JP2007191780A - Thermal spray apparatus and method therefor - Google Patents

Thermal spray apparatus and method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2007191780A
JP2007191780A JP2006013868A JP2006013868A JP2007191780A JP 2007191780 A JP2007191780 A JP 2007191780A JP 2006013868 A JP2006013868 A JP 2006013868A JP 2006013868 A JP2006013868 A JP 2006013868A JP 2007191780 A JP2007191780 A JP 2007191780A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermal
sprayed
thermal spray
thermal spraying
spray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006013868A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Itaru Senda
格 千田
Kunihiko Wada
国彦 和田
Nobuhiko Tanaka
信彦 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2006013868A priority Critical patent/JP2007191780A/en
Publication of JP2007191780A publication Critical patent/JP2007191780A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal spray apparatus and a method therefor where the propagation of cracking in the surface of the object to be thermal-sprayed is sealed to be shielded from the environment, and the propagation of the cracking is prevented or suppressed. <P>SOLUTION: The thermal spray apparatus comprises: a spray particle feeder 12 of feeding spray particles; a fuel feeder 13 of feeding fuel; an oxygen feeder 14 of feeding oxygen; and a thermal spraying gun 11 where the spray particles are heated and accelerated by using reaction heat between the fed fuel and oxygen and are collided against the surface 41 of the object to be thermal-sprayed, and a sprayed coating 45 in which compressive stress remains is formed on the surface 41 of the object to be thermal-sprayed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射装置及びその方法に関する。   The present invention relates to a thermal spraying apparatus and method for forming a thermal spray coating in which compressive stress remains on the surface of an object to be sprayed.

一般に、経年使用された原子力プラントにおいては、酸素濃度の高い高温、高圧水に長期間曝された影響により、原子炉内構造物の溶接部に割れの発生が見られる場合がある。ほとんどの場合、この経年劣化により原子炉内構造物に発生するき裂は応力腐食割れ(Stress Corrosion Cracking:以下、SCCという。)である。このSCCは、プラント建設時の溶接に伴う熱影響部において、材料の劣化、引張残留応力、高酸素環境下という3つの要因が複合的に影響した場合に発生する。したがって、応力腐食割れの発生及び進展を抑制するためには上記3項目のうち1つを改善すればよいことが確認されている。   In general, in nuclear power plants that have been used for many years, cracks may be seen in welds of reactor internal structures due to the effects of long-term exposure to high-temperature, high-pressure water with a high oxygen concentration. In most cases, the crack generated in the reactor internal structure due to this aging is stress corrosion cracking (hereinafter referred to as SCC). This SCC occurs when three factors such as material degradation, tensile residual stress, and high oxygen environment are combined in the heat-affected zone accompanying welding during plant construction. Therefore, it has been confirmed that one of the above three items should be improved to suppress the occurrence and development of stress corrosion cracking.

上述の原子炉内の炉内構造物等に発生するSCCの対策として、予防保全措置や補修がなされていることが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   It is known that preventive maintenance measures and repairs have been taken as countermeasures against SCC generated in the above-described reactor internal structures and the like (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

この予防保全措置としては、原子炉の炉内構造物等に対して水中でプラズマ溶射法により被溶射対象物表面に皮膜を形成している。このプラズマやアーク等を熱源として溶射を行うと、プラズマフレーム中を溶射粒子が飛行する際に加熱され溶融された状態で基材に付着する。この付着した粒子は冷却過程において熱応力を発生させる。この熱応力は、最終的には構造物の皮膜に引張応力を発生させることになる。
特開平08−209322号公報 特開平08−225916号公報
As this preventive maintenance measure, a coating is formed on the surface of the object to be sprayed by plasma spraying in water on the reactor internal structure or the like. When thermal spraying is performed using this plasma, arc, or the like as a heat source, the thermal spray particles adhere to the substrate in a heated and melted state when flying in the plasma flame. The adhered particles generate thermal stress in the cooling process. This thermal stress ultimately generates a tensile stress in the coating of the structure.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-209322 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-225916

上述したように、予防保全措置として、原子炉の炉内構造物等に対して水中でプラズマ溶射法により被溶射対象物表面に皮膜を形成している。   As described above, as a preventive maintenance measure, a coating is formed on the surface of an object to be sprayed by a plasma spraying method in water on a reactor internal structure or the like.

しかしながら、この水中プラズマ溶射法では、形成された皮膜が引張残留応力となるため、密着強度が低いので剥がれ易い皮膜しか形成できない、という課題があった。   However, in this underwater plasma spraying method, since the formed film becomes a tensile residual stress, there is a problem that only a film that is easily peeled off can be formed because of low adhesion strength.

また、0.3mmを超えるような厚膜形成は非常に困難であった。このために、皮膜を厚膜化しようとすると気孔を多く含むポーラスな構造に限定される、という課題があった。   Also, it was very difficult to form a thick film exceeding 0.3 mm. For this reason, when it tried to thicken a membrane | film | coat, there existed a subject that it was limited to the porous structure containing many pores.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、被溶射対象物表面のき裂を封止して環境隔離することによりき裂の進展を防止又は抑制することができる溶射装置及びその方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and a thermal spraying apparatus and method for preventing or suppressing the progress of the crack by sealing the crack on the surface of the object to be sprayed and isolating the environment. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の溶射装置においては、溶射粒子を供給する溶射粒子供給機と、燃料を供給する燃料供給機と、酸素を供給する酸素供給機と、前記供給された燃料および酸素の反応熱を用いて前記溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面に衝突させることによりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射ガンと、を有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, in the thermal spraying apparatus of the present invention, a thermal spray particle supply machine that supplies thermal spray particles, a fuel supply machine that supplies fuel, an oxygen supply machine that supplies oxygen, the supplied fuel, and A thermal spray gun that forms a thermal spray coating in which compressive stress remains on the surface of the object to be sprayed by heating and accelerating the thermal spray particles using the reaction heat of oxygen to collide with the surface of the object to be sprayed. It is characterized by.

また、上記目的を達成するため、本発明の溶射装置においては、高圧ガスを供給する高圧ガス供給機と、この高圧ガス供給機から供給された高圧ガスで溶射粒子を圧入する溶射粒子供給機と、前記高圧ガス供給機から供給された高圧ガスを加熱する加熱ヒータと、前記加熱された高圧ガスを導入して前記溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面に衝突させることによりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射ガンと、を有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, in the thermal spraying apparatus of the present invention, a high-pressure gas supply machine that supplies high-pressure gas, and a thermal spray particle supply machine that press-injects thermal spray particles with the high-pressure gas supplied from the high-pressure gas supply machine, A heating heater for heating the high-pressure gas supplied from the high-pressure gas supply device, and heating and accelerating the sprayed particles by introducing the heated high-pressure gas to collide with the surface of the object to be sprayed. A thermal spray gun that forms a thermal spray coating on which the compressive stress remains on the surface of the thermal spray object.

