保全方式決定のための数量化手法の適用検討 一保全上の重要度の定量的検討(その1)
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カテゴリ: 第2回
1. 緒言
* 原子力発電所の安全性・信頼性をより一層向上させる ためには、発電所の設備機器を『重点指向型保全』の考 え方に基づき、それら設備機器の“重要度”に応じた適 正な保全を行うことが大切である。重要度分類やクラス 区分には設計の観点からは種々あるが、保全に関する具 体的な評価、規格基準等は現状ではない。そこで本検討 では保全に着目し、新たに“保全上の重要度”という概 念を導入する。本検討では、保全実施の最小単位となる 「部品」の保全上の重要度を評価する手法として、定量 的な検討が行える代表的な手法を選定し、具体的な機器 部品に対して保全方式決定のための数量化手法の適用 検討結果を紹介する。「その1」では、既存の工学的判 断に基づく定性的手法による保全上の重要度の検討内 容(既存評価)並びに代表的な数理化手法を用いて新た に評価した場合 (新規評価) の内容について紹介する[1],
2. 既存の定性的手法による検討保全方式決定のための数量化手法の適用検討を行う連絡先:熊野哲嗣、〒652-8585 神戸市兵庫区和田崎町 1-1-1、三菱重工業株式会社、電話:070-6508-9382、 e-mail: tetsuji_kumano@mhi.co.jp前にまず、既存の工学的判断に基づく定性的手法によ り機器部品の保全上の重要度を、ポンプを例に評価を 実施した。その結果を表-1 に示す。3.数量化手法による保全上の重要度検討3.1 検討に用いる数量化手法 * 本検討で用いるクリー法は、評価項目間の重要度 の定量的な判断が可能な場合に有効な手法である。 本手法によるウェイト付けの手順は以下の通り。 (1) 評価項目を任意の順に並べる。 (2) 最初の評価項目から順番に次の項目と比較して、重要度が何倍であるかを設定する。 (3) この作業を最後から2番目の項目まで行う。 (4)最後の項目の重要度の点数を1として、順次 * 前の項目の重要度の点数を計算し直す。 (5) 上記 c, d項で求めた点数の合計を求め、これで各評価項目の重要度の点数を規格化しウェ イトとする[3]。3.2 保全上の重要度の定量化の検討手順 検討の手順は以下に示す通り。 (1) 既存の定性的手法による評価 (2) 機能の重要度評価 (3) クリー法による新規評価408表-1 既存の工学的判断に基づく定性的手法による機器部品の保全上の重要度の評価結果(ポンプの例)機能部品評点。部品レベル 重要度10主軸大小一大 |30送水羽根車 羽根車 リング ケーシング40リング軸受1101「大5010小30評点1-1-1_1_1_1 |0|0|0|1|0|1| 1潮鯉 ニニニニ|-60 |0|-|0|-|-|60評 | 経年変化 | 故障 | 発生の | 故障の評 検知の容易性 | 評 | 規制 | 評T 総合 事象 モード 可能性 | 影響 |(検知可能性)関連評点 摩耗 | 軸振動大普通71 10 | 疲労割れ | 主軸損傷困難51 腐食| 吐出圧力」 中 | 大 | 40 | 普通 20 | - |1| 71 |低下吐出圧力 腐食困難 低下30 | - |1| 72 | 吐出圧力 腐食20 低下困難 * | 30 | - |1| 52 摩耗 軸振動大容易71 10 | 腐食 変形10困難 疲労割れ 冷却材大 30普通 漏えい冷却材 10 | 腐食大 30 容易 1060 漏えい 10 疲労割れ 冷却材30普通 漏えい 腐食 軸振動大30 普通 20170 シール水 摩耗 3042容易 漏れシール水 腐食10普通 漏れ 腐食 機器振動小 | 10容易 | 10 - 1 腐食 機器振動30| 容易 | 10 - 1ケーシング20| 小 |中 |大 | 小 | 大 小 小 | 小 | 小 | 小 |大 | 小 | 小 | 小70ケーシング カバーA_A_C_A_B_A_B_B_A_C_E_E耐圧「大一大一大一小16010取付 ボルト メカニカル シール シール水 クーラ11102032大支持ベース 基礎 ルト10表-2 ポンプ部品の保全上の重要度評価結果(新規評価)機能部品クリー法を採用し、新たに評価を行った。表-2 に示 すように、新規評価で行った乗算方式と加算方式の それぞれの結果と、既存評価結果を比較した場合、 「評点-2」の加算方式の方がより既存評価結果に近 い値となった。ただし、このことだけで、クリー法 は加算方式の方が適切と結論づけるのは早計であり、 「その2」の検証評価の結果を踏まえ、いずれの方 式(乗算方式、加算方式)がより現実的に適用性が あるかどうかを判断することとする。