たりの個数を導出する。
The
制御装置12は、加熱前のタービン部材Mに関する検出装置13の検出結果及び画像処理の結果に基づいて、加熱前粒径分布データBDを導出する(ステップSA3)。加熱前粒径分布データBDは、加熱前のγ’相の粒径とその粒径のγ’相の単位面積当たりの個数との関係を示す粒径分布データである。本実施形態においては、検出装置13の検出結果が正規分布でフィッティングされることによって、加熱前粒径分布データBDが導出される。導出された加熱前粒径分布データBDは、記憶装置14に記憶される(ステップSA4)。
The
図5は、本実施形態に係る加熱前粒径分布データBDの一例を示す図である。図5に示すグラフにおいて、横軸は、加熱前のγ’相の粒径を示す。縦軸は、その粒径のγ’相の単位面積当たりの個数を示す。図5に示すグラフが、表示装置15に表示されてもよい。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the particle size distribution data BD before heating according to the present embodiment. In the graph shown in FIG. 5, the horizontal axis indicates the particle diameter of the γ ′ phase before heating. The vertical axis indicates the number of γ ′ phases per unit area of the particle size. The graph shown in FIG. 5 may be displayed on the
図5に示すように、加熱前粒径分布データBDは、第1分布データD1と、第2分布データD2とを含む。第1分布データD1及び第2分布データD2のそれぞれは、加熱前のγ’相の粒径と、その粒径のγ’相の単位面積当たりの個数との関係を示す粒径分布データである。 As shown in FIG. 5, the particle size distribution data BD before heating includes first distribution data D1 and second distribution data D2. Each of the first distribution data D1 and the second distribution data D2 is particle size distribution data indicating the relationship between the particle size of the γ ′ phase before heating and the number of the γ ′ phase per unit area of the particle size. .
第1分布データD1は、小さい粒径のγ’相の粒径分布データである。第2分布データD2は、第1分布データD1のγ’相の粒径よりも大きい粒径のγ’相の粒径分布データである。本実施形態においては、第1分布データD1は、γ’相の粒径に関する境界値(境界粒径)SBよりも小さい粒径に関するデータである。第2分布データD2は、境界値SBよりも大きい粒径に関するデータである。 The first distribution data D1 is particle size distribution data of a γ ′ phase having a small particle size. The second distribution data D2 is particle size distribution data of the γ ′ phase having a particle size larger than the particle size of the γ ′ phase of the first distribution data D1. In the present embodiment, the first distribution data D1 is data relating to a particle size smaller than a boundary value (boundary particle size) SB related to the particle size of the γ ′ phase. The second distribution data D2 is data relating to a particle size larger than the boundary value SB.
境界値SBは、例えばタービン部材Mの材料組成に基づいて規定されてもよいし、作業者により任意に規定されてもよい。 The boundary value SB may be defined based on the material composition of the turbine member M, for example, or may be arbitrarily defined by the operator.
第1分布データD1は、γ’相の第1粒径S1に関するデータを含む。本実施形態において、第1粒径S1は、第1分布データD1の粒径の平均値(平均粒径)である。第1分布データD1において、第1粒径S1の個数が最大となる。第1粒径S1の個数K1が、第1分布データD1における個数の最大値である。第1分布データD1において個数が最大となる粒径が第1粒径S1である。 The first distribution data D1 includes data related to the first particle size S1 of the γ ′ phase. In the present embodiment, the first particle size S1 is an average value (average particle size) of the particle sizes of the first distribution data D1. In the first distribution data D1, the number of first particle diameters S1 is the maximum. The number K1 of the first particle size S1 is the maximum value of the number in the first distribution data D1. In the first distribution data D1, the particle size having the largest number is the first particle size S1.
第2分布データD2は、γ’相の第2粒径S2に関するデータを含む。第2粒径S2は、第1粒径S1よりも大きい。本実施形態において、第2粒径S2は、第2分布データD2の粒径の平均値(平均粒径)である。第2分布データD2において、第2粒径S2の個数が最大となる。第2粒径S2の個数K2が、第2分布データD2における個数の最大値である。第2分布データD2において個数が最大となる粒径が第2粒径S2である。 The second distribution data D2 includes data related to the second particle size S2 of the γ ′ phase. The second particle size S2 is larger than the first particle size S1. In the present embodiment, the second particle size S2 is an average value (average particle size) of the particle sizes of the second distribution data D2. In the second distribution data D2, the number of second particle diameters S2 is maximized. The number K2 of the second particle size S2 is the maximum value of the number in the second distribution data D2. The particle size with the largest number in the second distribution data D2 is the second particle size S2.
本実施形態において、第1粒径S1の個数K1は、第2粒径S2の個数K2よりも大きい(多い)。 In the present embodiment, the number K1 of the first particle size S1 is larger (larger) than the number K2 of the second particle size S2.
以下の説明において、加熱前(初期状態)のタービン部材Mにおけるγ’相の第1粒径(平均粒径)S1を適宜、初期粒径S1、と称し、加熱前(初期状態)のタービン部材Mにおけるγ’相の第2粒径(平均粒径)S2を適宜、初期粒径S2、と称する。 In the following description, the first particle size (average particle size) S1 of the γ ′ phase in the turbine member M before heating (initial state) is appropriately referred to as initial particle size S1, and the turbine member before heating (initial state). The second particle size (average particle size) S2 of the γ ′ phase in M is appropriately referred to as initial particle size S2.
次に、加熱後のタービン部材M中に含まれるγ’相を検出する処理、加熱後粒径分布データADを導出する処理、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとを比較する処理、及び比較した結果に基づいて加熱後のタービン部材Mのメタル温度Trを推定する処理について説明する。図6は、加熱後のタービン部材Mに関する処理、及びメタル温度Trの推定に関する処理の一例を示すフローチャートである。加熱後のタービン部材Mとは、使用後のタービン部材Mを含み、高温環境に配置された後のタービン部材Mを含む。 Next, a process of detecting the γ ′ phase contained in the heated turbine member M, a process of deriving the particle size distribution data AD after heating, the particle size distribution data BD before heating and the particle size distribution data AD after heating are The process to compare and the process to estimate the metal temperature Tr of the turbine member M after heating based on the comparison result will be described. FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing related to the turbine member M after heating and processing related to estimation of the metal temperature Tr. The turbine member M after heating includes the turbine member M after use, and includes the turbine member M after being placed in a high temperature environment.
図6を参照して説明する加熱後のタービン部材Mは、初期状態から所定時間taだけ加熱された後のタービン部材Mである。所定時間taは、初期状態のタービン部材Mを加熱した加熱時間であり、予め規定された時間(既知の時間)である。 The turbine member M after heating described with reference to FIG. 6 is the turbine member M after being heated for a predetermined time ta from the initial state. The predetermined time ta is a heating time for heating the turbine member M in an initial state, and is a predetermined time (known time).
