(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接部を有する配管系の応力解析を行う配管系溶接部の応力解析システムであって、
少なくとも前記溶接部の設計データを入力する入力部と、
少なくとも前記入力部から入力された設計データを記憶する設計データ記憶部を含む記憶部と、
前記設計データに基づいて前記溶接部に含まれる熱影響部の形状モデルを生成すると共に、該形状モデルに含まれる前記溶接部の外表面に対する余盛角度であるビード交差角度を算出するモデル生成部と、
前記ビード交差角度と応力集中係数との関係を規定するマップに基づいて、前記モデル生成部で算出されたビード交差角度に対応する応力集中係数を算出する応力集中係数算出部と、
前記設計データに基づいて、前記溶接部における公称応力を算出する公称応力算出部と、
前記公称応力に前記応力集中係数を乗ずることにより、解析応力を算出する解析応力算出部と
を備えることを特徴とする配管系溶接部の応力解析システム。
【請求項２】
前記入力部は更に前記溶接部に関する実測データを入力し、
前記記憶部は、前記入力部から入力された実測データを記憶する実測データ記憶部を更に含み、
前記モデル生成部は、前記実測データに基づいて前記形状モデルから前記ビード交差角度を幾何学的に算出することを特徴とする請求項１に記載の配管系溶接部の応力解析システム。
【請求項３】
前記実測データは、前記溶接部の余盛ビードの幅及び高さであることを特徴とする請求項２に記載の配管系溶接部の応力解析システム。
【請求項４】
前記入力部は更に前記溶接部と同タイプの溶接部に関する実績データを入力し、
前記記憶部は、前記入力部から入力された実績データを記憶する実績データ記憶部を更に含み、
前記モデル生成部は、前記実績データに基づいて前記ビード交差角度を統計的に算出することを特徴とする請求項１に記載の配管系溶接部の応力解析システム。
【請求項５】
前記溶接部は、多層溶接によって形成されており、
前記実績データは、前記溶接部と同タイプの溶接部に関する統計データであり、
前記ビード交差角度は、前記溶接部に形成された多層ビードが母材に溶け込む際に形成された凹凸間の角度である溶込角度であることを特徴とする請求項４に記載の配管系溶接部の応力解析システム。
【請求項６】
溶接部を有する配管系の応力解析を行う配管系溶接部の応力解析方法であって、
少なくとも前記溶接部の設計データを入力するデータ入力工程と、
少なくとも前記入力部から入力された設計データを設計データ記憶部に記憶する記憶工程と、
前記入力された設計データに基づいて前記溶接部に含まれる熱影響部の形状モデルを生成すると共に、該形状モデルに含まれる前記溶接部の外表面に対する余盛角度であるビード交差角度を算出するモデル生成工程と、
前記ビード交差角度と応力集中係数との関係を規定するマップに基づいて、前記モデル生成部で算出されたビード交差角度に対応する応力集中係数を算出する応力集中係数算工程と、
前記入力された設計データに基づいて、前記溶接部における公称応力を算出する公称応力算出工程と、
前記公称応力に前記応力集中係数を乗ずることにより、解析応力を算出する解析応力算出工程と
を備えることを特徴とする配管系溶接部の応力解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接部を有する配管系のクリープ損傷の診断時において、応力解析をする際に使用される配管系溶接部の応力解析システム及び応力解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントや化学プラントに設けられるボイラ蒸気配管等の高熱流体が流れる配管は、持続的に作用する熱応力や内部圧力に起因した応力が作用することにより、時間の経過と共に配管系の変形が増大するクリープ損傷が生じやすく、漏洩に至る場合もある。このような配管系について、予め補修や交換を行えるように、従来から、定期的な検査により配管系のクリープ損傷状態を調査などを行う，いわゆる余寿命評価を行っている。
【０００３】
配管系のうち、配管同士を溶接した円周溶接部や、溶接型エルボ配管等の長手溶接部は、不連続な形状を有し，内圧以外の曲げなども作用するため、クリープ損傷が生じやすい部位として知られている。そこで、溶接部におけるクリープ損傷状態の検査手法として、溶接部の外表面周辺にて、生成したクリープボイドの個数密度や、超音波探傷による亀裂を検出し、これらの結果を総合して余寿命評価が行われている。
【０００４】
