1. 緒言
兆事象:機器が故障により機能喪失状態になる前に部位の劣化状態が検知された劣化事象)を用いて、設備診断 原子力発電所の安全性・信頼性の更なる向上を期して 技術として代表的な振動診断を導入する前後について評 新たに導入された検査制度のもと、時間基準保全から、 価を行ってきた。 設備診断技術などを使用した状態基準保全に保全計画をこれまでの検討での手法を保全計画信頼性評価に実際 シフトすることになるが、その保全計画の有効性を評価に適用していく上においては、Fig.1 に示す様に、以下の するのに、リスク情報を活用した保全計画の定量的な信 課題を挙げており、それぞれの課題解決に向けた種々の 頼性評価手法について検討した。検討・研究を現在実施しているところである。 これまで、「リスク情報を活用した保全計画信頼性評価劣化モード、設備診断技術の検出感度などに応 手法の検討I」(以下、「これまでの検討」という) [1] [2]じた【前兆事象の検知性】の体系的整理と設定 では、保全計画変更時に、設備診断技術など状態監視の詳細化の検討・研究 (CM : Condition Monitoring)の拡充や機器の点検周期・ 【劣化状態から機器の機能喪失状態への進展】 の見直しなどが保全計画に影響する度合い(見直し前後の設定の詳細化の検討 の保全計画の信頼性)を定量的に評価する手法を開発し・ 【保全計画の信頼性を評価する基準(クライテ た。この手法は、保全計画変更前後の機器故障率の変化リア)】の検討 割合と、点検周期の変化割合の積で表される機器のアン アベイラビリティ(UA )の変化割合、及びプラントレ このうち、本稿では、保全計画信頼性評価手法の高度 ベルでのリスクに与える影響度により、保全計画変更の 化の観点より、【劣化状態から機器の機能喪失状態への進 有効性を検討するものであった。展」の設定の詳細化の検討を行った。 また、“機器故障率の変化割合”を評価するために、機部位毎において、前兆事象として検知されない潜 器の部位に着目して、“前兆事象発生率の変化割合”(前 在的な劣化事象(以下、「非検知事象」という)によ 各先:出野 利文、〒919-1141 福井県三方郡美浜町郷市 13 号 田8番、関西電力(株) プラント・保全技術グループ、 話:0770-32-3658、e-mail: ideno.toshifumi@d4.kepco.co.jp
る部位の機能喪失が占める割合を として定義し、保全計画信頼性評価 故障率の変化割合を定式化することら化状態が進展して、部位の機能が喪失し、さら 機器の機能が喪失に至るプロセスを検討し、こ ロセス中で、前兆事象の検知確率、非検知事象 部位の機能喪失への遷移確率、機器故障率におけ S化状態が進展して、部位の機能が喪失し、さら機器の機能が喪失に至るプロセスを検討し、こ プロセス中で、前兆事象の検知確率、非検知事象 3位の機能喪失への遷移確率、機器故障率におけ信頼性評価手法実適用上での これまでの検討の課題 |保全計画変更・新しい設備診断技術など状態 監視の拡充や機器の点検周期 の見直しなど●【前兆事象の検知性】の体系的 整理と設定の詳細化の検討 、研究前兆事象の検知性は、以下の要素を詳 細に検討・研究して得られる ・劣化モード ・検査対象設備の使用環境 ・検出方法および検出器の感度 ・検査員の技能保全計画に影響する度合い(見直し 前後の保全計画の信頼性)を評価・機器レベルの影響評価- 前兆事象発生率の変化割合評価 ・プラントレベルの影響評価●【劣化状態から機器の機能喪失状態 への進展】の設定の詳細化の検討-影響評価結果とクライテリアとの比較・保全計画変更の有効性判断●【保全計画の信頼性を評価する基準 (クライテリア)】の検討* :本稿で検討した課題Fig.1 信頼性評価手法と実適用上でのこれまでの検討課題てまでの検討において、保全計画を変更する場合に 多機器の UA インデックスを、保全計画変更前後で 器故障率の変化割合【2a/2b】と、機能確認試験 の変化割合 【ta/tb】の積で定義した。- 信頼性評価手法高度化の方向性これまでの検討において、保全計画を変更する場合に ける機器の UA インデックスを、保全計画変更前後で 幾器故障率の変化割合【2a/2b】と、機能確認試験 隔の変化割合 【ta/tb】 の積で定義した。Pb : 現行保全計画における機器の(分解点検間隔平均の)前兆事象発生率 Pa: Pb の内で、新保全計画下で新たに拡充された設備診断技術によって、補修すべき劣化状 態に至る前に検知される分を除いた後の機 器の(分解点検間隔平均の)前兆事象発生率 《推定値》機器の UA インデックス(UAI)＝= (2a×ta)/(2bXth) - 1 ⇒ (Pa×ta)/(PbXtb) - 1これまでの検討における前兆事象発生率及び機器故障 率の変化割合の評価方法につき、以下に説明を行う。