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JP7273683B2 - Defect Tolerance Evaluation Apparatus and Defect Tolerance Evaluation Method - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、欠陥許容評価装置および欠陥許容評価方法に関する。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to a defect tolerance evaluation apparatus and a defect tolerance evaluation method.

原子力発電設備の高経年化や寿命延長が進み経年劣化事象の発現リスクが高まる中、その対応は重要性を増している。発電設備の安定運転や稼働率の向上は、発電施設全体の効率利用や電力の安定供給の観点で重要である。 As the aging of nuclear power generation facilities and the extension of their lifespan progress, the risk of occurrence of aging degradation events is increasing, and it is becoming more important to deal with it. Stable operation and improvement of availability of power generation facilities are important from the viewpoint of efficient utilization of power generation facilities as a whole and stable supply of electric power.

従来、機器や構造物等の検査により経年劣化に伴う欠陥指示が検出された場合の健全性評価では、欠陥の寸法測定(サイジング)を行い、その結果を基に欠陥評価を実施する。そして、欠陥評価の結果に基づき、継続運転や補修、交換等の判断がなされる。このプロセスでは、欠陥評価から判断までに要する期間は、発電設備全体を停止し続けることになる。更に、追加の検査や補修、交換等の工事を伴う場合には、工事に必要となる物理的な準備や許認可対応等に係る期間を要し、停止期間は更に長期に亘る場合もある。 Conventionally, in the soundness evaluation when defect indications due to aging deterioration are detected by inspection of equipment, structures, etc., the dimension measurement (sizing) of the defect is performed, and the defect evaluation is performed based on the result. Then, based on the result of the defect evaluation, a decision is made as to whether to continue operation, repair, replace, or the like. In this process, the entire power generation facility continues to be stopped during the period required from defect evaluation to judgment. Furthermore, when construction such as additional inspections, repairs, and replacements is required, it takes time for the physical preparations required for the construction work and for approvals and approvals, and the suspension period may extend even longer.

特開2002-062901号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-062901

従来は、検出した欠陥のサイジング結果を含め必要となる各種のインプットパラメータの整備や応力解析に始まり、評価の実施、評価結果の分析を行なった上で、対象となる機器・構造物の補修・交換等の対応の判断、運転継続の有無の判断がなされることになる。この結論が出されるまでは、設備全体の停止期間が継続し、長期に亘ることもあった。 Conventionally, starting with preparation of necessary input parameters including sizing results of detected defects, stress analysis, implementation of evaluation, analysis of evaluation results, repair and maintenance of target equipment and structures. A decision is made as to whether to take measures such as replacement, and whether or not to continue the operation. Until this conclusion was drawn, the outage period of the entire facility continued, sometimes for a long time.

本発明の実施形態は、このような課題に鑑みてなされたものであり、欠陥が検出された場合の対応についての判断が迅速に行なえるような欠陥許容評価装置および欠陥許容評価方法を提供することを目的とする。 The embodiments of the present invention have been made in view of such problems, and provide a defect tolerance evaluation apparatus and a defect tolerance evaluation method that can quickly determine how to respond when a defect is detected. for the purpose.

上述の目的を達成するため、本実施形態に係る欠陥許容評価装置は、評価対象部位において想定する初期欠陥の寸法を順次設定する欠陥寸法設定部と、前記初期欠陥の寸法に基づいて欠陥進展量を算出する欠陥進展量算出部と、所定の許容欠陥寸法への到達を判定する判定部と、順次設定された前記初期欠陥の寸法と前記所定の許容欠陥寸法への到達時間である許容欠陥寸法到達時間との関係を示す欠陥許容マップを作成する欠陥許容マップ作成部と、当初運転計画を記憶する当初運転計画記憶部と、欠陥が検出された場合の対応として想定される想定ケースを収納する想定ケースデータベースと、前記初期欠陥の寸法に基づいて前記欠陥許容マップを用いて前記許容欠陥寸法到達時間を導出するとともに、前記当初運転計画記憶部に記憶された前記当初運転計画によるプラント運転期間終了時点までの計画残余時間を導出する残余時間導出部と、前記許容欠陥寸法到達時間および前記計画残余時間に基づいて前記想定ケースデータベースから想定ケースを抽出するケース抽出部と、前記想定ケースを構成する要素についてのコストデータを記憶する要素コストデータベースと、前記ケース抽出部によって抽出された前記想定ケースのそれぞれについて前記要素コストデータベースに収納された前記コストデータを用いて評価関数値を算出するケース評価部と、前記評価関数値に基づいて、前記ケース抽出部によって抽出された前記想定ケースの中から選択ケースを決定する選択ケース決定部と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the defect tolerance evaluation apparatus according to the present embodiment includes a defect size setting unit that sequentially sets the size of an initial defect assumed in an evaluation target portion, and a defect progress amount based on the size of the initial defect. a determination unit for determining whether a predetermined allowable defect size has been reached, and the size of the initial defect set in sequence and the allowable defect size which is the time to reach the predetermined allowable defect size. A defect tolerance map creation unit that creates a defect tolerance map showing the relationship with the arrival time, an initial operation plan storage unit that stores the initial operation plan, and an assumed case that is assumed as a response when a defect is detected. Using the assumed case database and the defect tolerance map based on the dimensions of the initial defect, the time to reach the allowable defect size is derived, and the plant operation period ends according to the initial operation plan stored in the initial operation plan storage unit. A remaining time derivation unit for deriving a planned remaining time up to a point in time; a case extracting unit for extracting an assumed case from the assumed case database based on the allowable defect size reaching time and the planned remaining time; an element cost database that stores cost data about elements; and a case evaluation unit that calculates an evaluation function value using the cost data stored in the element cost database for each of the hypothetical cases extracted by the case extraction unit. and a selected case determination unit that determines a selected case from among the assumed cases extracted by the case extraction unit based on the evaluation function value.

また、本実施形態に係る欠陥許容評価方法は、評価対象部位において想定する初期欠陥の寸法を順次設定する初期欠陥寸法設定ステップと、前記初期欠陥の寸法に基づいて欠陥進展量を算出する欠陥進展量算出ステップと、所定の欠陥サイズへの到達を判定し、到達していないときは前記欠陥進展量算出ステップを繰り返す判定ステップと、順次設定された前記初期欠陥の寸法と前記所定の欠陥サイズへの到達時間である許容欠陥寸法到達時間との関係を整理した欠陥許容マップを作成する欠陥許容マップ作成ステップと、前記初期欠陥の寸法に基づいて前記欠陥許容マップを用いて前記許容欠陥寸法到達時間を導出するとともに、当初運転計画記憶部に記憶された当初運転計画によるプラント運転期間終了時点までの計画残余時間を導出する残余時間導出ステップと、前記許容欠陥寸法到達時間および前記計画残余時間に基づいて想定ケースデータベースから想定ケースを抽出するケース抽出ステップと、前記ケース抽出ステップで抽出された前記想定ケースのそれぞれについて要素コストデータベースに収納されたコストータを用いて評価関数値を算出するケース評価ステップと、前記評価関数値に基づいて、前記ケース抽出ステップで抽出された前記想定ケースの中から選択ケースを決定する選択ケース決定ステップと、を有することを特徴とする。

Further, the defect tolerance evaluation method according to the present embodiment includes an initial defect size setting step of sequentially setting the size of an initial defect assumed in an evaluation target portion, and a defect progress amount of calculating a defect progress amount based on the size of the initial defect. a determination step of determining whether a predetermined defect size has been reached and, if not, repeating the step of calculating the defect progress amount; a defect tolerance map creating step of creating a defect tolerance map that organizes the relationship between the allowable defect dimension arrival time that is the arrival time of the defect tolerance map, and the allowable defect dimension arrival time using the defect tolerance map based on the dimensions of the initial defect and a remaining time derivation step of deriving the planned remaining time until the end of the plant operation period according to the initial operation plan stored in the initial operation plan storage unit, and based on the allowable defect dimension reaching time and the planned remaining time a case extraction step of extracting hypothetical cases from the hypothetical case database, and a case evaluation step of calculating an evaluation function value for each of the hypothetical cases extracted by the case extraction step using the costars stored in the element cost database; and a selected case determination step of determining a selected case from the assumed cases extracted in the case extraction step based on the evaluation function value.

本発明の実施形態によれば、欠陥が検出された場合の対応についての判断が迅速に行なえるような欠陥許容評価装置および欠陥許容評価方法を提供することができる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a defect tolerance evaluation apparatus and a defect tolerance evaluation method that can quickly determine what to do when a defect is detected.

