JPH0239346B2 - - Google Patents
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- JPH0239346B2 JPH0239346B2 JP60129498A JP12949885A JPH0239346B2 JP H0239346 B2 JPH0239346 B2 JP H0239346B2 JP 60129498 A JP60129498 A JP 60129498A JP 12949885 A JP12949885 A JP 12949885A JP H0239346 B2 JPH0239346 B2 JP H0239346B2
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- zircaloy
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- heating chamber
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/10—End closures ; Means for tight mounting therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/16—Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ジルカロイ製管の内周面にビーズブ
ラスト処理を施したのちに溶接する場合に、管の
内部にビーズ等から発生する気化成分を除去する
除去装置に関する。
ラスト処理を施したのちに溶接する場合に、管の
内部にビーズ等から発生する気化成分を除去する
除去装置に関する。
ここでまず、この発明において問題とするジル
カロイ製管およびこれに溶接されるジルカロイ製
の部品について述べる。このようなものとして
は、例えば第２図に示すように、軽水型原子炉に
用いられる燃料棒１を構成するジルカロイ製被覆
管２およびジルカロイ製端栓３がある。被覆管２
は、その内部にペレツト４およびスプリング５を
収納するものであり、端栓３は被覆管２の両端開
口部を密封するものであり、そして、これら被覆
管２および端栓３は、例えば第３図に示すように
して溶接される。すなわち、溶接室Ｓを画成する
枠体６に回転自在に設けられた端栓受け７に端栓
３を支持させる一方、被覆管２を回転機８に支持
させ、はめ合せ部９を溶接電極１０によつて溶接
するものである。なお、被覆管２と端栓３との溶
接には、通常、溶接室Ｓ内をヘリウムまたはアル
ゴン等の不活性ガス雰囲気とし、空気を遮断した
状態でタングステンの溶接電極１０とはめ合せ部
９との間にアークを発生させ、このアークの熱で
溶接するというTIG溶接が採用されている。
カロイ製管およびこれに溶接されるジルカロイ製
の部品について述べる。このようなものとして
は、例えば第２図に示すように、軽水型原子炉に
用いられる燃料棒１を構成するジルカロイ製被覆
管２およびジルカロイ製端栓３がある。被覆管２
は、その内部にペレツト４およびスプリング５を
収納するものであり、端栓３は被覆管２の両端開
口部を密封するものであり、そして、これら被覆
管２および端栓３は、例えば第３図に示すように
して溶接される。すなわち、溶接室Ｓを画成する
枠体６に回転自在に設けられた端栓受け７に端栓
３を支持させる一方、被覆管２を回転機８に支持
させ、はめ合せ部９を溶接電極１０によつて溶接
するものである。なお、被覆管２と端栓３との溶
接には、通常、溶接室Ｓ内をヘリウムまたはアル
ゴン等の不活性ガス雰囲気とし、空気を遮断した
状態でタングステンの溶接電極１０とはめ合せ部
９との間にアークを発生させ、このアークの熱で
溶接するというTIG溶接が採用されている。
ところで、上記の燃料棒１に使用される被覆管
２においては、その製作工程の最終工程において
管の内外面に付着している異物を除去するために
酸洗浄処理を行い、次いで酸による被覆管２への
悪影響を除去するために、管内外面に残存してい
る酸を取り除くようにしている。この場合、被覆
管２の外面に残存している酸については、研削等
の機械的方法によつて取り除けるが、内面につい
ては、そのような方法を採用することができず、
ガラス製のビーズを被覆管２の内面に吹き付ける
