TWI711996B - 養護管理選單決定方法及工廠的養護管理方法 - Google Patents

Abstract

本發明之至少一實施形態之養護管理選單決定方法係工廠的養護管理選單決定方法，其特徵為：具備：根據前述工廠中與流體相接的養護對象部位的探傷檢查結果，預測該養護對象部位的剩餘壽命的步驟；若所預測出的前述剩餘壽命比容許期間為更短時，將藉由前述養護對象部位的壽命延長對策來變更前述養護對象部位的剩餘壽命評估所使用的輸入因子值時的前述剩餘壽命進行再預測的步驟；及若確認出所再預測出的前述剩餘壽命比前述容許期間為更長時，擬定包含前述壽命延長對策之供前述工廠用的養護管理選單的步驟。

Description

養護管理選單決定方法及工廠的養護管理方法

本揭示係關於養護管理選單決定方法及工廠的養護管理方法。

在高溫高壓環境下長時間使用之例如鍋爐的配管中，係有在配管彼此等的熔接部發生潛變損壞的情形。由於潛變損壞進展，因此必須按照潛變損壞的進展程度，評估剩餘壽命，且對熔接部適時進行補修。因此，進行測定熔接部內的潛變損壞的進展程度來評估剩餘壽命(參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本專利第5086615號公報

(發明所欲解決之課題)

在專利文獻1所揭示之剩餘壽命的評估方法中，若判定所推定出的剩餘壽命為預定時間以下，亦即例如相當於至下次檢查為止的期間的時間以下時，至下次檢查之前，檢查對象破斷的可能性高，而欲進行某些處置。 但是，例如進行檢查對象的替換時，若替換品無法立即取得，在使工廠暫時開動後，在下次檢查之前，為了替換檢查對象，必須使工廠再次停止。因此，產生有關暫時開動後的工廠停止時及檢查對象替換後的再開動的成本、或有關暫時開動後的工廠停止時的所失利益。如上所示，有圖求使檢查對象的剩餘壽命延長預定期間(例如容許期間)的情形。

鑑於上述情形，本發明之至少一實施形態之目的在將工廠的養護對象部位的壽命延長預定期間。 (解決課題之手段)

(1)本發明之至少一實施形態之養護管理選單決定方法係工廠的養護管理選單決定方法，其特徵為： 具備： 根據前述工廠中與流體相接的養護對象部位的探傷檢查結果，預測該養護對象部位的剩餘壽命的步驟； 若所預測出的前述剩餘壽命比容許期間為更短時，將藉由前述養護對象部位的壽命延長對策來變更前述養護對象部位的剩餘壽命評估所使用的輸入因子值時的前述剩餘壽命進行再預測的步驟；及 若確認出所再預測出的前述剩餘壽命比前述容許期間為更長時，擬定包含前述壽命延長對策之供前述工廠用的養護管理選單的步驟。

藉由上述(1)的方法，確認出採用壽命延長對策後的剩餘壽命比容許期間為更長之後，擬定包含該壽命延長對策的養護管理選單，因此可使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。

(2)在若干實施形態中，在上述(1)的方法中，前述壽命延長對策係包含：藉由變更前述工廠的運轉條件來減低前述養護對象部位的負荷的運轉條件緩和對策、或對前述養護對象部位所實施的局部對策的至少一個。

藉由上述(2)的方法，藉由進行運轉條件緩和對策，可減低工廠運轉條件變更的影響所及範圍內的複數部位的養護對象部位的負荷。此外，藉由進行對養護對象部位所實施的局部對策，可限定因實施對策所致之影響所及範圍。

(3)在若干實施形態中，在上述(2)的方法中，前述再預測剩餘壽命的步驟係包含：求出藉由前述運轉條件緩和對策、或前述局部對策所變更的前述輸入因子值，根據所求出的該輸入因子值，再預測前述剩餘壽命的步驟。

藉由上述(3)的方法，由於求出藉由運轉條件緩和對策、或局部對策所變更的輸入因子值，因此所求出的輸入因子值成為妥適者，根據所求出的該輸入因子值而再預測的剩餘壽命的精度會提升。

(4)在若干實施形態中，在上述(2)或(3)的方法中，前述壽命延長對策係將前述運轉條件緩和對策與前述局部對策加以組合的對策。

藉由上述(4)的方法，藉由將運轉條件緩和對策與局部對策加以組合，來抑制工廠的運轉條件的變更量，可抑制對工廠運轉所造成的影響，並且可簡化局部對策。

(5)在若干實施形態中，在上述(4)的方法中，前述壽命延長對策係與單獨實施前述運轉條件緩和對策及前述局部對策的各個的情形相比，以所失利益及增加成本的和變少的方式所選定出的前述運轉條件緩和對策與前述局部對策的組合。

例如，在運轉條件緩和對策中，由於變更工廠的運轉條件，因此工廠的運轉效率降低而有產生所失利益的情形。一般而言，有工廠的運轉條件的變更寬幅愈大，工廠的運轉效率愈為降低而所失利益愈為增加的傾向。此外，在局部對策中，一般而言，有愈提升對策的效果，對策所需成本愈為增加的傾向。因此，例如，藉由將運轉條件緩和對策與局部對策加以組合，雖然會產生因工廠的運轉條件變更所致之所失利益，但是可抑制因實施局部對策所致之成本增加。換言之，藉由將運轉條件緩和對策與局部對策加以組合，雖然會產生因實施局部對策所致之成本，但是可減低因工廠的運轉條件變更所致之所失利益。因此，藉由上述(5)的方法，適當選定運轉條件緩和對策與局部對策而加以組合，藉此可抑制所失利益及增加成本的和。

(6)在若干實施形態中，在上述(2)至(5)之任一方法中，前述運轉條件緩和對策係包含：前述養護對象部位所相接的流體的溫度的減低對策、或該流體的壓力的減低對策的至少一方。

藉由上述(6)的方法，可減低施加於養護對象部位的負荷，因此可延長養護對象部位的剩餘壽命。

(7)在若干實施形態中，在上述(2)至(6)之任一方法中，前述局部對策係包含：將前述養護對象部位局部冷卻的局部冷卻、緩和前述養護對象部位中的應力的應力緩和對策、或使前述養護對象部位中的損傷恢復的損傷恢復對策的至少一個。