実施形態に係る欠陥許容評価装置の構成およびそのうちの欠陥許容マップ作成装置の構成を示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows the structure of the defect tolerance evaluation apparatus which concerns on embodiment, and the structure of the defect tolerance map preparation apparatus of them. 実施形態に係る欠陥許容評価装置の評価対象部位の初期欠陥を説明する概念的断面図である。It is a conceptual cross-sectional view explaining an initial defect of an evaluation target portion of the defect tolerance evaluation apparatus according to the embodiment. 実施形態に係る欠陥許容評価装置の評価対象部位の初期欠陥を説明する概念的な図2のIII-III線矢視断面図である。3 is a conceptual cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2 for explaining an initial defect of an evaluation target portion of the defect tolerance evaluation apparatus according to the embodiment; FIG. 実施形態に係る欠陥許容評価方法の全体的な手順を示すフロ―図である。FIG. 2 is a flow chart showing the overall procedure of the defect tolerance evaluation method according to the embodiment; 実施形態に係る欠陥許容評価方法のうち欠陥許容マップ作成ステップの具体的な手順を示すフロ―図である。FIG. 4 is a flow diagram showing a specific procedure of a defect tolerance map creating step in the defect tolerance evaluation method according to the embodiment; 実施形態に係る欠陥許容評価装置による初期欠陥のアスペクト比をパラメータとした、時間と初期欠陥寸法との関係を示す欠陥進展解析結果を示すグラフであり、初期欠陥深さが1mmの場合を示す。10 is a graph showing defect progress analysis results showing the relationship between time and initial defect size with the aspect ratio of the initial defect as a parameter by the defect tolerance evaluation apparatus according to the embodiment, showing the case where the initial defect depth is 1 mm. 実施形態に係る欠陥許容評価装置による初期欠陥のアスペクト比をパラメータとした、時間と初期欠陥寸法との関係を示す欠陥進展解析結果を示すグラフであり、初期欠陥深さが2mmの場合を示す。FIG. 10 is a graph showing a defect progress analysis result showing the relationship between time and initial defect size with the aspect ratio of the initial defect as a parameter by the defect tolerance evaluation apparatus according to the embodiment, showing the case where the initial defect depth is 2 mm. 実施形態に係る欠陥許容評価装置による初期欠陥のアスペクト比をパラメータとした、時間と初期欠陥寸法との関係を示す欠陥進展解析結果を示すグラフであり、初期欠陥深さが5mmの場合を示す。10 is a graph showing the results of defect progress analysis showing the relationship between time and initial defect size with the aspect ratio of the initial defect as a parameter by the defect tolerance evaluation apparatus according to the embodiment, showing the case where the initial defect depth is 5 mm. 実施形態に係る欠陥許容評価装置による初期欠陥のアスペクト比をパラメータとした、時間と初期欠陥寸法との関係を示す欠陥進展解析結果を示すグラフであり、初期欠陥深さが10mmの場合を示す。FIG. 10 is a graph showing a defect progress analysis result showing the relationship between time and initial defect size with the aspect ratio of the initial defect as a parameter by the defect tolerance evaluation apparatus according to the embodiment, showing the case where the initial defect depth is 10 mm. 実施形態に係る欠陥許容評価装置による初期欠陥のアスペクト比をパラメータとした、時間と初期欠陥深さまたは初期欠陥半長との関係を示す欠陥許容マップである。4 is a defect tolerance map showing the relationship between time and initial defect depth or initial defect half-length, with the aspect ratio of the initial defect as a parameter by the defect tolerance evaluation apparatus according to the embodiment; 実施形態に係る欠陥許容評価装置による許容欠陥寸法到達時間をパラメータとした、初期欠陥深さと初期アスペクト比または初期欠陥半長との関係を示す欠陥許容マップである。4 is a defect tolerance map showing the relationship between an initial defect depth and an initial aspect ratio or an initial defect half-length, using the allowable defect size reaching time by the defect tolerance evaluation apparatus according to the embodiment as a parameter. 実施形態に係る欠陥許容評価装置のうちケース評価装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a case evaluation apparatus among the defect tolerance evaluation apparatuses which concern on embodiment. 実施形態に係る欠陥許容評価方法のうちケース評価ステップの具体的な手順を示すフロ―図である。FIG. 4 is a flow diagram showing a specific procedure of a case evaluation step in the defect tolerance evaluation method according to the embodiment; 実施形態に係るケース評価ステップのうち内挿処理ステップでの内挿処理の例を説明するグラフである。7 is a graph for explaining an example of interpolation processing in an interpolation processing step of the case evaluation step according to the embodiment; 実施形態に係るケース評価ステップのうち想定ケースの設定ステップでの想定ケースの例を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing an example of assumed cases in the assumed case setting step of the case evaluation step according to the embodiment; FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る欠陥許容評価装置および欠陥許容評価方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重畳する説明は省略する。ここで、本実施形態による欠陥許容評価の対象とする構造物としては、たとえば、原子力発電設備の機器、部材であり、沸騰水型軽水炉では、再循環系配管等の原子炉冷却材圧力バウンダリを構成する構造物や、炉心シュラウドなどの炉内構造物などであるが、原子力発電設備のその他の機器や構造物の部位でもよい。また、原子力発電設備に限定されるものではなく、他の発電設備などの構造物を対象とすることも可能である。 A defect tolerance evaluation apparatus and a defect tolerance evaluation method according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, portions that are the same or similar to each other are denoted by common reference numerals, and overlapping explanations are omitted. Here, the structures to be subjected to the defect tolerance evaluation according to this embodiment are, for example, equipment and members of nuclear power generation facilities. These include structures that make up the core, core internal structures such as a core shroud, and the like, but they may also be parts of other equipment or structures of a nuclear power plant. Moreover, it is not limited to nuclear power generation facilities, and can also target structures such as other power generation facilities.

図1は、実施形態に係る欠陥許容評価装置の構成およびそのうちの欠陥許容マップ作成装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a defect tolerance evaluation device according to an embodiment and the configuration of a defect tolerance map creation device thereof.

欠陥許容評価装置10は、欠陥許容マップ作成装置100およびケース評価装置200を有する。欠陥許容評価装置10は、たとえば、計算機システムであるが、以下に説明する各要素の全て、あるいはその一部を個別の装置で実現してもよい。 The defect tolerance evaluation device 10 has a defect tolerance map creation device 100 and a case evaluation device 200 . The defect tolerance evaluation device 10 is, for example, a computer system, but all or part of each element described below may be realized by separate devices.

以下、まず、欠陥許容マップ作成装置100について説明する。ケース評価装置200については、後述する。 First, the defect tolerance map creating apparatus 100 will be described below. The case evaluation device 200 will be described later.

欠陥許容マップ作成装置100は、たとえば、原子炉施設で、構造物に欠陥が発見されたときに、その影響評価を行う場合、その評価期間が自動的にプラントの停止期間となるような状況を避けるために、あらかじめ、各種の欠陥の規模に対しての許容残余時間を算出し欠陥許容マップを整備しておくための装置である。 For example, in a nuclear reactor facility, when a defect is found in a structure, the defect tolerance map creating apparatus 100 automatically adjusts the situation such that the evaluation period becomes the plant shutdown period when the impact evaluation is performed. In order to avoid this, it is an apparatus for calculating in advance the allowable remaining time with respect to the scale of various defects and preparing a defect allowance map.

欠陥許容マップ作成装置100は、欠陥許容評価演算部110、欠陥許容評価記憶部120、欠陥許容評価入力部130、欠陥許容評価制御部140、欠陥許容評価出力部150を有する。 The defect tolerance map creating apparatus 100 has a defect tolerance evaluation calculation section 110 , a defect tolerance evaluation storage section 120 , a defect tolerance evaluation input section 130 , a defect tolerance evaluation control section 140 and a defect tolerance evaluation output section 150 .

欠陥許容評価演算部110は、欠陥寸法設定部111、応力拡大係数算出部112、欠陥進展量算出部113、判定部114、欠陥許容マップ作成部115、詳細解析部116を有する。 The defect tolerance evaluation calculation unit 110 has a defect size setting unit 111 , a stress intensity factor calculation unit 112 , a defect growth amount calculation unit 113 , a determination unit 114 , a defect tolerance map creation unit 115 and a detailed analysis unit 116 .

欠陥寸法設定部111は、欠陥許容マップ作成装置100において欠陥許容マップ100a(図10、図11)を作成するために必要な複数の初期欠陥2(図2)を設定する。すなわち、欠陥許容マップ10aを作成するために必要な欠陥進展解析の初期条件としての複数の初期欠陥2を設定する。想定する初期欠陥の最小寸法は、炉内構造物では、例えば、目視試験による検査での検出限界寸法を考慮し、深さ1mm×長さ10mmなどの半楕円形状の周方向内表面欠陥とする。なお、明確な設定理由がある場合は異なる最小寸法でも良い。 The defect dimension setting unit 111 sets a plurality of initial defects 2 (FIG. 2) necessary for creating the defect tolerance map 100a (FIGS. 10 and 11) in the defect tolerance map creation device 100. FIG. That is, a plurality of initial defects 2 are set as initial conditions for defect progression analysis necessary for creating the defect tolerance map 10a. The assumed minimum size of the initial defect is, for example, a semi-elliptical inner surface defect in the circumferential direction with a depth of 1 mm and a length of 10 mm, considering the detection limit size in inspection by visual inspection. . If there is a clear reason for setting, different minimum dimensions may be used.

また、欠陥寸法設定部111は、これらの複数の初期欠陥2の中から順次選択して、欠陥許容マップ10aを作成するために必要な欠陥進展解析を順次行なうための繰り返しのステップにおいての初期条件としての初期欠陥2を設定する。さらに、欠陥寸法設定部111は、欠陥進展解析段階において、次のステップの新たな欠陥のたとえば寸法の設定などのモデル化を行なう。 In addition, the defect size setting unit 111 sequentially selects from the plurality of initial defects 2 and sets the initial condition in the repeated step for sequentially performing the defect progress analysis necessary for creating the defect tolerance map 10a. Set the initial defect 2 as . Further, the defect size setting unit 111 performs modeling such as setting of dimensions of a new defect in the next step in the defect progress analysis stage.

図2は、実施形態に係る欠陥許容評価装置10の評価対象部位1の初期欠陥2を説明する概念的断面図であり、図3は、図2のIII-III線矢視断面図である。 FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view for explaining an initial defect 2 of an evaluation target portion 1 of the defect tolerance evaluation apparatus 10 according to the embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.

ここで、評価対象部位1とは、評価対象がボルトやナットのようなパーツの場合、あるいは、原子炉圧力容器や炉心シュラウドなどの大型構造物の場合の特定の部位の場合の両者を含む。 Here, the part to be evaluated 1 includes both parts such as bolts and nuts, and specific parts of large structures such as reactor pressure vessels and core shrouds.

初期欠陥2は、特に変更しない限りは、その断面形状は、半楕円であるとする。但し、欠陥の形状は半楕円に限定されるものではなく、実際の欠陥の形状を踏まえて、技術的に適切なその他の形状としてもかまわない。半楕円の長さすなわち開口の入口の幅を2c、深さすなわち奥行きを“a”であるものとする。ここで、a/cを、欠陥についてのアスペクト比と呼ぶ。これらは、時間あるいは荷重付加の繰り返し回数の関数である。たとえば、深さ“a”が時間の関数であれば、a(t)とも記載できる。初期欠陥2の寸法は、したがって、時間T=0、あるいは繰り返し数n=0のときの値、たとえば深さであればa(0)であり、これを“a”と表記する。欠陥半長“c”についても同様に初期欠陥2の場合を“c”で表記する。設定した最小の初期欠陥寸法を基準に、初期欠陥2の深さ“a”、欠陥半長“c”、アスペクト比(a/c)等をパラメータとして、適切な初期欠陥2の寸法を適切な寸法間隔で設定する。 The cross-sectional shape of the initial defect 2 is assumed to be a semi-ellipse unless otherwise specified. However, the shape of the defect is not limited to a semi-ellipse, and may be any other technically appropriate shape based on the actual shape of the defect. Let the length of the semi-ellipse, ie, the width of the entrance of the opening, be 2c, and the depth, or depth, be "a". Here a/c is called the aspect ratio for the defect. These are functions of time or number of repetitions of loading. For example, if depth "a" is a function of time, it can also be written as a(t). The dimension of the initial defect 2 is therefore the value at time T=0 or the number of iterations n=0, eg, a(0) for the depth, which is denoted as "a 0 ". Regarding the defect half-length "c", the case of the initial defect 2 is similarly expressed as "c 0 ". Depth "a 0 " of the initial defect 2, defect half length "c 0 ", aspect ratio (a 0 /c 0 ), etc. of the initial defect 2 are used as parameters based on the set minimum initial defect size. Set dimensions at appropriate dimension intervals.

ここで、評価・判定に必要となる初期欠陥2の寸法の情報は、検査による実測ができない場合や、測定結果自体に多分な不確かさが含まれる場合、更に、深さや長さ、形状と言ったパラメータに不明なものが含まれる場合も想定される。このような場合には、利用可能な寸法情報を活用しつつ、評価対象部位1の状態や幾何学的形状、求められる機能、過去の実績等に基づき、保守的かつ技術的に適切と判断できる欠陥寸法を設定してもよい。 Here, the dimensional information of the initial defect 2 required for evaluation/judgment may include depth, length, and shape if actual measurement by inspection is not possible, or if the measurement results themselves contain considerable uncertainty. It is also assumed that unknown parameters are included in the parameters. In such a case, it can be judged conservatively and technically appropriate based on the condition and geometric shape of the evaluation target part 1, required functions, past performance, etc., while utilizing available dimensional information. A defect size may be set.

