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プロジェクトの詳細

第１回「石油精製設備信頼性評価等技術開発」（事後評価）分科会

資料 5

1

石油精製高温系設備の信頼性評価技術開発

１．クリープ損傷評価技術　　千葉研究室（市原分室）

２．亀裂損傷評価技術　　北海道研究室（室蘭分室）

３．溶接補修評価技術　　千葉研究室（市原分室）　　北海道研究室（室蘭分室）

2

1111．研究の背景と目的．研究の背景と目的．研究の背景と目的．研究の背景と目的

◆実構造物のクリープ損傷の大部分は，溶接部に発生する。◆実構造物のクリープ損傷の大部分は，溶接部に発生する。◆実構造物のクリープ損傷の大部分は，溶接部に発生する。◆実構造物のクリープ損傷の大部分は，溶接部に発生する。

◆高温長時間使用された機器では溶接熱影響部（ＨＡＺ）◆高温長時間使用された機器では溶接熱影響部（ＨＡＺ）◆高温長時間使用された機器では溶接熱影響部（ＨＡＺ）◆高温長時間使用された機器では溶接熱影響部（ＨＡＺ）ののののIntercriticalIntercriticalIntercriticalIntercritical　　　　HAZHAZHAZHAZあるいは細粒域におけるＴｙｐｅあるいは細粒域におけるＴｙｐｅあるいは細粒域におけるＴｙｐｅあるいは細粒域におけるＴｙｐｅ４４４４損傷が問題となる場合が多い。損傷が問題となる場合が多い。損傷が問題となる場合が多い。損傷が問題となる場合が多い。

◆本研究は，Ｔｙｐｅ◆本研究は，Ｔｙｐｅ◆本研究は，Ｔｙｐｅ◆本研究は，Ｔｙｐｅ４損傷に対する余寿命評価法の確立および溶接補修４損傷に対する余寿命評価法の確立および溶接補修４損傷に対する余寿命評価法の確立および溶接補修４損傷に対する余寿命評価法の確立および溶接補修

部の信頼性の確認を目的としている。部の信頼性の確認を目的としている。部の信頼性の確認を目的としている。部の信頼性の確認を目的としている。

図　溶接部の損傷のタイプ分類

事業原簿９ページ

3

溶接継手のクリープ損傷で問題となるタ溶接継手のクリープ損傷で問題となるタ溶接継手のクリープ損傷で問題となるタ溶接継手のクリープ損傷で問題となるタイプ４損傷のメカニズム（粒界すべりにイプ４損傷のメカニズム（粒界すべりにイプ４損傷のメカニズム（粒界すべりにイプ４損傷のメカニズム（粒界すべりによるもの、粒界の３重点に発生等）、寿よるもの、粒界の３重点に発生等）、寿よるもの、粒界の３重点に発生等）、寿よるもの、粒界の３重点に発生等）、寿命低下率の明確化命低下率の明確化命低下率の明確化命低下率の明確化

溶接継手のクリープ損傷溶接継手のクリープ損傷溶接継手のクリープ損傷溶接継手のクリープ損傷進展挙動の解明進展挙動の解明進展挙動の解明進展挙動の解明

溶接部クリープ損傷の余溶接部クリープ損傷の余溶接部クリープ損傷の余溶接部クリープ損傷の余寿命を＋寿命を＋寿命を＋寿命を＋100100100100％，－％，－％，－％，－50505050％％％％の精度で評価可能手法のの精度で評価可能手法のの精度で評価可能手法のの精度で評価可能手法の開発開発開発開発

高温（高温（高温（高温（400400400400℃程度）でのク℃程度）でのク℃程度）でのク℃程度）でのクリープ損傷の急激な変リープ損傷の急激な変リープ損傷の急激な変リープ損傷の急激な変化をモニタリングする手化をモニタリングする手化をモニタリングする手化をモニタリングする手法の開発法の開発法の開発法の開発

◆加速クリープ試験中に超音波計測及◆加速クリープ試験中に超音波計測及◆加速クリープ試験中に超音波計測及◆加速クリープ試験中に超音波計測及びびびびAEAEAEAEを適用、中～後期のクリープ損傷を適用、中～後期のクリープ損傷を適用、中～後期のクリープ損傷を適用、中～後期のクリープ損傷については、検出可能なレベルを確認。については、検出可能なレベルを確認。については、検出可能なレベルを確認。については、検出可能なレベルを確認。◆高温用の超音波後方散乱波用の探◆高温用の超音波後方散乱波用の探◆高温用の超音波後方散乱波用の探◆高温用の超音波後方散乱波用の探触子として、水冷式ウエーブガイドを試触子として、水冷式ウエーブガイドを試触子として、水冷式ウエーブガイドを試触子として、水冷式ウエーブガイドを試作した結果、作した結果、作した結果、作した結果、S/NS/NS/NS/Nの改善が見られ、４００の改善が見られ、４００の改善が見られ、４００の改善が見られ、４００℃以下でのモニタリングに適用可能な℃以下でのモニタリングに適用可能な℃以下でのモニタリングに適用可能な℃以下でのモニタリングに適用可能なレベルを確認レベルを確認レベルを確認レベルを確認

溶接継手の歪速度に注目した溶接継手の歪速度に注目した溶接継手の歪速度に注目した溶接継手の歪速度に注目したΩΩΩΩ法の法の法の法の適用を図り，余寿命を＋適用を図り，余寿命を＋適用を図り，余寿命を＋適用を図り，余寿命を＋100100100100％、－％、－％、－％、－50505050％の精度で溶接継手の評価が可能％の精度で溶接継手の評価が可能％の精度で溶接継手の評価が可能％の精度で溶接継手の評価が可能

目標目標目標目標成果成果成果成果達成度達成度達成度達成度

○

○

○

１

２

３

事業原簿６７ページ

4

クリープ損傷部におけるクリープ損傷部におけるクリープ損傷部におけるクリープ損傷部における信頼性の高い溶接補修信頼性の高い溶接補修信頼性の高い溶接補修信頼性の高い溶接補修技術の確立技術の確立技術の確立技術の確立

目標目標目標目標成果成果成果成果達成度達成度達成度達成度

○４ •溶接のクリープ強度は、溶接のクリープ強度は、溶接のクリープ強度は、溶接のクリープ強度は、PWHTPWHTPWHTPWHT温度の温度の温度の温度の

影響を受けることを確認影響を受けることを確認影響を受けることを確認影響を受けることを確認

•650650650650℃℃℃℃PWHTPWHTPWHTPWHT材では、材では、材では、材では、700700700700℃℃℃℃PWHTPWHTPWHTPWHT材よ材よ材よ材よ

りもクリープ強度が低い結果となり、新りもクリープ強度が低い結果となり、新りもクリープ強度が低い結果となり、新りもクリープ強度が低い結果となり、新

規溶接金属と長期使用した母材とのク規溶接金属と長期使用した母材とのク規溶接金属と長期使用した母材とのク規溶接金属と長期使用した母材とのク

リープ強度差が補修後の寿命に大きくリープ強度差が補修後の寿命に大きくリープ強度差が補修後の寿命に大きくリープ強度差が補修後の寿命に大きく

影響することを確認影響することを確認影響することを確認影響することを確認

•700700700700℃℃℃℃PWHTPWHTPWHTPWHT材は、母材の信頼限界（平材は、母材の信頼限界（平材は、母材の信頼限界（平材は、母材の信頼限界（平

均値均値均値均値----3333σ）σ）σ）σ）以上の強度を有しており、溶以上の強度を有しており、溶以上の強度を有しており、溶以上の強度を有しており、溶

接による延命化は可能であることを確接による延命化は可能であることを確接による延命化は可能であることを確接による延命化は可能であることを確

認認認認

事業原簿６９ページ

5

（１）溶接継手のクリープ損傷評価（１）溶接継手のクリープ損傷評価（１）溶接継手のクリープ損傷評価（１）溶接継手のクリープ損傷評価

２．各成果の詳細２．各成果の詳細２．各成果の詳細２．各成果の詳細

クリープによる粒界損傷は，クリープによる粒界損傷は，クリープによる粒界損傷は，クリープによる粒界損傷は，静水圧応力の高い板厚内部静水圧応力の高い板厚内部静水圧応力の高い板厚内部静水圧応力の高い板厚内部で最大となる。で最大となる。で最大となる。で最大となる。従って，板厚内部の損傷を検従って，板厚内部の損傷を検従って，板厚内部の損傷を検従って，板厚内部の損傷を検知する超音波法が有効知する超音波法が有効知する超音波法が有効知する超音波法が有効

Ｔｙｐｅ４損傷の再現

レプリカ法による健全性評価

事業原簿２９ページ

6

（２）溶接継手の歪速度に注目した（２）溶接継手の歪速度に注目した（２）溶接継手の歪速度に注目した（２）溶接継手の歪速度に注目したΩΩΩΩ法のよる余寿命評価法のよる余寿命評価法のよる余寿命評価法のよる余寿命評価事業原簿２９ページ

7

事業原簿２９ページ

8

A/DボードボードボードボードP/Rボードボードボードボード

　　　内蔵　　　内蔵　　　内蔵　　　内蔵

・音速計測法・音速計測法・音速計測法・音速計測法

・・・・計測装置の改良計測装置の改良計測装置の改良計測装置の改良

拡大拡大拡大拡大

パワーアンプパワーアンプパワーアンプパワーアンプ

デジタルオシロデジタルオシロデジタルオシロデジタルオシロ

任意波形発生装置任意波形発生装置任意波形発生装置任意波形発生装置

従来型従来型従来型従来型

改良型改良型改良型改良型

（３）超音波法による寿命評価事業原簿３０ページ

9

音速変化音速変化音速変化音速変化　開始点開始点開始点開始点

散乱波振幅散乱波振幅散乱波振幅散乱波振幅　変化開始点変化開始点変化開始点変化開始点

****音速音速音速音速

散乱波振幅散乱波振幅散乱波振幅散乱波振幅

クリープカーブクリープカーブクリープカーブクリープカーブ

時間損傷比時間損傷比時間損傷比時間損傷比((((t/tr)t/tr)t/tr)t/tr)

音速変化開始点の音速変化開始点の音速変化開始点の音速変化開始点の　　　時間損傷比時間損傷比時間損傷比時間損傷比

散乱波振幅変化散乱波振幅変化散乱波振幅変化散乱波振幅変化開始点の時間損傷比開始点の時間損傷比開始点の時間損傷比開始点の時間損傷比

音速変化量音速変化量音速変化量音速変化量

振幅変化量振幅変化量振幅変化量振幅変化量

クリープひずみ

超音波パラメータ




ボイド発生ボイド発生ボイド発生ボイド発生　　開始点　　開始点　　開始点　　開始点

AEAEAEAEパラメータパラメータパラメータパラメータ

AEAE AEAEパラメータ

パラメータ

パラメータ

パラメータ

クリープボイドクリープボイドクリープボイドクリープボイド　　パラメータ　　パラメータ　　パラメータ　　パラメータ

ボイドパラメータ




事業原簿３０ページ

10

長期使用材の補修溶接においては，強度低下した母材と新しい溶接長期使用材の補修溶接においては，強度低下した母材と新しい溶接長期使用材の補修溶接においては，強度低下した母材と新しい溶接長期使用材の補修溶接においては，強度低下した母材と新しい溶接金属の強度差により，クリープ損傷が加速される。このため，金属の強度差により，クリープ損傷が加速される。このため，金属の強度差により，クリープ損傷が加速される。このため，金属の強度差により，クリープ損傷が加速される。このため，PWHTPWHTPWHTPWHTはははは700700700700℃以上とし，溶接金属との強度差を抑えることが必要である。℃以上とし，溶接金属との強度差を抑えることが必要である。℃以上とし，溶接金属との強度差を抑えることが必要である。℃以上とし，溶接金属との強度差を抑えることが必要である。

（４）溶接補修部の信頼性評価事業原簿３３ページ

11

３．今後の課題、実用化について

■　■　■　■　本研究及び文献データのデータベース化本研究及び文献データのデータベース化本研究及び文献データのデータベース化本研究及び文献データのデータベース化　　･粒界損傷と寿命消費率　　･粒界損傷と寿命消費率　　･粒界損傷と寿命消費率　　･粒界損傷と寿命消費率　　　　　　　　　　　　Nv，，，，Cavity　　　　Densityととととt/trにににに関するデータ比較関するデータ比較関するデータ比較関するデータ比較　　（材質が同じでもかなり異なります）　　（材質が同じでもかなり異なります）　　（材質が同じでもかなり異なります）　　（材質が同じでもかなり異なります）■　超音波法による検査法の標準化■　超音波法による検査法の標準化■　超音波法による検査法の標準化■　超音波法による検査法の標準化　　･粒界損傷と測定値との比較・検証　　･粒界損傷と測定値との比較・検証　　･粒界損傷と測定値との比較・検証　　･粒界損傷と測定値との比較・検証　　･実機への適用　　･実機への適用　　･実機への適用　　･実機への適用　　　　　　　　　　　　　　　　■　部位別損傷要因に関する指針作成■　部位別損傷要因に関する指針作成■　部位別損傷要因に関する指針作成■　部位別損傷要因に関する指針作成　　　例えば圧力容器の縦シームにレプリカは使えない等　　　例えば圧力容器の縦シームにレプリカは使えない等　　　例えば圧力容器の縦シームにレプリカは使えない等　　　例えば圧力容器の縦シームにレプリカは使えない等■　歪測定に関する技術動向の調査■　歪測定に関する技術動向の調査■　歪測定に関する技術動向の調査■　歪測定に関する技術動向の調査　　海外での歪測定の実施法の紹介　　海外での歪測定の実施法の紹介　　海外での歪測定の実施法の紹介　　海外での歪測定の実施法の紹介■　補修溶接に関する指針作成　　■　補修溶接に関する指針作成　　■　補修溶接に関する指針作成　　■　補修溶接に関する指針作成　　　　　　　　　　　　　　PWHT温度及び熱影響部除去の必要性温度及び熱影響部除去の必要性温度及び熱影響部除去の必要性温度及び熱影響部除去の必要性