加熱後のタービン部材M中に含まれるγ’相が検出装置13によって検出される(ステップSB1)。検出装置13は、γ’相を含むタービン部材Mの画像を取得する。検出装置13は、ステップSA1において画像を取得したタービン部材Mの領域と同じ領域について画像を取得する。検出装置13の検出結果は、制御装置12に出力される。
The γ ′ phase contained in the heated turbine member M is detected by the detection device 13 (step SB1). The
制御装置12は、検出装置13により取得された画像の処理を行う(ステップSB2)。制御装置12は、画像処理の結果に基づいて、加熱後のγ’相の粒径、及びその粒径のγ’相の単位面積当たりの個数を導出する。
The
制御装置12は、加熱後のタービン部材Mに関する検出装置13の検出結果及び画像処理の結果に基づいて、加熱後粒径分布データADを導出する(ステップSB3)。加熱後粒径分布データADは、加熱後のγ’相の粒径とその粒径のγ’相の単位面積当たりの個数との関係を示す粒径分布データである。本実施形態においては、検出装置13の検出結果が正規分布でフィッティングされることによって、加熱後粒径分布データADが導出される。導出された加熱後粒径分布データADは、記憶装置14に記憶される(ステップSB4)。
The
加熱後粒径分布データADが導出された後、制御装置12は、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとを比較する(ステップSB5)。
After the post-heating particle size distribution data AD is derived, the
図7及び図8のそれぞれは、本実施形態に係る加熱後粒径分布データADの一例を示す図である。図7は、タービン部材Mを第1温度TLで所定時間taだけ加熱した後の加熱後粒径分布データADの一例を示す。図8は、タービン部材Mを第2温度THで所定時間taだけ加熱したときの加熱後粒径分布データADの一例を示す。第1温度TLは、第2温度THよりも低い。第1温度TLは、例えば800℃よりも低い温度である。第2温度THは、例えば800℃以上の温度である。 Each of FIG. 7 and FIG. 8 is a diagram illustrating an example of post-heating particle size distribution data AD according to the present embodiment. FIG. 7 shows an example of post-heating particle size distribution data AD after the turbine member M is heated at the first temperature TL for a predetermined time ta. FIG. 8 shows an example of the particle size distribution data AD after heating when the turbine member M is heated at the second temperature TH for a predetermined time ta. The first temperature TL is lower than the second temperature TH. The first temperature TL is a temperature lower than 800 ° C., for example. The second temperature TH is, for example, a temperature of 800 ° C. or higher.
図7及び図8に示すグラフにおいて、横軸は、加熱後のγ’相の粒径を示す。縦軸は、その粒径のγ’相の単位面積当たりの個数を示す。図7及び図8に示すグラフが、表示装置15に表示されてもよい。
In the graphs shown in FIGS. 7 and 8, the horizontal axis represents the particle diameter of the γ ′ phase after heating. The vertical axis indicates the number of γ ′ phases per unit area of the particle size. The graphs shown in FIGS. 7 and 8 may be displayed on the
図7及び図8に示すように、加熱後粒径分布データADは、第3分布データD3と、第4分布データD4とを含む。第3分布データD3及び第4分布データD4のそれぞれは、加熱後のγ’相の粒径と、その粒径のγ’相の単位面積当たりの個数との関係を示す粒径分布データである。 As shown in FIGS. 7 and 8, the post-heating particle size distribution data AD includes third distribution data D3 and fourth distribution data D4. Each of the third distribution data D3 and the fourth distribution data D4 is particle size distribution data indicating the relationship between the particle size of the γ ′ phase after heating and the number of the γ ′ phase per unit area of the particle size. .
第3分布データD3は、加熱により第1分布データD1から変化した粒径分布データである。第4分布データD4は、加熱により第2分布データD2から変化した粒径分布データである。 The third distribution data D3 is particle size distribution data changed from the first distribution data D1 by heating. The fourth distribution data D4 is particle size distribution data changed from the second distribution data D2 by heating.
第3分布データD3は、γ’相の第3粒径S3に関するデータを含む。本実施形態において、第3粒径S3は、第3分布データD3の粒径の平均値(平均粒径)である。第3分布データD3において、第3粒径S3の個数が最大となる。第3粒径S3の個数K3が、第3分布データD3における個数の最大値である。第3分布データD3において個数が最大となる粒径が第3粒径S3である。 The third distribution data D3 includes data related to the third particle size S3 of the γ ′ phase. In the present embodiment, the third particle size S3 is an average value (average particle size) of the particle sizes of the third distribution data D3. In the third distribution data D3, the number of the third particle size S3 is the maximum. The number K3 of the third particle size S3 is the maximum value of the number in the third distribution data D3. The particle size with the largest number in the third distribution data D3 is the third particle size S3.
第4分布データD4は、γ’相の第4粒径S4に関するデータを含む。第4粒径S4は、第3粒径S3よりも大きい。本実施形態において、第4粒径S4は、第4分布データD4の粒径の平均値(平均粒径)である。第4分布データD4において、第4粒径S4の個数が最大となる。第4粒径S4の個数K4が、第4分布データD4における個数の最大値である。第4分布データD4において個数が最大となる粒径が第4粒径S4である。 The fourth distribution data D4 includes data related to the fourth particle size S4 of the γ ′ phase. The fourth particle size S4 is larger than the third particle size S3. In the present embodiment, the fourth particle size S4 is an average value (average particle size) of the particle sizes of the fourth distribution data D4. In the fourth distribution data D4, the number of the fourth particle size S4 is the maximum. The number K4 of the fourth particle size S4 is the maximum value of the number in the fourth distribution data D4. The particle size with the largest number in the fourth distribution data D4 is the fourth particle size S4.
加熱されることによって、γ’相は粗大化する。第1粒径S1から第3粒径S3への変化量(第1粒径S1と第3粒径S3との差)は、Δaである。第2粒径S2から第4粒径S4への変化量(第2粒径S2と第4粒径S4との差)は、Δbである。 By heating, the γ 'phase becomes coarse. The amount of change from the first particle size S1 to the third particle size S3 (difference between the first particle size S1 and the third particle size S3) is Δa. The amount of change from the second particle size S2 to the fourth particle size S4 (difference between the second particle size S2 and the fourth particle size S4) is Δb.
図7及び図8に示すように、タービン部材Mの加熱温度が高いときと低いときとで、加熱後粒径分布データADは、異なる。すなわち、第1温度TLで加熱した後の加熱後粒径分布データADと、第2温度THで加熱した後の加熱後粒径分布データADとは、異なる。 As shown in FIGS. 7 and 8, the particle size distribution data AD after heating differs depending on whether the heating temperature of the turbine member M is high or low. That is, the post-heating particle size distribution data AD after heating at the first temperature TL is different from the post-heating particle size distribution data AD after heating at the second temperature TH.