藉由上述(7)的方法，可藉由局部冷卻、應力緩和對策、或損傷恢復對策的至少一個，來延長養護對象部位的剩餘壽命。

(8)在若干實施形態中，在上述(2)至(7)之任一方法中，前述局部對策係包含：前述養護對象部位的補強、或前述養護對象部位中的限制條件的變更的至少一個，作為緩和前述養護對象部位中的應力的應力緩和對策。

藉由上述(8)的方法，可藉由養護對象部位的補強、或養護對象部位中的限制條件的變更的至少一個，緩和養護對象部位中的應力而延長養護對象部位的剩餘壽命。

(9)在若干實施形態中，在上述(2)至(8)之任一方法中，前述局部對策係至少包含：前述養護對象部位的補修熔接，作為使前述養護對象部位中的損傷恢復的損傷恢復對策。

藉由上述(9)的方法，藉由至少包含養護對象部位的補修熔接的損傷恢復對策，使養護對象部位中的損傷恢復，藉此可延長養護對象部位的剩餘壽命。

(10)在若干實施形態中，在上述(1)至(9)之任一方法中，在擬定前述養護管理選單的步驟中，若有複數可將前述剩餘壽命延伸前述容許期間的前述壽命延長對策，將適用複數前述壽命延長對策的至少一個時的影響進行金額換算，且考慮經金額換算的結果，來決定養護管理選單。

藉由上述(10)的方法，可一邊抑制因實施壽命延長對策所致之經濟上的損失，一邊使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。

(11)在若干實施形態中，在上述(1)至(10)之任一方法中，在前述再預測剩餘壽命的步驟中，進行前述容許期間的覆查、或前述輸入因子值的覆查的至少一方後，再預測前述剩餘壽命。

藉由上述(11)的方法，進行容許期間的覆查、或輸入因子值的覆查的至少一方之後，再預測剩餘壽命，藉此例如若可縮短圖求因壽命延長對策而延長的期間，可進行因運轉條件緩和對策所致之工廠的運轉條件的變更寬幅的抑制、或對養護對象部位所實施的局部對策的簡化。

(12)在若干實施形態中，在上述(1)至(11)之任一方法中，前述工廠係發電廠， 前述流體係蒸氣。

藉由上述(12)的方法，如上述(1)所述，確認出採用壽命延長對策後的剩餘壽命比容許期間為更長之後，擬定包含該壽命延長對策的養護管理選單，因此可使發電廠中與蒸氣相接的養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。

(13)本發明之至少一實施形態之工廠的養護管理方法之特徵為： 具備： 藉由上述(1)至(12)之任一養護管理選單決定方法，決定前述工廠的養護管理選單的步驟； 按照前述養護管理選單，進行前述養護對象部位的養護管理的步驟；及 在前述養護管理後，進行前述養護對象部位的監視的步驟。

藉由上述(13)的方法，藉由實施壽命延長對策，可使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長，並且可掌握之後工廠運轉中的養護對象部位的狀態。

(14)在若干實施形態中，在上述(13)的方法中，在前述進行養護對象部位的監視的步驟中，監視對再預測前述剩餘壽命時所使用的前述輸入因子值造成影響的項目，判定是否脫離為了所再預測出的前述剩餘壽命比前述容許期間為更長而應滿足的前述項目的容許範圍。

藉由上述(14)的方法，由於可判斷是否處於養護對象部位的剩餘壽命可比容許期間為更短的狀態，因此可視需要追加實施壽命延長壽命對策等，可進行用以比容許期間為更長的更進一步的對應。

(15)在若干實施形態中，在上述(14)的方法中，另外具備： 在前述進行養護對象部位的監視的步驟中判斷前述項目的值脫離前述容許範圍時，預測藉由前述養護對象部位的新壽命延長對策來變更前述輸入因子值時的新剩餘壽命的步驟；及 若確認出前述新剩餘壽命比容許期間為更長時，擬定包含前述新壽命延長對策之供前述工廠用的養護管理選單的步驟。 藉由上述(15)的方法，確認出採用新壽命延長對策後的新剩餘壽命比容許期間為更長之後，擬定包含該新壽命延長對策的養護管理選單，因此可使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。 (發明之效果)

藉由本發明之至少一實施形態，可將工廠的養護對象部位的壽命延長預定期間。

以下參照所附圖示，說明本發明之若干實施形態。其中，作為實施形態所記載或圖面所示之構成零件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等係僅為說明例，而非為將本發明之範圍限定於此之主旨。 例如，「以某方向」、「沿著某方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」或「同軸」等表示相對或絕對配置的表現係形成為不僅嚴謹地表示如上所示之配置，亦表示以公差、或獲得相同功能的程度的角度或距離而相對作位移的狀態者。 例如，表示「相同」、「相等」及「均質」等事物相等的狀態的表現係形成為不僅嚴謹地表示相等的狀態，亦表示存在公差、或獲得相同功能的程度的差的狀態者。 例如，表示四角形狀或圓筒形狀等形狀的表現係形成為不僅表示在幾何學上嚴謹涵義下的四角形狀或圓筒形狀等形狀，亦表示在獲得相同效果的範圍內，包含凹凸部或倒角部等的形狀者。 另一方面，「備有」、「具有」、「具備」、「包含」、或、「有」一構成要素等表現並非為將存在其他構成要素除外的排他性表現。