また、上記目的を達成するため、本発明の溶射装置方法においては、熱源を用いて溶射粒子を加熱し加速させる溶射粒子加速ステップと、この加熱され加速された溶射粒子を被溶射対象物表面に衝突させる溶射粒子衝突ステップと、この衝突した溶射粒子によりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成ステップと、を有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, in the thermal spraying apparatus method of the present invention, a thermal spray particle accelerating step for heating and accelerating the thermal spray particles using a heat source, and the heated and accelerated thermal spray particles on the surface of the object to be sprayed. The thermal spray particle colliding step for colliding and a thermal spray coating forming step for forming a thermal spray coating in which compressive stress remains on the surface of the object to be sprayed by the collided thermal spray particles are characterized.

本発明の溶射装置及びその方法によれば、溶射装置を用いて被溶射対象物表面に溶射粒子を溶射することにより、被溶射対象物表面に形成された溶射皮膜の応力を圧縮残留応力とすることができ、さらにこの被溶射対象物表面のき裂を封止して環境隔離することによりき裂の進展を防止又は抑制することができる。   According to the thermal spraying apparatus and the method of the present invention, the thermal spray coating is formed on the surface of the object to be sprayed by using the thermal spraying apparatus, and thereby the stress of the thermal spray coating formed on the surface of the object to be sprayed is set as the compressive residual stress. In addition, the crack can be prevented or suppressed by sealing the crack on the surface of the object to be sprayed and isolating the environment.

以下、本発明に係る溶射装置及びその方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。   Embodiments of a thermal spraying apparatus and method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本発明の第1の実施の形態の溶射装置を原子炉内構造物に適用した例を示す縦断面図である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example in which the thermal spraying apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied to a reactor internal structure.

本図に示すように、図示しない原子炉圧力容器内には、原子炉炉内構造物61が設置されている。この原子炉炉内構造物61は、胴部等を形成するシュラウド2を有している。このシュラウド2の内部には、図示しない複数の燃料集合体を装荷してこの上部を支持する上部格子板3が設置されている。また、この燃料集合体の下部は、シュラウド2内の図示しない炉心支持板で支持されている。上記の、胴部等を形成するシュラウド2は複数の板を溶接して構成されるので、シュラウド2の表面には複数の縦横の溶接線4が存在する。   As shown in this figure, a reactor internal structure 61 is installed in a reactor pressure vessel (not shown). The reactor internal structure 61 has a shroud 2 that forms a trunk and the like. Inside the shroud 2 is installed an upper grid plate 3 that loads a plurality of fuel assemblies (not shown) and supports the upper portion thereof. The lower part of the fuel assembly is supported by a core support plate (not shown) in the shroud 2. Since the above-described shroud 2 forming the body portion is formed by welding a plurality of plates, a plurality of vertical and horizontal weld lines 4 exist on the surface of the shroud 2.

一般に経年使用された原子力プラントにおいては、上記の原子炉内構造物61のシュラウド2の溶接線4は酸素濃度の高い高温、高圧水に曝された影響により、割れの発生が見られる場合がある。ほとんどの場合この割れは、この経年劣化により生じたSCCである。このSCCは、プラント建設時の溶接に伴う熱影響部において、材料の劣化、引張残留応力、高酸素環境下という3つの要因が複合的に影響した場合に発生する。したがって、SCCの発生及び進展を抑制するためには上記3項目のうち1つを改善すればよいことが知られている。   In a nuclear plant generally used for years, cracks may be seen in the weld line 4 of the shroud 2 of the reactor internal structure 61 due to exposure to high temperature and high pressure water with high oxygen concentration. . In most cases, this crack is SCC caused by this aging. This SCC occurs when three factors such as material degradation, tensile residual stress, and high oxygen environment are combined in the heat-affected zone accompanying welding during plant construction. Therefore, it is known that one of the above three items should be improved to suppress the occurrence and progress of SCC.

ここでは、被溶射対象物表面の上記き裂を溶射により封止して環境隔離することによりき裂の進展を抑制するために、原子炉炉内構造物61の予防保全又は補修を行うための溶射装置1が配置されている。この溶射法として、高速フレーム溶射法またはコールドスプレー法等がある。この手法は、形成された溶射皮膜の応力状態を圧縮応力とすることにより、き裂の進展を抑制するプロセスを用いるものである。   Here, in order to prevent the progress of the crack by sealing the crack on the surface of the object to be sprayed by thermal spraying and isolating the environment, the preventive maintenance or repair of the reactor internal structure 61 is performed. A thermal spraying device 1 is arranged. As this thermal spraying method, there is a high-speed flame spraying method or a cold spraying method. This method uses a process of suppressing the progress of cracks by making the stress state of the formed sprayed coating a compressive stress.

なお、上記の溶射装置1は、シュラウド2内の上部格子板3を通過して被溶射対象物である溶接線4の近傍までは図示しないアクセス装置により搬送される。   In addition, said thermal spraying apparatus 1 is conveyed by the access apparatus which is not shown in figure through the upper grid plate 3 in the shroud 2 and to the vicinity of the welding line 4 which is an object to be sprayed.

図2は、高速フレーム溶射法を用いた溶射装置の概略構造を示す構成図である。   FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic structure of a thermal spraying apparatus using a high-speed flame spraying method.

本図に示すように、高速フレーム溶射装置である高速フレーム溶射ガン11は、この内部に燃料および酸素ガスが導入され、燃焼反応を利用して溶射フレーム23を形成するものである。   As shown in this figure, a high-speed flame spray gun 11 which is a high-speed flame spraying device is configured such that fuel and oxygen gas are introduced into this, and a thermal spray frame 23 is formed by utilizing a combustion reaction.

上記の高速フレーム溶射ガン11の燃料・酸素混合室21の内部には、溶射粒子供給機12から配管を経由して溶射粒子や溶射粉末が導入される。燃料供給機13から燃料が配管を介して燃料・酸素混合室21の内部に供給される。また、酸素供給機14から配管を経由して酸素も導入される。   Spray particles and spray powder are introduced into the fuel / oxygen mixing chamber 21 of the high-speed flame spray gun 11 from the spray particle supply machine 12 via a pipe. Fuel is supplied from the fuel supply machine 13 into the fuel / oxygen mixing chamber 21 through a pipe. In addition, oxygen is also introduced from the oxygen supply machine 14 via a pipe.

ここで用いられる燃料としては、ケロシン(灯油)に代表される液体燃料やプロピレンや水素等の気体燃料であり、酸素と混合して点火することにより溶射フレーム23を形成できるものであればよい。この点火装置は高速フレーム溶射ガン11の内部に設けてもよいし、高速フレーム溶射ガン11の外部に別途設けてもかまわない。点火方法としては電気的に発生させる火花を用いるのが一般的であるが、直接火を近づけて点火してもかまわない。   The fuel used here is a liquid fuel typified by kerosene (kerosene) or a gaseous fuel such as propylene or hydrogen, as long as it can form the thermal spray frame 23 by mixing with oxygen and igniting. This ignition device may be provided inside the high-speed flame spray gun 11 or separately provided outside the high-speed flame spray gun 11. As an ignition method, it is common to use an electrically generated spark, but it may be ignited by direct approaching a fire.

