JPS6189539A - 蒸気タ−ビン動翼の余寿命評価方法 - Google Patents
蒸気タ−ビン動翼の余寿命評価方法Info
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- JPS6189539A JPS6189539A JP20975584A JP20975584A JPS6189539A JP S6189539 A JPS6189539 A JP S6189539A JP 20975584 A JP20975584 A JP 20975584A JP 20975584 A JP20975584 A JP 20975584A JP S6189539 A JPS6189539 A JP S6189539A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- creep
- rotor blade
- amount
- moving blade
- steam turbine
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、高温下で使用される蒸気タービン動翼の余寿
命評価方法に係り、特に蒸気タービン動翼の浮き上が９
量から該タービン翼の余寿命を評価する方法に関する。
命評価方法に係り、特に蒸気タービン動翼の浮き上が９
量から該タービン翼の余寿命を評価する方法に関する。
一般に、蒸気タービン翼に使用される１２係９ｒ系耐熱
鋼は、運転中高温の蒸気雰囲気（０、長時間運転によっ
てクリープによる材質の劣化をきだし、最終的にはき裂
の発生を経て破壊に至る。
鋼は、運転中高温の蒸気雰囲気（０、長時間運転によっ
てクリープによる材質の劣化をきだし、最終的にはき裂
の発生を経て破壊に至る。
万が−このような破壊が運転中に発生した場合は、重大
事故につながる恐れが多分にうり、したがってこのター
ビン翼のクリープ劣化度を精度良く推定し、おる劣化度
に達した場合ＩＣは新製交換し、て事故を未然に防止す
ることが社会的な要求となっている。従来は、このよう
な事故防止のために定期検査によって変形や欠陥をチェ
ックしてきているが、タービン翼のクリープ劣化度を的
確に把握し、その余寿命まで推定することは非常に困難
であった。そこでタービン翼の劣化度および余寿命を非
破壊的に精度良く推定し得るような評価方法の開発が望
まれている。
事故につながる恐れが多分にうり、したがってこのター
ビン翼のクリープ劣化度を精度良く推定し、おる劣化度
に達した場合ＩＣは新製交換し、て事故を未然に防止す
ることが社会的な要求となっている。従来は、このよう
な事故防止のために定期検査によって変形や欠陥をチェ
ックしてきているが、タービン翼のクリープ劣化度を的
確に把握し、その余寿命まで推定することは非常に困難
であった。そこでタービン翼の劣化度および余寿命を非
破壊的に精度良く推定し得るような評価方法の開発が望
まれている。
本発明の目的は、上述の事情に鑑み、高温用蒸気タービ
ン翼のクリープ劣化度を求めることによシその余寿命を
精度良くかつ迅速に評価する方法を提供することにおる
。
ン翼のクリープ劣化度を求めることによシその余寿命を
精度良くかつ迅速に評価する方法を提供することにおる
。
高温用蒸気タービン動翼は、高温下で長時間使用される
と遠心力の作用を受けてクリープ変形を生ずる。本発明
の発明者らは、タービン動翼のテブルを用いて実験室的
に高温回転試験を行ってクリープ変形の進行を観察して
みたところ、クリープが進行するに伴って翼自体が翼が
植設されているロータのディスクから浮上がる現象が生
ずることを確認した。第１図はこの様子を示すもので、
動翼１の実験前の正規形状（実線）とクリープ変形した
もの（破線）を重ねて示したものである。
と遠心力の作用を受けてクリープ変形を生ずる。本発明
の発明者らは、タービン動翼のテブルを用いて実験室的
に高温回転試験を行ってクリープ変形の進行を観察して
みたところ、クリープが進行するに伴って翼自体が翼が
植設されているロータのディスクから浮上がる現象が生
ずることを確認した。第１図はこの様子を示すもので、
動翼１の実験前の正規形状（実線）とクリープ変形した
もの（破線）を重ねて示したものである。
この図から理解されるように、クリープ変形は動翼植込
部２のフック部３に現れ、この変形が顕著になると動翼
１がこれを支持しているディスクから浮上がシ、さらに
変形が進むとやがてフック部３のコーナーの部分に割れ
が発生するに至る。
部２のフック部３に現れ、この変形が顕著になると動翼
１がこれを支持しているディスクから浮上がシ、さらに
変形が進むとやがてフック部３のコーナーの部分に割れ
が発生するに至る。
上記した動翼の植込部における浮上がり量（すなわち変
形量）をΔαとすれば、種々実験を行った結果、この浮