首先，參照圖1，說明若干實施形態之養護管理選單決定方法及工廠的養護管理方法的概要。 圖1係顯示使用若干實施形態之養護管理選單決定方法的工廠的養護管理方法中的各工程的圖。若干實施形態之工廠的養護管理方法係包含：選定養護對象部位的步驟S1、進行養護對象部位的檢查的步驟S2、決定養護管理選單的步驟S3、進行養護對象部位的養護管理的步驟S7、及進行養護對象部位的監視的步驟S8。 若干實施形態之養護管理選單決定方法係包含決定養護管理選單的步驟S3。 若干實施形態之養護管理選單決定方法及工廠的養護管理方法係適用於在高溫且施加較大負荷的環境下被長時間使用的金屬製構件的養護管理的養護管理選單決定方法及工廠的養護管理方法，例如適用於火力發電設備中將鍋爐與蒸氣渦輪機之間相連接的蒸氣配管等的熔接部的養護管理。 在蒸氣配管等的熔接部係包含因熔接所致之熱影響部。在熱影響部係產生如以下所示之潛變損壞。亦即，在熱影響部係因經長期間在高溫下的使用，而發生潛變孔洞。潛變孔洞係其數量因長時間使用而增加，鄰接的潛變孔洞彼此相連而造成龜裂。接著，龜裂逐漸成長，最終以厚度方向貫穿熔接部，而發生內部流體漏洩。因此，在鍋爐等的運用中，係必須恰當地進行蒸氣配管等的熔接部的養護。

以下說明若干實施形態之工廠的養護管理方法中的各工程的概略。 其中，若干實施形態之工廠的養護管理方法中的各工程並非必須以圖1所示之順序依序進行，亦可如後所述有未實施的工程，亦可有以與圖1所示順序為不同的順序所實施的工程，亦可有反覆實施的工程。

(選定養護對象部位的步驟S1) 選定養護對象部位的步驟S1係由工廠中存在複數的蒸氣配管等的熔接部之中，進行養護管理的選定養護對象部位的步驟。

(進行養護對象部位的檢查的步驟S2) 進行養護對象部位的檢查的步驟S2係對在選定養護對象部位的步驟S1所選定出的養護對象部位，進行探傷檢查的步驟。在進行養護對象部位的檢查的步驟S2中所進行的探傷檢查，係可使用例如相位陣列法、UT法、開口合成法、高頻UT法、或超音波雜訊法。其中，在此高頻UT法係指使用20MHz以上的頻率的超音波的探傷檢查。 進行養護對象部位的檢查的步驟S2係在例如工廠的定期檢查等工廠正在停止時實施。在以下說明中，進行養護對象部位的檢查的步驟S2係設為在工廠定期檢查時所實施者，將進行養護對象部位的檢查的步驟S2的實施時點的定期檢查稱為本次定期檢查。其中，將本次定期檢查之接下來預定的定期檢查稱為下次定期檢查，將下次定期檢查之接下來進行的定期檢查稱為下下次定期檢查。

(決定養護管理選單的步驟S3) 決定養護管理選單的步驟S3係包含：預測以下說明的養護對象部位的剩餘壽命的步驟S4、再預測剩餘壽命的步驟S5、及擬定養護管理選單的步驟S6。

(預測養護對象部位的剩餘壽命的步驟S4) 預測養護對象部位的剩餘壽命的步驟S4係根據在進行養護對象部位的檢查的步驟S2中所進行的養護對象部位的檢查結果，預測養護對象部位的剩餘壽命的步驟。 剩餘壽命係指由現時點至養護對象部位因潛變損壞而破斷為止的時間。 在剩餘壽命的預測係可使用例如龜裂進展計算、FEM、損傷力學評估、孔洞模擬法、或組織模擬法等。

(再預測剩餘壽命的步驟S5) 再預測剩餘壽命的步驟S5係在預測養護對象部位的剩餘壽命的步驟S4中所預測的剩餘壽命，比容許期間為更短時、或相對容許期間的餘裕較少時所實施的步驟。在此，容許期間係指例如至下次之後的定期檢查為止的期間般，為至期待超過養護對象部位的剩餘壽命的時期為止的期間。 在再預測剩餘壽命的步驟S5中，覆查養護對象部位的剩餘壽命評估(剩餘壽命的預測)所使用的輸入因子值而再度預測剩餘壽命。此外，在再預測剩餘壽命的步驟S5中，亦有覆查容許期間的情形。

在輸入因子值的覆查中，考慮藉由覆查使輸入因子值所持有之對安全側的餘裕度來覆查輸入因子值。

以藉由覆查使輸入因子值所持有之對安全側的餘裕度來覆查輸入因子值時之例而言，例如，最初預測出剩餘壽命時所使用的輸入因子為有關養護對象部位的機器的設計值時，係考慮使用實測值作為覆查後的輸入因子值。 亦即，一般而言，在設計值大多具有裕度，大多設定為比實際值更為苛刻的值。例如，作用於養護對象部位的應力或溫度的設計值係被認為大多為大於實際作用於養護對象部位的應力或溫度的情形。 因此，藉由使用實測值作為覆查後的輸入因子值，期待再預測的剩餘壽命比容許期間為更長。 其中，亦可使用推定值，來取代使用實測值作為覆查後的輸入因子值。例如，若難以計測實測值，可由工廠的運轉條件、或養護對象部位的近傍的實測值等，算出養護對象部位中的推定值。例如，若養護對象部位為蒸氣配管中的熔接部，可藉由從工廠的運轉資料取得流至該蒸氣配管的蒸氣的溫度或壓力，來推定養護對象部位中的溫度或應力的值。

此外，在輸入因子值的覆查中，係考慮藉由後述之養護對象部位的壽命延長對策來變更輸入因子值。亦即，假定實施用以以延長剩餘壽命的方式變更輸入因子值的對策(壽命延長對策)，來變更輸入因子值。其中，在後述之擬定養護管理選單的步驟S6中，亦可在檢討養護對象部位的壽命延長對策的過程中，實施再預測剩餘壽命的步驟S5，藉由因壽命延長對策所致之變更後的輸入因子值來再預測剩餘壽命。

以覆查容許期間時之例而言，例如覆查前的容許期間，例如在每2年所實施的定期檢查之中，為至下下次定期檢查為止的期間，亦即4年時，考慮將覆查後的容許期間設為至下次定期檢查為止的期間亦即2年。此外，亦可視情況，如臨時的工廠停止般，將至不同於進行定期檢查的時期的時期為止的期間設為覆查後的容許期間。 此外，在再預測剩餘壽命的步驟S5中，可實施輸入因子值的覆查與容許期間的覆查的任一方，亦可實施雙方。