応力拡大係数算出部112は、応力拡大係数Kを算出する。欠陥に作用する応力拡大係数は、欠陥の寸法と、当該部に付与される外荷重や残留応力により算出される。応力拡大係数の算出方法としては、日本機械学会維持規格やASME Boiler & Pressure Vessel Code Section XIなどの規格基準に掲載されている簡易評価式、Raju&Newmanの式、あるいは影響関数法などの広く知られている簡易評価式を用いてもよい。あるいは、FEM(Finite Element Method)解析を用いて算出してもよい。 The stress intensity factor calculator 112 calculates a stress intensity factor K. FIG. The stress intensity factor acting on a defect is calculated from the dimension of the defect and the external load and residual stress applied to the relevant portion. As a method for calculating the stress intensity factor, widely known methods such as simple evaluation formulas listed in standards such as the maintenance standards of the Japan Society of Mechanical Engineers and ASME Boiler & Pressure Vessel Code Section XI, Raju & Newman formulas, and influence function methods are used. A simple evaluation formula may be used. Alternatively, it may be calculated using FEM (Finite Element Method) analysis.

応力拡大係数Kとしては、面内開口形のモードI、面内せん断形のモードII、および面外せん断形のモードIIIの3つのモードについてそれぞれ応力拡大係数Kが算出される。ただし、たとえば、これらの3つのモードを、モードIに集約しモードIで代表させるように安全側に設定してもよい。以下、モードIで代表させる場合を例にとって説明する。この場合、応力拡大係数Kは、応力拡大係数Kで表される。 As the stress intensity factor K, the stress intensity factor K is calculated for each of the three modes of the in-plane open mode I, the in-plane shear mode II, and the out-of-plane shear mode III. However, for example, these three modes may be consolidated into Mode I and set to the safe side so that Mode I is representative. A case represented by mode I will be described below as an example. In this case, the stress intensity factor K is represented by the stress intensity factor KI .

図2および図3に示すように、評価対象部位1に応力σが付加されているとする。各時点での深さaの欠陥についての応力拡大係数Kは、たとえば、次の式(1)で算出してもよい。 As shown in FIGS. 2 and 3, it is assumed that a stress σ0 is applied to the site 1 to be evaluated. The stress intensity factor K I for the defect of depth a at each time point may be calculated, for example, by the following equation (1).

応力拡大係数K=σ・(πa)1/2 ・・・(1)
欠陥進展量算出部113は、応力拡大係数算出部112により算出された応力拡大係数Kを用いて、欠陥進展量を算出する。
Stress intensity factor K I0 ·(πa) 1/2 (1)
The defect growth amount calculator 113 calculates the defect growth amount using the stress intensity factor KI calculated by the stress intensity factor calculator 112 .

評価対象部位1が、繰り返し荷重を受けている場合は、欠陥進展量は、たとえば、次の式(2)により得られる欠陥進展速度(da/dn)を積算することにより得られる。 When the evaluation target portion 1 receives a repeated load, the defect growth amount is obtained, for example, by accumulating the defect growth rate (da/dn) obtained by the following equation (2).

da/dn=C・(ΔK ・・・(2)
ここで、ΔKは、繰り返しの1サイクルにおける応力拡大係数Kの最大値から応力拡大係数Kの最小値を減じた値である。また、nはサイクルの回数、Cは、応力拡大係数幅に基づく算出結果から欠陥進展速度への換算定数、mは評価対象部位1の材料に依存するべき定数である。
da/dn=C 1 (ΔK I ) m (2)
Here, ΔKI is a value obtained by subtracting the minimum value of the stress intensity factor KI from the maximum value of the stress intensity factor KI in one repeated cycle. Also, n is the number of cycles, C1 is a conversion constant from the calculation result based on the stress intensity factor range to the defect growth rate, and m is a constant that should depend on the material of the evaluation target portion 1 .

評価対象部位1が、応力腐食割れ(SCC:Stress Corrosion Cracking)などの腐食環境にある場合は、欠陥進展量は、たとえば、次の式(3)により得られる欠陥進展速度(da/dt)を時間的に積分することにより得られる。一定の刻み時間あたりのき裂進展量を算出する場合には、刻み時間は任意としてよい。 When the evaluation target portion 1 is in a corrosive environment such as stress corrosion cracking (SCC), the defect growth rate is, for example, the defect growth rate (da/dt) obtained by the following equation (3). It is obtained by integrating over time. When calculating the crack growth amount per fixed step time, the step time may be arbitrary.

da/dt=C・K ・・・(3)
ここで、Cは、応力拡大係数に基づく算出結果から欠陥進展速度への換算定数、jは、評価対象部位1の材料に依存するべき定数である。
da/dt=C 2 ·K I j (3)
Here, C2 is a conversion constant from the calculation result based on the stress intensity factor to the defect growth rate, and j is a constant that should depend on the material of the evaluation target portion 1 .

判定部114は、欠陥進展量の算出にあたって、欠陥サイズが、許容判定基準値を超えたか否かの判定、初期欠陥寸法の全ケースの解析が終了したか否かの判定、詳細解析要ケースの指定の有無の判定を行う。欠陥サイズの判定は、たとえば、深さ“a”あるいは欠陥半長“c”が所定の値に到達しているか否かで判定する。その他の判定基準としては、評価対象部の断面から欠陥の面積を減じた残存面積や付与される応力、亀裂先端の応力拡大係数、などがある。 In calculating the defect progress amount, the determination unit 114 determines whether the defect size exceeds the allowable determination reference value, determines whether the analysis of all cases of the initial defect size has been completed, and determines whether the detailed analysis required case Determines whether or not it is specified. Determination of the defect size is made, for example, by determining whether or not the depth "a" or the defect half length "c" has reached a predetermined value. Other criteria include the remaining area obtained by subtracting the area of the defect from the cross section of the part to be evaluated, the applied stress, the stress intensity factor at the tip of the crack, and the like.

欠陥許容マップ作成部115は、欠陥進展量算出部113により、各初期欠陥寸法についての欠陥進展量の算出結果に基づいて、欠陥許容マップ100a(図10、図11)を作成する。 The defect tolerance map creation unit 115 creates the defect tolerance map 100a (FIGS. 10 and 11) based on the defect evolution amount calculation result for each initial defect size by the defect evolution amount calculation unit 113. FIG.

詳細解析部116は、判定部114が、詳細解析要ケースの指定が有りと判定した場合に、指定されたケースについて、詳細解析を実施することを基本とする。すなわち、詳細解析部116は、規格に準じた簡易的な評価方法に加えて、有限要素法による詳細解析や確率論的破壊力学評価等を併用した解析を行い、欠陥許容評価の保守性や継続運転での安全性に対する尤度等の評価結果を提供する。この結果は、後述するケース評価ステップS40(図13)において、詳細解析部116が示した保守性や安全性に対する尤度に応じて、最適な継続運転の期間や次回以降の検査計画、保全の方法、タイミング等を設定する際に用いることができる。なお、詳細解析部116は、簡易的な評価方法に代えて、有限要素法による詳細解析や確率論的破壊力学評価等の解析により先述の欠陥許容評価を直接行い、欠陥許容マップを作成することもできる。 When the determination unit 114 determines that a detailed analysis required case is specified, the detailed analysis unit 116 basically performs detailed analysis on the specified case. That is, the detailed analysis unit 116 performs analysis using a combination of detailed analysis by the finite element method, probabilistic fracture mechanics evaluation, etc., in addition to a simple evaluation method according to the standard, and analyzes the conservativeness and continuation of the defect tolerance evaluation. Provides evaluation results such as the likelihood of driving safety. In the case evaluation step S40 (FIG. 13), which will be described later, this result is used in accordance with the likelihood of maintainability and safety indicated by the detailed analysis unit 116, and the optimum duration of continuous operation, the next and subsequent inspection plans, and maintenance plans. It can be used when setting methods, timings, and the like. In addition, the detailed analysis unit 116 directly performs the above-mentioned defect tolerance evaluation by analysis such as detailed analysis by the finite element method and probabilistic fracture mechanics evaluation instead of a simple evaluation method, and creates a defect tolerance map. can also

欠陥許容評価記憶部120は、材料特性記憶部121、パラメータ記憶部122、欠陥進展量記憶部123、欠陥許容マップデータ収納部124、および詳細解析要ケースデータ記憶部125を有する。 The defect tolerance evaluation storage unit 120 has a material property storage unit 121 , a parameter storage unit 122 , a defect progress amount storage unit 123 , a defect tolerance map data storage unit 124 , and a detailed analysis required case data storage unit 125 .

材料特性記憶部121は、評価対象部位1として想定される材料の機械的強度、弾性係数、ポアソン比、式(2)および式(3)で示した定数などの材料特性データを記憶する。 The material property storage unit 121 stores material property data such as the mechanical strength, elastic modulus, Poisson's ratio, and constants given by the formulas (2) and (3) of the material assumed to be the evaluation target part 1 .

パラメータ記憶部122は、初期欠陥2の寸法データ、欠陥サイズの許容判定基準値、評価対象部位1に付加される応力σの時間的な経緯等を記憶する。 The parameter storage unit 122 stores the dimensional data of the initial defect 2, the permissible criterion value of the defect size, the time course of the stress σ0 applied to the evaluation target portion 1, and the like.

欠陥進展量記憶部123は、欠陥進展量算出部113により算出された欠陥進展量の経緯データを、それぞれの初期欠陥2の寸法ごとに記憶する。すなわち、初期欠陥2の寸法(a,c,a/c)ごとの欠陥寸法(a,c)のtまたはnの変化に対する変化のデータ、たとえば、(a(t),c(t))あるいは(a(n),c(n))を収納、記憶する。また、それぞれの初期欠陥2の寸法ごとに、設計上、欠陥寸法について許容する範囲の上限、たとえば欠陥寸法が深さ“a”の場合、深さ“a”が許容欠陥寸法“a”に到達する時間である許容欠陥寸法到達時間tを併せて記憶する。 The defect growth amount storage unit 123 stores history data of the defect growth amount calculated by the defect growth amount calculation unit 113 for each size of the initial defect 2 . That is, the data of the change of the defect size (a, c) for each size (a 0 , c 0 , a 0 /c 0 ) of the initial defect 2 with respect to the change of t or n, for example, (a (t), c ( t)) or (a(n), c(n)) is stored and stored. Also, for each size of each initial defect 2, the upper limit of the allowable range for the defect size in terms of design, e.g. The allowable defect dimension arrival time tS , which is the arrival time, is also stored.

欠陥許容マップデータ収納部124は、欠陥許容マップ作成部115が作成する欠陥許容マップ100a用のデータを収納、記憶する。また、欠陥許容マップデータ収納部124は、欠陥許容評価出力部150が表示する形態に応じた形式での出力用データも収納、記憶する。 The defect tolerance map data storage unit 124 stores and stores data for the defect tolerance map 100a created by the defect tolerance map creation unit 115. FIG. The defect tolerance map data storage unit 124 also stores and stores output data in a format corresponding to the format displayed by the defect tolerance evaluation output unit 150 .