以下の説明において、図7に示すように、第1温度TLで加熱した後の加熱後粒径分布データADを適宜、加熱後粒径分布データADL、と称し、第1温度TLで加熱した後の第3分布データD3を適宜、第3分布データD3L、と称し、第1温度TLで加熱した後の第4分布データD4を適宜、第4分布データD4L、と称する。 In the following description, as shown in FIG. 7, after heating at the first temperature TL, the post-heating particle size distribution data AD is appropriately referred to as post-heating particle size distribution data ADL, and after heating at the first temperature TL. The third distribution data D3 is appropriately referred to as third distribution data D3L, and the fourth distribution data D4 after being heated at the first temperature TL is appropriately referred to as fourth distribution data D4L.
また、図7に示すように、第1温度TLで加熱した後の第3分布データD3の第3粒径S3を適宜、第3粒径S3L、と称し、第3粒径S3Lの個数K3を適宜、個数K3L、と称し、第1温度TLで加熱した後の第4分布データD4の第4粒径S4を適宜、第4粒径S4L、と称し、第4粒径S4Lの個数K4を適宜、個数K4L、と称する。 Further, as shown in FIG. 7, the third particle size S3 of the third distribution data D3 after heating at the first temperature TL is appropriately referred to as a third particle size S3L, and the number K3 of the third particle size S3L is expressed as The fourth particle diameter S4 of the fourth distribution data D4 after heating at the first temperature TL is appropriately referred to as the number K3L, and is appropriately referred to as the fourth particle diameter S4L, and the number K4 of the fourth particle diameter S4L is appropriately determined. , Number K4L.
また、図7に示すように、第1粒径S1から第3粒径S3Lへの変化量(第1粒径S1と第3粒径S3Lとの差)Δaを適宜、ΔaL、と称し、第2粒径S2から第4粒径S4Lへの変化量(第2粒径S2と第4粒径S4Lとの差)Δbを適宜、ΔbL、と称する。 Further, as shown in FIG. 7, the amount of change from the first particle size S1 to the third particle size S3L (difference between the first particle size S1 and the third particle size S3L) Δa is appropriately referred to as ΔaL, The amount of change (the difference between the second particle size S2 and the fourth particle size S4L) Δb from the second particle size S2 to the fourth particle size S4L is appropriately referred to as ΔbL.
以下の説明において、図8に示すように、第2温度THで加熱した後の加熱後粒径分布データADを適宜、加熱後粒径分布データADH、と称し、第2温度THで加熱した後の第3分布データD3を適宜、第3分布データD3H、と称し、第2温度THで加熱した後の第4分布データD4を適宜、第4分布データD4H、と称する。 In the following description, as shown in FIG. 8, after heating at the second temperature TH, the post-heating particle size distribution data AD is appropriately referred to as post-heating particle size distribution data ADH, and after heating at the second temperature TH. The third distribution data D3 is appropriately referred to as third distribution data D3H, and the fourth distribution data D4 after being heated at the second temperature TH is appropriately referred to as fourth distribution data D4H.
また、図8に示すように、第2温度THで加熱した後の第3分布データD3の第3粒径S3を適宜、第3粒径S3H、と称し、第3粒径S3Hの個数K3を適宜、個数K3H、と称し、第2温度THで加熱した後の第4分布データD4の第4粒径S4を適宜、第4粒径S4H、と称し、第4粒径S4Hの個数K4を適宜、個数K4H、と称する。 Further, as shown in FIG. 8, the third particle size S3 of the third distribution data D3 after heating at the second temperature TH is appropriately referred to as a third particle size S3H, and the number K3 of the third particle size S3H is expressed as The number K4 is appropriately referred to as the number K3H, the fourth particle size S4 of the fourth distribution data D4 after heating at the second temperature TH is referred to as the fourth particle size S4H, and the number K4 of the fourth particle size S4H is determined as appropriate. , Number K4H.
また、図8に示すように、第1粒径S1から第3粒径S3Hへの変化量(第1粒径S1と第3粒径S3Hとの差)Δaを適宜、ΔaH、と称し、第2粒径S2から第4粒径S4Hへの変化量(第2粒径S2と第4粒径S4Hとの差)Δbを適宜、ΔbH、と称する。 In addition, as shown in FIG. 8, the change amount (difference between the first particle size S1 and the third particle size S3H) Δa from the first particle size S1 to the third particle size S3H is appropriately referred to as ΔaH, The amount of change (the difference between the second particle size S2 and the fourth particle size S4H) Δb from the second particle size S2 to the fourth particle size S4H is appropriately referred to as ΔbH.
図7に示すように、個数K3Lは、個数K1よりも小さい(少ない)。個数K4Lは、個数K2とほぼ等しい。個数K3Lは、個数K4Lよりも大きい(多い)。個数K1は、個数K3L、個数K2、及び個数K4Lよりも大きい。個数K2及び個数K4Lは、個数K1及び個数K3Lよりも小さい。 As shown in FIG. 7, the number K3L is smaller (less) than the number K1. The number K4L is substantially equal to the number K2. The number K3L is larger (larger) than the number K4L. The number K1 is larger than the number K3L, the number K2, and the number K4L. The number K2 and the number K4L are smaller than the number K1 and the number K3L.
第3粒径S3Lは、第1粒径S1よりも大きい。すなわち、第1分布データD1の初期粒径S1は、加熱により粗大化し、第3粒径S3Lに変化する。第4粒径S4Lは、第2粒径S2よりも僅かに大きい。第3粒径S3Lは、第1粒径S1よりも大きく、第2粒径S2よりも小さい。第1粒径S1、第3粒径S3L、第2粒径S2、及び第4粒径S4Lのうち、第4粒径S4Lが最も大きく、第4粒径S4Lに次いで第2粒径S2が大きく、第2粒径S2に次いで第3粒径S3Lが大きく、第1粒径S1が最も小さい。 The third particle size S3L is larger than the first particle size S1. That is, the initial particle diameter S1 of the first distribution data D1 is coarsened by heating and changes to the third particle diameter S3L. The fourth particle size S4L is slightly larger than the second particle size S2. The third particle size S3L is larger than the first particle size S1 and smaller than the second particle size S2. Of the first particle size S1, the third particle size S3L, the second particle size S2, and the fourth particle size S4L, the fourth particle size S4L is the largest, and the second particle size S2 is the second largest after the fourth particle size S4L. Next to the second particle size S2, the third particle size S3L is the largest and the first particle size S1 is the smallest.
第1粒径S1から第3粒径S3Lへの変化量(第1粒径S1と第3粒径S3Lとの差)ΔaLは、第2粒径S2から第4粒径S4Lへの変化量(第2粒径S2と第4粒径S4Lとの差)ΔbLよりも大きい。 The amount of change from the first particle size S1 to the third particle size S3L (difference between the first particle size S1 and the third particle size S3L) ΔaL is the amount of change from the second particle size S2 to the fourth particle size S4L ( The difference between the second particle size S2 and the fourth particle size S4L) is greater than ΔbL.
図8に示すように、本実施形態において、個数K3Hは、個数K1よりも小さい。個数K4Hは、個数K2よりも大きい。個数K4Hは、個数K3Hよりも大きい。個数K3Hは、個数K1、個数K4H、及び個数K2よりも小さい。個数K1は、個数K4H、個数K2、及び個数K3Hよりも大きい。 As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the number K3H is smaller than the number K1. The number K4H is larger than the number K2. The number K4H is larger than the number K3H. The number K3H is smaller than the number K1, the number K4H, and the number K2. The number K1 is larger than the number K4H, the number K2, and the number K3H.