というビーズブラスト処理が採用され、これによ
つて内面に残存する酸を取り除くようにしてい
る。このようなビーズブラスト処理に用いられる
ピーズ材としては、一般に市販されて安価に入手
できるソーダ石灰ガラス〔主な成分：SiO2（72
％）、Na2O（13％）、CaO（９％）、FeO（３％）〕
が使用されている。
２においては、その製作工程の最終工程において
管の内外面に付着している異物を除去するために
酸洗浄処理を行い、次いで酸による被覆管２への
悪影響を除去するために、管内外面に残存してい
る酸を取り除くようにしている。この場合、被覆
管２の外面に残存している酸については、研削等
の機械的方法によつて取り除けるが、内面につい
ては、そのような方法を採用することができず、
ガラス製のビーズを被覆管２の内面に吹き付ける
というビーズブラスト処理が採用され、これによ
つて内面に残存する酸を取り除くようにしてい
る。このようなビーズブラスト処理に用いられる
ピーズ材としては、一般に市販されて安価に入手
できるソーダ石灰ガラス〔主な成分：SiO2（72
％）、Na2O（13％）、CaO（９％）、FeO（３％）〕
が使用されている。
ところが、このようなビーズブラスト処理を行
つた被覆管２に端栓３を溶接した場合には、被覆
管２と端栓３との溶接部Ｍ（第４図参照）にポロ
シテイ（微小な泡状の気孔であつて、溶接部Ｍを
脆弱にする。）がＸ線透過による溶接部検査で発
見された。しかも、このポロシテイ発生率は、管
本数割合で平均約３％にも及んでいた。そこで、
本発明者がそのポロシテイ発生の原因を追究した
ところ、その原因がビーズに含まれるナトリウム
にあることが判明した。すなわち、ビーズ中に含
まれるナトリウム成分は、その温度が1500℃〜
1600℃になると気化する。しかるに、溶接部１３
の溶接温度は被覆管２および端栓３がジルカロイ
製であるが故に2000℃以上に達する。このため、
溶接過程においてビーズからナトリウム成分が気
化し、これが溶接部Ｍの溶融金属内に入り行んで
ポロシテイを形成していたのである。
つた被覆管２に端栓３を溶接した場合には、被覆
管２と端栓３との溶接部Ｍ（第４図参照）にポロ
シテイ（微小な泡状の気孔であつて、溶接部Ｍを
脆弱にする。）がＸ線透過による溶接部検査で発
見された。しかも、このポロシテイ発生率は、管
本数割合で平均約３％にも及んでいた。そこで、
本発明者がそのポロシテイ発生の原因を追究した
ところ、その原因がビーズに含まれるナトリウム
にあることが判明した。すなわち、ビーズ中に含
まれるナトリウム成分は、その温度が1500℃〜
1600℃になると気化する。しかるに、溶接部１３
の溶接温度は被覆管２および端栓３がジルカロイ
製であるが故に2000℃以上に達する。このため、
溶接過程においてビーズからナトリウム成分が気
化し、これが溶接部Ｍの溶融金属内に入り行んで
ポロシテイを形成していたのである。
この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
で、ビーズブラスト処理が施されたジルカロイ製
管とジルカロイ製の他の部品とを溶接する際に、
ジルカロイ製管の内部に発生するナトリウムをは
じめとする気化成分を問題としている。
で、ビーズブラスト処理が施されたジルカロイ製
管とジルカロイ製の他の部品とを溶接する際に、
ジルカロイ製管の内部に発生するナトリウムをは
じめとする気化成分を問題としている。
この発明の気化成分の除去装置は、加熱室と、
ジルカロイ製管と、ジルカロイ製管の管端受と、
少なくともナトリウムを気化させるまで加熱する
加熱機とから構成される。そして、加熱によつて
発生したジルカロイ製管内の気化成分を加熱室内
に排出する連通路が、ジルカロイ製管の一端に衝
合された管端受の先端部から加熱室内側に臨ませ
て設けられている。
ジルカロイ製管と、ジルカロイ製管の管端受と、
少なくともナトリウムを気化させるまで加熱する
加熱機とから構成される。そして、加熱によつて
発生したジルカロイ製管内の気化成分を加熱室内
に排出する連通路が、ジルカロイ製管の一端に衝
合された管端受の先端部から加熱室内側に臨ませ
て設けられている。
ジルカロイ製管の一端を管端受で支持し、これ
らを一体的として回転させながら、ジルカロイ製
管の一端（被溶接部周辺）を加熱機により加熱す
る。ジルカロイ製管の内部で発生するナトリウム