例えば特許文献１では、配管表面の粒界画像に含まれるクリープボイド形状に基づいてクリープ損傷による余寿命評価を行うことが開示されている。また特許文献２では、超音波探傷装置を用いて超音波探傷を溶接部の両側から行うことで、溶接部の損傷状態を評価する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０７９９１７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３４１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
溶接部について精度のよい損傷評価を行うためには、当該溶接部における応力分布を把握することが有効である。特に溶接部に含まれる熱影響部（ＨＡＺ：ｈｅａｔ  ａｆｆｅｃｔｅｄ  ｚｏｎｅ）は、その形状に応じて応力集中を生じさせる要因となり、また溶接部の内部に形成される熱影響部に作用する応力は、溶接部の外表面に作用する応力に比べて多軸度が高いため、クリープ損傷への寄与度が大きい。そのため、応力解析の際には、熱影響部の形状を考慮することが重要である。
【０００７】
しかしながら、特許文献１をはじめとする従来の余寿命評価手法では、溶接部の外表面におけるクリープボイドの個数密度や超音波探傷による亀裂を検出することで評価を行っているため、溶接部の内部に存在する熱影響部の形状に起因する応力集中を考慮することが困難であった。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、溶接部に含まれる熱影響部の形状を考慮した精度のよい応力解析を簡易な構成で実施可能な配管系溶接部の応力解析システム及び応力解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る配管系溶接部の応力解析システムは、溶接部を有する配管系の応力解析を行う配管系溶接部の応力解析システムであって、少なくとも前記溶接部の設計データを入力する入力部と、少なくとも前記入力部から入力された設計データを記憶する設計データ記憶部を含む記憶部と、前記設計データに基づいて前記溶接部に含まれる熱影響部の形状モデルを生成すると共に、該形状モデルに含まれる前記溶接部の外表面に対する余盛角度であるビード交差角度を算出するモデル生成部と、前記ビード交差角度と応力集中係数との関係を規定するマップに基づいて、前記モデル生成部で算出されたビード交差角度に対応する応力集中係数を算出する応力集中係数算出部と、前記設計データに基づいて、前記溶接部における公称応力を算出する公称応力算出部と、前記公称応力に前記応力集中係数を乗ずることにより、解析応力を算出する解析応力算出部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本実施形態によれば、溶接部に含まれる熱影響部の形状を加味したモデルに基づいて算出したビード交差角度に基づいて、熱影響部の形状に起因する応力集中係数を求める。このように算出した応力集中係数を公称応力に乗じて解析応力を算出することによって、従来の熱応力に加えて、外表面からは実測が難しい熱影響部の形状に基づいた応力集中による影響を考慮した精度の高い応力解析を簡易に行うことができる。
【００１１】
前記入力部は更に前記溶接部に関する実測データを入力し、前記記憶部は、前記入力部から入力された実測データを記憶する実測データ記憶部を更に含み、前記モデル生成部は、前記実測データに基づいて前記形状モデルから前記ビード交差角度を幾何学的に算出してもよい。
この場合、前記実測データは、前記溶接部の余盛ビードの幅及び高さであるとよい。
これらの態様によれば、余盛ビードの幅や高さなどの溶接部の実測可能なデータがある場合には、当該実測データを用いて熱影響部の形状を幾何学的に算出することで、該熱影響部の形状に起因した応力集中を求めることができる。
【００１２】
また、前記入力部は更に前記溶接部と同タイプの溶接部に関する実績データを入力し、前記記憶部は、前記入力部から入力された実績データを記憶する実績データ記憶部を更に含み、前記モデル生成部は、前記実績データに基づいて前記ビード交差角度を統計的に算出してもよい。
この場合、前記溶接部は、多層溶接によって形成されており、前記実績データは、前記溶接部と同タイプの溶接部に関する統計データであり、前記ビード交差角度は、前記溶接部に形成された多層ビードが母材に溶け込む際に形成された凹凸間の角度である溶込角度であるとよい。
【００１３】
これらの態様によれば、多層溶接の溶込角度などのように熱影響部に関する実測が困難である場合、同タイプの溶接部に関する実績データに基づいて、熱影響部の形状を統計的に算出することで、該熱影響部の形状に起因した応力集中を求めることができる。
【００１４】