第3粒径S3Hは、第1粒径S1よりも大きい。すなわち、第1分布データD1の初期粒径S1は、加熱により粗大化し、第3粒径S3Hに変化する。第4粒径S4Hは、第2粒径S2よりも大きい。すなわち、第2分布データD2の初期粒径S2は、加熱により粗大化し、第4粒径S4Hに変化する。第3粒径S3Hは、第2粒径S2よりも大きく、第4粒径S4Hよりも小さい。第1粒径S1、第2粒径S2、第3粒径S3H、及び第4粒径S4Hのうち、第4粒径S4Hが最も大きく、第4粒径S4Hに次いで第3粒径S3Hが大きく、第3粒径S3Hに次いで第2粒径S2が大きく、第1粒径S1が最も小さい。第1粒径S1から第3粒径S3Hへの変化量(第1粒径S1と第3粒径S3Hとの差)ΔaHは、第2粒径S2から第4粒径S4Hへの変化量(第2粒径S2と第4粒径S4Hとの差)ΔbHよりも大きい。 The third particle size S3H is larger than the first particle size S1. That is, the initial particle size S1 of the first distribution data D1 is coarsened by heating and changes to the third particle size S3H. The fourth particle size S4H is larger than the second particle size S2. That is, the initial particle size S2 of the second distribution data D2 becomes coarse by heating and changes to the fourth particle size S4H. The third particle size S3H is larger than the second particle size S2 and smaller than the fourth particle size S4H. Of the first particle size S1, the second particle size S2, the third particle size S3H, and the fourth particle size S4H, the fourth particle size S4H is the largest, and the third particle size S3H is the second largest after the fourth particle size S4H. Next to the third particle size S3H, the second particle size S2 is the largest, and the first particle size S1 is the smallest. The amount of change from the first particle size S1 to the third particle size S3H (difference between the first particle size S1 and the third particle size S3H) ΔaH is the amount of change from the second particle size S2 to the fourth particle size S4H ( The difference between the second particle size S2 and the fourth particle size S4H) is greater than ΔbH.
図7及び図8に示すように、加熱によりγ’相は粗大化する。加熱温度が第1温度TLと第2温度THとの両方で、第1分布データD1の第1粒径S1は大きくなり、第3粒径S3に変化する。同様に、加熱温度が第1温度TLと第2温度THとの両方で、第2分布データD2の第2粒径S2は大きくなり、第4粒径S4に変化する。 As shown in FIGS. 7 and 8, the γ ′ phase becomes coarse by heating. When the heating temperature is both the first temperature TL and the second temperature TH, the first particle size S1 of the first distribution data D1 increases and changes to the third particle size S3. Similarly, when the heating temperature is both the first temperature TL and the second temperature TH, the second particle size S2 of the second distribution data D2 increases and changes to the fourth particle size S4.
メタル温度Trが第2温度THよりも低い第1温度TLであるとき、第1粒径S1から第3粒径S3Lへの変化量ΔaLは、第2粒径S2から第4粒径S4Lへの変化量ΔbLよりも大きい。本発明者の知見によれば、初期粒径が小さいほど、加熱前から加熱後へのγ’相の粒径の変化量は大きくなる。換言すれば、初期粒径が小さいほど、その粒径の変化量は、温度変化に敏感である。したがって、メタル温度Trが第1温度TLであるとき、第1分布データD1の粒径の変化量ΔaLは、第2分布データD2の粒径の変化量ΔbLよりも大きい。 When the metal temperature Tr is the first temperature TL lower than the second temperature TH, the change amount ΔaL from the first particle size S1 to the third particle size S3L is changed from the second particle size S2 to the fourth particle size S4L. It is larger than the change amount ΔbL. According to the knowledge of the present inventor, the smaller the initial particle size, the larger the amount of change in the particle size of the γ ′ phase from before heating to after heating. In other words, the smaller the initial particle size, the more sensitive the change in the particle size to temperature changes. Therefore, when the metal temperature Tr is the first temperature TL, the change amount ΔaL of the particle size of the first distribution data D1 is larger than the change amount ΔbL of the particle size of the second distribution data D2.
また、図7に示したように、メタル温度Trが第2温度THよりも低い第1温度TLであるとき、加熱後の第3分布データD3Lの第3粒径S3Lの個数の最大値K3Lは、加熱後の第4分布データD4Lの第4粒径S4Lの個数の最大値K4Lよりも大きい。一方、図8に示したように、メタル温度Trが第1温度TLよりも高い第2温度THであるとき、加熱後の第3分布データD3Hの第3粒径S3Hの個数の最大値K3Hは、加熱後の第4分布データD4Hの第4粒径S4Hの個数の最大値K4Hよりも小さい。 Further, as shown in FIG. 7, when the metal temperature Tr is the first temperature TL lower than the second temperature TH, the maximum value K3L of the number of the third particle size S3L of the third distribution data D3L after heating is The number of the fourth particle diameter S4L of the fourth distribution data D4L after heating is larger than the maximum value K4L. On the other hand, as shown in FIG. 8, when the metal temperature Tr is the second temperature TH higher than the first temperature TL, the maximum value K3H of the number of the third particle size S3H of the third distribution data D3H after heating is The number of the fourth particle size S4H of the fourth distribution data D4H after heating is smaller than the maximum value K4H.
このように、メタル温度Trが高いときと低いときとで、初期粒径からの変化量(初期粒径と加熱後の粒径との差)Δは、異なる。また、メタル温度Trが高いときと低いときとで、加熱後の第3分布データD3及び第4分布データD4における個数の最大値の関係は、異なる。 Thus, the amount of change from the initial particle size (difference between the initial particle size and the particle size after heating) Δ differs depending on whether the metal temperature Tr is high or low. Further, the relationship between the maximum values of the numbers in the third distribution data D3 and the fourth distribution data D4 after heating differs depending on whether the metal temperature Tr is high or low.
図6に戻って、制御装置12は、メタル温度Trを推定するために、第1分布データD1及び第2分布データD2のいずれか一方を選択する(ステップSB6)。制御装置12は、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとを比較した結果に基づいて、第1分布データD1及び第2分布データD2のいずれか一方を選択する。
Returning to FIG. 6, the
加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとの比較は、第1分布データD1の個数が最大となる第1粒径S1と、第3分布データD3の個数が最大となる第3粒径S3とを比較することを含む。また、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとの比較は、第2分布データD2の個数が最大となる第2粒径S2と、第4分布データD4の個数が最大となる第4粒径S4とを比較することを含む。 A comparison between the pre-heating particle size distribution data BD and the post-heating particle size distribution data AD shows that the first particle size S1 in which the number of the first distribution data D1 is the maximum and the number of the third distribution data D3 are the maximum. Comparing with 3 particle size S3. Further, the comparison between the pre-heating particle size distribution data BD and the post-heating particle size distribution data AD shows that the second particle size S2 in which the number of the second distribution data D2 is the maximum and the number of the fourth distribution data D4 are the maximum. And comparing with a fourth particle size S4.