をはじめとする気化成分は、連通路を介して加熱
室内に排出される。
らを一体的として回転させながら、ジルカロイ製
管の一端（被溶接部周辺）を加熱機により加熱す
る。ジルカロイ製管の内部で発生するナトリウム
をはじめとする気化成分は、連通路を介して加熱
室内に排出される。
以下、この発明の一実施例を第１図に基づいて
説明する。図中符号２０は、ナトリウムの気化温
度に耐えうる加熱室である。加熱室２０には、ジ
ルカロイ製管２１が、その一端を加熱室２０の内
部に臨ませて回転可能に設けられている。このジ
ルカロイ製管２１の他端部であつて加熱室２０の
外部側には、ジルカロイ製管２１を回転する回転
機２２が連設されている。
説明する。図中符号２０は、ナトリウムの気化温
度に耐えうる加熱室である。加熱室２０には、ジ
ルカロイ製管２１が、その一端を加熱室２０の内
部に臨ませて回転可能に設けられている。このジ
ルカロイ製管２１の他端部であつて加熱室２０の
外部側には、ジルカロイ製管２１を回転する回転
機２２が連設されている。
前記ジルカロイ製管２１の一端側の開口部２１
ａは、円錐台形状に形成された、管端受２４の先
端部２４ａを、着脱自在に衝合させた状態で支持
されている。この管端受２４は、前記した先端部
２４ａと、この先端部２４ａを支持する偏平な円
板状の支持部２４ｂと、これと一体に設けられた
軸部２４ｃとからなつている。前記管端受２４の
軸部２４ｃは、支持部２４ｂと加熱室２０の内壁
との間にスラスト軸受２５を介して加熱室２０に
回転可能に軸支されている。そして、ジルカロイ
製管２１と管端受２４とは、一体的になつていつ
しよに回転するようになつている。また、この管
端受２４の先端部２４ａから支持部２４ｂにかけ
ては、加熱によつてジルカロイ製管２１内で気化
したナトリウムなどの気化成分を加熱室２０内に
排出する連通路２４ｄが形成されている。そし
て、管端受２４の先端部２４ａをジルカロイ製管
２１の一端に衝合した場合には、連通路２４ｄの
吸入口がジルカロイ製管２１の内部に位置し、ま
たその吐出口がジルカロイ製管２１の外部であつ
て加熱室内側に臨ませた状態になつている。
ａは、円錐台形状に形成された、管端受２４の先
端部２４ａを、着脱自在に衝合させた状態で支持
されている。この管端受２４は、前記した先端部
２４ａと、この先端部２４ａを支持する偏平な円
板状の支持部２４ｂと、これと一体に設けられた
軸部２４ｃとからなつている。前記管端受２４の
軸部２４ｃは、支持部２４ｂと加熱室２０の内壁
との間にスラスト軸受２５を介して加熱室２０に
回転可能に軸支されている。そして、ジルカロイ
製管２１と管端受２４とは、一体的になつていつ
しよに回転するようになつている。また、この管
端受２４の先端部２４ａから支持部２４ｂにかけ
ては、加熱によつてジルカロイ製管２１内で気化
したナトリウムなどの気化成分を加熱室２０内に
排出する連通路２４ｄが形成されている。そし
て、管端受２４の先端部２４ａをジルカロイ製管
２１の一端に衝合した場合には、連通路２４ｄの
吸入口がジルカロイ製管２１の内部に位置し、ま
たその吐出口がジルカロイ製管２１の外部であつ
て加熱室内側に臨ませた状態になつている。
前記加熱室２０の内部にあつてはジルカロイ製
管２１の一端の被溶接部の上方には、少なくとも
ナトリウムを気化（1500℃〜1600℃）するまで加
熱するレーザ加熱機２５が設置されている。この
レーザ加熱機２５は、周知の構成のもので、たと
えばレーザー材料としてCO2−N2−Heの混合気
体を使用し、レーザー光集束幅３mmとし、レーザ
ー光を照射して加熱する部分（被溶接部）の温度
を、1500℃〜1600℃で３秒間程度、保持しうる機
能を備えたものが必要である。
管２１の一端の被溶接部の上方には、少なくとも
ナトリウムを気化（1500℃〜1600℃）するまで加
熱するレーザ加熱機２５が設置されている。この
レーザ加熱機２５は、周知の構成のもので、たと
えばレーザー材料としてCO2−N2−Heの混合気
体を使用し、レーザー光集束幅３mmとし、レーザ
ー光を照射して加熱する部分（被溶接部）の温度
を、1500℃〜1600℃で３秒間程度、保持しうる機
能を備えたものが必要である。
なお、加熱室２０には、気化したナトリウムな
どの気化成分を除去する吸引手段を備えることが
望ましい。吸引手段としては、ポンプ２６など、
要は、ジルカロイ製管２１の内部よりも加熱室２
