JPS6330196A - 高温環境で劣化した箱状部材の補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、製鉄所のベレット製造工場の焼成キルン出側
下部に配設されているグリズリ（ｇｒｉｚｚｌｙ）の内
部空冷式箱状部材、その他加熱炉スキッドパイプ等、高
温環境で長期間使用され高熱影響の反覆継続により、変
形、亀裂損傷、材質変化を起した箱状長尺部材の補修を
現地で行うことを可能にする方法に関する。

（従来の技術） グリズリを例とすると、その設備部品である前記箱状部
材は厚さ１０〜２０龍のステンレス鋼板または耐熱ステ
ンレス鋼板を使用し、断面形状が幅２００〜３００＃−
、高さ４００〜５０［］−Ｉ＋で長さ数■の箱状とし、
これが数列配設されている。

耐熱性材料の頑丈な溝造で内部に冷却空気が通されてい
るが、焼成キルンから連続的に排出される高温ペレット
がこの上を通過してターラに装入されるので、長期使用
中に熱応力による変形が起ったり、また部分的に亀裂が
発生したりする。また長期間高温に曝されることにより
材質的変化が生じ、オーステナイト結晶粒界へのクロム
カーバイド析出やングマ（０析出による脆化、硬化が起
りダクティリティが著しく低下してしまう。

そこで、年１〜２回の（ω理時期には犬）ω理と称し箱
状部材を８３分的または全体的に取替えている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の定期的の部分取替や全体取替の深全方法では、保
全費用が嵩む。そのうえ取替工事の工期も長くなる。−
時的局部的補修法として負部 裂、に四角形鉄板バチを当て溶接することもできるが、
母材材質が劣化してしまっているので、溶接熱影響部か
らの割れが早い時期に発生する。

本発明は、従来技術のこれ等問題点を解決し、高温環境
で劣化した箱状部材の補修方法として、設置現場のオン
ラインで実施することができ、補修結果が健全で大修理
の間の使用に充分に耐え、費用、工期のあまりかからな
い方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的達成のだめ、本発明の高温環境で劣化した箱状
部材の補１膠方法は、構成上、高温環境で反覆的に使用
されて熱形ｖＫより変形、損傷、変質等の劣化を起した
箱状部材を補（さするため、該箱状部材を両側面で長手
方向に切断して２分し、劣化の顕著な半部を撤去し、比
較的健全な残半部材に対して、形状複元部材として別途
製作した断面がコ字形で両側面の長手方向の端縁を波形
に形成した部材を必要に応じて接続平板を併用して組合
わせて前記残半部材の各側面の外側に形状複元部材の各
側面を重ね合わせ、前記波形端縁に水平波状重ねすみ肉
溶接を施して両部材を結合一体化することを特徴とする
ものである。

本発明方法の実施の要領を添付図を参照し具体的に説明
する。第１図は本発明方法による補修過程の箱状部材の
部分破断斜視図を示す。

本発明方法においては、従来技術の大修理の−えたりす
るのではなくて、先づ補［ω対象の箱状部材を垂直な両
側面で長手方向に切断して半断面の部材に２分する。そ
して劣化損傷の顕著な半部を撤去し、ｖｇ１図に示され
る比較的健全な残半部材（１）を使用する。＋２）　［
２）はその両側面、（３）＋３）　ｄその切断線を示し
ている。

そして残半部材（１）と補完形状の形状複元部材（４）
を別途製作する。この形状複元部材（４）は板材を断面
コ字形に折曲成形し、その両側面＋ｓ）　（５）の端縁
＋ａ）　［（１）はサインカーブ状の波形を長手方向に
連接させて形成する。

前記の残半部材（１）と形状複元部材（４）とけ向い合
わせとし、前者の各側面（２）（２）の外側に後者の各
側面’５）　（５）が重なり合うようにして組合わせる
。

この関係は残半部材（１）かもとの箱状部材の上半であ
ると下半でちるとにかかわりなくそのようにする。そし
て形状複元部材はこの関係となるようｆＬ幅寸法をその
形成に際して予め与えられている。