　　　（　　　（　　　（　　　（PWHTのののの必要性については，未だに議論の対象となっております。）必要性については，未だに議論の対象となっております。）必要性については，未だに議論の対象となっております。）必要性については，未だに議論の対象となっております。）

事業原簿５８ページ

北海道・室蘭－北海道・室蘭－北海道・室蘭－北海道・室蘭－1

石油精製高温系設備の信頼性評価技術開発

　１．クリープ損傷評価技術　　　千葉研究室（市原分室）　　　　２．亀裂損傷評価技術　　　北海道研究室（室蘭分室）

　３．溶接補修評価技術　　　千葉研究室（市原分室）　　　北海道研究室（室蘭分室）


●研究の背景と目的

ＴＯＦＤ法は突合せ溶接部等の平面が対象でありＴＯＦＤ法は突合せ溶接部等の平面が対象でありＴＯＦＤ法は突合せ溶接部等の平面が対象でありＴＯＦＤ法は突合せ溶接部等の平面が対象であり欠陥が発生し易い複雑形状部に適用できない欠陥が発生し易い複雑形状部に適用できない欠陥が発生し易い複雑形状部に適用できない欠陥が発生し易い複雑形状部に適用できない

探触子の使用限界（２５０℃程度）により探触子の使用限界（２５０℃程度）により探触子の使用限界（２５０℃程度）により探触子の使用限界（２５０℃程度）により運転中検査（亀裂の進展モニタリング）ができない運転中検査（亀裂の進展モニタリング）ができない運転中検査（亀裂の進展モニタリング）ができない運転中検査（亀裂の進展モニタリング）ができない

水素助長割れはその形状が複雑であり水素助長割れはその形状が複雑であり水素助長割れはその形状が複雑であり水素助長割れはその形状が複雑であり精度良い検出技術がない精度良い検出技術がない精度良い検出技術がない精度良い検出技術がない

水素性亀裂の進展挙動が十分に把握されていない水素性亀裂の進展挙動が十分に把握されていない水素性亀裂の進展挙動が十分に把握されていない水素性亀裂の進展挙動が十分に把握されていない

経年劣化材に対する溶接補修の信頼性が経年劣化材に対する溶接補修の信頼性が経年劣化材に対する溶接補修の信頼性が経年劣化材に対する溶接補修の信頼性が定量的に十分把握されていない定量的に十分把握されていない定量的に十分把握されていない定量的に十分把握されていない

da/

dt

Log KKIH KIC-H KIC(air)

亀裂進展の模式図


●研究目標と成果・達成度

事業原簿Ｐ６８

目標成果達成度1 複雑ＴＯＦＤ：板厚６％以

上の内在欠陥の検出（精度±２ｍｍ）

･ノズル取付部で板厚６％以上の内在欠陥を精度±２ｍｍで検出可能適用制限：２個の探触子の接触面の延長線によってできる角度が９０°以上であ

2 高温ＴＯＦＤ：４００℃程度で板厚６％以上の内在欠陥検出（精度±２ｍｍ）

・４００℃の高温部で板厚６％以上の内在欠陥高さを±２ｍｍの精度で検出可能（複雑形状部に対しては３５０℃まで同精度で適用可能）適用制限：連続探傷時間は分程度3 水素助長割れ：板厚６％以

上の内在欠陥の検出（精度±１ｍｍ）

･水素助長割れについて突合せ溶接部で板厚６％以上の内在欠陥を精度±１ｍｍで検出可能適用欠陥：Ｃｒ-Ｍｏ鋼に発生する水素助長割れ

○


●研究目標と成果・達成度

事業原簿表１６：Ｐ６８表１６：Ｐ６９

4 経年劣化材亀裂進展特性

：水素環境における経年劣化材の亀裂進展特性データの採取および健全性評価技術の確立

･水素環境における経年劣化材の亀裂進展開始点、破壊靱性値、亀裂進展速度データ等の破壊力学パラメータを世界で初めて取得に成功し、健全性評価技術を確立適用条件：2.25Cr-1Mo鋼Ｊ－Ｆａｃｔｏｒ３００、荷重負荷速度＞０適用範囲：亀裂進展データ２０～１５０℃、破壊靱性値２０℃～８６℃

○

5 経年劣化材溶接補修技術確立

：寿命１０年以上を確保する溶接補修技術の確立（溶接補修技術指針の提唱）

･水素環境下の経年劣化材（ステンレスオーバーレイ部およびＣｒ-Ｍｏ鋼母材部）を対象とした溶接補修可否判定基準の明確化等による溶接補修技術の確立適用範囲：2.25Cr-1Mo　　　　　　Ｊ－Ｆａｃｔｏｒ３００下・横向き溶接

○


●成果（抜粋）

　　複雑形状部TOFD適用技術

探傷精度内在きず

きず上端

きず上端

事業原簿Ｐ３１

試験片終評価番号板厚きず深さきず高さきず高さきず高さきず高さきず深さきず高さきず高さきず高さきず高さ達成度探傷精度

1 88mm 43mm 1mm1mm1mm1mm 44mm 0.6mm0.6mm0.6mm0.6mm 100% 板厚×約1.0%の欠陥を±2mm以内で検出

2 75mm 46mm 3mm3mm3mm3mm 48mm 2.8mm2.8mm2.8mm2.8mm 100% 板厚×約3.7%の欠陥を±2mm以内で検出

3 38mm 15mm 15mm15mm15mm15mm 13mm 15mm15mm15mm15mm 100% 板厚×約39%の欠陥を±2mm以内で検出

TOFD探傷結果切断実測結果



　　亀裂進展特性解析破壊靱性値への水素吸蔵量の影響と水素亀裂進展開始点データ

事業原簿Ｐ２７

-150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 3000

100

200

300

400

500

600

700

(0.7～3.2)ppm(2.7) (2.0)ppm

(2.0～3.9)ppm

Test Temperature (Test Temperature (Test Temperature (Test Temperature (ooooC)C)C)C)

KK KKII II(( (( M

Pa

MP

aM

Pa

MP

a √√ √√m

)m

)m

)m

)

-150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 3000

100

200

300

400

500

600

700

(0.7～3.2)ppm(2.7) (2.0)ppm

(2.0～3.9)ppm

Test Temperature (Test Temperature (Test Temperature (Test Temperature (ooooC)C)C)C)Test Temperature (Test Temperature (Test Temperature (Test Temperature (

ooooC)C)C)C)

KK KKII II(( (( M

Pa

MP

aM

Pa

MP

a √√ √√m

)m

)m

)m

)

○：水素フリー材の破壊靭性値△：水素チャージ材の靭性値●：亀裂の進展開始点

KIH ：２０～１５０℃KIC-H ：２０～８６℃



　　溶接補修信頼性技術圧力容器の溶接補修判定フロー

事業原簿Ｐ３４

保全検査の実施

欠陥の有無

欠陥位置

材料・組織上の検討設計強度の検討破壊力学的検討

安全運転方法の策定　・加圧温度の検討　・余寿命評価（破壊力学）　・供用条件（温度・圧力）の見直し

保全検査にて母材への進展監視

オーバーレイ

補修要否

溶接補修PWHT

要

否

PWHT可否の検討　・設計強度の検討（母材強度）　・O.L脆化度（δフェライト量）

補修可否

・使用条件の見直し　（温度・圧力）・取替

非破壊検査の実施運転供用

否

可

溶接補修PWHT省略

健全部厚さ

非破壊検査の実施

≧３mm ＊

＜３mm ＊

補修可否

可否

＊：SMAWの場合であり、GTAWによる施工が可能な場合には２mmに読替える

PWHT可否の検討　・設計強度の検討（母材強度）　・O.L脆化度（δフェライト量）

溶接補修PWHT

非破壊検査の実施

運転供用なし

あり

Cr-Mo鋼母材

研究成果


●実用化のための課題及び今後の取組み（Ｈ１５年度実績）

　＜亀裂損傷評価技術＞

　　亀裂検出技術

　　　・学／協会発表での技術の公開

　　　・ノウハウ蓄積による適用対象の拡大

　　　↓

　　　　研究ＰＪ終了後実績

　・学/協会での公開　３件

　口頭２件日本非破壊検査協会

　　　　　　投稿　１件　　　　　〃

　・ノウハウ蓄積（実機への適用事例）　１件

複雑形状部におけるＴＯＦＤ探傷を実施

　（リアクターノズル取付部）事業原簿Ｐ６７



　＜亀裂損傷評価技術＞

　　亀裂健全性評価技術


　　　・データ拡充による汎用性の向上

　　　　多様な劣化状態、水素吸蔵量等でのデータ整備

　　　↓

研究ＰＪ終了後実績

　・学/協会での公開３件

　口頭２件国際圧力容器会議　日本機械学会

特許１件出願済み

　・データ拡充

実施中日本鉄鋼協会事業（Ｈ１５～１６年度）事業原簿Ｐ６７



　　＜溶接補修信頼性技術＞


　　　・データ拡充

　　　　様々な材質・劣化状態、上向き溶接における検証

　　　↓

研究ＰＪ終了後実績

　・学/協会での公開３件

　口頭２件国際圧力容器会議　溶接学会

投稿１件日本高圧力協会

　・データ拡充

準備中ＮＥＤＯ事業（Ｈ１６年度分申請中）

事業原簿Ｐ６７

1

製油所内配管・貯蔵設備の信頼性評価技術

配管設備の信頼性評価技術

　　四日市研究室・大阪分室

　1.埋設配管信頼性評価技術

　2.保温配管・機器の信頼性評価技術

貯蔵設備の信頼性評価技術

　1.AE法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術

　　（財）エンジニアリング振興協会

　2. AE法によるタンク底板腐食等損傷位置及び状態解析技術

　　青山学院大学

2

１０１０１０１０ｍ長範囲の埋設配管を、操業を継続したままで、かつ掘削など検査附帯ｍ長範囲の埋設配管を、操業を継続したままで、かつ掘削など検査附帯ｍ長範囲の埋設配管を、操業を継続したままで、かつ掘削など検査附帯ｍ長範囲の埋設配管を、操業を継続したままで、かつ掘削など検査附帯工事を伴わずに、配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。工事を伴わずに、配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。工事を伴わずに、配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。工事を伴わずに、配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。

掘削掘削掘削掘削

道路横断部・防油提貫通部道路横断部・防油提貫通部道路横断部・防油提貫通部道路横断部・防油提貫通部道路横断部・防油提貫通部道路横断部・防油提貫通部道路横断部・防油提貫通部道路横断部・防油提貫通部

配管埋設土壌除去後に検査配管埋設土壌除去後に検査配管埋設土壌除去後に検査配管埋設土壌除去後に検査非破壊検査は非破壊検査は非破壊検査は非破壊検査は“点点点点”の検査の検査の検査の検査

土壌を除去しないで検査土壌を除去しないで検査土壌を除去しないで検査土壌を除去しないで検査“点点点点”の検査から範囲の検査から範囲の検査から範囲の検査から範囲“面面面面”の検査の検査の検査の検査

現状現状現状現状達成目標達成目標達成目標達成目標

技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標（埋設配管の腐食検査技術の開発）（埋設配管の腐食検査技術の開発）（埋設配管の腐食検査技術の開発）（埋設配管の腐食検査技術の開発）

技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標（埋設配管の腐食検査技術の開発）（埋設配管の腐食検査技術の開発）（埋設配管の腐食検査技術の開発）（埋設配管の腐食検査技術の開発）

当初の技術レベル当初の技術レベル当初の技術レベル当初の技術レベル

国内：掘削による目視検査、超音波肉厚測定検査などの直接検査が主流国内：掘削による目視検査、超音波肉厚測定検査などの直接検査が主流国内：掘削による目視検査、超音波肉厚測定検査などの直接検査が主流国内：掘削による目視検査、超音波肉厚測定検査などの直接検査が主流

海外：長距離伝搬する超音波を用いた配管検査装置が数社より市販されていたが、海外：長距離伝搬する超音波を用いた配管検査装置が数社より市販されていたが、海外：長距離伝搬する超音波を用いた配管検査装置が数社より市販されていたが、海外：長距離伝搬する超音波を用いた配管検査装置が数社より市販されていたが、

埋設配管の検査に適用できるか、不明であった。埋設配管の検査に適用できるか、不明であった。埋設配管の検査に適用できるか、不明であった。埋設配管の検査に適用できるか、不明であった。

