JPH02235594A - 容器貫通配管の補修方法 - Google Patents

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Ｊ 本発明は、容器貫通配管の補修方法に係り、特に、配管
貫通用穴の溶接部近傍に欠陥部か生じた場合の改良や、
その補修を実施する場合に有用な補修方法に関するもの
である。

「従来の技術」 原子力発電関連プラント、各種エネルギ関連プラント、
化学プラント、火力発電プラント等には、容器を貫通し
た状態の配管、つまり、容器貫通管が使用される。

例えば、第２図に示すように、沸騰水型原子炉における
原子炉圧力容器には、その寥器壁（容器下鏡郎）■に明
けた配管貫通用穴２を経由して容器貫通Ｗ（配管）３が
貫通しているとともに、該容器貫通管３が配管貫通用穴
２の上縁部との間の溶接郎４により取り付けられており
、原子炉の状態を検出するための各種センサの信号伝達
等を行なっている。

このような容器貫通管３は、機械的強度の優れた容器壁
Ｉに取り付けられているために、容器貫通管３の伸縮や
曲げによる変形力の影響が、配管壁や溶接郎４に現れ易
く、十分な信頼性を確保することが要求され、また、定
期検査時等において、溶接郎４あるいはその近傍の配管
壁の状聾を検査することか望ましい。

一方、第３図に示すよう７こ、溶接郎４の下部近傍の配
管壁に、クラック等の欠陥部Ｘが生じていた場合は、容
器内流体が欠陥郎Ｘを経由して下鏡アニュラス郎５に流
れ落ちる可能性があり、この場合には溶接Ｎ４の部分を
解体し、新規の配管を再溶接によって取り付ける等の補
修方法が考えられている。

「発明が解決しようとする課題ヨ しかしながら、このような補修方法・は、非常に大掛か
りなものとなり、補修対象となる容器貫通管３が、前述
した原子炉圧力容器の場合であると、原子炉の運転開始
後においては、補修作業従事者の放射線被ｌＥｌ線量を
十分に管理する必要性が生じる。

したがって、例えば、溶接部４を解体することなく、容
器貫通管３の内部から欠陥郎ＸのＭ修作業を実施するこ
とができると好都合であるが、その技術は未だ確立され
ていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、 （１）容器貫通管を取り付けている溶接部を解体するこ
となく欠陥部の補修を実施すること。

（１１）補修作業後における新たな欠陥部の発生を抑制
すること。

等を目的とするものである。

［課題を解決するための手段」 本発明では２つの手段を提案しており、第１の手段は、
容器貫通管を取り付けている溶接郎のＡ方に離間した位
置で容器貫通管を切断し７て該切断部分を除去する工程
と、残された容器貫通管の欠陥郎を含む開口部近傍の管
穴の拡大加工を行なう工程と、前記切断部分より外方に
離間ｊ２ている配管貫通用穴の内面に嵌合支持郎を形成
する工程と、該嵌合支持郎に係合支持される被支持部を
有する金属スリーブの先端を萌記管穴の拡大加工部に挿
入する工程と、金属スリーブの被支持部を嵌合支持部に
係合支持状態とする工程と、金属スリーブの先端と容器
貫通管内而との間を７ール溶接する工程とを組み合わせ
ている容器貫通配管の補修方法である。

また、第２の手段は、第１の手段における工程の途中に
、金属スリーブの被支持部を嵌合支持郎に係合支持状態
とするとともに、金属スリーブの壁を拡管して拡管部分
を配管貫通用穴の内壁に圧接させた後、金属スリーブの
先端と容器貫通管内面との間をシール溶接する工程を付
加１，て組み合わせている容器貫通配管の補修方法であ
る。

「作用　」 第１の手段において、配管貫通用穴の中に新規の金属ス
リーブを挿入して、被支持部を嵌合支持部に係合して支
持状態とすることにより、金属スリーブの抜け止めがな
されろ。また、金属スリーブによって欠陥部の内側を覆
い、この状態で金属スリーブの先端と容器貫通管内面と
の間をノール溶接すると、容器貫通管の内部とその外側
との間が閉塞された状態となり、当初の溶接部を解体す
ることなく補修可能となる。