第1分布データD1の平均粒径S1とその第1分布データD1の加熱後の分布データである第3分布データD3の平均粒径S3との差Δa、及び第2分布データD2の平均粒径S2とその第2分布データD2の加熱後の分布データである第4分布データD4の平均粒径S4との差Δbは、メタル温度Trが高いときと低いときとで異なる。メタル温度Trが第2温度THよりも低い第1温度TLであるとき、加熱前の平均粒径S1と加熱後の平均粒径S3Lとの差ΔaLは大きく、加熱前の平均粒径S2と加熱後の平均粒径S4Lとの差ΔbLは小さい。メタル温度Trが第1温度TLよりも高い第2温度THであるとき、加熱前の平均粒径S1と加熱後の平均粒径S3Hとの差ΔaHは大きく、加熱前の平均粒径S2と加熱後の平均粒径S4Hとの差ΔbHも大きい。 The difference Δa between the average particle size S1 of the first distribution data D1 and the average particle size S3 of the third distribution data D3 that is the distribution data after heating of the first distribution data D1, and the average particle size of the second distribution data D2 The difference Δb between S2 and the average particle size S4 of the fourth distribution data D4 that is the distribution data after heating of the second distribution data D2 is different when the metal temperature Tr is high and low. When the metal temperature Tr is the first temperature TL lower than the second temperature TH, the difference ΔaL between the average particle size S1 before heating and the average particle size S3L before heating is large, and the average particle size S2 before heating and the heating The difference ΔbL from the subsequent average particle size S4L is small. When the metal temperature Tr is the second temperature TH higher than the first temperature TL, the difference ΔaH between the average particle size S1 before heating and the average particle size S3H before heating is large, and the average particle size S2 before heating and the heating The difference ΔbH from the subsequent average particle size S4H is also large.
したがって、加熱前の平均粒径S1と加熱後の平均粒径S3との差Δaが加熱前の平均粒径S2と加熱後の平均粒径S4との差Δbよりも大きく、メタル温度Trが低いと予想される場合、第2分布データD2及び第4分布データD4Lを使ってメタル温度を推定するよりも、第1分布データD1及び第3分布データD3Lを使ってメタル温度を推定するほうが、高い精度でメタル温度Trを推定することができる。 Therefore, the difference Δa between the average particle size S1 before heating and the average particle size S3 after heating is larger than the difference Δb between the average particle size S2 before heating and the average particle size S4 after heating, and the metal temperature Tr is low. Is estimated, it is higher to estimate the metal temperature using the first distribution data D1 and the third distribution data D3L than to estimate the metal temperature using the second distribution data D2 and the fourth distribution data D4L. The metal temperature Tr can be estimated with accuracy.
そのため、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとを比較して、差Δaが差Δbよりも大きいと判断された場合、制御装置12は、メタル温度Trを推定するために、第1分布データD1を選択する。
Therefore, when comparing the particle size distribution data BD before heating and the particle size distribution data AD after heating and determining that the difference Δa is larger than the difference Δb, the
なお、図8に示したように、加熱前の平均粒径S1と加熱後の平均粒径S3Hとの差ΔaH、及び加熱前の平均粒径S2と加熱後の平均粒径S4Hとの差ΔbHの両方が大きく、メタル温度Trが高いと予想される場合、メタル温度Trを推定するために、第1分布データD1及び第2分布データD2のいずれか一方が選択されてもよい。例えば、差Δaが予め定められている閾値よりも小さい場合、第1分布データD1が選択され、差Δaが予め定められている閾値よりも大きい場合、第2分布データD2が選択されてもよい。 As shown in FIG. 8, the difference ΔaH between the average particle size S1 before heating and the average particle size S3H after heating, and the difference ΔbH between the average particle size S2 before heating and the average particle size S4H after heating. If both are large and the metal temperature Tr is expected to be high, either the first distribution data D1 or the second distribution data D2 may be selected in order to estimate the metal temperature Tr. For example, the first distribution data D1 may be selected when the difference Δa is smaller than a predetermined threshold, and the second distribution data D2 may be selected when the difference Δa is larger than a predetermined threshold. .
また、本実施形態において、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとの比較は、第3分布データD3の個数の最大値K3と、第4分布データD4の個数の最大値K4とを比較することを含む。 In the present embodiment, the comparison between the pre-heating particle size distribution data BD and the post-heating particle size distribution data AD is performed by comparing the maximum value K3 of the number of third distribution data D3 and the maximum value of the number of fourth distribution data D4. Comparing with K4.
第3分布データD3の個数の最大値K3と、第4分布データD4の個数の最大値K4との関係(大小関係)は、メタル温度Trが高いときと低いときとで異なる。図7に示したように、メタル温度Trが第2温度THよりも低い第1温度TLであるとき、第3分布データD3Lの個数の最大値K3Lは、第4分布データD4Lの個数の最大値K4Lよりも大きい。一方、図8に示したように、メタル温度Trが第1温度TLよりも高い第2温度THであるとき、第3分布データD3Hの個数の最大値K3Hは、第4分布データD4Hの個数の最大値K4Hよりも小さい。 The relationship (magnitude relationship) between the maximum number K3 of the number of third distribution data D3 and the maximum value K4 of the number of fourth distribution data D4 differs depending on whether the metal temperature Tr is high or low. As shown in FIG. 7, when the metal temperature Tr is the first temperature TL lower than the second temperature TH, the maximum value K3L of the number of the third distribution data D3L is the maximum value of the number of the fourth distribution data D4L. It is larger than K4L. On the other hand, as shown in FIG. 8, when the metal temperature Tr is the second temperature TH higher than the first temperature TL, the maximum value K3H of the number of the third distribution data D3H is equal to the number of the fourth distribution data D4H. It is smaller than the maximum value K4H.
したがって、第3分布データD3の個数の最大値K3が、第4分布データD4の個数の最大値K4よりも大きく、メタル温度Trが低いと予想される場合、第2分布データD2及び第4分布データD4(D4L)を使ってメタル温度Trを推定するよりも、第1分布データD1及び第3分布データD3(D3L)を使ってメタル温度Trを推定するほうが、高い精度でメタル温度Trを推定することができる。 Therefore, when the maximum value K3 of the number of the third distribution data D3 is larger than the maximum value K4 of the number of the fourth distribution data D4 and the metal temperature Tr is expected to be low, the second distribution data D2 and the fourth distribution It is more accurate to estimate the metal temperature Tr using the first distribution data D1 and the third distribution data D3 (D3L) than to estimate the metal temperature Tr using the data D4 (D4L). can do.