上がり量Δαはクリープ劣化度φ。
形量）をΔαとすれば、種々実験を行った結果、この浮
上がり量Δαはクリープ劣化度φ。
（＝ｔ／ｌｒ、ここでｔ：運転時間、ｔｒ：クリープ破
断時間）と次の関係におることが判明している。
断時間）と次の関係におることが判明している。
φ、＝０・ｆ（Δα） ・・・・・・（１）た
だし ０：動翼の材料に依存する係数上記（１）式の関
係を示したのが第２図に示す線図でおる。図中符号１０
は１２０ｒ鋼、符号２０は１２０ｒ鋼よシも高温強度は
優れている反面、逆にりＩＪ−プ延性の乏しい１２０ｒ
Ｍｏ ＶＷ＠や１２０ ｒＭｏＶＮｂＮ鋼についての線
図を示している。このように浮上が力量Δαとクリープ
劣化度φ。は極めて明確で再現性に優れた対応関係を有
している。
だし ０：動翼の材料に依存する係数上記（１）式の関
係を示したのが第２図に示す線図でおる。図中符号１０
は１２０ｒ鋼、符号２０は１２０ｒ鋼よシも高温強度は
優れている反面、逆にりＩＪ−プ延性の乏しい１２０ｒ
Ｍｏ ＶＷ＠や１２０ ｒＭｏＶＮｂＮ鋼についての線
図を示している。このように浮上が力量Δαとクリープ
劣化度φ。は極めて明確で再現性に優れた対応関係を有
している。
以上の事実から、動翼と同一の材料についてその使用環
境と同一の雰囲気（温度、回転数或は遠心力に相当する
負荷）で予め実験室的に第２図に示した浮上がり量とク
リープ劣化度の関係を求めておくと、経年使用された実
機の動翼についてその余寿命を推定することができる。
境と同一の雰囲気（温度、回転数或は遠心力に相当する
負荷）で予め実験室的に第２図に示した浮上がり量とク
リープ劣化度の関係を求めておくと、経年使用された実
機の動翼についてその余寿命を推定することができる。
すなわち、クリープ劣化度φ。の許容限界値φ。０を定
めると、クリープ劣化度がこのφｃｃに至ったときが動
翼交換の時期となる。した□がって、動翼の既使用時間
をｉｐ 、このときの浮がＩＬ−Δα２から第４図の関
係を用いて求められたクリープ劣化度をφ。ｐとすれば
、この動翼の余寿命ｔＲは によシ求めることができる。
めると、クリープ劣化度がこのφｃｃに至ったときが動
翼交換の時期となる。した□がって、動翼の既使用時間
をｉｐ 、このときの浮がＩＬ−Δα２から第４図の関
係を用いて求められたクリープ劣化度をφ。ｐとすれば
、この動翼の余寿命ｔＲは によシ求めることができる。
クリープ劣化度の許容限界値φ。０は、次のような観点
から定めるのが妥当である。一般にタービン動翼にはい
かなる割れの発生も許容されず、また動翼先端部におけ
る静止部との間隙は極めて小さいものとなっている。こ
の傾向は今日の高効率を指向し、たタービンには顕著で
ある。したがってクリープ劣化度の許容限界値φｃｃは
、むしろ浮が）量Δαの大きさに基づいて決定するのが
妥当である。ここで第２図に示した現在量も一般的な動
翼材料でらる１２０ｒ系鋼についての浮上がり量とクリ
ープ劣化度の関係から、上記浮上が力量が急増するのは
φ。＝０．６でろるから、かかる動翼のクリープ劣化度
許容限界値はφ。、 ＝ ０．６とすることができる。
から定めるのが妥当である。一般にタービン動翼にはい
かなる割れの発生も許容されず、また動翼先端部におけ
る静止部との間隙は極めて小さいものとなっている。こ
の傾向は今日の高効率を指向し、たタービンには顕著で
ある。したがってクリープ劣化度の許容限界値φｃｃは
、むしろ浮が）量Δαの大きさに基づいて決定するのが
妥当である。ここで第２図に示した現在量も一般的な動
翼材料でらる１２０ｒ系鋼についての浮上がり量とクリ
ープ劣化度の関係から、上記浮上が力量が急増するのは
φ。＝０．６でろるから、かかる動翼のクリープ劣化度
許容限界値はφ。、 ＝ ０．６とすることができる。
なお、上記クリープ劣化度許容限界値をどのような値と
するかについては、動翼の材料および使用環境により決
定しなければならないのはいうまでも々い。
するかについては、動翼の材料および使用環境により決
定しなければならないのはいうまでも々い。
〔発明の実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
対象とした供試材は１２万時間運転されたタービンに用
いられていた１２０ｒ鋼製の動翼でちる。この動翼の浮
かり量がΔａ１でちったとすれば、第２図の曲ａ１０か
ら、そのクリープ劣化度φ。ｐ＝０．５でらる。したが
ってこの動翼の余寿命は（２）弐によｔＲニルｉユ立臣
Ｘ １２０，０００ ０，５ ＝ ２４，０００ （Ｈｒ） でちると推定することができる。
いられていた１２０ｒ鋼製の動翼でちる。この動翼の浮
かり量がΔａ１でちったとすれば、第２図の曲ａ１０か
ら、そのクリープ劣化度φ。ｐ＝０．５でらる。したが
ってこの動翼の余寿命は（２）弐によｔＲニルｉユ立臣
