WO2007116532A1 - 溶接継手部の保全装置及び保全方法 - Google Patents

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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/18—Appliances for use in repairing pipes

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for maintaining the welded joint by overlay welding on the inner surface of a welded joint that joins a nozzle supported in water and a pipe.
  • IHSI installs a high-frequency induction coil on the outer periphery of the welded joint, and flows a high-frequency current through the high-frequency induction coil while flowing cooling water through the welded joint (nozzle and piping). After heating and generating a temperature difference between the inner and outer surfaces necessary for stress improvement, the tensile stress remaining on the inner surface of the welded joint is reduced by returning the welded joint to room temperature, and further compressive stress is applied to the inner surface of the welded joint. It will cause.
  • Peunging projects a large number of particles called shots on the inner surface of a welded joint, thereby plastically deforming the inner surface of the welded joint, reducing the residual tensile stress on the inner surface of the welded joint. It generates compressive stress on the inner surface.
  • the pressure vessel is at the bottom of the reactor containment vessel. It is difficult to install the peening device on the pressure vessel because the pressure vessel itself is at a high dose and it is necessary to perform peening with the pressure vessel filled with water. Is difficult to do.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-197679
  • an object of the present invention is to provide an apparatus and a device capable of sufficiently ensuring welding quality when performing overlay welding on the inner surface of a welded joint portion that joins a nozzle supported in water and a pipe. It is to provide a method.
  • the present invention provides an apparatus for performing overlay welding on the inner surface of a welded joint part for joining a nozzle supported in water and a pipe to maintain the welded joint part.
  • the work joint block is disposed in front of and behind the weld joint to be welded, and the work area closed in the nozzle and the pipe is partitioned.
  • welding means for carrying out.
  • the sealing member force a plurality of nozzle plugs inserted into the nozzle and the pipe at a predetermined interval, and a nozzle plug, the nozzle, You may have a seal tube for sealing between the inner surfaces of the said piping.
  • the welding means includes a guide rod spanned between the plurality of nozzle plugs, the guide rod is movable in the axial direction and the radial direction, and is swiveled in the circumferential direction.
  • a supported welding torch may be included.
  • the drainage means includes a supply pipe that supplies gas into the work area, and a discharge pipe that drains the work area according to the gas supplied into the work area by the supply pipe. You can do it.
  • drying means may be provided for drying the weld joint.
  • a polishing means for polishing the weld joint may be provided.
  • an inspection means for inspecting the welded joint portion may be provided.
  • a shield gas supply means may be provided for supplying a shield gas into the work area to create a shield gas atmosphere in the work area. good.
  • the present invention provides a method for overlay welding on an inner surface of a welded joint portion for joining a nozzle supported in water and a pipe to maintain the welded joint portion.
  • the work area closed by the nozzle and the pipe is formed in front of and behind the welded joint, and the work area thus formed is drained to form a gas atmosphere.
  • Overlay welding is performed on the inner surface of the weld joint.
  • gas may be supplied into the work area, and the work area may be drained according to the gas supplied into the work area.
  • the weld joint Prior to overlay welding of the inner surface of the weld joint, the weld joint is dried. May be.
  • the weld joint Prior to overlay welding of the inner surface of the weld joint, the weld joint may be polished.
  • the weld joint Prior to overlay welding of the inner surface of the weld joint, the weld joint may be inspected.
  • a shield gas may be supplied into the work area to create a shield gas atmosphere in the work area.
  • the welded joint portion may be polished after overlay welding on the inner surface of the welded joint portion.
  • the welded joint part may be inspected after overlay welding on the inner surface of the welded joint part.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a reactor pressure vessel to which a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure vessel showing a state before overlay welding.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a pressure vessel showing a state after build-up welding.
  • a work area A work area
  • FIG. 1 is a schematic view of a reactor pressure vessel to which a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure vessel showing a state before overlay welding.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of the pressure vessel showing the state after overlay welding.
  • reference numeral 1 is a pressure vessel
  • 2 is a reactor well
  • 3 is an operation floor (operation floor).
  • Vessel 1 is a pressurized water reactor pressure vessel.
  • the barrel of the pressure vessel 1 is provided with a nozzle 4 that communicates the inside and the outside of the pressure vessel 1.
  • the nozzle 4 is connected to a pipe 5 such as a water supply pipe for supplying cooling water into the pressure vessel 1 and an introduction pipe for introducing high-temperature water heated in the pressure vessel 1 into the steam generator. .
  • the pressure vessel 1 is made of a low alloy steel (for example, P-3).
  • the pressure vessel 1 is formed of a clad layer 6 whose inner wall surface is made of stainless steel (for example, SUS308).
  • the pipe 5 is also made of stainless steel (for example, P-8).
  • Pipe 5 is a nickel-based alloy (example For example, the welded joint (welded joint) 7, 8 made of Inconel (registered trademark) 82 or Inconel 182) is joined to the tip of the nozzle 4.
  • the maintenance device of the present embodiment is arranged in the nozzle 4 and the pipe 5 with the weld joints 7 and 8 to be welded in front and back, and the work area A closed in the nozzle 4 and the pipe 5 is provided.
  • Seal member 9 for forming the compartment
  • drainage means 12 for draining the work area A partitioned by the seal member 9 into a gas atmosphere
  • welding means 13 for overlay welding on the inner surfaces of the hands 7 and 8.
