[發明專利]發生蠕變損傷的金屬管的剩余壽命診斷方法

在審

• 申請號: 201480052547.4
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN105593664A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 西田秀高
• 申請（專利權）人: 中國電力株式會社
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;范勝杰

技術領域

本發明涉及一種發生蠕變損傷的金屬管的剩余壽命診斷方法。

背景技術

在發電站、工廠中，有效利用蒸汽作為熱源、壓力源。在蒸汽流通中使用 了由不銹鋼、鉻鋼制作的金屬管。在蒸汽為高溫高壓的情況下，例如在蒸汽溫 度為幾百℃且蒸汽壓力為幾Mpa的情況下，該金屬管發生蠕變損傷。

這里，在金屬管為用于渦輪機等的動力用蒸汽用大口徑配管的情況下，例 如在直徑為幾百mm的配管的情況下，由于蠕變損傷而在金屬管表面發生蠕變 孔洞，隨著蠕變損傷的發展，蠕變孔洞的個數、面積增加。著眼于這種蠕變孔 洞的個數、面積增加這一特性，提出了A參數法、M參數法等剩余壽命診斷 方法(參照專利文獻1、2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-14600號公報

專利文獻2：日本專利第3976938號公報

發明內容

發明要解決的課題

而在金屬管為直徑為100mm以下的小口徑管(例如鍋爐管)的情況下，該 小口徑管顯示了與上述大口徑配管不同的情況。例如在小口徑管的壽命末期， 蠕變孔洞快速發生和增加，具有導致斷裂的趨勢。因此，難以應用與大口徑配 管相同的剩余壽命診斷方法。鑒于這種情形，在診斷剩余壽命時，削磨小口徑 管表面，使用超聲波、磁對壁厚、膨脹進行計測。然而，在該方法中，在每次 進行計測時，對小口徑管表面進行削磨使得壁厚變薄。結果小口徑管的壽命縮 短了被削磨的量。

本發明是鑒于上述情形而完成的。本發明的目的在于，不削磨金屬管表面 就能測量發生蠕變損傷的金屬管的剩余壽命。

用于解決課題的手段

為了達到上述目的，在本發明的剩余壽命診斷方法中，根據預先制作的主 曲線，來診斷發生蠕變損傷的金屬管的剩余壽命，其特征在于，上述主曲線是 以如下方式制作出的：在材質和內外直徑與上述金屬管相同的試片的外周面， 將使用熱膨脹率和強度為上述金屬管以上的金屬材料制作出的帶鋼，在施加張 力并纏繞的狀態下進行內壓蠕變試驗，上述主曲線表示上述帶鋼的劣化程度與 上述金屬管的剩余壽命的關系，在與上述內壓蠕變試驗相同的條件下，在上述 金屬管的外周面纏繞帶鋼，根據該帶鋼的劣化程度，來診斷上述金屬管的剩余 壽命。

根據本發明，比金屬管、試片薄的帶鋼在施加張力的狀態下纏繞于金屬管、 試片的外周面。因此，帶鋼處于易于發生蠕變孔洞等損傷的狀態，隨著內壓蠕 變試驗的進行、金屬管(實際機械)中的使用而劣化程度提高。而且，帶鋼是使 用熱膨脹率和強度為金屬管以上的金屬材料制作的，因此得到與金屬管、試片 的壽命相應的耐久性。由此，能夠獲取帶鋼的劣化程度與金屬管和試片的剩余 壽命的相關性，不對金屬管表面進行削磨，就能診斷該金屬管的剩余壽命。

在上述剩余壽命診斷方法中，優選的是，上述帶鋼被預先實施了熱處理。 在該方法中，由于熱處理而促使帶鋼的劣化，因此從剛安裝到金屬管、試片之 后起，能夠掌握帶鋼的劣化程度的進展。

在上述剩余壽命診斷方法中，優選的是，上述帶鋼具有：環狀部分，其是 使帶狀的金屬薄板彎曲成圓筒狀而成的，并且該環狀部分的周向長度被決定為 比上述金屬管的外周面長度短；以及一對凸緣部分，其是從上述環狀部分的周 向端部向外周方向設置的；以及連結螺釘，其調整上述凸緣部分彼此的間隔， 并且連結上述凸緣部分彼此。在該方法中，根據連結螺釘的緊固程度(例如緊 固扭矩)，能夠容易地調整環狀部分的張力。

在上述剩余壽命診斷方法中，優選的是，上述帶鋼是使用與上述金屬管相 同的金屬材料制作的。在該方法中，帶鋼與金屬管為相同材質，因此能夠高精 度地診斷金屬管的剩余壽命。

發明效果

根據本發明，不對金屬管表面進行削磨就能測量發生蠕變損傷的金屬管的 剩余壽命。

附圖說明

圖1的(a)是說明將帶鋼纏繞于鍋爐管的狀態的俯視圖，(b)是說明帶鋼的 結構的圖，(c)是說明將帶鋼纏繞于鍋爐管的狀態的截面圖。

圖2的(a)是主曲線的制作處理的流程圖，(b)是剩余壽命診斷處理的流程 圖。

圖3是示意性地說明內壓蠕變試驗的試驗裝置的圖。

圖4的(a)是表示與新鍋爐管對應的主曲線的示例的圖，(b)是表示與使用 中的鍋爐管對應的主曲線的示例的圖。