JPS5892952A - 高温部材の寿命予測法 - Google Patents
高温部材の寿命予測法Info
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- JPS5892952A JPS5892952A JP56190873A JP19087381A JPS5892952A JP S5892952 A JPS5892952 A JP S5892952A JP 56190873 A JP56190873 A JP 56190873A JP 19087381 A JP19087381 A JP 19087381A JP S5892952 A JPS5892952 A JP S5892952A
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- creep
- hardness
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/204—Structure thereof, e.g. crystal structure
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- Pathology (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高温で使用される金属材料部材のクリープ損傷
程度を非破壊的に予測する方法に関する。
程度を非破壊的に予測する方法に関する。
火力、原子力及び化学プラントなどの高温機器に使用さ
れている高温部材は、高温下で外力を受けているので長
時間使用中に寿命損傷や材質劣化が生じ、ある時期（破
損する前）に交換する必要がある。その交換時期決定の
ためには、長時間使用高温部材の寿命損傷程度を何らか
の方法で求める必要がある。従来、その方法として、長
時間使用部材から直接試験片を切シ出して破°壊試験を
行なうことによってなされていた。この従来法では寿命
損傷程度を非破壊的に測定できず、１）部品を破壊しな
ければならない、２）手間がかかるなどの欠点がある。
れている高温部材は、高温下で外力を受けているので長
時間使用中に寿命損傷や材質劣化が生じ、ある時期（破
損する前）に交換する必要がある。その交換時期決定の
ためには、長時間使用高温部材の寿命損傷程度を何らか
の方法で求める必要がある。従来、その方法として、長
時間使用部材から直接試験片を切シ出して破°壊試験を
行なうことによってなされていた。この従来法では寿命
損傷程度を非破壊的に測定できず、１）部品を破壊しな
ければならない、２）手間がかかるなどの欠点がある。
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので１本発明の目
的は高温で使用されている金属材料部材の寿命損傷程度
を非破壊的に簡便に測定する方法を提供することにある
。
的は高温で使用されている金属材料部材の寿命損傷程度
を非破壊的に簡便に測定する方法を提供することにある
。
本発明は、高温負荷状態で使用された金属部材の電気的
又は物理的特性値を非破壊的に測定し。
又は物理的特性値を非破壊的に測定し。
該測定値から既知のクリープひずみ損傷率〔（クリープ
ひずみ）／（クリープ破断ひすみ）〕と前記電気的又は
物理的特性値との関係に基づいて前記部材のクリープひ
ずみ損傷率を求め、該クリープひずみ損傷率から既知の
クリープひずみ損傷率とクリープ時間損傷率〔（クリー
プ時間）／（クリープ破断時間）〕との関係に基づいて
前記部材の寿命を求めることを特徴とする高温部材の寿
命予測法。
ひずみ）／（クリープ破断ひすみ）〕と前記電気的又は
物理的特性値との関係に基づいて前記部材のクリープひ
ずみ損傷率を求め、該クリープひずみ損傷率から既知の
クリープひずみ損傷率とクリープ時間損傷率〔（クリー
プ時間）／（クリープ破断時間）〕との関係に基づいて
前記部材の寿命を求めることを特徴とする高温部材の寿
命予測法。
特に１本発明は高温で使用されている金属材料部材の硬
さ低下がクリープ損傷が大なるほど大きく、この低下量
ΔＨ〔（無負荷加熱材の硬さＨ，）−（クリープ損傷材
の硬さＨｌ）〕とひずみ損傷則によるクリープひずみ損
傷φ６ｓとの間に良い相関めあることを、実験的に明ら
かにし１本発明に到った。
さ低下がクリープ損傷が大なるほど大きく、この低下量
ΔＨ〔（無負荷加熱材の硬さＨ，）−（クリープ損傷材
の硬さＨｌ）〕とひずみ損傷則によるクリープひずみ損
傷φ６ｓとの間に良い相関めあることを、実験的に明ら
かにし１本発明に到った。
本発明は高温で使用された金属材料部材の硬さを測定し
、該測定値（Ｈｌ）とその使用温度及び時間で無負荷状
態で使用され冬場台の硬さくＨｌ：既知）との差（ΔＨ
”）から、前述の既知のΔＨとφｃＩｉの関係にもとづ
いて、クリープひずみ損傷率φｃ８を求める。
、該測定値（Ｈｌ）とその使用温度及び時間で無負荷状
態で使用され冬場台の硬さくＨｌ：既知）との差（ΔＨ
”）から、前述の既知のΔＨとφｃＩｉの関係にもとづ
いて、クリープひずみ損傷率φｃ８を求める。
ひずみ損傷則によるクリープひずみ損傷：φｃｓは次式
によって求められる。
によって求められる。
４ｃｍ ”ε／εｆ ・・・・・・・・・（１）
クリープ時間損傷率φＣＬは次式によって求められる。
クリープ時間損傷率φＣＬは次式によって求められる。
φＣＬ”ｔ／’ｔ ・・・・・・・・・（２
）以下本発明方法を高温で使用した蒸気タービンロータ
Ｏｒ−ＭＯ−Ｖ”ｍの寿命を非破壊的に測定する方法に
ついて詳細に説明する。
）以下本発明方法を高温で使用した蒸気タービンロータ
Ｏｒ−ＭＯ−Ｖ”ｍの寿命を非破壊的に測定する方法に
ついて詳細に説明する。
上記Ｃｒ−ＭＯ−Ｖ鋼の未使用材について無負荷加熱試
験として加熱温度４５０〜６００Ｃの範囲で温度及び時
間を変化させた加熱処理を行なった。ついでこれらの２