ここで、欠陥許容の判定を迅速に行うための表示方法は、マップ形式のグラフに限定されない。例えば、欠陥寸法と許容される時間との関係を示す数値表の形式や関数の形式でもよい。関数の場合には、サイジングにより評価した欠陥寸法を入力することで欠陥許容により継続運転が可能な期間を精度良く瞬時に算出・表示することができる。また、その他の図の表示としては、欠陥寸法と継続運転が可能な期間を3次元的な応答曲線の形で表示しても良い。更に、視覚的にも精度的にもユーザーの利便性を向上させるために、これらの図表と関数形とを組合せてもよい。 Here, the display method for quickly determining defect tolerance is not limited to a map-type graph. For example, it may be in the form of a numerical table or function, which indicates the relationship between the defect size and the allowable time. In the case of functions, by inputting defect dimensions evaluated by sizing, it is possible to accurately and instantly calculate and display the period during which continuous operation is possible due to defect tolerance. In addition, as other diagrams, the defect size and the period during which continuous operation is possible may be displayed in the form of a three-dimensional response curve. Additionally, these charts and functional forms may be combined to improve user convenience, both visually and accurately.

詳細解析要ケースデータ記憶部125は、詳細解析要ケースについて、詳細解析部116が実施する解析の解析条件を収納、記憶する。また、詳細解析部116が実施した詳細解析の結果を収納、記憶する。なお、詳細解析要ケース解析条件は、詳細解析要ケース有りとの指定とともに、外部入力として欠陥許容評価入力部130が受け入れ、詳細解析要ケースデータ記憶部125は、詳細解析要ケース有りとの指定とともに収納、記憶する。 The detailed analysis required case data storage unit 125 stores and stores the analysis conditions for the analysis performed by the detailed analysis unit 116 for the detailed analysis required case. It also stores and stores the results of the detailed analysis performed by the detailed analysis unit 116 . In addition, the detailed analysis required case analysis condition is received by the defect tolerance evaluation input unit 130 as an external input together with the specification that the detailed analysis required case exists, and the detailed analysis required case data storage unit 125 specifies that the detailed analysis required case exists. Store and memorize together.

欠陥許容評価を効果的に実施するためには、欠陥許容評価に基づく継続運転の判断にあたり、評価結果の保守性や安全性に対する尤度を定量的に把握し示すことが有効である。また、この様な観点は、継続運転等の判断に許認可を伴う場合や、欠陥許容評価の手法と結果について、予め認可を取得するような場合にも有効である。このような付随する課題の解決方法として、決定論に基づく方法としては、規格に準じた簡易評価方法による評価の保守性を、FEM解析による詳細解析との比較により示す方法が考えられる。また、例えば、確率論に基づく評価方法として、確率論的破壊力学(Probabilistic Fracture Mechanism)評価を用いてもよい。この場合の欠陥許容の判定指標としては、対象とする機器や構造物の破壊や漏洩、機能喪失に至る確率として、上記に述べた図表や関数の形式にて表現することができる。 In order to effectively implement the defect tolerance evaluation, it is effective to quantitatively grasp and indicate the likelihood of conservativeness and safety of the evaluation results when deciding whether to continue operation based on the defect tolerance evaluation. Moreover, such a viewpoint is also effective in the case where permission is required for the determination of continued operation, etc., and in the case where permission is obtained in advance for the method and result of defect tolerance evaluation. As a method for solving such incidental problems, a method based on determinism is conceivable that shows the conservativeness of the evaluation by the simple evaluation method according to the standard by comparing it with the detailed analysis by FEM analysis. Also, for example, as an evaluation method based on probability theory, probabilistic fracture mechanics evaluation may be used. In this case, the defect tolerance determination index can be expressed in the form of the chart or function as the probability of destruction, leakage, or loss of function of the target device or structure.

欠陥許容評価入力部130は、欠陥許容マップ作成装置100にとって必要な外部データを外部から受け入れる。外部データとしては、材料特性記憶部121が記憶する材料特性データ、パラメータ記憶部122が記憶するパラメータ、詳細解析要ケースの指定等がある。 The defect tolerance evaluation input unit 130 accepts external data necessary for the defect tolerance map creating apparatus 100 from the outside. The external data includes material property data stored in the material property storage unit 121, parameters stored in the parameter storage unit 122, designation of cases requiring detailed analysis, and the like.

欠陥許容評価出力部150は、欠陥許容マップ作成部115により得られた欠陥許容マップ100a、詳細解析部116により得られた詳細解析結果等を出力する。 The defect tolerance evaluation output unit 150 outputs the defect tolerance map 100a obtained by the defect tolerance map creation unit 115, detailed analysis results obtained by the detailed analysis unit 116, and the like.

欠陥許容評価制御部140は、欠陥許容評価演算部110、欠陥許容評価記憶部120、欠陥許容評価入力部130、および欠陥許容評価出力部150の相互の情報の授受、およびそれぞれの進行についての、統括的な制御、管理を行う。 The defect tolerance evaluation control unit 140 exchanges information between the defect tolerance evaluation calculation unit 110, the defect tolerance evaluation storage unit 120, the defect tolerance evaluation input unit 130, and the defect tolerance evaluation output unit 150, General control and management.

図4は、実施形態に係る欠陥許容評価方法の全体的な手順を示すフロ―図である。欠陥許容評価方法は、欠陥許容マップ作成ステップS10、欠陥調査ステップS30、およびケース評価ステップS40を有する。 FIG. 4 is a flow chart showing the overall procedure of the defect tolerance evaluation method according to the embodiment. The defect tolerance evaluation method has a defect tolerance map creation step S10, a defect investigation step S30, and a case evaluation step S40.

図5は、実施形態に係る欠陥許容評価方法のうち欠陥許容マップ作成ステップS10の具体的な手順を示すフロ―図である。 FIG. 5 is a flow diagram showing a specific procedure of the defect tolerance map creation step S10 in the defect tolerance evaluation method according to the embodiment.

まず、評価対象部位1の選定を行う(ステップS11)。評価対象部位1は、これを指定する外部入力を、欠陥許容評価入力部130が読み込んで行う。なお、この際、一つの評価対象部位1ではなく複数の評価対象部位1を欠陥許容評価入力部130が読み込んで、それぞれの評価対象部位1について、以下の処理を行うことでもよい。 First, the site 1 to be evaluated is selected (step S11). The evaluation target portion 1 is read by the defect tolerance evaluation input unit 130 as an external input designating it. At this time, the defect tolerance evaluation input unit 130 may read not one evaluation target portion 1 but a plurality of evaluation target portions 1 and perform the following processing for each evaluation target portion 1 .

次に、初期欠陥2の寸法の設定を行う(ステップS12)。具体的には、欠陥寸法設定部111は、欠陥許容マップ100a(図10、図11)を作成するために必要な複数の初期欠陥2を設定する。その上で、欠陥寸法設定部111は、最初の段階の場合および後述するステップS17から戻った場合に、この複数の初期欠陥2の中から順次1つの初期欠陥2のケースを選んで、続くステップS13以降の演算の条件とする。 Next, the size of the initial defect 2 is set (step S12). Specifically, the defect dimension setting unit 111 sets a plurality of initial defects 2 necessary for creating the defect tolerance map 100a (FIGS. 10 and 11). Then, the defect size setting unit 111 sequentially selects one case of the initial defect 2 from among the plurality of initial defects 2 in the initial stage and when returning from step S17 described later, and the following step This is used as a condition for calculations after S13.

初期欠陥2の断面形状が図2に示したような半楕円であるとする場合は、長さ2cおよび深さaを設定する。また、初期欠陥2の断面形状を半楕円以外のものとする場合には、その形状を特定可能な代表寸法を設定する。 If the cross-sectional shape of the initial defect 2 is semi-elliptical as shown in FIG. 2, the length 2c and the depth a are set. Also, when the cross-sectional shape of the initial defect 2 is to be other than a semi-ellipse, a representative dimension that can specify the shape is set.

後述するように、最終的には欠陥許容マップ100aを作成するため、初期欠陥2の複数のケースについての解析を実施することから、初期欠陥2の長さ2cおよび深さaの設定の上で、それぞれの最小値と最大値、および変化させる幅の大きさを、欠陥許容評価入力部130が読み込んでおくことでもよい。あるいは、欠陥寸法設定部111が、独自に最小値と最大値、および変化させる幅の大きさを保有し、特別な指定がない限りは、その値を用いることでもよい。 As will be described later, in order to finally create the defect tolerance map 100a, since analysis is performed for a plurality of cases of the initial defect 2, the setting of the length 2c 0 and the depth a 0 of the initial defect 2 Above, the minimum and maximum values and the width to be changed may be read by the defect tolerance evaluation input unit 130 . Alternatively, the defect size setting unit 111 may have its own minimum and maximum values and the size of the width to be changed, and use those values unless otherwise specified.

次に、欠陥に作用する応力拡大係数Kの算出を行う(ステップS13)。具体的には、応力拡大係数算出部112が、欠陥2の形状寸法および評価対象部位1に作用する応力に基づいて、応力拡大係数Kを算出する。 Next, the stress intensity factor K acting on the defect is calculated (step S13). Specifically, the stress intensity factor calculator 112 calculates the stress intensity factor K based on the shape and size of the defect 2 and the stress acting on the evaluation target portion 1 .

応力拡大係数Kとしては、前述のように、面内開口形のモードI、面内せん断形のモードII、および面外せん断形のモードIIIの3つのモードについて、それぞれ応力拡大係数が算出され得るが、前述のように、安全側の評価、すなわち欠陥進展が厳しく評価される側になるようにモードIに集約し、モードIの応力拡大係数Kを用いてもよい。この場合、応力拡大係数Kは、式(1)による算出することができる。 As the stress intensity factor K, as described above, the stress intensity factor can be calculated for each of the three modes of the in-plane open mode I, the in-plane shear mode II, and the out-of-plane shear mode III. However, as described above, the stress intensity factor KI of mode I may be used by consolidating into mode I so that the evaluation is on the safe side, that is, the defect progression is evaluated severely. In this case, the stress intensity factor K I can be calculated by Equation (1).

次に欠陥進展量の算出を行う(ステップS14)。具体的には、欠陥進展量算出部113が、応力拡大係数算出部112により算出された応力拡大係数Kを用いて、欠陥進展量を算出する。評価対象部位1が、繰り返し荷重を受けている場合は、式(2)により欠陥進展速度(da/dn)が得られる。また、評価対象部位1が、SCC環境などの腐食環境にある場合は、式(3)により欠陥進展速度(da/dt)が得られる。 Next, the defect progress amount is calculated (step S14). Specifically, the defect growth amount calculation unit 113 calculates the defect growth amount using the stress intensity factor KI calculated by the stress intensity factor calculation unit 112 . When the evaluation target portion 1 receives a repeated load, the defect growth rate (da/dn) is obtained from the equation (2). Further, when the evaluation target portion 1 is in a corrosive environment such as an SCC environment, the defect growth rate (da/dt) is obtained from the equation (3).