事業原簿P.19

Ⅱ2.1.研究開発の内容

3

１０１０１０１０ｍ長範囲の埋設配管を、操業を継続したままで、かつ掘削など検査附帯ｍ長範囲の埋設配管を、操業を継続したままで、かつ掘削など検査附帯ｍ長範囲の埋設配管を、操業を継続したままで、かつ掘削など検査附帯ｍ長範囲の埋設配管を、操業を継続したままで、かつ掘削など検査附帯工事を伴わずに、配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。工事を伴わずに、配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。工事を伴わずに、配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。工事を伴わずに、配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。

事業原簿P28

Ⅲ.1.事業全体の成果目標の達成度目標の達成度目標の達成度目標の達成度((((埋設）埋設）埋設）埋設）目標の達成度目標の達成度目標の達成度目標の達成度((((埋設）埋設）埋設）埋設）

適用条件適用条件適用条件適用条件検査範囲：検査範囲：検査範囲：検査範囲：5555～～～～50505050mmmm（（（（信号の減衰の程度、検出対象きずのサイズにより異なる）信号の減衰の程度、検出対象きずのサイズにより異なる）信号の減衰の程度、検出対象きずのサイズにより異なる）信号の減衰の程度、検出対象きずのサイズにより異なる）検査可能配管サイズ：検査可能配管サイズ：検査可能配管サイズ：検査可能配管サイズ：2222～～～～24242424BBBB（（（（今回製作した探傷リングは４、今回製作した探傷リングは４、今回製作した探傷リングは４、今回製作した探傷リングは４、6666BBBB））））検出可能減肉サイズ：管断面積の検出可能減肉サイズ：管断面積の検出可能減肉サイズ：管断面積の検出可能減肉サイズ：管断面積の10%10%10%10%程度以上の減肉程度以上の減肉程度以上の減肉程度以上の減肉配管条件：直管配管条件：直管配管条件：直管配管条件：直管問題なし、曲管問題なし、曲管問題なし、曲管問題なし、曲管 1111エルボ下流までエルボ下流までエルボ下流までエルボ下流まで検出困難な箇所、形状：探傷リング設置箇所から検出困難な箇所、形状：探傷リング設置箇所から検出困難な箇所、形状：探傷リング設置箇所から検出困難な箇所、形状：探傷リング設置箇所から1mの範囲（不感帯）の範囲（不感帯）の範囲（不感帯）の範囲（不感帯）

配管サポート（軸方向）近傍の減肉、全面減肉配管サポート（軸方向）近傍の減肉、全面減肉配管サポート（軸方向）近傍の減肉、全面減肉配管サポート（軸方向）近傍の減肉、全面減肉減衰要因（種類、状態により程度差有り）：減衰要因（種類、状態により程度差有り）：減衰要因（種類、状態により程度差有り）：減衰要因（種類、状態により程度差有り）：

防食テープ、ライニング、コンクリート、全面腐食、スケールの付着防食テープ、ライニング、コンクリート、全面腐食、スケールの付着防食テープ、ライニング、コンクリート、全面腐食、スケールの付着防食テープ、ライニング、コンクリート、全面腐食、スケールの付着

ガイド波を用いた長距離超音波法による検査装置を製作し、ガイド波を用いた長距離超音波法による検査装置を製作し、ガイド波を用いた長距離超音波法による検査装置を製作し、ガイド波を用いた長距離超音波法による検査装置を製作し、

１０１０１０１０ｍ長範囲の埋設配管の腐食減肉を検出可能な検査技ｍ長範囲の埋設配管の腐食減肉を検出可能な検査技ｍ長範囲の埋設配管の腐食減肉を検出可能な検査技ｍ長範囲の埋設配管の腐食減肉を検出可能な検査技術を開発した。術を開発した。術を開発した。術を開発した。

4

項目ベース機の問題点課題、検討事項対応策

防食テープの影響

減衰が大きく欠陥信号検出できない

送信波強度増大、低周波数、S/N比上げる送信電圧50V→200V

L-モードの必要性

解像度低い、内部流体の影響大必要性検討 T-モードのみ採用

エルボの影響エルボ下流の解析困難散乱､減衰､モード変換に起因

モックアップ/フィールド試験で確認(1エルボ：探傷可能)

減肉量の計算信頼性の詳細な検討要サンプル数を増やし比較フィールド試験実施

成果（埋設）成果（埋設）成果（埋設）成果（埋設）

改良項目の検討改良項目の検討改良項目の検討改良項目の検討

成果（埋設）成果（埋設）成果（埋設）成果（埋設）

改良項目の検討改良項目の検討改良項目の検討改良項目の検討

ベース機器のテスト結果に基づき、改良項目を決定ベース機器のテスト結果に基づき、改良項目を決定ベース機器のテスト結果に基づき、改良項目を決定ベース機器のテスト結果に基づき、改良項目を決定

事業原簿P.36

Ⅲ.2.2.研究開発項目

毎の成果

5

探傷リング探傷リング探傷リング探傷リング探傷装置探傷装置探傷装置探傷装置

成果成果成果成果((((埋設）埋設）埋設）埋設）

改良型検査装置の製作改良型検査装置の製作改良型検査装置の製作改良型検査装置の製作


改良型検査装置の製作改良型検査装置の製作改良型検査装置の製作改良型検査装置の製作

事業原簿P.36


毎の成果

6


ベース装置ベース装置ベース装置ベース装置ｖｓｖｓｖｓｖｓ. . . . 改良型検査装置の性能比較改良型検査装置の性能比較改良型検査装置の性能比較改良型検査装置の性能比較


ベース装置ベース装置ベース装置ベース装置ｖｓｖｓｖｓｖｓ. . . . 改良型検査装置の性能比較改良型検査装置の性能比較改良型検査装置の性能比較改良型検査装置の性能比較

模擬減肉(3,5,10%)防食テープ

改良型改良型改良型改良型検査装置検査装置検査装置検査装置

ベースベースベースベース検査装置検査装置検査装置検査装置

事業原簿P.36


毎の成果

7


フィールドテスト：フィールドテスト：フィールドテスト：フィールドテスト：6666BBBB配管配管配管配管


フィールドテスト：フィールドテスト：フィールドテスト：フィールドテスト：6666BBBB配管配管配管配管

ＷＬＷＬＷＬＷＬＷＬＷＬＷＬＷＬ

①①①①

0000↓↓↓↓

△△△△ △△△△△△△△

架台架台架台架台②②②②③③③③ ④④④④

ＷＬＷＬＷＬＷＬＷＬＷＬＷＬＷＬ

（（（（7.27.27.27.2ｔ）ｔ）ｔ）ｔ）1.01.01.01.0㎜㎜㎜㎜ｄｄｄｄ以下以下以下以下

①①①① 断面欠損率断面欠損率断面欠損率断面欠損率 6%6%6%6%上半周上半周上半周上半周 0.40.40.40.4㎜㎜㎜㎜d d d d 以下散在以下散在以下散在以下散在下半周下半周下半周下半周 1.01.01.01.0㎜㎜㎜㎜d d d d 以下密在以下密在以下密在以下密在

②②②② 断面欠損率断面欠損率断面欠損率断面欠損率 8%8%8%8%下半周下半周下半周下半周 1.01.01.01.0d d d d 密在密在密在密在

③③③③ 断面欠損率断面欠損率断面欠損率断面欠損率 8%8%8%8%下半周下半周下半周下半周 1.01.01.01.0d d d d 密在密在密在密在

④④④④ 断面欠損率断面欠損率断面欠損率断面欠損率 12%12%12%12%全周全周全周全周 1.01.01.01.0d d d d 密在密在密在密在

10101010φ×φ×φ×φ×2.62.62.62.6㎜㎜㎜㎜ｄｄｄｄ

15151515LLLL××××10W 10W 10W 10W ｘｘｘｘ2.52.52.52.5dddd

事業原簿P.36


毎の成果

8

実用化・事業化の見通し（埋設）実用化・事業化の見通し（埋設）実用化・事業化の見通し（埋設）実用化・事業化の見通し（埋設）実用化・事業化の見通し（埋設）実用化・事業化の見通し（埋設）実用化・事業化の見通し（埋設）実用化・事業化の見通し（埋設）

１）１）１）１）改良型検査装置によるフィールド試験の継続ならびに検査業務への展開改良型検査装置によるフィールド試験の継続ならびに検査業務への展開改良型検査装置によるフィールド試験の継続ならびに検査業務への展開改良型検査装置によるフィールド試験の継続ならびに検査業務への展開埋設配管（道路下横断部、防油堤貫通部）埋設配管（道路下横断部、防油堤貫通部）埋設配管（道路下横断部、防油堤貫通部）埋設配管（道路下横断部、防油堤貫通部）カルバート、トレンチ内配管カルバート、トレンチ内配管カルバート、トレンチ内配管カルバート、トレンチ内配管オンサイト、オフサイト配管（特に、高所配管オンサイト、オフサイト配管（特に、高所配管オンサイト、オフサイト配管（特に、高所配管オンサイト、オフサイト配管（特に、高所配管およびおよびおよびおよび架台接触部）架台接触部）架台接触部）架台接触部）加熱炉加熱炉加熱炉加熱炉加熱管加熱管加熱管加熱管

検査結果の評価技術の向上と装置の性能向上を図る検査結果の評価技術の向上と装置の性能向上を図る検査結果の評価技術の向上と装置の性能向上を図る検査結果の評価技術の向上と装置の性能向上を図る

２）他装置産業への適用検討２）他装置産業への適用検討２）他装置産業への適用検討２）他装置産業への適用検討

３）学会発表、雑誌投稿等による普及３）学会発表、雑誌投稿等による普及３）学会発表、雑誌投稿等による普及３）学会発表、雑誌投稿等による普及

事業原簿P.61

Ⅳ.1.2.実用化・

事業化の見通し

検査装置は完成しているため、保全検査への適用は可能

9

最近の取組み（埋設）最近の取組み（埋設）最近の取組み（埋設）最近の取組み（埋設）

大口径配管への適用大口径配管への適用大口径配管への適用大口径配管への適用


大口径配管への適用大口径配管への適用大口径配管への適用大口径配管への適用

南側北側

W.L

W.L

W.Lドレン M.H.

42インチ原油配管への適用（12インチ用リング使用）

　　　・十分適用性があることを確認、今後、検出性検討

10


学会、雑誌投稿による普及学会、雑誌投稿による普及学会、雑誌投稿による普及学会、雑誌投稿による普及2003200320032003年度年度年度年度


学会、雑誌投稿による普及学会、雑誌投稿による普及学会、雑誌投稿による普及学会、雑誌投稿による普及2003200320032003年度年度年度年度

1.雑誌投稿　ガイド波探傷の実用技術（社）日本非破壊検査協会　非破壊検査（Vol 52　No.12)

2.学会発表　

　長距離超音波法の適用事例（原油配管等）　（社）石油学会　第３４回装置研究討論会　H15.12.11　パネル討論Ａ｢経年的な劣化・損傷への対策｣

11

埋設配管　検査装置　埋設配管　検査装置　埋設配管　検査装置　埋設配管　検査装置　2004200420042004年適用計画年適用計画年適用計画年適用計画

埋設配管　検査装置　埋設配管　検査装置　埋設配管　検査装置　埋設配管　検査装置　2004200420042004年適用計画年適用計画年適用計画年適用計画

1.ラック上配管の検査（四日市研究室）　ラック上配管あるいは高所配管等に対して、ロングＵＴ検査を　適用し、検出能力を確認する。　【対象】ラック上配管、高所配管

2.球形タンク脚柱の検査（大阪分室）

　球形タンク脚柱のコンクリート敷設部の腐食を対象に、大口径　配管への適用の一環として、検出能力を確認する。　【対象】製油所に設置の球形タンクの脚柱

12

技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標（保温材上からの腐食検査技術の開発）（保温材上からの腐食検査技術の開発）（保温材上からの腐食検査技術の開発）（保温材上からの腐食検査技術の開発）

技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標技術開発の目的・目標（保温材上からの腐食検査技術の開発）（保温材上からの腐食検査技術の開発）（保温材上からの腐食検査技術の開発）（保温材上からの腐食検査技術の開発）

保温

腐食配管

保温除去

２００２００２００２００ mmmmmmmm以上の保温厚さの保温機器・配管を操業を継続したままで、かつ以上の保温厚さの保温機器・配管を操業を継続したままで、かつ以上の保温厚さの保温機器・配管を操業を継続したままで、かつ以上の保温厚さの保温機器・配管を操業を継続したままで、かつ保温材の解体など検査附帯工事を伴わずに、機器・配管腐食検査が可能保温材の解体など検査附帯工事を伴わずに、機器・配管腐食検査が可能保温材の解体など検査附帯工事を伴わずに、機器・配管腐食検査が可能保温材の解体など検査附帯工事を伴わずに、機器・配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。な検査技術を開発する。な検査技術を開発する。な検査技術を開発する。

現状現状現状現状達成目標達成目標達成目標達成目標

当初の技術レベル当初の技術レベル当初の技術レベル当初の技術レベル

保温を直接取外して検査を行うことが有効であるが、保温脱着及び関連する足場設置保温を直接取外して検査を行うことが有効であるが、保温脱着及び関連する足場設置保温を直接取外して検査を行うことが有効であるが、保温脱着及び関連する足場設置保温を直接取外して検査を行うことが有効であるが、保温脱着及び関連する足場設置費用等のコストが高いことが問題費用等のコストが高いことが問題費用等のコストが高いことが問題費用等のコストが高いことが問題