そして組合わせ部材て対し前記波形端縁ｆ６）　（６）
に水平波状の重ねすみ肉溶接ｔ７）　＋７）を第６図（
イ）に示すように施して両部材（１）　＋４）を結合一
体化し補修を完成する。

（作用） 本発明方法において形状複元部材（４）に波状端縁（６
）を形成し、それを重ね合わせ側面＋２）　（５）の外
側として重ねすみ肉溶接（７）を施すことは重要な特長
である。このようにすることにより溶接部（７）の引張
残留応力ならびに熱影響部を溶接線の波形に沿うその接
線方向に分散分布させるとともに、溶接線の全有効長を
長くしてこの種高熱負荷を受ける部材の溶接継手部に作
用する応力の緩和に有効に役立たせることができる。

この波状重ねすみ肉溶接【よる補１ωの作業は、補修対
象の箱状部材の設置現場の近傍で容易に実施できるもの
であるので、材料費、運搬費、溶接費等の工費を低下さ
せ工期も効果的に短縮される。

第２図は本発明方法における波状溶接線の１区間の形状
を半円以下の円弧で近似して水平直線溶接、継手の溶接
線と幾何学的に比較した図である０水平直線溶接継手の
場合の１区間の溶接蔵長が２ａ　＝　２ｒ　ｃｏｓαと
なるのに対して、本発明の場合はｂ＝πｒ　（１−６，
）となる。次表は角度αを与えて、この比　ｂ　／　２
ａ　ｆ求メタモのである。

これから角度αを５〜３０とすることにより、波状重ね
すみ肉溶接の溶接線の有効長が直線の場合の１．５〜１
．２倍となることが知られる。これと、溶接ビードの収
縮応力分力が波形の接線方向になることとにより、劣化
母材への溶接結合継手が信頼性のあるものとなる。

（実施例） 〔実施例■〕 ステンレス鋼板でコ字形断面の内ｇ　２５０　ｆｌ、高
き２００ｆｆ、内角隅半径５０鮪、端縁の波形ｔ−５０
１１、α＝２０°の寸法に製作し、ペレット焼成キルン
出餠グリズリの補修対象箱形部材の浅手部材（１）に本
発明所定の方法により溶接結合して補（じした。

その結果、ｆｉ）溶接長は直線の場合の１３０チとなり
、　（ｉｉ）補修工費は従来技術の全体取替の約５０チ
となり、（面工期は６０係以下に短縮され、ｆｖｌ補修
補修力命は全体取替と殆んど変らず、バチ描て補修に較
べて約１０倍に延長され、Ｍ波状重ねすみ肉溶接継手（
７）の溶接熱影響部にも亀裂発生は全く認められなかっ
た。

〔実施例〕

第６図（ロ）は本発明方法の他の実施形態によるネＩｉ
ｉ修箱形部材の断面形を示す。

補修対象箱形部材の浅手部材（１Ａ）に対し、形状複元
部材（４Ａ）はコ字形断面材（８）に接続平板（９）、
７′ で溶接結合して補修したものである。

補修対象箱形部材の長手方向切断はプラズマ切断で行な
った。コ字形断面材（８）は板厚１６ＢのＳＵＳ　３１
６ステンレス鋼板で、高さ１５０　Ｍｌの１側面の端縁
を長手方向の波形に形成し、高さ１００ｆｌの曲１Ｉｌ
１１面の端縁を直線とする。接続平板（９）は板厚１２
四、高さ２００ｆｌとし、その下縁は直線、上級は長手
方向にｒ　＝　５０　”、α−０°の波形に形成しだ０
本発明所定の方法により第５図（ロ）に示される形状に
補修した。

変形の大きい補修対象箱形部材て対してこの実施例の方
法により補修を実施すると、変形によく追従して肌合わ
せの上、補修溶接を実施でき、品質、寿命、工期、工費
とも従来技術に較べ格段に優れた結果が得られることが
確認された０ 〔実施例１ｆｔ　、） 第３図（ハ）は本発明方法のさらに他の実施形態である
。

補修対象箱形部材の浅手部材（１Ｂ）に対し、形状複元
部材（４Ｂ）をコ字形断面材（８Ｂ）に接続平板部材（
１Ｅ）　（４Ｂ）を長手方向波状重ねすみ肉溶接（７Ｂ
）（７Ｂ）により溶接結合して補修する。

〔実施例■〕

本発明方法には、さらに発展、変形として次の各種形態
が含まれる。

（ａｌ　　第３図（ロ）および（・→に示す実施例では
接続平板＋９）　（９Ｂ）　（９Ｂ）の下縁も波形とし
コ字形断面材と波状重ねすみ肉溶接により結合して形状
複元部材を製作して実施できる。それにより耐熱応力緩
衝性が一層向上する。

ｆｂ）　　第６図（ロ）および（・→に示す実施例で接
続平板（９）　（９Ｉ３工９Ｂ）としてＳＵＳ　３０９
　Ｌ　、　　ＳＵＳ　５４７．５ＵＳ３１０、ＳＵＳ　
３１６　Ｌ等の高級ステンレス鋼を使用し、その板厚を
１０〜３０係減じて実施でき浅手部材（１Ｃ）の側面に
予め肉盛溶接０１）を広い範囲、例えば幅２０〜３０−
度に一層施し、その１に形状複元部材（４ｃ）を長手方
向波状重ねすみ肉溶接（７Ｃ）により結合して実施でき
る。これにより長寿命化が図れる。

（ｄｌ　　箱形部材の全長を部分的に本発明方法により
補修したり、長さ方向両端部も波状重ねすみ肉溶接する
補修を加えたりすることができる。

（発明の効果） 本発明方法によると、高温環境で劣化した箱状部材の従
来技術による大修理が約４０日を要していたのに対して
、１５〜２０日で補修可能となり、年１回の大修理の間
の使用に充分耐えられるだけの品質復元ができ、保全費
の低減および合理的運用が可能となり、箱状部材を使用
する生産設備の生産性を向上させるととができる等の効
果が得られる。

第１図は本発明方法てよる補修過程の箱状部材の部分破
断斜視図、第２図は本発明方法における波状溶接線の１
区間の形状を半円以下の円弧で近似して水平直線溶接継
手の溶接線と幾何学的に比較した図、第３図（イ）は本
発明方法による補修箱状部材の１例を示す縦断端面図、
第６図（ロ）はその他側を示す縦断端面図、第３図（・
］はそのさらに他例を示す縦断端面図、第４図は本発明
の補修方法の変形形態を示す部分破断側面図である。

（１）（１人）（１Ｂ）（１Ｃ）・・浅手部材、（２）
・・画面、（３）・・切断線、（４）　（４ＡＸ４ＢＸ
４Ｃ）・・形状複元部材、（５）・・側面、（６）・・
波状端縁、ｔ７）　（７Ａ）（７Ａ）（７Ｂ）（７Ｅ）
（７Ｃり・・波状重ねすみ肉溶接、（ａ）　（８Ｔ３）
・・コ字形断面材、（９）　（９Ｂ）（９Ｂ）・・接続
平板、０１（１０Ｅ）ＣＩＱＢ）・・長手方向直線すみ
肉溶接、αυ・・肉盛溶接。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温環境で反覆的に使用されて熱影響により変形、損傷
   、変質等の劣化を起した箱状部材を補修するため、該箱
   状部材を両側面で長手方向に切断して２分し、劣化の顕
   著な半部を撤去し、比較的健全な残半部材に対して、形
   状復元部材として別途製作した断面がコ字形で両側面の
   長手方向の端縁を波形に形成した部材を必要に応じて接
   続平板を併用して組合わせて前記残半部材の各側面の外
   側に形状複元部材の各側面を重ね合わせ、前記波形端縁
   に水平波状重ねすみ肉溶接を施して両部材を結合一体化
   することを特徴とする高温環境で劣化した箱状部材の補
   修方法。