JPH07188737A - 核燃料再処理プラント用耐食機器の耐食処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の含有量以上の炭素を含有するステンレ
ス鋼材からなる耐食機器に対して、炭素の析出部を形成
しないレーザービームによる耐食処理方法を提供する。 【構成】 ステンレス鋼材からなる核燃料再処理プラン
ト用耐食機器５の偏析金属層露出部にレーザビーム２を
照射し、その表面層を溶融化させて再結晶させ、次に前
記偏析金属層露出部にレーザビーム２’を再照射して、
溶融化した表面層とその近傍の熱影響部９に固溶限以上
であって融点以下の温度に加熱して急冷する溶体化処理
を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は核燃料再処理プラント用
耐食機器の耐食処理方法に係り、特に所定の含有量以上
の炭素を含有するステンレス鋼材からなる耐食機器に対
して、炭素の析出部を形成しないでレーザービームによ
って耐食処理を施す方法と、焼入れ硬化能が高いステン
レス鋼材に対して割れを生じることなく肉盛りを行う耐
食処理の方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】使用済核燃料の再処理工程では、硝酸溶
液で使用済核燃料を溶解し、溶解液から再利用可能なウ
ランやプルトニウムを抽出および精製する操作を行う。
この硝酸溶液や使用済核燃料の溶解液は強い腐食性を有
し、これらと接触する機器の壁体を腐食する。

【０００３】このことにより、一般に核燃料再処理プラ
ントの耐食機器は、良好な耐食性を有する低炭素鋼や、
炭素を安定化した鋼材や、高いクロム（Ｃｒ）含有率を
有する鋼材や、ステンレス鋼材等によって形成されてい
る。特に、オーステナイト系ステンレス鋼やマルテンサ
イト系ステンレス鋼からなり、鍛造加工や圧延加工によ
って形成された耐食機器の部品は広く使用されている。

【０００４】しかしながら、上記ステンレス鋼は、鍛造
・圧延加工により、金属組織が変化してその含有成分が
偏析し、その結晶粒と介在物とからなる偏析金属層を形
成することがある。この偏析金属層は、加工方向によっ
て所定の方向に析出し、耐食機器の一部に偏析金属層露
出部を形成する。偏析金属層が機器の壁面に沿ってと平
行に存在するときは、金属面は平均的に全面腐食され、
良好な耐食性を有する。しかし、偏析金属層が部品の壁
面に対して角度をなして存在するときは、腐食され易い
偏析金属層に沿って腐食が進み、点腐食によって一部の
侵食深さが急速に深くなり、ついには機器の壁体を貫通
するまでに至る（これをトンネル腐食という）。

【０００５】この現象は、偏析金属層が機器の壁面に対
して垂直に存在するときに特に顕著となる。図１３に上
記耐食機器の鍛造方向と偏析金属層が露出する部分の一
例を示している。図中符号１００は、鍛造された耐食機
器の部品を示しており、図示する鍛造方向に対しては符
号１０１で示す部分に偏析金属層露出部が形成されやす
い。

【０００６】これに対して、従来から上記耐食機器の偏
析金属層露出部に対して、レーザビームを照射して金属
表面層を溶融化させ、急熱と急冷の処理をして、耐食性
を向上させることが試みられていた。

【０００７】図１４は、上記従来のレーザビーム照射に
よる溶融化の耐食処理方法を示している。図１４におい
て、レーザビーム６０は集光レンズ６１によって所定の
ビーム径に絞られ、マルテンサイト系ステンレス鋼材か
らなる基材６２の表面に照射される。この従来の方法に
よれば、レーザビーム６０の急熱・急冷作用により、腐
食され易い偏析金属層（この場合、フェライト組織と他
の組織の境界部）が微小な粒子の結晶組織になり、トン
ネル腐食を改善することができる。なお、図１４の符号
６３と６４は、それぞれレーザビーム６０による溶融化
部分と熱影響部を示している。

【０００８】一方、腐食され易い耐食機器の偏析金属層
露出部に耐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
を肉盛りする方法が提案されていた。

【０００９】図１５は、ＴＩＧ溶接（Tungsten Inert G
as Welding）による金属の肉盛り法を示している。図１
５において、ＴＩＧ用トーチ７０と基材７１の表面の肉
盛りすべき部分の間にアーク７２を発生させ、このアー
ク中に肉盛材料となる金属棒７３を挿入することによ
り、金属棒７３が溶融し、基材７１の表面に肉盛層７４
を形成する。

【００１０】図１６は、プラズマ粉体肉盛法（以下ＰＴ
Ａという）による肉盛加工を示している。図１６におい
て、ＰＴＡに使用する肉盛用装置は、トーチ８０を有
し、このトーチ８０は電極８１と、水冷されたチップ８
２と、ノズル８３とからなる。電極８１とチップ８２、
および電極８１と基材８４はそれぞれ、パイロット電源
ＰＳ１と主電源ＰＳ２によって電極８１側が正となるよ
うに電圧がかけられるように構成されている。最初に、
パイロット電源ＰＳ１によって、電極８１とチップ８２
の間にアークが発生し、このアークは例えばアルゴンＡ
ｒやヘリウムＨｅ等のプラズマガスによってプラズマア
ーク化され、続いて主電源ＰＳ２によって電極８１と基
材８４の間に電圧が印加され、チップ８２がプラズマ熱
源を安定化させる。この状態で、粉末状の肉盛材料が、
アルゴンＡｒや、二酸化炭素ＣＯ2や、ヘリウムＨｅ等
のキャリアガスとともに、チップ８２とノズル８３の間
からプラズマガスの中に投入する。これらの肉盛材料は
溶融してシールドガスのもとで、基材８４の表面に肉盛
層８５を形成する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記レ
ーザビームによって耐食機器の偏析金属層露出部の金属
表面を溶融化する従来の方法では、炭素含有量が約０．
０５％以上の基材に対しては、図１４に示す熱影響部に
炭化物の析出部を形成することがあった。この炭化物析
出部は腐食され易く、機器の耐食性を低下させる問題が
あった。

【００１２】一方、上記従来のＴＩＧ溶接やＰＴＡによ
る肉盛り法では、耐食機器がたとえばマルテンサイト系
ステンレス鋼のような焼入れ硬化能が高い基材からなる
場合、熱影響部が硬化して割れを生じることがあった。
この割れの発生を防止する方法として、基材を約４００
°Ｃに予熱する方法が考えられるが、予熱によって基材
本来の高温強度が失われることが考えられる。

【００１３】そこで、本発明の目的は、上記従来の核燃
料再処理プラント用耐食機器の耐食処理方法の課題を解
決し、所定の含有量以上の炭素を含有するステンレス鋼
材からなる耐食機器に対して、炭化物の析出部を形成し
ないレーザービームによる耐食処理方法と、焼入れ硬化
能が高いステンレス鋼材に対して割れを生じることなく
肉盛りを行う耐食処理方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明による第一の核燃料再処理プラント用耐食
機器の耐食処理方法は、ステンレス鋼材からなる核燃料
再処理プラント用耐食機器の偏析金属層露出部にレーザ
ビームを照射し、その表面層を溶融化させて再結晶さ
せ、次に前記偏析金属層露出部にレーザビームを再照射
して、溶融化した表面層とその近傍の熱影響部に固溶限
以上であって融点以下の温度に加熱して急冷する溶体化
処理を施すことを特徴とするものである。

【００１５】本願発明による第二の核燃料再処理プラン
ト用耐食機器の耐食処理方法は、ステンレス鋼材からな
る核燃料再処理プラント用耐食機器の偏析金属層露出部
にレーザビームを照射し、前記レーザビームによる高温
部に耐食性の肉盛材料の粉末を供給して前記偏析金属層
露出部の表面に肉盛層を形成することを特徴とするもの
である。

【００１６】

【作用】上記構成により、本願の第一の核燃料再処理プ
ラント用耐食機器の耐食処理方法は、レーザビームによ
って耐食機器の偏析金属層露出部の表面部分を溶融さ
せ、急速に再結晶させるので、偏析金属層の表面部分が
微小な結晶粒子と介在物となり、耐食性が大幅に改善さ
れる。さらに、上記溶融化処理を行った部分にレーザビ
ームを再照射し、溶融化した表面層とその近傍の熱影響
部を固溶限以上であって融点以下の温度に加熱して急冷
するので、熱影響部の炭化物が固溶化され、これによっ
て、熱影響部の腐食され易い部分を消失させることがで
きる。