この形成された溶射フレーム23は、速度が1400〜3000m/sとマッハ単位の高速フレームとなり、かつフレームの温度が3000℃以下とプラズマ溶射の10000℃に比較して低温である。この溶射フレーム23内に溶射粒子供給機12から被溶射対象物表面41に表面層である溶射皮膜45を形成したい材質の溶射粒子を粉末供給ガスと共に供給する。この際、溶射粒子の粒径は材質に応じて0.5〜200μmの範囲で選定して使用する。また、本図では高速フレーム溶射ガン11の内部から溶射粒子を供給する構造となっているが、この溶射粒子を高速フレーム溶射ガン11の外部から供給する方式でもかまわない。   The formed thermal spray frame 23 is a high-speed frame of Mach unit with a speed of 1400 to 3000 m / s, and the temperature of the frame is 3000 ° C. or less, which is lower than that of plasma spraying of 10,000 ° C. In this thermal spray frame 23, thermal spray particles of a material for which a thermal spray coating 45, which is a surface layer, is to be formed on the surface 41 to be sprayed are supplied from the thermal spray particle feeder 12 together with a powder supply gas. At this time, the particle diameter of the sprayed particles is selected and used in the range of 0.5 to 200 μm according to the material. Further, in this figure, the structure is such that spray particles are supplied from the inside of the high-speed flame spray gun 11, but a system in which the spray particles are supplied from the outside of the high-speed flame spray gun 11 may be used.

上記の溶射粒子や溶射粉末は、図1に示すような原子炉炉内構造物61であるシュラウド2の内部の溶接線4近傍に溶射を行うときは、シュラウド2と同じ材料であるステンレス系の材料としてSUS304やSUS316Lの粉末が用いられ、粒径としては5〜100μmの範囲が好ましい。   The above-mentioned sprayed particles and sprayed powder are made of stainless steel, which is the same material as the shroud 2, when spraying is performed in the vicinity of the weld line 4 inside the shroud 2 which is the reactor internal structure 61 as shown in FIG. SUS304 or SUS316L powder is used as the material, and the particle size is preferably in the range of 5 to 100 μm.

ここで、上記の高速フレーム溶射法により施工した溶射試験の結果について説明する。   Here, the result of the thermal spraying test constructed by the high-speed flame spraying method will be described.

図3は、図2の高速フレーム溶射法により溶射試験を行った際の溶射条件を示す表である。上記溶射粒子を用いて図3に示す条件にて高速フレーム溶射法により溶射を行った。被溶射対象物表面に衝突する際の溶射粒子の状態をモニタリング装置で測定した。溶射粒子の温度は1500〜2000℃、また溶射粒子の速度は500〜1000m/sであった。この条件の下で被溶射対象物に溶射施工を行った結果、形成された皮膜の応力は−400〜0MPaの間の値を示し、圧縮応力が残留した状態であった。   FIG. 3 is a table showing spraying conditions when the spraying test is performed by the high-speed flame spraying method of FIG. Spraying was performed by the high-speed flame spraying method using the above-mentioned sprayed particles under the conditions shown in FIG. The state of the sprayed particles when colliding with the surface of the object to be sprayed was measured with a monitoring device. The temperature of the spray particles was 1500 to 2000 ° C., and the speed of the spray particles was 500 to 1000 m / s. As a result of performing thermal spraying on the object to be sprayed under these conditions, the stress of the formed film showed a value between -400 to 0 MPa, and the compressive stress remained.

本実施の形態によれば、高速フレーム溶射法溶射装置を用いて被溶射対象物表面に溶射することにより、被溶射対象物表面に形成された溶射皮膜の応力を圧縮残留応力とすることができる。この圧縮残留応力を形成することにより、この被溶射対象物表面のき裂を封止して環境隔離することにより、き裂の進展を防止し又は抑制することができる。   According to the present embodiment, by applying thermal spraying on the surface of the object to be sprayed using the high-speed flame spraying method, the stress of the sprayed coating formed on the surface of the object to be sprayed can be made the compressive residual stress. . By forming this compressive residual stress, the crack on the surface of the object to be sprayed is sealed to isolate the environment, thereby preventing or suppressing the progress of the crack.

図4は、コールドスプレー法を用いた溶射装置の概略構造を示す構成図である。   FIG. 4 is a configuration diagram showing a schematic structure of a thermal spraying apparatus using a cold spray method.

本図に示すように、コールドスプレー装置であるコールドスプレーガン15は、この内部に不活性ガス等が導入され、加熱ヒータ18により加熱して溶射フレーム23を形成するものである。   As shown in this figure, a cold spray gun 15 which is a cold spray device is one in which an inert gas or the like is introduced therein and heated by a heater 18 to form a thermal spray frame 23.

上記のコールドスプレーガン15の内部には、高圧ガス供給機16から高圧ガスが加熱ヒータ18を介してコールドスプレーガン15の内部に供給される。また、この高圧ガス供給機16から高圧ガスが溶射粒子供給機17にも供給される。この高圧ガスにより、溶射粒子供給機17から配管を経由して溶射粒子や溶射粉末がコールドスプレーガン15の内部に導入される。   Inside the cold spray gun 15, high pressure gas is supplied from the high pressure gas supply device 16 through the heater 18 into the cold spray gun 15. Further, the high-pressure gas is also supplied from the high-pressure gas supply unit 16 to the thermal spray particle supply unit 17. With this high-pressure gas, spray particles and spray powder are introduced into the cold spray gun 15 from the spray particle feeder 17 via the pipe.

本実施の形態において、圧縮空気、加圧したヘリウムや窒素等の不活性ガスが高圧ガス供給機16から供給される。この高圧ガスの一方は、加熱ヒータ18を通過するときに500℃程度まで加熱された状態でコールドスプレーガン15に供給される。また加圧されたガスの他方は、溶射粒子供給機17を経由して溶射粒子や溶射粉末をコールドスプレーガン15の内部に供給する。この供給された溶射粒子は、先記の高圧ガスにより加熱し加速される。この加熱し加速した溶射粒子が、被溶射対象物41に衝突して溶射皮膜45が形成される。   In the present embodiment, compressed air, pressurized inert gas such as helium or nitrogen is supplied from the high-pressure gas supplier 16. One of the high-pressure gases is supplied to the cold spray gun 15 while being heated to about 500 ° C. when passing through the heater 18. The other pressurized gas supplies spray particles and spray powder to the inside of the cold spray gun 15 via the spray particle feeder 17. The supplied sprayed particles are heated and accelerated by the high-pressure gas described above. The heated and accelerated sprayed particles collide with the object to be sprayed 41 to form a sprayed coating 45.

