증기터빈용 배관과 그 제조법 및 그것을 이용한 증기터빈용주증기 배관과 재열 배관 및 증기터빈 발전플랜트 document_id A220623018101

본 발명은 초음파 탐상시험의 결함검출 정밀도가 높은 원심주조 배관으로 이루어지는 신규 증기터빈용 배관과 그 제조법 및 그것을 이용한 증기터빈용 주증기 배관과 재열 배관 및 증기터빈 발전플랜트에 관한 것이다. 증기터빈 발전플랜트에서는 고온 고압의 증기에 노출되는 배관류 중에서 특히 주증기에 노출되는 주증기 배관의 건전성이, 플랜트 수명을 좌우한다. 배관 내부에 결함이 있을 때, 이 결함을 기점으로 하여 부식이나 균열이 발생하여 수명을 저하시킨다. 사용 중에 있어서의 파손, 누설사고를 방지하기 위해서는, 배관의 제조시 및 사용 중에 있어서, 배관 내부의 결함 유무를 검사하는 것이 중요하고, 일반적으로 비파괴시험에 의한 재료시험을 실시하고 있다. 비파괴시험법으로서, 예를 들면 초음파 탐상(UT), 방사선 투과(RT), 자분탐상(MT)이, 각각 JIS G0582, JIS G0581, JIS G0565에 규정되어 실시되고 있으나, 내부 결함의 위치, 크기의 검출 정밀도로서는 초음파 탐상(UT)이 유효하다. 또, 배관 재료는 사용 온도에 의하여 탄소강, 저합금강, 고Cr함유 합금이 사용되고 있다. 최근의 에너지절약의 관점에서 개발 실용화가 진행되고 있는 증기의 고온화, 고압력화에 대응하는 550℃ 이상의 증기온도에서는 내용온도, 내환경성이 높은 8∼13%의 Cr을 함유하는 고Cr 마르텐사이트강이 사용되고, 합금조성으로서 일례로는, 발전용 화력설비의 기술기준인 화(火)SFVAF28에 9% Cr 단강이, 화SUS410J3에 12% Cr 단강이 규정되어 있다. 이들 단강의 합금조성에 관해서는 특허문헌 1 및 2 등이 있다. [특허문헌 1] 일본국 특개소59-116360호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개평2-290950호 공보 그러나 종래의 9% Cr 단강 및 12% Cr 단강에서는, 더욱 고온에서 사용되도록 하기 위해서는 Mo, W, Co, Nb 및 B 등의 강화원소를 더 많이 함유시킴으로써 강화되나, 단강으로 하지 않을 수 없기 때문에 이들 원소를 다량으로 함유시킬 수 없고, 그 때문에 더욱 고온화를 달성할 수 없다. 또, 초음파 탐상시험에서 고정밀도로 결함을 검출하기 위해서는, 피검사재료의 초음파 투과성능이 양호한 것이 필요하다. 주조 재료는 일반적으로 입도번호가 4 이하로 결정립이 조대하며, 또 형상, 두께에 따라 응고속도가 다르기 때문에 혼립조직을 형성하기 쉽고, 초음파의 감쇠, 이상굴절 때문에 초음파 탐상성이 열화되어 충분한 탐상은 곤란하다. 이 때문에 초음파 탐상검사에 요하는 시간은 방대해져 정기검사에 많은 시간이 걸린다. 또 검출 정밀도가 낮기 때문에 운전 중에 허용되는 결함치수를 더욱 작은 값으로 규정하지 않을 수 없어, 부재가 원래 가지고 있는 수명에 도달하기 전에 폐각(廢却)하지 않을 수 없기 때문에, 유효한 이용을 할 수 없는 문제가 있다.