(57)【要約】【課題】再熱割れに対する感受性を簡易的な手法で精度よく評価し得る再熱割れ感受性評価方法を提供する。【解決手段】評価対象物の再熱割れに対する感受性を評価する再熱割れ感受性評価方法であって、再熱割れ感受性評価方法では、評価対象物について、感受性と相関を有する少なくとも一つのパラメータを測定する。パラメータの測定結果は、再熱割れの発生限界を規定するパラメータの閾値と比較されることにより、評価対象物の感受性が評価される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象物の再熱割れに対する感受性を評価する再熱割れ感受性評価方法であって、
前記評価対象物について、前記感受性と相関を有する少なくとも一つのパラメータを測定するステップと、
前記評価対象物に関して取得した前記パラメータの測定結果を、前記再熱割れの発生限界を規定する前記パラメータの閾値と比較することにより、前記評価対象物の感受性を評価するステップと、
を備える、再熱割れ感受性評価方法。
【請求項２】
前記評価対象物の溶接部の熱影響部に対応する組織状態を熱処理により再現した、前記評価対象物と同一材の第１試験片に対して、再熱割れ発生時点まで時効処理を実施することにより時効材を作製するステップと、
前記時効材について前記パラメータを測定することにより前記閾値を取得するステップと、
を備える、請求項１に記載の再熱割れ感受性評価方法。
【請求項３】
前記評価対象物の溶接部の熱影響部に対応する組織状態を熱処理により再現した、前記評価対象物と同一材の第２試験片に対して、時効処理を実施するステップと、
前記時効処理において前記第２試験片で再熱割れが発生した際の時効時間から前記再熱割れ発生時点を特定するステップと、
を備える、請求項２に記載の再熱割れ感受性評価方法。
【請求項４】
前記第２試験片における前記再熱割れの発生時点での残留応力を取得するステップと、
を備え、
前記時効材を作製するステップでは、前記第１試験片に対して前記残留応力を付与しながら、前記時効処理を行う、請求項３に記載の再熱割れ感受性評価方法。
【請求項５】
前記第２試験片は、前記評価対象物と同一材に対して前記熱処理を施し、ノッチを有する略Ｃ形状のリングに加工し、前記リングの開口部端同士を溶接することにより作製される、請求項３又は４に記載の再熱割れ感受性評価方法。
【請求項６】
前記パラメータは、硬さ、ＥＰＲ値及び吸収エネルギの少なくとも一つを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の再熱割れ感受性評価方法。
【請求項７】
前記感受性を評価するステップでは、
複数の時点で前記評価対象物について取得した前記パラメータの測定結果から、前記パラメータが前記閾値に到達するまでの残寿命を求める
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の再熱割れ感受性評価方法。
【請求項８】
前記評価対象物は、Ｎｉ基合金又はオーステナイト系ステンレス鋼を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の再熱割れ感受性評価方法。
【請求項９】
前記評価対象物は、化学プラント設備のリフォーマコンベクション部又はラジアント部において互いに溶接されたヘッダ及びチューブを含む構造物である、請求項１から８のいずれか一項に記載の再熱割れ感受性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、評価対象物の再熱割れに対する感受性を評価する再熱割れ感受性評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントや化学プラント等の各種プラントにおいては、例えば溶接継手部のような金属部位において再熱割れが発生することがある。再熱割れが発生した場合、プラント全体の運転停止に至る可能性もあり、プラントの円滑な運転継続のためには再熱割れの発生を抑制することが重要な課題となっている。
再熱割れ発生を抑制する対策を講じるためには、評価対象物（例えば溶接継手部）の再熱割れの感受性について明確にする必要がある。
【０００３】
特許文献１には、評価対象物の再熱割れに対する感受性を評価する方法の一例が提案されている。特許文献１では、評価対象物と同じ材料で構成され、且つ、初期ひずみが異なる複数の試験片を用いて再熱割れを評価し、その評価結果から再熱割れの発生限界を規定する、クリープひずみと初期ひずみとの相関関係を取得する。そして、このように取得した相関関係に基づき、評価対象物の再熱割れの感受性を評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２９７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