また、第２の千段ｊこおいて、金属スリーブの被支持部
を嵌合支持郎に係合支持さけた状態で金属スリーブの管
壁を半径外方向に塑性変形させる拡管を行なうと、金属
スリーブの管壁と配管貫通用穴の内面とが圧接状態とな
って、この部分にシール性が生じるとともに、金属スリ
ーブのずれ止めがなされる。

したがって、被支持部と嵌合支持部との係合支持に加え
て、拡管部分においても金属スリーブの支持が行なわれ
、拡管前に金属スリーブをその挿入方向に僅かに移動さ
せて、被支持部と嵌合支持郎との係合支持を緩めた状態
で拡管を行なうと、拡管後に形成されたシール溶接郎に
外力が加わることを低減するとともに、拡管部分より外
方の金属スリーブにおける熱変位等の微小移動が許容さ
れ、補修作業後における新たな欠陥部の発生を抑制する
ものとなる。この場合にあっても、熱変位等よりも大き
な金属スリーブの移動は、被支持部が嵌合支持郎に係合
支持されることにより拘束されることになる。

「実施例Ｊ 第１図（Ａ）ないし第！図（Ｃ）は、本発明に係る容器
貫通配管の補修方法を、第２図及び第３図に示した原子
炉圧力容器における容器壁ｌの容器貫通管３に適用した
一実施例を示すものである。

以下、工程順に説明する。

［既設配管の閉塞工程］ 第１図（Ａ）に示すように、容器壁（例えば主として低
合金鋼によって構成される）■に明けた配管貫通用穴２
を貫通している容器貫通管（例えばＳＵＳ３０４からな
る配管）３の管穴３ａの中に閉塞栓６を装着して上下に
区画する。この場合、原子炉圧力容器の内部に、原子炉
冷却水を存在さ仕た状態とするとともに、閉塞栓６の装
着後はその上に水を充満させ、作業員の放射線被曝を低
減しながら作業を行なう（以下の各作業においても同様
である）。

［容器貫通管の切断工程］ 第１図（Ａ）に示すように、容器貫通管３に発生した欠
陥部（または欠陥の発生の疑わしい箇所）Ｘと溶接郎４
とに対して、その外方（下方）に離間した位置Ｙ−Ｙ’
　で容器貫通管３を切断して、その切断外方部分を除去
する。

［管穴の拡大加工工程コ 前述の切断によって残された容器貫通管３の管穴３ａの
中に、適宜工具や研削具等を挿入して、容器貫通管３の
欠陥部Ｘを含む管壁を例えば半分程度切削または研削し
、第１図（Ｂ）に示すように、管穴３ａの拡大加工を行
なって拡大加工郎３ｂを形成する。

［嵌合支持部の形成工程Ｊ 容器壁１における配管貫通用穴２の内面において、府記
切断位置Ｙ−Ｙ’　より外方（下方）に離間した位置の
内面を、適宜工具で切削または研削して、第１図（Ｂ）
に示すように、嵌合支持郎７を形成する。該嵌合支持部
７は、例えば、配管貫通用穴２を広げた状態の環状溝７
ａと、該環状′７ｒＩｉ７ａの底部に最大径を合わせた
スプライン溝７ｂと、段郎７ｃとからなるものとされる
。

「新現金属スリーブの形成コ 第１図（Ｃ）に組み合わせた状態で示すように、前記拡
大加工郎３ｂと嵌合支持郎７とに対応して、＃Ｔ現の金
属スリーブ８を形成する。該金属スリーブ８は、その先
端部に、貫通管３の拡大加工部３ｂに挿入される細径部
８ａが形成され、該細径郎８ａから外方に離間した表面
には、被支持部８ｂが形成されて、該彼支持部８ｂが、
環状溝７ａに係合した状轢で回転可能となる大きさとさ
れるとともに、スプラインＷＩＩ７ｂの部分を上下方向
に移動可能とするために歯形状のスプライン突条を有す
るものとされており、柳径郎８ａと被支持部８ｂとの間
には後述する拡管を行なうために直管部分が残される。

