JPS6027000B2 - 密封容器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子ビーム溶接を利用したガス封入密封容器
の製造方法に関するものである。

使用済の核燃料の再処理に伴って発生する放射性廃棄物
は、密封容器内に封入させて地下数百メートルの地中海
に処分される。

この目的で使用される密封容器は、安全上の見地から極
めて長時間（数百〜数千年）にわたって密封性を維持し
なければならない。すなわち、密封容器は、廃棄物の固
化処理に伴う加熱及び廃棄物の自己発熱等の熱サイクル
に耐え、また温度、圧力、放射線、共存イオン等の環境
条件にも耐える必要がある。このような密封容器を製造
する上で最も問題になるのは、放射性廃棄物を入れた容
器本体とふたとをいかにして密封結合し、またいかにし
てその密封性を確認し保証するかということである。従
釆は、チグ溶接又はプルズマ溶接よって容器本体とふた
とを接合すると共に密封容器内に密封性試験用のヘリウ
ムガスを放射性廃棄物と一緒に封入してた。こうして密
封容器を形成した後で、溶接部の密封性等を確認するた
めにヘリウムリークテスト等の非破壊検査を実施してい
た。しかしながら、チグ溶薮又はプラズマ溶接では、あ
る程度の溶接欠陥は避けることができず溶接部の密封性
に問題を生じる場合があり、また溶接の際に容器の広範
囲の部分に熱的影響を与えるので応力腐食割れを発生す
るおそれがある。従って、溶接方法としては上記のよう
な欠点が比較的少ない電子ビーム溶接が好ましいのであ
るが、次のような理由から、従来は電子ビーム溶接によ
って容器本体とふたとを接合してガス封入密封容器を製
造することができなかった。すなわち、電子ビーム溶接
は真空ふん囲気中で行なう必要があるが、ヘリウムガス
を混入した容器本体及びふたを真空ふん園気中に贋〈と
、容器内外の圧力差によってふたが開き容器内のヘリウ
ムガスが漏れて結果的にガスの封入が不十分な密封容器
となっていた。これを防止するためにふたに押圧力を加
えた状態で電子ビーム溶接を行なったとしても、溶接の
際に鰭子ビームによって溶解された部分から容器内外の
圧力差によってガスが流出し、結局ガスの流出を防ぐこ
とができず、またガスの流出は溶接部に欠陥を生ずる原
因となる。本発明は、容器本体とふたとを電子ビーム溶
接によって接合してガス封入密封容器を製造する方法を
得ることを目的とするものである。

以下、本発明を添付図面の第ｌａ〜１ｇ、２及び３図に
基づいて説明する。

まず、第ｌａ図に示すように、容器本体１内に放射性廃
棄物２を入れ、その上部ふた３でふさぐ。

容器本体１はチタン又はニッケル合金鋼製であり、図に
示すように一体構造のものでもよく、また円筒部材に底
板を亀子ビ−ム溶接によって接合して形成したものでも
よい。ふた３も同様にチセタン又はニッケル合金鋼製で
あるが、第２図に詳細に示すように、その中央部には関
口３ａが設けられており、またこの閥口３ａの内側から
おおうようにキャップ４が溶接によって固着してある。
なお、キャップ４の内径は閉口３ａの径よりも多少小さ
くしてあり、関口３ａの内側に段差部分分を形成してあ
る。キャップ４の中央部の穴にガス注入用パイプ５が挿
入され溶接によって固着されている。ガス注入用パイプ
５は上方に向かって突出させてある。次いで、第ｌｂ図
に示すように、組み合わせた容器本体１及びふた３を、
電子ビーム溶接機の真空槽６中に入れ、真空槽６内の空
気を排出する。この際に、容器本体１内の空気もガス注
入用パイプ５を通って排出される。なお、このため真空
槽６からの排気には、わずかでも放射性廃棄物が含まれ
る可能性があるので、蓬当な処理を行なった上で大気に
放出する必要がある。次いで、第ｌｃ図に示すように、
容器本体１とふた３とのかん合部に電子ビーム７を当て
て電子ビーム溶接を行なう。この際、容器の内外共に電
子ビーム溶接に必要な真空度になっているので、良好な
溶接部を得ることができる。次いで、第ｌｄ図に示すよ
うに、ふた３の中央部のガス注入用パイプ５に管８を接
続してヘリウムガスを容器本体１内が所定の圧力になる
まで注入する。次いで容器本体１内にヘリウムガスを入
れた状態のままでガス注入用パイプ５の上端に第ｌｅ図
に示すように圧着して密封する。次いで、第ｌｆ図に示
すように、ふた３の関口３ａに対応した形状の密封部片
９を関口３ａにかん合させ、この状態で真空槽６内を真
空にする。その際、キャップ４と密封部片９とによって
区画される室内も関口３ａと密封部片９とのかん合部の
すきまから排出される。しかし、容器本体１内のヘリウ
ムガスは、ガス注入用パイプ５の先端が圧着してあるの
で、漏れることはない。そして、最終的には、第１ｇ図
に示すように、ふた３の開口３ａと密封部片９とのかん
部を電子ビーム７によって滋子ビーム溶接する。このと
きキャップ４の上端部はかん合部に内側から接するよう
に位置しており、電子ビーム溶接の愛当て材として作用
する。こうして第３図に詳細に示すガス封入密封容器が
完成する。この後でヘリウムリークテストを含む非破壊
検査が行なわれる。以上説明してきた本発明方法によっ
て次のような効果が得られる。