目視（保温外装材の損傷の有無）：発生箇所の特定が困難目視（保温外装材の損傷の有無）：発生箇所の特定が困難目視（保温外装材の損傷の有無）：発生箇所の特定が困難目視（保温外装材の損傷の有無）：発生箇所の特定が困難

中性子水分計（保温材の含湿の有無）：発生箇所の特定が困難中性子水分計（保温材の含湿の有無）：発生箇所の特定が困難中性子水分計（保温材の含湿の有無）：発生箇所の特定が困難中性子水分計（保温材の含湿の有無）：発生箇所の特定が困難

放射線撮影等：検査スピード及び安全性で問題放射線撮影等：検査スピード及び安全性で問題放射線撮影等：検査スピード及び安全性で問題放射線撮影等：検査スピード及び安全性で問題

事業原簿P.19

Ⅱ2.1.研究開発の内容

13

２００２００２００２００ mmmmmmmm以上の保温厚さの保温機器・配管を操業を継続したままで、かつ以上の保温厚さの保温機器・配管を操業を継続したままで、かつ以上の保温厚さの保温機器・配管を操業を継続したままで、かつ以上の保温厚さの保温機器・配管を操業を継続したままで、かつ保温材の解体など検査附帯工事を伴わずに、機器・配管腐食検査が可能保温材の解体など検査附帯工事を伴わずに、機器・配管腐食検査が可能保温材の解体など検査附帯工事を伴わずに、機器・配管腐食検査が可能保温材の解体など検査附帯工事を伴わずに、機器・配管腐食検査が可能な検査技術を開発する。な検査技術を開発する。な検査技術を開発する。な検査技術を開発する。

目標の達成度目標の達成度目標の達成度目標の達成度((((保温）保温）保温）保温）目標の達成度目標の達成度目標の達成度目標の達成度((((保温）保温）保温）保温）

適用条件適用条件適用条件適用条件保温厚さ（亜鉛めっき鉄板外装材有）：Max200mm 適用配管・機器鋼種：炭素鋼（運転温度400℃程度）適用腐食減肉形態：ある程度減肉面積を持った腐食、エロージョン

パルス過流探傷法による検査装置を製作し、パルス過流探傷法による検査装置を製作し、パルス過流探傷法による検査装置を製作し、パルス過流探傷法による検査装置を製作し、

保温厚さ保温厚さ保温厚さ保温厚さ200mmまでの腐食減肉の検出が可能な検査技術までの腐食減肉の検出が可能な検査技術までの腐食減肉の検出が可能な検査技術までの腐食減肉の検出が可能な検査技術を開発した。を開発した。を開発した。を開発した。

事業原簿P28

Ⅲ.1.事業全体の成果

14

成果成果成果成果((((保温）保温）保温）保温）

実機検査装置の製作実機検査装置の製作実機検査装置の製作実機検査装置の製作


実機検査装置の製作実機検査装置の製作実機検査装置の製作実機検査装置の製作

検出波形の変化時間を求める。（リフトオフの影響なし）

振幅設定値となる検出波形の減衰時間を求める。（リフトオフの影響あり）

解析方法

５０μS５００μS信号サンプルレート

７V～３００ｎV２０V～２０μV信号測定範囲

1000倍100倍信号増幅度

１０A２A励磁電流

バッテリー（ＤＣ１２Ｖ～２４Ｖ）

商用電源（ＡＣ１００Ｖ）使用電源

可搬形据え置き式装置形状

実機検査装置プロトタイプ装置項目

事業原簿P.36,37


毎の成果

15

H14TP　腐食検出　板金あり（磁化）リフトオフ100mm

60

70

80

90

100

110

0 100 200 300 400 500

減肉直径(mm)

肉厚

の相

対変

化(%

)


60

70

80

90

100

110

0 100 200 300 400 500

減肉直径(mm)

肉厚

の相

対変

化(%

)


60

70

80

90

100

110

0 100 200 300 400 500

減肉直径(mm)

減肉

の相

対変

化(%

)

試験片：10mmt 800x800mm平板、

減肉サイズ 4mmt x 50,100,150,200,300,400mmφ

試験条件：外装板金有り


リフトオフリフトオフリフトオフリフトオフ200200200200mmmmmmmmにおける測定結果における測定結果における測定結果における測定結果


リフトオフリフトオフリフトオフリフトオフ200200200200mmmmmmmmにおける測定結果における測定結果における測定結果における測定結果

リフトオフリフトオフリフトオフリフトオフ 200mmでも肉厚と信号変化に相関性が認められ、でも肉厚と信号変化に相関性が認められ、でも肉厚と信号変化に相関性が認められ、でも肉厚と信号変化に相関性が認められ、リフトオフリフトオフリフトオフリフトオフ200mmでも検査可能な技術を開発した。でも検査可能な技術を開発した。でも検査可能な技術を開発した。でも検査可能な技術を開発した。

事業原簿P.36,37


毎の成果

16

フィールド試験サンプルパイプ10B

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30

測定位置（200mmピッチ）

相対

肉厚

値(%

)

LO 100

LO 150

LO 200

6.5ｔｔｔｔ　×　×　×　× ××××

6.7ｔｔｔｔ

6.9ｔｔｔｔ　×　×　×　×

6.6ｔｔｔｔ××××

①

⑤⑧⑨④ ⑥③

⑦

⑬Ａ

950 3430 2070

770 580650

21602220

2470

32003440

5540

4060

5620

5820

⑪

⑩⑫


フィールド検査結果フィールド検査結果フィールド検査結果フィールド検査結果


フィールド検査結果フィールド検査結果フィールド検査結果フィールド検査結果事業原簿P.36,37


毎の成果

17

１）１）１）１）実機検査装置によるフィールド試験の継続ならびに検査業務への展開実機検査装置によるフィールド試験の継続ならびに検査業務への展開実機検査装置によるフィールド試験の継続ならびに検査業務への展開実機検査装置によるフィールド試験の継続ならびに検査業務への展開機器・配管の保温．保冷下の外面腐食の検査配管のエロージョン発生箇所の検査外面コーティング、ライニング配管の検査球形タンク脚柱等の耐火ライニング上からの検査外表面の凹凸の著しい配管の検査

フィールド検査と検査後の保温取り外しによる実証を積み重ね、測定位置、フィールド検査と検査後の保温取り外しによる実証を積み重ね、測定位置、フィールド検査と検査後の保温取り外しによる実証を積み重ね、測定位置、フィールド検査と検査後の保温取り外しによる実証を積み重ね、測定位置、測定後のしきい値等の測定技術、評価技術を高めていく必要がある測定後のしきい値等の測定技術、評価技術を高めていく必要がある測定後のしきい値等の測定技術、評価技術を高めていく必要がある測定後のしきい値等の測定技術、評価技術を高めていく必要がある

２）他装置産業への適用検討２）他装置産業への適用検討２）他装置産業への適用検討２）他装置産業への適用検討

３）学会発表、雑誌投稿等による普及３）学会発表、雑誌投稿等による普及３）学会発表、雑誌投稿等による普及３）学会発表、雑誌投稿等による普及

検査装置は完成しているため、保全検査への適用は可能

事業原簿P.62

Ⅳ.1.2.実用化・

事業化の見通し実用化・事業化の見通し（保温）実用化・事業化の見通し（保温）実用化・事業化の見通し（保温）実用化・事業化の見通し（保温）実用化・事業化の見通し（保温）実用化・事業化の見通し（保温）実用化・事業化の見通し（保温）実用化・事業化の見通し（保温）

18

最近の取組み（保温）最近の取組み（保温）最近の取組み（保温）最近の取組み（保温）雑誌投稿、特許出願による普及雑誌投稿、特許出願による普及雑誌投稿、特許出願による普及雑誌投稿、特許出願による普及

2003200320032003年度年度年度年度

最近の取組み（保温）最近の取組み（保温）最近の取組み（保温）最近の取組み（保温）雑誌投稿、特許出願による普及雑誌投稿、特許出願による普及雑誌投稿、特許出願による普及雑誌投稿、特許出願による普及

2003200320032003年度年度年度年度

1.雑誌投稿　保温上からの配管・機器の腐食検査技術の開発　配管技術（日本工業出版）　Vol. 46　No.1

2.特許出願　電磁波パルスによる板厚推定方法及び板厚推定装置　出願番号：特願2003-365113

19

保温保温保温保温配管　検査装置　配管　検査装置　配管　検査装置　配管　検査装置　2004200420042004年適用計画年適用計画年適用計画年適用計画

保温保温保温保温配管　検査装置　配管　検査装置　配管　検査装置　配管　検査装置　2004200420042004年適用計画年適用計画年適用計画年適用計画

1.外面腐食検出精度の確認　実際に外面腐食の認められた機器に対して、保温復旧後、パルス　ＥＴ検査を適用し、検出能力、検査精度を確認する。　【対象】：熱交換器2.外面腐食検査への適用　休止中の装置に対して、運転開始前検査の一環としてパルスＥＴ　検査により外面腐食の有無を確認する。　【対象】：槽、リアクター、熱交換器、配管3.エロージョン検査への適用　エロージョンの懸念される個所へパルスＥＴ検査を適用し、検出　能力、検査精度を確認する。　【対象】：配管

貯蔵設備の信頼性評価技術

新エネルギー・産業技術総合開発機構新エネルギー・産業技術総合開発機構新エネルギー・産業技術総合開発機構新エネルギー・産業技術総合開発機構

石油精製設備信頼性評価等技術開発事後評価分科会石油精製設備信頼性評価等技術開発事後評価分科会石油精製設備信頼性評価等技術開発事後評価分科会石油精製設備信頼性評価等技術開発事後評価分科会

H16年1月（財）エンジニアリング振興協会

AE法による操業中タンクの底板腐食

診断・評価技術の開発

事業原簿：②貯蔵設備の信頼性評価技術／事業原簿：②貯蔵設備の信頼性評価技術／事業原簿：②貯蔵設備の信頼性評価技術／事業原簿：②貯蔵設備の信頼性評価技術／P19

1

［目標］

• １０万ｋｌ規模のタンク底板腐食状況を操業中に判断できる　AE法に

よるタンク底板腐食評価技術の開発

［設定理由］

• 大型地上タンクは、健全性の如何に拘らず８～１０年毎に開放検査

• 開放検査には､多大な費用、労力､期間を要する

• 操業中にタンク底板の腐食状態を把握し､開放検査間隔の延長による経済性の向上

［当初の技術レベル］

• 欧州：データベースに基づくAE法タンク腐食診断法開発の動き

• 日本：鋼中伝播による小型設備への試験事例後、未着手

2

事業原簿：事業原簿：事業原簿：事業原簿： ②貯蔵設備の信頼性評価技術／②貯蔵設備の信頼性評価技術／②貯蔵設備の信頼性評価技術／②貯蔵設備の信頼性評価技術／P19

AE法による操業中タンクの腐食診断･評価技術の開発のスキム法による操業中タンクの腐食診断･評価技術の開発のスキム法による操業中タンクの腐食診断･評価技術の開発のスキム法による操業中タンクの腐食診断･評価技術の開発のスキム

H 11年年年年度度度度



H 12 年年年年度度度度

腐食腐食腐食腐食AE発生発生発生発生　　　　

原理原理原理原理評価システム評価システム評価システム評価システム実タンクの計測実タンクの計測実タンクの計測実タンクの計測ノイズ対策ノイズ対策ノイズ対策ノイズ対策AE波伝播特性波伝播特性波伝播特性波伝播特性

AE法による操業中タンクの底板腐食診断･評価技術の開発法による操業中タンクの底板腐食診断･評価技術の開発法による操業中タンクの底板腐食診断･評価技術の開発法による操業中タンクの底板腐食診断･評価技術の開発

腐食腐食腐食腐食AE波発生　波発生　波発生　波発生　

メカニズム解明メカニズム解明メカニズム解明メカニズム解明位置標定精度　位置標定精度　位置標定精度　位置標定精度　把握把握把握把握

AEデータ蓄積データ蓄積データ蓄積データ蓄積 :２基２基２基２基

AEデータ蓄積データ蓄積データ蓄積データ蓄積:　　　　４基４基４基４基

配管伝播ﾉｲｽﾞ　配管伝播ﾉｲｽﾞ　配管伝播ﾉｲｽﾞ　配管伝播ﾉｲｽﾞ　除去方法確立除去方法確立除去方法確立除去方法確立

AE波伝播特性波伝播特性波伝播特性波伝播特性

把握把握把握把握

裏面腐食裏面腐食裏面腐食裏面腐食AE波波波波

特性確認特性確認特性確認特性確認

AEデータ蓄積データ蓄積データ蓄積データ蓄積 :２基　　　　　　　２基　　　　　　　２基　　　　　　　２基　　　　　　　開放後開放後開放後開放後:１基１基１基１基

ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ確立ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ確立ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ確立ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ確立