再熱割れの発生因子には、評価対象物の化学成分（不純物元素を含む）や結晶粒径サイズなどの材料的観点と、使用条件（温度、時間、負荷応力（クリープ変形））とが含まれると考えられているが、各因子の寄与度が不明であることから、感受性の評価手法が確立されていない。そのため、溶接部の溶体化熱処理やサポート方法の変更といった大掛かりな対策の省略や簡略化の可否判断が難しく、再熱割れの対策コストを減額することに至っていないのが現状である。上記特許文献１では、クリープひずみと初期ひずみとの相関関係に基づいて感受性を評価しているが、これは上記発生因子の一部に着目したものであり、更なる改良が求められている。
【０００６】
本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みてなされたものであり、再熱割れに対する感受性を簡易的な手法で精度よく評価し得る再熱割れ感受性評価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】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る再熱割れ感受性評価方法は上記課題を解決するために、
評価対象物の再熱割れに対する感受性を評価する再熱割れ感受性評価方法であって、
前記評価対象物について、前記感受性と相関を有する少なくとも一つのパラメータを測定するステップと、
前記評価対象物に関して取得した前記パラメータの測定結果を、前記再熱割れの発生限界を規定する前記パラメータの閾値と比較することにより、前記評価対象物の感受性を評価するステップと、
を備える。
【０００８】
上記（１）の方法によれば、評価対象物の再熱割れに対する感受性と相関を有する少なくとも一つのパラメータの測定を評価対象物に対して実施し、その測定結果を再熱割れの発生限界を規定する閾値と比較することにより、評価対象物の感受性を評価できる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では上記（１）の方法において、
前記評価対象物の溶接部の熱影響部に対応する組織状態を熱処理により再現した、前記評価対象物と同一材の第１試験片に対して、再熱割れ発生時点まで時効処理を実施することにより時効材を作製するステップと、
前記時効材について前記パラメータを測定することにより前記閾値を取得するステップと、
を備える。
【００１０】
上記（２）の方法によれば、評価対象物の溶接部の熱影響部に対応する組織状態を熱処理により再現した第１試験片に対して、再熱割れ発生時点まで時効処理を実施することにより、評価対象物と同等の感受性を有する時効材を作製する。このように作製された時効材についてパラメータを測定することにより、再熱割れに対する感受性を評価するための閾値を取得できる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では上記（２）の方法において、
前記評価対象物の溶接部の熱影響部に対応する組織状態を熱処理により再現した、前記評価対象物と同一材の第２試験片に対して、時効処理を実施するステップと、
前記時効処理において前記第２試験片で再熱割れが発生した際の時効時間から前記再熱割れ発生時点を特定するステップと、
を備える。
【００１２】
上記（３）の方法によれば、評価対象物の溶接部の熱影響部に対応する組織状態を熱処理により再現した第２試験片に対して時効処理を実施することにより、再熱割れが発生した際の時効時間から再熱割れ発生時点を特定できる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では上記（３）の方法において、
前記第２試験片における前記再熱割れの発生時点での残留応力を取得するステップと、
を備え、
前記時効材を作製するステップでは、前記第１試験片に対して前記残留応力を付与しながら、前記時効処理を行う。
【００１４】
上記（４）の方法によれば、時効材を作製する際に、第２試験片の再熱割れの発生時点での残留応力を付与することで、時効処理を加速的に実施できる。これにより、本評価方法を実施するために要する期間を短縮でき、作業効率化及びコスト削減が図れる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では上記（３）又は（４）の方法において、
前記第２試験片は、前記評価対象物と同一材に対して前記熱処理を施し、ノッチを有する略Ｃ形状のリングに加工し、前記リングの開口部端同士を溶接することにより作製される。
