[发明专利]发生蠕变损伤的金属管的剩余寿命诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发生蠕变损伤的金属管的剩余寿命诊断方法。

背景技术

在发电站、工厂中，有效利用蒸汽作为热源、压力源。在蒸汽流通中使用 了由不锈钢、铬钢制作的金属管。在蒸汽为高温高压的情况下，例如在蒸汽温 度为几百℃且蒸汽压力为几Mpa的情况下，该金属管发生蠕变损伤。

这里，在金属管为用于涡轮机等的动力用蒸汽用大口径配管的情况下，例 如在直径为几百mm的配管的情况下，由于蠕变损伤而在金属管表面发生蠕变 孔洞，随着蠕变损伤的发展，蠕变孔洞的个数、面积增加。着眼于这种蠕变孔 洞的个数、面积增加这一特性，提出了A参数法、M参数法等剩余寿命诊断 方法(参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-14600号公报

专利文献2：日本专利第3976938号公报

发明内容

发明要解决的课题

而在金属管为直径为100mm以下的小口径管(例如锅炉管)的情况下，该 小口径管显示了与上述大口径配管不同的情况。例如在小口径管的寿命末期， 蠕变孔洞快速发生和增加，具有导致断裂的趋势。因此，难以应用与大口径配 管相同的剩余寿命诊断方法。鉴于这种情形，在诊断剩余寿命时，削磨小口径 管表面，使用超声波、磁对壁厚、膨胀进行计测。然而，在该方法中，在每次 进行计测时，对小口径管表面进行削磨使得壁厚变薄。结果小口径管的寿命缩 短了被削磨的量。

本发明是鉴于上述情形而完成的。本发明的目的在于，不削磨金属管表面 就能测量发生蠕变损伤的金属管的剩余寿命。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，在本发明的剩余寿命诊断方法中，根据预先制作的主 曲线，来诊断发生蠕变损伤的金属管的剩余寿命，其特征在于，上述主曲线是 以如下方式制作出的：在材质和内外直径与上述金属管相同的试片的外周面， 将使用热膨胀率和强度为上述金属管以上的金属材料制作出的带钢，在施加张 力并缠绕的状态下进行内压蠕变试验，上述主曲线表示上述带钢的劣化程度与 上述金属管的剩余寿命的关系，在与上述内压蠕变试验相同的条件下，在上述 金属管的外周面缠绕带钢，根据该带钢的劣化程度，来诊断上述金属管的剩余 寿命。

根据本发明，比金属管、试片薄的带钢在施加张力的状态下缠绕于金属管、 试片的外周面。因此，带钢处于易于发生蠕变孔洞等损伤的状态，随着内压蠕 变试验的进行、金属管(实际机械)中的使用而劣化程度提高。而且，带钢是使 用热膨胀率和强度为金属管以上的金属材料制作的，因此得到与金属管、试片 的寿命相应的耐久性。由此，能够获取带钢的劣化程度与金属管和试片的剩余 寿命的相关性，不对金属管表面进行削磨，就能诊断该金属管的剩余寿命。

在上述剩余寿命诊断方法中，优选的是，上述带钢被预先实施了热处理。 在该方法中，由于热处理而促使带钢的劣化，因此从刚安装到金属管、试片之 后起，能够掌握带钢的劣化程度的进展。

在上述剩余寿命诊断方法中，优选的是，上述带钢具有：环状部分，其是 使带状的金属薄板弯曲成圆筒状而成的，并且该环状部分的周向长度被决定为 比上述金属管的外周面长度短；以及一对凸缘部分，其是从上述环状部分的周 向端部向外周方向设置的；以及连结螺钉，其调整上述凸缘部分彼此的间隔， 并且连结上述凸缘部分彼此。在该方法中，根据连结螺钉的紧固程度(例如紧 固扭矩)，能够容易地调整环状部分的张力。

在上述剩余寿命诊断方法中，优选的是，上述带钢是使用与上述金属管相 同的金属材料制作的。在该方法中，带钢与金属管为相同材质，因此能够高精 度地诊断金属管的剩余寿命。

发明效果

根据本发明，不对金属管表面进行削磨就能测量发生蠕变损伤的金属管的 剩余寿命。

附图说明

图1的(a)是说明将带钢缠绕于锅炉管的状态的俯视图，(b)是说明带钢的 结构的图，(c)是说明将带钢缠绕于锅炉管的状态的截面图。

图2的(a)是主曲线的制作处理的流程图，(b)是剩余寿命诊断处理的流程 图。

图3是示意性地说明内压蠕变试验的试验装置的图。

图4的(a)是表示与新锅炉管对应的主曲线的示例的图，(b)是表示与使用 中的锅炉管对应的主曲线的示例的图。