摩耗新規評価既存評価結果 評点-1(注) 評点-2(注)[参考] 67.0 | A | 67.0 | A | 71 | A 53.0 | A | 66.0 | A | 51 63.8 A 65.9| A171A 47.257.6 | A | 72主軸疲労割れ羽根車腐食水 | 羽根車リング腐食表-2 ポンプ部品の保全上の重要度評価結果(新規評価)機能送水12新規評価、 既存評価 部品結果 評点-1(注) 評点-2(注)[参考] 「摩耗 | 67.0 | A | 67.0 | A | 71 | A 主軸「疲労割れ | 530 | A | 660 | A | st |c 羽根車 腐食 63.8 65.9 | A | 71 羽根車リング | 腐食腐食 | 47.2 | B | 57.6 | A ケーシングリング | 腐食42.5 | B | 52 軸受摩耗 51.0 55.9 | A | 71 腐食 36.446.9 | B | 60 ケーシング 疲労割れ 27.440.9 | B | 70 ケーシング 腐食 22.2 | D 34.5 | c | 60 カバー疲労割れ 25.2 36.5 | c | 70 取付ボルト 腐食19.931.2 | c | 70 メカニカルシール 摩耗 12.036.226耐圧E_Eシール水クーラ | 腐食13.3TE|28.4ベース腐食11.9TE| 28.3支持基礎ボルト 腐食16.530.4 |c|51 (注) 評点-1: 評価の際、項目間で乗じた場合。評点-2: 評価の際、項目間で加算した場合。3.結言本検討では、機器部品 (ポンプ部品)の重要度を、 まず既存の工学的判断に基づく定性的手法によって 評価した。一方、独立した形で、数理化手法の内の- - 409謝辞本検討は基本的に、(社)日本機械学会 RC177 軽水 型原子力発電所保全研究分科会で実施した検討成果 を再構成したものであり、関係者の方々に感謝する。参考文献[1] 熊野哲嗣他、“保全方式決定のための数量化手法の適用検討-保全上の重要度の定量的検討
pp.35-40. [2] (社)日本機械学会研究協力部会 RC177 “軽水型原子力発電所保全研究分科会(フェーズ 2)““ 研究報告書、2002年3月 31 日発行、添 pp.2-22. 添 pp.4-1-4-11. [3] 中村嘉平、浜岡尊、山田新一著、新版システム工学通論、朝倉書店、pp.24 -.25.“ “保全方式決定のための数量化手法の適用検討 一保全上の重要度の定量的検討(その1)“ “熊野 哲嗣,Tetsuji KUMANO,笠井 雅夫,Masao KASAI,岩見 裕,Hiroshi IWAMI,設楽 親,Chikashi SHITARA
* 原子力発電所の安全性・信頼性をより一層向上させる ためには、発電所の設備機器を『重点指向型保全』の考 え方に基づき、それら設備機器の“重要度”に応じた適 正な保全を行うことが大切である。重要度分類やクラス 区分には設計の観点からは種々あるが、保全に関する具 体的な評価、規格基準等は現状ではない。そこで本検討 では保全に着目し、新たに“保全上の重要度”という概 念を導入する。本検討では、保全実施の最小単位となる 「部品」の保全上の重要度を評価する手法として、定量 的な検討が行える代表的な手法を選定し、具体的な機器 部品に対して保全方式決定のための数量化手法の適用 検討結果を紹介する。「その1」では、既存の工学的判 断に基づく定性的手法による保全上の重要度の検討内 容(既存評価)並びに代表的な数理化手法を用いて新た に評価した場合 (新規評価) の内容について紹介する[1],
2. 既存の定性的手法による検討保全方式決定のための数量化手法の適用検討を行う連絡先:熊野哲嗣、〒652-8585 神戸市兵庫区和田崎町 1-1-1、三菱重工業株式会社、電話:070-6508-9382、 e-mail: tetsuji_kumano@mhi.co.jp前にまず、既存の工学的判断に基づく定性的手法によ り機器部品の保全上の重要度を、ポンプを例に評価を 実施した。その結果を表-1 に示す。3.数量化手法による保全上の重要度検討3.1 検討に用いる数量化手法 * 本検討で用いるクリー法は、評価項目間の重要度 の定量的な判断が可能な場合に有効な手法である。 本手法によるウェイト付けの手順は以下の通り。 (1) 評価項目を任意の順に並べる。 (2) 最初の評価項目から順番に次の項目と比較して、重要度が何倍であるかを設定する。 (3) この作業を最後から2番目の項目まで行う。 (4)最後の項目の重要度の点数を1として、順次 * 前の項目の重要度の点数を計算し直す。 (5) 上記 c, d項で求めた点数の合計を求め、これで各評価項目の重要度の点数を規格化しウェ イトとする[3]。3.2 保全上の重要度の定量化の検討手順 検討の手順は以下に示す通り。 (1) 既存の定性的手法による評価 (2) 機能の重要度評価 (3) クリー法による新規評価408表-1 既存の工学的判断に基づく定性的手法による機器部品の保全上の重要度の評価結果(ポンプの例)機能部品評点。