そのため、第3分布データD3の個数の最大値K3と、第4分布データD4の個数の最大値K4とを比較して、最大値K3が最大値K4よりも大きいと判断された場合、制御装置12は、メタル温度Trを推定するために、第1分布データD1を選択する。
Therefore, when the maximum value K3 of the number of the third distribution data D3 and the maximum value K4 of the number of the fourth distribution data D4 are compared, and it is determined that the maximum value K3 is larger than the maximum value K4, the
一方、第3分布データD3の個数の最大値K3が、第4分布データD4の個数の最大値K4よりも小さく、メタル温度Trが高いと予想される場合、第1分布データD1及び第3分布データD3(D3H)を使ってメタル温度Trを推定するよりも、第2分布データD2及び第4分布データD4(D4H)を使ってメタル温度Trを推定するほうが、高い精度でメタル温度Trを推定することができる。図8に示すように、メタル温度Trが高い場合、第3分布データD3の個数の最大値K3が小さくなったり、消失したり、第3分布データD3が第4分布データD4と区別し難くなったりする可能性がある。その場合、第1分布データD1及び第3分布データD3を使ってメタル温度Trを推定しようとすると、高い精度でメタル温度Trを推定することが困難となる。 On the other hand, when the maximum value K3 of the number of the third distribution data D3 is smaller than the maximum value K4 of the number of the fourth distribution data D4 and the metal temperature Tr is expected to be high, the first distribution data D1 and the third distribution It is more accurate to estimate the metal temperature Tr using the second distribution data D2 and the fourth distribution data D4 (D4H) than to estimate the metal temperature Tr using the data D3 (D3H). can do. As shown in FIG. 8, when the metal temperature Tr is high, the maximum value K3 of the number of the third distribution data D3 becomes small or disappears, and the third distribution data D3 is difficult to distinguish from the fourth distribution data D4. There is a possibility. In that case, if the metal temperature Tr is to be estimated using the first distribution data D1 and the third distribution data D3, it is difficult to estimate the metal temperature Tr with high accuracy.
そのため、第3分布データD3の個数の最大値K3と、第4分布データD4の個数の最大値K4とを比較して、最大値K3が最大値K4よりも小さいと判断された場合、制御装置12は、メタル温度Trを推定するために、第2分布データD2を選択する。
Therefore, when the maximum value K3 of the number of the third distribution data D3 and the maximum value K4 of the number of the fourth distribution data D4 are compared, and it is determined that the maximum value K3 is smaller than the maximum value K4, the
なお、図7に示したように、第3分布データD3Lの第3粒径S3Lは、第2分布データD2の第2粒径S2よりも小さい。図8に示したように、第3分布データD3Hの第3粒径S3Hは、第2分布データD2の第2粒径S2よりも大きい。また、第3粒径S3Lの個数の最大値K3Lは、第2粒径S2の個数の最大値K2よりも大きく、第3粒径S3Hの個数の最大値K3Hは、第2粒径S2の個数の最大値K2よりも小さい。そのため、制御装置12は、第3分布データD3Lと第3分布データD3Hとを区別することができる。
As shown in FIG. 7, the third particle size S3L of the third distribution data D3L is smaller than the second particle size S2 of the second distribution data D2. As shown in FIG. 8, the third particle size S3H of the third distribution data D3H is larger than the second particle size S2 of the second distribution data D2. Further, the maximum value K3L of the number of the third particle size S3L is larger than the maximum value K2 of the number of the second particle size S2, and the maximum value K3H of the number of the third particle size S3H is the number of the second particle size S2. Is smaller than the maximum value K2. Therefore, the
制御装置12は、第1分布データD1及び第2分布データD2のうち、選択された一方の分布データに基づいて、加熱後のタービン部材Mのメタル温度を推定する(ステップSB7)。
The
以下、加熱前から加熱後へのγ’相の粒径の変化量に基づいてタービン部材Mのメタル温度を推定する方法の一例について説明する。以下の説明においては、ニッケル基合金製部品であるタービン部材Mの加熱前のγ’相の粒径(初期粒径)をr0、加熱後のγ’相の粒径をr、ガスタービン1の運転時間(加熱時間)をtとする。加熱前のγ’相の粒径(初期粒径)r0は、上述の初期粒径S1又は初期粒径S2に相当する。第1分布データD1が選択された場合、初期粒径r0は、初期粒径S1である。第2分布データD2が選択された場合、初期粒径r0は、初期粒径S2である。また、加熱後のγ’相の粒径rは、上述の第3粒径S3又は第4粒径S4に相当する。第1分布データD1が選択された場合、加熱後の粒径rは、第3粒径S3である。第2分布データD2が選択された場合、加熱後の粒径rは、第4粒径S4である。 Hereinafter, an example of a method for estimating the metal temperature of the turbine member M based on the amount of change in the particle size of the γ ′ phase from before heating to after heating will be described. In the following description, the particle diameter (initial particle diameter) of the γ ′ phase before heating of the turbine member M, which is a nickel-based alloy part, is r 0 , the particle diameter of the γ ′ phase after heating is r, and the gas turbine 1 Let t be the operation time (heating time). The particle diameter (initial particle diameter) r 0 of the γ ′ phase before heating corresponds to the above-mentioned initial particle diameter S1 or initial particle diameter S2. When the first distribution data D1 is selected, the initial particle size r 0 is the initial particle size S1. If the second distribution data D2 is selected, the initial particle size r 0 is the initial particle size S2. Further, the particle size r of the γ ′ phase after heating corresponds to the above-described third particle size S3 or fourth particle size S4. When the first distribution data D1 is selected, the particle size r after heating is the third particle size S3. When the second distribution data D2 is selected, the particle size r after heating is the fourth particle size S4.
例えば特許第4440124号公報に開示されているように、γ’相が析出されているニッケル基合金が加熱されたとき、
r3−r0 3=kt …(1)
k=C・exp(−Q/RT)/T …(2)
の条件が満たされる。kは、実験的に求められる比例定数であり、γ’相の粗大化速度に相当する。kは、タービン部材Mの各種材料ごとに定まる値である。
For example, as disclosed in Japanese Patent No. 4440124, when the nickel-based alloy on which the γ ′ phase is precipitated is heated,
r 3 −r 0 3 = kt (1)
k = C · exp (−Q / RT) / T (2)
The conditions are satisfied. k is a proportionality constant obtained experimentally and corresponds to the coarsening rate of the γ ′ phase. k is a value determined for each material of the turbine member M.
(2)式に示すように、比例定数k(γ’相の粗大化速度)は、温度依存性を有する。γ’相の粒径(r3−r0 3)は、温度毎に時間に比例する。定数C及び定数Qは、例えば700℃以上1000℃以下において長時間の加熱試験を実施し、メタル温度Tと加熱時間tと粒径の変化量との関係に基づいて求めることができる。定数C及び定数Qが決定されることにより、温度推定式である(1)式が導出される。 As shown in the equation (2), the proportionality constant k (the coarsening rate of the γ ′ phase) has temperature dependence. The particle size (r 3 −r 0 3 ) of the γ ′ phase is proportional to time for each temperature. The constant C and the constant Q can be obtained based on the relationship between the metal temperature T, the heating time t, and the amount of change in particle size by conducting a long-time heating test at, for example, 700 ° C. to 1000 ° C. By determining the constant C and the constant Q, the equation (1) that is a temperature estimation equation is derived.