なお、新規の金属スリーブ８の材質は、ＳＯＳ３１６等
が選定される。

［金属スリーブの挿入及び係合支持工程］金属スリーブ
８における被支持部８ｂを嵌合支持部７のスプライン溝
７ｂに位置合わせしながら、環状溝７ａの位置に押し込
むことにより、金属スリーブ８における細径郎８ａの先
端を、容器貫通管３の拡大加工郎３ｂに挿入するととら
に、被支持部８ｂを環状溝７ａに係合さ仕た状態で、金
属スリーブ８を若干回転させて、披支持郎８ｂの下面を
嵌合支持郎７の段郎７Ｃに引っ掛けた状態にする。この
ような支持状態とすることにより、金属スリーブ８の抜
け止めがなされる。

「拡管工程」 金属スリーブ８の中に適宜機器を挿入する等により、ロ
ール法や局部的内圧負荷法によって、第１図（Ｃ）の各
矢印で示すように、管壁を半径外方向に塑性変形を伴っ
て膨張させる拡管を行なう。

この拡管の範囲は、前述した直管部分に適用され、拡管
部分９の壁を配管貫通用穴２の内壁に圧接させた状態と
する。

このような拡管部分９を形成することにより、金属スリ
ーブ８と配管貫通用穴２の内面とが圧接状態となって、
この部分にシール性が生じるとともに、金属スリーブ８
のずれ止めがなされる。したがって、拡管工程の実施前
に、金属スリーブ８を環状溝７ａと被支持部８ｂとの係
合部分のｒかた』分（例えばＩｆｆｉａ＋以下の微小間
隙）だけ上方向に僅かに移動させて、係合支持を緩めた
状態で拡管を行なうようにすると、次工程で形成される
シール溶接郎１０に外力が加わることを低減できるよう
になる。

［シール溶接工程］ 拡Ｗ部分９によって金属スリーブ８の固定を行なった状
穣で、細径郎８ａの先端と容器貫通管３における内面と
の間を、例えばＴ■Ｇトーチを使用して、ノンフィラー
状態でシール溶接すること等により、シール溶接部１０
を形成して、容器貫通管３の内部とその外側の下鏡アニ
ュラス部５との間を閉塞する。

「金属スリーブ取り付け後の状態］ 第ｌ図（Ｃ）に示すように、溶接部４の下部近傍の欠陥
郎Ｘは、当初からの容器貫通管３の簀壁に一部が残され
るものの、その内面が新規の金属スリーブ８の細径郎８
ａで覆われることによって、シール溶接部ｌＯが内外方
向の密封を行なうため、容器貫通管３の内部流体が、残
された欠陥郎Ｘあるいは拡大加工郎３ｂを経由して、下
鏡アニュラス部５に漏洩することがなくなる。

一方、当初から設置されている容器貫通管３の支持は、
主として溶接部４によって行なわれ、新規の金属スリー
ブ８の支持は、主として嵌合支持郎７や拡ｔｌ分９によ
って行なわれること１こなり、第１図（Ｃ）にあっては
、説明の便宜上、被支持部８ｂと環状溝７ａとの間に上
下方向の小間隙を空けて記載しているが、溶接郎４と嵌
合支持部７との距離が、熱変位の影響を受けて伸縮する
分だけ上下移動が許容されて、外力が付加された場合に
は、嵌合支持郎７によ・って移動が拘束され、シール溶
接郎ＩＯあるいは細径郎８ａ等に影響を及ぼすことを避
けて、新たな欠陥郎Ｘの発生を抑制するものとなる。