【００１７】また、本願の第二の核燃料再処理プラント
用耐食機器の耐食処理方法は、耐食機器の偏析金属層露
出部にレーザビームを照射し、高温部分に耐食性に優れ
た肉盛材料の粉末を供給する。この場合、レーザビーム
はエネルギ密度が高いので、この方法によれば、基材へ
の入熱が少なく、基材の表面層の限られた部分と肉盛材
料を溶融させて耐食性に優れた肉盛層を形成する。すな
わち、この耐食処理方法によれば、基材への入熱が少な
いことにより、焼入れ硬化能が高い基材に対しても、割
れの発生を低減することができる。

【００１８】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００１９】本願第一の核燃料再処理プラント用耐食機
器の耐食処理方法は、レーザビームによって耐食機器の
表面を溶融化および溶体化する方法であり、図１はその
溶融化工程の例を示している。図１において、符号１
は、レーザビームの発振器を示しており、この発振器１
によって発振されたレーザビーム２は、伝送用ミラー３
によって反射され、続いて集光レンズ４によって集光さ
れ、いったん集束された後に基材５に照射される。

【００２０】基材５は、図に示す方向Ｐに鍛造されたも
のであり、この場合、偏析金属層６は鍛造方向Ｐとほぼ
平行に存在しており、基材５の表面７は偏析金属層露出
部となっている。ここで、本実施例の基材５はステンレ
スＳＵＳ４３１であり、その組成は下記の通りである。

【００２１】 成分名 Ｃ Ｃｒ Ｎｉ その他 SUS431 0.2(wt%) 16(wt%) 2(wt%) 一方、本工程のレーザビーム２の代表的な加工パラメー
タは以下に示すとおりである。

【００２２】 レーザ出力 ： ６〜１０ （ｋＷ） 集光レンズ焦点距離 ： ２５４，３８１，５０８（ｍｍ） 被加工物上のビーム径： φ４〜φ３０ （ｍｍ） 加工速度 ： ０．２〜１０ （ｍ／ｍｉｎ） シールドガス ： ５〜１００ （ｌｉｔ／ｍｉｎ） （Ｎ2 ，Ａｒ，Ｈｅのいずれか） 上記諸元のレーザビーム２が基材５の表面７に照射され
ることにより、基材５の表面部分は融点以上に加熱さ
れ、溶融化して表面溶融層８を生成する。本実施例で
は、機器の耐用年数を考慮して、表面溶融層８を約０．
５ｍｍ以上の深さとしている。

【００２３】このようにレーザビーム２によって基材５
の表面が溶融化し、さらに急速に冷却されることによ
り、層状のフェライト組織が溶融と再結晶の過程を経
て、粒子が微細化し、同時に、炭化物（Ｃｒ炭化物）が
分散化される。図２は、この溶融化工程の熱サイクルの
一例を示している。

【００２４】上記溶融化工程を経た基材５は、次の溶体
化工程に付される。図３は、その溶体化工程を示してい
る。図３に示すように、本実施例の溶体化工程は前記溶
融化工程と全く同様の装置構成によって行われる。ただ
し、この溶体化工程で使用されるレーザビーム２’は前
記溶融化工程のレーザビーム２と異なり、その加工パラ
メータは、以下に示す通りである。

【００２５】 レーザ出力 ： ４〜１５ （ｋＷ） 集光レンズ焦点距離 ： ２５４，３８１，５０８（ｍｍ） 被加工物上のビーム径： φ２〜φ３０ （ｍｍ） 加工速度 ： ０．４〜２０ （ｍ／ｍｉｎ） シールドガス ： ５〜１００ （ｌｉｔ／ｍｉｎ） 上記諸元のレーザビーム２’によって、基材５の表面溶
融層８およびその近傍の熱影響部を含む溶体化層９が固
溶限以上であって融点以下の温度に加熱され、続いてレ
ーザ照射における自己冷却作用によって、焼入れと同様
な急速冷却が行われる。この急熱急冷により、溶体化層
９中の炭化物が固溶化され、熱影響部の炭化物が析出し
た領域が消失する。

