JPH0713637B2 - 耐熱鋼の余寿命評価方法 - Google Patents
耐熱鋼の余寿命評価方法Info
- Publication number
- JPH0713637B2 JPH0713637B2 JP61075985A JP7598586A JPH0713637B2 JP H0713637 B2 JPH0713637 B2 JP H0713637B2 JP 61075985 A JP61075985 A JP 61075985A JP 7598586 A JP7598586 A JP 7598586A JP H0713637 B2 JPH0713637 B2 JP H0713637B2
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- JP
- Japan
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- resistant steel
- life
- remaining life
- micropores
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- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高温ど使用されている耐熱鋼の余寿命を評価す
る方法に関する。
る方法に関する。
例えば，火力発電用ボイラ過熱器管は高温高圧環境下で
使用されるために，長時間の使用に伴い材質が劣化し，
寿命を100％消費すると噴破等の事故を招く。従来より
耐熱鋼部品の寿命消費による事故の防止を目的とした余
寿命評価方法としては，使用された部材のクリープ破断
試験により余寿命を評価する方法や硬さ等の機械的性質
の変化に着目した方法が知られている。
使用されるために，長時間の使用に伴い材質が劣化し，
寿命を100％消費すると噴破等の事故を招く。従来より
耐熱鋼部品の寿命消費による事故の防止を目的とした余
寿命評価方法としては，使用された部材のクリープ破断
試験により余寿命を評価する方法や硬さ等の機械的性質
の変化に着目した方法が知られている。
しかし，クリープ破断試験による方法は，使用中の部材
の切断や長時間の試験が必要であり非破壊的に且つ短時
間で余寿命を評価する事はできなかった。また硬さ等の
機械的性質の変化に着目する方法は，特に劣化要因が主
にクリープ損傷である場合にはその変化にばらつきが大
きく，余寿命が精度良く評価する事はできなかった。
の切断や長時間の試験が必要であり非破壊的に且つ短時
間で余寿命を評価する事はできなかった。また硬さ等の
機械的性質の変化に着目する方法は，特に劣化要因が主
にクリープ損傷である場合にはその変化にばらつきが大
きく，余寿命が精度良く評価する事はできなかった。
また，長時間使用中に耐熱鋼の結晶粒界に微小空孔が形
成される事は知られており，その大まかな形態から耐熱
鋼の余寿命を評価する手法はあるが，その分布状態を定
量化して余寿命を評価する手法はなかった。
成される事は知られており，その大まかな形態から耐熱
鋼の余寿命を評価する手法はあるが，その分布状態を定
量化して余寿命を評価する手法はなかった。
本発明は，上記従来の技術と現実のニーズとのギャップ
に鑑みてなされたもので，長時間使用されている耐熱鋼
の微小空孔の分布状況から耐熱鋼の余寿命を，非破壊的
に，しかも短時間で適確に評価できる評価方法の提供を
目的とする。
に鑑みてなされたもので，長時間使用されている耐熱鋼
の微小空孔の分布状況から耐熱鋼の余寿命を，非破壊的
に，しかも短時間で適確に評価できる評価方法の提供を
目的とする。
すなわち本発明は，高温で使用されている耐熱鋼の余寿
命を評価する方法において，該耐熱鋼の結晶粒界に生成
する微小空孔の直径及び面密度を測定し，予め求めた種
々の条件下で使用された使用材の破壊試験または応力解
析に基づく寿命消費率と微小空孔の直径と面密度との積
である線密度との関係を示す余寿命評価基準線に基づき
該耐熱鋼の微小空孔の前記線密度から該耐熱鋼の余寿命
予測値を得ることを特徴とする耐熱鋼の余寿命評価方法
という構成を要旨とする。
命を評価する方法において，該耐熱鋼の結晶粒界に生成
する微小空孔の直径及び面密度を測定し，予め求めた種
々の条件下で使用された使用材の破壊試験または応力解
析に基づく寿命消費率と微小空孔の直径と面密度との積
である線密度との関係を示す余寿命評価基準線に基づき
該耐熱鋼の微小空孔の前記線密度から該耐熱鋼の余寿命
予測値を得ることを特徴とする耐熱鋼の余寿命評価方法
