JPH06300480A - 熱交換器補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管板に固着したプラグの溶接部に対する放射
線透過試験を容易に行えるようにする。 【構成】 熱交換器胴部内の高温側管板４に設けた貫通
孔６に連通する伝熱管７が損傷した際に、前記の貫通孔
６に挿入可能な外径を有する小径部２３と貫通孔６より
も外径が大きい大径部２４とを有し該大径部２４から小
径部２３へ向って延びる中空部２１を設けたプラグ２５
の前記小径部２３を閉塞すべき貫通孔６に挿入し、前記
プラグ２５の大径部２４を管板６に溶接した後、前記の
溶接によるプラグ溶接部２６の外周にフィルム１６を巻
き、プラグ２５の中空部２１に放射線源１４を挿入して
プラグ溶接部２６の透過写真を撮影し、前記のフィルム
１６を現像したうえ透過写真を観察した前記プラグ溶接
部２６の欠陥の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱交換器補修方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は２種類の流体間の熱交換を伝熱管
を介して行う熱交換器の一例を示すもので、１は略円筒
状の熱交換器胴部、２は熱交換器胴部１の外側部の前端
部寄りの部分に設けた１次流体入口、３は熱交換器胴部
１の外側部後端部寄りの部分に設けた１次流体出口であ
り、前記熱交換器胴部１内の前端部近傍には高温側管板
４が、また、後端部近傍には低温側管板５が設けられて
いる。

【０００３】高温側管板４と低温側管板５との互いに相
対する位置には所要数の貫通孔６が穿設されており高温
側管枝４と低温側管板５に穿設された相対する貫通孔６
は、それぞれ伝熱管７を介して連通するようになってい
る。

【０００４】更に、前記熱交換器胴部１の前端部には２
次流体入口８を頂部に有するドーム型の前部鏡板９が、
また、前記熱交換器胴部１の後端部には２次流体出口１
０を頂部に有するドーム型の後部鏡板１１がそれぞれ接
続されている。

【０００５】なお、１２は熱交換器胴部１内に設けられ
１次流体の流れを規制する邪魔板である。

【０００６】１次流体（矢印Ａ）は、熱交換器胴部１に
設けた１次流体入口２から熱交換器胴部１の内部へ流入
し、邪魔板１２に導かれて曲折しながら伝熱管７の間を
流動し、熱交換器胴部１に設けた１次流体出口３から熱
交換器胴部１の外部へ流出する。

【０００７】また、２次流体（矢印Ｂ）は、前部鏡板９
に設けた２次流体入口８から前部鏡板９と高温側管板４
とにより形成される空間へ３５へ流入し、該空間３５か
ら高温側管板４に設けた複数の貫通孔６へ流入し、該各
貫通孔６に連通する伝熱管７の内部を通り、該伝熱管７
に連通する低温側管板５に設けた各貫通孔６から後部鏡
板１１と低温側管枝５とにより形成される空間３６へ出
て、該空間３６から後部鏡板１１に設けた２次流体出口
１０から外部へ流出する。

【０００８】このとき、各伝熱管７を介して、１次流体
（矢印Ａ）と２次流体（矢印Ｂ）との間で熱交換が行わ
れる。

【０００９】前記伝熱管７のうち、例えばＣ部の伝熱管
７の管壁に生じた腐食等の損傷が破れた場合、その破孔
から圧力の高い方の流体が流出し、２種類の流体が熱交
換器胴部１の内部あるいは損傷した伝熱管７の内部で交
ざり合ってしまうため、熱交換効率が低下し、また例え
ば上述した熱交換器によって熱交換を行おうとする、２
種類の流体が水と金属ナトリウムとのように、交ざり合
ったときに強い反応が生じるものである場合には非常に
危険である。

【００１０】そこで、従来から腐食などによる損傷が生
じた伝熱管７は、その両端部を閉塞することにより、伝
熱管７に２次流体が流入しないようにしている。

【００１１】図５及び図６は従来の熱交換器補修方法の
一例であり、以下、その手順を説明する。

【００１２】高温側管板４の前部鏡板９と対峙する面
（図４参照）に伝熱管７と略同径の短管１３を、腐食な
どによる損傷が生じた伝熱管７が接続されている高温側
管板４の貫通孔６に連通するように溶接した後、該溶接
による短管溶接部１５の外周にフィルム１６を巻き、且
つ短管１３の内部に放射線源１４を挿入して前記の短管
溶接部１５の透過写真を撮影し、前記のフィルム１６を
現像したうえ観察し、短管溶接部１５の欠陥の有無を判
定する。

【００１３】短管溶接部１５に欠陥が生じていなかった
ならば、図６に示すように前記の短管１３の先端部にキ
ャップ形状のプラグ１７を溶接した後、該溶接によるプ
ラグ溶接部１８の近傍のプラグ１７外周に沿って放射線
源１４を移動させ、プラグ１７を挟み放射線源１４と相
対する位置にフィルム１６を置くことにより、プラグ溶
接部１８の透過写真を撮影し、前記のフィルム１６を現
像したうえ観察し、プラグ溶接部１８の欠陥の有無を判
定する。

【００１４】更に、閉塞すべき伝熱管７が接続されてい
る低温側管板５の貫通孔６に対しても、前記の高温側管
板４と同様な手順により、短管１３とプラグ１７とを溶
接し、放射線透過写真を撮影することにより溶接部の欠
陥の有無を判定する。

【００１５】また、従来の他の熱交換器補修方法として
は、図７から図９に示すような各例がある。

【００１６】図７に示す従来例では、貫通孔６に挿入可
能な小径部２３と貫通孔６よりも外径が大きい大径部２
４とを有するプラグ１９を用い、該プラグ１９の小径部
２３を損傷した伝熱管７に連通する貫通孔６に挿入し、
大径部２４の外側部を管板４，５の外面にＶ形グルーブ
溶接しており、図８に示す従来例では、一端面に開口部
２２を有するキャップ形のプラグ２０を用い、該プラグ
２０を、閉塞すべき貫通孔６に対峙するように管板４，
５の外面にＩ形グルーブ溶接している。

【００１７】更にまた、図９に示す従来例では、図７に
示したものと同形状のプラグ１９を用い、プラグ１９の
小径部２３を損傷した伝熱管７に連通する貫通孔６に挿
入し、大径部２４の外側部を管板４，５の外面に隅肉溶
接している。

【００１８】上述した熱交換器補修方法を実施した際に
は、図７におけるＶ形グルーブ溶接部３７、図８におけ
るＩ形グルーブ溶接部３８、図９における隅肉溶接部３
９に対して、浸透探傷試験（ＰＴ）を行ってＶ形グルー
ブ溶接部３７、Ｉ形グルーブ溶接部３８、隅肉溶接部３
９の欠陥の有無を判定する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
図５及び図６に示す熱交換器補修方法では、放射線透過
試験を行うために短管溶接部１５とプラグ溶接部１８と
の２箇所の溶接が必要であるが、特に熱的条件が厳しい
高温側管板４の貫通孔６に対しては溶接の信頼性を高め
るために、溶接箇所を少なくしたいという要望がある。

【００２０】一方、図７から図９に示す各熱交換器補修
方法で行っている浸透探傷試験（ＰＴ）では、Ｖ形グル
ーブ溶接部３７、Ｉ形グルーブ溶接部３８、隅肉溶接部
３９の欠陥の有無を作業現場において確認せざるを得な
いため、溶接部に生じた微小な欠陥を発見できないこと
がある。

【００２１】本発明は、前述の実情に鑑みなしたもの
で、放射線透過試験を容易に行なうことでき、しかも管
板の貫通孔を閉塞するプラグの溶接箇所を１箇所とする
ことが可能な熱交換器補修方法を提供することを目的と
している。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の熱交換器補修方法では、熱交換器胴部内の
管板に設けた貫通孔に連通する伝熱管が損傷した際に、
管板にプラグを溶接して損傷した伝熱管に連通する貫通
孔を閉塞する熱交換器補修方法において、前記の貫通孔
に挿入可能な外径を有する小径部と貫通孔よりも外径が
大きい大径部とを有し該大径部から小径部へ向って延び
る中空部を設けたプラグの前記小径部を閉塞すべき貫通
孔に挿入し、前記プラグの大径部を管板に溶接した後、
プラグの中空部に放射線源を挿入して該放射線源により
管板とプラグとの溶接部の放射線透過試験を行う。

【００２３】また、同様に、本発明の熱交換器補修方法
では、熱交換器胴部内の管板に設けた貫通孔に連通する
伝熱管が損傷した際に、管板にプラグを溶接して損傷し
た伝熱管に連通する貫通孔を閉塞する熱交換器補修方法
において、前記の貫通孔に挿入可能な外径を有する小径
部と貫通孔よりも外径が大きい大径部とを有し前記小径
部から大径部へ向って延びる中空部を設け且つ該中空部
内に放射線源を固着したプラグの前記小径部を閉塞すべ
き貫通孔に挿入し、前記プラグの大径部を管板に溶接し
た後、前記の放射線源により管板とプラグとの溶接部の
放射線透過試験を行う。

【００２４】

【作用】本発明の熱交換器補修方法においては、プラグ
の小径部を貫通孔に挿入し、プラグの大径部を溶接によ
って管板に固定した後、プラグの中空部に放射線源を挿
入して管板とプラグとの溶接部の放射線透過試験を行う
ので、放射線透過試験を容易に実施することができると
ともに、管板に対するプラグの溶接箇所を１箇所とする
ことができる。

【００２５】また、本発明の熱交換器補修方法において
は、中空部に放射線源を有するプラグの小径部を貫通孔
に挿入し、プラグの大径部を溶接によって管板に固定し
た後、前記の放射線源によって管板とプラグとの溶接部
の放射線透過試験を行うので、放射線透過試験を繰り返
し容易に実施することができるとともに、管板に対する
プラグの溶接箇所を１箇所とすることができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２７】図１は本発明の請求項１に記載した熱交換
器補修方法の一例を示し、図中、図５及び図６と同一の
符号を付した部分は同一物を表わしている。

【００２８】２５は本実施例において高温側管板４並び
に低温側管板５に設けた貫通孔６を閉塞するために用い
るプラグであり、該プラグ２５は、前記の貫通孔６の内
径と略等しい外径を有する小径部２３と、貫通孔６より
も外径が大きい大径部２４と、該大径部２４から小径部
２３へ向って延びる中空部２１とを有している。

【００２９】以下、熱交換器を修理する手順を説明す
る。

【００３０】損傷した伝熱管７に連通する貫通孔６を閉
塞する際には、プラグ２５の小径部２３を閉塞すべき貫
通孔６に挿入し、プラグ２５の大径部２４を高温側管板
４（低温側管板５）に溶接する。

【００３１】そして、前記の溶接によるプラグ溶接部２
６の外周にフィルム１６を巻き、且つプラグ２５の中空
部２１へ放射線源１４を挿入してプラグ溶接部２６の透
過写真を撮影し、前記のフィルム１６を現像したうえ透
過写真を観察してプラグ溶接部２６の欠陥の有無を判定
する。

【００３２】本実施例においては、中空部２１を有する
プラグ２５を高温側管板４または低温側管板５に溶接
し、プラグ２５の中空部２１に放射線源１４を挿入して
放射線透過写真を撮影するので、１箇所のプラグ溶接部
２６のみで、損傷した伝熱管７に連通する高温側管板４
または低温側管板５の貫通孔６を閉塞することができる
とともに、プラグ溶接部２６の放射線透過試験を容易に
行ない得る。

【００３３】図２は本発明の請求項１に記載した熱交換
器補修方法の他の例を示し、図中、図１と同一の符号を
付した部分は同一物を表わしている。

【００３４】本実施例では、高温側管板４並びに低温側
管板５に設けた貫通孔６を閉塞するために用いるプラグ
２５の小径２３の外径を貫通孔６の内径よりも小さく形
成し、プラグ２５の大径部に、小径部２３の外径と略同
径の内径と貫通孔６の外径と略同径の外径とを有して小
径部２３に連なる周溝２７を設けている。

【００３５】熱交換器を修理する際には、高温側管板４
（低温側管板５）に溶接したうえ、プラグ２５の中空部
２１へ放射線源１４を挿入してプラグ溶接部２６に対す
る放射線透過試験を行う。

【００３６】よって、本実施例においても、熱交換器修
理方法と同様な作用効果を奏し得る。

【００３７】また、本実施例においては、プラグ２５に
周溝２７を設けているので、プラグ２５と高温側管板４
（低温側管板５）とを固着しているプラグ溶接部２６が
突合せ溶接構造となるので、プラグ２５と高温側管板４
（低温側管板５）とをより強固に固着することができ
る。

【００３８】図３は本発明の請求項２に記載した熱交換
器補修方法の一例を示し、図中、図１と同一の符号を付
した部分は同一物を表わしている。

【００３９】３３は本実施例において高温側板４並びに
低温側管板５に設けた貫通孔６を閉塞するために用いる
プラグであり、該プラグ３３は前記の貫通孔６の内径と
略等しい外径を有する小径部２９と、貫通孔６よりも外
径が大きい大径部３１と、前記小径部２９から大径部３
１へ向って延びる中空部２８と、該中空部２８の内部に
位置するように中空部２８の底部３０に対して固定した
放射線源３２とを有している。

【００４０】以下、熱交換器を修理する手順を説明す
る。

【００４１】損傷した伝熱管７に連通する貫通孔６を閉
塞する際には、プラグ３３の小径部２９を閉塞すべき貫
通孔６に挿入し、プラグ３３の大径部３１を高温側管板
４（低温側管板５）に溶接する。

【００４２】そして、前記の溶接によるプラグ溶接部３
４の外周にフィルム１６を巻いて、プラグ３３の中空部
２８の内部の放射線源３２が発する放射線により、プラ
グ溶接部３４の透過写真を撮影し、前記のフィルム１６
を現像したうえ透過写真を観察して前記プラグ溶接部３
４の欠陥の有無を判定する。