Ｘ １２０，０００ ０，５ ＝ ２４，０００ （Ｈｒ） でちると推定することができる。
以上述べたとおり、本発明はタービン動翼の余寿命を動
翼の浮が９量を実測して評価するものでらるから、本発
明によればタービン点検時等に極めて簡単にその余寿命
を評価することができる等の効果を奏する。
翼の浮が９量を実測して評価するものでらるから、本発
明によればタービン点検時等に極めて簡単にその余寿命
を評価することができる等の効果を奏する。
第１図はタービン動翼に生ずるクリープ変形の態様を説
明する図、笛２図は動翼の浮上がυ量とクリープ劣化度
の関係を示す線図である。 代理人 弁理士 則 近 窓 佑 （ほか１名）第１図 第２図
明する図、笛２図は動翼の浮上がυ量とクリープ劣化度
の関係を示す線図である。 代理人 弁理士 則 近 窓 佑 （ほか１名）第１図 第２図
Claims (3)
- （１）蒸気タービン動翼の浮上り量とクリープ劣化度の
関係を予め求めておき、運転経過時間（ｔ＿ｐ）が既知
のタービン動翼供試材の浮上り量 （Δａ＿ｐ）から該供試材のクリープ劣化度（φ＿ｃ＿
ｐ）を上記関係より求め、該クリープ劣化度（φ＿ｃ＿
ｐ）に至るまでの残余時間（ｔ＿Ｒ）を ｔ＿Ｒ＝（φ＿ｃ＿ｃ−φ＿ｃ＿ｐ）／（φ＿ｃ＿ｐ）
×ｔ＿Ｐによつて求めることを特徴とする蒸気タービン
動翼の余寿命評価方法。 - （２）前記浮上り量は前記動翼の植込部における変形量
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蒸
気タービン動翼の余寿命評価方法。 - （３）前記許容限界値（φ＿ｃ＿ｃ）は、クリープ破断
時のクリープ劣化度を１．０としたとき、φ＿ｃ＿ｃ＝
０．６であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の蒸気タービン動翼の余寿命評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20975584A JPS6189539A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 蒸気タ−ビン動翼の余寿命評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20975584A JPS6189539A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 蒸気タ−ビン動翼の余寿命評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6189539A true JPS6189539A (ja) | 1986-05-07 |
| JPH0441775B2 JPH0441775B2 (ja) | 1992-07-09 |
Family
ID=16578093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20975584A Granted JPS6189539A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 蒸気タ−ビン動翼の余寿命評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6189539A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6568254B2 (en) | 1999-12-23 | 2003-05-27 | Alstom (Switzerland) Ltd | Method for monitoring the creep behavior of rotating components of a compressor stage or turbine stage |
-
1984
- 1984-10-08 JP JP20975584A patent/JPS6189539A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6568254B2 (en) | 1999-12-23 | 2003-05-27 | Alstom (Switzerland) Ltd | Method for monitoring the creep behavior of rotating components of a compressor stage or turbine stage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0441775B2 (ja) | 1992-07-09 |
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