という構成を要旨とする。
ところで本発明者らは，高温で長時間使用されたフェラ
イト系耐熱鋼およびオーステナイト系耐熱鋼について検
討したところ，長時間の使用に伴う結晶粒界上に形成さ
れる微小空孔の直径と面密度との積，つまり単位面積あ
たりの微小空孔の長さがクリープ破断寿命消費率，また
は応力解析による寿命消費率と良い相関関係にあること
を見出し，微小空孔の前記線密度から耐熱鋼の余寿命を
容易にしかも的確に評価しうる事を見出した。
イト系耐熱鋼およびオーステナイト系耐熱鋼について検
討したところ，長時間の使用に伴う結晶粒界上に形成さ
れる微小空孔の直径と面密度との積，つまり単位面積あ
たりの微小空孔の長さがクリープ破断寿命消費率，また
は応力解析による寿命消費率と良い相関関係にあること
を見出し，微小空孔の前記線密度から耐熱鋼の余寿命を
容易にしかも的確に評価しうる事を見出した。
本発明は，上記知見に基づき，高温高圧環境下で長時間
使用された耐熱鋼の結晶粒界に形成した微小空孔の直
径，面密度及びその両者の積である線密度の測定と，予
め準備した使用材の破壊試験による寿命消費率または応
力解析による寿命消費率と微小空孔の前記線密度との関
係を示す余寿命評価基準線図を用いることにより，該耐
熱鋼の余寿命を破壊試験等に供することなく，短時間で
容易にかつ精度よく評価することを可能とした。
使用された耐熱鋼の結晶粒界に形成した微小空孔の直
径，面密度及びその両者の積である線密度の測定と，予
め準備した使用材の破壊試験による寿命消費率または応
力解析による寿命消費率と微小空孔の前記線密度との関
係を示す余寿命評価基準線図を用いることにより，該耐
熱鋼の余寿命を破壊試験等に供することなく，短時間で
容易にかつ精度よく評価することを可能とした。
即ち長時間，高温，応力下に晒される耐熱鋼において生
成するクリープボイドは，耐熱鋼の種類によってその数
が増加していく場合と，個々のクリープボイドの長さが
大きくなる場合がある。従って，本発明では，耐熱鋼の
種類によらず，クリープボイドの生成状態を定量化する
方法として，クリープボイドの生成数に平均直径を掛け
た線密度という物性値を用いることによって，いずれの
種類の耐熱鋼に対しても生成するクリープボイドから寿
命評価を客観的かつ正確に評価することを可能にしたも
のである。
成するクリープボイドは，耐熱鋼の種類によってその数
が増加していく場合と，個々のクリープボイドの長さが
大きくなる場合がある。従って，本発明では，耐熱鋼の
種類によらず，クリープボイドの生成状態を定量化する
方法として，クリープボイドの生成数に平均直径を掛け
た線密度という物性値を用いることによって，いずれの
種類の耐熱鋼に対しても生成するクリープボイドから寿
命評価を客観的かつ正確に評価することを可能にしたも
のである。
以下に本発明の実施例を図を参照して説明する。
先ず事業用ボイラの過熱器管として長時間使用された2
1/4Cr−1Mo鋼の微小空孔を走査型電子顕微鏡により観察
し，その直径および面密度を測定した。なお微小空孔の
直径はその粒界方向の対角線長さとし,20個の微小空孔
の測定の平均値を直径の測定値とした。次に高温耐圧部
材として種々の条件で使用された2 1/4Cr−1Mo鋼の微小
空孔の上記物性値と該耐部材のクリープ破断寿命消費率
との関係を示す第１図〜第３図の如き余寿命評価基準線
図を作成した。
1/4Cr−1Mo鋼の微小空孔を走査型電子顕微鏡により観察
し，その直径および面密度を測定した。なお微小空孔の
直径はその粒界方向の対角線長さとし,20個の微小空孔
の測定の平均値を直径の測定値とした。次に高温耐圧部
材として種々の条件で使用された2 1/4Cr−1Mo鋼の微小
空孔の上記物性値と該耐部材のクリープ破断寿命消費率
との関係を示す第１図〜第３図の如き余寿命評価基準線
図を作成した。
次いで事業用ボイラ過熱器管として長時間使用された2
1/4Cr−1Mo鋼の表面を研磨し，レプリカ法により鋼の微
小空孔をレプリカ膜上に転写し，これを走査型電子顕微
鏡に装着し，微小空孔の直径及び面密度を測定し両者の
積である線密度を算出し，該過熱器管のクリープ破断寿
命消費率を推定した所，微小空孔の直径による推定値が
77％，微小空孔の面密度による推定値が82％，微小空孔
の線密度による推定値が79％であった。該過熱器管のク
リープ破断試験を実施してクリープ破断寿命消費率を決
めたところその値は75％であり，本発明の方法によって
求めた寿命消費率と精度よく一致していた。
1/4Cr−1Mo鋼の表面を研磨し，レプリカ法により鋼の微