次のステップの欠陥進展量は、式(2)により得られる欠陥進展速度(da/dn)の積算、あるいは、式(3)により得られる欠陥進展速度(da/dt)の時間積分により、それぞれ得ることができる。 The defect growth amount in the next step is obtained by integrating the defect growth rate (da/dn) obtained by equation (2), or by time integration of the defect growth rate (da/dt) obtained by equation (3). Obtainable.

次に欠陥進展後の欠陥のモデル化を行う(ステップS15)。すなわち、ステップS14で欠陥進展量算出部113が算出した次のステップの欠陥進展量に基づいて、欠陥寸法設定部111が、新たな欠陥寸法を設定する。 Next, modeling of the defect after defect development is performed (step S15). That is, the defect size setting unit 111 sets a new defect size based on the next step defect growth amount calculated by the defect growth amount calculation unit 113 in step S14.

次に、欠陥サイズが許容判定基準値を超えているか否かを判定する(ステップS16)。判定は、判定部114により行われる。判定部114が、欠陥サイズが許容判定基準値を超えていないと判定(ステップS16 NO)した場合は、ステップS13からステップS16を繰り返す。 Next, it is determined whether or not the defect size exceeds the allowable criterion value (step S16). Determination is performed by the determination unit 114 . When the determining unit 114 determines that the defect size does not exceed the allowable criterion value (step S16 NO), steps S13 to S16 are repeated.

判定部114が、欠陥サイズが許容判定基準値を超えていると判定(ステップS16 YES)した場合は、欠陥進展量の算出を停止するとともに、当該初期欠陥に関する欠陥進展量の算出結果は、欠陥許容評価記憶部120の欠陥進展量記憶部123に出力され、欠陥進展量記憶部123が収納、記憶する。なお、欠陥進展量の算出ステップごとにその結果が欠陥進展量記憶部123に出力され、欠陥進展量記憶部123が収納、記憶することでもよい。 When the determining unit 114 determines that the defect size exceeds the allowable criterion value (YES in step S16), the calculation of the defect progress amount is stopped, and the defect progress amount calculation result for the initial defect is the defect It is output to the defect progress amount storage unit 123 of the allowable evaluation storage unit 120, and the defect progress amount storage unit 123 accommodates and stores it. It should be noted that the results may be output to the defect progress amount storage unit 123 for each step of calculating the defect progress amount, and the defect progress amount storage unit 123 may store and store the results.

次に、判定部114が、初期欠陥寸法の全ケースが終了したか否かを判定する(ステップS17)。すなわち、欠陥寸法設定部111が設定した初期欠陥のケースのすべてについて、欠陥進展解析がなされた否かを、判定部114が判定する。判定部114が、初期欠陥寸法の全ケースは終了していないと判定(ステップS17 NO)した場合は、ステップS12の新たな初期欠陥の設定からステップS17までを繰り返す。 Next, the determination unit 114 determines whether or not all cases of the initial defect size have been completed (step S17). That is, the determination unit 114 determines whether or not the defect progress analysis has been performed for all the initial defect cases set by the defect size setting unit 111 . If the determination unit 114 determines that all cases of the initial defect size have not been completed (step S17 NO), the steps from step S12 to step S17 are repeated.

図6ないし図9は、実施形態に係る欠陥許容評価装置10の欠陥進展量算出部113による初期欠陥のアスペクト比をパラメータとした、時間と初期欠陥深さとの関係を示す欠陥進展解析結果を示すグラフであり、図6は初期欠陥深さaが1mmの場合、図7は初期欠陥深さaが2mmの場合、図8は初期欠陥深さaが5mmの場合、図9は初期欠陥深さaが10mmの場合を、それぞれ示す。それぞれ、横軸は、初期欠陥の状態の時点からの実時間、すなわち、荷重が付加された状態におかれている時間である。 FIGS. 6 to 9 show defect evolution analysis results showing the relationship between time and initial defect depth, using the aspect ratio of the initial defect as a parameter by the defect evolution amount calculator 113 of the defect tolerance evaluation apparatus 10 according to the embodiment. FIG. 6 shows the initial defect depth a0 of 1 mm, FIG. 7 shows the initial defect depth a0 of 2 mm, FIG. 8 shows the initial defect depth a0 of 5 mm, and FIG. A case where the defect depth a0 is 10 mm is shown. In each case, the horizontal axis represents the actual time from the time of the initial defect state, that is, the time during which the load is applied.

図6ないし図9のそれぞれにおいて、縦軸は、それぞれの時間における欠陥寸法であり、時間ゼロにおいては、初期欠陥深さ“a”であり、上限は、許容欠陥深さ“as”としている。 In each of FIGS. 6 to 9, the vertical axis is the defect size at each time, the initial defect depth “a 0 ” at time zero, and the upper limit is the allowable defect depth “as”. .

ここで、パラメータとした初期アスペクト比(a/c)については、0.1、0.2、0.5、1.0および2.0の場合を示している。 Here, the initial aspect ratio (a/c) used as a parameter is 0.1, 0.2, 0.5, 1.0 and 2.0.

図6ないし図9では、欠陥寸法が欠陥深さ“a”の場合を例にとって示したが、欠陥寸法が欠陥半長“c”の場合であってもよい。この場合は、上限は、許容欠陥深さ“as”に代えて許容欠陥半長“cs”とする。 In FIGS. 6 to 9, the defect dimension is the defect depth "a", but the defect dimension may be the defect half length "c". In this case, the upper limit is set to the allowable defect half length "cs" instead of the allowable defect depth "as".

次に、欠陥許容マップ作成部115が、欠陥許容マップ100aの作成を行う(ステップS18)。欠陥許容マップ作成部115は、欠陥進展量記憶部123に収納されている欠陥進展量データから、初期欠陥2の寸法(a,c,a/c)ごとに、それに関する許容欠陥寸法到達時間tを読み出して、欠陥許容マップ100a用のデータに再編集する。すなわち、(a,c,a/c,t)のセットが集積される。この結果は、欠陥許容マップデータ収納部124に収納、記憶される。 Next, the defect tolerance map creating unit 115 creates the defect tolerance map 100a (step S18). The defect allowable map creating unit 115 determines the allowable defect associated with each dimension (a 0 , c 0 , a 0 /c 0 ) of the initial defect 2 from the defect progress amount data stored in the defect progress amount storage unit 123. The dimension arrival time tS is read out and re-edited as data for the defect tolerance map 100a. That is, the set of (a 0 ,c 0 ,a 0 /c 0 ,t s ) is accumulated. This result is stored in the defect tolerance map data storage unit 124 .

再編集は、たとえば、初期欠陥のアスペクト比(a/c)をパラメータとして、初期欠陥の深さaあるいは欠陥半長cとそれに対応する許容欠陥寸法到達時間tとの組み合わせとして編集する。あるいは、許容欠陥寸法到達時間tをパラメータとして、アスペクト比(a/c)または初期欠陥の欠陥半長cとそれに対応する許容欠陥寸法到達時間tとの組み合わせとして編集することなどでもよい。 For example, the re-editing is performed by using the aspect ratio (a 0 /c 0 ) of the initial defect as a parameter, and as a combination of the initial defect depth a 0 or the defect half length c 0 and the corresponding allowable defect dimension reaching time tS To edit. Alternatively, by using the allowable defect size arrival time tS as a parameter, editing as a combination of the aspect ratio ( a0 / c0 ) or the defect half length c0 of the initial defect and the corresponding allowable defect size arrival time tS It's okay.

図10は、実施形態に係る欠陥許容評価装置10による初期欠陥のアスペクト比をパラメータとした許容欠陥寸法到達時間tと、欠陥深さaまたは欠陥半長cとの関係を示す欠陥進展解析結果を示す欠陥許容マップ100aである。横軸は、許容欠陥寸法到達時間tであり、縦軸は、初期欠陥2の欠陥深さaまたは欠陥半長cである。 FIG. 10 shows the relationship between the allowable defect size arrival time tS with the aspect ratio of the initial defect as a parameter and the defect depth a 0 or the defect half length c 0 by the defect tolerance evaluation apparatus 10 according to the embodiment. 10 is a defect tolerance map 100a showing analysis results; The horizontal axis is the allowable defect size arrival time tS , and the vertical axis is the defect depth a0 or the defect half length c0 of the initial defect 2. FIG.

たとえば、初期欠陥2の欠陥深さaと初期欠陥のアスペクト比(a/c)とが与えられたときに、この初期欠陥2の場合の許容欠陥寸法到達時間tを横軸の値として得ることができる。 For example, when the defect depth a 0 and the aspect ratio (a 0 /c 0 ) of the initial defect 2 are given, the allowable defect size arrival time tS for the initial defect 2 is represented by can be obtained as a value.

図11は、実施形態に係る欠陥許容評価装置10による許容欠陥寸法到達時間tをパラメータとした、欠陥深さaとアスペクト比(a/c)または欠陥半長cとの関係を示す欠陥進展解析結果を示す欠陥許容マップ100aである。 FIG. 11 shows the relationship between the defect depth a 0 and the aspect ratio (a 0 /c 0 ) or the defect half length c 0 with the allowable defect size arrival time tS by the defect tolerance evaluation apparatus 10 according to the embodiment as a parameter. is a defect tolerance map 100a showing a defect progress analysis result showing

横軸は、初期欠陥2の欠陥深さa、縦軸は、アスペクト比(a/c)または欠陥半長cである。許容欠陥寸法到達時間tがパラメータある。 The horizontal axis is the defect depth a 0 of the initial defect 2, and the vertical axis is the aspect ratio (a 0 /c 0 ) or the defect half length c 0 . The allowable defect dimension arrival time tS is a parameter.

横軸の欠陥深さaと、縦軸のアスペクト比(a/c)または欠陥半長cが与えられたときに、その交点位置の許容欠陥寸法到達時間tが得られる。 Given the defect depth a 0 on the horizontal axis and the aspect ratio (a 0 /c 0 ) or the defect half length c 0 on the vertical axis, the allowable defect size arrival time t S at the intersection position is obtained.

次に、詳細解析要ケースの指定があるか否かを判定する(ステップS19)。すなわち、判定部114は、詳細解析要ケースデータ記憶部125に詳細解析要ケースの指定が収納されているか否かを確認し、詳細解析要ケースの指定が収納されている場合は、指定ありと判定する。 Next, it is determined whether or not a detailed analysis required case is specified (step S19). That is, the determination unit 114 confirms whether or not the specification of the detailed analysis required case is stored in the detailed analysis required case data storage unit 125, and if the specification of the detailed analysis required case is stored, it is determined that the specification is present. judge.