図9は、(1)式の一例を示すグラフであって、タービン部材Mを加熱した加熱時間tと、γ’相の粒径(r3−r0 3)との関係を示す。横軸は、加熱時間tである。縦軸は、加熱前のγ’相の粒径r0の3乗と加熱後のγ’相の粒径rの3乗との差を示す。図9において、ラインLaは、メタル温度Tが温度Taのときのr3−r0 3と加熱時間tとの関係を示す。温度Taは、例えば750℃である。ラインLbは、メタル温度Tが温度Tbのときのr3−r0 3と加熱時間tとの関係を示す。温度Tbは、例えば800℃である。ラインLcは、メタル温度Tが温度Tcのときのr3−r0 3と加熱時間tとの関係を示す。温度Tcは、例えば850℃である。 FIG. 9 is a graph showing an example of the formula (1), and shows the relationship between the heating time t for heating the turbine member M and the particle size (r 3 −r 0 3 ) of the γ ′ phase. The horizontal axis is the heating time t. The vertical axis represents the difference between the cube of the particle diameter r 0 of the γ ′ phase before heating and the cube of the particle diameter r of the γ ′ phase after heating. In FIG. 9, line La shows the relationship between r 3 -r 0 3 and heating time t when the metal temperature T is the temperature Ta. The temperature Ta is 750 ° C., for example. Line Lb shows the relationship between r 3 -r 0 3 and heating time t when metal temperature T is temperature Tb. The temperature Tb is, for example, 800 ° C. Line Lc shows the relationship between r 3 -r 0 3 and heating time t when metal temperature T is temperature Tc. The temperature Tc is, for example, 850 ° C.
(1)式及び(2)式を用いれば、一定時間加熱したタービン部材Mのメタル温度を、γ’相の粒径(r3−r0 3)と加熱時間tとに基づいて求めることができる。 If the equations (1) and (2) are used, the metal temperature of the turbine member M heated for a certain time can be obtained based on the particle size (r 3 -r 0 3 ) of the γ ′ phase and the heating time t. it can.
以上説明したように、本実施形態によれば、加熱前粒径分布データBD及び加熱後粒径分布データADを導出し、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとを比較した結果に基づいて、加熱後のタービン部材Mのメタル温度Trを推定するため、メタル温度Trが低い場合でも、タービン部材Mのメタル温度を精確に推定することができる。 As described above, according to the present embodiment, the particle size distribution data BD before heating and the particle size distribution data AD after heating are derived, and the particle size distribution data BD before heating and the particle size distribution data AD after heating are compared. Since the metal temperature Tr of the turbine member M after heating is estimated based on the result, the metal temperature of the turbine member M can be accurately estimated even when the metal temperature Tr is low.
すなわち、γ’相の粒径の変化量に基づいてメタル温度Trを推定する場合、ニッケル基合金に含まれるγ’相の平均粒径の変化量に基づいてメタル温度Trを推定しようとすると、初期粒径(r0)から加熱後の粒径(r)までの変化量が小さい場合、十分な精度でメタル温度Trを推定できない可能性がある。例えば、メタル温度が800℃よりも低い場合、初期粒径(r0)と加熱後の粒径(r)との差が小さい可能性が高い。そのため、γ’相の平均粒径の変化量に基づいてメタル温度Trを推定しようとすると、十分な精度でメタル温度Trを推定できない可能性がある。 That is, when estimating the metal temperature Tr based on the change amount of the particle diameter of the γ ′ phase, when trying to estimate the metal temperature Tr based on the change amount of the average particle diameter of the γ ′ phase contained in the nickel-based alloy, When the amount of change from the initial particle size (r 0 ) to the particle size (r) after heating is small, the metal temperature Tr may not be estimated with sufficient accuracy. For example, when the metal temperature is lower than 800 ° C., there is a high possibility that the difference between the initial particle size (r 0 ) and the particle size (r) after heating is small. Therefore, if the metal temperature Tr is to be estimated based on the amount of change in the average particle size of the γ ′ phase, the metal temperature Tr may not be estimated with sufficient accuracy.
例えば、タービン部材Mがガスタービン1の後方段の動翼又は静翼の場合、運転時のメタル温度Trが800℃よりも低いことが多く、設計時のメタル温度を満足しているかどうかを確認するためには、より低いメタル温度Trでも温度推定する必要がある。 For example, when the turbine member M is a moving blade or stationary blade at the rear stage of the gas turbine 1, the metal temperature Tr during operation is often lower than 800 ° C, and it is confirmed whether the metal temperature during design is satisfied. In order to achieve this, it is necessary to estimate the temperature even at a lower metal temperature Tr.
本実施形態によれば、γ’相の粒径が小さいほどその粒径の変化量が温度変化に敏感であることを利用して、第1粒径S1で個数が最大値K1となる第1分布データD1と第2粒径S2で個数が最大値K2となる第2分布データD2とを含む加熱前粒径分布データBDを導出し、その加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとを比較する。これにより、メタル温度Trが低い場合でも、タービン部材Mのメタル温度Trを精確に推定することができる。すなわち、メタル温度Trが低く、粒径の変化量が小さい可能性が高い場合、粒径の変化量が大きくなる第1分布データD1及び第3分布データD3を利用することによって、メタル温度Trが低い場合でも、タービン部材Mのメタル温度Trを精確に推定することができる。 According to the present embodiment, the smaller the particle size of the γ ′ phase, the more sensitive the change amount of the particle size is to the temperature change, so that the number of the first particle size S1 becomes the maximum value K1. The pre-heating particle size distribution data BD including the distribution data D1 and the second distribution data D2 having the maximum number K2 in the second particle size S2 is derived, and the pre-heating particle size distribution data BD and the post-heating particle size distribution are derived. Compare with data AD. Thereby, even when the metal temperature Tr is low, the metal temperature Tr of the turbine member M can be accurately estimated. That is, when the metal temperature Tr is low and there is a high possibility that the change amount of the particle size is small, the metal temperature Tr is calculated by using the first distribution data D1 and the third distribution data D3 that increase the change amount of the particle size. Even when the temperature is low, the metal temperature Tr of the turbine member M can be accurately estimated.
また、メタル温度Trが低く、粒径の変化量が小さい場合、第1分布データD1を選択し、メタル温度Trが高く、粒径の変化量が大きい場合、第2分布データD2を選択することで、メタル温度Trが低い場合のみならず、メタル温度Trが高い場合でも、タービン部材Mのメタル温度Trを精確に推定することができる。 When the metal temperature Tr is low and the change amount of the particle size is small, the first distribution data D1 is selected. When the metal temperature Tr is high and the change amount of the particle size is large, the second distribution data D2 is selected. Thus, the metal temperature Tr of the turbine member M can be accurately estimated not only when the metal temperature Tr is low but also when the metal temperature Tr is high.
