減肉配管に対する厚さ測定値の確率特性

Probabilistic properties of measurement for thickness of pipe with metal loss

戒田 拓洋*; 石崎 陽一*; 岡島 智史 

Kaida, Takuyo*; Ishizaki, Yoichi*; Okajima, Satoshi

減肉評価の合理化、並びに安全裕度の明確化を目的とした信頼性解析を実機に適用するためには、圧力設備の限界状態を表す各パラメータの確率特性が明確になっている必要がある。その中でも、減肉部の厚さ測定値は重要なパラメータの一つである。日本高圧力技術協会、信頼性に基づく減肉評価専門研究委員会(略称MLR委員会)では、実機で発見された減肉配管を供試し、超音波法による厚さ測定を複数の検査員で実施するラウンドロビン試験を行っている。測定データを分析することで厚さ測定値に関する確率特性を求め、減肉評価の信頼性を明らかにすることは、減肉評価の合理化と、安全裕度の明確化の観点から解決しなければならない課題である。そこで、本研究では、厚さ測定値に関する確率特性を明らかにすることを目的に、MLR委員会が行ったラウンドロビン試験から得られたデータを調査し、その特徴を明確にする。調査にあたり、圧力設備の要求性能と対応する厚さ測定に関するばらつきの要因について整理する。得られた確率特性を用いて、内圧破壊に対する減肉配管の信頼性評価を実施したので報告する。

Probabilistic approach for Fitness-For-Service (FFS) assessment of pressure equipment in petroleum and petrochemical plant helps to quantify the safety margin and rationalize the assessment. As for local metal loss assessment, several studies have been made on reliability analysis of the damaged equipment by use of limit state function, denoted by deterministic FFS model in published standard. Stochastic properties of random variables are needed in the reliability analysis. Remaining thickness of the pressure equipment is one of the important variables in limit state function for metal loss assessment. The thickness readings on a prescribed grid, which characterize the remaining thickness and size of the region of metal loss, might be varied by each inspector. There has been, however, no studies on stochastic properties of thickness readings for the local metal loss assessment. In this study, the stochastic properties of thickness readings were investigated by analyzing of the results of Round-Robin test. The cause of variation of thickness readings was clarified for the purpose of either protection of failure by pressure or that of leakage. The results of investigation indicated that standard deviation of thickness readings in the region of metal loss was more than that of thickness away from metal loss. Finally, the reliability of pressure equipment with local metal loss was analyzed using stochastic properties.