JP6979307B2 - 亀裂評価基準策定方法、内部探傷検査による亀裂評価方法及び保守管理方法 - Google Patents

Description

本開示は、亀裂評価基準策定方法、内部探傷検査による亀裂評価方法及び保守管理方法に関する。

高温高圧の環境下で長時間使用される、例えばボイラの配管同士等の溶接部においては、クリープ損傷により亀裂が発生する。クリープ損傷による亀裂は進展するため、亀裂の有無や溶接部の厚さ方向での亀裂の長さ（亀裂の高さ）に応じて、溶接部に対し適時補修を行う必要がある。そこで、溶接部内の亀裂の有無や亀裂の長さを測定可能な技術の開発が行われている。

例えば、特許文献１が開示する金属材料の損傷評価方法では、フェーズドアレイ法の反射エコー高さを検出し、検出した反射エコー高さを、予め導出しておいた反射エコー高さとクリープボイド個数密度との対応データに照会することによって、検出した反射エコー高さに対応するクリープボイド個数密度を求め、さらに、クリープボイド個数密度とクリープ損傷量とを対応付けたデータベースに基づき、金属材料におけるクリープ損傷量を求めている。

特開２００３−１４７０５号公報

特許文献１が開示する金属材料の損傷評価方法は、反射エコー高さとクリープボイド個数密度との対応データを利用しているが、本発明者らの知見によれば、反射エコー高さとクリープボイド個数密度との間に厳密な対応関係が認められない場合もあることもわかってきており、金属材料の内部において亀裂成長過程の初期の段階での金属材料の内部の状態を評価できる手法が求められている。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、亀裂成長過程の初期の段階における金属材料の内部の状態を評価可能である亀裂評価基準策定方法及び内部探傷検査による亀裂評価方法を提供することを目的とする。
また、本発明の少なくとも一実施形態は、前広に保守管理を実施できる保守管理方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る亀裂評価基準策定方法は、
亀裂の評価基準を策定する方法であって、
試験片を第１時点までクリープ変形させるステップと、
前記第１時点よりも前の少なくとも一つの第２時点における前記試験片に対して内部探傷検査を実施し、前記少なくとも一つの第２時点における探傷信号を取得するステップと、
前記第１時点から前記少なくとも一つの第２時点へと亀裂成長過程を遡ることで得られる前記第２時点における亀裂の推定サイズと、該第２時点における前記探傷信号とを対比することで、前記内部探傷検査による亀裂の評価基準を決定するステップと、
を備えることを特徴とする。

例えば溶接部のクリープ損傷の進行形態（亀裂成長過程）は次のとおりである。経年使用に伴い、まず溶接による熱影響部（HAZ部）の粒界にクリープボイドが発生する。次に、そのクリープボイドの数が増加するとクリープボイドが合体連結して巨視亀裂となり、その巨視亀裂が伝播して最終的に貫通に至る。
本明細書においては、巨視亀裂のように目視観察可能な亀裂だけではなく、疑似亀裂状態の亀裂、すなわちクリープボイドの集合（クリープボイドの密集領域）のように、亀裂成長過程上、亀裂とみなせる領域を含めて亀裂と呼ぶこととする。

上記（１）の方法では、第１時点から亀裂成長過程を遡ることで第２時点における亀裂の推定サイズを得る。すなわち、第２時点ではクリープボイドの密集領域であって亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域、の大きさを亀裂の推定サイズとして得ることができる。そして第２時点における亀裂の推定サイズと第２時点における探傷信号とを対比することで、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域であっても検出できる、内部探傷検査による亀裂の評価基準を決定できる。これにより、亀裂成長過程の初期の段階における金属材料の内部の状態を評価可能である亀裂評価基準策定方法を提供できる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記探傷信号を取得するステップでは、前記第１時点よりも前の複数の第２時点のそれぞれについて前記探傷信号を取得し、
前記複数の第２時点のそれぞれにおける前記探傷信号の変化傾向に整合する前記亀裂成長過程のモデルを構築するステップをさらに備え、
前記評価基準を決定するステップでは、前記モデルを用いて前記亀裂成長過程を１以上の前記第２時点まで遡って該第２時点における前記亀裂の前記推定サイズを得る
ことを特徴とする。

上記（２）の方法によれば、第２時点における亀裂の推定サイズを得るための亀裂成長過程のモデルが、複数の第２時点のそれぞれにおける探傷信号の変化傾向に整合するように構築されるので、第２時点における亀裂の推定サイズの推定精度が向上する。これにより、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域の検出に適した亀裂の評価基準が得られる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の方法において、前記亀裂成長過程の前記モデルは、亀裂進展計算、ＦＥＭ、損傷力学的評価、ボイドシミュレーション法又は組織シミュレーション法の少なくとも一つに基づく亀裂成長モデルを用いてもよい。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの方法において、
前記第１時点まで前記クリープ変形をさせた前記試験片を破壊検査し、前記第１時点における前記亀裂のサイズを計測するステップと、
前記第１時点における前記亀裂の前記サイズに基づいて、前記第２時点における前記亀裂の前記推定サイズを得るステップと、
を備えることを特徴とする。

上記（４）の方法によれば、第１時点における亀裂の実測サイズに基づいて、第２時点における亀裂の推定サイズを得るので、内部探傷検査による亀裂の評価により適した亀裂の評価基準が得られる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの方法において、前記評価基準を決定するステップでは、前記内部探傷検査による前記亀裂の前記評価基準として、前記第２時点における前記探傷信号の信号レベル分布から前記第２時点における前記亀裂の前記推定サイズに対応する領域を抽出可能な信号レベル閾値を求めることを特徴とする。

上記（５）の方法によれば、上記のようにして得られた評価基準を用いれば、亀裂の範囲を容易に特定可能となる。すなわち、検査対象物を内部探傷検査によって検査して得られた探傷信号と上記信号レベル閾値とを比較することで検査対象物における亀裂の評価ができるので、検査対象物における亀裂の評価が容易となる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの方法において、前記内部探傷検査は、フェーズドアレイ法、開口合成法、高周波ＵＴ法、又は、超音波ノイズ法の少なくとも一つの探傷検査であってもよい。

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る内部探傷検査による亀裂評価方法は、
上記（１）乃至（６）の何れかの方法により策定された前記亀裂の前記評価基準を用いて評価対象物の亀裂評価を行う方法であって、
前記試験片と同一材料の評価対象物に対して前記内部探傷検査を実施し、探傷信号を取得するステップと、
前記亀裂の前記評価基準に従って、前記評価対象物について取得した前記探傷信号に基づいて前記評価対象物の亀裂の有無を評価するステップと、
を備えることを特徴とする。

上記（７）の方法では、上記（１）の方法によって亀裂の評価基準を決定している。上記（１）の方法では、上述したように、亀裂の評価基準は、第２時点における亀裂の推定サイズと、該第２時点における探傷信号とを対比することで決定される。したがって、上記（７）の方法では、このようにして決定された亀裂の評価基準に従って、評価対象物について内部探傷検査を実施して取得した探傷信号に基づいて評価対象物の亀裂の有無を評価するので、評価対象物における亀裂の有無を評価できる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の方法において、前記亀裂の有無を評価するステップでは、前記評価対象物のうち、該評価対象物について取得した前記探傷信号が前記評価基準を満たす領域を亀裂として特定することを特徴とする。

上記（８）の方法によれば、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域のサイズを特定できる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の方法において、前記亀裂成長過程のモデルに基づいて、特定された前記亀裂の大きさから前記評価対象物の余寿命を評価するステップを備えることを特徴とする。

上記（９）の方法によれば、評価対象物の内部に亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域が発生した段階であっても評価対象物の余寿命を評価できる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の方法において、前記亀裂成長過程の前記モデルは、前記評価基準の策定時に前記第２時点の亀裂の前記推定サイズを求めるために用いた亀裂成長過程を示すモデルと同一であることを特徴とする。

上記（１０）の方法によれば、第２時点の亀裂の推定サイズを求めるために用いた亀裂成長過程を示すモデルに適した評価基準が得られているので、当該評価基準によって特定された亀裂の大きさから、当該モデルに基づいて評価対象物の余寿命を評価することで、評価対象物の余寿命の評価精度が高まる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（７）乃至（１０）の何れかの方法において、前記評価対象物について取得した前記探傷信号に基づいて、前記評価対象物に亀裂が発生するまでの時間Δｔ^＊を求めるステップを備えることを特徴とする。

上記（１１）の方法によれば、評価対象物について取得した探傷信号に基づいて、評価対象物に亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域が存在していない段階であっても、評価対象物に亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域がいつ発生するのかを把握できる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の方法において、前記評価対象物について取得した前記探傷信号が前記評価基準を満たさない場合、前記内部探傷検査の探傷信号の既知の経時変化の傾向に基づいて、前記評価対象物について取得した前記探傷信号から前記時間Δｔ^＊を求めることを特徴とする。

上記（１２）の方法によれば、評価対象物について取得した探傷信号が評価基準を満たさない場合であっても、内部探傷検査の探傷信号の既知の経時変化の傾向に基づいて評価対象物に亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域の発生時期を精度よく求めることができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（７）乃至（１２）の何れかの方法において、前記評価対象物は、溶接部を含む高強度フェライト鋼であることを特徴とする。

本発明者らの知見によれば、高強度フェライト鋼からなる部材を溶接して形成された溶接部の場合、外表面のクリープ損傷度と内部のクリープ損傷度との間に相関がなく、溶接部の内部のクリープ損傷度を評価することが望まれる。
この点、上記（７）で述べた内部探傷検査による亀裂評価方法は、上記（１）の方法によって決定された亀裂の評価基準に従って、評価対象物について内部探傷検査を実施して取得した探傷信号に基づいて評価対象物の亀裂を評価するので、評価対象物における亀裂を評価できる。したがって、上記（１３）の方法は、高強度フェライト鋼からなる部材の亀裂の評価に適している。

