JPH03272384A - 配管要素及びその肉厚検査方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は火力発電プラント、Ｍ予力発電プラントの配管
要素に係り、特に、高流速、高乱れ流れに起因する腐食
、侵食による減肉を低下させるのに好適な配管要素及び
その肉厚検査方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、火力９Ｍ子カプラントでは炭素鋼材からなる配管
要素が用いられている。これらプラントの配管内流れは
高温、高流速である場合が多い。

高温、高流速の水車相流れ場では、流路の変化。

流れ方向の急激な変化等に起因する腐食、侵食により配
管の肉厚が減少する減肉現象が発生することがある。配
管要素、例えば、ティ形管は流れを分岐させる目的で配
管途中に設置される。そのときの流動は第４図に示すよ
うな流動と推定されている。第４図のティ形管は本管１
と支管２から構成され、管内流れは流線１１に示すよう
な流れである。一般に、高温水単相流では、高流速、高
乱れ度になるほど減肉量は大きい。減肉は電気化学的腐
食と流れの機械的剥離力による侵食の重畳された結果と
考えられる。腐食、侵食による減肉はプラントの安全性
に重大な影響を与えるものであり、減肉量の評価はプラ
ント寿命評価にも相当する。そこで、定期的な減肉量の
看視が必要であり、第５図に示すように、肉厚測定位置
１０を網目構成線９を利用して配管に表示し、その全点
を−点ごとに測定している。また、減肉量が許容値を超
過した場合には対策が必要になる。

なお、減肉量の軽減策として関連するものには、例えば
、特開昭５５−５１１９８号公報、減肉看視法に関連す
るものには、例えば、特開昭５６−２４５１０号公報が
挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は高流速、高乱れ流れに晒される管路要素
に対して特別な考慮はなされておらず、直管とその内部
構造が同じであり、管路要素の減肉量は、当然、常に直
管より大である。対策としては管路要素の交換、補修が
考えられるが、配管要素の補修は非常に困難であり、一
般には、交換となる。新製交換はその都度膨大な費用を
要し、さらに、廃棄物の体積も大で、その取扱いが容易
ではないなどの問題があった。また、肉厚の定期点検で
も配管要素全体について一点一点を測定するというやり
方があり、その測定点数は膨大な量となる。すなわち、
測定作業工数、及び、データ処理は多大の時間と費用を
要するなどの問題があつた。

本発明の目的は、減肉の少ない配管要素を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、簡単で信頼性の高い減肉検査方法
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は配管要素で、外面
は炭素鋼材を用い、内面に管軸方向に一様で円周に不均
一な肉厚をもつ高耐食性の合金鋼材を用いたものである
。

上記他の目的を達成するために、本発明は配管要素の腐
食、侵食、あるいは、その両者による減肉状態の検査方
法において１円周方向に不均一な肉厚である合金鋼材の
薄肉厚部の外周側の炭素鋼材の肉厚を測定することによ
り減肉状態を評価するようにしたものである。

〔作用〕

本発明では高流速、高乱れ流れに晒される配管要素の内
面を高耐食性の合金鋼材で構成したので、減肉の程度を
軽減できる。また１合金鋼材を円周方向に不均一な肉厚
とすることにより、その肉厚差を利用して減肉の程度を
精度よく外部からの非破壊検査で評価することができる
。詳述すれば、危険箇所の合金鋼材の肉厚を、故意に、
薄くすることにより、配管要素の寿命を最も安全性の高
い方法で評価可能となる。合金鋼材の外周側は炭素鋼材
であり、当然ながら、配管要素の内径、外径を均一にし
ようとすると、合金鋼材の薄肉厚部は炭素鋼材の厚肉厚
部となる。非破壊検査方法の代表である超音波肉圧測定
法で測定可能な肉厚は外側の炭素鋼材の肉厚である。外
側炭素鋼材の肉厚は内側合金鋼材の肉厚が減少しても一
定であり。