ふたの閉口部にガス注入用パイプ付きのキャップを取り
付け、ふたと容器本体とを溶接した後でガス注入パイプ
からガス注入し、次いでガス注入パイプを圧着密封し、
その後でふたの開口に密封部片を溶接するようにしたの
で、電子ビーム溶接を用いて、容器本体をふた、及びふ
たと密封部片を接合することができる。

従って、真空ふん位気で溶接が行なわれるので、安定し
た高品質の溶接部が得られる。また、単位面積当りのパ
熱が少なく、溶接部周辺の変形、捻金属組織の変化等の
熱的影響が非常に少なくなるので、応力腐食割れの心配
がない。従って、極めて長期間にわたって安定した密封
性を有するガス封入密封容器を得ることができる。図面
の簡単な謎頚 第ｌａ〜１ｇ図は本発明方法の各段階を順次示す図（第
ｌａ図は容器本体とふたとを組み合わせる前の段階を示
す図、第ｌｂ図は容器本体とふたとを真空槽内に入れて
排気する段階を示す図、第ｌｃ図は容器本体とふたとを
電子ビーム溶接する段階を示す図、第ｌｄ図は容器内に
ガスを注入する段階を示す図、第ｌｅ図はガス注入パイ
プを圧着する段階を示す図、第ｌｆ図はふたの開□に密
封部片をかん合させると共に真空槽を排気する段階を示
す図、第１ｇ図はふたと密封部片とを電子ビーム溶接す
る段階を示す図）、第２図は溶接前の容器本体及びふた
の拡大断面図、第３図は完成後の容器本体及びふたの拡
大断面図である。

１…・・・容器本体、２・・・・・・放射性廃棄物、３
・・・・・・ふた、４……キャップ、５……ガス封入用
パイプ、６……真空槽、７……電子ビーム、８……管、
９・・…・密封部片。

多ｌｏ図 多ｌｂ図 努ーｃ図 熱ｌｄ図 多ＩＬｅ図 象ｌｆ図 第１９図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガスを内部に封入した密封容器の製造方法において
   、 ガス注入用パイプを有するキヤツプを、開口を有す
   るふたにその開口をおおうように密封接合すること、
   容器本体とふたとをふたのキヤツプ取付側が容器内部に
   位置するように側み合わせ、これを真空槽内に設置して
   真空槽内の空気を排気することにより容器内外を真空と
   した状態で電子ビーム溶接によつて両者のかん合部を密
   封すること、 ガス注入用パイプを通して容器内にガス
   を注入し、次いでガス注入用パイプを圧着密封すること
   、 ふたの開口に密封部片をかん合させ、容器を真空槽
   内に設置して真空槽内の空気を排気することにより容器
   外、及びキヤツプと密封部片とによつて区画される室内
   を真空とした状態で電子ビーム溶接によつてふたと密封
   部片とのかん合部を密封接合すること、の各段階から成
   ることを特徴とする密封容器の製造方法。 ２ ふたと密封部片とのかん合部全周が、ふたに密封接
   合されるキヤツプの端面上に位置する特許請求の範囲第
   １項記載の密封容器の製造方法。