亦即，在若干實施形態中，在再預測剩餘壽命的步驟S5中，係進行容許期間的覆查、或輸入因子值的覆查的至少一方後，再預測剩餘壽命。進行容許期間的覆查、或輸入因子值的覆查的至少一方後，再預測剩餘壽命，藉此若可縮短例如圖求因壽命延長對策而延長的期間，可進行因運轉條件緩和對策所致之工廠運轉條件的變更寬幅的抑制、或對養護對象部位所實施的局部對策的簡化。

(擬定養護管理選單的步驟S6) 擬定養護管理選單的步驟S6係擬定包含壽命延長對策之供工廠用的養護管理選單的步驟。例如，在擬定養護管理選單的步驟S6中，若在再預測剩餘壽命的步驟S5中被再預測出的剩餘壽命比容許期間為更短時，擬定壽命延長對策。具體而言，如下所示來擬定壽命延長對策。

圖2係在橫軸取養護對象部位的溫度，縱軸取養護對象部位的應力的圖表。 在圖2的圖表中，實線的標繪P0係表示工廠開動中作用於養護對象部位的溫度及應力的標繪，在再預測剩餘壽命的步驟S5中覆查輸入因子值之前者。 在圖2的圖表中，虛線的標繪P1係表示工廠開動中作用於養護對象部位的溫度及應力的標繪，在再預測剩餘壽命的步驟S5中覆查輸入因子值之後者。 在圖2的圖表中，實線的直線係表示養護對象部位的剩餘壽命與容許期間相等的溫度及應力的條件的等壽命線L0。等壽命線L0係在再預測剩餘壽命的步驟S5中覆查輸入因子值或容許期間之前的等壽命線。 在圖2的圖表中，虛線的直線L1係表示養護對象部位的剩餘壽命與容許期間相等的溫度及應力的條件的等壽命線L1。等壽命線L1係在再預測剩餘壽命的步驟S5中覆查輸入因子值或容許期間之後的等壽命線。 容後說明圖2的圖表中的虛線的直線L2。

若本次定期檢查之後，工廠被再開動，若作用於養護對象部位的溫度及應力為相當於等壽命線L0的左側區域的溫度及應力，養護對象部位的剩餘壽命係比覆查前的容許期間為更長，若為相當於等壽命線L0的右側區域的溫度及應力，養護對象部位的剩餘壽命係比覆查前的容許期間為更短。同樣地，若本次定期檢查之後，工廠被再開動，若作用於養護對象部位的溫度及應力為相當於等壽命線L1的左側區域的溫度及應力，養護對象部位的剩餘壽命係比覆查後的容許期間為更長，若為相當於等壽命線L1的右側區域的溫度及應力，養護對象部位的剩餘壽命係比覆查後的容許期間為更短。

若在再預測剩餘壽命的步驟S5中被再預測出的剩餘壽命比容許期間為更短時，如圖2所示，虛線的標繪P1係成為位於等壽命線L1的右側的區域。因此，在本次定期檢查之後，工廠被再開動之時，以養護對象部位的溫度及應力的條件至少位於等壽命線L1的左側的區域的方式，變更養護對象部位的溫度或應力的至少一方，藉此可使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。

以用以以延長剩餘壽命的方式變更輸入因子值，亦即養護對象部位的溫度或應力的至少一方的對策(壽命延長對策)而言，可列舉以下對策。

(1)運轉條件緩和對策 運轉條件緩和對策係藉由變更工廠運轉條件，來減低養護對象部位的負荷的壽命延長對策。 例如，若養護對象部位為蒸氣配管中的熔接部，藉由降低流至該蒸氣配管的蒸氣的溫度，例如虛線的標繪P2所示，可降低養護對象部位的溫度。 此外，例如，若養護對象部位為蒸氣配管中的熔接部，藉由降低流至該蒸氣配管的蒸氣的壓力，例如虛線的標繪P3所示，可降低養護對象部位的應力。 此外，例如，若養護對象部位為蒸氣配管中的熔接部，藉由降低流至該蒸氣配管的蒸氣的溫度及壓力，例如虛線的標繪P4所示，可降低養護對象部位的溫度與應力。

在運轉條件緩和對策中，如上所述，由於變更工廠的運轉條件，因此可減低工廠運轉條件的變更的影響所及範圍內的複數部位的養護對象部位的負荷來延長剩餘壽命。 此外，運轉條件緩和對策由於包含養護對象部位相接的流體的溫度的減低對策、或該流體的壓力的減低對策的至少一方，因此可減低施加於養護對象部位的負荷，可延長養護對象部位的剩餘壽命。 其中，在運轉條件緩和對策中，如上所述，由於變更工廠的運轉條件，因此必須考慮對工廠運轉造成影響。例如，必須考慮因減低蒸氣的溫度或壓力而有工廠中的運轉效率降低之虞的情形。

(2)對養護對象部位所實施的局部對策 對養護對象部位所實施的局部對策係對養護對象部位局部實施的壽命延長對策。在以下說明中，將對養護對象部位所實施的局部對策亦僅稱為局部對策。 以局部對策而言，可列舉例如：緩和養護對象部位中的應力的應力緩和對策、將養護對象部位局部冷卻的局部冷卻、及使養護對象部位中的損傷恢復的損傷恢復對策。

(2-1)應力緩和對策 應力緩和對策係藉由實施養護對象部位的補強、或養護對象部位中的限制條件的變更的至少一個，來緩和養護對象部位的應力的對策。

養護對象部位的補強係例如在配管中的養護對象部位及其周邊的區域，在對配管附加按壓力的狀態下，捲繞耐熱性且線膨脹率與配管為同等材質的纜線的對策。藉由實施養護對象部位的補強，例如虛線的標繪P3所示，可降低作用於養護對象部位的應力。 此外，亦可藉由在養護對象部位進行堆焊熔接，使養護對象部位中的壁厚增加，而補強養護對象部位。

養護對象部位中的限制條件的變更係以在工廠開動中作用於養護對象部位的應力減少的方式，由例如包含養護對象部位的配管的支持構造物，對該配管供予限制力的對策。例如，若養護對象部位為將配管彼此相連接的圓周熔接部，以將該圓周熔接部以配管的管軸方向壓縮的方式，對配管賦予管軸方向的按壓力。藉由變更養護對象部位中的限制條件，例如虛線的標繪P3所示，可降低作用於養護對象部位的應力。