炭素鋼材まで減肉が到達してはじめて肉厚測定出力信号
に変化が生じる。肉厚測定出力信号に変化が生じ易い箇
所は合金鋼材の薄肉厚部、すなわち、炭素鋼材の厚肉厚
部である。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図によ
り説明する０本実施例は配管要素としてティ形管をとり
挙げている。第１図に示すように、本管１での流れ６は
分岐部で流れ７，８のように分岐する。分岐部には支管
２が接続されており、その外側は炭素鋼材３、内側は高
耐食性の合金鋼材４から構成されている。また、支管入
口部の流れが衝突する部分に超音波肉厚測定センサ５が
取付けられている。第２図は第１図の支管方向からティ
形管を見た場合であり、第３図はさらに、内側の合金鋼
材部分をとり出して見た場合を示している０合金鋼材４
は管軸方向に一様で円周方向に不均一な肉厚となってい
る。ここで支管部にのみ合金鋼材を用いた理由を次に述
べる。第７図、第８図は第６図に示すようティ形管の各
位！Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄにおける壁面近傍の速度比及び壁面近傍の乱れ度
の実測結果である。壁面近傍とは壁面から内径の１／１
０の範囲であり、その範囲での最大値をプロットしてい
る。なお、第７図、第８図は、Ａ位置での測定値を基準
値として、各位置での測定値との比を示している。第７
図、第８図から明らかなように、分岐後の支管内、すな
わち、Ｂ。

Ｃ位置の速度比、及び、乱れ度比は本管に比較して大き
く、減肉の可能性は支管の方が明らかに高い。この理由
により、本実施例では支管部にのみ合金鋼材を用いてい
る。さらに１．第１図、第２図に示すように、合金鋼材
の薄肉部に超音波肉厚センサを設置して炭素鋼材厚肉厚
部の肉厚を、常時、測定している。超音波肉厚センサ５
が設置されている場所は流速が本ティ形管内で最大の箇
所である。本実施例では、合金鋼材の薄肉厚部を周上四
ケ所としているが、それは、それぞれの肉厚データを参
照用とするという理由による。また、超音波肉厚センサ
５の出力は信号検知器１２に導入されている。合金鋼材
と炭素鋼材の肉厚比はコスト。

安全性等を考慮して最適値に設定されている。

本実施例は上述のように必要部分にのみ合金鋼材を施し
た例であり、本例の場合にはコストの低減化の効果があ
る。また、超音波肉厚センサを常設し、その出力を信号
検知器に導入しているため、肉厚値が変化した時、警報
を発生させることが可能であり、態化看視が可能となる
。

〔発明の効果〕

本発明は１以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。

価格の高い高耐食性合金鋼材は部分的にしか必要でなく
、従って、配管要素全体としての価格の上昇は最小限に
止められる。さらに、合金鋼材が完全に減肉する前、す
なわち１合金鋼材の外周面が原形を保っている場合には
、外側炭素鋼材は全く損傷を受けていないので、内側合
金鋼材の交換だけで配管要素は、はぼ、新品に近い状態
に復元可能であり、プラントランニングコストの低減が
できる。また１合金鋼材の肉厚が管軸方向に一様であり
、新製、及び、交換等の施工の簡単ができる。さらに、
合金鋼材の薄肉厚位置の肉厚を検出するようにしている
ので信頼性、安全性は全く損われていない。さらに、外
側炭素鋼材の肉厚を測定しているので、炭素鋼材の減肉
が発生するまでは、常に、同じデータが出力されること
になり、データ処理が簡単となる。また、測定必要点数
を減少させており、検査工数の大幅低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のティ形管の縦断面図、第２
図は第１図のＸ−Ｘ挽回、第３図は第１図、第２図の合
金鋼材の斜視図、第４図はティ形管内流れの説明図、第
５図は従来技術によるティ形管の支管の肉厚測定説明図
、第６図は壁面近傍の速度及び乱れ度分布実測位置の説
明図、第７図は第６図の各位置の壁面近傍速度比特性図
、第８図は第６図の各位置の壁面近傍乱れ度比特性図で
ある。 Ｅ１図 ノ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外面は炭素鋼材を用い、内面に管軸方向に一様で円
   周方向に不均一な肉厚の高耐食性の合金鋼材を用いたこ
   とを特徴とする配管要素。 ２、請求項１の前記配管要素の腐食、侵食、あるいはそ
   の両者による減肉状態の検査方法において、円周方向に
   不均一な肉厚である合金鋼材の薄肉厚部の外周側の炭素
   鋼材の肉厚を測定することにより、減肉状態を評価する
   ことを特徴とする肉厚検査方法。