[发明专利]结构物的寿命诊断方法及诊断系统

说明书

本发明涉及结构物的寿命诊断方法及评估系统，结构物的寿命诊断方法可包括：准备上述被测结构物的步骤；测量上述被测结构物的发热量或吸热量的步骤；利用测量的上述发热量或上述吸热量来测量上述被测结构物的熵减少量的步骤；以及根据测量的上述熵减少量来诊断上述被测结构物的剩余寿命的步骤。

技术领域

本发明涉及寿命诊断技术，更加详细地，涉及结构物的寿命诊断方法及其诊断系统。

背景技术

包括地球上存在的基础设施(infrastructure)及公共设施在内的所有结构物随着使用年限的增加而老化，导致上述结构物发生灾难性倒塌事故的概率随之增加。因此，在公共安全性和经济性方面，确定陈旧结构物的剩余寿命并评估上述陈旧结构物的可持续性(sustainability)非常重要。当前核电工业正在促进延长核能发电的寿命，韩国将其寿命从40年延长到60年，海外尤其美国将其寿命从60年延长到80年。为此，首要任务是确保诸如压力容器、管道、蒸汽发生器、加压器之类的核反应堆核心结构物以及核电站中使用的电缆的可持续性。

并且，由于诸如火力发电、石化设施及区域供热锅炉之类的结构物在高温下运行，因此在这些行业中还迫切需要用于诊断暴露于高温的结构物的可持续性及寿命的技术。

关于上述结构物的老化，到目前为止，老化程度取决于外部因素(例如，外部应力、疲劳、蠕变)、环境影响(例如腐蚀、氧化、冲蚀及氢脆性)以及初始材料因素。但是，尚未明确查明结构物本身的老化现象，因而基于外部因素确定的用于诊断陈旧结构物的可持续性及寿命的现有方法太不完善且可能存在缺陷。

作为替代方案，与上述结构物的寿命诊断方法相比，通过广泛使用无损检查技术来检测结构物中存在的缺陷并测量大小以稳定上述结构物。但是，上述无损检查技术也无法特定缺陷的原因，因此难以诊断上述陈旧结构物的可持续性及准确的剩余寿命。尤其，当前的无损检查技术在识别对结构物的寿命产生重大影响且小于0.25mm的微缺陷方面存在技术局限性。

并且，由于不准确的寿命诊断而发生许多陈旧结构物的倒塌事故，并且随着陈旧结构物的使用年限的增加，这种陈旧结构物的倒塌事故的趋势变得越来越严重。

因此，需要一种能够准确地评估结构物的剩余寿命的寿命诊断方法及其系统。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供一种可以准确地评估结构物寿命的结构物的寿命诊断方法。

并且，本发明所要解决的另一问题在于，提供一种可以准确地评估结构物寿命的结构物的寿命诊断系统。

根据本发明的一实施例，可以提供一种结构物的寿命诊断方法，其包括：准备被测结构物的步骤；测量上述被测结构物的发热量或吸热量的步骤；根据测量的上述发热量或吸热量来测量上述被测结构物的熵减少量的步骤；以及根据测量的上述熵减少量来诊断上述被测结构物的剩余寿命的步骤。诊断上述被测结构物的剩余寿命的步骤包括根据熵减少活化能确定的寿命末期与任意时间点之间的熵减少率以及释放最大热量的峰值温度与运行时间之差之间的关系式。其中，任意时间的熵减少量取决于该时间的发热量或吸热量。用于诊断上述剩余寿命的关系式可以由t_L＝k(H_L/H_i)[(T_P－T)/T_P]²exp[+Q_ΔS/R(1/T－1/T_P)]定义。在上述数学式中，k为固有常数，R为气体常数，T_P为释放最大热量的峰值温度，Q_ΔS为熵减少活化能，T为运行温度，H_L为寿命末期的发热量或吸热量，H_i为在任意时间点确定的发热量或吸热量。上述熵减少活化能Q_ΔS可通过以加热速度的函数表示释放最大热量的峰值温度的基辛格(Kissinger)方法来确定。