報告書番号

Q15002

タイトル（和文）

運用温度域下の火力蒸気タービン車室に対する破壊限界評価手順の提案

タイトル（英文）

Proposal of procedure for estimating fracture endurance of steam turbine casing under the operation temperature

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

火力発電所の運転においては，蒸気タービン機器の亀裂が許容されておらず，定期検査で発見された亀裂はすべてが補修対象となる。しかし，多くの静止部品では亀裂の発生後も部材の破断に至るまでの進展寿命が残存していると期待できる。火力発電プラントの主要機器の一つである蒸気タービン内部車室材料に対し，運用温度域（室温－550℃）全般にわたる破壊靭性データを取得した．延性脆性遷移温度領域では、得られた破壊靭性データをASTM E1921にしたがい評価したところ，有効なマスターカーブが得られた．上部棚温度領域では、弾塑性破壊靱性データをASTM E1820に基づいて評価し、弾塑性破壊靱性の温度依存性を表す曲線を導出した。上記二つの曲線を組み合わせ，運用温度域全般にわたる破壊靭性の温度依存性を明らかにし、亀裂発生を予測するための破壊限界を評価する手順を示した．

概要 （英文）

Use of cracked steam turbine components is not allowed in the operation of fossil power plants in Japan, and all the cracks found in in-service inspections have to be removed. However, the existence of crack does not always induce immediate failure. In order to propose the procedure for the determination of the fracture endurance for a fossil power steam turbine casing, which is one of the main components of fossil power plants, comprehensive fracture toughness tests were conducted under the wide range of temperature. Under the ductile-brittle transition temperature range, fracture toughness data were obtained based on the ASTM E1921, and they could provide a valid Master Curve. Under the upper shelf temperature range, elastic-plastic fracture toughness data were reduced based on the ASTM E1820, and a unique curve to represent the temperature dependence on the elastic-plastic fracture toughness could be derived. Combining the above two curves, a fracture criterion to predict crack initiation was proposed. The application of the criterion was then shown through a case study.

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