報告書番号

Q14002

タイトル（和文）

実機高クロム鋼溶接部の損傷状態および余寿命評価に関するデータベースの構築－第1報：エルボ長手溶接部の観察事例およびクリープ破壊試験法の適用性－

タイトル（英文）

Development of database on damage states and remaining life of welded portions of high chromium steels used in power plants -1st report: Case study of observation of seam welded elbow pipe and applicability of destructive evaluation method using creep test-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高クロム鋼(Gr.91,Gr.122)が採用されている超々臨界圧(USC)プラントの配管溶接部でタイプⅣ損傷がいくつか発生しており、高クロム鋼溶接部の余寿命評価技術の開発はUSCプラントにおいて重要な検討課題のひとつである。しかしながら実際にプラントで使用された経年材を研究対象として、実機使用条件下で受けた損傷について評価した研究事例はほとんどない。本研究では、600℃級USCプラントにおいて高温再熱蒸気管として約54,000時間使用された長手溶接製エルボ配管を対象に、その損傷状態や余寿命について調べた。観察結果、対象材の腹側継手の内表面側でタイプⅣ損傷が発生していることがわかった。またエルボ腹側継手の内表面側、肉厚中央、外表面側からミニチュア試験片を採取してクリープ破断試験を実施した。しかし観察から確認されたような損傷の差異は、試験結果から明確に見られなかった。そのため継手試験片の応力解析を実施して、継手試験片を用いた破壊試験による余寿命評価の適用性について検討した。

概要 （英文）

Type IV damage has been found at several ultra-supercritical (USC) power plants that use high chromium steels (Gr. 91, Gr. 122). Thus, the development of a remaining life assessment method for the welded portions of steels is important. However, there has been little research on the damage to materials actually used in power plants. In this study, the damage patterns and remaining life of a modified 9Cr-1Mo steel (Gr. 91) seam welded elbow pipe that served for 54,000 h in a USC power plant were investigated. Microscopic observation with a scanning electron microscope and a hardness test were conducted on a sample cut from the intrados welded joint. The results indicated that the damage to the seam-welded elbow was more severe in the fine-grain heat-affected zone near the inner surface. Creep rupture tests were performed using specimens cut from the inner surface, middle section and outer surface of the welded joint of the elbow. In the test results, there was little difference in the creep rupture time between each specimen, whereas damage appeared to depend on the position along the wall thickness of the elbow according to the observation results. This means that destructive evaluation using creep tests is invalid for the welded portion of an elbow. Numerical calculations for the creep test specimens and the elbow pipe were conducted to examine the reason for the inapplicability of the destructive evaluation method.

報告者

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