（１４）本発明の少なくとも一実施形態に係る保守管理方法は、
上記（７）乃至（１３）の何れかの方法により、前記評価対象物の亀裂を評価するステップと、
前記評価対象物の前記亀裂の評価結果に基づいて、前記評価対象物の保守管理を行うステップと、を備えることを特徴とする。

上記（１４）の方法によれば、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域も評価可能であるので、前広に評価対象物の保守管理を行うことができる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の方法において、前記保守管理は、前記評価対象物の交換、補修又は延命措置の少なくとも一つを含むことを特徴とする。

上記（１５）の方法によれば、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域も評価可能であるので、評価対象物の交換、補修又は延命措置を前広に実施できる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、亀裂成長過程の初期の段階における金属材料の内部の状態を評価可能である亀裂評価基準策定方法及び内部探傷検査による亀裂評価方法を提供できる。
また、本発明の少なくとも一実施形態によれば、前広に保守管理を実施できる。

幾つかの実施形態に係る保守管理方法における各工程を示す図である。 検査工程で実施されるステップを示したフローチャートである。 本探傷工程にて評価対象物の溶接部から得られる、超音波の反射波の強度分布を説明するための図である。 亀裂評価基準策定工程における手順を示したフローチャートである。 評価基準策定用データ収集工程における手順を示したフローチャートである。 評価基準決定工程における手順を示したフローチャートである。 評価基準策定用データ収集工程の探傷信号取得工程で試験片の溶接部から得られる、超音波の反射波の強度分布を説明するための図である。 図７の強度分布中、反射波の強度が大きい領域での反射波の強度（エコー高さ）と鉛直方向での位置との間の相関関係を概略的に示す図であり、（ａ）は溶接部の厚さ方向を含む断面での２次元的な強度分布、（ｂ）は溶接部の厚さ方向に沿う一次元的な強度分布を示している。 評価基準策定用データ収集工程を実行した後の試験片の溶接部の切断面を模式的に示した図である。 時間と亀裂長さとの関係を表すマスターカーブのグラフである。 第２時点における探傷信号について、溶接部の厚さ方向に沿う一次元的な強度分布を示すグラフである。 推定サイズ取得工程に適用可能な亀裂進展計算の概略的な手順を示すフローチャートである。 余寿命と亀裂長さとの関係を示すグラフである。 余寿命評価工程に適用可能な亀裂進展計算の概略的な手順を示すフローチャートである。 クリープ損傷による亀裂進展の傾向を表すグラフであり、（ａ）は時間と亀裂の長さとの関係を示し、（ｂ）は初期亀裂の長さと貫通時間との関係を示している。 溶接部によって溶接される部材の開先形状を例示するための図である。 溶接部によって溶接される配管の外径と厚さを説明するための図である。 事前準備工程で得られる反射波強度曲線及び補正曲線を示す図である。 事前準備工程の一実施形態を示す図である。 事前準備工程で求めた反射波強度曲線の例を示す。 ラーソンミラーパラメータ法により評価対象部の溶接部の閾値到達時間を求めるための演算過程を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

（保守管理方法の概要について）
まず、図１を参照して、幾つかの実施形態に係る保守管理方法の概要について説明する。
図１は、幾つかの実施形態に係る保守管理方法における各工程を示す図である。幾つかの実施形態に係る保守管理方法は、検査／評価要否判定工程Ｓ１と、対象部位選定工程Ｓ２と、検査手段選定工程Ｓ３と、検査工程Ｓ４と、余寿命評価工程Ｓ５と、余寿命基準値再設定工程Ｓ６と、対策判定工程Ｓ７と、監視判定工程Ｓ８と、メンテナンス計画立案工程Ｓ９と、対策・監視実施工程Ｓ１０と、亀裂評価基準策定工程Ｓ１００とを含む。
幾つかの実施形態に係る保守管理方法は、高温で大きな負荷が掛かる環境下で長時間使用される金属製の部材の保守管理に適用される保守管理方法であり、例えば、火力発電設備におけるボイラと蒸気タービンとの間を接続する蒸気配管等の溶接部分の保守管理に適用される。

以下、幾つかの実施形態に係る保守管理方法における各工程の概略について説明する。なお、幾つかの実施形態に係る保守管理方法における各工程は、必ずしも図１に示した順に順次行うのではなく、実施しない工程があってもよく、図１に示した順番とは異なる順番で実施される工程があってもよい。特に後述する亀裂評価基準策定工程Ｓ１００は、亀裂の評価基準が決定されれば、その後の保守管理を行う上で、繰り返し実施する必要はない。

（検査／評価要否判定工程Ｓ１）
検査／評価要否判定工程Ｓ１は、幾つかの実施形態に係る保守管理方法が適用される複数の対象物のうち、何れの対象物について探傷検査や余寿命の評価を行うのかを判定する工程である。検査／評価要否判定工程Ｓ１では、検査対象となり得る対象物が、例えば火力発電設備におけるボイラと蒸気タービンとの間を接続する複数系統の蒸気配管等であれば、複数系統存在する蒸気配管のうち、何れの系統の配管について検査や余寿命の評価を行うのかを判定する。

検査／評価要否判定工程Ｓ１では、例えば、対象物の中で最も余寿命が短いと経験上推定される部分に対して、運転データや設計値等の情報に基づいて簡易的に余寿命の評価を行い、その評価結果に基づいて、より詳細な検査や余寿命の評価を行うか否かを判断するようにしてもよい。
例えば、検査対象となり得る対象物が上述した複数系統の蒸気配管であれば、複数系統存在する蒸気配管のうち、詳細な検査や余寿命の評価の必要性を判定する配管系統を選択する。この場合、全ての配管系統を選択してもよく、一部の配管系統だけを選択してもよい。そして、選択された配管系統のそれぞれに対して、配管系統の中で最も余寿命が短いと経験上推定される部分に対して簡易的に余寿命の評価を行う。
検査／評価要否判定工程Ｓ１において行われる簡易的に余寿命の評価では、後述する余寿命の評価方法を用いてもよい。

（対象部位選定工程Ｓ２）
対象部位選定工程Ｓ２は、検査／評価要否判定工程Ｓ１で探傷検査や余寿命の評価を行うと判定された対象物において、どの部分に対して探傷検査や余寿命の評価を行うのかを選定する工程である。
例えば火力発電設備におけるボイラと蒸気タービンとの間を接続する複数系統の蒸気配管を例に説明すると、対象部位選定工程Ｓ２では、検査／評価要否判定工程Ｓ１で探傷検査や余寿命の評価を行うと判定された配管系統において、どの部分に対して探傷検査や余寿命の評価を行うのかを選定する。具体的には、例えば、配管系統における複数個所の溶接部のうち、どの溶接部について探傷検査や余寿命の評価を行うのかを選定する。

（検査手段選定工程Ｓ３）
検査手段選定工程Ｓ３は、対象部位選定工程Ｓ２で探傷検査や余寿命の評価を行うこととして選定した部位をどのような方法で探傷検査や余寿命の評価を行うのかを選定する工程である。幾つかの実施形態では、まず、余寿命の評価方法を選定し、選定した余寿命の評価方法に適した探傷検査方法を選定する。
余寿命の評価には、例えば亀裂進展計算、ＦＥＭ、損傷力学的評価、ボイドシミュレーション法又は組織シミュレーション法等を用いることができる。
また、探傷検査には、フェーズドアレイ法、開口合成法、高周波ＵＴ法、又は、超音波ノイズ法を用いることができる。なお、ここで高周波ＵＴ法とは、20MHz以上の周波数の超音波を用いた探傷検査を指す。

（検査工程Ｓ４）
検査工程Ｓ４は、対象部位選定工程Ｓ２で選定した部分に対して検査手段選定工程Ｓ３で選定した検査方法で探傷検査を行い、亀裂の評価を行う工程である。以下の説明では、探傷検査及び亀裂の評価を行う部分のことを検査対象部又は評価対象部とも呼ぶ。また、評価対象部を含む対象物を評価対象物とも呼ぶ。
検査工程Ｓ４では、亀裂評価基準策定工程Ｓ１００で決定された亀裂の評価基準に基づいて亀裂の評価を行う。
検査工程Ｓ４及び亀裂評価基準策定工程Ｓ１００の詳細については、後で説明する。

（余寿命評価工程Ｓ５）
余寿命評価工程Ｓ５は、検査工程Ｓ４で探傷検査及び亀裂の評価を行った評価対象部について、検査手段選定工程Ｓ３で選定した余寿命の評価方法で余寿命の推定（評価）を行う工程である。
余寿命評価工程Ｓ５の詳細については、後で説明する。

（余寿命基準値再設定工程Ｓ６）
余寿命基準値再設定工程Ｓ６は、余寿命評価工程Ｓ５で余寿命の評価を行った結果、余寿命評価における因子の値の見直し等を行う必要性が生じた場合等に、因子の値等を再設定する工程である。具体的には、例えば余寿命評価工程Ｓ５で余寿命の評価を行った際に、温度条件として用いた値が評価対象部の設計値であり、この設計値が十分な安全率を見込んだ値であった場合、余寿命評価工程Ｓ５で推定される余寿命が必要以上に短くなるおそれがある。例えば、このような場合に、温度条件として実測値を用いて余寿命を推定することで妥当な結果が得られることも考えられる。そこで、必要に応じて、余寿命基準値再設定工程Ｓ６において余寿命評価における因子の値の見直し等を行う。
なお、余寿命基準値再設定工程Ｓ６で因子の値の見直し等を行った場合、見直し後の因子の値に基づいて、余寿命評価工程Ｓ５で再度余寿命の評価を行う。また、余寿命評価工程Ｓ５で余寿命の評価を行った結果、余寿命評価における因子の値の見直し等を行う必要がないと判断された場合には、余寿命基準値再設定工程Ｓ６は実施されない。