判定部114が、詳細解析要ケースの指定ありと判定した場合(ステップS19 YES)には、詳細解析部116は、詳細解析要ケースデータ記憶部125に収納、記憶されている解析条件に基づいて、詳細な解析を実施する。この解析結果は、詳細解析要ケースデータ記憶部125に収納、記憶される。 If the determination unit 114 determines that a detailed analysis required case is specified (step S19 YES), the detailed analysis unit 116 performs analysis based on the analysis conditions stored in the detailed analysis required case data storage unit 125. , to conduct a detailed analysis. This analysis result is accommodated and stored in the detailed analysis required case data storage unit 125 .

判定部114が、詳細解析要ケースの指定ありと判定しなかった場合(ステップS19 NO)には、欠陥許容マップ作成ステップS10を終了する。 If the determination unit 114 does not determine that the detailed analysis required case is designated (step S19 NO), the defect tolerance map creation step S10 is terminated.

図12は、実施形態に係る欠陥許容評価装置のうちケース評価装置200の構成を示すブロック図である。ケース評価装置200は、具体的な対象物についての欠陥寸法の測定値や欠陥位置などの欠陥情報が得られた場合に、そのような欠陥を有する評価対象部位1を、それ以降、どのように扱うべきかについての判断データを与え、あるいは自動的に判断を行うものである。 FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the case evaluation device 200 of the defect tolerance evaluation device according to the embodiment. When the case evaluation apparatus 200 obtains defect information such as the measured value of the defect size and the defect position for a specific object, the evaluation target portion 1 having such a defect is evaluated in what manner thereafter. It provides judgment data as to whether to treat or automatically makes a judgment.

ケース評価装置200は、ケース評価演算部210、ケース評価記憶部220、ケース評価入力部230、ケース評価制御部240、およびケース評価出力部250を有する。 The case evaluation device 200 has a case evaluation calculation unit 210 , a case evaluation storage unit 220 , a case evaluation input unit 230 , a case evaluation control unit 240 and a case evaluation output unit 250 .

ケース評価演算部210は、内挿処理部211、残余時間導出部212、ケース抽出部213、ケース評価部214、および選択ケース決定部215を有する。 The case evaluation calculation unit 210 has an interpolation processing unit 211 , a remaining time derivation unit 212 , a case extraction unit 213 , a case evaluation unit 214 and a selection case determination unit 215 .

内挿処理部211は、欠陥許容マップ作成装置100により作成された欠陥許容マップ100aを用いる場合に、欠陥寸法の測定値が、欠陥マップを形成するデータの値とずれている場合に、内挿を行う。 When the defect tolerance map 100a created by the defect tolerance map creation device 100 is used, the interpolation processing unit 211 performs interpolation when the measured value of the defect dimension deviates from the value of the data forming the defect map. I do.

残余時間導出部212は、欠陥寸法の測定値に基づいて、欠陥許容マップ100aを用いて、許容欠陥寸法到達時間を導出する。ここで、許容欠陥寸法到達時間とは、今後、それまでの運転計画とおりに運転を行うと仮定して、測定された欠陥寸法の場合に、欠陥寸法が、欠陥サイズの許容判定基準値に到達するまでの時間を言うものとする。また、残余時間導出部212は、後述する当初運転計画記憶部221に記憶された運転計画に基づいて、当初計画でのプラント運転期間終了時点までの時間である計画残余時間を導出する。ここで、許容欠陥寸法到達時間は、計画残余時間より長い場合と、短い場合の両者があり得る。許容欠陥寸法到達時間および計画残余時間を総称して許容残余時間と呼ぶものとする。 The remaining time deriving unit 212 derives the allowable defect dimension arrival time based on the measured value of the defect dimension and using the defect tolerance map 100a. Here, the allowable defect size arrival time is the time when the defect size reaches the allowable criterion value of the defect size in the case of the measured defect size, assuming that the operation will be performed according to the operation plan up to that point. It shall say the time until Further, the remaining time derivation unit 212 derives the planned remaining time, which is the time up to the end of the plant operation period in the initial plan, based on the operation plan stored in the initial operation plan storage unit 221, which will be described later. Here, the allowable defect size reaching time may be longer than the planned remaining time or shorter than the planned remaining time. The allowable defect size arrival time and the planned remaining time are collectively called the allowable remaining time.

ケース抽出部213は、残余時間導出部212により導出された許容欠陥寸法到達時間および計画残余時間に基づいて、今後の対応として想定されうる想定ケースを設定する。具体的には、後述する想定ケースデータベース222に収納されている想定ケースの中から、許容欠陥寸法到達時間および計画残余時間に基づいて想定ケースを抽出する。 Based on the allowable defect size arrival time and the planned remaining time derived by the remaining time deriving unit 212, the case extracting unit 213 sets assumed cases that can be assumed as future measures. Specifically, a hypothetical case is extracted from hypothetical cases stored in the hypothetical case database 222, which will be described later, based on the allowable defect size arrival time and the planned remaining time.

ケース評価部214は、ケース抽出部213が抽出したケースのそれぞれについて、評価関数に基づいて評価関数値を算出する。すなわち、欠陥を有する評価対象部位1に関して、それ以降、どのように対応するべきかについての判断のためのデータを与える。 The case evaluation unit 214 calculates an evaluation function value for each case extracted by the case extraction unit 213 based on the evaluation function. That is, it provides data for determining how to deal with the defective evaluation target portion 1 thereafter.

選択ケース決定部215は、ケース評価部214が算出した各想定ケースについての評価関数値から、選択ケースを決定する。すなわち、すなわち、欠陥を有する評価対象部位1を、それ以降、どのように扱うべきかについて、最適とされる想定ケースを選択する。 The selected case determination unit 215 determines a selected case from the evaluation function value for each assumed case calculated by the case evaluation unit 214 . In other words, the optimum hypothetical case is selected as to how the evaluation target portion 1 having the defect should be treated thereafter.

ケース評価記憶部220は、当初運転計画記憶部221、想定ケースデータベース222、要素コストデータベース223を有する。 The case evaluation storage unit 220 has an initial operation plan storage unit 221 , an assumed case database 222 and an element cost database 223 .

当初運転計画記憶部221は、対象物を有するプラント、たとえば原子力発電所の、運転計画を当初運転計画として記憶する。運転計画は、起動時期、運転時の出力レベル、運転期間、検査時期、検査期間、停止時期、停止期間、プラントの最終停止時期などの基本的な計画である。 The initial operation plan storage unit 221 stores an operation plan of a plant having an object, such as a nuclear power plant, as an initial operation plan. The operation plan is a basic plan such as startup timing, output level during operation, operation period, inspection period, inspection period, shutdown period, shutdown period, plant final shutdown period, and the like.

想定ケースデータベース222は、許容欠陥寸法到達時間および計画残余時間などの許容残余時間の領域に応じて、想定され得る対応ケースを集積して収納するデータベースである。想定ケースとしては、たとえば、評価対象部位1の欠陥の処置あるいは当該部分の交換などを直ちに行うケース、あるいは、今後所定の間隔で定期的に検査による監視を行い運転計画を継続するケースなどがある。 The hypothetical case database 222 is a database that accumulates and stores conceivable corresponding cases according to the area of the allowable remaining time such as the allowable defect size reaching time and the planned remaining time. Assumed cases include, for example, a case in which a defect in the evaluation target portion 1 is treated immediately or the relevant portion is replaced, or a case in which the operation plan is continued by performing periodic inspection monitoring at predetermined intervals in the future. .

要素コストデータベース223は、想定ケースデータベース222に収納された各想定ケースについてのコストを評価するために、基本的な要素についてのコストデータを収納する。基本的な要素としては、たとえば、供用期間中の各検査コスト、単位期間あたりの運転継続の収益、1つの欠陥あたりの対策費用などである。ただし、供用期間中の各検査コストや1つの欠陥あたりの対策費用は、それぞれの条件に依存した形のデータベースである必要がある。なお、コストデータは、絶対値ではなく、相対値でもよい。基本的な要素としては、たとえば、定期的な検査について、検査グレードに応じたコスト、欠陥の処置について、対象物、欠陥の発生箇所ごとのコスト等がある。 Element cost database 223 contains cost data for basic elements for evaluating the cost for each hypothetical case contained in hypothetical case database 222 . The basic elements include, for example, each inspection cost during the service period, profit for continued operation per unit period, countermeasure cost per defect, and the like. However, each inspection cost during the service period and countermeasure cost per defect need to be a database in a form dependent on each condition. Note that the cost data may be relative values instead of absolute values. The basic elements include, for example, costs for periodic inspections according to inspection grades, and costs for each object and each location where defects occur for treatment of defects.

ケース評価入力部230は、ケース評価装置200に必要な外部データを受け入れる。外部データとしては、当初運転計画記憶部221に収納されるプラントの当初運転計画、想定ケースデータベース222に収納される想定ケースの内容、要素コストデータベースに収納される想定ケース構成要素のそれぞれのコストデータ等がある。 Case evaluation input unit 230 accepts external data required by case evaluation device 200 . The external data includes the initial operation plan of the plant stored in the initial operation plan storage unit 221, the content of the assumed case stored in the assumed case database 222, and the cost data of each of the assumed case components stored in the element cost database. etc.

ケース評価出力部250は、ケース評価部214でのケース評価結果、選択ケース決定部215が決定した選択ケースを出力する。 The case evaluation output unit 250 outputs the case evaluation result of the case evaluation unit 214 and the selected cases determined by the selected case determination unit 215 .

ケース評価制御部240は、ケース評価演算部210、ケース評価記憶部220、ケース評価入力部230、およびケース評価出力部250の相互の情報の授受、およびそれぞれの進行についての、統括的な制御、管理を行う。 The case evaluation control unit 240 provides overall control over the exchange of information between the case evaluation calculation unit 210, the case evaluation storage unit 220, the case evaluation input unit 230, and the case evaluation output unit 250, and the progress of each. manage.

図13は、実施形態に係る欠陥許容評価方法のうちケース評価ステップS40の具体的な手順を示すフロ―図である。 FIG. 13 is a flow diagram showing a specific procedure of the case evaluation step S40 in the defect tolerance evaluation method according to the embodiment.

なお、欠陥調査ステップS30は、具体的な対象物について、欠陥および欠陥位置の特定、欠陥寸法の測定を行ない、欠陥位置および欠陥寸法などの欠陥情報を取得するステップである。 The defect investigation step S30 is a step of identifying defects and defect positions, measuring defect dimensions, and acquiring defect information such as defect positions and defect dimensions for a specific object.

ケース評価ステップS40では、まず許容残余期間の導出を行なう(ステップS41)。具体的には、まず、内挿処理部211が、欠陥調査ステップS30で得られた対象物についての欠陥情報に基づいて、欠陥許容マップ作成ステップS10で作成された欠陥許容マップ100aを用いて、内挿処理を行なう。 In the case evaluation step S40, first, the allowable residual period is derived (step S41). Specifically, first, the interpolation processing unit 211 uses the defect tolerance map 100a created in the defect tolerance map creation step S10 based on the defect information about the object obtained in the defect investigation step S30, Interpolate.

