JPH01125501A

JPH01125501A - 半ノズル体の製作方法

Info

Publication number: JPH01125501A
Application number: JP28296587A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Kamito; 好美上戸; Hiroshi Fujimura; 藤村　浩史; Takijiro Shimamoto; 島本　滝二郎; Takeshi Ando; 健安東; Manabu Kimura; 学木村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-11-11
Filing date: 1987-11-11
Publication date: 1989-05-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、２分割構造の蒸気タービンノズル室を製作す
るにあたって、はぼ対称な構造の上半ノ山す半ノズルリングを溶接する方法に関する。本発明は、
しかし、これに限らず、ボイラ部品の配管用エルボのシ
ーム溶接にも適用可能である。

従来の技術第３図及び第４図は本発明の方法によって製作しようと
する蒸気タービンノズル室の一例を示し、蒸気タービン
ノズル室は２分割構造であって、上半ノズル体１ａと下
半ノズル体１ｂとで構成され、これらの半ノズル体は締
結用ボルト・ナツト２の手段により一緒に機械的に固定
されて、１つの蒸気タービンノズル室を完成する。

これらの半ノズル体１ａ、ｌｂはほぼ対称な構造となっ
ているものであり、それぞれ、半環状をなしその外周部
に蒸気入口３　ａ、　３　ｂを有するとともにこの蒸気
入口と通じる溝型の蒸気通路４　ａ、　４　ｂが半円状
に延びている半ノズル室本体５　ａ、　５　ｂに多数の
蒸気出口６　ａ、　６　ｂを有する半環状の半ノズルリ
ング７　ａ、　７　ｂを嵌め込み、この嵌め込み部分の
内外周シーム部８　ａ、　８　’ａ、　８　ｂ、　８　
’ｂを杉れぞれ突き合せ溶接して蒸気通路４ａ、４ｂを
密閉した構造となっている。

なお、蒸気通路４ａ、４ｂは複数の隔壁板９により幾つ
かの部屋に仕切られ、また蒸気出口６ｍ。

６ｂは半ノズルリング７　ａ、　７　ｂの内部に螺旋状
に穿孔されて蒸気の旋回流化を図っている。

発明が解決しようとする問題点以上述べた如き２分割構造の蒸気タービンノズ千ル室の上半ノズル体１ａ又は過半ノズル体ｔｂを構成す
る半ノズル体を製作するにあたって、従来は、半ノズル
室金体５　ａ、　５　ｂへの半ノズルリング７　ａ、ｉ
邂又は７ｂの嵌め込み部分の内外周シーム部ｆｊｊ８　
ｍ、　８　’ａ、　８　ｂ、　８　、ｂ＋、き合せ溶接
を、被覆アーク溶接法による多層溶接で行っている。

このような溶接方法では、しかし、次に述べるような点
（１）〜（５）などから、溶接精度、溶接性ならびに溶
接作業性の面で問題があった。

（１）材質により予熱層間の管理が必要である。

（２）入熱量が大きく、従って変形が大きい。

（３）変形防止のため、予め十分な拘束を必要とする。

（４）Ｕ形開先加工が必要である。

（５）多点同時溶接を行い、局部変形を抑える必要があ
り、しかも工数、時間がかかりすぎる。

問題点を解決するための手段本発明は、このような従来の問題点を解決するために、
半環状をなしその外周部に蒸気入口を有するとともにこ
の蒸気入口と通じる溝型の蒸気通路が半円状に延びてい
る半ノズル室本体に多数の蒸気出口を有する半環状の半
ノズルリングを嵌め込み、この嵌め込み部分の内外周シ
ーム部をそれ上ぞれ突き合せ溶接して前記蒸気通路を密閉し、これによ
り２分割構造の蒸気タービンノズル室の上半ノズル体又
は下半ノズル体を構成する半ノズル体を製作する方法に
おいて、上記半ノズル室本体をポジショナ−の回転テー
ブル上に固定するとともに、この半ノズル室本体に上記
半ノズルリングを嵌め込んで、その内周シーム部の突き
合せ溶接部と外周シーム部の突き合せ溶接部のそれぞれ
の開先ルート部が同心円上の任意の位置で常に水平にな
るように、上記回転テーブルの傾斜姿勢を設定し、それ
から電子ビーム溶接ガンを各々の開先ルート部の水平位
置と同じレベルに相対するように調整し、その後上記回
転テーブルを回転して周溶接を行うようにしたものであ
る。