本実施の形態によれば、溶射粒子や溶射粉末は加速されるものの温度上昇は加圧ガス温度よりは上昇しないため、高速フレーム溶射法の場合と同様に、溶射粒子が皮膜形成後の冷却過程において発生する熱応力よりも被溶射対象物に衝突時に発生する圧縮応力の方が大きくなる。かくして、形成された溶射皮膜の応力は圧縮状態となるため、剥がれ難い皮膜が形成される。また、この溶射皮膜は圧縮状態となるために、プラズマ溶射では剥がれてしまうような0.3mmを超えるような厚膜化も容易に形成することができる。   According to the present embodiment, although the thermal spray particles and the thermal spray powder are accelerated, the temperature rise does not rise above the pressurized gas temperature. The compressive stress generated at the time of collision with the object to be sprayed is larger than the thermal stress generated in step. Thus, since the stress of the formed sprayed coating is in a compressed state, a coating that is difficult to peel off is formed. Further, since this thermal spray coating is in a compressed state, it is possible to easily form a thick film exceeding 0.3 mm that would be peeled off by plasma spraying.

図5は、シールドカバー22を備えた高速フレーム溶射法を用いた溶射装置の概略構造の説明図で、(a)はこの構成図で、(b)は下面図である。本図は、図2の実施の形態にシールドカバー22を追加して設けたものであり、図2の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。   FIG. 5 is an explanatory view of a schematic structure of a thermal spraying apparatus using a high-speed flame spraying method provided with a shield cover 22, (a) is this configuration diagram, and (b) is a bottom view. In this figure, a shield cover 22 is added to the embodiment of FIG. 2, and the same or similar parts as those of the embodiment of FIG. To do.

本図に示すように、高速フレーム溶射ガン11の内部の燃料・酸素混合室21には、溶射粒子供給機12から配管を経由して溶射粒子や溶射粉末が導入される。燃料供給機13から燃料が配管を介して燃料・酸素混合室21に供給される。また、酸素供給機14から配管を経由して酸素も導入される。   As shown in this figure, spray particles and spray powder are introduced into the fuel / oxygen mixing chamber 21 inside the high-speed flame spray gun 11 from the spray particle supply machine 12 via a pipe. Fuel is supplied from the fuel supply unit 13 to the fuel / oxygen mixing chamber 21 via a pipe. In addition, oxygen is also introduced from the oxygen supply machine 14 via a pipe.

上記の溶射施工を水中で行うときは、本図に示すように市販の高速フレーム溶射ガン11の周囲に筒状のシールドカバー22を簡易的に取り付けることにより溶射が可能となる。このシールドカバー22は必要に応じて水冷構造とし、筒先端から被溶射対象物までの距離については0〜50mmまでの範囲で溶射が可能となる。このシールドカバー22内の高速フレーム溶射ガン11の近傍には、点火装置24を設けている。この点火装置24から発生する火花により、上記の燃料と酸素の混合ガスを点火することで溶射フレーム23が形成される。   When performing the above-described thermal spraying in water, thermal spraying is possible by simply attaching a cylindrical shield cover 22 around a commercially available high-speed flame spray gun 11 as shown in the figure. The shield cover 22 has a water-cooling structure as necessary, and spraying is possible within a range of 0 to 50 mm with respect to the distance from the tube tip to the object to be sprayed. An ignition device 24 is provided in the vicinity of the high-speed flame spray gun 11 in the shield cover 22. A thermal spray frame 23 is formed by igniting the mixed gas of fuel and oxygen with the spark generated from the ignition device 24.

また、シールドカバー22の先端には、溶射状況をモニタリングするモニタリング装置25が設けられている。このモニタリング装置25は、溶射粒子や溶射粉末が溶射フレーム23中を飛行している状況を観察できる装置であり、溶射粒子がシールドカバー22の先端を通過するときの温度と速度を測定することができる。   Further, a monitoring device 25 for monitoring the spraying state is provided at the tip of the shield cover 22. The monitoring device 25 is a device that can observe the situation in which the sprayed particles and the sprayed powder are flying in the spray frame 23, and can measure the temperature and speed when the sprayed particles pass through the tip of the shield cover 22. it can.

本実施の形態によれば、モニタリング装置25で観察しながら溶射を行うことができる。例えば、溶射施工中に機器の故障または燃料や酸素の供給不良により溶射フレーム23に変化が生じたときは、溶射粒子に与えられる熱・運動エネルギーに変化が生じ、結果的に皮膜品質に悪影響を与えてしまう。このような状況の中でも、モニタリング装置25で観察しながら溶射を行うことができ、常に安定した溶射皮膜の形成が可能となる。   According to the present embodiment, thermal spraying can be performed while observing with the monitoring device 25. For example, when a change occurs in the thermal spray frame 23 due to equipment failure or poor supply of fuel or oxygen during thermal spraying, a change occurs in the thermal and kinetic energy applied to the thermal spray particles, resulting in an adverse effect on the coating quality. I will give it. Even in such a situation, spraying can be performed while observing with the monitoring device 25, and a stable sprayed coating can always be formed.

図6は、局部チャンバー31を備えた溶射装置の概略構造を示す構成図である。本図は、図1の実施の形態に局部チャンバー31を追加して設けたものであり、図1の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。   FIG. 6 is a configuration diagram showing a schematic structure of a thermal spraying apparatus provided with a local chamber 31. In this figure, a local chamber 31 is added to the embodiment of FIG. 1, and the same or similar parts as those of the embodiment of FIG. To do.

上述の溶射施工を水中で行うときは、溶射装置1の周囲に局部チャンバー31からなる隔離壁が設けられる。この隔離壁によって、被溶射対象物41の表面に圧縮状態の溶射皮膜を形成することができる。また、この手法により水中で溶射を行うときは、必要に応じて内部に圧縮空気や窒素などのガスを供給することにより、シールド性をさらに高めることができる。   When the above-described spraying operation is performed in water, an isolation wall composed of a local chamber 31 is provided around the spraying device 1. With this isolation wall, a sprayed coating in a compressed state can be formed on the surface of the object 41 to be sprayed. Moreover, when spraying in water by this method, shielding properties can be further enhanced by supplying a gas such as compressed air or nitrogen to the inside as necessary.

本実施の形態によれば、局部チャンバー31を備えた溶射装置を用いることにより、シュラウドの溶接線4の近傍に溶射皮膜を形成することができる。被溶射施工部位の近傍の一部に応力腐食割れが発生していても、上記の溶射方法により表面に溶射皮膜を形成することにより、炉内の酸素濃度の高い水から環境遮蔽することができ、き裂の進展を防止させることができる。また、き裂が発生していない部位については、応力腐食割れ発生に対する予防保全措置をとることができる。   According to the present embodiment, the thermal spray coating can be formed in the vicinity of the weld line 4 of the shroud by using the thermal spraying device provided with the local chamber 31. Even if stress corrosion cracking occurs in the vicinity of the part to be sprayed, the environment can be shielded from water with high oxygen concentration in the furnace by forming a sprayed coating on the surface by the above-mentioned spraying method. , Crack growth can be prevented. Further, preventive maintenance measures against the occurrence of stress corrosion cracking can be taken for a portion where no crack has occurred.

ここで、溶射の前処理としてのブラスト処理について説明する。   Here, a blast process as a pre-process for thermal spraying will be described.