図14は、実施形態に係るケース評価ステップS40のうち許容残余時間の導出ステップS41での内挿処理の例を説明するグラフである。 FIG. 14 is a graph illustrating an example of interpolation processing in the allowable remaining time derivation step S41 of the case evaluation step S40 according to the embodiment.

今、たとえば、欠陥調査ステップS30で得られた欠陥寸法が、深さaの値がa01で、アスペクト比a/cの値が0.8であったとする。この場合、縦軸の値a01を有する直線L1と欠陥許容マップ100aの「a/c=0.5」の曲線との交点をP5、直線L1と欠陥許容マップ100aの「a/c=1.0」の曲線との交点をP10とする。アスペクト比が0.5の交点P5と、アスペクト比が1.0の交点P10の間の、アスペクト比が0.8の点P8を内挿によって決定すればよい。なお、内挿は、点P5と点P10のみに基づいて直線的に設定してもよいし、さらに、アスペクト比が0.1、0.2、および2.0の場合の曲線との交点も含めて、アスペクト比とそれぞれの許容欠陥寸法到達時間tの関係から、曲線的に内挿してもよい。このようにして、交点P8の許容欠陥寸法到達時間ts0が得られる。なお、許容欠陥寸法到達時間ts0は内挿処理に依らず、最も近い短時間側の曲線を用いて保守的に求めることでも良い。 Now, for example, assume that the defect dimension obtained in the defect investigation step S30 has a depth a0 value of a01 and an aspect ratio a0 / c0 value of 0.8. In this case, the intersection of the straight line L1 having the vertical axis value a01 and the curve of " a0 / c0 =0.5" in the defect tolerance map 100a is P5, and the straight line L1 and " a0 / c 0 =1.0” is defined as P10. A point P8 with an aspect ratio of 0.8 may be determined by interpolation between the intersection point P5 with an aspect ratio of 0.5 and the intersection point P10 with an aspect ratio of 1.0. It should be noted that the interpolation may be linearly set based only on points P5 and P10, and the intersection points with the curves for aspect ratios of 0.1, 0.2, and 2.0 are also Including, it may be interpolated in a curved line from the relationship between the aspect ratio and each allowable defect size arrival time ts . In this way, the allowable defect size arrival time ts0 of the intersection point P8 is obtained. It should be noted that the allowable defect size arrival time ts0 may be obtained conservatively using the nearest curve on the short time side without depending on the interpolation process.

次に、残余時間導出部212が、欠陥寸法の測定値に基づいて上述の手順により許容欠陥寸法到達時間を導出するとともに、当初運転計画記憶部221に記憶された運転計画に基づいて計画残余時間を導出する。 Next, the remaining time deriving unit 212 derives the allowable defect dimension arrival time according to the above-described procedure based on the measured value of the defect dimension, and the planned remaining time based on the operation plan stored in the initial operation plan storage unit 221. to derive

次に、想定ケースの設定を行う(ステップS42)。すなわち、ケース抽出部213が、想定ケースデータベース222に収納されている想定ケースデータの中から、許容欠陥寸法到達時間と計画残余時間に基づいて、該当する想定ケースを抽出する。 Next, an assumed case is set (step S42). That is, the case extraction unit 213 extracts the corresponding assumed case from the assumed case data stored in the assumed case database 222 based on the allowable defect size arrival time and the planned remaining time.

図15は、実施形態に係るケース評価ステップのうち想定ケースの設定ステップでの想定ケースの例を示すグラフである。想定ケースAと想定ケースBの2つのケースを示している。 FIG. 15 is a graph showing an example of assumed cases in the assumed case setting step of the case evaluation step according to the embodiment. Two cases, hypothetical case A and hypothetical case B, are shown.

想定ケースAは、対象物の欠陥が確認されたことに伴い、まず、対策工事を行ったうえで、プラントの運転を再開しようとするケースである。この結果、当初計画と異なる部分は、対策工事に至るまでの許認可を含めた工事計画、材料手配、製作等の工事の準備と工事の実施である。ただし、工事の終了後は、当初計画のプラント運転期間終了時点まで、プラントの運転を行うことができる。 Assumed case A is a case in which, following the confirmation of a defect in the target object, countermeasure construction is first carried out, and then the operation of the plant is to be restarted. As a result, the part that differs from the initial plan is the construction plan including permits and licenses up to the countermeasure construction, material procurement, preparation for construction such as manufacturing, and the implementation of construction. However, after the construction work is completed, the plant can be operated until the end of the initially planned plant operation period.

想定ケースBは、たとえば、計画残余期間がそれほど大きくない、すなわちプラントの寿命が間近く、対策を行なっても、長期間の運転が期待できない場合である。この場合、対策工事を行わずに、許容欠陥寸法到達時間だけのプラント運転とする方法が考えられる。この場合は、対策工事を行わなくて済む。ただし、プラントの運転を継続する条件として、監視を強化することが考えられる。たとえば、プラントの定期検査ごと、あるいは、図15に示すように、さらにそれぞれの定期検査の中間時点でも検査を実施することも想定される。想定ケースデータベース222に収納する想定ケースとしては、検査の頻度を複数準備しておくことでもよい。 Assumed case B is, for example, a case in which the planned remaining period is not so long, ie, the life of the plant is approaching, and long-term operation cannot be expected even if countermeasures are taken. In this case, it is conceivable to operate the plant only for the allowable defect dimension arrival time without performing countermeasure construction. In this case, no countermeasure work is required. However, it is conceivable to strengthen monitoring as a condition for continuing plant operation. For example, it is conceivable that the inspection is performed at each periodic inspection of the plant, or, as shown in FIG. 15, at an intermediate time point between each periodic inspection. As hypothetical cases to be stored in the hypothetical case database 222, a plurality of examination frequencies may be prepared.

次に各ケースの評価関数値を算出する(ステップS43)。ここで、評価関数とは、最も適切とする想定ケースを決定するためのもので、それぞれの想定ケースについて評価値を導くための関数である。評価の観点は、安全性、社会的な信頼性、経済性等が考えられ、これらのすべての観点を織り込んだ形態の関数であってもよい。 Next, the evaluation function value for each case is calculated (step S43). Here, the evaluation function is for determining the most appropriate assumed case, and is a function for deriving an evaluation value for each assumed case. Evaluation viewpoints may include safety, social reliability, economy, etc., and may be a function that incorporates all of these viewpoints.

今、安全性および社会的な信頼性を満たすことは大前提であり、すべての想定ケースが少なくともこれらの観点については満足できるとするならば、経済性を比較の指標としてもよい。この場合は、ケース評価部214が、要素コストデータベース223に収納されたコストデータを用いて、ケース抽出部213により抽出された各ケースについて、評価関数値を算出する。 Satisfying safety and social reliability is now a major premise, and if all hypothetical cases are at least satisfactory from these points of view, economic efficiency may be used as an index for comparison. In this case, the case evaluation unit 214 uses the cost data stored in the element cost database 223 to calculate the evaluation function value for each case extracted by the case extraction unit 213 .

評価関数Pは、たとえば、次の式(4)を用いて算出してもよい。 The evaluation function P may be calculated using, for example, the following formula (4).

P=ΣN・C ・・・(4)
ここで、Nは、k番目の構成要素の数、Cは、k番目の構成要素の単位コスト、Σは、kが1からKまでの積算、Kは構成要素の種類の数を示す。単位コストCは、要素コストデータベース223に収納、記憶されている。
P=ΣN k C k (4)
where N k is the number of k-th components, C k is the unit cost of the k-th component, Σ is the sum of k from 1 to K, and K is the number of types of components. . The unit cost Ck is contained and stored in the element cost database 223 .

なお、構成要素とは、想定ケースのコストを評価する際に、コストを前述の式(4)のように典型的な物量のコストや行為のコストの積算と考えた場合に、物量や行為の単位として扱える要素を意味するものとする。 In addition, when evaluating the cost of a hypothetical case, when the cost is considered to be the sum of the cost of a typical physical quantity and the cost of an action, It means an element that can be treated as a unit.

また、評価関数Pは、プラントの当初計画からのズレについて積算するものとする。したがって、Cはプラスの値もマイナスの値も取り得ることとする。プラントの当初計画に比べてコストが増加する場合、Cはマイナスの値となり、プラントの当初計画に比べてコストが減少する場合、Cはプラスの値となる。 Also, the evaluation function P is assumed to integrate deviations from the initial plan of the plant. Therefore, CK can take both positive and negative values. If the cost increases relative to the plant's original plan, CK has a negative value, and if the cost decreases relative to the plant's original plan, CK has a positive value.

なお、詳細解析要ケースと指定されている場合には、欠陥許容マップ作成ステップS10の詳細解析実施ステップS20において、詳細解析部116が実施し、詳細解析要ケースデータ記憶部125に収納、記憶されている解析結果を呼び出し、保守性や安全性に対する尤度の評価結果を考慮する。具体的には、たとえば、保守性や安全性に対する尤度が低い部分が確認されたケースは、想定ケースにおいて検査間隔をさらに短くして監視度を上げる、あるいはマイナス値の絶対値を極端に大きくして優先順位を低くする、あるいは後述する選択ケースの候補から外すなどにより、評価、選択に反映する。 When the detailed analysis required case is specified, the detailed analysis unit 116 executes the detailed analysis execution step S20 of the defect allowance map creation step S10, and the detailed analysis required case data storage unit 125 stores and stores the data. Invoke the analysis results that have been used, and consider the likelihood evaluation results for maintainability and security. Specifically, for example, in cases where the likelihood of conservativeness and safety is low, the inspection interval is further shortened in the assumed case to increase the degree of monitoring, or the absolute value of the negative value is extremely large. to lower the priority or remove it from the selection case candidates to be described later.

あるいは、詳細解析の結果、規格計算等に比べて保守性や安全性に対する尤度がさらに高いことが確認された場合には、計画の裏づけ情報として整備する。 Alternatively, as a result of the detailed analysis, if it is confirmed that the likelihood of conservativeness and safety is higher than the standard calculation, etc., it will be prepared as supporting information for the plan.

図15に示す想定ケースAおよび想定ケースBの例については、以下のようになる。 Examples of assumed case A and assumed case B shown in FIG. 15 are as follows.

想定ケースAの場合の構成要素としては、対策工事の実施(想定ケースA1)、および、対策工事のための準備およびプラント停止(想定ケースA2)がある。それぞれの回数は、1である。対策工事の実施についての単位コストについては、対象物およびそれにおける発生の部位ごとに構成要素コストを集積しておくことが好ましい。 Assumed case A consists of implementation of countermeasure construction (assumed case A1) and preparation for countermeasure construction and plant shutdown (assumed case A2). Each count is one. Concerning the unit cost for implementing the countermeasure construction, it is preferable to accumulate the component cost for each target object and the occurrence site thereof.

想定ケースBの場合の構成要素としては、監視のための検査の実施(想定ケースB1)、および、プラント運転期間の短縮(想定ケースB2)がある。想定ケースB1の回数は、図15の場合は10である。 Assumed case B includes the implementation of inspections for monitoring (assumed case B1) and shortening of the plant operation period (assumed case B2). The number of times of assumed case B1 is 10 in the case of FIG.