小空孔をレプリカ膜上に転写し，これを走査型電子顕微
鏡に装着し，微小空孔の直径及び面密度を測定し両者の
積である線密度を算出し，該過熱器管のクリープ破断寿
命消費率を推定した所，微小空孔の直径による推定値が
77％，微小空孔の面密度による推定値が82％，微小空孔
の線密度による推定値が79％であった。該過熱器管のク
リープ破断試験を実施してクリープ破断寿命消費率を決
めたところその値は75％であり，本発明の方法によって
求めた寿命消費率と精度よく一致していた。
以上詳述した如く，本発明方法によれば，長時間高温環
境下で使用されている耐熱鋼の余寿命を破壊試験によら
ず非破壊的にしかも短時間で評価（定量化）することが
でき，推定精度が十分高い余寿命評価法を提供できる。
境下で使用されている耐熱鋼の余寿命を破壊試験によら
ず非破壊的にしかも短時間で評価（定量化）することが
でき，推定精度が十分高い余寿命評価法を提供できる。
第１図は，微小空孔の直径とクリープ破断寿命消費率と
の関係を示す余寿命評価基準線図，第２図は微小空孔の
面密度とクリープ破断寿命消費率との関係を示す余寿命
評価基準線図，第３図は微小空孔の線密度とクリープ破
断寿命消費率との関係を示す余寿命評価基準線図であ
る。
の関係を示す余寿命評価基準線図，第２図は微小空孔の
面密度とクリープ破断寿命消費率との関係を示す余寿命
評価基準線図，第３図は微小空孔の線密度とクリープ破
断寿命消費率との関係を示す余寿命評価基準線図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】高温で使用されている耐熱鋼の余寿命を評
価する方法において、該耐熱鋼の結晶粒界に生成する微
小空孔の直径及び面密度を測定し，予め求めた種々の条
件下で使用された使用材の破壊試験または応力解析に基
づく寿命消費率と微小空孔の直径と面密度との積である
線密度との関係を示す余寿命評価基準線に基づき該耐熱
鋼の微小空孔の前記線密度から該耐熱鋼の余寿命予測値
を得ることを特徴とする耐熱鋼の余寿命評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075985A JPH0713637B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 耐熱鋼の余寿命評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075985A JPH0713637B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 耐熱鋼の余寿命評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62232565A JPS62232565A (ja) | 1987-10-13 |
| JPH0713637B2 true JPH0713637B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=13592064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61075985A Expired - Lifetime JPH0713637B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 耐熱鋼の余寿命評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713637B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6974984B2 (ja) * | 2017-08-30 | 2021-12-01 | 三菱パワー株式会社 | 余寿命評価方法及び保守管理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60149970A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高温耐圧部材の劣化，損傷検出方法 |
-
1986
- 1986-04-02 JP JP61075985A patent/JPH0713637B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62232565A (ja) | 1987-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |