JPH0592281A - 容器貫通配管溶接部の耐食性改善方法 - Google Patents

容器貫通配管溶接部の耐食性改善方法

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JPH0592281A
JPH0592281A JP3040317A JP4031791A JPH0592281A JP H0592281 A JPH0592281 A JP H0592281A JP 3040317 A JP3040317 A JP 3040317A JP 4031791 A JP4031791 A JP 4031791A JP H0592281 A JPH0592281 A JP H0592281A
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JP
Japan
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pipe
container
corrosion
welded portion
wall
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Withdrawn
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JP3040317A
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English (en)
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Atsushi Tanaka
淳 田中
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器貫通配管溶接部の耐食性改善方法に係
り、特に、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、溶接部近傍に欠陥部が生じた場合やその恐
れがある場合の漏洩防止等の補修や健全性の向上を図る
ものである。 【構成】溶接部の周囲に冷却用流体を介在させた状態
で、溶接部の形成範囲を越えて、容器貫通管の内面に耐
食性クラッド層を形成することにより、クラッド層形成
時の熱を利用して、管壁に内外の温度差及びこれに基づ
く管壁の外面への圧縮残留応力の付与を行ない、管壁外
面の応力腐食割れ等の発生を効果的に防止し、そして、
容器貫通管の内面に耐食性クラッド層を形成することに
よって、管壁内面に耐食性を付与することができるもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、容器貫通配管溶接部の
耐食性改善方法に関するものである。
【0002】
【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。
【0003】例えば、図7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、その容器壁( 容器下鏡
部 )1に明けた配管貫通用穴2を経由して容器貫通管(
配管)3が貫通しているとともに、配管貫通用穴2を上
方に延長するように、容器壁1の内底部にスタブチュー
ブ4が立設され、該スタブチューブ4における上縁部と
容器貫通管3の外周部との間が、溶接部5によって一体
化されており、容器貫通管3は、例えば、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。
【0004】このような容器貫通管3は、機械的強度の
優れた容器壁1及びスタブチューブ4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、溶接部5やその近傍の配管壁に現れ易く、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、溶接部5あるいはその近傍の配管壁の状態
を検査することが望ましい。
【0005】一方、図8に示すように、溶接部5の下部
近傍の配管壁に、クラック等の欠陥部Xが生じた場合
は、容器貫通管3の内部流体が欠陥部Xを経由して下鏡
アニュラス部6に流れ落ちる可能性があり、この場合に
は溶接部5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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】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に取
り付けられている場合であると、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曝線量を十分に管
理する必要性が生じる。
【0007】したがって、容器貫通管3の管壁等に欠陥
部Xが生じる恐れがある場合には、例えば、溶接部5を
解体することなく、容器貫通管3の内部からその管壁等
の耐食性を改善することができると好都合であり、かか
る技術の開発が要望されている。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、容器貫通管を取り付けている溶接部を解体す
ることなく容器貫通管の管壁の両面に耐食性を付与する
こと等を目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、容器壁の配管貫通用穴に挿入状態の容
器貫通管を取り付けている溶接部の周囲に冷却用流体を
介在させた状態と、容器貫通管の内部に気体を介在させ
た状態との環境で、容器貫通管の内面に溶接部の範囲を
越えた状態のクラッド溶接を施して耐食性金属クラッド
層を形成する方法としている。
【0010】
【作用】容器貫通管の内面に耐食性金属クラッド層を形
成する際の熱が、容器貫通管の管壁に及ぶと、外面側が
冷却用流体の雰囲気にあって冷却が促進されることと、
内面側が気体の雰囲気にあって冷却が緩慢となることと
によって、管壁の内外面の間に温度差が生じ、この温度
差に基づく管壁の伸縮による応力値が降伏点を越えて、
管壁に塑性変形が発生する。その後、管壁の温度差が消
滅すると、管壁の外表面に圧縮の残留応力が付与され、
耐食性が向上する。一方、容器貫通管の管壁の内面側に
は、引っ張りの残留応力が生じることになるが、耐食性
金属クラッド層を形成することによって、その管壁の内
面が耐食性金属クラッド層によって覆われ、耐食性の向
上が図られる。
【0011】
【実施例】図1ないし図6は、本発明に係る容器貫通配
管溶接部の耐食性改善方法を、図7及び図8に示した原
子炉圧力容器における容器壁1の容器貫通管3に適用し
た一実施例を示すものである。
【0012】以下、補修工程の実施順に説明する。
【0013】[既設配管の閉塞工程]図1に示すよう
に、容器壁( 例えばSQV2A材によって構成される )
1に、配管貫通用穴2を上方に延長するように、容器壁
1の内底部にスタブチューブ4が立設され、該スタブチ
ューブ4における上縁部と容器貫通管( 例えばSUS3
04TP材からなる配管 )3の外周部との間に溶接部5
が形成されて、容器壁1と容器貫通管3とを一体化した
状態となっている場合、容器貫通管3の管穴3aの中に
閉塞栓7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せた状態とす
るとともに、閉塞栓7の装着後はその上に冷却用流体と
して水を充満させ、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)。
【0014】[気体雰囲気の形成工程]容器貫通管3の
内部については、気体(後述するクラッド形成時にはヘ
リウム等)を介在させた状態の環境とする。
【0015】[クラッド溶接範囲の設定工程]容器貫通
管3の内面に、溶接部5の範囲(図1では27mm)を
越えた状態の塗布範囲(図1では上側に28mm、下側
に35mmを加えた範囲)を設定する。
【0016】[クラッド溶接材料の塗布工程]上記の設
定範囲に、焼結用金属粉末を塗布する。該焼結用金属粉
末は、例えば、Cr−Ni−Mo−Feの比が4:4:
0.5:1のものが使用される。
【0017】[クラッド溶接工程]適宜加熱手段(例え
ばレーザトーチ)を容器貫通管3の内部に挿入し、前述
したヘリウム雰囲気で焼結用金属粉末を塗布した箇所を
加熱して、焼結用金属粉末を溶解するクラッド溶接を施
して耐食性金属クラッド層8を形成する。
【0018】[クラッド層による閉塞状態]これらの耐
食性金属クラッド層8が形成されると、溶接部5の近傍
における管壁に欠陥部が生じていた場合には、管壁の厚
さ方向の閉塞がなされ、漏洩現象が生じている場合に
は、その漏洩が停止する。また、閉塞の範囲は、溶接部
5よりも広範囲となり、この範囲において、管壁の内面
は、耐食性金属クラッド層8が介在することに基づいて
耐食性が向上し、かつ、下述するように、管壁の外面で
かつ溶接部5の近傍についても、耐食性の改良が期待さ
れる。
【0019】[閉塞栓の撤去工程]閉塞栓7は、クラッ
ド層形成後の適宜時期において撤去される。
【0020】<実験例>図1及び図2に○印で示す箇所
を試験箇所として設定し、かつ、図1に示す寸法及び材
料のモデルについて、前述した[既設配管の閉塞工程]
ないし[閉塞栓の撤去工程]に基づいて、所定厚さ及び
所定入熱のクラッド溶接を行ない、クラッド層形成前後
の残留応力の付与状態を検出した。その結果を図3ない
し図6に示す。なお、これらの図では、容器貫通管の管
壁の位置と残留応力との関係の比較を容易にするため、
溶接部近傍の断面積を併記してある。
【0021】図3及び図4は、溶接部を形成したままの
未処理状態の容器貫通管(以下の図ではハウジングと称
す)における残留応力分布を示す。溶接部近傍における
容器貫通管の管壁内外面の状態を見ると、軸方向内外面
及び周方向内外面の残留応力が、一部+側となる引張り
の残留応力が付与されている。特に、軸方向の残留応力
は、図8の欠陥部の発生原因となるものである。なお、
0度及び180度の相違は、データのばらつきを検知す
るためのものである。
【0022】図5及び図6は、前述のクラッド層を形成
した後の容器貫通管における残留応力分布を示す。溶接
部近傍における容器貫通管の管壁外面の状態を見ると、
軸方向及び周方向ともにその残留応力が−側、つまり、
圧縮の残留応力が付与されている。そして、管壁内面の
状態は、軸方向及び周方向ともにその残留応力が+側の
引張り残留応力となっているが、その大部分が耐食性金
属クラッド層に覆われた状態となっている。
【0023】したがって、容器貫通管にあっては、容器
壁やスタブチューブ等の機械的強度の優れた部分への取
り付け部分である溶接部の近傍では、管壁の外面側が圧
縮の残留応力、そして、管壁の内面側が耐食性金属クラ
ッド層に覆われた状態となって、それぞれ耐食性が向上
するものとなっている。
【0024】<他の実施態様>本発明にあっては、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。 (ロ)配管の回りに溶接に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。
【0025】
【発明の効果】本発明に係る容器貫通配管溶接部の耐食
性改善方法によれば、溶接部の周囲に冷却用流体を介在
させた状態で、溶接部の形成範囲を越えて、容器貫通管
の内面に耐食性クラッド層を形成するものであるから、
以下のような効果を奏する。 (1) クラッド層形成時の熱が管壁に及んで内外の温
度差が生じることに基づいて、管壁の外面に圧縮残留応
力が付与されて、水等の腐食因子が存在する場合にあっ
ても、応力腐食割れ等の発生を効果的に防止することが
できる。 (2) 容器貫通管の内面に耐食性クラッド層を形成す
ることによって、管壁内面に耐食性を付与することがで
きるとともに、クラッド層の形成範囲に欠陥部が発生し
ている場合やその恐れのある場合に、クラッド層によっ
て管壁の内外の密閉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る容器貫通配管溶接部の耐食性改善
方法を原子炉圧力容器の容器貫通管に適用した一実施例
を示す正断面図である。
【図2】図1のB−B線矢視図である。
【図3】溶接部を形成したままの未処理状態の容器貫通
管における残留応力分布と溶接部近傍の位置関係とを併
記した状態の図2の0度位置における残留応力分布図で
ある。
【図4】溶接部を形成したままの未処理状態の容器貫通
管における残留応力分布と溶接部近傍の位置関係とを併
記した状態の図2の180度位置における残留応力分布
図である。
【図5】クラッド層形成後の容器貫通管における残留応
力分布と溶接部近傍の位置関係とを併記した状態の図2
の0度位置における残留応力分布図である。
【図6】クラッド層形成後の容器貫通管における残留応
力分布と溶接部近傍の位置関係とを併記した状態の図2
の180度位置における残留応力分布図である。
【図7】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である。
【図8】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。
【符号の説明】
1 容器壁( 容器下鏡部 ) 2 配管貫通用穴 3 容器貫通管( 配管 ) 3a 管穴 4 スタブチューブ 5 溶接部 6 下鏡アニュラス部 7 閉塞栓 8 耐食性金属クラッド層 X 欠陥部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器壁の配管貫通用穴に挿入状態の容器
    貫通管を取り付けている溶接部の周囲に冷却用流体を介
    在させた状態とする工程と、容器貫通管の内部に気体を
    介在させた状態で容器貫通管の内面に溶接部の範囲を越
    えた状態のクラッド溶接を施して耐食性金属クラッド層
    を形成する工程とを有することを特徴とする容器貫通配
    管溶接部の耐食性改善方法。
JP3040317A 1991-03-06 1991-03-06 容器貫通配管溶接部の耐食性改善方法 Withdrawn JPH0592281A (ja)

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JP3040317A JPH0592281A (ja) 1991-03-06 1991-03-06 容器貫通配管溶接部の耐食性改善方法

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JP (1) JPH0592281A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014220845A1 (de) 2013-10-15 2015-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Abgasreinigungsfilter
DE102014221169A1 (de) 2013-10-21 2015-05-07 Honda Motor Co., Ltd. Abgasreinigungsfilter
DE102014220879A1 (de) 2013-10-15 2015-07-23 Honda Motor Co., Ltd. Abgasreinigungsfilter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014220845A1 (de) 2013-10-15 2015-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Abgasreinigungsfilter
DE102014220879A1 (de) 2013-10-15 2015-07-23 Honda Motor Co., Ltd. Abgasreinigungsfilter
DE102014221169A1 (de) 2013-10-21 2015-05-07 Honda Motor Co., Ltd. Abgasreinigungsfilter

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Effective date: 19980514