【００２６】本実施例の耐食処理方法により、比較的炭
素含有量が高いステンレス鋼材からなる核燃料再処理プ
ラント用耐食機器に対しても、微細な結晶粒子からな
り、かつ、腐食されやすい炭化物の析出領域がない表面
層を形成することができる。

【００２７】本実施例の耐食処理方法によって製造され
た耐食機器と従来の耐食処理方法によって処理した耐食
機器を６Ｎの沸騰硝酸溶液中に１０００時間浸漬し、腐
食試験を実施したところ、従来の耐食処理による耐食機
器は、表面層の最大侵食深さが１５０μｍないし２００
μｍであったのに対し、本実施例による耐食処理を施し
た耐食機器の最大侵食深さは２０μｍないし３０μｍで
あった。このように、本実施例の耐食処理方法によれ
ば、鍛造材および圧延材のトンネル腐食を効果的に防止
でき、耐食機器の耐久年数を大幅に延長することができ
る。

【００２８】上記レーザビームの照射方法は種々考えら
れる。図４と図５にレーザビームの照射方法の例を示し
ている。

【００２９】図４のレーザビーム照射方法では、レーザ
ビームの発振器１０から発射されたレーザビーム１１
は、セグメントミラー１２の凸面境１３と凹面境１４で
反射され、集束しながら伝送ミラー１５で伝送されて、
集束しながら基材１６上に照射される。

【００３０】また、図５のレーザビーム照射方法では、
凹面境からなるセグメントミラー１７が伝送ミラーを兼
ね、このセグメントミラー１７が入射されたレーザビー
ム１８を反射し、集束させながら基材１９上に照射す
る。

【００３１】上記図４および図５に示したレーザビーム
の照射方法によれば、セグメントミラー１２およびセグ
メントミラー１７を調整することにより、加工の目的に
応じてレーザビームの形や径を得ることができ、耐食性
に優れた耐食機器を製造することができる。

【００３２】図６は、ＹＡＧレーザを使用したレーザビ
ームの照射例を示している。図６において、レーザ光は
細長い形状の加工ヘッド２０に内蔵されたファイバー２
１によって伝送され、第一集光レンズ２２と第二集光レ
ンズ２３によって集光された後に、反射ミラー２４によ
って反射されて、加工ヘッド２０の周壁に設けられた出
射窓２５から外側に出射される。この加工ヘッド２０を
耐食機器の部品２６の開口部からその内側に挿入され、
方向Ａ−Ａ’に移動しながら方向Ｂに回転する。上記動
作とともに出射窓２５からレーザビームを照射すること
により、耐食機器の部品２６の内周面に耐食処理を施す
ことができる。

【００３３】上記実施例の耐食処理方法では、耐食機器
の表面層をレーザビームによって溶融させ、一旦結晶し
た後にレーザビームを再照射し、溶体化処理を行うもの
であるが、上記溶体化処理のみを加熱炉によって行うこ
とができる。

【００３４】図７は、加熱炉によって溶体化処理を行っ
ているところを示している。図７において、符号２７は
レーザビームによって溶融化処理を行った耐食機器を示
しており、この耐食機器２７は、加熱炉２８の内部に収
容され、ヒータ２９によって溶体化処理の温度に加熱さ
れ、続いて加熱炉２８の冷却材注入口３０から注入され
る水、油等の冷却材３１によって急冷される。冷却材３
１は、エアあるいは不活性ガス等の動作ガスでもよい。
この溶体化処理方法によれば、大きな面積を有する溶融
化層を同時に溶体化でき、効率的に耐食処理を行うこと
ができる。

【００３５】次に、本願第二の核燃料再処理プラント用
耐食機器の耐食処理方法について説明する。

【００３６】本願第二の核燃料再処理プラント用耐食機
器の耐食処理方法は、耐食機器の偏析金属層露出部の表
面に耐食性に優れた肉盛層を形成するものであり、図８
はその肉盛工程の一例を示している。

