JP2016006389A - フェライト鋼のクリープ余寿命評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】使用環境で熱曝露されるフェライト鋼のクリープ余寿命評価方法は、使用環境でフェライト鋼に作用する負荷応力を推定する負荷応力推定工程(S10)と、負荷応力から熱曝露されるフェライト鋼のクリープ破断時の硬さを設定するクリープ破断時の硬さ設定工程(S12)と、使用環境に曝露され、負荷応力が負荷されたフェライト鋼の硬さを測定する硬さ測定工程(S14)と、クリープ破断時の硬さに対する熱曝露後の硬さの比率である硬さ変化率を算出する硬さ変化率算出工程(S16)と、硬さ変化率と、予め求めておいた熱曝露されるフェライト鋼と同じまたは同種のフェライト鋼の硬さ変化率とクリープ寿命消費率との関係と、を比較して、クリープ余寿命を評価するクリープ余寿命評価工程(S18)と、を備える。
【選択図】図1
Description
フェライト鋼には、Gr.91(火STPA28)、Gr.92(火STPA29)、Gr.122(火SUS410J3TP)の3種類の高クロムフェライト鋼を使用した。
これらの高クロムフェライト鋼について、負荷応力と、クリープ破断時の硬さとの関係を求めた。クリープ試験については、JISZ2271に準拠して行った。クリープ破断した試験片の評定部の硬さをビッカース硬さ試験法(JISZ2244)により常温で測定した。クリープ試験条件については、試験温度600℃から750℃とし、負荷応力25MPaから200MPaとした。
次に、高クロムフェライト鋼について、硬さ変化率とクリープ寿命消費率との関係を示すマスター曲線を作成するために、クリープ試験を行った。クリープ試験については、JISZ2271に準拠して行った。クリープ試験条件については、試験温度600℃から750℃、負荷応力25MPaから70MPaとし、試験温度と負荷応力とをこの範囲で変えてクリープ試験を行った。試験片については、試験前の硬さが異なるものについても使用した。また、クリープ破断に至る途中で試験を中断して試験片の評定部の硬さをビッカース硬さ試験法(JISZ2244)により常温で測定し、硬さ変化率とクリープ寿命消費率との関係を求めた。
次に、高クロムフェライト鋼のクリープ余寿命評価方法について説明する。まず、火力発電プラント等の使用環境において、高クロムフェライト鋼に作用する負荷応力を実験や解析等で推定する。そして、推定された負荷応力が高クロムフェライト鋼に作用したときのクリープ破断時の硬さを設定する。例えば、高クロムフェライト鋼がGr.91であり、推定された負荷応力が50MPaである場合には、図5に示すグラフから、クリープ破断時の硬さが160HVと設定される。
Claims (3)
- 使用環境で熱曝露されるフェライト鋼のクリープ余寿命評価方法であって、
前記使用環境でフェライト鋼に作用する負荷応力を推定する負荷応力推定工程と、
前記負荷応力から熱曝露されるフェライト鋼のクリープ破断時の硬さを設定するクリープ破断時の硬さ設定工程と、
前記使用環境で熱曝露され、前記負荷応力が作用したフェライト鋼の熱曝露後の硬さを測定する硬さ測定工程と、
前記クリープ破断時の硬さに対する前記熱曝露後の硬さの比率である硬さ変化率を算出する硬さ変化率算出工程と、
前記硬さ変化率と、予め求めておいた前記熱曝露されるフェライト鋼と同じまたは同種のフェライト鋼における硬さ変化率とクリープ寿命消費率との関係と、を比較して、クリープ余寿命を評価するクリープ余寿命評価工程と、
を備えることを特徴とするフェライト鋼のクリープ余寿命評価方法。 - 請求項1に記載のフェライト鋼のクリープ余寿命評価方法であって、
前記クリープ余寿命評価工程は、クリープ寿命消費率が0.6以上のクリープ余寿命を評価することを特徴とするフェライト鋼のクリープ余寿命評価方法。 - 請求項1または2に記載のフェライト鋼のクリープ余寿命評価方法であって、
前記フェライト鋼は、8.5質量%以上12.5質量%以下のCrを含有する高クロムフェライト鋼であることを特徴とするフェライト鋼のクリープ余寿命評価方法。
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