まず、劣化状態となる劣化事象として前兆事象及び非 検知事象を考え、この内の非検知事象による劣化状態は - すべて機器の機能喪失状態(機器故障)に進展すると仮th_: 機器の現行保全計画における機能確認試験間隔れぞれ変数 として機器 部位の機能喪失が占める割合を、それぞれ して定義し、保全計画信頼性評価手法として 障率の変化割合を定式化することを検討した。これまでの検討における前兆事象発生率及び機器故障 の変化割合の評価方法につき、以下に説明を行う。 まず、劣化状態となる劣化事象として前兆事象及び非 知事象を考え、この内の非検知事象による劣化状態は 一べて機器の機能喪失状態(機器故障)に進展すると仮 定した。 保全計画変更前後の機器故障率の変化割合【2a/2b】 、前兆事象発生率の変化割合 【Pa/Pb】及び非検知事 京発生率の変化割合のいずれとも一致するという仮定を 置いている。この仮定のもと、前兆事象発生率の変化割 147 ->【Pa/Pb】 により機器故障率の変化割合【2a/2b】 ⇒推定評価される。 これに対して今回の検討では、Fig.1 に挙げたこれまで 検討の課題の内、保全計画信頼性評価手法の高度化と して、【劣化状態から機器の機能喪失状態への進展】の設| これまでの検討機器を構成する部位非検知事象による 機器の機能喪失状態(機器故障)への 遷移確率を考慮せず、検知により健全側へ: 部位毎での前兆事象の 検知確率は数値を仮定劣化状態 基準*:非検知事象による劣化状態は すべて機器の機能喪失(機器 故障)に進展すると仮定前兆事象健全状態非検知、 事象機能喪失状態 【機器故障】劣化事象 =前兆事象+非検知事象劣化状態を経ることなく機能喪失に至る(偶発故障)今回の検討機器を構成する部位検知により健全側へ: 劣化事象毎に前兆事象の検知 確率を変数として定式化劣化状態非検知事象による 部位の機能喪失状態への 遷移確率を 変数として定式化 * :非検知事象による劣化状態は 部位の機能喪失に進装すると仮定健全状態前兆事象非検知事象(部位の) 機能喪失 状態機能喪失状態 【機器故障】劣化事象 _%3D 前兆事象+非検知事象劣化状態を経ることなく機能喪失に至る(偶発故障)劣化状態D。 劣化状態D,劣化状態D,部位の状態(d)機器故障率における部位の機能喪失 が占める割合を変数として定式化監視強化すべき 劣化状態補修すべき 劣化状態劣化事象が発生 していない状態(O)部位の機能を 喪失した状態(F)劣化事象が発生した状態(D)Fig.2 健全状態から劣化状態、機能喪失状態に進展するプロセス(これまでの検討と今回の検討の比較)定の詳細化に取り組み、機器故障率の変化割合【2a/ 2b】を算出する方法を検討した。Fig.2 に示すように、 健全状態から劣化状態、機能喪失状態に進展するプロセ スについて、これまでの検討と今回の検討を比較する。4813. 機器故障率変化割合評価方法の検討今回の検討では、これまでの検討における考え方をさ らに発展させ、劣化状態から機器の機能喪失状態へのプ ロセスにおいて、以下に示す前兆事象の検知確率、非検 知事象による部位の機能喪失への遷移確率、機器故障率 における部位の機能喪失が占める割合を考慮して、劣化 事象発生率(2') から機器故障率(2)を求め、さらに、 状態監視の拡充前後の機器故障率の変化割合の評価方法 を検討した。1劣化状態 【劣化事象発生率2'】 ・前兆事象の検知確率 ・非検知事象の部位の機能喪失への遷移確率2部位の機能喪失状態 【部位機能喪失率2““】 ・機器故障率における部位の機能喪失が占める割合3機器の機能喪失状態 【機器故障率2】ここで、21、2”、2を以下に定義する。 劣化事象発生率(2'):(分解点検間隔平均の)健全状態から進展して劣化状態にある割合(劣化事象の発生率) 部位機能喪失率 (27):(分解点検間隔平均の)非検知事象による劣 化状態が進展して部位の機能喪失状態にある割合 機器故障率(2):(分解点検間隔平均の)機器の有する機能が 喪失状態にある割合3.1 健全状態から劣化状態、機能喪失状態に 進展するプロセス機器故障率は部位機能喪失率に依存し、部位機能喪失 率は劣化事象発生率に依存する。まずは、劣化状態と部 位の機能喪失状態の関係を整理する。 - Fig.2 に示すd ・ 劣化事象が発生していない状態Dadの状態前に、補修する<劣化事象が発生した状態 (D) : (DoSd a). 監視強化すべき劣化状態(Dd ・ 非検知事象による劣化状態から進展し、部位の機能を喪失した状態3.2 劣化状態から機能喪失状態への進展* 3.1 で定義した劣化状態に基づき、分解点検間隔中に、 部位の状態が DD から D, へ進展するプロセスを検討し、 Fig.3 にまとめた。1. Dod