加熱後の硬さを室温で測定した。この硬さ変化は高温長
時間加熱中の冶金組織変化の程度を示すもので、第１図
に示すように縦軸を硬さとし、横軸を加熱条件パラメー
タＰＣ＝Ｔ（２０−１０ｇすＸｌ０−”、ここでＴ：加
熱温度’ Ｒ（＝’Ｆ＋４６０）、ｔ ：加熱時間（ｈ
）〕として。
験として加熱温度４５０〜６００Ｃの範囲で温度及び時
間を変化させた加熱処理を行なった。ついでこれらの２
加熱後の硬さを室温で測定した。この硬さ変化は高温長
時間加熱中の冶金組織変化の程度を示すもので、第１図
に示すように縦軸を硬さとし、横軸を加熱条件パラメー
タＰＣ＝Ｔ（２０−１０ｇすＸｌ０−”、ここでＴ：加
熱温度’ Ｒ（＝’Ｆ＋４６０）、ｔ ：加熱時間（ｈ
）〕として。
実験点をプロットすると加熱温度及び時間にかかわりな
くほぼ１本の曲線で現わされる。この曲線から無負荷で
長時間加熱した場合の硬さくＨヤ一を。
くほぼ１本の曲線で現わされる。この曲線から無負荷で
長時間加熱した場合の硬さくＨヤ一を。
使用温度及び時間を与えて求めることができる。
また、上記Ｃｒ−ＭＯ−Ｖ鋼の未使用材について、外え
ば５００〜６００Ｃの温度範囲でクリープ損傷率（温度
、応力及び時間）を変化させたクリープ試験を行なう。
ば５００〜６００Ｃの温度範囲でクリープ損傷率（温度
、応力及び時間）を変化させたクリープ試験を行なう。
次、にこれら試験片について、硬さ計を用い硬さくＨ□
）を測定し、該測定値（Ｈ□）とそれと同じ温度及び時
間無負荷加熱したときの硬さくＨ，、）との差（ΔＨ９
，）を求め、ひずみ損傷則によるクリープ損傷（φａｓ
）との関係を求める。
）を測定し、該測定値（Ｈ□）とそれと同じ温度及び時
間無負荷加熱したときの硬さくＨ，、）との差（ΔＨ９
，）を求め、ひずみ損傷則によるクリープ損傷（φａｓ
）との関係を求める。
ΔＨ□は第２図に示すように、クリープ試験温度及び応
）によらず、φｃ１１とともにほぼ直線的に大きくなる
。
）によらず、φｃ１１とともにほぼ直線的に大きくなる
。
次に実機高温部材のクリープ時間損傷率について説明す
る。まず高温で使用された部材の硬さくＨ，，１）を測
定し、その部材が使用されていた温度及び時間から使用
条件パラメータ（Ｐ、）を計算し、第１図から無負荷加
熱材の硬さくＨ□、）を求め、次にＨ□、とＨｖ＊１の
差（ΔＨ０）を求める。ΔＨ□から、第２図よシひすみ
損傷則によるクリープひずみ損傷率（φｃａｌ ）を求
める。
る。まず高温で使用された部材の硬さくＨ，，１）を測
定し、その部材が使用されていた温度及び時間から使用
条件パラメータ（Ｐ、）を計算し、第１図から無負荷加
熱材の硬さくＨ□、）を求め、次にＨ□、とＨｖ＊１の
差（ΔＨ０）を求める。ΔＨ□から、第２図よシひすみ
損傷則によるクリープひずみ損傷率（φｃａｌ ）を求
める。
ついで既知の４ｃｍと寿命損傷側によるクリープ損傷（
φＣＬ）との関係図（第３図）にもとづいて。
φＣＬ）との関係図（第３図）にもとづいて。
上記φＣ１１ｌよシフリープ時間損傷率φＣＬ１を求め
る。
る。
残余寿命（１１）は次の式で求められる。
（ｔ、：高温部材の使用時間）
つまシこの部材が破壊するまでの寿命はｔ２になる。
本発明によれば、高温で使用されている金属材料部材の
硬さをエコーチップ硬さ計などにより測定することによ
って、クリープ損傷の程度を非破壊的に予測することが
でき、従来のような破壊試験などの手間のかかる作業を
行なう必要がなく。
硬さをエコーチップ硬さ計などにより測定することによ
って、クリープ損傷の程度を非破壊的に予測することが
でき、従来のような破壊試験などの手間のかかる作業を
行なう必要がなく。
簡便に残余寿命を予測できる効果がある。
第１図は無負荷加熱材の硬さと加熱条件パラメータの関
係を示す線図、第２図はクリープ損傷による硬さ低下量
とひずみ損傷則によるクリープ損傷の関係を示す線図、
第３図はひずみ損傷則によるクリープ損傷と寿命損傷側
によるクリープ損傷ｘ１図 ＄２図 ７リー７９嗜４号φｉｓ
係を示す線図、第２図はクリープ損傷による硬さ低下量
とひずみ損傷則によるクリープ損傷の関係を示す線図、
第３図はひずみ損傷則によるクリープ損傷と寿命損傷側
によるクリープ損傷ｘ１図 ＄２図 ７リー７９嗜４号φｉｓ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高温負荷状態で使用された金属部材の電気的又は物
理的特性値を非破壊的に測定し、該測定値から既知のク
リープひずみ損傷率〔（クリープひずみ）／（クリープ
破断ひすみ）〕と前記電気的又は物理的特性値との関係
に基づいて前記部材のクリープひずみ損傷率を求め、該
クリープひずみ損傷率から既知のクリープひずみ損傷率
とクリープ時間損傷率〔（クリープ時間）／（クリープ
破断時間）〕との関係に基づいて前記部材の寿命を求め
ることを特徴とする高温部材の寿命予測法。 ２、 前記物理的特性値は硬さの変化量〔（無負荷加熱
材の硬さ）と（負荷加熱材の硬さ）との差〕である特許
請求の範囲第１項の高温部材の寿命予測法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190873A JPS5892952A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 高温部材の寿命予測法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190873A JPS5892952A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 高温部材の寿命予測法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892952A true JPS5892952A (ja) | 1983-06-02 |