如上所示，在若干實施形態中，包含養護對象部位的補強、或養護對象部位中的限制條件的變更的至少一個，作為應力緩和對策，因此藉由養護對象部位的補強、或養護對象部位中的限制條件的變更的至少一個，可將養護對象部位中的應力緩和而延長養護對象部位的剩餘壽命。

(2-2)局部冷卻 局部冷卻係藉由將養護對象部位局部冷卻，使養護對象部位的溫度降低的對策。 例如，若養護對象部位為蒸氣配管中的熔接部，藉由對養護對象部位的周圍噴吹溫度比流至該蒸氣配管的蒸氣的溫度為更低的蒸氣或空氣，可降低養護對象部位的溫度。藉此，例如以虛線的標繪P5所示，可降低作用於養護對象部位的溫度。其中，若進行局部冷卻，養護對象部位的周邊的溫度降低而養護對象部位的周邊收縮，因此作用於養護對象部位的應力係有比進行局部冷卻之前更大的情形。因此，必須加上作用於養護對象部位的應力的變化，來設定養護對象部位中的溫度降低量。

(2-3)損傷恢復對策 損傷恢復對策係例如在養護對象部位進行補修熔接，藉此使養護對象部位中的損傷恢復的對策。 其中，以損傷恢復對策而言，亦可例如在限制養護對象部位的熱膨脹的狀態下將養護對象部位加熱，藉此利用熱應力而將養護對象部位的潛變孔洞或龜裂進行壓接／補修。 如上所示，藉由實施損傷恢復對策，例如虛線的直線L2所示之等壽命線L2所示，等壽命線的位置會移動。

如上所示，在若干實施形態中，局部對策至少包含養護對象部位的補修熔接，作為使養護對象部位中的損傷恢復的損傷恢復對策。因此，藉由至少包含養護對象部位的補修熔接的損傷恢復對策，使養護對象部位中的損傷恢復，藉此可延長養護對象部位的剩餘壽命。

如上所述，在若干實施形態中，局部對策係包含：將養護對象部位局部冷卻的局部冷卻、緩和養護對象部位中的應力的應力緩和對策、或使養護對象部位中的損傷恢復的損傷恢復對策的至少一個。藉此，可藉由局部冷卻、應力緩和對策、或損傷恢復對策的至少一個，來延長養護對象部位的剩餘壽命。

(關於輸入因子值的算出) 由於藉由上述各運轉條件緩和對策或局部對策來變更輸入因子值，因此例如以下所示來求出變更後的輸入因子值。 例如，若變更流至蒸氣配管的蒸氣的溫度作為工廠的運轉條件，若為蒸氣流量多且經保溫的配管，該配管中的養護對象部位的溫度係可視為與蒸氣溫度為相等者。 其中，考慮例如存在養護對象部位的配管如分支管等般，與蒸氣流通的主要配管相比，蒸氣流量較少的情形、或在未進行保溫的配管等中，養護對象部位的溫度未視為與在主要配管流通的蒸氣溫度相等者的情形。在如上所示之情形下，若無法直接計測養護對象部位的溫度，必須藉由某些方法來推定養護對象部位的溫度。例如，若可在分支管中的養護對象部位的下游側，取得分支管的溫度或在分支管流通的蒸氣的溫度，亦可根據所取得的溫度、及在主要配管流通的蒸氣的溫度，藉由內插來推定養護對象部位的溫度。 其中，推定養護對象部位的溫度時，以考慮包含養護對象部位的周圍的配管中的放熱或吸熱為宜。

此外，若變更流至蒸氣配管的蒸氣的壓力作為工廠的運轉條件，亦可參照作為運轉條件的上述壓力值，藉由加上包含養護對象部位的配管的形狀或蒸氣的壓力損失、該配管的支持狀態等，來推定養護對象部位中的應力。

例如，若實施局部對策，亦可藉由局部對策來推定被預估什麼程度的溫度減低或應力減低，藉此推定養護對象部位中的溫度或應力。

如上所示，藉由上述各運轉條件緩和對策或局部對策，輸入因子值被變更，因此在擬定養護管理選單的步驟S6中在擬定養護管理選單的過程下返回至再預測剩餘壽命的步驟S5，根據如上所述所得的變更後的輸入因子值，再預測剩餘壽命。 亦即，再預測剩餘壽命的步驟S5係包含求出藉由運轉條件緩和對策、或局部對策所被變更的輸入因子值，且根據所求出的該輸入因子值而再預測剩餘壽命的步驟。 如上所示，由於求出藉由運轉條件緩和對策、或局部對策所被變更的輸入因子值，因此所求出的輸入因子值成為妥適者，根據所求出的該輸入因子值而再預測的剩餘壽命的精度提升。

在若干實施形態中，如上所述，適當反覆在擬定養護管理選單的步驟S6中列舉壽命延長對策的候補，在再預測剩餘壽命的步驟S5中再預測實施壽命延長對策的候補時的剩餘壽命，且判斷所再預測出的剩餘壽命是否比容許期間為更長的處理。接著，在擬定養護管理選單的步驟S6中，擬定經確認出所再預測的剩餘壽命比容許期間為更長的壽命延長對策作為應實施的壽命延長對策。

如上所示，若干實施形態之養護管理選單決定方法係工廠的養護管理選單決定方法，具備根據在工廠中與流體相接的養護對象部位的探傷檢查結果，預測該養護對象部位的剩餘壽命的步驟S4。若干實施形態之養護管理選單決定方法係具備若所預測出的剩餘壽命比容許期間為更短時，藉由養護對象部位的壽命延長對策，變更養護對象部位的剩餘壽命評估所使用的輸入因子值時的再預測剩餘壽命的步驟S5。若干實施形態之養護管理選單決定方法係具備若經確認出所再預測出的剩餘壽命比前述容許期間為更長時，擬定包含壽命延長對策之供工廠用的養護管理選單的步驟。 藉此，確認出採用壽命延長對策後的剩餘壽命比容許期間為更長之後，擬定包含該壽命延長對策的養護管理選單，因此可使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。

