ボイラ管の各種内挿ＵＴ適用事例
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カテゴリ: 第16回
ボイラ管の各種内挿UT適用事例
The inspective cases of boiler tube by several approach of Ultrasonic Testing
日鋼検査サービス）
宇川
祐丞
Yusuke
Ukawa
Member
日鋼検査サービス）
陣内
北斗
Hokuto
Jinnai
Member
日鋼検査サービス）
石川
修
Osamu
Ishikawa
Member
Various surroundings factor damages boiler tube. We must inspect tubes and find the damage which lead to hazard before hazard happened. In boiler tube, the most typical damage is thickness reduction. We show Inner Ultrasonic Testing method with examples of inspecting thickness reduction for boiler tube. We developed the probe which have multi-channel and can inspect cross section of tube at one time. Inner Ultrasonic Testing method is that we apply Ultrasonic Testing for boiler tube by the probe in boiler tube.The probe have enabled that inspection speed of twin-boiled water tubes and multi-bend tubes is rapidly. Because of the probe is available electrical revolution which is speedier than mechanical that.In addition we can inspect drawn parts by creating dedicated tool which modify the angle of sensor along inside wall of tube.
Keywords
Inspection, Ultrasonic Testing, Boiler tube, Alley Ultrasonic Testing, Thickness reduction
1.はじめに
ボイラ管では様々な環境要因により、劣化や損傷が生じる。その1 例としてエロージョンや腐食等の減肉（肉厚の減 )が られる。減肉に する検査方法は、視試験や超音波試験（以下UT)、放射線透過試験などが用いられる。しかし、全ての減肉に して一律に同じ手法で検査できるわけではなく、ボイラ管の減肉箇所や、 形状等に適した手法で検査を行う必要がある。
本発表ではボイラ管の内側からUT を行う手法（以下
「内挿UT」)について、二胴曲管式水管ボイラや貫流ボイラ深層部の伝熱管の検査実施例と共に報告する。2.二胴曲管式水管ボイラの内挿UT
二胴曲管式水管ボイラの損傷
ボイラは熱を伝熱管に伝えるために燃料を燃焼させる が、その が管に付 すると熱伝導 の 下 因となる。これを防ぐために、スートブロアと呼ばれる設備が あり、定期 にスチーム等を吹き付けて を除去する。しかし、このスチームが時に管を減肉させる。これをス チームエロージョンという。この他、炉外側では雨水の 侵入等により外 腐食が発生する。特にステーと呼ばれる部材の近傍で顕著である。また、炉内側では水ドラム
上部等の水分が凝縮しやすい箇所で腐食が発生する。ここで上記の損傷箇所をボイラの概略図と共に図1 に示す。
伝熱管内挿UT のマルチチャンネル化
従来の伝熱管内挿UT は回転式プローブで実施していた。1 つの振動子を管の に 。これを に周方向へ回転させつつ、手動で管内へ挿入または引き抜き時に探傷を行うものである。しかしこの方法は、回転速度の限界から挿入または引き抜き速度を早くできず、工程が長くなる欠点があった。
そこで弊社では振動子を複数搭載することで検査速度 の向上を狙ったアレイHI-UT という手法を導入し、現在では殆どのボイラ伝熱管検査にこの方法を採用している。 アレイHI-UT では小さな振動子を周方向に360゜ 列したプローブを使用。電子回路でスイッチングすることで、従来比10 倍以上の速度で検査することが可能となる。
図2 にスートブロア周りの減肉を検査した際の解析画
を示す。探傷 の解析は、検査した管の 層チャートと肉厚値によって色付けしたC-MAP から減肉の位 や深さを計測する。 層チャートは減肉の軸方向と管の肉厚を示し、C-MAP は色の変化から、減肉の分布や大きさが分かる様になっている。図では、スートブロアによるスチームエロージョンにより、残肉厚が1.4mm まで減 していることを示している。
連絡先:宇川 祐丞、〒051-8505 北海道室蘭市茶津町4番地1、日鋼検査サービス掬
E-mail: yusuke_ukawa@jsw.co.jp
テーパー部の検査
ボイラ管には絞り部と呼ばれる管径が細くなる部位が あり、徐々に径が絞られるためテーパー部が存在する。 この部位は2.2 で述べたアレイHI-UT でも音波が管に垂直入射せず測定が困難となる。従って、図3 に示すような専用の冶具を用い、従来の回転式で検査を行う。
この冶具には振動子が管の内壁に合わせて角度が変化するような 構が備わっており、音波が垂直に入射する。
図4 に測定 の一例を示す。 軸は肉厚、 軸が軸方向の位 を示している。図ではテーパー部に残肉厚3.7mm の減肉が検出されている。
ボイラ深層部伝熱管の内挿UT
ボイラ深層部伝熱管の損傷
石炭火力発電所のボイラには深層部と呼ばれる部位があり、つづら折りの伝熱管が多数存在する（図5)。この部位は人のアクセスが困難であり、内挿UT でなければ全長の検査は困難である。伝熱管長さは数十mにもなる。
損傷は燃焼ガスに混入した石炭 により管が削られる減肉（アッ エロ ジョン)や、スートブロアによるスチームエロージョンが られる。
深層部伝熱管の内挿UT
深層部伝熱管はつづら折り形状であるため、手や でプローブを挿入することが出来ない。従って、水流を受けるための「球」を多数取り付けた特殊なケーブルを用い、挿入や引き抜きはポンプの圧力を利用して行う。プローブは前記2.2 同様、マルチチャンネル化されたものを採用している。
終わりに
弊社ではこれまで、様々なボイラ管形状や減肉性状に 適した内挿UT 技術の導入、開発を行ってきた。今後も設備保全のニーズに応えるべく新技術の導入を 極 に行っていきたい。また昨今は、検査の現場も人手不足が 深刻となっている。検査の 化、省人化を にデータ解析の自動化など、ソフトウェアの開発にも力を入れ ていく所存である。
図1 ボイラの 図 損傷の 置
図2 スートブロア周りの減肉解析時の
層チャート
図3 絞り部検査時の装置模式図
図4 絞り部検査時の装置模式図
図5 ボイラ深層部伝熱管の模式図