本発明の実施形態に係る配管系溶接部の応力解析方法は上記課題を解決するために、溶接部を有する配管系の応力解析を行う配管系溶接部の応力解析方法であって、少なくとも前記溶接部の設計データを入力するデータ入力工程と、少なくとも前記入力部から入力された設計データを設計データ記憶部に記憶する記憶工程と、前記入力された設計データに基づいて前記溶接部に含まれる熱影響部の形状モデルを生成すると共に、該形状モデルに含まれる前記溶接部の外表面に対する余盛角度であるビード交差角度を算出するモデル生成工程と、前記ビード交差角度と応力集中係数との関係を規定するマップに基づいて、前記モデル生成部で算出されたビード交差角度に対応する応力集中係数を算出する応力集中係数算工程と、前記入力された設計データに基づいて、前記溶接部における公称応力を算出する公称応力算出工程と、前記公称応力に前記応力集中係数を乗ずることにより、解析応力を算出する解析応力算出工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本実施形態に係る配管系溶接部の応力解析方法は、上述の配管系溶接部の応力解析システム（上記各種態様を含む）によって、好適に実施することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、溶接部に含まれる熱影響部の形状を加味したモデルに基づいて算出したビード交差角度に基づいて、熱影響部の形状に起因する応力集中係数を求める。このように算出した応力集中係数を公称応力に乗じて解析応力を算出することによって、従来の熱応力に加えて、外表面からは実測が難しい熱影響部の形状に基づいた応力集中による影響を考慮した精度の高い応力解析を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る配管系溶接部の応力解析システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る応力解析システムの応力解析手順を概略的に示すフローチャートである。
【図３】溶接部の基本形状パターンの一例を示す図である。
【図４】Ｕ開先を有する溶接部に対応して生成されるモデルの一例を示す模式図である。
【図５】実績データ記憶部に記憶された実績データに基づいて作成される、同タイプの溶接部に関する溶込角度の例数分布を示すグラフである。
【図６】ビード交差角度と応力集中係数との関係を規定する２次元マップの一例を示す図である。
【図７】出力部によって作成表示される応力分布の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１９】
本実施例に係る配管系溶接部の応力解析システム１００の構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本実施形態に係る配管系溶接部の応力解析システム１００の構成を示すブロック図である。
【００２０】
応力解析対象となる配管は、原子力発電プラントや火力発電プラント等のプラントにおいて、例えば、蒸気を生成するボイラ伝熱管の出口から、蒸気によって回転する蒸気タービンの入口まで設けられており、その内部を高温蒸気が流れるものである。この種の配管は、直管型配管やエルボ型配管等の各種形状の配管を接合して構成されている。このような接合は、配管の母材同士を溶接することによって溶接部を形成することにより行われており、溶接部は母材に比べクリープ強度が弱い場合が多く，本質的にクリープ損傷が発生し易い部位となっている。
【００２１】
応力解析システム１００は、クリープ損傷が発生し易い溶接部を有限要素法によってモデル化し、応力解析を行うことで溶接部における応力分布を作成して出力する。応力解析システム１００は、いわゆるコンピュータシステムであり、図１に示すように、入力部１０２と、処理部１０４と、記憶部１０６と、出力部１０８とを備えて構成されている。
【００２２】
入力部１０２は、いわゆるキーボードやマウス等の入力装置であり、溶接部の応力分布を作成するために必要な各種データの入力作業を行う。本実施形態では、入力部１０２は、少なくとも解析対象となる溶接部を有する配管の仕様に関する設計データや、溶接部に対して実施された測定結果である実測データを入力する。
【００２３】
処理部１０４は、ＣＰＵ等で構成されており、記憶部１０６に記憶された各種プログラムを実行することにより、応力解析システム１００に必要な各種処理が実行される。本実施形態では、処理部１０４は、図１に示すように、少なくともモデル生成部１１０と、ビード交差角度算出部１１２と、応力集中係数算出部１１４と、公称応力算出部１１６と、解析応力算出部１１８とを備える。
【００２４】