【００１６】
上記（５）の方法によれば、評価対象物の溶接部の熱影響部に対応する組織状態を有し、且つ、所定の初期ひずみを有する第２試験片を作製できる。このような第２試験片を用いることで、再熱割れ発生時点の特定や、再熱割れ発生時点における残留応力の取得を容易に行うことができる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では上記（１）から（５）のいずれか一方法において、
前記パラメータは、硬さ、ＥＰＲ値及び吸収エネルギの少なくとも一つを含む。
【００１８】
上記（６）の方法によれば、再熱割れに対する感受性と相関を有するパラメータとして、硬さ、ＥＰＲ値及び吸収エネルギが好適である。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では上記（１）から（６）のいずれか一方法において、
前記感受性を評価するステップでは、
複数の時点で前記評価対象物について取得した前記パラメータの測定結果から、前記パラメータが前記閾値に到達するまでの残寿命を求める。
【００２０】
上記（７）の方法によれば、評価対象物に対して複数の時点でパラメータを測定することで、評価対象物におけるパラメータが閾値に到達するまでの推移を算出する。これにより、パラメータが閾値に到達する時点までの期間、すなわち残寿命を求められる。
【００２１】
（８）幾つかの実施形態では上記（１）から（７）のいずれか一方法において、
前記評価対象物は、Ｎｉ基合金又はオーステナイト系ステンレス鋼を含む。
【００２２】
上記（８）の方法によれば、評価対象物には、Ｎｉ基合金又はオーステナイト系ステンレス鋼が含まれるので、温度が高い環境下で使用可能な評価対象物の再熱割れの感受性を評価できる。
【００２３】
（９）幾つかの実施形態では上記（１）から（８）のいずれか一方法において、
前記評価対象物は、化学プラント設備のリフォーマコンベクション部又はラジアント部において互いに溶接されたヘッダ及びチューブを含む構造物である。
【００２４】
上記（９）の方法によれば、化学プラント設備のリフォーマコンベクション部又はラジアント部において互いに溶接されたヘッダ及びチューブを含む構造物における、再熱割れに対する感受性の評価に適している。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、再熱割れに対する感受性を簡易的な手法で精度よく評価し得る再熱割れ感受性評価方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の幾つかの実施形態に係る再熱割れ感受性評価方法の評価対象物の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る再熱割れ感受性評価方法を工程毎に示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ１０におけるパラメータの測定結果の一例である。
【図４】図２のステップＳ１３における残寿命の推定方法を工程毎に示すフローチャートである。
【図５】図３の測定結果から推定されるパラメータの変化速度の一例である。
【図６】図４のステップＳ２３で推定されるパラメータの推移の一例である。
【図７】図１のステップＳ１１で取得される閾値の設定方法を工程毎に示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ３１における再熱割れ発生時点の取得方法を工程毎に示すフローチャートである。
【図９】図８はステップＳ４０で用意される第２試験片を示す模式図である。
【図１０】図８のステップＳ４２で得られる再熱割れの観測例である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２８】
以下に説明する本発明の幾つかの実施形態では、再熱割れ感受性評価方法の評価対象物として、高温環境下において長時間にわたって使用され、溶接部を有する構造物が広く含まれる。図１は本発明の幾つかの実施形態に係る再熱割れ感受性評価方法の評価対象物１の一例を示す模式図である。評価対象物１は、化学プラントのリフォーマコンベクション部又はラジアント部において互いに溶接されたヘッダ２及びチューブ４を含む構造物である。図１の例では、ヘッダ２の延在方向に対して複数のチューブ４が略垂直に溶接部６を介して接続される。
【００２９】