【００４３】本実施例においては、放射線源３２を設け
たプラグ３３を高温側管板４または低温側管板５に溶接
し、前記の放射線源３２により放射線透過写真を撮影す
るので、１箇所のプラグ溶接部３４のみで、損傷した伝
熱管７に連通する高温側管板４または低温側管板５の貫
通孔６を閉塞することができるとともに、プラグ溶接部
３４の放射線透過試験を容易に行ない得る。

【００４４】また、本実施例においては、放射線源３２
がプラグ３３に対して固定されているので、上述した修
理を行った後の定期検査等の機会にプラグ溶接部３４の
外周にフィルム１６を巻けば、再度放射線透過試験を行
うことができる。

【００４５】なお、本発明の熱交換器補修方法は前述し
た実施例にのみ限定されるものではなく、本発明をヘリ
カルコイル式等の他の熱交換器に適用すること、その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように本発明の熱交換器補修
方法によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得
る。

【００４７】（１）本発明の請求項１に記載した熱交換
器修理方法では、プラグの小径部を貫通孔に挿入し、プ
ラグの大径部を溶接によって管板に固定した後、プラグ
の中空部に放射線源を挿入して管板に対するプラグ溶接
部の放射線透過試験を行うので、また、本発明の請求項
２に記載した熱交換器補修方法では、中空部に放射線源
を有するプラグの小径部を貫通孔に挿入し、プラグの大
径部を溶接によって管板に固定した後、前記の放射線源
によって管板に対するプラグ溶接部の放射線透過試験を
行うので、いずれにおいても、放射線透過試験を容易に
行うことができるとともに、管板に対するプラグの溶接
箇所を１箇所とすることができる。

【００４８】（２）本発明の請求項２に記載した熱交換
器補修方法では、プラグに対して放射線源が固定されて
いるので、熱交換器の定期点検等の機会に放射線透過試
験を繰り返し行うことができる。

【００４９】（３）本発明の請求項１、請求項２に記載
した熱交換器修理方法のいずれにおいても、１箇所の溶
接で管板とプラグとを固着するので、溶接工数の低減を
図ることができ、溶接の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に記載した熱交換器補修方法
の一例を示す断面図である。

【図２】本発明の請求項１に記載した熱交換器補修方法
の他の例を示す断面図である。

【図３】本発明の請求項２に記載した熱交換器補修方法
の一例を示す断面図である。

【図４】従来の熱交換器の概略を示す断面図である。

【図５】従来の熱交換器補修方法の一例における短管溶
接部を示す断面図である。

【図６】従来の熱交換器補修方法の一例におけるプラグ
溶接部を示す断面図である。

【図７】従来の熱交換器補修方法の他の例を示す断面図
である。

【図８】従来の熱交換器補修方法の更に他の例を示す断
面図である。

【図９】従来の熱交換器補修方法の更にまた他の例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器胴部 ４ 高温側管板（管板） ５ 低温側管板（管板） ６ 貫通孔 ７ 伝熱管 １４，３２ 放射線源 ２１，２８ 中空部 ２３，２９ 小径部 ２４，３１ 大径部 ２５，３３ プラグ ２６，３４ プラグ溶接部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器胴部内の管板に設けた貫通孔に
   連通する伝熱管が損傷した際に、管板にプラグを溶接し
   て損傷した伝熱管に連通する貫通孔を閉塞する熱交換器
   補修方法において、前記の貫通孔に挿入可能な外径を有
   する小径部と貫通孔よりも外径が大きい大径部とを有し
   該大径部から小径部へ向って延びる中空部を設けたプラ
   グの前記小径部を閉塞すべき貫通孔に挿入し、前記プラ
   グの大径部を管板に溶接した後、プラグの中空部に放射
   線源を挿入して該放射線源により管板とプラグとの溶接
   部の放射線透過試験を行うことを特徴とする熱交換器補
   修方法。
2. 【請求項２】 熱交換器胴部内の管板に設けた貫通孔に
   連通する伝熱管が損傷した際に、管板にプラグを溶接し
   て損傷した伝熱管に連通する貫通孔を閉塞する熱交換器
   補修方法において、前記の貫通孔に挿入可能な外径を有
   する小径部と貫通孔よりも外径が大きい大径部とを有し
   前記小径部から大径部へ向って延びる中空部を設け且つ
   該中空部内に放射線源を固着したプラグの前記小径部を
   閉塞すべき貫通孔に挿入し、前記プラグの大径部を管板
   に溶接した後、前記の放射線源により管板とプラグとの
   溶接部の放射線透過試験を行うことを特徴とする熱交換
   器補修方法。