モデル生成部１１０は、入力部１０２によって入力された設計データに基づいて、解析対象である溶接部をモデル化する機能を有する。ビード交差角度算出部１１２は、入力部１０２から入力された実測データに基づいて、モデル化された溶接部に含まれるＨＡＺ形状を特定することによりビード交差角度を算出する機能を有する。応力集中係数算出部１１４は、算出されたビード交差角度を記憶部１０６に記憶された２次元マップに基づいて、溶接部に含まれるＨＡＺ形状に対応する応力集中係数を算出する機能を有する。公称応力算出部１１６は、入力部１０２から入力された設計データに基づいて、溶接部に作用する公称応力を算出する機能を有する。解析応力算出部１１８は、前記算出された応力集中係数及び公称応力に基づいて溶接部に含まれるＨＡＺに作用する解析応力を算出する機能を有する。
尚、処理部１０４に備わる各構成要素１１０、１１２、１１４、１１６、１１８の動作の詳細については、後述する。
【００２５】
記憶部１０６には、処理部１０４での処理に利用される各種プログラム、及び、該プログラムの実施に必要となる各種データ類が記憶されている。図１には、記憶部１０６の構成要素として代表的に、設計データ記憶部１２０、実測データ記憶部１２２及び実績データ記憶部１２４が示されている。設計データ記憶部１２０及び実測データ記憶部１２２には、入力部１０２から入力された設計データ及び実測データがそれぞれ記憶されている。実績データ記憶部１２４には、解析対象である溶接部と同タイプの溶接部に対する過去の解析実績結果が記憶されている（例えば、溶接部の形状データの類型に分けて、各形状データの関連データが記憶されている）。
尚、記憶部１０６に記憶される各種データの詳細については、後述する。
【００２６】
出力部１０８は、いわゆるモニタであり、処理部１０６の解析応力算出部で算出された解析応力の分布を出力データとして表示する。
【００２７】
本実施形態に係る配管系溶接部の応力解析システム１００は、上述の構成を備えることによって、溶接部における応力分布を、該溶接部に含まれるＨＡＺの形状を考慮して算出することにより簡易且つ精度よく算出することができる。
【００２８】
次に、応力解析システム１００による応力解析の動作フローについて詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る応力解析システム１００の応力解析手順を概略的に示すフローチャートである。
【００２９】
まず応力解析システム１００のオペレータによって入力部１０２が操作されることにより、解析対象となる溶接部に関する設計データ及び実測データが入力される（ステップＳ１０１）。ここで、代表的な溶接部の設計データとしては、配管の形状、及び、運用時における温度や圧力が含まれており、入力された設計データは、記憶部１０６の設計データ記憶部１２０に記憶される。また代表的な溶接部の実測データとしては、溶接部の外表面側から実測可能な余盛ビードの幅及び高さがあり、入力された実測データは、記憶部１０６の実測データ記憶部１２２に記憶される。
【００３０】
続いて、モデル生成部１１０は設計データ記憶部１２０に記憶された設計データを読み出すことにより、解析対象となる溶接部のモデルを生成する（ステップＳ１０２）。モデル生成部１１０は、溶接部を有限要素法によるモデル化を行うと共に、更に溶接部に含まれるＨＡＺ形状をモデル化することにより、従来の有限要素法のみによるモデル化に比べて精度のよい応力解析が可能なモデルを作成することができる。
尚、本実施形態では有限要素法によるモデル化に関しては公知の手法を用いることとし、詳述は省略することとする。
【００３１】
ここでモデル生成部１１０によって、溶接部に含まれるＨＡＺ形状をモデル化する手法について説明する。
モデル生成部１１０は、設計データ記憶部１２０に記憶された設計データに基づいて溶接部の形状を特定する。図３は溶接部の基本形状パターンの一例を示したものであり、ここでは代表的に（ａ）Ｕ開先、（ｂ）Ｘ開先の２つのタイプを示している。記憶部１０６には、このような溶接部の基本形状パターンが予め記憶されており、入力された設計データに基づいて対応する基本形状パターンが選択される。
【００３２】
尚、本実施例では代表的な溶接部の形状として、図３（ａ）及び（ｂ）に示す２つのタイプを示しているが、溶接部の形状は、これらの２種類に限定されない。また、本実施例では、溶接部の形状として、配管の軸方向断面の形状を取り上げているが、軸方向断面の形状のみでなく、溶接型鋼管のような長手溶接部における管直径方向断面などの他の形状を用いてもよい。
【００３３】