  • the seal member 9 includes a plurality of (in this embodiment, two) nozzle plugs 14 and 15 and a plurality of nozzle plugs 14 and 15 that are inserted into the nozzle 4 and the pipe 5 at predetermined intervals.
  • a plurality of nozzle plugs 14 and 15 connected to each other and a guide rod 16 spanning between the nozzle plugs 14 and 15, and provided on the outer periphery of each nozzle plug 14 and 15 so as to be expandable / contractible (expandable). It consists mainly of seal tubes (first high pressure seal tube 10 and second high pressure seal tube 11) for sealing between the nozzle 4 and the inner surface of the pipe 5.
  • the plurality of nozzle plugs 14 and 15 are arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the nozzle 4 with respect to the first nozzle plug 14 disposed on the nozzle 4 side (right side in FIG. 2) and the first nozzle plug 14.
  • the second nozzle plug 15 is arranged on the pipe 5 side (left side in FIG. 2).
  • the outer diameters of the first nozzle plug 14 and the second nozzle plug 15 are set such that they can be inserted into the nozzle 4 and the pipe 5.
  • the first nozzle plug 14 and the second nozzle plug 15 are inserted into the nozzle 4 and the pipe 5 from the inner side of the pressure vessel 1.
  • the first nozzle plug 14 is formed in a substantially cylindrical shape, and one end (the right side in FIG. 2) is closed.
  • the second nozzle plug 15 is formed in a substantially cylindrical shape and is closed at both ends.
  • the first nozzle plug 14 is provided with a supply pipe 17 and a discharge pipe 18 that open into the work area A. Connected to the first nozzle plug 14 are a wire, a hose 19 and the like for supplying utilities such as power, air, and shielding gas to the seal member 9.
  • a flange 14a facing the corner 4a of the nozzle 4 and an O for water-resistant seal for sealing between the flange 14a and the corner 4a of the nozzle 4.
  • a ring 20 is provided on the outer periphery of the first nozzle plug 14.
  • the seal member 9 (the first nozzle plug 14 and the second nozzle plug 15) is inserted into the nozzle 4, the seal member 9 is guided by the small wheel 21 provided on the second nozzle plug 15 to be connected to the nozzle 4 and Proceeds into the pipe 5 and stops when the O-ring 20 provided on the first nozzle plug 14 comes into contact with the corner part 4a of the nozzle 4.
  • the first high-pressure seal tube 10 is fitted into a sealing groove 14 b provided on the outer periphery of the first nozzle plug 14.
  • the second high-pressure seal tube 11 is fitted into a seal groove 15 a provided on the outer periphery of the second nozzle plug 15.
  • the drainage means 12 purges (discharges) residual water in the work area A.
  • the drainage means 12 supplies high-pressure gas (in this embodiment, air) to the work area A through the supply pipe 17, and works according to the high-pressure gas supplied to the work area A by the supply pipe 17.
  • high-pressure gas in this embodiment, air
  • the water introduced into the discharge pipe 18 is discharged through a hose 19 to a storage tank (not shown) arranged on the operation floor 3.
  • the welding means 13 covers the inner surfaces of the welded joints 7 and 8, the inner surface of the nozzle 4 in the vicinity thereof, and the inner surface of the pipe 5.
  • a new cladding layer (building layer) 22 (see Fig. 3) is formed.
  • the welding means 13 is movable on the guide rod 16 spanned between the first nozzle plug 14 and the second nozzle plug 15 so as to be movable in the axial direction and the radial direction of the guide rod 16 (nozzle 4).
  • a welding torch 23 (TIG welding torch in this embodiment) supported so as to be pivotable in the circumferential direction, and a welding rod (welding wire) having SCC resistance and corrosion resistance up to the tip of the welding torch 23. )
  • a filler rod feeder 24 for feeding.
  • the first nozzle plug 14 has a welding torch 23 and a grinder 25 described later as a guide rod 1 6 (Nozzle 4) is moved in the axial direction and the radial direction, and is provided with a driving device 26 for turning in the circumferential direction.
  • the welding torch 23 and the filler rod supply device 24 are attached to a support rod 27 provided in the drive device 26.
  • the welding means 13 controls the heat input conditions and supplies the filler rod with the filler rod supply device 24, while the electrode of the welding torch 23 and the surface to be welded (the inner surfaces of the welded joints 7 and 8, Arc discharge between the inner surface of the nozzle 4 and the inner surface of the pipe 5 in the vicinity, and in this state, the welding torch 23 is swung in the circumferential direction of the nozzle 4 by the driving device 26, thereby welding joints 7, 8
  • the clad layer 22 is formed on the inner surface of the nozzle 4, the inner surface of the nozzle 4 in the vicinity thereof, and the inner surface of the pipe 5.
  • the maintenance device includes drying means 28 and 29 for drying the surfaces to be welded prior to overlay welding of the inner surfaces of the welded joints 7 and 8.
  • the drying means 28 dries the surface to be welded by supplying a relatively high-temperature high-pressure gas (dry air in the present embodiment) through the supply pipe 17 to the work area A.
  • a relatively high-temperature high-pressure gas dry air in the present embodiment
  • the drying means 29 controls the heat input conditions, does not supply the filler rod, causes arc discharge between the electrode of the welding torch 23 and the surface to be welded, and uses the arc as a heat source to be welded.
  • the surface to be welded is dried by heating the surface.
  • the maintenance device polishes the surface to be welded and polishes the formed cladding layer 22 after the overlay welding of the inner surfaces of the welded joints 7 and 8.
  • a polishing (grinding) means 30 is provided for the purpose.
  • the polishing means 30 has a grinder 25 for polishing the surface to be welded or the formed cladding layer 22.
  • the grinder 25 is attached to a support rod 31 provided in the driving device 26.
  • the polishing means 30 rotates the grinder 25 in the circumferential direction of the nozzle 4 by the driving device 26 in a state where the grinder 25 is in contact with the surface to be welded or the clad layer 22 formed.
  • the surface to be welded or the formed cladding layer 22 is polished.
  • the maintenance device Prior to the overlay welding of the inner surfaces of the welded joints 7 and 8, the maintenance device inspects the welded surface, and after the overlay welding of the inner surfaces of the welded joints 7 and 8, the formed cladding layer 22 is inspected. It is provided with inspection means 32 for the purpose.
  • the inspection means 32 has cameras (CCD cameras) 33 and 34 respectively attached to a support rod 27 to which a welding torch 23 is attached and a support rod 31 to which a grinder 25 is attached.
  • the inspection means 32 images the surface to be welded or the formed clad layer 22 with the cameras 33 and 34, and displays them on a monitor (not shown). Visual inspection is performed by observing the welded surface or the formed cladding layer 22 through a monitor.
  • the maintenance device Prior to overlay welding of the inner surfaces of the welded joints 7 and 8, the maintenance device supplies shield gas to the work area A, and shield gas supply means for making the work area A a shield gas atmosphere.
  • the shield gas supply means 35 supplies the work area A to a shield gas atmosphere by supplying an inert gas (eg, argon gas (Ar)) as a shield gas to the work area A through the supply pipe 17. .
  • an inert gas eg, argon gas (Ar)
  • Step 2 Install equipment such as seal member 9 (first nozzle plug 14 and second nozzle plug 15), cylinder 36, seal member (nozzle plug) operation unit 37, cylinder operation unit 38, hose and wires. Carry in to Operation Floor 3 (see Figure 1).
  • Step 3 The seal member 9 and the cylinder 36 are installed on the carry-in beam 39, and the carry-in beam 39 is installed on the operation floor 3! Move into container 1 (see Figure 1). With the carry-in beam 39 suspended to the predetermined height in the pressure vessel 1, the seal member 9 is inserted into the nozzle 4 and the pipe 5 by the cylinder 36.
  • Step 4 The first high pressure seal tube 10 and the second high pressure seal tube 11 are used to seal between the nozzle 4 and the pipe 5 and the seal member 9 (first nozzle plug 14 and second nozzle plug 15). In this state, supply air to work area A, discharge the remaining water in work area A, and make work area A a gaseous atmosphere.
  • Step 5 If necessary, the surface to be welded is polished by a grinder 25 to remove foreign matters such as dust and cladding adhered to the surface to be welded.
  • Step 6 The heat input conditions are controlled, and without supplying the filler rod, arc discharge is performed between the electrode of the welding torch 23 and the surface to be welded.
  • the surface to be welded is dried by heating to a temperature (about 100 ° C), and the moisture in the SCC present in the welded joints 7 and 8 is evaporated.
  • Step 7 After confirming the state of all the welded surfaces, control the heat input conditions, and while supplying the filler rod, arc discharge between the electrode of the welding torch 23 and the welded surface.
  • the molten bar is melted to form a predetermined layer (three layers in this embodiment) covering the inner surfaces of the welded joints 7 and 8, the inner surface of the nozzle 4 in the vicinity thereof, and the inner surface of the pipe 5 with the welded joints 7 and 8.
  • a clad layer 22 is formed (see FIG. 3).
  • Step 8 The state of the clad layer 22 formed by the cameras 33 and 34 is photographed and displayed on a monitor, and it is confirmed whether or not the state of the formed clad layer 22 is abnormal.
  • Step 9 The formed clad layer 22 is polished by a grinder 25 as necessary.
  • Step 10 Vacuum the foreign matter in work area A through discharge pipe 18 (hose 19).
  • Step 11 Remove the seal member 9 (the first nozzle plug 14 and the second nozzle plug 15) from the nozzle 4.
  • the work area A closed in the nozzle 4 and the pipe 5 is sectioned by being moved back and forth to the welded joints 7 and 8 to be overlay welded.
  • the inside of A is drained to form a gas atmosphere, and overlay welding is performed on the inner surfaces of welded joints 7 and 8 within the work area A in which the atmosphere is maintained, so that overlay welding can be performed in an atmospheric environment.
  • Welded products Sufficient quality can be secured.
  • the inspection means may include a penetrating flaw detector.

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Abstract

　水中内に支持されたノズル４と配管５とを接合する溶接継手部７、８の内面に肉盛溶接して、溶接継手部７、８を保全するための装置において、ノズル４及び配管５内に、肉盛溶接すべき溶接継手部７、８に前後させて配置され、ノズル４及び配管５内に閉塞された作業域Ａを区画形成するためのシール部材９と、シール部材９によって区画形成された作業域Ａ内を排水して気体雰囲気とするための排水手段１２と、気体雰囲気とした作業域Ａ内にて溶接継手部７、８の内面に肉盛溶接するための溶接手段１３とを備える。　

Description

明 細 書
溶接継手部の保全装置及び保全方法
技術分野
[0001] 本発明は、水中内に支持されたノズルと配管とを接合する溶接継手部の内面に肉 盛溶接して、上記溶接継手部を保全するための装置及びその方法に関する。
背景技術
[0002] 沸騰水型原子炉（BWR: Boiling Water Reactor)や加圧水型原子炉（PWR： P ressurized Water Reactor)等の原子炉の圧力容器においては、圧力容器に設 けられたノズルと配管とを接合する溶接継手部内面に残留弓 I張応力が残り、応力腐 食割れ（SCC : Stress Corrosion Cracking)の発生が懸念される。
[0003] 原子炉の圧力容器においては、溶接継手部内面に SCCが発生することを防止す る目的で、高周波誘導加熱残留応力改善 (IHSI : Induction Heating Stress I mprovement)或いはショットピーユング（ピーユング）により、溶接継手部内面に残 留する引張応力を低減させ、より好ましくは溶接継手部内面に圧縮応力を生じさせる 応力改善が行われている。
[0004] IHSIは、溶接継手部外周に高周波誘導コイルを設置し、溶接継手部（ノズル及び 配管）内に冷却水を流しながら、高周波誘導コイルに高周波電流を流して溶接継手 部及びその近傍を加熱し、応力改善に必要な内外面温度差を発生させた後、溶接 継手部を常温に戻すことにより、溶接継手部内面に残留する引張応力を低減させ、 さらには溶接継手部内面に圧縮応力を生じさせるものである。
[0005] ピーユングは、溶接継手部内面にショットと呼ばれる粒子を多数投射することで、溶 接継手部内面を塑性変形させ、溶接継手部内面に残留する引張応力を低減させ、 さらには溶接継手部内面に圧縮応力を生じさせるものである。
[0006] しかし、特に加圧水型原子炉の圧力容器にお!/ヽては、溶接継手部（ノズル及び配 管)外周と原子炉格納容器 (遮蔽壁等)との間にクリアランスが十分にないため、高周 波誘導コイルを圧力容器に据え付けることが難しぐ IHSIを行うことが困難である。
[0007] 特に加圧水型原子炉の圧力容器にお!/、ては、圧力容器が原子炉格納容器の最下 部にあり、また、圧力容器自体が高線量でもあることから圧力容器に水を満たした状 態でピー-ングを行う必要があるため、ピー-ング装置を圧力容器に据え付けること が難しぐピーユングを行うことが困難である。
[0008] そこで、 IHSIやピーユング等の応力改善に代えて、溶接継手部内面に SCCが発 生することを防止する目的で、溶接継手部内面に耐腐食性のあるクラッド層を形成す るクラッド溶接 (CRC： Corrosion Resistant Cladding)を行うことが考えられる（ 例えば、特許文献 1等参照)。
[0009] 特許文献 1 :特開平 10— 197679号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] クラッド溶接を行う際の問題点としては、 (i)圧力容器自体が高線量でもあることから 、圧力容器に水を満たし、且つ、特に加圧水型原子炉の圧力容器においては、ノズ ルと蒸気発生器との間に止め弁等が設けられて 、な 、ことから、ノズルに配管等を接 続したままの状態とする必要があり、水中で溶接を行わなくてはならないこと、（ii)稼 働中の原子炉の場合、圧力容器の溶接継手部内面にすでに微少な SCCが存在す る可能'性があることが挙げられる。
[0011] 上記 (i)の問題点を解消するための工法として、水中レーザ溶接が開発中である。
しかし、この水中レーザ溶接では、上記 (ii)のように溶接継手部内面にすでに微少な SCCが存在する場合、 SCCに溶接をした際に SCC内の水分が蒸発することで生じ る水蒸気により、溶接品質の確保が困難であるという問題がある。
[0012] そこで、本発明の目的は、水中内に支持されたノズルと配管とを接合する溶接継手 部の内面に肉盛溶接する際に、溶接品質を十分に確保することができる装置及びそ の方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0013] 上記目的を達成するために本発明は、水中内に支持されたノズルと配管とを接合 する溶接継手部の内面に肉盛溶接して、上記溶接継手部を保全するための装置に おいて、上記ノズル及び上記配管内に、肉盛溶接すべき上記溶接継手部に前後さ せて配置され、上記ノズル及び上記配管内に閉塞された作業域を区画形成するた めのシール部材と、該シール部材によって区画形成された上記作業域内を排水して 気体雰囲気とするための排水手段と、気体雰囲気とした上記作業域内にて上記溶接 継手部の内面に肉盛溶接するための溶接手段とを備えたものである。
[0014] ここで、上記シール部材力 上記ノズル及び上記配管内に所定間隔を隔てて挿入 される複数のノズルプラグと、各ノズルプラグの外周に拡縮自在に設けられ、そのノズ ルプラグと上記ノズル及び上記配管の内面との間をシールするためのシールチュー ブとを有しても良い。
[0015] また、上記溶接手段が、上記複数のノズルプラグ間に架け渡されたガイドロッドと、 該ガイドロッドに、その軸方向及び半径方向に移動自在に、且つ、周方向に旋回自 在に支持される溶接トーチを有しても良い。
[0016] また、上記排水手段が、上記作業域内に気体を供給する供給管と、該供給管によ り上記作業域内に供給される気体に応じて上記作業域内を排水する排出管とを有し ても良い。
[0017] また、上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記溶接継手部を乾燥させ るための乾燥手段を備えても良い。
[0018] また、上記溶接継手部を研磨するための研磨手段を備えても良い。
[0019] また、上記溶接継手部を検査するための検査手段を備えても良い。
[0020] また、上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記作業域内にシールドガ スを供給して、上記作業域内をシールドガス雰囲気とするためのシールドガス供給手 段を備えても良い。
[0021] また本発明は、水中内に支持されたノズルと配管とを接合する溶接継手部の内面 に肉盛溶接して、上記溶接継手部を保全するための方法において、肉盛溶接すベ き上記溶接継手部に前後させて、上記ノズル及び上記配管内に閉塞された作業域 を区画形成し、区画形成した上記作業域内を排水して気体雰囲気とし、気体雰囲気 とした上記作業域内にて上記溶接継手部の内面に肉盛溶接するものである。
[0022] ここで、上記作業域内に気体を供給し、上記作業域内に供給される気体に応じて、 上記作業域内を排水しても良い。
[0023] また、上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記溶接継手部を乾燥させ ても良い。
[0024] また、上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記溶接継手部を研磨して も良い。
[0025] また、上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記溶接継手部を検査して も良い。
[0026] また、上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記作業域内にシールドガ スを供給して、上記作業域内をシールドガス雰囲気としても良い。
[0027] また、上記溶接継手部の内面に肉盛溶接した後に、上記溶接継手部を研磨しても 良い。
[0028] また、上記溶接継手部の内面に肉盛溶接した後に、上記溶接継手部を検査しても 良い。
発明の効果
[0029] 本発明によれば、水中内に支持されたノズルと配管とを接合する溶接継手部の内 面に肉盛溶接する際に、溶接品質を十分に確保することができるという優れた効果を 奏する。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]図 1は、本発明の一実施形態に係る保全装置を適用した原子炉圧力容器の概 略図である。
[図 2]図 2は、肉盛溶接前の状態を示す圧力容器の断面図である。
[図 3]図 3は、肉盛溶接後の状態を示す圧力容器の断面図である。
符号の説明
[0031] 4 ノズル
5 配管
7 溶接継手 (溶接継手部）
8 溶接継手 (溶接継手部）
9 シール部材
10 第一高圧シーノレチューブ（シーノレチューブ）
11 第二高圧シールチューブ（シールチューブ） 12 排水手段
13 溶接手段
16 ガイド、ロッド、
17 供給管
18 排出管
23 溶接トーチ
28 乾燥手段
29 乾燥手段
30 研磨手段
32 検査手段
35 シールドガス供給手段
A 作業域
発明を実施するための最良の形態
[0032] 以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
[0033] 図 1は、本発明の一実施形態に係る保全装置を適用した原子炉圧力容器の概略 図である。図 2は、肉盛溶接前の状態を示す圧力容器の断面図である。図 3は、肉盛 溶接後の状態を示す圧力容器の断面図である。
[0034] 図 1中、符号 1は圧力容器、 2は原子炉ゥエル、 3はオペレーションフロア (操作フロ ァ）である。容器 1は、加圧水型原子炉の圧力容器である。
[0035] 図 2に示すように、圧力容器 1の胴部には、圧力容器 1の内部と外部とを連通するノ ズル 4が設けられる。ノズル 4〖こは、圧力容器 1内へ冷却水を供給する給水管や、圧 力容器 1内で加熱された高温水を蒸気発生器に導入するための導入管等の配管 5 が接合される。
[0036] 圧力容器 1は、低合金鋼 (例えば、 P— 3等)からなる。圧力容器 1は、その内壁面が ステンレス鋼 (例えば、 SUS308等)からなるクラッド層 6により形成される。
[0037] 配管 5は、ステンレス鋼 (例えば、 P— 8等)力もなる。配管 5は、ニッケル基合金 (例 えば、インコネル (登録商標） 82或いはインコネル 182等)からなる溶接継手 (溶接継 手部） 7、 8を介在させて、ノズル 4の先端部に接合される。
[0038] 本実施形態の保全装置は、ノズル 4及び配管 5内に、肉盛溶接すべき溶接継手 7、 8に前後させて配置され、ノズル 4及び配管 5内に閉塞された作業域 Aを区画形成す るためのシール部材 9と、シール部材 9によって区画形成された作業域 A内を排水し て気体雰囲気とするための排水手段 12と、気体雰囲気とした作業域 A内にて溶接継 手 7、 8の内面に肉盛溶接するための溶接手段 13とを備える。
[0039] シール部材 9は、ノズル 4及び配管 5内に所定間隔を隔てて挿入される複数 (本実 施形態では、二つ）のノズルプラグ 14、 15と、複数のノズルプラグ 14、 15を互いに連 結すベぐ複数のノズルプラグ 14、 15間に架け渡されたガイドロッド 16と、各ノズルプ ラグ 14、 15の外周に拡縮自在（伸縮自在）に設けられ、各ノズルプラグ 14、 15とノズ ル 4及び配管 5の内面との間をシールするためのシールチューブ（第一高圧シール チューブ 10及び第二高圧シールチューブ 11)とから主に構成される。
[0040] 複数のノズルプラグ 14、 15は、ノズル 4側（図 2中の右側）に配置される第一ノズル プラグ 14と、第一ノズルプラグ 14に対してノズル 4の長手方向に所定間隔を隔てて 配置され、配管 5側（図 2中の左側）に配置される第二ノズルプラグ 15とからなる。第 一ノズルプラグ 14及び第二ノズルプラグ 15は、その外径がノズル 4及び配管 5に揷 入可能に設定される。第一ノズルプラグ 14及び第二ノズルプラグ 15は、圧力容器 1 の内部側カゝらノズル 4及び配管 5に挿入される。
[0041] 第一ノズルプラグ 14は、略円筒形状に形成され、一端（図 2中の右側）が閉塞され ている。第二ノズルプラグ 15は、略円筒形状に形成され、両端が閉塞されている。
[0042] 第一ノズルプラグ 14には、作業域 A内に開口する供給管 17及び排出管 18が設け られる。第一ノズルプラグ 14には、電源、空気、シールドガス等のユーティリティをシ 一ル部材 9に供給するためのワイヤやホース 19等が接続される。
[0043] 第一ノズルプラグ 14の外周には、ノズル 4のコーナー部 4aに対向するフランジ 14a 、及び、フランジ 14aとノズル 4のコーナー部 4aとの間をシールするための耐水シー ル用の Oリング 20が設けられる。
[0044] 第二ノズルプラグ 15の外周には、周方向に所定間隔を隔てて配置された複数の小 車輪 21が設けられる。
[0045] シール部材 9 (第一ノズルプラグ 14及び第二ノズルプラグ 15)をノズル 4に挿入する と、シール部材 9は、第二ノズルプラグ 15に設けた小車輪 21によりガイドされてノズル 4及び配管 5内へ進行し、第一ノズルプラグ 14に設けた Oリング 20がノズル 4のコー ナ一部 4aに当接したところで停止する。
[0046] 第一高圧シールチューブ 10は、第一ノズルプラグ 14の外周に設けたシール用溝 1 4bに嵌合される。第二高圧シールチューブ 11は、第二ノズルプラグ 15の外周に設 けたシール用溝 15aに嵌合される。
[0047] シール部材 9 (第一ノズルプラグ 14及び第二ノズルプラグ 15)をノズル 4及び配管 5 内に挿入した状態で、高圧気体 (本実施形態では、空気)を第一高圧シールチュー ブ 10及び第二高圧シールチューブ 11内に供給すると、第一高圧シールチューブ 10 が膨張してノズル 4の内面に密着し、第二高圧シールチューブ 11が膨張して配管 5 の内面に密着する。
[0048] 排水手段 12は、作業域 A内の残水をパージ (排出)する。
[0049] 排水手段 12は、作業域 Aに高圧気体 (本実施形態では、空気)を供給管 17を通し て供給し、供給管 17により作業域 Aに供給される高圧気体に応じて、作業 A内の水 を排出管 18を通してパージすることで、作業域 Aを気体雰囲気 (気中）とする。排出 管 18に導入された水は、ホース 19を介してオペレーションフロア 3に配置された貯留 槽 (図示せず)へと排出される。
[0050] 溶接手段 13は、溶接継手 7、 8の内面に SCCが発生することを防止するために、溶 接継手 7、 8の内面、その近傍のノズル 4の内面及び配管 5の内面を覆う新規のクラッ ド層（肉盛層） 22 (図 3参照)を形成する。
[0051] 溶接手段 13は、第一ノズルプラグ 14及び第二ノズルプラグ 15間に架け渡されたガ イドロッド 16に、ガイドロッド 16 (ノズル 4)の軸方向及び半径方向に移動自在に、且 つ、周方向に旋回自在に支持される溶接トーチ 23 (本実施形態では、 TIG溶接トー チ）と、溶接トーチ 23の先端部まで耐 SCC性及び耐腐食性を有する溶加棒 (溶接ヮ ィャ)を供給する溶加棒供給装置 24とを有して ヽる。
[0052] 第一ノズルプラグ 14には、溶接トーチ 23及び後述するグラインダ 25をガイドロッド 1 6 (ノズル 4)の軸方向及び半径方向に移動させると共に、周方向に旋回させるための 駆動装置 26が設けられる。
[0053] 溶接トーチ 23及び溶加棒供給装置 24は、駆動装置 26に設けられた支持ロッド 27 に取り付けられる。
[0054] 溶接手段 13は、入熱条件をコントロールし、溶加棒供給装置 24により溶加棒を供 給しつつ、溶接トーチ 23の電極と被溶接面 (溶接継手 7、 8の内面、その近傍のノズ ル 4の内面及び配管 5の内面）との間でアーク放電させ、その状態で、駆動装置 26に より溶接トーチ 23をノズル 4の周方向に旋回させることにより、溶接継手 7、 8の内面、 その近傍のノズル 4の内面及び配管 5の内面にクラッド層 22を形成する。