０の内部を負圧にする手段であればよい。また、
図示例では、ジルカロイ製管２１や管端受２４の
軸部２４ｃと、これらを挿通する加熱室２０の孔
との間に隙間がみられるが、実際は気密的にシー
ルされている。そして、ジルカロイ製管２１の内
部や加熱室２０の内部には、不活性ガスが充填さ
れている。
どの気化成分を除去する吸引手段を備えることが
望ましい。吸引手段としては、ポンプ２６など、
要は、ジルカロイ製管２１の内部よりも加熱室２
０の内部を負圧にする手段であればよい。また、
図示例では、ジルカロイ製管２１や管端受２４の
軸部２４ｃと、これらを挿通する加熱室２０の孔
との間に隙間がみられるが、実際は気密的にシー
ルされている。そして、ジルカロイ製管２１の内
部や加熱室２０の内部には、不活性ガスが充填さ
れている。
上記構成の除去装置によつてジルカロイ製管２
１の端部に残存するビーズからナトリウム成分を
除去する場合には、回転機２２によつてジルカロ
イ製管２１を３秒間で１回転する程度の速度で回
転させる。この回転と同時に、ジルカロイ製管２
１の端部をレーザー加熱機２５によつて加熱し、
1500℃〜1600℃の範囲に３秒間〜５秒間保持す
る。すると、ジルカロイ製管２１の内面端部に残
存していたビーズからナトリウム成分が気化し、
除去される。なお、気化したナトリウム成分は、
管端受２４に形成された連通路２４ｄを通つて加
熱室２０内へと導出され、加熱室２０内の不活性
ガスとともに加熱室２０外へ排出される。
１の端部に残存するビーズからナトリウム成分を
除去する場合には、回転機２２によつてジルカロ
イ製管２１を３秒間で１回転する程度の速度で回
転させる。この回転と同時に、ジルカロイ製管２
１の端部をレーザー加熱機２５によつて加熱し、
1500℃〜1600℃の範囲に３秒間〜５秒間保持す
る。すると、ジルカロイ製管２１の内面端部に残
存していたビーズからナトリウム成分が気化し、
除去される。なお、気化したナトリウム成分は、
管端受２４に形成された連通路２４ｄを通つて加
熱室２０内へと導出され、加熱室２０内の不活性
ガスとともに加熱室２０外へ排出される。
そして、このようにしてナトリウム成分を除去
した後、ジルカロイ製管２１を200本実際にTIG
溶接したが、溶接部におけるポロシテイの発生は
皆無であつた。
した後、ジルカロイ製管２１を200本実際にTIG
溶接したが、溶接部におけるポロシテイの発生は
皆無であつた。
この発明の気化成分の除去装置は、加熱機によ
りジルカロイ製管の被溶接部を加熱して内部のナ
トリウム成分等を気化させて管内部からこれを排
出するようにしたものである。したがつて、ジル
カロイ製管の被溶接部に他の部材を溶接しても、
その被溶接部には、ポロシテイが生じることがな
い。また、欠陥品を一掃して品質の向上を図れる
だけでなく、製品の歩留りを良好にしてコストダ
ウンを図れるなどのすぐれた利点をもつている。
りジルカロイ製管の被溶接部を加熱して内部のナ
トリウム成分等を気化させて管内部からこれを排
出するようにしたものである。したがつて、ジル
カロイ製管の被溶接部に他の部材を溶接しても、
その被溶接部には、ポロシテイが生じることがな
い。また、欠陥品を一掃して品質の向上を図れる
だけでなく、製品の歩留りを良好にしてコストダ
ウンを図れるなどのすぐれた利点をもつている。
第１図はこの発明の一実施例を示すもので、ジ
ルカロイ製管内の気化成分の除去装置を示す概略
構成図である。第２図から第４図は、この発明に
対する従来の溶接方法等を示すもので、第２図は
この発明の対象の一例であるジルカロイ製被覆管
およびジルカロイ製端栓を備えた燃料棒を示す断
面図、第３図はそれら被覆管および端栓を溶接す
るための溶接装置の一例を示す概略構成図、第４
図は第２図に示す燃料棒の端部を示す拡大断面図
である。 ２０……加熱室、２１……ジルカロイ製管、２
４……管端受、２４ａ……先端部、２４ｄ……連
通路、２５……加熱機。
ルカロイ製管内の気化成分の除去装置を示す概略
構成図である。第２図から第４図は、この発明に
対する従来の溶接方法等を示すもので、第２図は
この発明の対象の一例であるジルカロイ製被覆管
およびジルカロイ製端栓を備えた燃料棒を示す断
面図、第３図はそれら被覆管および端栓を溶接す
るための溶接装置の一例を示す概略構成図、第４
図は第２図に示す燃料棒の端部を示す拡大断面図