一般に、溶射の前処理としてブラスト処理が用いられている。これは、アルミナやスチール製の粒子や粉末を圧縮空気により噴出して被溶射対象物41に衝突させ、表面を清浄化し切削して凹凸面を形成するものである。   In general, blasting is used as a pretreatment for thermal spraying. In this method, particles and powder made of alumina or steel are ejected by compressed air and collide with the object to be sprayed 41, and the surface is cleaned and cut to form an uneven surface.

本実施の形態においては、前処理として点火する前の燃料と酸素の混合ガス内に溶射粒子や溶射粉末を供給し、溶射ガンの先端から噴出されるガス圧だけを利用して溶射粒子や溶射粉末を噴射させることにより、被溶射対象物表面を溶射粒子により前処理することが可能である。   In this embodiment, spray particles and spray powder are supplied into the mixed gas of fuel and oxygen before ignition as pretreatment, and only the gas pressure ejected from the tip of the spray gun is used to spray particles and spray. By spraying the powder, the surface of the object to be sprayed can be pretreated with the sprayed particles.

また、混合ガスに点火して溶射フレームを形成した後でも、使用する溶射粒子の粒径を大きくすることにより、溶射フレーム内を飛行する際に加速はされるが加熱は抑えられるために、溶射粒子は被溶射対象物表面41には付着せずに衝突して跳ね返ってくる。この衝突の効果により、被溶射対象物41の表面は清浄化され、被溶射対象物表面41に凹凸面が形成される。   Even after the gas mixture is ignited to form a thermal spray frame, by increasing the particle size of the thermal spray particles to be used, acceleration is performed while flying in the thermal spray frame, but heating is suppressed. The particles do not adhere to the surface 41 to be sprayed and collide and bounce off. By the effect of this collision, the surface of the object to be sprayed 41 is cleaned, and an uneven surface is formed on the surface 41 to be sprayed.

上記の溶射前処理としてのブラスト処理試験した結果について説明する。ステンレス系の粒子や粉末を溶射するときには、一般に15〜50μm程度の溶射粒子や溶射粉末が用いられる。このブラスト処理試験のときは、100〜1000μmの溶射粒子が投入された。このブラスト処理試験の結果、被溶射対象物表面には溶射皮膜は形成されずに、表面の酸化物や不純物は除去された。また、ブラスト処理の対象面の表面粗さは中心線平均粗さRa:0.2μm〜70μm、十点平均粗さRz:1μm〜300μmまでコントロールすることができ、被溶射対象物表面41に凹凸面が形成されていることを確認することができた。   The result of the blast treatment test as the thermal spraying pretreatment will be described. When spraying stainless-based particles and powder, generally sprayed particles and sprayed powder of about 15 to 50 μm are used. In this blast treatment test, 100 to 1000 μm spray particles were introduced. As a result of the blast treatment test, the sprayed coating was not formed on the surface of the object to be sprayed, and the surface oxides and impurities were removed. Further, the surface roughness of the target surface of the blast treatment can be controlled from the center line average roughness Ra: 0.2 μm to 70 μm and the ten-point average roughness Rz: 1 μm to 300 μm. It was confirmed that a surface was formed.

本実施の形態によれば、溶射ガンの先端から噴出されるガス圧だけを利用して溶射粒子や溶射粉末を噴射させ、被溶射対象物表面に溶射粒子を衝突させることにより、表面の酸化物や不純物が除去される。また、表面を浄化し切削して凹凸面を形成することにより、溶射前処理としてのブラスト処理を行うことができる。   According to the present embodiment, by spraying spray particles and spray powder using only the gas pressure ejected from the tip of the spray gun, and colliding the spray particles with the surface of the object to be sprayed, the surface oxide And impurities are removed. Moreover, the blast process as a thermal spraying pretreatment can be performed by purifying and cutting the surface to form an uneven surface.

ここで、被溶射対象物表面に発生したき裂の補修方法について説明する。   Here, a method for repairing a crack generated on the surface of the object to be sprayed will be described.

図7は、被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れを示す断面図である。本図に示すように、被溶射対象物41の表面にき裂42が発生した場合の補修方法として、き裂42を環境遮蔽するための表面層を形成する方法、き裂42を機械加工や放電加工により除去する方法等がある。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing stress corrosion cracks generated on the surface of the object to be sprayed. As shown in the figure, as a repair method when a crack 42 is generated on the surface of the object 41 to be sprayed, a method of forming a surface layer for shielding the crack 42 from the environment, machining the crack 42, There is a method of removing by electric discharge machining.

図8は、被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れ部分に形成された溶射皮膜を示す断面図である。図7に示すように、上記のき裂42を環境遮蔽する方法として本実施形態の溶射方法を採用したときは、き裂42の表面に溶射皮膜45を形成することにより環境遮蔽が可能となる。本実施形態の溶射方法では、形成された溶射皮膜には圧縮応力が残留する。この圧縮残留応力のために剥がれ難い構造であることに加えて、溶射層45にき裂42が発生することも防止又は抑制できる。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a sprayed coating formed on a stress corrosion cracked portion generated on the surface of the object to be sprayed. As shown in FIG. 7, when the thermal spraying method of the present embodiment is adopted as a method for shielding the crack 42 from the environment, it is possible to shield the environment by forming a sprayed coating 45 on the surface of the crack 42. . In the thermal spraying method of this embodiment, compressive stress remains in the formed thermal spray coating. In addition to the structure that does not easily peel off due to this compressive residual stress, the occurrence of cracks 42 in the sprayed layer 45 can be prevented or suppressed.

図9は、被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れを加工により取り去った部位43を示す断面図である。本図に示すように、上記図7に示すき裂42を機械加工や放電加工により除去したときには、この加工によりき裂を取除いた部位43には加工に伴う引張残留応力が発生し、このままでは応力腐食割れが発生する可能性がある。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a portion 43 where stress corrosion cracks generated on the surface of the object to be sprayed are removed by processing. As shown in this figure, when the crack 42 shown in FIG. 7 is removed by machining or electric discharge machining, a tensile residual stress accompanying the machining is generated in the portion 43 from which the crack has been removed by this machining, and the state remains unchanged. Then, stress corrosion cracking may occur.

図10は、図9の加工部位に溶射により形成された溶射皮膜44を示す断面図である。図9のき裂42を機械加工や放電加工により除去したときには、本図に示すように、加工によりき裂42を取除いた部位43に溶射して溶射皮膜44を形成する。この溶射皮膜44を形成することにより、被溶射対象物41を溶射層44で包囲して元の状態に戻すことが可能となる。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing a thermal spray coating 44 formed by thermal spraying on the processed portion of FIG. When the crack 42 in FIG. 9 is removed by machining or electric discharge machining, as shown in this figure, the sprayed coating 44 is formed by spraying the portion 43 from which the crack 42 has been removed by machining. By forming this thermal spray coating 44, the thermal spray target 41 can be surrounded by the thermal spray layer 44 and returned to its original state.

本実施の形態によれば、上述のように形成された溶射皮膜44は圧縮残留応力を有するために剥がれ難い構造であることに加えて、この溶射層44にき裂が発生することを防止又は抑制することができる。   According to the present embodiment, the thermal spray coating 44 formed as described above has a compressive residual stress and thus has a structure that does not easily peel off, and prevents the thermal spray layer 44 from cracking or Can be suppressed.

図11は、圧縮応力を付与された溶射皮膜46を示す側面図である。本図に示すように、被溶射対象物41と接触する少なくとも1層に圧縮応力の状態の溶射皮膜46が形成される。この圧縮応力の状態の溶射皮膜46より上部には、引張応力の状態の溶射皮膜47が形成される。   FIG. 11 is a side view showing the thermal spray coating 46 to which compressive stress is applied. As shown in this figure, a thermal spray coating 46 in a state of compressive stress is formed on at least one layer in contact with the object to be sprayed 41. A thermal spray coating 47 in a tensile stress state is formed above the thermal spray coating 46 in a compressive stress state.

本実施の形態によれば、被溶射対象物41と接触する少なくとも1層を圧縮応力となる状態とすることにより、密着強度が確保できるだけでなく、被溶射対象物41の表面の応力改善効果も期待できる。また、2層目以降については材質や溶射条件を変えることで引張応力となったとしても、同じ溶射プロセスで溶射皮膜を形成しているために溶射層間の密着強度は低下しない、という長所がある。   According to the present embodiment, by setting at least one layer in contact with the object to be sprayed 41 to be in a state of compressive stress, not only the adhesion strength can be ensured, but also the effect of improving the stress on the surface of the object to be sprayed 41 is achieved. I can expect. In addition, the second and subsequent layers have the advantage that even if the tensile stress is changed by changing the material and spraying conditions, the adhesion strength between the sprayed layers does not decrease because the sprayed coating is formed by the same spraying process. .

図12は、粉末回収装置の概略構造を示す構成図である。   FIG. 12 is a configuration diagram showing a schematic structure of the powder recovery apparatus.

本図は、図5の実施の形態に吸引装置51を追加して設けたものであり、図5の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。   This figure is provided by adding a suction device 51 to the embodiment of FIG. 5, and the same or similar parts as those of the embodiment of FIG. To do.

一般に、例えば、図5の溶射法で被溶射対象物41の表面に溶射皮膜45を形成するときに、熱源に粉末又はワイヤを供給して溶射皮膜が形成される。しかし、溶射粒子等の付着効率はどの溶射方法を用いても5割以下である。すなわち、溶射粒子等の残りの5割以上は付着せずに空中あるいは水中に浮遊することとなる。   In general, for example, when the thermal spray coating 45 is formed on the surface of the object 41 to be sprayed by the thermal spraying method of FIG. 5, the thermal spray coating is formed by supplying powder or wire to a heat source. However, the deposition efficiency of sprayed particles or the like is 50% or less regardless of which spraying method is used. That is, the remaining 50% or more of the sprayed particles and the like do not adhere and float in the air or water.

本図に示すように、高速フレーム溶射ガン11の内部の燃料・酸素混合室21には、溶射粒子供給機12から配管を経由して溶射粒子や溶射粉末が導入される。燃料供給機13から燃料が配管を介して燃料・酸素混合室21に供給される。また、酸素供給機14から配管を経由して酸素も導入される。   As shown in this figure, spray particles and spray powder are introduced into the fuel / oxygen mixing chamber 21 inside the high-speed flame spray gun 11 from the spray particle supply machine 12 via a pipe. Fuel is supplied from the fuel supply unit 13 to the fuel / oxygen mixing chamber 21 via a pipe. In addition, oxygen is also introduced from the oxygen supply machine 14 via a pipe.

上述のように、水中で高速フレーム溶射を行うために高速フレーム溶射ガン11の周囲には筒状のシールドカバー22が取り付けられている。このシールドカバー22の先端にさらに被溶射対象物41と接触する漏洩防止カバー53が設けられている。また、高速フレーム溶射ガン11上部には吸引配管52を介して吸引装置51が設けられている。   As described above, the cylindrical shield cover 22 is attached around the high-speed flame spraying gun 11 in order to perform high-speed flame spraying in water. A leakage prevention cover 53 that is in contact with the object to be sprayed 41 is further provided at the tip of the shield cover 22. A suction device 51 is provided on the high-speed flame spray gun 11 via a suction pipe 52.

本実施の形態によれば、皮膜として付着しなかった溶射粒子や溶射粉末は、シールドカバー22内を浮遊しており、これらは吸引配管52を介して吸引装置51によりシールドカバー22の外部に排出される。この吸引された溶射粒子については、図示しないフィルタリング機構を介して回収される。これにより、溶射粒子が水中に漏洩することはなくなる。   According to the present embodiment, the thermal spray particles and the thermal spray powder that did not adhere as a coating are floating in the shield cover 22, and these are discharged to the outside of the shield cover 22 by the suction device 51 via the suction pipe 52. Is done. The sucked spray particles are collected through a filtering mechanism (not shown). As a result, the spray particles do not leak into the water.

さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、被溶射対象物表面の形状や溶射層の厚さによっては高速フレーム溶射法とコールドスプレー法との組み合わせに変更してもよく、本発明の各実施例を組み合わせて実施することができる。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be a combination of the high-speed flame spraying method and the cold spray method depending on the shape of the surface of the object to be sprayed and the thickness of the sprayed layer. Modifications may be made and the embodiments of the present invention may be implemented in combination.