局所的に腐食の局所的に腐食の局所的に腐食の局所的に腐食の激しい部位の　激しい部位の　激しい部位の　激しい部位の　評価法開発評価法開発評価法開発評価法開発

評価基準確立　評価基準確立　評価基準確立　評価基準確立　

AE法によるタンク底板腐食評価システム法によるタンク底板腐食評価システム法によるタンク底板腐食評価システム法によるタンク底板腐食評価システム

ｳｪｰﾌﾞﾚｯﾄ解析にｳｪｰﾌﾞﾚｯﾄ解析にｳｪｰﾌﾞﾚｯﾄ解析にｳｪｰﾌﾞﾚｯﾄ解析に

よる風ﾉｲｽﾞ除去よる風ﾉｲｽﾞ除去よる風ﾉｲｽﾞ除去よる風ﾉｲｽﾞ除去方法確立方法確立方法確立方法確立

3

事業原簿：事業原簿：事業原簿：事業原簿： 2.2.2‐（‐（‐（‐（1））））AE法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術／法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術／法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術／法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術／P38

［成果］

　　　　腐食AE波の特性を把握し、発生源と腐食速度の相関を解明する

ことによって､10万kl規模のタンクまで適用可能な腐食評価技術を

開発した。

• 腐食AE波の発生メカニズム及び特性を解明

• ウェーブレット解析による風ノイズ除去方法開発

• 実タンクAE波測定結果及び開放検査結果を解析し、腐食AE波と腐食速度の相関を解明

• 全体腐食評価と腐食集中度評価による総合評価方法を開発

• 実タンクの腐食AE波測定データ８件をデータベース化

4

事業原簿：表事業原簿：表事業原簿：表事業原簿：表16　目標、成果および今後の課題等まとめ（　目標、成果および今後の課題等まとめ（　目標、成果および今後の課題等まとめ（　目標、成果および今後の課題等まとめ（5）／）／）／）／P71

ⅠⅠⅠⅠ ⅡⅡⅡⅡ ⅢⅢⅢⅢ腐食集中度区分腐食集中度区分腐食集中度区分腐食集中度区分

腐食評価システムの概要腐食評価システムの概要腐食評価システムの概要腐食評価システムの概要

イベント集中度イベント集中度イベント集中度イベント集中度((((Ev/hr/mesh)Ev/hr/mesh)Ev/hr/mesh)Ev/hr/mesh)

腐食速度とイベントの関係腐食速度とイベントの関係腐食速度とイベントの関係腐食速度とイベントの関係

イベント数イベント数イベント数イベント数((((Ev/hr)Ev/hr)Ev/hr)Ev/hr)

全体評価全体評価全体評価全体評価

ヒット数

ヒット数

ヒット数

ヒット数(( (( Hit/hr/

Hit/hr/

Hit/hr/

Hit/hr/ chch chch)) ))

腐食

速度

腐食

速度

腐食

速度

腐食

速度(( (( mm/y)

mm/y)

mm/y)

mm/y)

総合評価総合評価総合評価総合評価

腐食集中度評価腐食集中度評価腐食集中度評価腐食集中度評価

全体評価

全体評価

全体評価

全体評価

ヒット数：計測された信号ヒット数：計測された信号ヒット数：計測された信号ヒット数：計測された信号((((波波波波))))の数の数の数の数イベント数：位置標定された発生源の数イベント数：位置標定された発生源の数イベント数：位置標定された発生源の数イベント数：位置標定された発生源の数((((波形持続時間：波形持続時間：波形持続時間：波形持続時間：5555msmsmsms以上以上以上以上))))

5

事業原簿：事業原簿：事業原簿：事業原簿： ⑦イベント集中度～、⑧ヒット数～／⑦イベント集中度～、⑧ヒット数～／⑦イベント集中度～、⑧ヒット数～／⑦イベント集中度～、⑧ヒット数～／P39、、、、40

　

• 実タンク測定件数増加による測定・評価技術のブラッシアップと　　信頼性向上

• わが国では、海岸近くに立地するため、風ノイズ処理技術に対する実測データの集積による信頼性の向上

［市場性等］

• 欧州では、自主検査により、一部の企業で実用化の動向

• わが国の場合、AE法による腐食評価の導入により　　　　

例えば、１万ｋｌ以上のタンクの開放検査間隔を２年間延長すると約３５億円/年の経済効果

［特許・研究発表等］

• 申請特許：１件

• 学会等発表：海外２件、国内５件

• 投稿論文：２件

［実用化のための課題及び今後の取組み］

6

事業原簿：事業原簿：事業原簿：事業原簿： 1.2.2‐（‐（‐（‐（1））））AE法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術／法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術／法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術／法による操業中タンクの底板腐食診断・評価技術／P62

1

貯蔵設備の信頼性評価技術の２貯蔵設備の信頼性評価技術の２貯蔵設備の信頼性評価技術の２貯蔵設備の信頼性評価技術の２

AEAEAEAE法によるタンク底板腐食等損傷位置法によるタンク底板腐食等損傷位置法によるタンク底板腐食等損傷位置法によるタンク底板腐食等損傷位置および状態解析技術開発および状態解析技術開発および状態解析技術開発および状態解析技術開発

青山学院大学　理工学部　機械創造工学科青山学院大学　理工学部　機械創造工学科青山学院大学　理工学部　機械創造工学科青山学院大学　理工学部　機械創造工学科

超音波光学研究室超音波光学研究室超音波光学研究室超音波光学研究室

事業原簿事業原簿事業原簿事業原簿p.40,41,72NEDO評価分科会評価分科会評価分科会評価分科会

2

• 目的目的目的目的

• １）貯槽タンク底板の腐食損傷位置１）貯槽タンク底板の腐食損傷位置１）貯槽タンク底板の腐食損傷位置１）貯槽タンク底板の腐食損傷位置

• 　　（タンクの何時の方向？）　　　　（タンクの何時の方向？）　　　　（タンクの何時の方向？）　　　　（タンクの何時の方向？）　　

• ２）残存肉厚のその場診断技術の開発２）残存肉厚のその場診断技術の開発２）残存肉厚のその場診断技術の開発２）残存肉厚のその場診断技術の開発

• 　　（ｱｸﾃｨﾌﾞラム波）　　（ｱｸﾃｨﾌﾞラム波）　　（ｱｸﾃｨﾌﾞラム波）　　（ｱｸﾃｨﾌﾞラム波）

• 提唱法提唱法提唱法提唱法• 　　　　２段階検査法２段階検査法２段階検査法２段階検査法

• 　　　　　　　　I)I)I)I)　　　　ラム波ラム波ラム波ラム波AEAEAEAEモニタリングによる損傷個所の標定モニタリングによる損傷個所の標定モニタリングによる損傷個所の標定モニタリングによる損傷個所の標定

• 　　　　　　（ウエーブレット援用仮想音源走査法）　　　　　　（ウエーブレット援用仮想音源走査法）　　　　　　（ウエーブレット援用仮想音源走査法）　　　　　　（ウエーブレット援用仮想音源走査法）

• 　　　　　　　　II)II)II)II)　　　　アクティブラム波の反射波　アクティブラム波の反射波　アクティブラム波の反射波　アクティブラム波の反射波　（端面励起・端面検出）（端面励起・端面検出）（端面励起・端面検出）（端面励起・端面検出）

• 　　　　モニタリング法モニタリング法モニタリング法モニタリング法

• 　　　　　　　　IIII）　）　）　）　圧電型センサー　から　圧電型センサー　から　圧電型センサー　から　圧電型センサー　から　光ファイバーセンサーヘ光ファイバーセンサーヘ光ファイバーセンサーヘ光ファイバーセンサーヘ

• 　　　　　　　　II)II)II)II)　　　　側壁設置（水中縦波）　から　側壁設置（水中縦波）　から　側壁設置（水中縦波）　から　側壁設置（水中縦波）　から　ラム波検出・ラム波検出・ラム波検出・ラム波検出・解析法解析法解析法解析法

3

４年間の研究業績

新しい高精度音源新しい高精度音源新しい高精度音源新しい高精度音源位置標定を確立位置標定を確立位置標定を確立位置標定を確立（特許）（特許）（特許）（特許）

大型ガススクラバー大型ガススクラバー大型ガススクラバー大型ガススクラバータンク底板損傷のタンク底板損傷のタンク底板損傷のタンク底板損傷のモニタリングモニタリングモニタリングモニタリング

錆破壊による錆破壊による錆破壊による錆破壊によるAEの確認の確認の確認の確認

貯水モデルタンク貯水モデルタンク貯水モデルタンク貯水モデルタンクを用いたを用いたを用いたを用いたAE音源音源音源音源

位置標定法位置標定法位置標定法位置標定法（水中（水中（水中（水中縦波検出法と仮縦波検出法と仮縦波検出法と仮縦波検出法と仮想音源走査法）想音源走査法）想音源走査法）想音源走査法）

Active Lamb 波の波の波の波の

励起検出法（指向励起検出法（指向励起検出法（指向励起検出法（指向性進行波励起性進行波励起性進行波励起性進行波励起，，，，特特特特許許許許)

モデルタンクのモデルタンクのモデルタンクのモデルタンクの暴暴暴暴露試験による露試験による露試験による露試験によるAEモニタリングと音モニタリングと音モニタリングと音モニタリングと音源位置標定源位置標定源位置標定源位置標定

人工欠陥からの人工欠陥からの人工欠陥からの人工欠陥からの反射ラム波の光フ反射ラム波の光フ反射ラム波の光フ反射ラム波の光フ

ァイバーによる検ァイバーによる検ァイバーによる検ァイバーによる検出出出出

グリースと接触すグリースと接触すグリースと接触すグリースと接触する底板のる底板のる底板のる底板のSo，，，，Aoの減衰測定の減衰測定の減衰測定の減衰測定

離散・連続ウエー離散・連続ウエー離散・連続ウエー離散・連続ウエーブレット変換，仮想ブレット変換，仮想ブレット変換，仮想ブレット変換，仮想音源走査法音源走査法音源走査法音源走査法

ヘテロダインマッヘテロダインマッヘテロダインマッヘテロダインマッハ・ツェンダー干ハ・ツェンダー干ハ・ツェンダー干ハ・ツェンダー干渉計への改良渉計への改良渉計への改良渉計への改良（改（改（改（改悪），ホモダインマッ悪），ホモダインマッ悪），ホモダインマッ悪），ホモダインマッハ･ツェンダー型ハ･ツェンダー型ハ･ツェンダー型ハ･ツェンダー型の改良の改良の改良の改良

光ファイバー光ファイバー光ファイバー光ファイバーAEAEAEAEモニタリングシモニタリングシモニタリングシモニタリングシステムステムステムステム（マッハ・（マッハ・（マッハ・（マッハ・ツェンダー型干ツェンダー型干ツェンダー型干ツェンダー型干渉計，渉計，渉計，渉計，特許特許特許特許））））

底板端面打撃に底板端面打撃に底板端面打撃に底板端面打撃によるよるよるよるSoラム波の励ラム波の励ラム波の励ラム波の励

起検出法起検出法起検出法起検出法の開発．の開発．の開発．の開発．人工欠陥からの人工欠陥からの人工欠陥からの人工欠陥からの反射波の検出反射波の検出反射波の検出反射波の検出

基本ソフトの開発基本ソフトの開発基本ソフトの開発基本ソフトの開発

ADAS(AE Data Acquisition and Analyzing system)

2002200220022002年年年年2001200120012001年年年年2000200020002000年年年年1999199919991999年年年年

4

自然錆の破壊によって高周波数帯域の自然錆の破壊によって高周波数帯域の自然錆の破壊によって高周波数帯域の自然錆の破壊によって高周波数帯域のAEAEAEAEが放出されるが放出されるが放出されるが放出される

き裂時間：　遅れ破壊における微小破壊（１結晶粒）き裂時間：　遅れ破壊における微小破壊（１結晶粒）き裂時間：　遅れ破壊における微小破壊（１結晶粒）き裂時間：　遅れ破壊における微小破壊（１結晶粒）　　　　　　　　　　の生成時間（　　　　　　　　　　の生成時間（　　　　　　　　　　の生成時間（　　　　　　　　　　の生成時間（１１１１µµµµｓｓｓｓ）に匹敵し）に匹敵し）に匹敵し）に匹敵しき裂体積：　遅れ破壊のき裂体積：　遅れ破壊のき裂体積：　遅れ破壊のき裂体積：　遅れ破壊の100～～～～1000倍に相当倍に相当倍に相当倍に相当

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

5

側壁センサーを用いた貯水円筒タンク底板の音源位置標定（液中縦波使用）側壁センサーを用いた貯水円筒タンク底板の音源位置標定（液中縦波使用）側壁センサーを用いた貯水円筒タンク底板の音源位置標定（液中縦波使用）側壁センサーを用いた貯水円筒タンク底板の音源位置標定（液中縦波使用）

R3I（（（（中心周波数中心周波数中心周波数中心周波数30kHz））））R6I（（（（中心周波数中心周波数中心周波数中心周波数60kHz））））PICO（（（（中心周波数中心周波数中心周波数中心周波数450kHz））））

AEセンサーセンサーセンサーセンサー

現在使用されている現在使用されている現在使用されている現在使用されているAE音源位置標定法の問題音源位置標定法の問題音源位置標定法の問題音源位置標定法の問題

炭素鋼円盤炭素鋼円盤炭素鋼円盤炭素鋼円盤

SUS304鋼鋼鋼鋼

6

5

欧米法；側壁ｾﾝｻｰを用いて液中伝播縦波を検出欧米法；側壁ｾﾝｻｰを用いて液中伝播縦波を検出欧米法；側壁ｾﾝｻｰを用いて液中伝播縦波を検出欧米法；側壁ｾﾝｻｰを用いて液中伝播縦波を検出提案法；底板犬走り、または端面を使用して、ラム波提案法；底板犬走り、または端面を使用して、ラム波提案法；底板犬走り、または端面を使用して、ラム波提案法；底板犬走り、または端面を使用して、ラム波　　　　を検出する　　　　を検出する　　　　を検出する　　　　を検出する

