高クロム鋼大搔管溶接部の余寿命診断技術

摘要

火力発電の分野では熱効率向上のため蒸気条件（温度、圧力）が次第に上昇し、約20年前に超臨界圧より蒸気温度が約30℃高い超々臨界圧(Ultra Super Critical (USC)：蒸気温度593℃以上、圧力24.1MPa以上）にまで達した。このUSC火力発電プラントでボイラからタービンへと蒸気を輸送する大径管（主蒸気管、高温再熱蒸気管）には、Creep Strength Enhanced Ferritic Steelsと呼ばれる改良型フェライト系耐熱鋼である9Cr-1MoVNb鋼（Grade 91鋼）、9Cr-0.5Mo-2AWNb鋼（Grade 92鋼）、12Cr-0.4Mo-2WCuVNb鋼（Grade122鋼）が使用されている（以下、これらの材料を総称して"高クロム鋼"と略す)。しかし、近年、高クロム鋼製大径管の溶接部において、クリープ損傷を原因とする不具合の発生等が報告されている。大径管での不具合は、発電プラント構内に甚大な被害をもたらす可能性がある。また、USC火力発電は100万kW級の大容量ブラントが多いため、電力安定供給の観点からも、不具合による計画外停止は未然に防がなければならない。そのため、高クロム鋼大径管溶接部に対する余寿命診断技術の高度化に関する研究·開発が、関連機関で活発に行われている。