其中，若工廠為發電廠、在配管流通的流體為蒸氣，如上所述，確認出採用壽命延長對策後的剩餘壽命比容許期間為更長後，擬定包含該壽命延長對策的養護管理選單，藉此可使發電廠中與蒸氣相接的養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。

應實施的壽命延長對策係可為上述複數壽命延長對策之中的1個，亦可將複數壽命延長對策加以組合。 例如，參照圖2加以檢討的結果，若被判斷出必須將養護對象部位中的溫度降低T℃，俾使剩餘壽命比容許期間為更長，亦可藉由上述複數壽命延長對策之中之一，將養護對象部位中的溫度降低T℃。此外，亦可藉由上述複數壽命延長對策之中的某一對策，將養護對象部位中的溫度降低t1℃，藉由其他對策，將養護對象部位中的溫度降低t2℃，以使降低溫度t1與t2的和成為T℃以上。如上所示之觀點關於養護對象部位的應力減低亦同。

若將複數壽命延長對策加以組合，亦可如上所述將作為運轉條件緩和對策的蒸氣溫度的減低對策與蒸氣壓力的減低對策加以組合。此外，若將複數壽命延長對策加以組合，亦可將作為局部對策的應力緩和對策與局部冷卻加以組合等，在局部對策彼此將複數對策加以組合。 此外，若將複數壽命延長對策加以組合，亦可將運轉條件緩和對策與局部對策加以組合。藉由將運轉條件緩和對策與局部對策加以組合，可抑制工廠的運轉條件的變更量，而抑制對工廠運轉所造成的影響，並且可簡化局部對策。

其中，實施壽命延長對策時，考慮所失利益的發生或成本增加的情形。因此，以預先算出因實施壽命延長對策而所失利益或成本增加到什麼程度為宜。 例如，若因運轉條件緩和對策而使蒸氣的溫度或壓力減低而工廠中的運轉效率降低時，會發生在參數包含運轉效率降低的降低程度與運轉條件緩和對策的實施期間的所失利益。 此外，例如，由於進行局部對策，會發生用以實施該對策的成本。在該成本係包含：準備實施該對策所需機材等的成本、或供實施該對策用的施工成本。此外，若因實施該對策而工廠的停止期間被延長，會發生因停止期間延長所致之工廠的所失利益。

在上述之擬定養護管理選單的步驟S6中，若有複數可將剩餘壽命延伸上述容許期間的壽命延長對策，考慮上述情形，將適用複數壽命延長對策的至少一個時的影響進行金額換算，且考慮經金額換算的結果，來決定養護管理選單。藉此，可一邊抑制因壽命延長對策的實施所致之經濟上的損失，一邊使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。

例如，與單獨實施運轉條件緩和對策及局部對策的各個的情形相比，壽命延長對策係可形成為以所失利益及增加成本的和變少的方式所被選定的運轉條件緩和對策與局部對策的組合。 亦即，例如，在運轉條件緩和對策中，由於變更工廠的運轉條件，因此有如上所述工廠的運轉效率降低而產生所失利益的情形。一般而言，工廠的運轉條件的變更寬幅愈大，有工廠的運轉效率愈為降低而所失利益愈為增加的傾向。此外，在局部對策中，一般而言，有愈提升對策的效果，對策所需成本愈為增加的傾向。因此，例如，因將運轉條件緩和對策與局部對策加以組合，會產生因工廠的運轉條件變更所致之所失利益，但是可抑制因實施局部對策所致之成本增加。換言之，藉由將運轉條件緩和對策與局部對策加以組合，雖然會發生因實施局部對策所致之成本，但是可減低因工廠的運轉條件變更所致之所失利益。因此，藉由適當選定運轉條件緩和對策與局部對策而加以組合，可抑制所失利益及增加成本的和。

將運轉條件緩和對策與局部對策加以組合，在複數部位必須要有壽命延長對策時尤其有效。 例如，考慮發現3部位剩餘壽命比容許期間為更短的部分的情形。在此，關於該3部位，若欲以運轉條件緩和對策的溫度減低來應付時，被判斷出必須位置A為-100℃、位置B為-50℃、位置C為-30℃的溫度減低。此外，可為以下手段(1)～(3)，作為壽命延長對策。 手段(1)係使作為工廠運轉條件的蒸氣溫度降低的手段。在手段(1)中，蒸氣溫度的降低量係假定以-50℃為界限。其中，在手段(1)中，對應蒸氣溫度的降低量的所失利益在手段(1)的實施期間中持續發生。 手段(2)係局部使溫度降低的第1手段。在手段(2)中，溫度降低量係假定-50℃為界限。其中，在手段(2)中，與後述之手段(3)相比，溫度的降低量較小，但是初期成本少，形成為可忽略用以繼續實施手段(2)的維持成本者。 手段(3)係局部使溫度降低的第2手段。在手段(3)中，溫度降低量係假定-100℃為界限。其中，在手段(3)中，與上述手段(2)相比，溫度降低量較大，但是初期成本昂貴，形成為可忽略用以繼續實施手段(3)的維持成本者。 在該條件下，將針對壽命延長對策的組合型態與降低溫度量所彙整的表例示於圖3。圖3中的型態1係最大限度活用手段(1)的情形，型態3係未使用手段(1)的情形，型態(2)係其中間的情形。手段(1)係工廠的運轉條件的變更，對位置A～C的全部位置具有效果。手段(2)、(3)係局部對策，僅在施行對策的各個位置具有效果。

具體而言，在型態1中，藉由手段(1)，使各位置A～C的溫度降低50℃，並且藉由手段(2)，使位置A的溫度更加降低50℃。藉此，在位置A，溫度降低100℃，在位置B及位置C，溫度分別降低50℃。 在型態2中，藉由手段(1)，使各位置A～C的溫度降低30℃，並且藉由手段(2)，使位置B的溫度更加降低20℃，且藉由手段(3)，使位置A的溫度更加降低70℃。藉此，在位置A，溫度降低100℃，在位置B，溫度降低50℃，在位置C，溫度降低30度。 在型態3中，藉由手段(2)，使位置B的溫度降低50℃，且藉由手段(2)，使位置C的溫度降低30度，且藉由手段(3)，使位置A的溫度降低100℃。藉此，在位置A，溫度降低100℃，且在位置B，溫度降低50℃，且在位置C，溫度降低30度。