続いて、基本形状パターンが特定されると、モデル作成部１１０は該特定された基本形状パターンに紐付けられたＨＡＺ形状を含むモデルが作成される。ここで図４はU開先を有する溶接部に対応して生成されるモデルの一例を示す模式図である。溶接部１０は多層溶接によって、配管内側（図下方側）から溶接ビード１２が重ねて形成されており、最外表面側（図上方側）に、余盛ビード１４が生成されている。余盛ビード１４は母材１６の外表面近傍における溶接不良を回避するために、開先幅A２に比べて広い範囲に亘って形成される（すなわち、余盛ビード幅Ａ１＞Ａ２）。このような溶接部１０のモデルにおいて、ＨＡＺ形状はビード交差角度である余盛角度α１と溶込角度α２とによって特徴付けられる。
【００３４】
ビード交差角度算出部１１２は、モデル生成部１１０によって形成されたモデルを特徴付けるビード交差角度である余盛角度α１と溶込角度α２を算出する（ステップＳ１０３）。ここで、当該モデルを用いた余盛角度α１の算出方法について説明する。図４に示すモデルでは、余盛ビード１４の幅をＡ１、高さ及び深さをｔ、開先幅Ａ２とすると、幾何学的に次式が成立する。
ｔａｎα４＝ｔ／（（Ａ１−Ａ２）／２）      （１）
尚、角度α４は図４に示すように、余盛ビード１４の配管内側底面における径方向軸との交点と、余盛ビード１４の母材１６の外表面との接点とを結ぶ線分１５の、母材１６の外表面に対する角度として定義される。
【００３５】
ここで余盛ビード１４のＡ１及び高さtは、実測データ記憶部１２２に記憶された実測データから得ることができ、開先幅Ａ２は設計データ記憶部１２０に記憶された記憶データから得ることができる。従って角度α４は次式により算出することができる。
α４＝ａｒｃｔａｎ［ｔ／（（Ａ１−Ａ２）／２）］      （２）
【００３６】
一方、余盛角度α１は、図４に示すモデルから幾何学的に、開先角度α３及び角度α４を用いて、次式により表わされる。
α１＝（９０°＋α４）＋α３      （３）
尚、開先角度α３は図４に示すように、開先の内表面の径方向軸に対する角度として定義される。
【００３７】
ここで、開先角度α３もまた、設計データ記憶部１２０に記憶された設計データから得られるため、（２）式の算出結果とあわせて（３）式により求めることができる。
このように当該モデルではＨＡＺ形状を特徴付ける余盛角度α１を実測データに基づいて簡易に算出することができる
【００３８】
続いて、溶込角度α２の算出方法について説明する。溶込角度α２は積層されたビードが母材１６に溶け込む際に形成された凹凸間の角度であり、外表面から測定不能であるため、上述の余盛角度α１とは異なり、幾何学的に算出することが難しい。そこで、本実施例では、溶込角度α２については、記憶部１０２の実績データ記憶部１２４に記憶された実績データに基づいて統計的に算出する。
【００３９】
図５は、記憶部１０６の実績データ記憶部１２４に記憶された実績データに基づいて、同タイプの溶接部に関する溶込角度α２の例数分布を示すグラフである。この例では、プラントにおいて配管が使用される場所に応じて、（ａ）主蒸気管などにおける円周溶接部、及び、（ｂ）再熱蒸気管の長手溶接部などにおける溶込角度α２の例数分布が示されており、溶込角度α２が略正規分布を有している。
ビード交差角度算出部１１２は、このように実績データから得られる図５に示す例数分布グラフを統計的に処理することによって、以下の計算に必要な溶込角度α２を算出する。例えば、例数分布における平均値を用いてもよいし、ピーク値を用いてもよい。
【００４０】
尚、本実施例では幾何学的に算出可能な余盛角度α１については実測データに基づいて算出する例を示しているが、溶込角度α２と同様に余盛角度α１についても実績データを予め蓄積しておいて統計的に算出するようにしてもよい。このような統計的な算出は、実測データを用いることなく実施することができるので、配管系が用いられているプラントの運用停止を伴う定期検査期間に先じて本システムを用いた応力解析を行うことができる。この場合、定期検査の実施前に予めクリープ損傷箇所の大きな部位の選定を精度よく行うことができるので有用である。
【００４１】
再び図２に戻って、続いて、応力集中係数算出部１１４によって当該ＨＡＺ形状に対応する応力集中係数が算出される（ステップＳ１０４）。ビード交差角度と応力集中係数との関係は、記憶部１０６に予め２次元マップとして記憶されている。ここで図６は、溶込角度α２と応力集中係数との関係を規定する２次元マップの一例を示しており、溶込角度α２が鋭角になるに従って応力集中係数βが増大する傾向が示されている。ここで、ビード交差角度α１と応力収集係数の関係も予め実験や応力解析などで求めておけばよい。
応力集中係数算出部１１４は、このような２次元マップに基づいて、ステップＳ１０３で算出したビード交差角度である余盛角度α１及び溶込角度α２に対して、それぞれ対応する応力集中係数β１及びβ２を算出する。
【００４２】