（対策判定工程Ｓ７）
対策判定工程Ｓ７は、例えば余寿命評価工程Ｓ５での余寿命の評価結果に基づいて、評価対象部に対して交換や補修、延命措置等の対策を行うか否かを判断し、対策が必要と判断されれば、どのような対策を行うのかを決定する工程である。
具体的には、余寿命評価工程Ｓ５での余寿命の評価結果から、例えば予定されている今回の修繕時期から次回の修繕時期までの間の期間に評価対象部が寿命に達することが判明したときには、対策判定工程Ｓ７において、当該評価対象部についての交換や補修、延命措置等の対策を決定する。対策判定工程Ｓ７では、当該評価対象部を交換するのか、補修をするのか、補修であればどのような補修を行うのか、延命措置を講ずるのか、延命措置を講ずるのであればどのような措置を講ずるのか等が決定される。

なお、例えば検査／評価要否判定工程Ｓ１で、検査工程Ｓ４での詳細な探傷検査を行うまでもなく交換や補修等が必要と判定された場合のように、検査工程Ｓ４や余寿命評価工程Ｓ５を経ずに対策判定工程Ｓ７を実施することもある。

（監視判定工程Ｓ８）
監視判定工程Ｓ８は、今後の機器の運転において監視を行う必要がある部分の有無や監視方法を判定する工程である。監視判定工程Ｓ８では、例えば対策判定工程Ｓ７で補修等の対策を行うと判定された評価対象部について監視が必要であるか否か、監視する場合にはどのような方法で監視するのかを判定する。また、監視判定工程Ｓ８では、例えば余寿命評価工程Ｓ５における余寿命の評価結果から対策判定工程Ｓ７で交換や補修等の必要がないと判定されている評価対象部について、念のため監視をした方がよいか否か、監視する場合にはどのような方法で監視するのかを判定する。
なお、例えば検査／評価要否判定工程Ｓ１で、より詳細な検査や余寿命の評価を行う必要がないと判定された部分であっても、監視判定工程Ｓ８において、今後の機器の運転において念のため監視すると判定する場合のように、対策判定工程Ｓ７を経ずに監視判定工程Ｓ８を実施することもある。

（メンテナンス計画立案工程Ｓ９）
メンテナンス計画立案工程Ｓ９は、各対象物について、いつの時点でどのような対策を行うのかを検討する工程である。なお、例えば対策判定工程Ｓ７で交換を行うと判定され、交換によって十分な余寿命が確保される部分のように、当面メンテナンス計画が必要ない場合には、メンテナンス計画立案工程Ｓ９は実施されない場合がある。

（対策・監視実施工程Ｓ１０）
対策・監視実施工程Ｓ１０では、対策判定工程Ｓ７で必要と判定された交換や補修等を実施したり、監視判定工程Ｓ８で監視が必要であると判定された部分に対する監視を行う工程である。
なお、上述した対策判定工程Ｓ７から対策・監視実施工程Ｓ１０までの工程を保守管理工程Ｓ１１と呼ぶ。

（対象物について）
幾つかの実施形態に係る保守管理方法が適用される対象物は、例えば上述したように、火力発電設備におけるボイラと蒸気タービンとの間を接続する蒸気配管等である。このような蒸気配管には、複数の種類の溶接個所が存在する。例えば、蒸気配管には、配管同士を接続する円周溶接部や、配管と分岐管とを接続する管台溶接部が存在する。また、配管が板状部材から製造されている場合には、板の端部同士を接続するために管軸方向に延在する長手溶接部が存在する。

ボイラ等で使用される蒸気配管のように、高温高圧の環境下で長時間使用される部材には、溶接部においてクリープ損傷により亀裂が発生するおそれがある。
例えば溶接部のクリープ損傷の進行形態（亀裂成長過程）は次のとおりである。経年使用に伴い、まず溶接による熱影響部（HAZ部）の粒界にクリープボイドが発生する。次に、そのクリープボイドの数が増加するとクリープボイドが合体連結して巨視亀裂となり、その巨視亀裂が伝播して最終的に貫通に至る。
本明細書においては、巨視亀裂のように目視観察可能な亀裂だけではなく、疑似亀裂状態の亀裂、すなわちクリープボイドの集合（クリープボイドの密集領域）のように、亀裂成長過程上、亀裂とみなせる領域を含めて亀裂と呼ぶこととする。

例えばボイラと蒸気タービンとの間を接続する蒸気配管のような設備の配管では、設備の稼働中に探傷検査等を実施できないため、定期点検等、設備を停止させたときに探傷検査等を行うことになる。また、長期間の連続稼働の要請やコスト面等の理由から、設備を頻繁に停止させることが難しいため、定期点検の実施間隔は年単位等の長い期間となることが多い。そのため、上述したようなクリープ損傷に関し、亀裂成長の過程において、できるだけ初期の段階で亀裂を検出して、余寿命を予測することが望まれている。
そこで、幾つかの実施形態では、検査工程Ｓ４及び余寿命評価工程Ｓ５を以下に述べるようにして実施する。

（検査工程Ｓ４の詳細説明）
以下、検査工程Ｓ４について詳細に説明する。
以下で説明する幾つかの実施形態では、検査工程Ｓ４における評価対象部が例えば上述した蒸気配管の溶接部であるものとする。また、以下で説明する幾つかの実施形態では、検査工程Ｓ４における内部探傷検査は、例えば超音波を利用したフェーズドアレイ法による内部探傷検査であるものとする。なお、フェーズドアレイ法以外であっても、開口合成法、高周波ＵＴ法、又は、超音波ノイズ法によって内部探傷検査を行ってもよい。
図２は、検査工程Ｓ４で実施されるステップを示したフローチャートである。
検査工程Ｓ４は、評価対象物の評価対象部に対して内部探傷検査を実施し、探傷信号を取得する本探傷工程Ｓ４１と、後述する亀裂評価基準策定工程Ｓ１００で決定された亀裂の評価基準に従って、評価対象部について取得した探傷信号に基づいて評価対象部の亀裂の有無を評価する亀裂評価工程Ｓ４２とを備える。

本探傷工程Ｓ４１では、図３に示したように、フェーズドアレイ超音波探傷装置２によって、評価対象部である溶接部４ａの内部に超音波を走査しながら照射し、超音波の反射波（エコー）を受信する。なお、図３は、本探傷工程Ｓ４１にて評価対象物の溶接部４ａから得られる、超音波の反射波の強度（エコー高さ）分布を説明するための図である。
評価対象部である溶接部４ａとは、ボイラ等、実際に使用されている機器（実機）の配管等の溶接部４ａである。

なお、超音波を走査するとは、超音波の収束位置を刻々と変化させるということであり、少なくとも溶接部４ａの厚さ方向を含む２次元的な面内又は３次元的な空間内で超音波の収束位置を変化させることである。フェーズドアレイ超音波探傷装置２は、超音波を走査しながら照射可能であるとともに、収束位置毎に超音波の反射波の強度（エコー高さ）を測定することができる。従って、フェーズドアレイ超音波探傷装置２によれば、図３に示したように、反射波の強度分布（エコー高さの分布）を取得可能である。図３は、反射波の強度分布をコンター図（等高線図）によって示している。
なお、反射波の強度は、照射する超音波の強度によっても変化するので、本明細書において反射波の強度とは、照射する超音波の強度に対する反射波の強度の比であってもよい。

亀裂評価工程Ｓ４２では、本探傷工程Ｓ４１で受信した反射波の強度を信号レベル閾値ｔｈと比較し、評価対象部における反射波の強度が信号レベル閾値ｔｈ以上である領域に亀裂６ａが発生していると判定する。この信号レベル閾値ｔｈが後述する亀裂評価基準策定工程Ｓ１００で決定された亀裂の評価基準である。
例えば、図３の場合、亀裂６ａが溶接部４ａにおける熱影響部８ａの内部に発生している。溶接部４ａの厚さ方向での亀裂６ａの長さａｘは１０ｍｍであり、亀裂６ａから溶接部４ａの表面までの距離が７ｍｍである。
なお、本明細書において、亀裂の長さとは、特に断らない限り、溶接部の厚さ方向、例えば配管の肉厚方向、での亀裂の長さを意味するものとする。

なお、本探傷工程Ｓ４１自体は非破壊検査であり、図３においては、参考のために評価対象の溶接部４ａの断面形状を反射波の強度分布に重ね合わせて示している。溶接部４ａは、２つの部材同士が溶接されている部分、又は、１つの部材において異なる部分が相互に溶接されている部分であり、溶着部（ウェルド）１０ａと溶着部１０ａの周囲に位置する熱影響部８ａを含んでいる。例えば、溶接される部材が例えば２つの配管の場合、溶接部４ａは、これら配管の周方向に延在する。あるいは、板を曲げて板の側縁同士を溶接して配管を形成する場合、溶接部４ａは、溶接により形成される配管の軸線方向に延在する。クリープ損傷が特に問題になるのは、熱影響部８ａ内の亀裂（クリープ亀裂）６ａである。