作用このような手段によれば、したがって、ギヤツブを有し
ないｌ型開先とし、エネルギ密度の高い電子ビームの溶
接法により、溶材を必要とせず、かつワンパスで溶接を
完了し、完全自動化を図ることができる。

実施例以下第１図及び第２図を参照して本発明の実施例につい
て詳述する。

第１図において、第３図及び第４図に示した２分割構造
の蒸気タービンノズル室の上半ノズル体ｌａ又は下半ノ
ズル体１ｂを構成する半ノズル体ｌの半ノズル室本体５
がポジショナ−１０の回転テーブル１１に軸心を合せて
搭載されて、溶接１２等の方法により固定され、かつ半
ノズルリング７がこの半ノズル室本体５に嵌め込まれて
いる。そして、回転テーブル１１は、水平面に対して傾
いた状態でセットされている。

一方、電子ビーム溶接ガン１８は、半ノズル体１におけ
る半ノズル室本体５への半ノズルリング７の嵌め込み部
分の内外周シーム部８．８′のうち、外周シーム部８に
対して水平に保持して対応させられている。

半ノズル体ｌは第３図及び第４図に示した蒸気タービン
ノズル室の上半ノズル体１ａ又は下半ノズル体ｔｂと同
じ構造を有するものであり、したがって半ノズル室本体
５は半環状をなし、その外周部に蒸気入口（図示省略）
を有するとともにこの蒸気入口と通じる溝型の蒸気通路
４が半円状に延びているものであり、また、半ノズルリ
ング７は多数の蒸気出口６を有する半環状をなして電・
５ｊのである。

なお、１３ａは電子ビームの溶接ガン１３の先端から発
射される電子ビームを示し、また１４はポジショナ−１
Ｏの回転テーブル１１の回転方向を示している。

次に、第２図について説明する。本図は、第１図の状況
を側面より見た図であり、半ノズル室本体５に対する半
ノズルリング７の嵌め合いの状況、すなわち半ノズル室
本体５の蒸気通路４上に開かれたＶ型溝に、先端をｖ型
に加工された半ノズルリング７を挿入したことによって
形成された外周シーム部８及び内周シーム部８′のルー
ト面の状況を詳細に示している。

そして、第２図は、また、各々の継手のルート断８桶が水平の位置にある部分に対して、電子ビーム溶接
ガン１３．１３’が横向きに、すなわち溶接ガン１３よ
り発射される電子ビーム１３ａ、１３’ａがルート断面
に平行方向になるようセツティングされた状況を示して
いる。

なお、１５は外周シーム部８の位置から内周シーム部８
′の位置に移動する溶接ガン１３の移動方向を示す。ま
た、θはポジショナ−１０の回転テーブル１１の水平面
１６に対する傾斜角を示し、この傾斜角θは外周）−ム
部８と内周シーム部８′の双方のルート断面が水平の状
態にあるように調整された角度である。

次に、本発明における溶接方法について説明する。

第１図に示した状態にあって、電子ビーム溶接装置を起
動させ、溶接ガン１３より電子ビーム１３ａを発射しつ
つ、ボジシ式す一１Ｏを起動させ、回転テーブル１１を
矢印１４の方向に適度な速度で回転させると、図示され
た外周シーム部８は電子ビーム１３ａによって溶接され
ながら進行する。このようにして、回転テーブル１１が
ほぼ半回転（１８０°）すると、外周シーム部８の溶接
は完了する。

そして、この外周シーム部８の溶接が完了後、回転テー
ブルｌｌを逆転させて第１図の状態に戻し、次に第２図
に示すように溶接ガン１３を矢印１５の方向に移動させ
、内周シーム部８′に対応する位置、すなわち二点鎖線
で示す電子ビーム溶接ガン１３′の位置に保持して溶接
ガン１３′より電子ビーム１３′ａを発射しつつ、第１
図に示した矢印工４とは反対の方向に回転テーブル１１
を適度な速度で回転させると、図示された内周シーム部
８′は電子ビームによって溶接されながら進行し、回転
テーブル１１がほぼ半回転すると、内周シーム部８′の
溶接が完了する。