続いて公称応力算出部は、設計データ記憶部１２０に記憶された設計データに基づいて公称応力を算出する（ステップＳ１０５）。設計データには、運用時に溶接部が曝される温度及び圧力が含まれており、配管の形状及び材質に基づいて、たとえば円周溶接部であれば，内圧や熱応力による管軸方向の公称平均応力σ１を算出する。
【００４３】
そして、解析応力算出部１１８は、ステップＳ１０４で算出した応力集中係数β１及びβ２を、ステップＳ１０５で算出した公称応力σ１に乗ずることにより、次式から余盛部と溶込部における解析応力σ´１及びσ´２を算出する（ステップＳ１０６）。
σ´１＝β１×σ１      （４−１）
σ´２＝β２×σ２      （４−２）
【００４４】
このように算出された解析応力σ´１及びσ´２は、出力部１０８から応力分布として作成され、モニタ上に表示される（ステップＳ１０７）。図７は出力部によって作成表示される応力分布の一例であり、（a）はＵ開先、（ｂ）はＸ開先を有する溶接部における応力分布を示している。ここで、長手溶接部においては、上述のσ１を内圧による周方向の公称平均応力σ２に変えて算出すれば良い。このように本実施例では、溶接部を従来の有限要素法によるモデル化することに加えて、溶接部に含まれるＨＡＺ形状による応力集中を加味した応力解析を行うことで、より精度の高い応力解析を簡易に行うことができる。
【００４５】
最後に、本実施例に係る応力解析システムを用いたボイラ配管の溶接部における余寿命評価方法の一連の流れを、従来例と比較して説明する。
まず従来例では、定期検査期間に先じて、ボイラ運用中に有限要素法を用いた応力解析を行うことで応力（熱応力）が大きいと推定される部位を予め選定し、検査期間に当該部位について、超音波探傷検査や管外表面の組織調査（クリープボイド調査）を行うことにより、処置対象部位の選定を行っていた。
しかしながら、従来の応力解析では、ＨＡＺ形状による応力集中を加味していない単純な熱応力に基づいた検査部位の選定を行っているため、応力解析の精度が低かった。そのため、定期検査を実施した結果、予想に反してクリープ損傷が進行している部位が発見されることで、予期しない検査および取替え期間のために定期検査の延長が生じたり、ボイラ再稼動後に臨時停止期間を設けて対処する必要が生じたり、或いは、損傷箇所の延命のために運用変更（運用温度低減など）を行う必要が生ずるリスクが大きかった。
【００４６】
一方、本実施例に係る応力解析システム１００を用いると、記憶部１０６の実績データ記憶部１２２に予め記憶された実績データに基づいて、評価対象の配管系が有する溶接部について、損傷が大きい部位を、定期検査期間に先じて選定することができる。特に、本実施例では溶接部に含まれるＨＡＺ形状による応力集中を加味することで、高精度の応力解析を行うことができるため、後に定期検査を行った際に、意図しない損傷進行箇所が発見されるリスクを効果的に軽減することができる。
【００４７】
そして定期検査期間においても、従来の超音波探傷検査や管外表面の組織調査（クリープボイド調査）と並行して、本実施例に係る応力解析を行うことで、より正確な損傷部位の検査を行うことができる。これにより、ボイラを再始動する前に、損傷部位に対して必要な対処を完了することができ、定期検査の精度向上及び効率化を行うことができる。
【００４８】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４９】
例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、配管系溶接部の応力解析システムの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、溶接部を有する配管系のクリープ損傷の診断時において、応力解析をする際に使用される配管系溶接部の応力解析システム及び応力解析方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１００  応力解析システム
１０２  入力部
１０４  処理部
１０６  記憶部
１０８  出力部
１１０  モデル生成部
１１２  ビード交差角度算出部
１１４  応力集中係数算出部
１１６  公称応力算出部
１１８  解析応力算出部
１２０  設計データ記憶部
１２２  実測データ記憶部
１２４  実績データ記憶部
【図１】
0006041794.tif 000002
【図２】
0006041794.tif 000003
【図３】
0006041794.tif 000004
【図４】
0006041794.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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