図7及び図8を参照して説明したように、メタル温度Trに応じて、加熱後粒径分布データADは変化する。加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとの比較において、第1分布データD1の第1粒径S1と第3分布データD3の第3粒径S3との比較、及び第2分布データD2の第2粒径S2と第4分布データD4の第4粒径S4との比較を行うことによって、第1分布データD1及び第2分布データD2の選択において、適切な選択を行うことができる。 As described with reference to FIGS. 7 and 8, the post-heating particle size distribution data AD changes according to the metal temperature Tr. In the comparison between the pre-heating particle size distribution data BD and the post-heating particle size distribution data AD, the comparison between the first particle size S1 of the first distribution data D1 and the third particle size S3 of the third distribution data D3, and the second By selecting the first distribution data D1 and the second distribution data D2 by making a comparison between the second particle size S2 of the distribution data D2 and the fourth particle size S4 of the fourth distribution data D4. Can do.
また、加熱前粒径分布データBDと加熱後粒径分布データADとの比較において、第3分布データD3の個数の最大値K3と第4分布データD4の個数の最大値K4との比較を行うことによっても、第1分布データD1及び第2分布データD2の選択において、適切な選択を行うことができる。 Further, in the comparison of the particle size distribution data BD before heating and the particle size distribution data AD after heating, the maximum value K3 of the number of the third distribution data D3 and the maximum value K4 of the number of the fourth distribution data D4 are compared. This also makes it possible to make an appropriate selection in selecting the first distribution data D1 and the second distribution data D2.
なお、上述の実施形態において、検出装置13を使って検出されるタービン部材Mは、実際にガスタービン1に使用されるタービン部材(所謂、実機)でもよいし、実機を模したタービン部材(所謂、レプリカ)でもよい。また、タービン部材は、実機であるガスタービン1に使用されることによって加熱されてもよいし、実機であるガスタービン1を模した加熱試験装置において加熱されてもよい。
In the above-described embodiment, the turbine member M detected using the
なお、上述の実施形態においては、加熱前粒径分布データBDが第1分布データD1及び第2分布データD2を有し、2つのピーク値を有することとした。加熱前粒径分布データBDが3つ以上の任意の数のピーク値を有してもよい。同様に、加熱後粒径分布データADが3つ以上の任意の数のピーク値を有してもよい。 In the above-described embodiment, the pre-heating particle size distribution data BD has the first distribution data D1 and the second distribution data D2, and has two peak values. The pre-heating particle size distribution data BD may have any number of peak values of three or more. Similarly, the post-heating particle size distribution data AD may have an arbitrary number of peak values of three or more.
1 ガスタービン
2 圧縮機
3 燃焼器
4 タービン部
5 回転軸
6 発電機
7 タービン静翼
8 タービン動翼
9 分割環
10 車室
11 温度推定装置
12 制御装置
13 検出装置
14 記憶装置
15 表示装置
AD 加熱後粒径分布データ
ADH 加熱後粒径分布データ
ADL 加熱後粒径分布データ
BD 加熱前粒径分布データ
D1 第1分布データ
D2 第2分布データ
D3 第3分布データ
D3H 第3分布データ
D3L 第3分布データ
D4 第4分布データ
D4H 第4分布データ
D4L 第4分布データ
K1 個数
K2 個数
K3 個数
K3H 個数
K3L 個数
K4 個数
K4H 個数
K4L 個数
M タービン部材
S1 第1粒径
S2 第2粒径
S3 第3粒径
S3H 第3粒径
S3L 第3粒径
S4 第4粒径
S4H 第4粒径
S4L 第4粒径
Δa 差
ΔaH 差
ΔaL 差
Δb 差
ΔbH 差
ΔbL 差
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
加熱前の前記タービン部材中に含まれるγ’相を検出することと、
前記加熱前の検出の結果に基づいて、第1粒径を含み前記第1粒径においてその個数が最大となる第1分布データ、及び前記第1粒径よりも大きい第2粒径を含み前記第2粒径においてその個数が最大となる第2分布データを有し、前記加熱前のγ’相の粒径とその粒径のγ’相の単位面積当たりの個数との関係を示す加熱前粒径分布データを導出することと、
加熱後の前記タービン部材中に含まれるγ’相を検出することと、
前記加熱後の検出の結果に基づいて、前記加熱後のγ’相の粒径とその粒径のγ’相の単位面積当たりの個数との関係を示す加熱後粒径分布データを導出することと、
前記加熱前粒径分布データと前記加熱後粒径分布データとを比較することと、
前記比較の結果に基づいて、加熱後の前記タービン部材の温度を推定することと、
を含むタービン部材の温度推定方法。 A temperature estimation method for a turbine member including a nickel-based alloy,
Detecting a γ ′ phase contained in the turbine member before heating;
Based on the result of the detection before heating, the first distribution data including the first particle size and the number of the first particle size being the largest, and the second particle size larger than the first particle size Before the heating, which has the second distribution data in which the number is the maximum in the second particle size, and shows the relationship between the particle size of the γ ′ phase before heating and the number of the γ ′ phase per unit area of the particle size Deriving particle size distribution data;
Detecting a γ ′ phase contained in the turbine member after heating;
Deriving particle size distribution data after heating indicating the relationship between the particle size of the γ ′ phase after heating and the number of the γ ′ phase per unit area of the particle size based on the detection result after heating. When,
Comparing the pre-heating particle size distribution data with the post-heating particle size distribution data;
Based on the result of the comparison, estimating the temperature of the turbine member after heating;
The temperature estimation method of the turbine member containing this.
前記選択された一方の分布データに基づいて前記温度を推定することと、
を含む請求項1に記載のタービン部材の温度推定方法。 Selecting one of the first distribution data and the second distribution data based on the result of the comparison;
Estimating the temperature based on the selected one distribution data;
The temperature estimation method of the turbine member according to claim 1, comprising:
前記比較は、
前記第1分布データの前記第1粒径と、前記第3分布データの前記個数が最大となる第3粒径とを比較することと、
前記第2分布データの前記第2粒径と、前記第4分布データの前記個数が最大となる第4粒径とを比較することと、
を含む請求項2に記載のタービン部材の温度推定方法。 The post-heating particle size distribution data has third distribution data changed from the first distribution data by the heating, and fourth distribution data changed from the second distribution data,
The comparison is
Comparing the first particle size of the first distribution data with a third particle size that maximizes the number of the third distribution data;
Comparing the second particle size of the second distribution data with the fourth particle size that maximizes the number of the fourth distribution data;
The temperature estimation method of the turbine member of Claim 2 containing these.
前記比較は、
前記第3分布データの前記個数の最大値と、前記第4分布データの前記個数の最大値とを比較すること、
を含む請求項2に記載のタービン部材の温度推定方法。 The post-heating particle size distribution data has third distribution data changed from the first distribution data by the heating, and fourth distribution data changed from the second distribution data,
The comparison is
Comparing the maximum value of the number of the third distribution data with the maximum value of the number of the fourth distribution data;
The temperature estimation method of the turbine member of Claim 2 containing these.
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