なお、溶接ガンの移動は、水平のままで、はぼ二次元的
な動作で済むので、電子ビーム溶接法の最大の欠点と云
われる真空チャンバー内の作業であっても、比較的簡単
比なマテハン機能で対応できる。

また、外周シーム部８の溶接が完了後、回転テーブル１
１をそのままの状態にしておき、前述のように溶接ガン
１３を内周シーム部８′に対応する位置、すなわち二点
鎖線で示す電子ビーム溶接ガン１３′の位置に移動して
保持し、電子ビームを発射しつつ、第１図に示した矢印
１４方向に回転テーブル１１を回転させることによって
も、内周シーム部の溶接が可能である。

以上の要領で２分割された蒸気タービンノズル室の双方
（上半ノズル体及び下半ノズル体）をそれぞれ製作した
後、最終的には、第３図に示したように、上半ノズル体
１ａと下半ノズル体１ｂとを突き合せて、ボルト・ナツ
ト２の手段により締結することにより蒸気タービンノズ
ル室の組立てが完了する。

発明の効果以上詳述したように、本発明によれば、次のような効果
が得られる。

（１）従来のアーク溶接法ではｕ′！Ｉ＆型開先を採用
していたが、本発明では工型開先を採用でき、よって開
先形状が単純なため開先加工が容易である。

（２）ギャップを有しない■型開光に対して、エネルギ
密度の高い電子ビーム溶接法を採用することにより、溶
材を必要とせず、かつワンバスで溶接が完了することが
でき、これにより収縮変形量を少くすることができる。

（３）このように溶接歪による変形が少いため、仕上げ
までの手間（加工時間）が短縮される。

（４）従来のアーク溶接法では多層溶接であったため溶
接品質の確保に相当の手間と技（Ｑを要していたが（従
来の手溶接法では変形の片寄りを少くするため複数の作
業者が同時に溶接する必要があった）、本発明では内周
、外周何れの溶接線も、一定の溶接姿勢（横向き）で施
工されるので、容易に品質の均一化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半ノズル体の製作方法の一例を説
明するための電子ビーム溶接概念図、第２図は第１図に
おける電子ビーム溶接ガンの移動位置を示す側面図、第
３図は本発明方法により製作される半ノズル体を２つ組
合せて構成される蒸気タービンノズル室の構造を、一部
を断面にして示す平面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ
線断面図である。！・・半ノズル体、ｌａ　・・上半ノズル体、ｌｂ　・
・下半ノズル体、２・・ボルト・ナツト、３８．３ｂ・
・蒸気入口、４，４ａ、４ｂ・・蒸気通路、５．５ａ、
５ｂ＝半ノズル室本体、６，６ａ、６ｂ・・蒸気出口、
７，７ａ、７ｂ・・半ノズルリング、８゜８ａ、８ｂ＝
外周シーム部、８’、８’ａ、８’ｂ　・・内周シーム
部、９・・隔壁板、１０・・ポジショナ−１１１・・回
転テーブル、１２・・溶接部、１３．１３’・・（ほか
１名）第１図第ｚ図

Claims

【特許請求の範囲】

　半環状をなしその外周部に蒸気入口を有するとともに
この蒸気入口と通じる溝型の蒸気通路が半円状に延びて
いる半ノズル室本体に多数の蒸気出口を有する半環状の
半ノズルリングを嵌め込み、この嵌め込み部分の内外周
シーム部をそれぞれ突き合せ溶接して上記蒸気通路を密
閉し、これにより２分割構造の蒸気タービンノズル室の
上半ノズル体又は下半ノズル体を構成する半ノズル体を
製作する方法において、上記半ノズル室本体をポジショ
ナーの回転テーブル上に固定するとともに、この半ノズ
ル室本体に上記半ノズルリングを嵌め込んで、その内周
シーム部の突き合せ溶接部と外周シーム部の突き合せ溶
接部のそれぞれの開先ルート部が同心円上の任意の位置
で常に水平になるように、上記回転テーブルの傾斜姿勢
を設定し、それから電子ビーム溶接ガンを各々の開先ル
ート部の水平位置と同じレベルに相対するように調整し
、その後上記回転テーブルを回転して周溶接を行うよう
にしたことを特徴とする半ノズル体の製作方法。