本発明の実施の形態の溶射装置を原子炉内構造物に適用した例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the example which applied the thermal spraying apparatus of embodiment of this invention to the reactor internal structure. 高速フレーム溶射法を用いた溶射装置の概略構造を示す構成図。The block diagram which shows schematic structure of the thermal spraying apparatus using the high-speed flame spraying method. 図2の高速フレーム溶射法により溶射試験を行った際の溶射条件を示す表。The table | surface which shows the thermal spraying condition at the time of performing a thermal spraying test by the high-speed flame spraying method of FIG. コールドスプレー法を用いた溶射装置の概略構造を示す構成図。The block diagram which shows schematic structure of the thermal spraying apparatus using the cold spray method. シールドカバーを備えた高速フレーム溶射法を用いた溶射装置の概略構造の説明図で、(a)はこの構成図で、(b)はこの下面図。It is explanatory drawing of the schematic structure of the thermal spraying apparatus using the high-speed flame spraying method provided with the shield cover, (a) is this block diagram, (b) is this bottom view. 図1の溶射装置に局部チャンバーを備えた装置の概略構造を示す構成図。The block diagram which shows schematic structure of the apparatus provided with the local chamber in the thermal spraying apparatus of FIG. 被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れを示す断面図。Sectional drawing which shows the stress corrosion crack which generate | occur | produced on the to-be-sprayed target object surface. 被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れ表面に形成された溶射皮膜を示す断面図。Sectional drawing which shows the sprayed coating formed in the stress corrosion crack surface which generate | occur | produced in the to-be-sprayed target object surface. 被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れを加工により取り去った部位を示す断面図。Sectional drawing which shows the site | part which removed the stress corrosion crack which generate | occur | produced on the to-be-sprayed target object by processing. 図9の加工部位に溶射により形成された溶射皮膜を示す断面図。Sectional drawing which shows the sprayed coating formed by the thermal spraying in the process site | part of FIG. 圧縮応力を付与された溶射皮膜を示す側面図。The side view which shows the thermal spray coating to which the compressive stress was provided. 粉末回収装置の概略構造を示す構成図。The block diagram which shows schematic structure of a powder collection | recovery apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…溶射装置、2…シュラウド、3…上部格子板、4…溶接線、11…高速フレーム溶射ガン、12…溶射粒子供給機、13…燃料供給機、14…酸素供給機、15…コールドスプレーガン、16…高圧ガス供給機、17…溶射粒子供給機、18…加熱ヒータ、21…燃料・酸素混合室、22…シールドカバー、23…溶射フレーム、24…点火装置、25…モニタリング装置、31…局部チャンバ、41…被溶射対象物、42…き裂、43…加工によりき裂を取り除いた部位、44…溶射皮膜、45…溶射皮膜、46…圧縮応力皮膜、47…引張応力皮膜、51…吸引装置、52…吸引配管、53…漏洩防止カバー、61…原子炉炉内構造物。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spraying device, 2 ... Shroud, 3 ... Upper lattice board, 4 ... Welding line, 11 ... High-speed flame spray gun, 12 ... Spraying particle supply machine, 13 ... Fuel supply machine, 14 ... Oxygen supply machine, 15 ... Cold spray Gun 16, high pressure gas supply machine 17, sprayed particle supply machine 18, heater, 21 fuel / oxygen mixing chamber 22 shield cover 23 spray frame 24 ignition device 25 monitoring device 31 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Local chamber, 41 ... Object to be sprayed, 42 ... Crack, 43 ... Site where crack is removed by processing, 44 ... Thermal spray coating, 45 ... Thermal spray coating, 46 ... Compression stress coating, 47 ... Tensile stress coating, 51 ... suction device, 52 ... suction pipe, 53 ... leakage prevention cover, 61 ... reactor internal structure.

Claims (15)

溶射粒子を供給する溶射粒子供給機と、
燃料を供給する燃料供給機と、
酸素を供給する酸素供給機と、
前記供給された燃料および酸素の反応熱を用いて前記溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面に衝突させることによりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射ガンと、
を有することを特徴とする溶射装置。
A thermal spray particle feeder for supplying thermal spray particles;
A fuel supply machine for supplying fuel;
An oxygen supply machine for supplying oxygen;
The thermal spraying is performed by heating and accelerating the thermal spray particles using the reaction heat of the supplied fuel and oxygen and causing the thermal spray particles to collide with the surface of the thermal spray target, thereby forming a thermal spray coating on which the compressive stress remains on the surface With cancer,
A thermal spraying apparatus characterized by comprising:
高圧ガスを供給する高圧ガス供給機と、
この高圧ガス供給機から供給された高圧ガスで溶射粒子を圧入する溶射粒子供給機と、
前記高圧ガス供給機から供給された高圧ガスを加熱する加熱ヒータと、
前記加熱された高圧ガスを導入して前記溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面に衝突させることによりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射ガンと、
を有することを特徴とする溶射装置。
A high-pressure gas supply machine for supplying high-pressure gas;
A thermal spray particle feeder that press-fits thermal spray particles with the high-pressure gas supplied from the high-pressure gas feeder;
A heater for heating the high-pressure gas supplied from the high-pressure gas supply machine;
A thermal spray gun that forms a thermal spray coating in which compressive stress remains on the surface of the object to be sprayed by introducing the heated high-pressure gas to heat and accelerate the spray particles to collide with the surface of the object to be sprayed;
A thermal spraying apparatus characterized by comprising:
前記溶射ガンの周囲に水から遮蔽された環境下で溶射を行うためのシールドカバーを具備すること、を特徴とする請求項1又は2記載の溶射装置。   The thermal spraying device according to claim 1, further comprising a shield cover for performing thermal spraying in an environment shielded from water around the thermal spraying gun. 前記溶射ガンの外周部に水から局所的に遮蔽された環境下で溶射を行うための局所チャンバを具備すること、を特徴とする請求項1又は2記載の溶射装置。   The thermal spraying device according to claim 1, further comprising a local chamber for performing thermal spraying in an environment where the thermal spraying gun is locally shielded from water on an outer peripheral portion of the thermal spraying gun. 前記溶射ガンの先端又はその近傍に溶射状況を観察するためのモニタリング装置を具備すること、を特徴とする請求項1又は2記載の溶射装置。   The thermal spraying device according to claim 1, further comprising a monitoring device for observing the thermal spraying state at or near a tip of the thermal spraying gun. 前記溶射ガンから噴出した溶射粒子のうち被溶射対象物に衝突して溶射皮膜として形成されなかった溶射粒子を吸引して回収する回収装置を具備すること、を特徴とする請求項1又は2記載の溶射装置。   3. A recovery device for sucking and collecting spray particles that have not been formed as a spray coating by colliding with an object to be sprayed among spray particles ejected from the spray gun. Spraying equipment. 熱源を用いて溶射粒子を加熱し加速させる溶射粒子加速ステップと、
この加熱され加速された溶射粒子を被溶射対象物表面に衝突させる溶射粒子衝突ステップと、
この衝突した溶射粒子によりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成ステップと、
を有することを特徴とする溶射方法。
A thermal spray particle acceleration step of heating and accelerating the thermal spray particles using a heat source;
A sprayed particle collision step for causing the heated and accelerated sprayed particles to collide with the surface of the object to be sprayed;
A thermal spray coating forming step for forming a thermal spray coating in which compressive stress remains on the surface of the object to be sprayed by the sprayed particles that have collided;
The thermal spraying method characterized by having.
前記熱源は、燃料および酸素を反応させて形成した燃焼エネルギーであること、を特徴とする請求項7記載の溶射方法。   The thermal spraying method according to claim 7, wherein the heat source is combustion energy formed by reacting fuel and oxygen. 前記熱源は、圧縮空気または不活性ガスを加圧し加熱して形成した高圧ガスエネルギーであること、を特徴とする請求項7記載の溶射方法。   The thermal spraying method according to claim 7, wherein the heat source is high-pressure gas energy formed by pressurizing and heating compressed air or an inert gas. 前記溶射粒子衝突ステップは、前記溶射粒子を被溶射対象物表面に付着しない条件で衝突させることにより、この被溶射対象物表面が清浄化される溶射前処理ステップをさらに有すること、を特徴とする請求項7記載の溶射方法。   The thermal spray particle collision step further includes a thermal spraying pretreatment step in which the thermal spray target object surface is cleaned by causing the thermal spray particles to collide with the thermal spray target object surface without causing the thermal spray particle to collide with the thermal spray target object surface. The thermal spraying method according to claim 7. 前記溶射皮膜形成ステップは、前記被溶射対象物表面に少なくとも1層の圧縮応力が残留する溶射皮膜が形成されること、を特徴とする請求項7記載の溶射方法。   8. The thermal spraying method according to claim 7, wherein in the thermal spray coating forming step, a thermal spray coating in which at least one layer of compressive stress remains is formed on the surface of the object to be sprayed. 前記溶射皮膜が水中において被溶射対象物表面に形成されること、を特徴とする請求項7記載の溶射方法。   The thermal spraying method according to claim 7, wherein the thermal spray coating is formed on a surface of an object to be sprayed in water. 前記被溶射対象物表面のき裂があるときは、このき裂の上面に前記溶射皮膜を形成して補修が行われること、を特徴とする請求項7記載の溶射方法。   8. The thermal spraying method according to claim 7, wherein when there is a crack on the surface of the object to be sprayed, repair is performed by forming the thermal spray coating on the upper surface of the crack. 前記被溶射対象物表面のき裂があるときは、このき裂を加工により取除いた部位の上面に前記溶射皮膜を形成して補修が行われること、を特徴とする請求項7記載の溶射方法。   8. The thermal spraying according to claim 7, wherein when there is a crack on the surface of the object to be sprayed, the thermal spray coating is formed on the upper surface of a portion where the crack has been removed by processing, and repair is performed. Method. 原子炉炉内構造物の前記被溶射対象物表面に溶射皮膜を形成して補修が行われること、を特徴とする請求項7、13又は14記載の溶射方法。   The thermal spraying method according to claim 7, 13 or 14, wherein repair is performed by forming a thermal spray coating on the surface of the object to be sprayed of a reactor internal structure.
JP2006013868A 2006-01-23 2006-01-23 Thermal spray apparatus and method therefor Pending JP2007191780A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006013868A JP2007191780A (en) 2006-01-23 2006-01-23 Thermal spray apparatus and method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006013868A JP2007191780A (en) 2006-01-23 2006-01-23 Thermal spray apparatus and method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007191780A true JP2007191780A (en) 2007-08-02