評価対象物１は、Ｎｉ基合金又はオーステナイト系ステンレス鋼を含む。具体的には、幾つかの実施形態では、評価対象物１はＳＵＳ３２１やＩｎｃｏｌｏｙ８００Ｈ等のオーステナイト系高温材料を含む。このような評価対象物１は、例えば６００〜７００度の高温環境下において長時間にわたって使用されるため、粒内に炭化物又は金属化合物からなる析出物が生じることにより硬くなる一方で、粒界では不純物が濃縮することにより粒内に比べて相対的に脆くなる。評価対象物１が高温クリープによって変形する場合、このような脆化に伴う組織変化が進行することにより粒界近傍にてひびが発生し、再熱割れとして現れる。このような再熱割れは、通常であれば数％のクリープ変形まで耐えられる材料
であっても、６００〜７００度のような高温環境下ではコンマ数％で生じてしまうことがある。
【００３０】
本発明の幾つかの実施形態に係る再熱割れ感受性評価方法は、このような再熱割れに対する感受性を評価することができる。図２は本発明の一実施形態に係る再熱割れ感受性評価方法を工程毎に示すフローチャートである。
【００３１】
まずステップＳ１０では、評価対象物１について再熱割れに対する感受性と相関を有する少なくとも一つのパラメータの測定が行われる。ここで「再熱割れに対する感受性」とは、高温環境下での脆化に伴う組織変化に起因して増加する再熱割れの起こりやすさを示す指標である。このようなパラメータは、高温クリープで評価対象物１における溶接残留応力が緩和する過程で脆化に伴う組織変化が進行するに従って変化する。
【００３２】
ステップＳ１０で測定されるパラメータは、例えば、硬さ、ＥＰＲ値及び吸収エネルギの少なくとも一つを含む。硬さは評価対象物１全体を対象とする指標であり、評価対象物１の表面を研磨して非破壊的に測定される。ＥＰＲ値は鋭敏化度を評価するための指標であるが、粒界の成分変化を測定可能であるため、再熱割れの感受性と相関がある。ＥＰＲ値もまた、上述の硬さと同様に、評価対象物１の表面を研磨して非破壊的に測定される。吸収エネルギは例えば評価対象物１から切り出したサンプルを用いてシャルピー衝撃試験により測定される。
【００３３】
図３は図２のステップＳ１０におけるパラメータの測定結果の一例である。図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ硬さ、ＥＰＲ値及び吸収エネルギの測定結果を示しており、３時点（ｔ０、ｔ１、ｔ２）における測定データがプロットされている。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、硬さ及びＥＰＲ値は時間が経過するに従って次第に増加する傾向を示す。一方、図３（ｃ）に示されるように、吸収エネルギは時間が経過するに従って次第に減少する傾向を示す。
【００３４】
続いてステップＳ１１では、再熱割れの発生限界を規定するパラメータの閾値を取得する。ここで「再熱割れの発生限界」とは、高温クリープで評価対象物１の溶接残留応力が緩和して脆化に伴う組織変化が進行する際に、再熱割れが発生するか否かの境界を意味する。つまり閾値は、再熱割れが発生するか否かの境界に対応するパラメータの値である。
【００３５】
このようなパラメータの閾値は、実験的、理論的又はシミュレーション的な手法によって予め規定されているものを使用してもよい。尚、パラメータの閾値の具体的な取得方法については後述する。
【００３６】
図３（ａ）〜（ｃ）では、各パラメータ（硬さ、ＥＰＲ値及び吸収エネルギ）に対応する閾値がそれぞれ示されている。各パラメータは、時間が経過するに従って閾値に向けて近づくように振る舞う様子が示されている。
【００３７】
続いて、ステップＳ１０のパラメータの測定結果（評価対象物１の実測値）と、ステップＳ１１で取得した閾値を比較し（ステップＳ１２）、再熱割れに対する感受性を評価する（ステップＳ１３）。このような感受性の評価は、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、例えば、各時点ｔ０、ｔ１、ｔ２において、パラメータの測定結果と閾値との乖離量に基づいて行われる。これにより、各時点ｔ０、ｔ１、ｔ２において、再熱割れが発生すると見込まれる閾値までのマージンがどれほど存在するのかを把握することができる。
【００３８】
このような感受性の評価は、例えば以下に説明する残寿命の推定として行われてもよい。図４は図２のステップＳ１３における残寿命の推定方法を工程毎に示すフローチャートである。
【００３９】
まずステップＳ２０では、異なる時点におけるパラメータの測定結果を取得する。具体的には、硬さについては、図３（ａ）に示されるように、時点ｔ０における測定データａ０、時点ｔ１における測定データａ１、時点ｔ２における測定データａ２が取得される。またＥＰＲ値については、図３（ｂ）に示されるように、時点ｔ０における測定データｂ０、時点ｔ１における測定データｂ１、時点ｔ２における測定データｂ２が取得される。また吸収エネルギについては、図３（ｃ）に示されるように、時点ｔ０における測定データｃ０、時点ｔ１における測定データｃ１、時点ｔ２における測定データｃ２が取得される。