オイルサンドオイルサンドオイルサンドオイルサンド

タンク底板タンク底板タンク底板タンク底板

側壁側壁側壁側壁

錆錆錆錆

減肉減肉減肉減肉ラム波励起ラム波励起ラム波励起ラム波励起

錆錆錆錆破壊による破壊による破壊による破壊によるAE((((減肉測定）減肉測定）減肉測定）減肉測定）２段階評価２段階評価２段階評価２段階評価

（損傷（腐食）有無の検出）（損傷（腐食）有無の検出）（損傷（腐食）有無の検出）（損傷（腐食）有無の検出）１段階評価１段階評価１段階評価１段階評価

重油重油重油重油,,,,スラッジスラッジスラッジスラッジ

AEセンサーセンサーセンサーセンサー

光ファイバー光ファイバー光ファイバー光ファイバー

アニュラー板アニュラー板アニュラー板アニュラー板

直径約直径約直径約直径約100100100100mmmm

欧米の方法欧米の方法欧米の方法欧米の方法

液中縦波液中縦波液中縦波液中縦波

　　欧米方法（液中縦波検出）のどこに問題があるか？　　欧米方法（液中縦波検出）のどこに問題があるか？　　欧米方法（液中縦波検出）のどこに問題があるか？　　欧米方法（液中縦波検出）のどこに問題があるか？

7

Location accuracies using wavelet coefficient at center frequency of the sensor

Location accuracies using wavelet coefficient at 90kHz

注：設置高さ注：設置高さ注：設置高さ注：設置高さ50mmは，直径は，直径は，直径は，直径50mのタンクでは約のタンクでは約のタンクでは約のタンクでは約4mになる．になる．になる．になる．

　　　　　　　　設置高さ設置高さ設置高さ設置高さ30303030mmmmmmmmでは，では，では，では，CCCCレベル以下で評定不能レベル以下で評定不能レベル以下で評定不能レベル以下で評定不能

90kHz成分の成分の成分の成分の

到達時間差到達時間差到達時間差到達時間差を使用するを使用するを使用するを使用すると求まると求まると求まると求まる

位置評定不可位置評定不可位置評定不可位置評定不可

欧米法欧米法欧米法欧米法

8

レベルレベルレベルレベルDDDD低い位置の側壁に低周波(30kHz)センサーを設置した場合。センサーの中心周波数を使用水中縦波が検出されていない危険個所が判らない

レベルレベルレベルレベルAAAAAAAA60kHzセンサーを使用し，

ウエーブレット変換を使用し，水中縦波到達時間を決定ラム波音源位置はこのレベル

9

Filled with water With grease and water

提案方法提案方法提案方法提案方法を用いた水およびグリースを貯蔵する円筒タンクを用いた水およびグリースを貯蔵する円筒タンクを用いた水およびグリースを貯蔵する円筒タンクを用いた水およびグリースを貯蔵する円筒タンクの音源位置（人工音源，芯の圧折）標定結果．の音源位置（人工音源，芯の圧折）標定結果．の音源位置（人工音源，芯の圧折）標定結果．の音源位置（人工音源，芯の圧折）標定結果．AAレベルレベルレベルレベル

　ラム波を用いれば高精度（　ラム波を用いれば高精度（　ラム波を用いれば高精度（　ラム波を用いれば高精度（AA））））に位置標定できるに位置標定できるに位置標定できるに位置標定できる

10

５箇所に５箇所に５箇所に５箇所にSS400円盤を埋込み溶接した円盤を埋込み溶接した円盤を埋込み溶接した円盤を埋込み溶接したSUS304鋼製鋼製鋼製鋼製貯水円筒タンクの屋外暴露試験中の貯水円筒タンクの屋外暴露試験中の貯水円筒タンクの屋外暴露試験中の貯水円筒タンクの屋外暴露試験中のAEモニタリングモニタリングモニタリングモニタリング

底板上のｾﾝｻｰ底板上のｾﾝｻｰ底板上のｾﾝｻｰ底板上のｾﾝｻｰ

11

屋外暴露８日目に検出された屋外暴露８日目に検出された屋外暴露８日目に検出された屋外暴露８日目に検出されたAEの一例（２０ｄの一例（２０ｄの一例（２０ｄの一例（２０ｄB増幅率）増幅率）増幅率）増幅率）　　　　

２０ｄ２０ｄ２０ｄ２０ｄBでも振り切れる程度の大振幅でも振り切れる程度の大振幅でも振り切れる程度の大振幅でも振り切れる程度の大振幅AEが検出されが検出されが検出されが検出される．る．る．る．沢山の沢山の沢山の沢山のAEをををを検出する必要はなく，大事な検出する必要はなく，大事な検出する必要はなく，大事な検出する必要はなく，大事なAEのののの

み検出せよみ検出せよみ検出せよみ検出せよ

12

屋外暴露タンク底板大気錆空の屋外暴露タンク底板大気錆空の屋外暴露タンク底板大気錆空の屋外暴露タンク底板大気錆空のAE源位置標定結果（提案標定法による）源位置標定結果（提案標定法による）源位置標定結果（提案標定法による）源位置標定結果（提案標定法による）R6Iｾﾝｻｰを用いた２０ｄｾﾝｻｰを用いた２０ｄｾﾝｻｰを用いた２０ｄｾﾝｻｰを用いた２０ｄBでのでのでのでの1日モニタリング日モニタリング日モニタリング日モニタリング

AE音源は最も減肉の大きな音源は最も減肉の大きな音源は最も減肉の大きな音源は最も減肉の大きな#2,#3SS400円盤のところに集中円盤のところに集中円盤のところに集中円盤のところに集中

13

60ｄB増幅率での１時間モニタリングによる　　ラム波AEの音源位置評定

＃＃＃＃2,＃３＃３＃３＃３SS400円盤円盤円盤円盤の減肉は，それぞれの減肉は，それぞれの減肉は，それぞれの減肉は，それぞれ0.16mmとととと0.22mmその他の円盤の減肉はその他の円盤の減肉はその他の円盤の減肉はその他の円盤の減肉は0.06mm以下以下以下以下

14

最も単純な構成のホモダインマッハ･ツェンダー最も単純な構成のホモダインマッハ･ツェンダー最も単純な構成のホモダインマッハ･ツェンダー最も単純な構成のホモダインマッハ･ツェンダー光ファイバー干渉計と光ファイバー干渉計と光ファイバー干渉計と光ファイバー干渉計と

検出した検出した検出した検出したAoAoAoAoモードラム波モードラム波モードラム波モードラム波

Ao Lamb wave

Detected Wave Wavelet contourmap

Ao Lamb wave

約約約約70kHz以下の以下の以下の以下のラム波ラム波ラム波ラム波AEを検出を検出を検出を検出

　　　　問題：安定性が悪い

　　　周波数帯域が狭い

15

　　　　　　AEAEAEAEシステム（４０ｄシステム（４０ｄシステム（４０ｄシステム（４０ｄBBBB増幅増幅増幅増幅))))，，，，従来型干渉計（従来型干渉計（従来型干渉計（従来型干渉計（FOSSFOSSFOSSFOSS発信器）発信器）発信器）発信器）　　　　改良型干渉計改良型干渉計改良型干渉計改良型干渉計((((FUFUFUFU発信器）発信器）発信器）発信器）

　　　　　　　　　　　　　　による検出波とパワースペクトル　　　　　　　　　　　　　　による検出波とパワースペクトル　　　　　　　　　　　　　　による検出波とパワースペクトル　　　　　　　　　　　　　　による検出波とパワースペクトル

　改良型光ファイバー干渉計の検出感度はAEセンサーよりもよい　周波数帯域も200kHzまで改良

16

Sensor Fiber

Reference FiberLow-pass filter

Band-pass filter

フォトダイオードフォトダイオードフォトダイオードフォトダイオード

PZT actuatorDigitizer

通信用シングルモードファイバー

光結合器

半導体レーザー

ファイバ-同士は融着器で接合

フィードバック信号

光結合器

超音波

改良中のマッハﾂｴﾝﾀﾞｰ型光ファイバー改良中のマッハﾂｴﾝﾀﾞｰ型光ファイバー改良中のマッハﾂｴﾝﾀﾞｰ型光ファイバー改良中のマッハﾂｴﾝﾀﾞｰ型光ファイバーAEセンサーセンサーセンサーセンサー

この部分は特許申請

17

成果と目標達成、実用化成果と目標達成、実用化成果と目標達成、実用化成果と目標達成、実用化

IIII：　：　：　：　供用中供用中供用中供用中AEAEAEAEモニタリングによる高精度損傷源位置標定モニタリングによる高精度損傷源位置標定モニタリングによる高精度損傷源位置標定モニタリングによる高精度損傷源位置標定

• 　達成状況：達成状況：達成状況：達成状況：PZTPZTPZTPZTセンサーを用いる方法では，提案法（特許申請）　　センサーを用いる方法では，提案法（特許申請）　　センサーを用いる方法では，提案法（特許申請）　　センサーを用いる方法では，提案法（特許申請）　　　　　　　　　によって　　　　　　　によって　　　　　　　によって　　　　　　　によって90909090％達成．　％達成．　％達成．　％達成．　

• 　　　　　　　　石油連盟と検査会社の協力を得て、石油連盟と検査会社の協力を得て、石油連盟と検査会社の協力を得て、石油連盟と検査会社の協力を得て、

• 　　　　　実タンク２基（　　　　　実タンク２基（　　　　　実タンク２基（　　　　　実タンク２基（20202020klklklkl））））の試験を実地ズミ。の試験を実地ズミ。の試験を実地ズミ。の試験を実地ズミ。

II:II:II:II:　　　　底板損傷の状態解析（光ファイバー干渉計底板損傷の状態解析（光ファイバー干渉計底板損傷の状態解析（光ファイバー干渉計底板損傷の状態解析（光ファイバー干渉計））））

• 　達成状況：マッハ･ツェンダー型光ファイバー干渉計を完成（装置と達成状況：マッハ･ツェンダー型光ファイバー干渉計を完成（装置と達成状況：マッハ･ツェンダー型光ファイバー干渉計を完成（装置と達成状況：マッハ･ツェンダー型光ファイバー干渉計を完成（装置と　　　　　　　　方法の特許申請済）　　　　　　　　方法の特許申請済）　　　　　　　　方法の特許申請済）　　　　　　　　方法の特許申請済）

• 　問題：　可搬型，安定化装置になっていない。　問題：　可搬型，安定化装置になっていない。　問題：　可搬型，安定化装置になっていない。　問題：　可搬型，安定化装置になっていない。

• 　　　　　　現在　　　　　　現在　　　　　　現在　　　　　　現在改善中（特許申請）改善中（特許申請）改善中（特許申請）改善中（特許申請）

• 　　　　　１）１）１）１）原子力中間貯槽原子力中間貯槽原子力中間貯槽原子力中間貯槽の長期間診断（の長期間診断（の長期間診断（の長期間診断（40年間）年間）年間）年間）

• 　　　　　２）　　　　　２）　　　　　２）　　　　　２）SRBの耐圧試験の耐圧試験の耐圧試験の耐圧試験

• 　　　　　３）　　　　　３）　　　　　３）　　　　　３）長距離ガス配管長距離ガス配管長距離ガス配管長距離ガス配管の健全性診断の健全性診断の健全性診断の健全性診断

• 　　　　　　　　を計画中。　　　　　　　　を計画中。　　　　　　　　を計画中。　　　　　　　　を計画中。

1

開発内容開発内容

ＭＭ

プラント配電所

　　変圧器変圧器変圧器変圧器

電圧を機器の仕様電圧に変換約３００台

　　　電動機電動機電動機電動機

　ポンプ等の動力源

約５００台

ケーブルケーブルケーブルケーブル配電所から現場機器へ電力を供給約８００本

ＵＰＳバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーＵＰＳ等の非常電源約５０セット

１．変圧器、電動機の余寿命評価技術の開発

２．バッテリーの運転中劣化度評価技術の開発３．ケーブルの運転中簡易絶縁診断技術の開発

動力系設備の信頼性評価技術開発

事業原簿　Ｐ２０、７３

2

１．技術開発の目標

　　①変圧器の絶縁劣化度を総合的に推定するｼｽﾃﾑの開発　　②推定値と実値（解体調査値）の相関係数を０.６５から０.８０に向上

２．設定理由・当初の技術レベル　　①変圧器の寿命は、絶縁紙の劣化に左右される　　②従来の診断は、油中のＣＯ＋ＣＯ２やフルフラール生成量を統計処理　　③電力会社等の大容量変圧器を対象　　④推定値の変動範囲大、負荷率等の補正無、により余寿命推定精度低　　⑤連続運転中の健全性確認が困難

