報告書番号

Q05004

タイトル（和文）

蒸気タービンケーシング材のクリープボイド成長挙動の解明とそのシミュレーション

タイトル（英文）

Clarification and simulation of void growth behavior of a turbine casing material.

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

火力高温機器の経年化が進むなかで、補修コストの低減のためには、余寿命評価法の高精度化が必要不可欠である。本研究は、タービンケーシング材を対象に、クリープおよびクリープ疲労条件下のボイド成長挙動を明らかにするとともに、ボイド成長の定量的予測法について検討した。クリープおよびクリープ疲労条件ともに、寿命の10％程度で擬球状ボイドが同一粒界に複数個発生し、それらはき裂状ボイドに遷移して成長を続け、寿命の70％程度で微小き裂をとなることが明らかとなった。クリープ疲労条件下では、繰返し負荷の影響によりクリープ条件下に比べボイド成長速度が加速することが明らかになった。既に開発したボイド成長氏湯レーションプログラムをボイド発生の粒界によるばらつきを考慮できるよう改良した。同プログラムを用いて、クリープおよびクリープ疲労条件下のボイド成長挙動を定量的に予測することを検証するとともに、実機ケーシングの負荷履歴を想定し、ボイド成長挙動を予測した。

概要 （英文）

To reduce maintenance cost of high temperature components in aged thermal power plants, it is necessary to improve accuracy of remaining life assessment methods. Purposes of this study are to clarify void growth behavior of a turbine casing material under creep and creep-fatigue loading conditions, and to discuss a quantitative damage assessment method. It was found that multiple spherical voids have initiated at around 20% of life on the same grain boundary, and those voids continued to grow by changing their shape to crack-like voids resulting in formulation of a micro crack at around 80% of life under both the creep and creep-fatigue conditions. A previous developed void growth simulation program was improved by considering scatter of grain boundary property. It was confirmed that void growth process under both creep and creep-fatigue conditions in the experiment was predicted quantitatively by the improved program. Prediction of void growth behavior under an assumed loading condition of an actual casing was also demonstrated.

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