[0055] 保全装置は、溶接継手 7、 8の内面の肉盛溶接に先立って、被溶接面を乾燥させる ための乾燥手段 28、 29を備えている。
[0056] 乾燥手段 28は、作業域 Aに比較的高温の高圧気体 (本実施形態では、乾燥空気） を供給管 17を通して供給することで、被溶接面を乾燥させる。
[0057] また、乾燥手段 29は、入熱条件をコントロールし、溶加棒を供給せずに、溶接トー チ 23の電極と被溶接面との間でアーク放電させ、アークを熱源として被溶接面を加 熱することで、被溶接面を乾燥させる。
[0058] 保全装置は、溶接継手 7、 8の内面の肉盛溶接に先立って、被溶接面を研磨すると 共に、溶接継手 7、 8の内面の肉盛溶接後に、形成したクラッド層 22を研磨するため の研磨 (研削）手段 30を備えて 、る。
[0059] 研磨手段 30は、被溶接面、或 、は、形成したクラッド層 22を研磨するグラインダ 25 を有している。
[0060] グラインダ 25は、駆動装置 26に設けられた支持ロッド 31に取り付けられる。
[0061] 研磨手段 30は、グラインダ 25を被溶接面、或いは、形成したクラッド層 22に当接さ せた状態で、駆動装置 26によりグラインダ 25をノズル 4の周方向に旋回させることに より、被溶接面、或いは、形成したクラッド層 22を研磨する。
[0062] 保全装置は、溶接継手 7、 8の内面の肉盛溶接に先立って、被溶接面を検査すると 共に、溶接継手 7、 8の内面の肉盛溶接後に、形成したクラッド層 22を検査するため の検査手段 32を備えて 、る。 [0063] 検査手段 32は、溶接トーチ 23が取り付けられた支持ロッド 27及びグラインダ 25が 取り付けられた支持ロッド 31にそれぞれ取り付けられたカメラ (CCDカメラ） 33、 34を 有している。
[0064] 検査手段 32は、カメラ 33、 34により被溶接面、或いは、形成したクラッド層 22を撮 影しモニタ（図示せず）に表示させる。モニタを通じて被溶接面、或いは、形成したク ラッド層 22を観察する外観検査を行う。
[0065] 保全装置は、溶接継手 7、 8の内面の肉盛溶接に先立って、作業域 Aにシールドガ スを供給して、作業域 A内をシールドガス雰囲気とするためのシールドガス供給手段
35を備えている。
[0066] シールドガス供給手段 35は、作業域 Aにシールドガスとしての不活性ガス (例えば 、アルゴンガス (Ar)等)を供給管 17を通して供給することで、作業域 Aをシールドガ ス雰囲気とする。
[0067] 本実施形態の保全方法を説明する。
[0068] 〔ステップ 1〕原子炉ゥエル 2を満水とする（図 1参照)。
[0069] 〔ステップ 2〕シール部材 9 (第一ノズルプラグ 14及び第二ノズルプラグ 15)、シリン ダ 36、シール部材（ノズルプラグ）操作ユニット 37、シリンダ操作ユニット 38、ホース やワイヤ等の機材をオペレーションフロア 3へ搬入する（図 1参照)。
[0070] 〔ステップ 3〕シール部材 9及びシリンダ 36を搬入ビーム 39に設置し、その搬入ビー ム 39を、オペレーションフロア 3に設置されて!、るクレーン（天井クレーン） 40により吊 り下げて圧力容器 1内へ移動させる（図 1参照)。搬入ビーム 39を圧力容器 1内の所 定高さまで吊り下げた状態で、シリンダ 36によりシール部材 9をノズル 4及び配管 5内 へ挿入する。
[0071] 〔ステップ 4〕第一高圧シールチューブ 10及び第二高圧シールチューブ 11によりノ ズル 4及び配管 5とシール部材 9 (第一ノズルプラグ 14及び第二ノズルプラグ 15)との 間をシールした状態で、空気を作業域 Aに供給し、作業域 A内の残水を排出して、 作業域 Aを気体雰囲気にする。
[0072] 次 、で、乾燥空気供給に切り替え、作業域 Aに乾燥空気を所定時間 (例えば、三 時間程度)の間供給して、被溶接面を乾燥させる。 [0073] 被溶接面を乾燥させた後にシールドガス供給に切り替え、作業域 Aにシールドガス を供給し、作業域 Aをシールドガス雰囲気にする。排出管 18 (ホース 19)から排出さ れるシールドガス中の酸素濃度を計測することで、作業域 Aのパージ状況を確認す る。
[0074] 〔ステップ 5〕必要に応じて、グラインダ 25により被溶接面を研磨し、被溶接面に付 着したゴミゃクラッド等の異物を除去する。
[0075] 〔ステップ 6〕入熱条件をコントロールし、溶加棒を供給せずに、溶接トーチ 23の電 極と被溶接面との間でアーク放電させ、アークを熱源として被溶接面を所定温度（10 0°C程度）に加熱することで、被溶接面を乾燥させ、溶接継手 7、 8に存在する SCC 中の水分を蒸発させる。
[0076] 次いで、カメラ 33、 34により被溶接面の状態を撮影してモニタに表示させ、被溶接 面の状態に異常がないかを確認する。
[0077] 〔ステップ 7〕全ての被溶接面の状態を確認した後に、入熱条件をコントロールし、溶 加棒を供給しつつ、溶接トーチ 23の電極と被溶接面との間にアーク放電させ、溶カロ 棒を溶融して、溶接継手 7、 8の内面、その近傍のノズル 4の内面及び配管 5の内面 に、溶接継手 7、 8を覆う所定層（本実施形態では、三層）のクラッド層 22を形成する（ 図 3参照)。
[0078] 〔ステップ 8〕カメラ 33、 34により形成したクラッド層 22の状態を撮影してモニタに表 示させ、形成したクラッド層 22の状態に異常がないかを確認する。