（亀裂評価基準策定工程Ｓ１００及び亀裂の評価基準について）
以下、亀裂評価基準策定工程Ｓ１００及び亀裂の評価基準について説明する。
亀裂の評価基準は、本探傷工程Ｓ４１において評価対象部の亀裂の有無を評価する際に用いる基準値であり、上述したように、幾つかの実施形態では上記の信号レベル閾値ｔｈである。この信号レベル閾値ｔｈは、以下に述べる亀裂評価基準策定工程Ｓ１００によって予め決定される。
図４は、亀裂評価基準策定工程Ｓ１００における手順を示したフローチャートである。亀裂評価基準策定工程Ｓ１００は、評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０と、評価基準決定工程Ｓ１２０とを含む。図５は、評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０における手順を示したフローチャートである。図６は、評価基準決定工程Ｓ１２０における手順を示したフローチャートである。
以下、図４乃至図６のフローチャートに基づいて、亀裂評価基準策定工程Ｓ１００について説明する。

（評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０）
亀裂評価基準策定工程Ｓ１００では、まず、評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０を実施する。
図５に示すように、評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０は、試験片を第１時点までクリープ変形させるクリープ変形工程Ｓ１１１と、第１時点よりも前の第２時点における試験片に対して内部探傷検査を実施し、第２時点における探傷信号を取得する探傷信号取得工程Ｓ１１２とを含む。

評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０では、亀裂の評価基準を得るための試験片を用意し、その試験片に対して、図５に示すようにクリープ変形工程Ｓ１１１において所定時間加温しながら負荷を掛けてクリープ変形させる。

クリープ変形工程Ｓ１１１において試験片を所定時間クリープ変形させた後、探傷信号取得工程Ｓ１１２において、試験片に対して内部探傷検査を実施して探傷信号を取得する。
図７は、試験片１２の内部探傷検査によって得られた反射波の強度分布のコンター図の一例であり、参考のために試験片１２の溶接部４ｂの断面形状を反射波の強度分布に重ね合わせて示している。試験片１２は、検査工程Ｓ４における評価対象物と同じ材質の金属片であり、溶接部４ｂを有する。なお、溶接部４ｂも、溶着部１０ｂ及び溶着部１０ｂの周囲に位置する熱影響部８ｂを含んでいる。
探傷信号取得工程Ｓ１１２における内部探傷検査は、検査工程Ｓ４における内部探傷検査と同じ方法によるものであり、例えば超音波を利用したフェーズドアレイ法による内部探傷検査であるものとする。

すなわち、探傷信号取得工程Ｓ１１２では、図７に示したように、フェーズドアレイ超音波探傷装置２によって、試験片１２の溶接部４ｂの内部に、超音波を走査しながら照射し、超音波の反射波を受信する。これにより、探傷信号取得工程Ｓ１１２の実施時点での反射波の強度分布が得られる。なお、当該実施時点は、後述する第２時点である。

図８は、図７の強度分布中、反射波の強度が大きい領域での反射波の強度（エコー高さ）と鉛直方向での位置との間の相関関係を概略的に示す図であり、（ａ）は溶接部の厚さ方向を含む断面での２次元的な強度分布、（ｂ）は、溶接部の厚さ方向に沿う一次元的な強度分布を示している。

クリープ変形工程Ｓ１１１と探傷信号取得工程Ｓ１１２は、試験片１２の内部で発生した亀裂が十分に成長するまで、すなわち少なくとも巨視亀裂が生じるまで繰り返される。
具体的には、例えば探傷信号取得工程Ｓ１１２において取得した探傷信号に基づいて、試験片１２の内部の亀裂の成長が不十分であると判断される場合には、探傷信号取得工程Ｓ１１２の実施の後、ステップＳ１０１が否定判断されてクリープ変形工程Ｓ１１１に戻り、加温しながら負荷を掛けて試験片１２を所定時間クリープ変形させる。
また、例えば探傷信号取得工程Ｓ１１２において取得した探傷信号に基づいて、試験片１２の内部の亀裂が例えば所定の大きさ以上の大きさを有する巨視亀裂に成長していると判断される場合には、探傷信号取得工程Ｓ１１２の実施の後、ステップＳ１０１が肯定判断されて評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０を終了する。なお、試験片１２の内部の亀裂が試験片１２の表面に到達していると判断される場合に、評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０を終了することとしてもよい。

なお、以下の説明では、クリープ変形工程Ｓ１１１と探傷信号取得工程Ｓ１１２を上述のように繰り返し実行した場合に、最後のクリープ変形工程Ｓ１１１を実施し終えた時点を第１時点と呼ぶ。すなわち、第１時点は、試験片１２の内部の亀裂が例えば所定の大きさ以上の大きさに達した時点や、亀裂が試験片１２の表面に到達した時点に該当する。
また、探傷信号取得工程Ｓ１１２の実施時点を第２時点と呼ぶ。第２時点は、第１時点よりも前の時点であり、少なくとも１つの第２時点が存在する。すなわち、第２時点は、探傷信号取得工程Ｓ１１２の実施回数と同数存在する。

クリープ変形工程Ｓ１１１を繰り返し実行する過程で、試験片１２の熱影響部８ｂには、クリープボイドが発生する。そして、クリープボイドの数が徐々に増加し、図７に示すように、クリープボイドの密集領域であり、亀裂成長過程上、亀裂とみなせる領域、すなわち本明細書における亀裂６ｂが現れる。なお、図７は、複数の第２時点の何れかの時点であって、巨視亀裂が発生する前の、亀裂成長の過程における比較的初期の段階のコンター図である。
その後、クリープボイドの数が増加するとクリープボイドが合体連結して巨視亀裂となり、その巨視亀裂が伝播して貫通に至る。

（評価基準決定工程Ｓ１２０）
図４に示すように、亀裂評価基準策定工程Ｓ１００において評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０を実行した後、評価基準決定工程Ｓ１２０を実施する。図６に示すように評価基準決定工程Ｓ１２０は、サイズ計測工程Ｓ１２１と、モデル構築工程Ｓ１２３と、推定サイズ取得工程Ｓ１２５と、閾値取得工程Ｓ１２７とを含む。

サイズ計測工程Ｓ１２１は、第１時点における亀裂のサイズを計測する工程である。サイズ計測工程Ｓ１２１では、図９に示すように、評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０を実行した後の試験片１２の溶接部４ｃを切断する。なお、図９は、評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０を実行した後の試験片１２の溶接部４ｃの切断面を模式的に示した図である。
そして、サイズ計測工程Ｓ１２１では、例えば切断された溶接部４ｃにおける亀裂６ｃの長さａ１を測定する。サイズ計測工程Ｓ１２１での亀裂６ｃの長さａ１の測定は、目視による直接的なものであり、定規やノギス等を用いて行うことができるが、亀裂６ｃの大きさによっては顕微鏡を使用してもよい。

モデル構築工程Ｓ１２３は、複数の第２時点における探傷信号の変化傾向に整合する亀裂成長過程のモデルを構築する工程である。モデル構築工程Ｓ１２３において用いるモデルの候補として、亀裂進展計算、ＦＥＭ、損傷力学的評価、ボイドシミュレーション法又は組織シミュレーション法等が挙げられる。以下の説明では、モデル構築工程Ｓ１２３において用いるモデルが亀裂進展計算によるものであるとして説明する。

すなわち、モデル構築工程Ｓ１２３では、亀裂進展計算によって、複数の第２時点における探傷信号の変化傾向に整合する亀裂成長過程のモデルを構築すべく、亀裂進展計算における材料の物性値等の因子を調節する。これにより、複数の第２時点における探傷信号の変化傾向に整合する亀裂成長過程のモデルとして、例えば図１０に示すような、時間と亀裂長さとの関係を表すマスターカーブ１４が得られる。

推定サイズ取得工程Ｓ１２５は、モデル構築工程Ｓ１２３で構築したモデルに基づいて、第２時点まで遡って第２時点における亀裂の推定サイズを得る工程である。推定サイズ取得工程Ｓ１２５では、次のようにして第２時点における亀裂の推定サイズを得る。
図１０に示すように、モデル構築工程Ｓ１２３で得られたマスターカーブ１４において、サイズ計測工程Ｓ１２１で計測した亀裂６ｃの長さａ１に対応する時刻を時刻ｔ１とする。時刻ｔ１は、上述した第１時点に対応する。
そして、時刻ｔ１を起点として、複数の第２時点に対応する、図１０のグラフの横軸の時刻をそれぞれ求める。

次いで、複数の第２時点に対応する複数の時刻のうち、評価基準策定用データ収集工程Ｓ１１０で用いたフェーズドアレイ超音波探傷装置２の検出下限に対応する時刻ｔ_Ｌよりも遅い時刻であって、時刻ｔ_Ｌに最も近い時刻ｔ２をマスターカーブ１４に基づいて特定する。そして特定した時刻ｔ２における亀裂の推定長さａ２をマスターカーブ１４から読み取る。この亀裂の推定長さａ２が、推定サイズ取得工程Ｓ１２５において取得する亀裂の推定サイズである。

閾値取得工程Ｓ１２７は、上述したようにして特定した時刻ｔ２に対応する第２時点における亀裂の上記推定サイズに対応する領域を抽出可能な信号レベル閾値ｔｈを求める工程である。
閾値取得工程Ｓ１２７では、図１１に示すように、時刻ｔ２に対応する第２時点における探傷信号（反射波）の強度分布（信号レベル分布）から、サイズ計測工程Ｓ１２１でサイズを計測した亀裂の位置に対応する位置において亀裂の推定長さａ２に対応する反射波の強度を求める。図１１は、時刻ｔ２に対応する第２時点における探傷信号すなわち反射波について、溶接部の厚さ方向に沿う一次元的な強度分布を示すグラフである。図１１に示すように、図１１の強度分布すなわちエコー高さのグラフから、亀裂の推定長さａ２に対応する反射波の強度を求めることができる。これにより、亀裂の推定長さａ２が得られる反射波の強度が分かるので、この反射波の強度を亀裂の評価基準、すなわち信号レベル閾値ｔｈとする。