である。 ２０……加熱室、２１……ジルカロイ製管、２
４……管端受、２４ａ……先端部、２４ｄ……連
通路、２５……加熱機。
Claims (1)
- １ 加熱室と、開口した一端を加熱室内に回転可
能に配置したジルカロイ製管と、このジルカロイ
製管の一端に先端部を支持しかつその先端部を支
持した状態でジルカロイ製管と一体になつて回転
するジルカロイ製管の管端受と、加熱室の内部で
少なくともナトリウム成分を気化するまでジルカ
ロイ製管の被溶接部を加熱する加熱機とからな
り、加熱によつて発生したジルカロイ製管内の気
化成分を加熱室内に排出する連通路が、ジルカロ
イ製管の一端にはめ込まれた管端受の先端部から
加熱室内側に臨ませて設けられてなることを特徴
とするジルカロイ製管内の気化成分の除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60129498A JPS6123593A (ja) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | ジルカロイ製管内の気化成分の除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60129498A JPS6123593A (ja) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | ジルカロイ製管内の気化成分の除去装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59050250A Division JPS60196273A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123593A JPS6123593A (ja) | 1986-02-01 |
| JPH0239346B2 true JPH0239346B2 (ja) | 1990-09-05 |
Family
ID=15010967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60129498A Granted JPS6123593A (ja) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | ジルカロイ製管内の気化成分の除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123593A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05227036A (ja) * | 1992-02-12 | 1993-09-03 | Sharp Corp | ディジタル信号処理装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6124568A (en) * | 1998-12-31 | 2000-09-26 | General Electric Company | Heating apparatus for a welding operation and method therefor |
| JP4751527B2 (ja) * | 2001-04-26 | 2011-08-17 | イーグル工業株式会社 | ロータリージョイント |
| CN110449740B (zh) * | 2019-08-22 | 2021-05-18 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种精密舱段的焊接装置及方法 |
-
1985
- 1985-06-14 JP JP60129498A patent/JPS6123593A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05227036A (ja) * | 1992-02-12 | 1993-09-03 | Sharp Corp | ディジタル信号処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6123593A (ja) | 1986-02-01 |
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