[0079] 〔ステップ 9〕必要に応じて、グラインダ 25により、形成したクラッド層 22を研磨する。
[0080] 〔ステップ 10〕排出管 18 (ホース 19)を通して作業域 A内の異物をバキューム回収 する。
[0081] 〔ステップ 11〕シール部材 9 (第一ノズルプラグ 14及び第二ノズルプラグ 15)をノズ ル 4から取り外す。
[0082] 以上要するに本実施形態によれば、肉盛溶接すべき溶接継手 7、 8に前後させて、 ノズル 4及び配管 5内に閉塞された作業域 Aを区画形成し、区画形成した作業域 A 内を排水して気体雰囲気とし、気体雰囲気とした作業域 A内にて溶接継手 7、 8の内 面に肉盛溶接するようにしたため、気中環境下で肉盛溶接を行うことができ、溶接品 質を十分に確保することができる。
[0083] 以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に は限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
[0084] 例えば、検査手段が、浸透探傷装置を有しても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 水中内に支持されたノズルと配管とを接合する溶接継手部の内面に肉盛溶接して
、上記溶接継手部を保全するための装置において、
上記ノズル及び上記配管内に、肉盛溶接すべき上記溶接継手部に前後させて配 置され、上記ノズル及び上記配管内に閉塞された作業域を区画形成するためのシー ル部材と、該シール部材によって区画形成された上記作業域内を排水して気体雰囲 気とするための排水手段と、気体雰囲気とした上記作業域内にて上記溶接継手部の 内面に肉盛溶接するための溶接手段とを備えたことを特徴とする溶接継手部の保全 装置。
[2] 上記シール部材が、上記ノズル及び上記配管内に所定間隔を隔てて挿入される複 数のノズルプラグと、各ノズルプラグの外周に拡縮自在に設けられ、そのノズルプラグ と上記ノズル及び上記配管の内面との間をシールするためのシールチューブとを有 する請求項 1に記載の溶接継手部の保全装置。
[3] 上記溶接手段が、上記複数のノズルプラグ間に架け渡されたガイドロッドと、該ガイ ドロッドに、その軸方向及び半径方向に移動自在に、且つ、周方向に旋回自在に支 持される溶接トーチを有する請求項 2に記載の溶接継手部の保全装置。
[4] 上記排水手段が、上記作業域内に気体を供給する供給管と、該供給管により上記 作業域内に供給される気体に応じて上記作業域内を排水する排出管とを有する請 求項 1から 3いずれかに記載の溶接継手部の保全装置。
[5] 上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記溶接継手部を乾燥させるた めの乾燥手段を備えた請求項 1から 4いずれかに記載の溶接継手部の保全装置。
[6] 上記溶接継手部を研磨するための研磨手段を備えた請求項 1から 5 ヽずれかに記 載の溶接継手部の保全装置。
[7] 上記溶接継手部を検査するための検査手段を備えた請求項 1から 6 ヽずれかに記 載の溶接継手部の保全装置。
[8] 上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記作業域内にシールドガスを 供給して、上記作業域内をシールドガス雰囲気とするためのシールドガス供給手段 を備えた請求項 1から 7いずれか〖こ記載の溶接継手部の保全装置。
[9] 水中内に支持されたノズルと配管とを接合する溶接継手部の内面に肉盛溶接して
、上記溶接継手部を保全するための方法において、
肉盛溶接すべき上記溶接継手部に前後させて、上記ノズル及び上記配管内に閉 塞された作業域を区画形成し、区画形成した上記作業域内を排水して気体雰囲気と し、気体雰囲気とした上記作業域内にて上記溶接継手部の内面に肉盛溶接すること を特徴とする溶接継手部の保全方法。
[10] 上記作業域内に気体を供給し、上記作業域内に供給される気体に応じて、上記作 業域内を排水する請求項 9に記載の溶接継手部の保全方法。
[11] 上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記溶接継手部を乾燥させる請 求項 9又は 10に記載の溶接継手部の保全方法。
[12] 上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記溶接継手部を研磨する請求 項 9から 1 、ずれかに記載の溶接継手部の保全方法。
[13] 上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記溶接継手部を検査する請求 項 9から 12いずれかに記載の溶接継手部の保全方法。
[14] 上記溶接継手部の内面の肉盛溶接に先立って、上記作業域内にシールドガスを 供給して、上記作業域内をシールドガス雰囲気とする請求項 9から 13いずれかに記 載の溶接継手部の保全方法。
[15] 上記溶接継手部の内面に肉盛溶接した後に、上記溶接継手部を研磨する請求項
9から 14いずれか〖こ記載の溶接継手部の保全方法。
[16] 上記溶接継手部の内面に肉盛溶接した後に、上記溶接継手部を検査する請求項
9から 15いずれか〖こ記載の溶接継手部の保全方法。
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