なお、時刻ｔ２は、上述のようにフェーズドアレイ超音波探傷装置２の検出下限を考慮して設定するだけなく、別の方法であってもよい。すなわち、時刻ｔ２の候補となる時点における信号レベル分布に関し、仮の信号レベル閾値ｔｈ´を求め、求められた仮の信号レベル閾値ｔｈ´以上となる領域の位置や領域の数が、サイズ計測工程Ｓ１２１で観察される巨視亀裂の位置や巨視亀裂の数と整合するか否かを以下のようにして確認してもよい。
例えばサイズ計測工程Ｓ１２１で観察される巨視亀裂の数が１である場合について説明する。時刻ｔ２の候補となる時点における信号レベル分布に関し、仮の信号レベル閾値ｔｈ´以上となる領域の数が１であり、且つ、該領域の位置がサイズ計測工程Ｓ１２１で観察される巨視亀裂の位置に対応する場合には、仮の信号レベル閾値ｔｈ´以上となる領域の位置や領域の数と、サイズ計測工程Ｓ１２１で観察される巨視亀裂の位置や巨視亀裂の数とが整合する。すなわち、この場合には、時刻ｔ２の候補となる時点において仮の信号レベル閾値ｔｈ´以上となる領域が、モデル構築工程Ｓ１２３で構築したモデル通りに、第１時点において例えば長さａ１の亀裂６ｃとなったこととなるため、矛盾が生じていない。
この場合、仮の信号レベル閾値ｔｈ´が亀裂の評価基準として適切であると判定できるので、当該仮の信号レベル閾値ｔｈ´を信号レベル閾値ｔｈとする。

一方、例えばサイズ計測工程Ｓ１２１で観察される巨視亀裂の数が１であるが、時刻ｔ２の候補となる時点における信号レベル分布に関し、仮の信号レベル閾値ｔｈ´以上となる領域の数が２以上であれば、仮の信号レベル閾値ｔｈ´以上となる領域の数と、サイズ計測工程Ｓ１２１で観察される巨視亀裂の数とが整合しない。すなわち、この場合、モデル構築工程Ｓ１２３で構築したモデルに基づけば第１時点で発生しているはずの巨視亀裂が、実際には発生していないこととなる。したがって、時刻ｔ２の候補となる時点において仮の信号レベル閾値ｔｈ´以上となる領域と、第１時点における巨視亀裂との関係に矛盾が生じることとなるため、仮の信号レベル閾値ｔｈ´が亀裂の評価基準として不適切であることが分かる。したがって、このような場合には、仮の信号レベル閾値ｔｈ´が信号レベル閾値ｔｈとして不適切であると判定する。
また、仮の信号レベル閾値ｔｈ´以上となる領域の数と、サイズ計測工程Ｓ１２１で観察される巨視亀裂の数の両方が１で整合していたとしても、両者の位置が異なっている場合は、仮の信号レベル閾値ｔｈ´が信号レベル閾値ｔｈとして不適切であると判定する。

なお、例えばサイズ計測工程Ｓ１２１で観察される巨視亀裂の数が２以上である場合についても同様の考え方で仮の信号レベル閾値ｔｈ´が亀裂の評価基準として適切であるかどうかを確認することができる。

仮の信号レベル閾値ｔｈ´が亀裂の評価基準として不適切であると判定された場合には、推定サイズ取得工程Ｓ１２５に戻り、複数の第２時点に対応する複数の時刻のうち、上述した時刻ｔ２よりも遅い時刻であって、時刻ｔ２に最も近い時刻ｔ２αをマスターカーブ１４に基づいて特定する。そして特定した時刻ｔ２αにおける亀裂の推定長さａ２αをマスターカーブ１４から読み取る。そして、閾値取得工程Ｓ１２７において、時刻ｔ２αに対応する第２時点における探傷信号の信号レベル分布から、サイズ計測工程Ｓ１２１でサイズを計測した亀裂の位置に対応する位置において亀裂の推定長さａ２αに対応する反射波の強度を求める。この反射波の強度を新たな仮の信号レベル閾値ｔｈ´として、再度、上述したようにして新たな仮の信号レベル閾値ｔｈ´が亀裂の評価基準として適切であるかどうかを確認する。

新たな仮の信号レベル閾値ｔｈ´が亀裂の評価基準として適切であると判定されれば、当該新たな仮の信号レベル閾値ｔｈ´を信号レベル閾値ｔｈとする。
新たな仮の信号レベル閾値ｔｈ´が亀裂の評価基準として不適切であると判定されれば、再び推定サイズ取得工程Ｓ１２５に戻り、上述した処理を繰り返す。

ここで、推定サイズ取得工程Ｓ１２５に適用可能な亀裂進展計算の概略的な手順について説明する。図１２は、推定サイズ取得工程Ｓ１２５に適用可能な亀裂進展計算の概略的な手順を示すフローチャートである。
なお、以下で説明する亀裂進展計算では、時間的に遡って亀裂の長さを算出するので、以下で説明する亀裂進展計算のことを亀裂進展逆解析とも呼ぶ。

亀裂進展逆解析では、まず、解析に必要なデータが取得される（Ｓ２００）。取得されるデータは、上記時刻ｔ１での亀裂６ｃの長さａ１、亀裂６ｃの深さ（溶接部４ｃの表面から亀裂６ｃ先端までの距離）、応力、温度、クリープ速度、クリープ亀裂進展速度データ及び材質である。
次いで、工程Ｓ２０２で変数ａに長さａ１を代入し、工程Ｓ２０４で変数ｎに１を代入する。そして、Ｃ^＊演算工程Ｓ２０６にて、取得したデータに基づいて、Ｃ^＊パラメータ（修正Ｊ積分Ｊ’）を演算する。

亀裂進展速度取得工程Ｓ２０８では、Ｃ^＊演算工程Ｓ２０６にて演算されたＣ^＊パラメータに基づいて、亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を取得する。なお、Ｃ^＊パラメータの対数と、亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）の対数との間には、材質に応じた係数ｍにて比例関係があり、Ｃ^＊パラメータから亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を求めることができる。
あるいは、材質毎に、亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）とＣ^＊パラメータとの関係を予め求めておき、該関係に基づいて、演算されたＣ^＊パラメータから亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を求めてもよい。

亀裂減少分演算工程Ｓ２１０では、亀裂進展速度取得工程Ｓ２０８で求めた亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）に微小時間Δｔを掛けて亀裂減少分Δａを求める。
亀裂寸法更新工程Ｓ２１２では、変数ａから亀裂減少分Δａを引き算することによって、変数ａを更新する。

そして、時刻判定工程Ｓ２１４にて、上記時刻ｔ１から上記時刻ｔ２まで遡ったか否かを確認する。時刻判定工程Ｓ２１４の判定結果が否定的なものである場合、変数ｎに１を足してＣ^＊演算工程Ｓ２０６に戻る。
一方、時刻判定工程Ｓ２１４の判定結果が肯定的なものである場合、すなわち時刻ｔ２まで遡った場合、そのときの変数ａが、求めるべき亀裂６ｂの長さａ２である。

なお、亀裂進展逆解析は、図１２に示した方法に限定されることはなく、溶接される部材の材質、寸法、及び、溶接の開先形状等の組み合わせ毎に、実験によって予め求められた亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を用いて行っても良い。つまり、Ｃ^＊パラメータによらずに、予め実験によって求められた亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を用いて、時刻ｔ２での亀裂６ｂの長さａ２を推定してもよい。換言すれば、亀裂進展逆解析は、マスターカーブ１４を用意できるものであればよい。

（余寿命評価工程Ｓ５の詳細説明）
以下、余寿命評価工程Ｓ５について詳細に説明する。
幾つかの実施形態では、余寿命評価工程Ｓ５は、亀裂成長過程のモデルに基づいて、検査工程Ｓ４で特定された亀裂の大きさから評価対象部の余寿命を評価する工程である。
すなわち、余寿命評価工程Ｓ５では、検査工程Ｓ４にて求められた評価対象部の溶接部４ａの内部の亀裂６ａの長さａｘから、以下のようにして評価対象部の溶接部４ａの余寿命を評価する。

具体的には、図１３に示したように、検査工程Ｓ４における本探傷工程Ｓ４１の実施時点である実施時刻ｔｘでの溶接部４ａの内部の亀裂６ａの長さａｘから、亀裂進展計算により、亀裂６ａの長さａｘが溶接部４ａを貫通する長さａｒになる貫通時刻ｔｒを求める。貫通時刻ｔｒと実施時刻ｔｘとの差が余寿命に相当する。
なお、図１３は、余寿命と亀裂長さとの関係を示すグラフである。
すなわち、幾つかの実施形態では、余寿命評価工程Ｓ５において余寿命を評価するために用いる亀裂成長過程のモデル（亀裂進展計算）は、亀裂評価基準策定工程Ｓ１００のモデル構築工程Ｓ１２３において第２時点の亀裂の推定サイズを求めるために用いた亀裂成長過程を示すモデル（亀裂進展計算）と同一である。

ここで、余寿命評価工程Ｓ５に適用可能な亀裂進展計算の概略的な手順について説明する。図１４は、余寿命評価工程Ｓ５に適用可能な亀裂進展計算の概略的な手順を示すフローチャートである。
なお、以下で説明する亀裂進展計算のことを亀裂進展解析とも呼ぶ。