変圧器変圧器

変圧器本体内部コイルコイル解体状況


3

３．成果／到達レベル　　①ニューラルネットワーク劣化モデル作成　　　　　推定値と実値の相関係数０．８以上（０．８６）を達成　　

②補修技術指針作成　　　　　開発成果、劣化モデル、一般に普及している診断手法等を取りまとめ

変圧器変圧器

ニューラルネットワーク構造検討 y = 0.9999x

R2 = 0.9293

0

200

400

600

800

1000

0 200 400 600 800 1000

重合度測定値

重合度

推定

値

従来解析による検討 y = 0.8912x

R2 = -0.0099

0

200

400

600

800

1000

0 200 400 600 800 1000

重合度測定値

重合度

推定

値

ネットワーク構造ニューラルネットワーク解析従来解析

事業原簿　Ｐ４２、７３

4


　　①寿命低下指標である絶縁耐力値を推定するｼｽﾃﾑの開発　　②推定値精度を現状の３ｋＶから２ｋＶ以下に向上

２．設定理由・当初の技術レベル　　①電動機の寿命は、コイル絶縁材料の劣化に左右される　　②従来の診断は、劣化評価項目を選定し、評価点による診断　　③非破壊試験データからの劣化度推定技術が検討されているが精度低　　④連続運転中の健全性確認が困難

電動機電動機

破壊試験状況コイル解体状況

絶縁破壊個所


5

３．成果／到達レベル　　①ニューラルネットワーク劣化モデル作成　　　　　推定値と実値の誤差幅２ｋＶ以下（１．０５ｋＶ）を達成

　　　　②補修技術指針作成　　　　　開発成果、劣化モデル、一般に普及している診断手法等を取りまとめ　

電動機電動機

0.138⊿I

非破壊試験ﾃﾞｰﾀ

59860累積始動回数［回］

運用ﾃﾞｰﾀ

入力ﾊﾟﾗﾒｰﾀ

100%負荷率（運転A/定格A）

100%吸湿程度(ｽﾍﾟｰｽﾋｰﾀ有無)

出力ﾊﾟﾗﾒｰﾀ 23破壊電圧値［ｋV］破壊試験ﾃﾞｰﾀ

3.3CSV ［ｋV］

50経過年数［年］

680ﾓｰﾀ容量［kW］ﾓｰﾀ仕様

6100Ｑmax ［ｐC］3260ＲＣ値［ΩF］

3.3Pｉ10.0570⊿ｔan δ

0.38ｔan δ（1kV）

5910LI （4kV）

13PI（4kV）

91900絶縁抵抗［MΩ］

100%湿度

320178運転時間［ｈｒ］

正規化係数（上限値）項目

0.138⊿I

非破壊試験ﾃﾞｰﾀ

59860累積始動回数［回］

運用ﾃﾞｰﾀ

入力ﾊﾟﾗﾒｰﾀ

100%負荷率（運転A/定格A）

100%吸湿程度(ｽﾍﾟｰｽﾋｰﾀ有無)

出力ﾊﾟﾗﾒｰﾀ 23破壊電圧値［ｋV］破壊試験ﾃﾞｰﾀ

3.3CSV ［ｋV］

50経過年数［年］

680ﾓｰﾀ容量［kW］ﾓｰﾀ仕様

6100Ｑmax ［ｐC］3260ＲＣ値［ΩF］

3.3Pｉ10.0570⊿ｔan δ

0.38ｔan δ（1kV）

5910LI （4kV）

13PI（4kV）

91900絶縁抵抗［MΩ］

100%湿度

320178運転時間［ｈｒ］

正規化係数（上限値）項目

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

試験値

推定

値入／出力項目評価結果

事業原簿　Ｐ４３、７３

6


　　①電気的特性（内部抵抗）から劣化度を推定する診断評価技術の開発　　②運転中における適宜更新時期（劣化度）診断技術の開発

２．設定理由・当初の技術レベル　　①アルカリ式からＭＳＥバッテリーへの形式変更が主流となる　　②ＭＳＥバッテリーの寿命は、正極板の劣化に左右される　　③従来の診断は、装置を停止した状態での実放電試験による診断　　④内部抵抗や短時間放電による診断は存在したが精度低、測定器無　　⑤連続運転中の劣化傾向管理が必要

バッテリーバッテリー

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0 20 40 60 80

放電時間（分)

蓄電

池電

圧（Ｖ）

内部

抵抗

（ｍΩ

）

内部抵抗

電圧

バッテリー内部状況バッテリー容量と電圧・内部抵抗の関係

事業原簿　Ｐ２０、７４

7

３．成果／到達レベル　　①ニューラルネットワーク劣化モデル作成　　　　　推定値と実値の相関係数０．８以上（０．９６）を達成

　　　　　②補修技術指針作成　　　　　開発成果、劣化モデル、一般に普及している診断手法等を取りまとめ

バッテリーバッテリー

ニューラルネットワーク検証 y = 1.0076x

R2 = 0.9231

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0

容量測定値（％）

容量

推定

値（％）

ネットワーク構造評価結果

事業原簿　Ｐ４４、７４

8


　　①高圧負荷ケーブル及び接続された電動機の絶縁劣化度を運転中に簡易

　　　に診断できるシステムの開発　　②運転中簡易絶縁劣化診断技術の開発

２．設定理由・当初の技術レベル　　①ケーブルの寿命は、絶縁層の絶縁抵抗に左右される　　②発電所に設置されている活線診断装置は高価であるため適用不可　　③従来の診断は、装置を停止した状態で絶縁抵抗を測定　　④連続運転中の劣化傾向管理を安価に行うシステムが必要

ケーブルケーブル

絶縁体に発生した水トリーケーブル外観

事業原簿　Ｐ２０、７４

9

３．成果／到達レベル　　①簡易診断装置製作　　　　　模擬劣化（水トリー）ケーブルにて微地絡を検出可であることを確認

　　②劣化モデル作成　　③補修技術指針作成　　　　　開発成果、劣化モデル、一般に普及している診断手法等を取りまとめ

ケーブルケーブル

拡大

模擬欠陥ケーブル

+1[A]

-1[A]

0

0.02[ms]

診断装置外観微地絡波形

事業原簿　Ｐ４５、７４

10

課題および今後の取組　　　　１．精度向上　　　　　ユーザー側の保有データを加えることにより、更なる精度向上　　　　　を目指し、ニューラルネットワークを再構築　　　　２．システム展開　　　　　余寿命推定技術の設備管理システム展開　　　　３．診断周期　　　　　診断は適切なタイミングで最小限の回数　　　　４．他業種への展開　　　　　電動機以外は即展開可能

　　５．故障物理の検討　　　　　ストレス条件による劣化モデルの検討

実用化実用化

事業原簿　Ｐ６４、７３

11

　　１．開発会社の自社技術化　　　　　平成１５年８月に自社の維持管理指針へ成果を展開　　　　　統合的設備管理システムの導入　　　　２．石油業界への展開　　　　　石油学会　電気維持管理規格分科会へ情報を提供　　　　　　　平成１５年度：ケーブル、変圧器　　　　　　　平成１６年度：バッテリー、電動機　　　　　　３．外販活動への展開　　　　　平成１５年度中を目途に、関連会社にて展開中の「変圧器　　　　　診断ビジネス」へ成果を展開　　　　４．製品化への展開　　　　　ユーザーのニーズ調査を行い製品化を図る　　　　　ケーブル簡易診断装置　４億円/年(販売開始後５年)

事業化事業化

事業原簿　Ｐ６４、７３

1

石油精製設備の管理支援システム技術開発

• ＰＥＣ虎ノ門研究室

• ＰＥＣ江東分室

• ＰＥＣ横浜分室

2

石油精製設備の腐食は、運転条件に応じて変化するところから、

配管の腐食進行の推定精度を向上させるためには、運転条件の変動を

その推定に反映させることが必要となる。

近年確立されつつあるコンピュータによる学習手法、シミュレーション技術

を適用し、運転データ、腐食因子濃度データと設備管理データを

高度に利用した余寿命予測機能を有する設備管理支援システムの開発

現状推定余寿命の１／２程度の時期に設定されている設備の検査時期を

２／３程度まで延長可能な余寿命予測精度の達成

目標１

目標２

事業原簿　P11研究開発の必要性

研究開発の目標事業原簿　P13

3

研究開発の内容及び成果物の具体的姿

●開発システム（設備管理支援システム）

【運転データに基づく設備の余寿命予測機能を有した設備管理システム概念図】

●既存システム

操業管理システム

設備管理システム

品質管理システム

製造部門系情報

設備部門系情報

・操業実績DB　　　　　　など

・機器スペック　　　　　　など

・予・実算管理

・製品サンプルDB

・生産計画機能　　　　　

・検査実績・工事履歴DB

・半製品サンプルDB　など

・保全計画・余寿命計算機能

腐食環境シミュレーションモデル腐食環境シミュレーションモデル腐食環境シミュレーションモデル腐食環境シミュレーションモデル

アラーム機能

肉厚管理用肉厚管理用肉厚管理用肉厚管理用

データベースデータベースデータベースデータベース

運転データ

腐食速度推定値

腐食因子濃度推定値

【 IN　PUT 】・運転データ・原料データ

【OUT　PUT 】・余寿命 /　腐食速度

・設備弱点個所　短寿命部位　腐食速度大部位　腐食環境悪化部位

原料データ

腐食速度推定モデル腐食速度推定モデル腐食速度推定モデル腐食速度推定モデル

事業原簿　P47,75

4

研究開発の内容(腐食速度推定モデルによる腐食速度推定)

【フェーズ１：学習】

●過去の運転条件を与える

【フェーズ２：適用】

●構造因子を与える

・温度、圧力、流量

・腐食因子濃度等

・材質、形状

・流体の滞留、衝突

関係を学習させる

●過去の肉厚測定

データ（腐食速度）

を与える

学習したモデル

（腐食速度推定モデル）

学習ツール

●新規の運転条件

を与える

●腐食速度を

推定する

・NN　　：ニューラルネットワーク

・TCBM： Topological Case Based Modeling

　　　　　　事例ベース推論を利用した非線形モデリング手法

＊新規性⇒腐食予測に学習ツールを適用する

事業原簿　P47

5

精製部　原油担当　殿原油評価試験結果表Ｈ１１年３月１７日豊田さんへ（非抽出塩素残し）

原油名ＲＡ原油L o t N o . Ｈ１００１６船　名日　　天　　丸

採取年月日平成 1 0 年 1 １月１８日試験年月日平成 1 1 年 1月日

精密蒸留

原油一般性状 C u t R a n g e 原油Ｃ１～Ｃ５～ 6 0～ 9 0～ 1 2 0 ～ 1 5 0 ～ 1 8 0 ～ 2 1 0 ～ 2 4 0～ 2 7 0～ 3 0 0～ 3 3 0～ 3 6 0 +

密度 ( 1 5℃ )　 g / c m 3 0 . 9 1 0 6 (℃ ) 　Ｃ４　　 6 0 　 9 0 　 1 2 0 　 1 5 0 　 1 8 0 　 2 1 0 　 2 4 0 　 2 7 0 　 3 0 0 　 3 3 0 　 3 6 0ＡＰＩ 2 3 . 8 測定方法 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2 D - 2 8 9 2

硫黄分　　　 w t % 3 . 7 2 測定圧力 m m H g 7 6 0 7 6 0 7 6 0 7 6 0 7 6 0 7 6 0 7 6 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0窒素分　　 w t p p m 1 8 0 0 密度 ( 1 5℃ ) 0 . 9 1 0 6 0 . 5 5 8 0 0 . 6 3 9 9 0 . 6 7 8 1 0 . 7 1 4 4 0 . 7 4 3 0 0 . 7 7 1 3 0 . 7 9 4 2 0 . 8 0 9 1 0 . 8 2 9 9 0 . 8 5 2 2 0 . 8 6 7 7 0 . 8 8 7 8 1 . 0 0 7 3流動点　　　 ℃ - 2 5 . 0 重量　　 g 1 8 6 6 . 4 1 2 . 3 2 8 . 7 3 4 . 8 4 8 . 7 5 8 . 3 6 8 . 2 6 4 . 3 6 7 . 7 7 2 . 2 7 6 . 8 7 9 . 5 8 2 . 3 1 1 5 7 . 7

動粘度 3 0℃ 5 4 . 7 収率 w t % 0 . 7 1 . 5 1 . 9 2 . 6 3 . 1 3 . 7 3 . 4 3 . 6 3 . 9 4 . 1 4 . 3 4 . 4 6 2 . 0

m m 2/ s { c S t } 5 0℃ 2 4 . 3 v o l % 1 . 1 2 . 2 2 . 5 3 . 3 3 . 8 4 . 3 4 . 0 4 . 1 4 . 2 4 . 4 4 . 5 4 . 5 5 7 . 1残留炭素分　 w t % 9 . 8 4 留分別一般性状

Ｎｉ 1 9 . 2 C u t R a n g e ℃ Ｃ 5～ 6 0 6 0～ 9 0 9 0～　 1 2 0～　 1 5 0～　 1 8 0 ～　 2 1 0 ～　 2 4 0 ～　 2 7 0 ～　 3 0 0 ～Ｖ 4 2 . 3 試験項目　 1 2 0 　 1 5 0 　 1 8 0 　 2 1 0 　 2 4 0 　 2 7 0 　 3 0 0 　 3 3