また、新規の金属スリーブ８のシール溶接後の適宜時期
において、前述した閉塞栓６は撤去される。

く他の実施態様〉 以上説明した実施例に代えて、次の構成を採用すること
ができる。

（イ）原子炉圧力容器以外の容器貫通配管の補修に適用
すること。

（口）配管の回りＩこ溶接Ｉこよってフランジを取り付
けている部分の補修に適用すること。

（ハ）嵌合支持郎におけるスプライン構造をねじ構遣に
代えて、金属スリーブを回転させながらねじ込む方法と
すること。そして、ねじ嵌合部分における軸方向の「か
た』を利用して、前述したシール溶接部の保護を行なう
こと。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る容器貫通配管の補修
方法は、 ■容器貫通管の取り付け用溶接郎をそのままの状態で残
してＮｌｆ　ｔｌＥするため、溶接部を解体して容器貫
通管を交換する方法と比較して、労力を著しく低減する
ことができる。

■容器内に内部流体を存在させたままの状態で、残され
た容器貫通管と溶接部とにより隔離して補修作業を行な
うことにより、内部流体の存在による補修作業の影響を
少なくすることができる。

■上記により、特に、運転開始後の沸騰水型原子炉にお
ける容器貫通管の補修作業に適用した場合Ｉこあっては
、原子炉圧力容器内に原子炉冷却水を存在させたまま補
修作業を行なうことにより、作業従事者の被曝線量を低
減させ、作業性を向上させることができる。

■拡管郎と嵌合支持部とにより金属ズリーブを支持する
ことによって、シール溶接部に熱変位や外力による大き
な力を付与しないようにしているので、シール溶接郎の
保護を図り、新たな欠陥郎が発生することを抑制するこ
とができる。

等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】 第！図（Ａ）ないし第１図（Ｃ）は本発明に係る容器貫
通配管の補修方法を原子炉圧力容器の容器貫通管に適用
したー実施例を示す工程説明図、第２図は沸騰水型原子
炉における下鏡部を貫通する配管の例を示す正断面図、
第３図は容器貫通管の溶接部近傍における欠陥部の説明
図である。 容器壁（容器下鏡郎）、 ・配管貫通用穴、 ・・・容器貫通管（配管）、 ・・・・管穴、 拡大加工部、 ・・溶接部、 ・・下鏡アニュラス部、 ・・閉塞栓、 ・・嵌合支持部、 ・・・・珂状溝、 ・・スプライン片、 段部、 ・・金属スリーブ、 ８ａ・・・・・・細径部、 ８ｂ・・・・・被支持部、 ９・・・・・・拡管部分、 １０・・・・・・シール溶接部、 Ｘ・・・・・・欠陥部。 出新人 石川島播磨重工業株式会社 第１図（Ａ） 第１図 ［Ｂｌ 第１図 （Ｃ） 第２図 ー１π′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器貫通管を取り付けている溶接部の外方に離間し
   た位置で容器貫通管を切断して該切断部分を除去する工
   程と、残された容器貫通管の欠陥部を含む開口部近傍の
   管穴の拡大加工を行なう工程と、前記切断部分より外方
   に離間している配管貫通角穴の内面に嵌合支持部を形成
   する工程と、該嵌合支持部に係合支持される被支持部を
   有する金属スリーブの先端を前記管穴の拡大加工部に挿
   入する工程と、金属スリーブの被支持部を嵌合支持部に
   係合支持状態とする工程と、金属スリーブの先端と容器
   貫通管内面との間をシール溶接する工程とを有すること
   を特徴とする容器貫通配管の補修方法。 ２、金属スリーブの被支持部を嵌合支持部に係合支持状
   態とするとともに、金属スリーブの壁を拡管して拡管部
   分を配管貫通用穴の内壁に圧接させた後、金属スリーブ
   の先端と容器貫通管内面との間をシール溶接することを
   特徴とする請求項１記載の容器貫通配管の補修方法。