【００３７】図８の実施例において、肉盛りをする耐食
機器部品の基材４０は、マルテンサイト系ステンレスＳ
ＵＳ４３１からなり、その組成を以下に示す。

【００３８】 成分名 Ｃ Ｃｒ Ｎｉ その他 SUS431 0.2(wt%) 16(wt%) 2(wt%) 上記基材４０は、その一端が回転可能な加工テーブル４
１に保持されている。この基材４０の上方には、レーザ
装置４２と肉盛材料供給装置４３が配置されている。

【００３９】レーザ装置４２においては、レーザビーム
４４は発振器４５から発射され、伝送ミラー４６を経
て、さらに集光レンズ４７によって集光され、一旦集束
したのちに基材４０の表面に照射される。一方、肉盛材
料供給装置４３は、粉末状の肉盛材料４８を収容した容
器４９を有し、肉盛材料４８は容器４９の底部に接続さ
れた管５０を通って、レーザビーム４４による高温部に
供給される。この肉盛材料４８は、ステンレスＳＵＳ３
０４Ｌからなり、その組成を以下に示す。

【００４０】 成分名 Ｃ Ｃｒ Ｎｉ その他 SUS304L 0.05(wt%) 以下 9.0-11.0(wt%) 17.0-22.0(wt%) また、この時の肉盛り用の加工条件は、以下の通りであ
る。

【００４１】 レーザ出力 ： ６〜１０ （ｋＷ） 集光レンズ焦点距離 ： ２５４，３８１，５０８（ｍｍ） 被加工物上のビーム径： φ５〜φ３０ （ｍｍ） 加工速度 ： １００〜５０００ （ｍ／ｍｉｎ） 肉盛材料供給速度 ： １０〜１００ （ｇ／ｍｉｎ） 上記条件のレーザビーム４４を基材４０の表面に照射す
ることにより、基材４０の表面層が溶融し、供給された
肉盛材料４８とともに肉盛層５１を形成する。この方法
によれば、レーザビーム４４のエネルギ密度が高いこと
により、基材４０の表面層のごく限られた部分のみが瞬
間的に溶融するので、基材４０への入熱が少なく、焼入
れ硬化能が高い母材に対しても、割れを生じることなく
肉盛り加工をすることができる。

【００４２】また、この肉盛層を形成する耐食処理方法
によれば、肉盛層は１層あたり１ｍｍないし３ｍｍの厚
さを有し、これを多層盛りすれば、さらに優れた耐食性
を得ることができる。

【００４３】無論、上記肉盛り加工において、基材４０
の硬化を低減するために、基材４０に適度の予熱（１０
０°Ｃないし２００°Ｃ）を行うことも可能である。ま
た、レーザ出力を１０ｋＷにすれば、さらに速い加工を
実現することができる。

【００４４】図９は、肉盛材料をレーザビームの照射部
の移動方向前方に供給する他の肉盛工程の一例を示して
いる。図９において、図８と同一の部分には同一の符号
を付し、説明を省略する。この場合、肉盛材料４８は、
肉盛材料供給装置４３によってレーザビーム４４の照射
部の移動方向前方の基材４０上に載置され、移動してき
たレーザビーム４４によって基材４０の表面層とともに
溶融し、肉盛層５１を形成する。この加工例による作用
は図８の場合と全く同一である。

【００４５】図１０ないし図１２にレーザビームの照射
径や形状を調整可能な肉盛加工の例を示す。

【００４６】図１０において、レーザビーム４４は、凸
面境５２と凹面境５３からなるセグメントミラー５４の
作用によって集束する光束となって、伝送ミラー５５で
伝送された後に基材４０上に照射される。この場合、肉
盛材料は、図８と図９で説明した方法でレーザビームの
照射部に供給される。図１１では、レーザビーム４４
が、凹面境からなるセグメントミラー５６によって反射
され、集束しながら基材４０上に照射される。肉盛材料
の供給装置は図示を省略している。図１２では、伝送ミ
ラー５７とセグメントミラー５８とを組み合わせ、レー
ザビーム４４を集束させながら基材４０上に照射してい
る。