亀裂進展解析では、まず、解析に必要なデータが取得される（Ｓ３００）。取得されるデータは、時刻ｔｘでの亀裂６ａの長さａｘ、亀裂６ａの深さ（溶接部４ａの表面から亀裂６ａ先端までの距離）、応力、温度、クリープ速度、クリープ亀裂進展速度データ及び材質である。
次いで、工程Ｓ３０２で変数ａに長さａｘを代入し、工程Ｓ３０４で変数ｎに１を代入する。そして、Ｃ^＊演算工程Ｓ３０６にて、取得したデータに基づいて、Ｃ^＊パラメータ（修正Ｊ積分Ｊ’）を演算する。

亀裂進展速度取得工程Ｓ３０８では、Ｃ^＊演算工程Ｓ３０６にて演算されたＣ^＊パラメータに基づいて、亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を取得する。なお、Ｃ^＊パラメータの対数と、亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）の対数との間には、材質に応じた係数ｍにて比例関係があり、Ｃ^＊パラメータから亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を求めることができる。
あるいは、材質毎に、亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）とＣ^＊パラメータとの関係を予め求めておき、該関係に基づいて、演算されたＣ^＊パラメータから亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を求めてもよい。

亀裂増分演算工程Ｓ３１０では、亀裂進展速度取得工程Ｓ３０８で求めた亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）に微小時間Δｔを掛けて亀裂増分Δａを求める。
亀裂寸法更新工程Ｓ３１２では、変数ａに亀裂増分Δａを足し算することによって、変数ａを更新する。

そして、貫通判定工程Ｓ３１４にて、変数ａ、すなわち亀裂６ａの長さが、溶接部４ａを貫通する貫通長さａｒ以上になったか否か判定する。貫通判定工程Ｓ３１４の判定結果が否定的なものである場合、変数ｎに１を足してＣ^＊演算工程Ｓ３０６に戻る。
一方、貫通判定工程Ｓ３１４の判定結果が肯定的なものである場合、すなわち亀裂６ａの長さが、溶接部４ａを貫通する貫通長さａｒ以上になった場合、残存寿命演算工程Ｓ３１８が実行される。残存寿命演算工程Ｓ３１８では、残存寿命、すなわち余寿命（ｔｒ−ｔｘ）が、変数ｎと微小時間Δｔの積として求められる。

なお、亀裂進展解析は、図１４に示した方法に限定されることはなく、溶接される部材の材質、寸法、及び、溶接の開先形状等の組み合わせ毎に、実験によって予め求められた亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を用いて行っても良い。つまり、Ｃ^＊パラメータによらずに、予め実験によって求められた亀裂進展速度（ｄａ／ｄｔ）を用いて、時刻ｔｘでの亀裂６ａの長さａｘから、時刻ｔｒを推定してもよい。換言すれば、亀裂進展解析は、マスターカーブ１４を用意できるものであればよい。なお、亀裂進展逆解析及び亀裂進展解析では、同じマスターカーブ１４を使用することができる。

ここで、図１５は、クリープ損傷による亀裂進展の傾向を表すグラフであり、（ａ）は、時間と亀裂の長さとの関係を示し、（ｂ）は、初期亀裂の長さと貫通時間との関係を示している。亀裂が溶接部を貫通するとは、亀裂が表面に到達することを意味する。図１５（ａ）及び（ｂ）において、横軸は対数軸である。図１５（ａ）及び（ｂ）より明らかなように、初期亀裂の長さが長いほど、亀裂の進展速度が急激に増加する時期が早まり、貫通時間が短くなる。

幾つかの実施形態では、溶接部４ａによって溶接される部材は、高強度フェライト鋼からなる。
高強度フェライト鋼からなる部材の溶接部４ａの場合、外表面のクリープ損傷度と内部のクリープ損傷度との間に相関がなく、溶接部４ａの外表面のクリープ損傷度に関わらずに、溶接部４ａの内部のクリープ損傷度を評価する必要がある。
この点、上述した幾つかの実施形態では、溶接部４ａの内部の亀裂６ａの長さａｘの評価を正確に行うことができ、高強度フェライト鋼からなる部材の溶接部４ａのクリープ損傷度の評価に適している。

なお、高強度フェライト鋼とは、例えば、Ｇｒ．９１系鋼（火ＳＣＭＶ２８、火ＳＴＰＡ２８、火ＳＦＶＡＦ２８、火ＳＴＢＡ２８）の同等材、Ｇｒ．９２系鋼（火ＳＴＰＡ２９、火ＳＦＶＡＦ２９、火ＳＴＢＡ２９）の同等材、火Ｇｒ．１２２系鋼（火ＳＵＳ４１０Ｊ３、火ＳＵＳ４１０Ｊ３ＴＰ、火ＳＵＳＦ４１０Ｊ３、火ＳＵＳ４１０Ｊ３ＴＢ、火ＳＵＳ４１０Ｊ３ＤＴＢ）の同等材、又は、Ｇｒ．２３系鋼（火ＳＴＰＡ２４Ｊ１、火ＳＦＶＡＦ２２ＡＪ１、火ＳＴＢＡ２４Ｊ１、火ＳＣＭＶ４Ｊ１）の同等材である。

なお、溶接部４ａによって溶接される部材の材質は、高強度フェライト鋼に限定されることはなく、例えば、低合金鋼やステンレス鋼であってもよい。
低合金鋼とは、例えば、ＳＴＢＡ１２の同等材、ＳＴＢＡ１３の同等材、ＳＴＰＡ２０の同等材、火ＳＴＰＡ２１の同等材、ＳＴＰＡ２２の同等材、ＳＴＰＡ２３の同等材、又は、ＳＴＰＡ２４の同等材である。
ステンレス鋼とは、例えば、ＳＵＳ３０４ＴＰの同等材、ＳＵＳ３０４ＬＴＰの同等材、ＳＵＳ３０４ＨＴＰの同等材、火ＳＵＳ３０４Ｊ１ＨＴＢの同等材、ＳＵＳ３２１ＴＰの同等材、ＳＵＳ３２１ＨＴＰの同等材、ＳＵＳ３１６ＨＴＰの同等材、ＳＵＳ３４７ＨＴＰの同等材、又は、火ＳＵＳ３１０Ｊ１ＴＢの同等材である。

図１６は、溶接部４ａによって溶接される部材の開先形状を例示するための図である。例えば、開先は、Ｖ形開先、Ｘ形開先、Ｕ形開先及び狭開先である。
図１７は、溶接部４ａによって溶接される配管の外径Ｄと厚さｔを説明するための図である。

幾つかの実施形態では、溶接部４ａによって溶接される配管の材質、開先形状、外径Ｄ、厚さｔ及び溶接棒の材質の組み合わせ毎に、実験によって予め亀裂進展速度ｄａ／ｄｔを求めておき、亀裂進展逆解析及び亀裂進展解析を行ってもよい。組み合わせ毎に予め亀裂進展速度ｄａ／ｄｔを求めることで、亀裂進展速度ｄａ／ｄｔ、換言すればマスターカーブ１４を正確に求めることができ、信号レベル閾値ｔｈを正確に決定できるとともに、余寿命も正確に評価することができる。

幾つかの実施形態では、溶接部４ａによって溶接される配管の材質、開先形状、外径Ｄ、厚さｔ及び溶接棒の材質の組み合わせ毎に、実験によって予め亀裂進展速度ｄａ／ｄｔを求める際に、実際に使用されている機器（実機）を用いて、亀裂進展速度ｄａ／ｄｔを求める。実機を用いて、亀裂進展速度ｄａ／ｄｔを求めておくことで、亀裂進展速度ｄａ／ｄｔ、換言すればマスターカーブ１４をより正確に求めることができ、信号レベル閾値ｔｈを正確に決定できるとともに、余寿命も正確に評価することができる。

（亀裂成長過程上、亀裂とみなせる領域の発生時期の予測について）
上述の説明では、亀裂成長過程上、亀裂とみなせる領域、すなわち本明細書における亀裂６ｂを検出する技術及び、亀裂６ｂが存在する評価対象部の余寿命の評価について説明した。
これに対して、以下で説明する実施形態では、上述した亀裂とみなせる領域が発生する前の段階において、上述した亀裂とみなせる領域が発生する時期の予測について説明する。

本実施形態では、予め事前準備工程を行う。
事前準備工程では、溶接部を有する強度曲線取得用試料を用意し、図１８に示すように、強度曲線取得用試料に関して超音波の反射波の強度の経時変化を示す反射波強度曲線１６を予め作成する。事前準備工程の詳細については後で説明する。

検査工程Ｓ４の本探傷工程Ｓ４１で得られた評価対象部の溶接部４ａの反射波の強度（エコー高さ）が信号レベル閾値未満のＨ^＊であるとき、図１８に示すように、反射波強度曲線１６に基づいて、評価対象部の溶接部４ａに関する反射波の強度が、本探傷工程Ｓ４１で受信した反射波の強度Ｈ^＊から信号レベル閾値ｔｈに到達するまでの時間Δｔ^＊を求める。本工程を閾値到達寿命推定工程と呼ぶ。閾値到達寿命推定工程は、本探傷工程Ｓ４１で得られた評価対象部の溶接部４ａの反射波の強度が信号レベル閾値未満のＨ^＊であるときに、上述した亀裂評価工程Ｓ４２において行われる。

閾値到達寿命推定工程において、予め作成された反射波強度曲線１６を用いることで、評価対象の溶接部４ａに亀裂が発生していない段階で、信号レベル閾値ｔｈに到達するまでの時間Δｔ^＊（即ち、検査工程Ｓ４の実施時から亀裂発生時までの時間）を求めることができる。