哪個組合型態較佳，係可按每個型態，分別加算藉由手段(1)所致之所失利益、藉由手段(2)、(3)所致之增加成本，且將加算結果作對比，藉此決定最適組合型態。

(關於監視內容) 其中，為擔保因如上述所擬定的壽命延長對策而被延長的剩餘壽命，視需要，在後述之進行養護對象部位的監視的步驟S8中監視工廠。由於以擔保如上所述因壽命延長對策而被延長的剩餘壽命為目的，因此監視項目及監視方法係在以下列舉的監視項目及監視方法之中，形成為適於所擬定出的壽命延長對策者。 因此，在擬定養護管理選單的步驟S6中，選定適於所擬定出的壽命延長對策的監視項目及監視方法。 其中，監視係包含工廠運轉中所進行的監視、及工廠停止時所進行的監視。

在工廠運轉中所進行的監視中，係可列舉養護對象部位的溫度、壓力、變形(應變)、龜裂的進展等，作為監視項目。 以溫度的監視方法而言，可列舉例如：熱電偶、放射溫度計、藉由紅外線攝影機等所為之溫度計測、或藉由光纖所為之溫度計測。其中，藉由光纖所為之溫度計測係利用光纖中的拉曼散射光(Raman scattered light)強度的溫度依存性的溫度計測。

在壓力的監視方法係可利用例如設置在工廠的壓力計。 以變形(應變)的監視方法而言，可列舉例如：藉由應變儀所為之測定、藉由雷射散斑應變計所為之測定、藉由畫像相關法所為之位移計側、潛變按鍵、藉由雷射距離計所為之計測、藉由光纖位移計所為之位移計測等。在此，潛變按鍵係指為了計測在運轉所發生的潛變應變，預先設定計測點的手法。按鍵係表示計測點的形狀。具體而言，夾著熔接線，在兩側附加突起，將該突起與突起之間的距離計測作為初期值，追隨該距離之經年變化的手段。

以龜裂進展的監視方法而言，係可列舉例如：聲波發射的檢測、檢測因龜裂進展所致之電阻值的變化的電位差法、檢測因龜裂進展所致之磁氣特性的變化的方法、應變的計測等。

在工廠停止中所進行的監視中，係可列舉養護對象部位的溫度、變形(應變)、龜裂的進展等，作為監視項目。 以溫度的監視方法而言，可列舉例如：藉由利用複型法所為之養護對象部位的組織觀察來推定溫度履歷的方法、由所取得的少量試樣推定溫度履歷的方法、藉由時效組織的觀察來推定溫度履歷的方法、由蒸氣氧化銹皮的形成狀態或析出物的形成狀態來推定溫度履歷的方法等。

變形(應變)的監視方法係如上所述。

以龜裂進展的監視方法而言，例如，若為養護對象部位的表面，可列舉：磁粉探傷檢查、浸透探傷檢查、藉由MT轉印法所為之檢查、渦流探傷檢查等。此外，若為養護對象部位的內部，可列舉：藉由傳統UT法所為之超音波檢查、藉由TOFD法所為之超音波檢查、藉由導波所為之超音波檢查、藉由相位陣列法所為之超音波檢查、藉由開口合成法所為之超音波檢查、藉由高頻UT法所為之超音波檢查、藉由超音波雜訊法所為之超音波檢查、放射線檢查等。

(進行養護對象部位的養護管理的步驟S7) 在進行養護對象部位的養護管理的步驟S7中，按照在決定養護管理選單的步驟S3所決定出的養護管理選單，亦即在擬定養護管理選單的步驟S6中所擬定出之包含壽命延長對策的養護管理選單，進行養護對象部位的養護管理的步驟。

(進行養護對象部位的監視的步驟S8) 在進行養護對象部位的監視的步驟S8中，在藉由實施進行養護對象部位的養護管理的步驟S7所為之養護管理後，進行養護對象部位的監視的步驟。 在進行養護對象部位的監視的步驟S8中所進行的監視中，對養護對象部位，以在擬定養護管理選單的步驟S6中所選定出的監視項目及監視方法進行監視。

亦即，在進行養護對象部位的監視的步驟S8中，監視對再預測剩餘壽命時所使用的輸入因子值造成影響的項目，判斷是否脫離為了所再預測出的剩餘壽命比容許期間為更長而應滿足的監視項目的容許範圍。 藉此，由於可判斷是否處於養護對象部位的剩餘壽命可比容許期間為更短的狀態，因此可視需要追加壽命延長壽命策來實施等，可進行用以比容許期間為更長之更進一步的對應。

如上所示，若干實施形態之工廠的養護管理方法係具備：決定工廠的養護管理選單的步驟S3；按照養護管理選單來進行養護對象部位的養護管理的步驟S7；及在養護管理後，進行養護對象部位的監視的步驟S8。 藉此，藉由實施壽命延長對策，可使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長，並且可掌握之後工廠運轉中的養護對象部位的狀態。

其中，若判斷出監視項目的值脫離容許範圍，藉由再度實施上述再預測剩餘壽命的步驟S5與擬定養護管理選單的步驟S6，來擬定新壽命延長對策。 亦即，在若干實施形態中係具備：若在進行養護對象部位的監視的步驟中判斷監視項目的值脫離容許範圍時，預測藉由養護對象部位的新壽命延長對策來變更輸入因子值時的新剩餘壽命的步驟，亦即再預測剩餘壽命的步驟S5。此外，在若干實施形態中係具備：若確認出新剩餘壽命比容許期間為更長，擬定包含新壽命延長對策之供工廠用的養護管理選單的步驟，亦即擬定養護管理選單的步驟S6。 如上所示，確認出採用新壽命延長對策後的新剩餘壽命比容許期間為更長後，擬定包含該新壽命延長對策的養護管理選單，因此可使養護對象部位的剩餘壽命比容許期間為更長。