【００４０】
続いてステップＳ２０で取得した測定結果に基づいて、パラメータの変化速度を算出し（ステップＳ２１）、その算出結果から将来におけるパラメータの変化速度を推定する（ステップＳ２２）。ここで図５は図３の測定結果から推定されるパラメータの変化速度の一例である。具体的には、硬さについては時点ｔ０からｔ１における変化速度ｖａ１（＝（ａ１−ａ０）／（ｔ１−ｔ０））、時点ｔ１からｔ２における変化速度ｖａ２（＝（ａ２−ａ１）／（ｔ２−ｔ１））が算出され、これら２点の変化速度ｖａ１及びｖａ２を通る近似曲線として将来の変化速度曲線Ａが推定される（図５（ａ）における破線を参照）。
【００４１】
またＥＰＲ値については時点ｔ０からｔ１における変化速度ｖｂ１（＝（ｂ１−ｂ０）／（ｔ１−ｔ０））、時点ｔ１からｔ２における変化速度ｖｂ２（＝（ｂ２−ｂ１）／（ｔ２−ｔ１））が算出され、これら２点の変化速度ｖｂ１及びｖｂ２を通る近似曲線として将来の変化速度曲線Ｂが推定される（図５（ｂ）における破線を参照）。
【００４２】
また吸収エネルギについては時点ｔ０からｔ１における変化速度ｖｃ１（＝（ｃ１−ｃ０）／（ｔ１−ｔ０））、時点ｔ１からｔ２における変化速度ｖｃ２（＝（ｃ２−ｃ１）／（ｔ２−ｔ１））が算出され、これら２点の変化速度ｖｃ１及びｖｃ２を通る近似曲線として将来の変化速度曲線Ｃが推定される（図５（ｃ）における破線を参照）。
【００４３】
続いてステップＳ２３では、ステップＳ２２で推定したパラメータの変化速度（変化速度曲線Ａ〜Ｃ）に基づいて、将来のパラメータの推移を推定する。図６は図４のステップＳ２３で推定されるパラメータの推移の一例である。図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ステップＳ２２で推定された変化速度に従ったパラメータの将来的な振る舞いが得られる。また図６（ａ）〜（ｃ）では、ステップＳ１１で取得された閾値が示されており、当該閾値とパラメータの推移との交点から、再熱割れが生じるであろう時点ＸａＮ、ＸｂＮ及びＸｃＮが特定される。その結果、現時点から時点ＸａＮ、ＸｂＮ及びＸｃＮまでの期間を算出することにより、再熱割れに対する残寿命が推定される。
尚、時点ＸａＮ、ＸｂＮ及びＸｃＮに基づく残寿命の決定については、例えば、計測方法に問題がないことを前提として、時点ＸａＮ、ＸｂＮ及びＸｃＮのうち最も短いものを残寿命として決定してもよい。
【００４４】
続いて図２のステップＳ１１で取得される閾値の設定方法について説明する。図７は図１のステップＳ１１で取得される閾値の設定方法を工程毎に示すフローチャートである。
【００４５】
まずステップＳ３０では、評価対象物１と同一材に対して熱処理を実施することにより、評価対象物１の溶接部の熱影響部に対応する組織状態を有する第１試験片を用意する。すなわち第１試験片の材料としては、評価対象物１と同様に、Ｎｉ基合金又はオーステナイト系ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３２１やＩｎｃｏｌｏｙ８００Ｈ等のオーステナイト系高温材料）が用いられる。当該材料に実施される熱処理は、評価対象物１の溶接部６の熱影響部と同様に結晶粒が粗大化するように、溶接相当の加熱処理が行われる。
【００４６】
尚、第１試験片は各パラメータの測定が可能なように、比較的大きなバルク体として作製されるとよい。特に吸収エネルギのようなパラメータは、シャルピー衝撃試験のような破壊試験によって測定されるため、第１試験片は、少なくとも、当該試験に必要なサンプルが切り出し可能な程度のサイズを有するとよい。
【００４７】
続いてステップＳ３１では、第１試験片における再熱割れの発生限界に対応する再熱割れ発生時点を取得する。ここで再熱割れ発生時点の取得方法について図８乃至図１０を参照して説明する。図８は図７のステップＳ３１における再熱割れ発生時点の取得方法を工程毎に示すフローチャートであり、図９はステップＳ４０で用意される第２試験片を示す模式図であり、図１０は図８のステップＳ４２で得られる再熱割れの観測例である。
【００４８】
まずステップＳ４０では、評価対象物１と同一材に対して熱処理を実施することにより、評価対象物１の溶接部６の熱影響部に対応する組織状態を有する第２試験片１０を用意する。第２試験片１０は、上述の第１試験片と同様の材料、すなわち、Ｎｉ基合金又はオーステナイト系ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３２１やＩｎｃｏｌｏｙ８００Ｈ等のオーステナイト系高温材料）を含む材料から形成されるが、その形状は図９に示されるように第１試験片とは異なる。具体的には、第２試験片１０は、上記材料からなる丸棒又は板材の素材を用意し、当該素材をノッチ１２を有する略Ｃ形状のリングに機械加工する。そして、当該リングの開口部端１４同士を溶接することで溶接部１６を形成することにより完成