図１９は、事前準備工程の一実施形態を示す。
事前準備工程は、上述した図４の亀裂評価基準策定工程Ｓ１００において同時に実施してもよい。
図１９において、まず、１個以上の強度曲線取得用試料を用意する（試料準備工程Ｓ４００）。以下の説明では、強度曲線取得用試料は、上述した亀裂評価基準策定工程Ｓ１００における試験片１２であるものとする。
用意された試験片１２に対して、経過時間が異なる２以上の時点のそれぞれにおいて超音波の反射波の強度を計測する（反射波強度取得工程Ｓ４０２）。次に、この計測結果に基づいて、試験片１２に関する反射波強度曲線を同定する（同定工程Ｓ４０４）。
これによって、試験片１２を用いた試験段階での計測により容易に反射波強度曲線を求めることができる。

図２０は、事前準備工程で求めた反射波強度曲線の例を示す。反射波強度曲線１６ａ及び１６ｂは、夫々異なる時点の２点の計測点ｕ１、ｕ２、ｖ１及びｖ２から同定されて求められる。

一実施形態では、２個の試験片１２に対して、近似曲線として、次の一般式（１）を選択する。
一般式ｙ＝ｐ・ｅ^ｑｘ （１）
但し、ｙ；エコー高さ、ｘ；経過時間、ｐ、ｑ；係数
次に、異なる経過時間で２回探傷を行い、これらの計測値を式（１）に代入することで、係数ｐ、ｑを求める。こうして、２個の試験片１２から、反射波強度曲線１６ａ及び１６ｂを求めることができる。

閾値到達寿命推定工程において、本探傷工程Ｓ４１で得られた評価対象部の溶接部４ａの反射波の強度Ｈ^＊から信号レベル閾値ｔｈに到達するまでの時間Δｔ^＊を求める方法として、一実施形態では、図１８に示すように、反射波強度曲線１６を用い、試験片１２に関して、反射波の強度が、反射波の強度Ｈ^＊から信号レベル閾値ｔｈに到達するまでの時間Δｔ^＊ _{ｓａｍｐｌｅ}を求める。
次に、時間Δｔ^＊を求める工程では、ラーソンミラーパラメータ法により、時間Δｔ^＊ _{ｓａｍｐｌｅ}を時間Δｔ^＊に換算する。
この実施形態によれば、試験片１２を用いて求めた時間Δｔ^＊ _{ｓａｍｐｌｅ}から、ラーソンミラーパラメータ法を用いた演算により、評価対象部の溶接部４ａの閾値到達時間Δｔ^＊を容易に求めることができる。すなわち、評価対象部について取得した反射波の強度Ｈ^＊が信号レベル閾値ｔｈに達しない場合、内部探傷検査の探傷信号の既知の経時変化の傾向に基づいて、評価対象部について取得した反射波から前記時間Δｔ^＊を求めることができる。

一実施形態では、図２１に示すように、ラーソンミラーパラメータ法を用いて、クリープ試験などで試験条件（温度Ｔ_１、負荷応力σ_１）における試験片１２の全寿命（図１３中の貫通時刻ｔｒの到達時まで）ｔｒ_１と、反射波の強度が信号レベル閾値ｔｈになるまでの時間Δｔ^＊ _{ｓａｍｐｌｅ}から、式（２）で寿命消費率の変化量ΔＤ_１を算出する。
次に、評価対象部の溶接部４ａの運転条件（温度Ｔ_２、負荷応力σ_２）における全寿命ｔｒ_２と、反射波の強度が信号レベル閾値ｔｈになるまでの時間Δｔ^＊から、式（３）で寿命消費率の変化量ΔＤ_２を算出する。

次に、式（４）及び式（５）から、全寿命ｔｒ１及びｔｒ２を求める。なお、式（４）及び式（５）において、溶接部の材質が同一のとき、係数ａ０、ａ１、ａ２、ａ３及びＣは同一の値となる。
ΔＤ_１とΔＤ_２とは等価と考えられるため、式（６）が成立し、従って、式（４）で求められる全寿命ｔｒ_１と式（５）で求められる全寿命ｔｒ_２との比から、式（７）で示すように、評価対象の溶接部４ａの反射波の強度が信号レベル閾値ｔｈになるまでの時間Δｔ^＊を求めることができる。
なお、図１８中、ｔ^＊ _{ｓａｍｐｌｅ}は試験片１２の反射波の強度がＨ^＊になる時間を示している。

本探傷工程Ｓ４１で得られた反射波の強度Ｈ^＊から信号レベル閾値に到達するまでの時間Δｔ^＊を求める別な方法として、一実施形態では、図１８に示すように、反射波強度曲線１６をラーソンミラーパラメータ法により補正し、評価対象部の溶接部４ａに関する反射波の強度の経時変化を示す補正曲線１８を求める。
この実施形態で時間Δｔ^＊を求める工程では、補正曲線１８を用いて、時間Δｔ^＊を求める。

この実施形態によれば、補正曲線１８を求めることで、評価対象部の溶接部４ａに関する閾値到達時間Δｔ^＊を容易に求めることができる。
なお、図１８中、ｔ^＊は評価対象の溶接部４ａの反射波の強度がＨ^＊になる時間を示し、ｔ３は亀裂発生時の時間を示している。

上述した幾つかの実施形態では、次の作用効果を奏する。
（１）少なくとも一実施形態に係る亀裂評価基準策定方法は、亀裂の評価基準を策定する方法であって、
試験片１２を第１時点までクリープ変形させるクリープ変形工程Ｓ１１１と、
第１時点よりも前の少なくとも一つの第２時点における試験片１２に対して内部探傷検査を実施し、少なくとも一つの第２時点における探傷信号を取得する探傷信号取得工程Ｓ１１２と、
第１時点から少なくとも一つの第２時点へと亀裂成長過程を遡ることで得られる第２時点における亀裂の推定サイズと、該第２時点における探傷信号とを対比することで、内部探傷検査による亀裂の評価基準を決定する評価基準決定工程Ｓ１２０と、を備える。

これにより、第１時点から亀裂成長過程を遡ることで第２時点における亀裂の推定サイズを得る。すなわち、第２時点ではクリープボイドの密集領域であって亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域、の大きさを亀裂の推定サイズとして得ることができる。そして第２時点における亀裂の推定サイズと第２時点における探傷信号とを対比することで、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域であっても検出できる、内部探傷検査による亀裂の評価基準を決定できる。これにより、亀裂成長過程の初期の段階における金属材料の内部の状態を評価可能である亀裂評価基準策定方法を提供できる。

（２）幾つかの実施形態では、探傷信号取得工程Ｓ１１２では、第１時点よりも前の複数の第２時点のそれぞれについて探傷信号を取得する。
幾つかの実施形態では、複数の第２時点のそれぞれにおける探傷信号の変化傾向に整合する亀裂成長過程のモデルを構築するモデル構築工程Ｓ１２３をさらに備える。
評価基準決定工程Ｓ１２０では、上記モデルを用いて亀裂成長過程を１以上の第２時点まで遡って該第２時点における亀裂の前記推定サイズを得る（推定サイズ取得工程Ｓ１２５）。

これにより、第２時点における亀裂の推定サイズを得るための亀裂成長過程のモデルが、複数の第２時点のそれぞれにおける探傷信号の変化傾向に整合するように構築されるので、第２時点における亀裂の推定サイズの推定精度が向上する。これにより、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域の検出に適した亀裂の評価基準が得られる。

（３）幾つかの実施形態では、亀裂成長過程の上記のモデルは、亀裂進展計算、ＦＥＭ、損傷力学的評価、ボイドシミュレーション法又は組織シミュレーション法の少なくとも一つに基づく亀裂成長モデルを用いてもよい。

（４）幾つかの実施形態では、第１時点までクリープ変形をさせた試験片１２を破壊検査し、第１時点における亀裂のサイズを計測するサイズ計測工程Ｓ１２１を備える。
幾つかの実施形態では、第１時点における亀裂のサイズに基づいて、第２時点における亀裂の推定サイズを得る推定サイズ取得工程Ｓ１２５を備える。

これにより、第１時点における亀裂の実測サイズに基づいて、第２時点における亀裂の推定サイズを得るので、内部探傷検査による亀裂の評価により適した亀裂の評価基準が得られる。

（５）幾つかの実施形態では、閾値取得工程Ｓ１２７では、内部探傷検査による亀裂の評価基準として、第２時点における探傷信号の信号レベル分布から第２時点における亀裂の推定サイズに対応する領域を抽出可能な信号レベル閾値ｔｈを求める。

このようにして得られた評価基準を用いれば、亀裂の範囲を容易に特定可能となる。すなわち、検査対象物の評価対象部を内部探傷検査によって検査して得られた探傷信号と上記信号レベル閾値ｔｈとを比較することで検査対象物における亀裂の評価ができるので、検査対象物における亀裂の評価が容易となる。

（６）幾つかの実施形態では、内部探傷検査は、フェーズドアレイ法、開口合成法、高周波ＵＴ法、又は、超音波ノイズ法の少なくとも一つの探傷検査であってもよい。

（７）少なくとも一実施形態に係る内部探傷検査による亀裂評価方法は、上述のようにして策定された亀裂の評価基準を用いて評価対象物の亀裂評価を行う方法である。
少なくとも一実施形態に係る内部探傷検査による亀裂評価方法は、試験片１２と同一材料の評価対象物に対して内部探傷検査を実施し、探傷信号を取得する本探傷工程Ｓ４１と、
亀裂の評価基準に従って、評価対象物について取得した探傷信号に基づいて評価対象物の亀裂の有無を評価する亀裂評価工程Ｓ４２とを備える。