本發明並非限定於上述實施形態，亦包含在上述實施形態施加變形的形態、或將該等形態適當組合的形態。 例如，在上述若干實施形態中，養護對象部為火力發電設備中將鍋爐與蒸氣渦輪機之間相連接的複數系統的蒸氣配管中的熔接部，但是養護對象的熔接部並非限定於鍋爐的一部分，本發明之養護管理選單決定方法及工廠的養護管理方法係可適用於曝曬在高溫高壓下的各種熔接部或熔接部以外的部位。

L0、L1、L2‧‧‧等壽命線

圖1係顯示使用若干實施形態之養護管理選單決定方法之工廠的養護管理方法中的各工程的圖。 圖2係橫軸取養護對象部位的溫度、縱軸取養護對象部位的應力的圖表。 圖3係用以說明壽命延長對策的組合型態與降低溫度量的表。

Claims (15)

1. 一種養護管理選單決定方法，其係工廠的養護管理選單決定方法，其特徵為：具備：根據在前述工廠停止中所實施的本次檢查中所取得之與流體相接的前述工廠的養護對象部位的探傷檢查結果，預測該養護對象部位的剩餘壽命的步驟；若所預測出的前述剩餘壽命比容許期間為更短時，將藉由前述養護對象部位的壽命延長對策來變更前述養護對象部位的剩餘壽命評估所使用的輸入因子值時的前述剩餘壽命進行再預測的步驟；及若確認出所再預測出的前述剩餘壽命比前述容許期間為更長時，在前述本次檢查後的前述工廠的再開動前擬定包含前述壽命延長對策之供前述工廠用的養護管理選單的步驟。
2. 如申請專利範圍第1項之養護管理選單決定方法，其中，前述壽命延長對策係包含：藉由變更前述工廠的運轉條件來減低前述養護對象部位的負荷的運轉條件緩和對策、或對前述養護對象部位所實施的局部對策的至少一個。
3. 如申請專利範圍第2項之養護管理選單決定方法，其 中，前述再預測剩餘壽命的步驟係包含：求出藉由前述運轉條件緩和對策、或前述局部對策所變更的前述輸入因子值，根據所求出的該輸入因子值，再預測前述剩餘壽命的步驟。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項之養護管理選單決定方法，其中，前述壽命延長對策係將前述運轉條件緩和對策與前述局部對策加以組合的對策。
5. 如申請專利範圍第4項之養護管理選單決定方法，其中，前述壽命延長對策係與單獨實施前述運轉條件緩和對策及前述局部對策的各個的情形相比，以所失利益及增加成本的和變少的方式所選定出的前述運轉條件緩和對策與前述局部對策的組合。
6. 如申請專利範圍第2項或第3項之養護管理選單決定方法，其中，前述運轉條件緩和對策係包含：前述養護對象部位所相接的流體的溫度的減低對策、或該流體的壓力的減低對策的至少一方。
7. 如申請專利範圍第2項或第3項之養護管理選單決定方法，其中，前述局部對策係包含：將前述養護對象部位局部冷卻的局部冷卻、緩和前述養護對象部位中的應力的應力緩和對策、或使前述養護對象部位中的損傷恢復的損傷 恢復對策的至少一個。
8. 如申請專利範圍第2項或第3項之養護管理選單決定方法，其中，前述局部對策係包含：前述養護對象部位的補強、或前述養護對象部位中的限制條件的變更的至少一個，作為緩和前述養護對象部位中的應力的應力緩和對策。
9. 如申請專利範圍第2項或第3項之養護管理選單決定方法，其中，前述局部對策係至少包含：前述養護對象部位的補修熔接，作為使前述養護對象部位中的損傷恢復的損傷恢復對策。
10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之養護管理選單決定方法，其中，在擬定前述養護管理選單的步驟中，若有複數可將前述剩餘壽命延伸前述容許期間的前述壽命延長對策，將適用複數前述壽命延長對策的至少一個時的影響進行金額換算，且考慮經金額換算的結果，來決定養護管理選單。
11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之養護管理選單決定方法，其中，在前述再預測剩餘壽命的步驟中，進行前述容許期間的覆查、或前述輸入因子值的覆查的至少一方後，再預測前述剩餘壽命。
12. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之養護管理選單決定方法，其中，前述工廠係發電廠，前述流體係蒸氣。
13. 一種工廠的養護管理方法，其特徵為：具備：藉由如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之養護管理選單決定方法，決定前述工廠的養護管理選單的步驟；按照前述養護管理選單，進行前述養護對象部位的養護管理的步驟；及在前述養護管理後，進行前述養護對象部位的監視的步驟。
14. 一種工廠的養護管理方法，其係具備決定工廠的養護管理選單的步驟的工廠的養護管理方法，其特徵為：在決定前述養護管理選單的步驟中，係：根據前述工廠中與流體相接的養護對象部位的探傷檢查結果，預測該養護對象部位的剩餘壽命，若所預測出的前述剩餘壽命比容許期間為更短時，將藉由前述養護對象部位的壽命延長對策來變更前述養護對象部位的剩餘壽命評估所使用的輸入因子值時的前述剩餘壽命進行再預測， 若確認出所再預測出的前述剩餘壽命比前述容許期間為更長時，擬定包含前述壽命延長對策之供前述工廠用的養護管理選單，前述養護管理方法係另外具備：按照前述養護管理選單，進行前述養護對象部位的養護管理的步驟；及在前述養護管理後，進行前述養護對象部位的監視的步驟，在前述進行養護對象部位的監視的步驟中，監視對再預測前述剩餘壽命時所使用的前述輸入因子值造成影響的項目，判定是否脫離為了所再預測出的前述剩餘壽命比前述容許期間為更長而應滿足的前述項目的容許範圍。
15. 如申請專利範圍第14項之工廠的養護管理方法，其中，另外具備：在前述進行養護對象部位的監視的步驟中判斷前述項目的值脫離前述容許範圍時，預測藉由前述養護對象部位的新壽命延長對策來變更前述輸入因子值時的新剩餘壽命的步驟；及若確認出前述新剩餘壽命比容許期間為更長時，擬定包含前述新壽命延長對策之供前述工廠用的養護管理選單的步驟。

Images