【００４７】上記いずれのレーザビームの照射方法で
も、セグメントミラー５４，５６，５８を調整すること
により、レーザビームの照射部の径や形状を調整するこ
とが可能であり、目的に応じた加工を行うことができ
る。

【００４８】次に上記肉盛加工を基材の熱処理工程の一
部で行う実施例について説明する。この実施例では、耐
食機器の基材について焼なましを行った後に肉盛りし、
その肉盛層形成後に基材に対して焼入れと焼もどしの処
理を施す。ここで、焼なましは、基材を７３０°Ｃない
し７５０°Ｃに加熱した後に、１００°Ｃ以下まで急冷
し、さらに６３０°Ｃないし６７０°Ｃに加熱し再び急
冷する。また、焼入れは、肉盛り後に１０００°Ｃない
し１０５０°Ｃに加熱し、油槽に浸漬して急冷する。焼
もどしは、焼入れ後に６３０°Ｃないし７００°Ｃの温
度に加熱し、強制空冷によって冷却する。

【００４９】この実施例によれば、基材の強度を回復さ
せ、肉盛層の耐食性を維持することができる。

【００５０】このほかに、基材について焼なましと焼入
れと焼もどしを行ったのちに、肉盛加工を行う方法が考
えられる、この場合も、基材の強度を回復させ、肉盛層
の耐食性を維持することができる。

【００５１】上記耐食機器の偏析金属層露出部上に肉盛
層を形成する耐食処理方法によれば、金属面に垂直に析
出した偏析金属層の表面が耐食性に優れた肉盛層によっ
て覆われ、トンネル腐食を防止でき、耐食機器の耐久年
数を大幅に延ばすことができる。従来の耐食処理を施し
た耐食機器と本実施例によって処理した耐食機器を６Ｎ
の沸騰硝酸溶液中に１０００時間浸漬し、腐食試験を実
施したところ、従来の耐食処理による耐食機器は、表面
層の最大侵食深さが１５０μｍないし２００μｍであっ
たのに対し、本実施例による耐食機器の表面層の最大侵
食深さは２０μｍないし３０μｍであった。

【００５２】なお、上記実施例では、肉盛材料としてス
テンレスＳＵＳ３０４Ｌを使用しているが、肉盛材料は
耐食性に優れた肉盛層を形成できれば、任意の材料、た
とえばインコネル（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金）を使用する
ことができる。肉盛材料として使用可能なインコネル
（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金）の組成を以下に示す。

【００５３】 成分名 Ｎｉ Ｃｒ Ｆｅ Ｃ その他 インコネル 70(wt%) 以上 14-23(wt%) 残部 0.1(wt%)以下

【００５４】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本願の第
一の核燃料再処理プラント用耐食機器の耐食処理方法
は、レーザビームによって耐食機器の偏析金属層露出部
の表面部分を溶融化させて急速に再結晶させ、さらに溶
融化した表面層とその近傍の熱影響部を固溶限以上であ
って融点以下の温度に加熱して急冷するので、熱影響部
に生成した炭化物が固溶化し、比較的炭素含有量が多い
ステンレス鋼からなる基材に対しても、レーザビームに
よって耐食処理を行うことができる。

【００５５】また、本願の第二の核燃料再処理プラント
用耐食機器の耐食処理方法は、耐食機器の偏析金属層露
出部にレーザビームを照射し、高温部分に耐食性の肉盛
材料の粉末を供給するので、耐食機器の表面層が肉盛材
料とともに溶融し、耐食性に優れた肉盛層を形成する。
また、この耐食処理方法は、エネルギ密度が高いレーザ
ビームを使用するので、基材への入熱が少なく、これに
より、焼入れ硬化能が高い基材に対しても、割れの発生
を生じることなく肉盛層を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の第一の核燃料再処理プラント用耐食機器
の耐食処理方法の溶融化の工程を示した図。