次に、各ケースの比較および選択ケースの決定を行う(ステップS44)。具体的には、選択ケース決定部215が、ステップS43で、設定された想定ケースのそれぞれについてケース評価部214が算出した評価関数値に基づいて、選択ケースを決定する。特に特別な事情が無ければ、基本的には、評価関数値が最も大きな想定ケースが選択ケースとなる。以上が、ケース評価装置200により実施される。
次に、選択ケースの具体的方策が検討される(ステップS50)。すなわち、通常の人間系による検討が行われる。
Next, each case is compared and a selected case is determined (step S44). Specifically, in step S43, the selected case determination unit 215 determines the selected cases based on the evaluation function values calculated by the case evaluation unit 214 for each set assumed case. Unless there are special circumstances, basically, the assumed case with the largest evaluation function value is the selected case. The above is performed by the case evaluation device 200 .
Next, specific measures for selected cases are examined (step S50). That is, examination by a normal human system is performed.

以上のように、本実施形態によれば、欠陥が検出された場合の対応についての判断が迅速に行なえるような欠陥許容評価装置および欠陥許容評価方法を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a defect tolerance evaluation apparatus and a defect tolerance evaluation method that can quickly determine what to do when a defect is detected.

[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
[Other embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention.

たとえば、実施形態では、最初に初期欠陥の寸法を設定して、それに対する許容欠陥寸法到達時間が得られるという順序での欠陥許容評価の場合を例にとって示したが、これに限定されない。例えば、欠陥許容基準に相当する許容欠陥寸法に対して逆解析を行い、初期欠陥寸法を求める方法がある。また、与えられた許容欠陥寸法到達時間に対して、初期欠陥寸法を応答曲面として逆解析により求める方法などでもよい。 For example, in the embodiment, the defect tolerance evaluation is performed by first setting the initial defect dimension and obtaining the allowable defect dimension arrival time for the initial defect dimension, but the present invention is not limited to this. For example, there is a method of performing inverse analysis on the allowable defect size corresponding to the defect allowable standard to obtain the initial defect size. Alternatively, a method of obtaining the initial defect size as a response surface by inverse analysis with respect to a given allowable defect size reaching time may be used.

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。また、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 Moreover, you may combine the characteristic of each embodiment. In addition, the embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 The embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

1…評価対象部位、2…初期欠陥、10…欠陥許容評価装置、100…欠陥許容マップ作成装置、100a…欠陥許容マップ、110…欠陥許容評価演算部、111…欠陥寸法設定部、112…応力拡大係数算出部、113…欠陥進展量算出部、114…判定部、115…欠陥許容マップ作成部、116…詳細解析部、120…欠陥許容評価記憶部、121…材料特性記憶部、122…パラメータ記憶部、123…欠陥進展量記憶部、124…欠陥許容マップデータ収納部、125…詳細解析要ケースデータ記憶部、130…欠陥許容評価入力部、140…欠陥許容評価制御部、150…欠陥許容評価出力部、200…ケース評価装置、210…ケース評価演算部、211…内挿処理部、212…残余時間導出部、213…ケース抽出部、214…ケース評価部、215…選択ケース決定部、220…ケース評価記憶部、221…当初運転計画記憶部、222…想定ケースデータベース、223…要素コストデータベース、230…ケース評価入力部、240…ケース評価制御部、250…ケース評価出力部 1 Evaluation target part 2 Initial defect 10 Defect tolerance evaluation device 100 Defect tolerance map creation device 100a Defect tolerance map 110 Defect tolerance evaluation calculation unit 111 Defect size setting unit 112 Stress Enlargement factor calculation unit 113 Defect progression amount calculation unit 114 Determination unit 115 Defect tolerance map creation unit 116 Detailed analysis unit 120 Defect tolerance evaluation storage unit 121 Material property storage unit 122 Parameters Storage unit 123 Defect progression amount storage unit 124 Defect tolerance map data storage unit 125 Detailed analysis required case data storage unit 130 Defect tolerance evaluation input unit 140 Defect tolerance evaluation control unit 150 Defect tolerance Evaluation output unit 200 Case evaluation device 210 Case evaluation calculation unit 211 Interpolation processing unit 212 Remaining time derivation unit 213 Case extraction unit 214 Case evaluation unit 215 Selected case determination unit 220...Case evaluation storage unit 221...Initial operation plan storage unit 222...Assumed case database 223...Element cost database 230...Case evaluation input unit 240...Case evaluation control unit 250...Case evaluation output unit

Claims (5)

評価対象部位において想定する初期欠陥の寸法を順次設定する欠陥寸法設定部と、
前記初期欠陥の寸法に基づいて欠陥進展量を算出する欠陥進展量算出部と、
所定の許容欠陥寸法への到達を判定する判定部と、
順次設定された前記初期欠陥の寸法と前記所定の許容欠陥寸法への到達時間である許容欠陥寸法到達時間との関係を示す欠陥許容マップを作成する欠陥許容マップ作成部と、
当初運転計画を記憶する当初運転計画記憶部と、
欠陥が検出された場合の対応として想定される想定ケースを収納する想定ケースデータベースと、
前記初期欠陥の寸法に基づいて前記欠陥許容マップを用いて前記許容欠陥寸法到達時間を導出するとともに、前記当初運転計画記憶部に記憶された前記当初運転計画によるプラント運転期間終了時点までの計画残余時間を導出する残余時間導出部と、
前記許容欠陥寸法到達時間および前記計画残余時間に基づいて前記想定ケースデータベースから想定ケースを抽出するケース抽出部と、
前記想定ケースを構成する要素についてのコストデータを記憶する要素コストデータベースと、
前記ケース抽出部によって抽出された前記想定ケースのそれぞれについて前記要素コストデータベースに収納された前記コストデータを用いて評価関数値を算出するケース評価部と、
前記評価関数値に基づいて、前記ケース抽出部によって抽出された前記想定ケースの中から選択ケースを決定する選択ケース決定部と、
を備えることを特徴とする欠陥許容評価装置。
a defect size setting unit that sequentially sets the size of the initial defect assumed in the evaluation target portion;
a defect growth amount calculation unit that calculates a defect growth amount based on the size of the initial defect;
a determination unit that determines whether a predetermined allowable defect size has been reached;
a defect tolerance map creating unit for creating a defect tolerance map showing the relationship between the sequentially set dimensions of the initial defects and the allowable defect dimension arrival time, which is the time to reach the predetermined allowable defect dimension;
An initial operation plan storage unit that stores the initial operation plan;
A hypothetical case database that stores hypothetical cases assumed as a response when a defect is detected;
Deriving the allowable defect size arrival time using the defect tolerance map based on the size of the initial defect, and the remaining plan until the end of the plant operation period according to the initial operation plan stored in the initial operation plan storage unit a remaining time derivation unit for deriving time;
a case extracting unit that extracts a hypothetical case from the hypothetical case database based on the allowable defect dimension arrival time and the planned remaining time;
an element cost database that stores cost data about the elements that make up the hypothetical case;
a case evaluation unit that calculates an evaluation function value using the cost data stored in the element cost database for each of the assumed cases extracted by the case extraction unit;
a selected case determining unit that determines a selected case from among the assumed cases extracted by the case extracting unit based on the evaluation function value;
A defect tolerance evaluation device comprising:
前記欠陥許容マップは、前記初期欠陥のアスペクト比をパラメータとして、前記初期欠陥の欠陥深さまたは欠陥半長と、前記許容欠陥寸法到達時間との関係を示すものであることを特徴とする請求項1に記載の欠陥許容評価装置。 3. The defect tolerance map is characterized in that the relationship between the defect depth or the defect half length of the initial defect and the time required to reach the dimension of the allowable defect is shown using the aspect ratio of the initial defect as a parameter. 2. The defect tolerance evaluation device according to 1. 前記欠陥許容マップは、前記許容欠陥寸法到達時間をパラメータとして、前記初期欠陥のアスペクト比または欠陥半長と、前記初期欠陥の欠陥深さとの関係を示すものであることを特徴とする請求項1に記載の欠陥許容評価装置。 2. The defect tolerance map shows the relationship between the aspect ratio or the defect half length of the initial defect and the defect depth of the initial defect, using the allowable defect dimension arrival time as a parameter. The defect tolerance evaluation device according to . 詳細解析要の指定に基づいて、詳細解析を行う詳細解析部をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の欠陥許容評価装置。 4. The defect tolerance evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a detailed analysis unit that performs detailed analysis based on designation of detailed analysis requirements. 評価対象部位において想定する初期欠陥の寸法を順次設定する初期欠陥寸法設定ステップと、
前記初期欠陥の寸法に基づいて欠陥進展量を算出する欠陥進展量算出ステップと、
所定の欠陥サイズへの到達を判定し、到達していないときは前記欠陥進展量算出ステップを繰り返す判定ステップと、
順次設定された前記初期欠陥の寸法と前記所定の欠陥サイズへの到達時間である許容欠陥寸法到達時間との関係を整理した欠陥許容マップを作成する欠陥許容マップ作成ステップと、
前記初期欠陥の寸法に基づいて前記欠陥許容マップを用いて前記許容欠陥寸法到達時間を導出するとともに、当初運転計画記憶部に記憶された当初運転計画によるプラント運転期間終了時点までの計画残余時間を導出する残余時間導出ステップと、
前記許容欠陥寸法到達時間および前記計画残余時間に基づいて想定ケースデータベースから想定ケースを抽出するケース抽出ステップと、
前記ケース抽出ステップで抽出された前記想定ケースのそれぞれについて要素コストデータベースに収納されたコストータを用いて評価関数値を算出するケース評価ステップと、
前記評価関数値に基づいて、前記ケース抽出ステップで抽出された前記想定ケースの中から選択ケースを決定する選択ケース決定ステップと、
を有することを特徴とする欠陥許容評価方法。
an initial defect dimension setting step of sequentially setting the dimensions of the initial defect assumed in the evaluation target portion;
a defect growth amount calculation step of calculating a defect growth amount based on the size of the initial defect;
a determination step of determining whether a predetermined defect size has been reached, and repeating the defect growth amount calculation step when the defect size has not been reached;
a defect tolerance map creating step of creating a defect tolerance map in which the relationship between the sequentially set initial defect dimensions and the allowable defect dimension arrival time, which is the arrival time to the predetermined defect size, is organized;
Based on the dimensions of the initial defect, the defect tolerance map is used to derive the allowable defect dimension arrival time, and the planned remaining time until the end of the plant operation period according to the initial operation plan stored in the initial operation plan storage unit. a residual time derivation step to derive;
a case extraction step of extracting a hypothetical case from a hypothetical case database based on the allowable defect size arrival time and the planned remaining time;
a case evaluation step of calculating an evaluation function value using a costator stored in an element cost database for each of the assumed cases extracted in the case extraction step;
a selected case determination step of determining a selected case from the assumed cases extracted in the case extraction step based on the evaluation function value;
A defect tolerance evaluation method characterized by having
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