| JPH0254514B2 JPH0254514B2 (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=16265168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56190873A Granted JPS5892952A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 高温部材の寿命予測法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5892952A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62245960A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非破壊手法によるタ−ビン余寿命評価システム |
| JPH02167443A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Hitachi Ltd | 非破壊検査による余寿命診断装置 |
| US5042295A (en) * | 1985-06-21 | 1991-08-27 | General Electric Company | Method for determining remaining useful life of turbine components |
| JP2010203812A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高強度フェライト鋼の寿命評価方法 |
| US8225672B2 (en) | 2009-03-19 | 2012-07-24 | Hitachi, Ltd. | Method for assessing remaining lifespan of bolt used at high temperatures |
| CN103439473A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-12-11 | 河北省电力建设调整试验所 | 一种12Cr1MoV钢受热面状态评估方法 |
| JP2015004558A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 耐熱鋼部材の余寿命診断方法 |
| JP2020003373A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 寿命予測方法、寿命予測装置および寿命予測装置用プログラム |
| JP2022080665A (ja) * | 2020-11-18 | 2022-05-30 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 部品の寿命評価方法 |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56190873A patent/JPS5892952A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042295A (en) * | 1985-06-21 | 1991-08-27 | General Electric Company | Method for determining remaining useful life of turbine components |
| JPS62245960A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非破壊手法によるタ−ビン余寿命評価システム |
| JPH02167443A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Hitachi Ltd | 非破壊検査による余寿命診断装置 |
| JP2010203812A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高強度フェライト鋼の寿命評価方法 |
| US8225672B2 (en) | 2009-03-19 | 2012-07-24 | Hitachi, Ltd. | Method for assessing remaining lifespan of bolt used at high temperatures |
| JP2015004558A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 耐熱鋼部材の余寿命診断方法 |
| CN103439473A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-12-11 | 河北省电力建设调整试验所 | 一种12Cr1MoV钢受热面状态评估方法 |
| CN103439473B (zh) * | 2013-07-15 | 2016-01-20 | 河北省电力建设调整试验所 | 一种12Cr1MoV钢受热面状态评估方法 |
| JP2020003373A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 寿命予測方法、寿命予測装置および寿命予測装置用プログラム |
| JP2022080665A (ja) * | 2020-11-18 | 2022-05-30 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 部品の寿命評価方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0254514B2 (ja) | 1990-11-21 |
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