【図２】溶融化工程の熱サイクルを示したグラフ。

【図３】本願の第一の核燃料再処理プラント用耐食機器
の耐食処理方法の溶体化の工程を示した図。

【図４】本願の第一の核燃料再処理プラント用耐食機器
の耐食処理方法のレーザビーム照射方法の一例を示した
図。

【図５】本願の第一の核燃料再処理プラント用耐食機器
の耐食処理方法のレーザビーム照射方法の他の一例を示
した図。

【図６】本願の第一の核燃料再処理プラント用耐食機器
の耐食処理方法のレーザビーム照射方法のさらに他の一
例を示した図。

【図７】本願の第一の核燃料再処理プラント用耐食機器
の耐食処理方法において加熱炉を用いた溶体化工程を示
した図。

【図８】本願の第二の核燃料再処理プラント用耐食機器
の耐食処理方法による肉盛加工工程を示した図。

【図９】本願の第二の核燃料再処理プラント用耐食機器
の耐食処理方法による他の肉盛加工工程を示した図。

【図１０】本願の第二の核燃料再処理プラント用耐食機
器の耐食処理方法のレーザビーム照射方法の一例を示し
た図。

【図１１】本願の第二の核燃料再処理プラント用耐食機
器の耐食処理方法のレーザビーム照射方法の他の一例を
示した図。

【図１２】本願の第二の核燃料再処理プラント用耐食機
器の耐食処理方法のレーザビーム照射方法のさらに他の
一例を示した図。

【図１３】核燃料再処理プラント用耐食機器の鍛造方向
と偏析金属層露出部の関係の一例を示した図。

【図１４】レーザビームによって耐食機器の表面層を溶
融化させる従来の耐食処理方法の一工程を示した図。

【図１５】ＴＩＧ溶接の方法によって耐食機器の表面に
肉盛層を形成する従来の耐食処理方法の一工程を示した
図。

【図１６】プラズマによって耐食機器の表面に肉盛層を
形成する従来の耐食処理方法の一工程を示した図。

【符号の説明】

１ 発振器 ２ レーザビーム ３ 伝送用ミラー ４ 集光レンズ ５ 基材 ６ 偏析金属層 ８ 表面溶融層 ９ 溶体化層 ２９ ヒータ ４０ 基材 ４２ レーザ装置 ４３ 肉盛材料供給装置 ４８ 肉盛材料 ５１ 肉盛層

フロントページの続き (72)発明者 吉 村 一 郎 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステンレス鋼材からなる核燃料再処理プラ
   ント用耐食機器の偏析金属層露出部にレーザビームを照
   射し、その表面層を溶融化させて再結晶させ、 次に前記偏析金属層露出部にレーザビームを再照射し
   て、溶融化した表面層とその近傍の熱影響部に固溶限以
   上であって融点以下の温度に加熱して急冷する溶体化処
   理を施すことを特徴とする核燃料再処理プラント用耐食
   機器の耐食処理方法。
2. 【請求項２】ステンレス鋼材からなる核燃料再処理プラ
   ント用耐食機器の偏析金属層露出部にレーザビームを照
   射し、その表面層を溶融化させて再結晶させ、次に前記
   耐食機器をヒータによって加熱し、溶融化した表面層と
   その近傍の熱影響部に固溶限以上であって融点以下の温
   度に加熱して急冷する溶体化処理を施すことを特徴とす
   る核燃料再処理プラント用耐食機器の耐食処理方法。
3. 【請求項３】ステンレス鋼材からなる核燃料再処理プラ
   ント用耐食機器の偏析金属層露出部にレーザビームを照
   射し、前記レーザビームによる高温部に耐食性の肉盛材
   料の粉末を供給して前記偏析金属層露出部の表面に肉盛
   層を形成することを特徴とする核燃料再処理プラント用
   耐食機器の耐食処理方法。
4. 【請求項４】前記肉盛材料はオーステナイト系ステンレ
   ス鋼またはインコネル（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金）のいず
   れかからなることを特徴とする請求項２に記載の核燃料
   再処理プラント用耐食機器の耐食処理方法。
5. 【請求項５】前記肉盛層の形成は前記耐食機器について
   焼なましを行った後に行われ、その肉盛層形成後に前記
   耐食機器に焼入れと焼もどし処理を施すことを特徴とす
   る請求項２または請求項３に記載の核燃料再処理プラン
   ト用耐食機器の耐食処理方法。