この亀裂評価方法では、上述したように亀裂の評価基準を決定している。すなわち、亀裂の評価基準は、図１１に示すように、第２時点における亀裂の推定サイズａ２と、第２時点における探傷信号とを対比することで決定される。したがって、この亀裂評価方法では、このようにして決定された亀裂の評価基準に従って、評価対象物について内部探傷検査を実施して取得した探傷信号に基づいて評価対象物の亀裂の有無を評価するので、評価対象物における亀裂の有無を評価できる。

（８）幾つかの実施形態では、亀裂の有無を評価する亀裂評価工程Ｓ４２では、評価対象物のうち、該評価対象物について取得した探傷信号が評価基準を満たす領域を亀裂として特定する。

これにより、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域のサイズを特定できる。

（９）幾つかの実施形態では、亀裂成長過程のモデルに基づいて、特定された亀裂の大きさから評価対象物の余寿命を評価する余寿命評価工程Ｓ５を備える。

これにより、評価対象物の内部に亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域が発生した段階であっても評価対象物の余寿命を評価できる。

（１０）幾つかの実施形態では、亀裂成長過程のモデルは、評価基準の策定時に第２時点の亀裂の推定サイズを求めるために用いた亀裂成長過程を示すモデルと同一である。

第２時点の亀裂の推定サイズを求めるために用いた亀裂成長過程を示すモデルに適した評価基準が得られているので、当該評価基準によって特定された亀裂の大きさから、当該モデルに基づいて評価対象物の余寿命を評価することで、評価対象物の余寿命の評価精度が高まる。

（１１）幾つかの実施形態では、評価対象物について取得した探傷信号に基づいて、評価対象物に亀裂が発生するまでの時間Δｔ^＊を求める閾値到達寿命推定工程を備える。

これにより、評価対象物について取得した探傷信号に基づいて、評価対象物に亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域が存在していない段階であっても、評価対象物に亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域がいつ発生するのかを把握できる。

（１２）幾つかの実施形態では、評価対象物について取得した探傷信号が評価基準を満たさない場合、内部探傷検査の探傷信号の既知の経時変化の傾向に基づいて、評価対象物について取得した探傷信号から前記時間Δｔ^＊を求める。

これにより、評価対象物について取得した探傷信号が評価基準を満たさない場合であっても、すなわち、検査工程Ｓ４の本探傷工程Ｓ４１で得られた評価対象部の溶接部４ａの反射波の強度が信号レベル閾値ｔｈ未満のＨ^＊であっても、内部探傷検査の探傷信号の既知の経時変化の傾向に基づいて評価対象物に亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域の発生時期を精度よく求めることができる。

（１３）幾つかの実施形態では、前記評価対象物は、溶接部を含む高強度フェライト鋼である。

本発明者らの知見によれば、高強度フェライト鋼からなる部材を溶接して形成された溶接部の場合、外表面のクリープ損傷度と内部のクリープ損傷度との間に相関がなく、溶接部の内部のクリープ損傷度を評価することが望まれる。
この点、上記の亀裂評価方法は、上述のようにして決定された亀裂の評価基準に従って、評価対象物について内部探傷検査を実施して取得した探傷信号に基づいて評価対象物の亀裂を評価するので、評価対象物における亀裂を評価できる。したがって、上記の亀裂評価方法は、高強度フェライト鋼からなる部材の亀裂の評価に適している。

（１４）少なくとも一実施形態に係る保守管理方法は、上述した内部探傷検査による亀裂評価方法により、評価対象物の亀裂を評価する検査工程Ｓ４と、評価対象物の亀裂の評価結果に基づいて、評価対象物の保守管理を行う保守管理工程Ｓ１１とを備える。

これにより、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域も評価可能であるので、前広に評価対象物の保守管理を行うことができる。

（１５）幾つかの実施形態では、保守管理工程Ｓ１１における保守管理は、評価対象物の交換、補修又は延命措置の少なくとも一つを含む。

これにより、亀裂成長過程上亀裂とみなせる領域も評価可能であるので、評価対象物の交換、補修又は延命措置を前広に実施できる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した幾つかの実施形態では、評価対象部が火力発電設備におけるボイラと蒸気タービンとの間を接続する複数系統の蒸気配管における溶接部であったが、評価対象の溶接部は、ボイラの一部に限定されることはなく、本発明に係る亀裂評価基準策定方法、内部探傷検査による亀裂評価方法及び保守管理方法は、高温高圧下に曝される種々の溶接部に適用可能である。

２ フェーズドアレイ超音波探傷装置
４ａ，４ｂ，４ｃ 溶接部
６ａ，６ｂ，６ｃ 亀裂
８ａ，８ｂ，８ｃ 熱影響部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 溶接部の溶着部
１２ 試験片
１４ マスターカーブ
１６ 反射波強度曲線
１８ 補正曲線

Claims (15)

1. 亀裂の評価基準を策定する方法であって、
   試験片を第１時点までクリープ変形させるステップと、
   前記第１時点よりも前の少なくとも一つの第２時点における前記試験片に対して内部探傷検査を実施し、前記少なくとも一つの第２時点における探傷信号を取得するステップと、
   前記第１時点から前記少なくとも一つの第２時点へと亀裂成長過程を遡ることで得られる前記第２時点における亀裂の推定サイズの内、探傷装置の検出下限に対応する時刻よりも遅い時刻であって該時刻に最も近い時刻に対応する前記第２時点における亀裂の推定サイズと、該第２時点における前記探傷信号とを対比することで、前記内部探傷検査による亀裂の評価基準を決定するステップと、
   を備えることを特徴とする亀裂評価基準策定方法。
2. 前記探傷信号を取得するステップでは、前記第１時点よりも前の複数の第２時点のそれぞれについて前記探傷信号を取得し、
   前記複数の第２時点のそれぞれにおける前記探傷信号の変化傾向に整合する前記亀裂成長過程のモデルを構築するステップをさらに備え、
   前記評価基準を決定するステップでは、前記モデルを用いて前記亀裂成長過程を１以上の前記第２時点まで遡って該第２時点における前記亀裂の前記推定サイズを得る
   ことを特徴とする請求項１に記載の亀裂評価基準策定方法。
3. 前記亀裂成長過程の前記モデルは、亀裂進展計算、ＦＥＭ、損傷力学的評価、ボイドシミュレーション法又は組織シミュレーション法の少なくとも一つに基づく亀裂成長モデルであることを特徴とする請求項２に記載の亀裂評価基準策定方法。
4. 前記第１時点まで前記クリープ変形をさせた前記試験片を破壊検査し、前記第１時点における前記亀裂のサイズを計測するステップと、
   前記第１時点における前記亀裂の前記サイズに基づいて、前記第２時点における前記亀裂の前記推定サイズを得るステップと、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の亀裂評価基準策定方法。
5. 前記評価基準を決定するステップでは、前記内部探傷検査による前記亀裂の前記評価基準として、前記第２時点における前記探傷信号の信号レベル分布から前記第２時点における前記亀裂の前記推定サイズに対応する領域を抽出可能な信号レベル閾値を求める
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の亀裂評価基準策定方法。
6. 前記内部探傷検査は、フェーズドアレイ法、開口合成法、高周波ＵＴ法、又は、超音波ノイズ法の少なくとも一つの探傷検査を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の亀裂評価基準策定方法。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法により策定された前記亀裂の前記評価基準を用いて評価対象物の亀裂評価を行う方法であって、
   前記試験片と同一材料の評価対象物に対して前記内部探傷検査を実施し、探傷信号を取得するステップと、
   前記亀裂の前記評価基準に従って、前記評価対象物について取得した前記探傷信号に基づいて前記評価対象物の亀裂の有無を評価するステップと、
   を備えることを特徴とする内部探傷検査による亀裂評価方法。
8. 前記亀裂の有無を評価するステップでは、前記評価対象物のうち、該評価対象物について取得した前記探傷信号が前記評価基準を満たす領域を亀裂として特定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の内部探傷検査による亀裂評価方法。
9. 前記亀裂成長過程のモデルに基づいて、特定された前記亀裂の大きさから前記評価対象物の余寿命を評価するステップを備える
   ことを特徴とする請求項８に記載の内部探傷検査による亀裂評価方法。
10. 前記亀裂成長過程の前記モデルは、前記評価基準の策定時に前記第２時点の亀裂の前記推定サイズを求めるために用いた亀裂成長過程を示すモデルと同一である
    ことを特徴とする請求項９に記載の内部探傷検査による亀裂評価方法。
11. 前記評価対象物について取得した前記探傷信号に基づいて、前記評価対象物に亀裂が発生するまでの時間Δｔ^＊を求めるステップを備える
    ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の内部探傷検査による亀裂評価方法。
12. 前記評価対象物について取得した前記探傷信号が前記評価基準を満たさない場合、前記内部探傷検査の探傷信号の既知の経時変化の傾向に基づいて、前記評価対象物について取得した前記探傷信号から前記時間Δｔ^＊を求める
    ことを特徴とする請求項１１に記載の内部探傷検査による亀裂評価方法。
13. 前記評価対象物は、溶接部を含む高強度フェライト鋼である
    ことを特徴とする請求項７乃至１２の何れか一項に記載の内部探傷検査による亀裂評価方法。
14. 請求項７乃至１３の何れか一項に記載の方法により、前記評価対象物の亀裂を評価するステップと、
    前記評価対象物の前記亀裂の評価結果に基づいて、前記評価対象物の保守管理を行うステップと、
    を備えることを特徴とする保守管理方法。
15. 前記保守管理は、前記評価対象物の交換、補修又は延命措置の少なくとも一つを含む
    ことを特徴とする請求項１４に記載の保守管理方法。
    

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