される。このような第２試験片では、評価対象物１の溶接部６の熱影響部と同等の組織状態を有し、且つ、開口部端１４同士を溶接で接続することで所定の残留応力が付与されるため、評価対象物１の溶接部６の熱影響部を模擬したものとなる。
【００４９】
続いてステップＳ４１では、ステップＳ４０で用意した第２試験片１０に対して、時効処理が実施される。この時効処理では、評価対象物１が経験する高温環境に対応する加熱条件で熱処理が行われる。
【００５０】
続いてステップＳ４２では、ステップＳ４１で実施される時効処理において第２試験片１０をモニタリングすることにより、再熱割れが発生限界を特定することにより、再熱割れ発生時点を求める。時効処理では時間が経過するに従って脆化が進行し、再熱割れ発生時点において再熱割れが発生する。具体的には、再熱割れ発生時点以前では、図１０（ａ）に示されるように第２試験片１０には再熱割れが存在しておらずクリーンな組織状態を有している。一方、再熱割れ発生時点に到達すると、図１０（ｂ）に示されるように第２試験片１０のうちノッチ１２の底部近傍に再熱割れに起因するひびが発生する。このようにステップＳ４２では、第２試験片１０のノッチ1２の底部近傍においてひびが生じた時点が、 再熱割れ発生時点として特定される。
【００５１】
またステップＳ４３では、ステップＳ４２で特定された再熱割れ発生時点における残留応力が求められる。このような残留応力は、第２試験片に対する実測により求めてもよいが、例えばＦＥＭ解析によって演算的に求められてもよい。
【００５２】
再び図７に戻って、ステップＳ３１で再熱割れ発生時点が特定されると、ステップＳ３２では、第１試験片に対して、再熱割れ発生時点まで時効処理を実施することにより時効材を作製する。これにより、再熱割れ発生時点における評価対象物１と同等の組織状態を有する時効材が得られる。
【００５３】
尚、ステップＳ３２で時効材を作製する際には、時効処理の実施中に第１試験片に対して上記ステップＳ４３で求められた残留応力を付与してもよい。このように残留応力を第１試験片に付与することで、時効処理を加速的に行うことができる。これにより、本評価方法を実施するために要する期間を短縮でき、作業効率化及びコスト削減が図れる。
【００５４】
時効材の作製時に残留応力を付与する場合、リラクゼーション試験により残留応力の大きさが時間の経過にともなって次第に減少するように設定することで、実際のクリープ変形に伴う応力緩和現象を再現し、評価対象物１が置かれる状況をより好適に模擬できる。この場合、第１試験片と第２試験片とを兼用することで、第１試験片による時効処理において再熱割れ発生時間を特定するようにしてもよい。
【００５５】
尚、ステップＳ３２で残留応力を第１試験片に付与する場合、上記説明では、残留応力の大きさをステップＳ４２で求めた値とした場合を例示しているが、残留応力の大きさは任意であってもよい。この場合、残留応力の大きさが過大になるとクリープ破壊を招くおそれがあるため、適切な値に設定することが好ましい。
【００５６】
続いてステップＳ３３では、時効材についてパラメータを測定することにより閾値を取得する。つまり、再熱割れ発生時点における評価対象物１と同等の組織状態を有する時効材についてパラメータを測定することで、再熱割れ発生時点に対応するパラメータの閾値が得られる。
【００５７】
以上説明したように本発明の幾つかの実施形態によれば、評価対象物１の再熱割れに対する感受性と相関を有する少なくとも一つのパラメータの測定を評価対象物１に対して実施し、その測定結果を再熱割れの発生限界を規定する閾値と比較することにより、評価対象物１の再熱割れに対する感受性を評価できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の少なくとも一実施形態は、評価対象物の再熱割れに対する感受性を評価する再熱割れ感受性評価方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  評価対象物
２  ヘッダ
４  チューブ
６  溶接部
１０  第２試験片
１２，1２  ノッチ
１４  開口部端
１６  溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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