金属分Ｆｅ密度 ( 1 5℃ )　　 g / c m 3 0 . 6 3 9 9 0 . 6 7 8 1 0 . 7 1 4 4 0 . 7 4 3 0 0 . 7 7 1 3 0 . 7 9 4 2 0 . 8 0 9 1 0 . 8 2 9 9 0 . 8 5 2 2 0 . 8 6 7

w t p p m Ｎａ硫黄分　　　　 w t % 0 . 0 1 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 1 0 0 . 2 5 0 . 4 2 0 . 7 0 1 . 4 0 2 . 2 5 2 . 6 0Ｋ窒素分　　　　 w t p p m 0 . 5 ↓ 0 . 5 ↓ 0 . 7 1 . 0 5 . 9 2 9 7 2Ｃａ全塩素分　　　 w t p p m

塩分 l b / 1 0 0 0 b b l 7 . 0 有機塩素　　　 w t p p m w t p p m 9 . 1 3 0 ℃ 1 . 8 6 7 2 . 6 8 7 3 . 9 6 8

硫化水素　　 w t p p m 0 . 1 ↓ 動粘度 5 0 ℃ 1 . 3 8 2 1 . 8 7 2 2 . 6 2 2 3 . 9 2 8全酸価　　 m g K O H / g 0 . 3 4 m m 2/ s { c S t } 7 5 ℃ 2 . 4 1 6灰分　　　　 w t % 0 . 0 1 1 0 0℃

水分　　　　 v o l % 0 . 0 5 1 2 0℃ 水泥分　　　 v o l % 0 . 1 1 5 0℃ 全塩素分　　 w t p p m 2 7 . 8 煙　点　　　　　 m m

有機塩素　　 w t p p m 後日報告流動点　　　　　 ℃ - 4 2 . 5 - 2 7 . 5 - 1 2 . 5 - 2 . 5ＳＳ分　　　 w t p p m 2 8 . 7 0 目詰まり点　　　 ℃

曇り点　　　　　 ℃

知多ガスクロ蒸留 (℃ ) 析出点　　　　　 ℃ 原油 w t % 3 6 0℃ + v o l % セタン指数

ＩＢＰ残留炭素分　　 w t %

　５％全酸価　　 m g K O H / g １０％屈折率 ( 7 0 ℃ ) １５％アニリン点　　　 ℃

２０％針入度 ( 2 5 ℃ ) 　 1 / 1 0 m m ２５％軟化点　　　　　 ℃ ３０％Ｎｉ

３５％Ｖ４０％金属分Ｆｅ４５％　 w t p p m Ｎａ

５０％Ｋ５５％Ｃａ６０％ＩＢＰ

６５％　蒸　５％７０％　留１０％７５％　性３０％

８０％　状５０％８５％７０％９０％　 ℃ ９０％

９５％９５％ＥＰ　９７％

・硫黄分　

・窒素分　

・塩分

生産計画情報

腐食成分濃度データ

ＲＡ原油

（例） 97‘9.3 ・ＲＡ４４％，

　・ＡＭ２４％　・ＵＺ２２％　・ＫＵ９％　・ＦＺＢ１％

・温度

・流量

・圧力

現場サンプル腐食成分濃度データ

・ｐH、H2S、Cl　等　

仮想原油性状

●プロセスシミュレータ

●学習ツール（NN)

運転情報

原油評価試験結果表

腐食環境シミュ腐食環境シミュ腐食環境シミュ腐食環境シミュレーションモデルレーションモデルレーションモデルレーションモデル

腐食成分濃度推定

アラーム管理アラーム管理アラーム管理アラーム管理

腐食速度推定腐食速度推定腐食速度推定腐食速度推定モデルモデルモデルモデル

●設備の制約上測定　　できない値推定

●時間的欠如データ　　推定補完

試験情報試験情報

出力

・モデリング・モデリング・モデリング・モデリング

・オンライン化・オンライン化・オンライン化・オンライン化

開発要素開発要素開発要素開発要素

研究開発の内容　(腐食環境シミュレーションによる腐食因子濃度推定)

＊新規性⇒腐食成分濃度推定にプロセスシミュレータ・学習ツールを適用する

事業原簿　P47

6

肉厚

従来の検査時期（余寿命の１/2)

寿命

安全率

推定値実測値

検査周期延長検査周期延長検査周期延長検査周期延長信頼性向上信頼性向上信頼性向上信頼性向上

研究開発の効果

更新肉厚

設備検査データ（肉厚データ）による余寿命予測をバックチェックできるようになる

成果活用

　効果

【配管の検査時期決定】

腐食環境が

マイルドになっているケース

腐食環境が

シビアになっているケース


7

K1K1K1K1

K2K2K2K2

K3K3K3K3

GO1GO1GO1GO1

GO2GO2GO2GO2

GO3GO3GO3GO3

R2R2R2R2

LPGLPGLPGLPG

R1R1R1R1

HG2HG2HG2HG2

HG1HG1HG1HG1

CRCRCRCR

WNWNWNWN

G1G1G1G1

OilOilOilOil FloFloFloFlowwww

ＴＷ

常圧

蒸留塔

Ｆｕ（加熱炉）

ＶＥA/B/C

ＴＷ

ＶＥ

ＶＥ

ＶＥ

K1K1K1K1

K2K2K2K2

K3K3K3K3

GO1GO1GO1GO1

GO2GO2GO2GO2

GO3GO3GO3GO3

R2R2R2R2

LPGLPGLPGLPG

R1R1R1R1

HG2HG2HG2HG2

HG1HG1HG1HG1WNWNWNWN

G1G1G1G1

脱塩槽）

ＴＷ

常圧蒸留装置　常圧蒸留塔塔頂　及び塔底配管系

高温硫化物腐食系モデル化（Ｈ１２年度）

研究開発の範囲

湿潤硫化物腐食系モデル化（Ｈ１３年度）

TW:　塔

VE：　槽

　　：　熱交

　　：　流量計


8

目標達成状況目標１

アラームリスト

設備部位

余寿命検査日

肉厚推定値

最新肉厚測定値（設備検査データ）

腐食速度推定値

更新基準運転データ

腐食因子濃度データ

アラーム要因　１：高腐食速度　２：短寿命　３：相対基準外れ　４：モデル精度不良

完了

コンピュータによる学習手法、シミュレーション技術を適用し、

運転データ、腐食因子濃度データと設備管理データを高度に利用した

余寿命予測機能を有する設備管理支援システムの開発


9

0

0 .5

1

1 .5

2

2 .5

3

3 .5

4

4 .5

5

M ay- 9 0 Jan - 9 3 O c t- 9 5 Ju l- 9 8 A pr- 0 1 Jan - 0 4

TC B M

N N

更新時期

0

0 .5

1

1 .5

2

2 .5

3

3 .5

4

4 .5

5

M ay- 9 0 J an - 9 3 O c t- 9 5 Ju l- 9 8 A pr- 0 1

T C B M

N N

更新時期

目標達成状況

現状推定余寿命の１／２程度の時期に設定されている設備の検査時期を２／３程度まで延長可能な高精度の余寿命評価技術の開発

目標２

肉厚トレンドの再現（更新事例２件）

●事例１

余寿命２／３の検査勧告で、余寿命２／３の検査勧告で、余寿命２／３の検査勧告で、余寿命２／３の検査勧告で、

　　　　更新以前に検査時期を警告できた更新以前に検査時期を警告できた更新以前に検査時期を警告できた更新以前に検査時期を警告できた

検査周期延長

　⇒精度の良い腐食予測モデル構築

●技術面の向上　

●管理面の充実

　⇒オンラインモニターの実施

推定

値（

mm

/y)

実測値（mm/y)

目標精度達成目標精度達成目標精度達成目標精度達成

（（（（ ±±±±0.20.20.20.2mm/ymm/ymm/ymm/y））））0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

主要な腐食因子を抽出できた　

実証

測定誤差（機器、人）

●事例２

検査警告時期検査警告時期

更新肉厚

NN TCBM 更新時期

達成

（年）（年）

（肉厚）

（肉厚）


10

成果の普及

●特許①設備管理方法及び設備管理装置

②腐食速度推定システムのモデリングデータ生成方法及び装置

③階層型ニューラルネットワークの学習方法、その他プログラム

　　及びそのプログラムを記録した記録媒体

●論文

①石油精製プラントの設備管理と診断のためのソフトセンサー技術の開発

　⇒日刊工業出版プロダクション『オートメーション１１月号（H13) 』

②石油精製設備の管理支援システム技術開発

⇒石油学会『ペトロテックH15年6月号』

●成果発表

NEDO/PEC成果報告会　、石油学会

事業原簿　P51-52

11

保全方針（腐食管理）策定

新設腐食メカニズム想定運転仕様決定

年度計画

設備検査

余寿命評価

保全要領修正判定

（制約事項、監視項目）

運用長期計画

・運転データ（DCS)・試験データ推定　（環境シミュレーションモデル）

・余寿命推定　・アラームリスト

データ採取（オンライン情報）

（腐食速度推定モデル）When

where

修正

修正

設備管理支援システム設備管理支援システム設備管理支援システム設備管理支援システム

実用化（適用案）

（部位、方法、周期）設備検査仕様決定

評価

What

（アラーム機能）


PDCAサイクル（数年～十数年）

⇒規制緩和＝長期連続運転（検査周期の長期化）

安全性を担保する技術として適用

12

ICMMSICMMSICMMSICMMSの概念図の概念図の概念図の概念図

最適化最適化最適化最適化////準備準備準備準備

フィードバックフィードバックフィードバックフィードバック

AFIAFIAFIAFI----1,31,31,31,3

AFIAFIAFIAFI----2222RRMRRMRRMRRM （リスク・信頼性管理）（リスク・信頼性管理）（リスク・信頼性管理）（リスク・信頼性管理）

MMSMMSMMSMMS ((((保全管理ｼｽﾃﾑ保全管理ｼｽﾃﾑ保全管理ｼｽﾃﾑ保全管理ｼｽﾃﾑ))))

EISEISEISEIS（経営情報ｼｽﾃﾑ（経営情報ｼｽﾃﾑ（経営情報ｼｽﾃﾑ（経営情報ｼｽﾃﾑ))))

FCPFCPFCPFCP（財務・契約・購買）（財務・契約・購買）（財務・契約・購買）（財務・契約・購買）

解析解析解析解析

ＫＰＩＫＰＩＫＰＩＫＰＩ

報告書報告書報告書報告書

傾向管理傾向管理傾向管理傾向管理

作業者コスト作業者コスト作業者コスト作業者コスト

予備品予備品予備品予備品

支出分析支出分析支出分析支出分析契約契約契約契約

スケジュールスケジュールスケジュールスケジュール////計画計画計画計画

作業リスト作業リスト作業リスト作業リスト

リスク評価リスク評価リスク評価リスク評価

設備管理設備管理設備管理設備管理DBDBDBDB

突発保全

緊急保全

図面・文書図面・文書図面・文書図面・文書管理システム管理システム管理システム管理システム

IOWIOWIOWIOW

運転情報運転情報運転情報運転情報（操業データ）（操業データ）（操業データ）（操業データ）

定修計画定修計画定修計画定修計画

精製精製精製精製DWHDWHDWHDWH

SPECSPECSPECSPEC、、、、履歴　履歴　履歴　履歴　寿命予測、保全計画　寿命予測、保全計画　寿命予測、保全計画　寿命予測、保全計画　

：ﾃﾞｰﾀの流れ：業務の流れ

AFIAFIAFIAFI----4444

AFIAFIAFIAFI----5 ICMMS5 ICMMS5 ICMMS5 ICMMS

最適化最適化最適化最適化////準備準備準備準備

フィードバックフィードバックフィードバックフィードバック

（他ｼｽﾃﾑｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ）（他ｼｽﾃﾑｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ）（他ｼｽﾃﾑｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ）（他ｼｽﾃﾑｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ）

実用化・事業化までのシナリオ

①解析対象製油所での運用

・設備管理システムの再編プロジェクト発足

・２００５年４月稼動に向け活動中

(Integrated Computerised Maintenance Management System）

ねらい

・保全費低減

・技術伝承

（ベテラン層退職問題）

・安全安定操業

　⇒知識・ノウハウの

　　システムへの取り込み


13

コンサルティングビジネスの現状と今後

データ解析ツール　DataForestDataForest　　（（TCBM)TCBM)を使い、データマイニングによるコンサルティングビジネスを下記のモデル化を通して行って来た。

・仮想センサーによる推定:容易に手に入るデータを使い、直接計測出来ないものや、　測定に時間の掛かるものをリアルタイムで推定するモデル。

・ｎ時間先の値を推定：過去の時系列データから時間による変化傾向をモデル化し、

　　　　ｎ時間先の値を推定するモデル。

・ノウハウのシステム化：熟練オペレータのさまざまな状況での操作／判断を、操作の　結果、変化するプロセスデータから、熟練オペレータの操作　方法を推定するモデル。

②モデリング、システム構築に関するコンサルティング

③設備管理システム等パッケージ販売メーカーへのアプローチ

株式会社　山武　（横浜分室）と共同研究継続

実用化・事業化までのシナリオ

ねらい

・オペレーション

　分野での事業展開

・設備管理分野への

　　　　　　　市場拡大


プロジェクトの詳細 - nedo:国立研究開発法人新エ...

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