技術開発ニュース No.170

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研 究 成 果
肉およびき裂等の損傷は観察されなかった。一方、フレキ
値/設計値)と各供試材の運転時間/起動回数の関係を第
外面および編組内面には、帯状・線状の変色や摩耗痕が観
5 図に示す。肉厚比の分布および平均値は運転時間との間に
察され、フレキの山部および相対する編組の素線が平坦に
明瞭な相関は認められないのに対し、起動回数の増加に伴い
減肉していることが分かった。(第 3 図)このことから、減
減少する傾向が認められた。
肉のメカニズムとして、フレキ山部/編組素線間の接触・
摩耗による擦過(銭 志雄ら、配管技術、2025.2)に起因
すると推定される。
以上より、可とう部における外側らせん管のき裂に伴う
内側フレキの損傷や擦過によるフレキ山部の減肉により、
フレキから燃料ガスが漏洩するリスクが想定された。
3
劣化加速試験および劣化評価
前述の調査結果に基づき、当該配管を継続使用した場合
の劣化・損傷の進展を予想するため、第 4 図に示す試験装
置および条件にて、変形の繰返しが可とう部に与える影響
を調査した。
破断部
変位方向
供試材
装置本体
第 5 図 フレキ肉厚比と運転時間/起動回数の関係
試験治具
試験装置の外観
破断状況
第 4 図 実体疲労試験
試験では、供試材可とう部に負荷する繰返し変位量を実機
で推定される変位量より大きくし、試験中に検出される荷重
4
研究成果
を計測して荷重変化から供試材の破断を検知する劣化加速試
実機で経年使用した燃料ガス配管を調査するとともに当該
験(実体疲労試験)を実施した。
配管を用い劣化加速試験を実施した。その結果、当該配管に
その結果、変位量100mm 条件では繰返し数1,334 回で
は運転時間に依存する組織変化や酸化は認められない一方、
検出荷重が急減するとともにらせん管が破断するなど(第 4
起動回数増加に伴い擦過によるフレキ山部の減肉が進展する
図参照)、10,000 回までの繰返し変位を与えると端管継手
傾向が認められた。
部近傍のらせん管でき裂などの損傷が発生した。
以上の結果より、GT 起動回数の増加に伴って燃料ガスの漏
上記試験結果および端管継手部近傍らせん管で認められた
洩リスクの高まりが懸念されることから、従来、基本であった
き裂の破面には疲労の痕跡(ストライエーション)が観察さ
運転時間管理では十分でなく、当該配管には起動回数を重視
れたことから、当該き裂は疲労き裂であることが分かった。
した寿命管理が推奨される。このように、電源構成の変化に
当該き裂の起点近傍は、他の供試材と異なり溶接金属に起
よって発電設備の損傷形態や速度が変わる可能性があること
因する応力集中形状を呈していたことから、当該配管のみに
から、運用変化に応じて劣化評価が必要と思われる。
疲労き裂が発生したと考えられる。試験結果より、らせん管
の損傷発生の有無にかかわらず、いずれの供試材にもフレキ
山部の減肉の加速やき裂発生は認められなかったことから、
らせん管にき裂が発生してもフレキへの影響は小さいと推定
5
今後の展開
され、フレキ山部の減肉に着目して劣化を評価した。
本研究成果は、当該燃料配管の保守管理に活用される計
各供試材断面におけるフレキ山部の肉厚比(最小肉厚測定
画である。
技術開発ニュース 2026/No.170
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