部品レベル 重要度10主軸大小一大 |30送水羽根車 羽根車 リング ケーシング40リング軸受1101「大5010小30評点1-1-1_1_1_1 |0|0|0|1|0|1| 1潮鯉 ニニニニ|-60 |0|-|0|-|-|60評 | 経年変化 | 故障 | 発生の | 故障の評 検知の容易性 | 評 | 規制 | 評T 総合 事象 モード 可能性 | 影響 |(検知可能性)関連評点 摩耗 | 軸振動大普通71 10 | 疲労割れ | 主軸損傷困難51 腐食| 吐出圧力」 中 | 大 | 40 | 普通 20 | - |1| 71 |低下吐出圧力 腐食困難 低下30 | - |1| 72 | 吐出圧力 腐食20 低下困難 * | 30 | - |1| 52 摩耗 軸振動大容易71 10 | 腐食 変形10困難 疲労割れ 冷却材大 30普通 漏えい冷却材 10 | 腐食大 30 容易 1060 漏えい 10 疲労割れ 冷却材30普通 漏えい 腐食 軸振動大30 普通 20170 シール水 摩耗 3042容易 漏れシール水 腐食10普通 漏れ 腐食 機器振動小 | 10容易 | 10 - 1 腐食 機器振動30| 容易 | 10 - 1ケーシング20| 小 |中 |大 | 小 | 大 小 小 | 小 | 小 | 小 |大 | 小 | 小 | 小70ケーシング カバーA_A_C_A_B_A_B_B_A_C_E_E耐圧「大一大一大一小16010取付 ボルト メカニカル シール シール水 クーラ11102032大支持ベース 基礎 ルト10表-2 ポンプ部品の保全上の重要度評価結果(新規評価)機能部品クリー法を採用し、新たに評価を行った。表-2 に示 すように、新規評価で行った乗算方式と加算方式の それぞれの結果と、既存評価結果を比較した場合、 「評点-2」の加算方式の方がより既存評価結果に近 い値となった。ただし、このことだけで、クリー法 は加算方式の方が適切と結論づけるのは早計であり、 「その2」の検証評価の結果を踏まえ、いずれの方 式(乗算方式、加算方式)がより現実的に適用性が あるかどうかを判断することとする。摩耗新規評価既存評価結果 評点-1(注) 評点-2(注)[参考] 67.0 | A | 67.0 | A | 71 | A 53.0 | A | 66.0 | A | 51 63.8 A 65.9| A171A 47.257.6 | A | 72主軸疲労割れ羽根車腐食水 | 羽根車リング腐食表-2 ポンプ部品の保全上の重要度評価結果(新規評価)機能送水12新規評価、 既存評価 部品結果 評点-1(注) 評点-2(注)[参考] 「摩耗 | 67.0 | A | 67.0 | A | 71 | A 主軸「疲労割れ | 530 | A | 660 | A | st |c 羽根車 腐食 63.8 65.9 | A | 71 羽根車リング | 腐食腐食 | 47.2 | B | 57.6 | A ケーシングリング | 腐食42.5 | B | 52 軸受摩耗 51.0 55.9 | A | 71 腐食 36.446.9 | B | 60 ケーシング 疲労割れ 27.440.9 | B | 70 ケーシング 腐食 22.2 | D 34.5 | c | 60 カバー疲労割れ 25.2 36.5 | c | 70 取付ボルト 腐食19.931.2 | c | 70 メカニカルシール 摩耗 12.036.226耐圧E_Eシール水クーラ | 腐食13.3TE|28.4ベース腐食11.9TE| 28.3支持基礎ボルト 腐食16.530.4 |c|51 (注) 評点-1: 評価の際、項目間で乗じた場合。評点-2: 評価の際、項目間で加算した場合。3.結言本検討では、機器部品 (ポンプ部品)の重要度を、 まず既存の工学的判断に基づく定性的手法によって 評価した。一方、独立した形で、数理化手法の内の- - 409謝辞本検討は基本的に、(社)日本機械学会 RC177 軽水 型原子力発電所保全研究分科会で実施した検討成果 を再構成したものであり、関係者の方々に感謝する。参考文献[1] 熊野哲嗣他、“保全方式決定のための数量化手法の適用検討-保全上の重要度の定量的検討
pp.35-40. [2] (社)日本機械学会研究協力部会 RC177 “軽水型原子力発電所保全研究分科会(フェーズ 2)““ 研究報告書、2002年3月 31 日発行、添 pp.2-22. 添 pp.4-1-4-11. [3] 中村嘉平、浜岡尊、山田新一著、新版システム工学通論、朝倉書店、pp.24 -.25.“ “保全方式決定のための数量化手法の適用検討 一保全上の重要度の定量的検討(その1)“ “熊野 哲嗣,Tetsuji KUMANO,笠井 雅夫,Masao KASAI,岩見 裕,Hiroshi IWAMI,設楽 親,Chikashi SHITARA