Family

ID=38447712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006013868A Pending JP2007191780A (en) 2006-01-23 2006-01-23 Thermal spray apparatus and method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007191780A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009099103A1 (en) 2008-02-05 2009-08-13 Japan Science And Technology Agency Morphing music generating device and morphing music generating program
JP2010111905A (en) * 2008-11-05 2010-05-20 Tohoku Univ Technique for repairing high carbon steel
JP2010111906A (en) * 2008-11-05 2010-05-20 Tohoku Univ High efficiency deposition method and material in repair of high carbon steel member
WO2010064494A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 国立大学法人信州大学 Process for production of aluminum members with brazing filler metal layers and process for production of heat exchanger
JP2011508715A (en) * 2007-12-17 2011-03-17 ロバルマ,ソシエダッド アノニマ Highly mechanically required parts and special tool manufacturing methods from low cost ceramics or polymers such as concrete by casting into the desired shape and then coating with a metal or high performance ceramic layer
JP2011179929A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device and method for improving residual stress in reactor pressure vessel
JP2012017486A (en) * 2010-07-06 2012-01-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method for reusing thermal spray coating powder, equipment executing this method, and method for manufacturing coating member
JP2012092391A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Ssc:Kk Hvaf thermal spraying apparatus of center-axis powder feeding type
JP2014035297A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Toshiba Corp Thermal neutron absorber coating application device and method, and method for collecting molten core
KR20210153848A (en) * 2020-06-11 2021-12-20 국방기술품질원 Spray apparatus
KR20210153847A (en) * 2020-06-11 2021-12-20 국방기술품질원 Spray apparatus

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62182261A (en) * 1986-02-07 1987-08-10 Toshiba Corp Thermal spraying method
JPH04165060A (en) * 1990-10-29 1992-06-10 Toshiharu Kon Corrosion preventive method for underwater structure and underwater thermal spraying device
JPH1088314A (en) * 1996-09-18 1998-04-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Build-up welding method
JPH11310884A (en) * 1998-04-28 1999-11-09 Toshiba Corp Reaction preventing underlay, production thereof and metal melting and evaporating device
JP2001159425A (en) * 1999-12-01 2001-06-12 Toshiba Corp Bearing component and manufacturing method
JP2001305271A (en) * 2000-04-24 2001-10-31 Toshiba Corp Repairing method for in-pile apparatus for nuclear generation plant
JP2001303903A (en) * 2000-04-24 2001-10-31 Toshiba Corp Repairing method for gas turbine blade
JP2003183805A (en) * 2001-10-09 2003-07-03 National Institute For Materials Science Method for forming metal film with hvof thermal spray gun and thermal spray apparatus
JP2005068457A (en) * 2003-08-28 2005-03-17 Fujikoo:Kk Temperature variable high-speed thermal spraying apparatus
JP2005095886A (en) * 2003-09-02 2005-04-14 Nippon Steel Corp Cold spray nozzle, cold spray film, and production method therefor
JP2005248288A (en) * 2004-03-05 2005-09-15 National Institute For Materials Science Cermet-spraying method using hvof thermal spraying device with gas shroud

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62182261A (en) * 1986-02-07 1987-08-10 Toshiba Corp Thermal spraying method
JPH04165060A (en) * 1990-10-29 1992-06-10 Toshiharu Kon Corrosion preventive method for underwater structure and underwater thermal spraying device
JPH1088314A (en) * 1996-09-18 1998-04-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Build-up welding method
JPH11310884A (en) * 1998-04-28 1999-11-09 Toshiba Corp Reaction preventing underlay, production thereof and metal melting and evaporating device
JP2001159425A (en) * 1999-12-01 2001-06-12 Toshiba Corp Bearing component and manufacturing method
JP2001305271A (en) * 2000-04-24 2001-10-31 Toshiba Corp Repairing method for in-pile apparatus for nuclear generation plant
JP2001303903A (en) * 2000-04-24 2001-10-31 Toshiba Corp Repairing method for gas turbine blade
JP2003183805A (en) * 2001-10-09 2003-07-03 National Institute For Materials Science Method for forming metal film with hvof thermal spray gun and thermal spray apparatus
JP2005068457A (en) * 2003-08-28 2005-03-17 Fujikoo:Kk Temperature variable high-speed thermal spraying apparatus
JP2005095886A (en) * 2003-09-02 2005-04-14 Nippon Steel Corp Cold spray nozzle, cold spray film, and production method therefor
JP2005248288A (en) * 2004-03-05 2005-09-15 National Institute For Materials Science Cermet-spraying method using hvof thermal spraying device with gas shroud

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011508715A (en) * 2007-12-17 2011-03-17 ロバルマ,ソシエダッド アノニマ Highly mechanically required parts and special tool manufacturing methods from low cost ceramics or polymers such as concrete by casting into the desired shape and then coating with a metal or high performance ceramic layer
WO2009099103A1 (en) 2008-02-05 2009-08-13 Japan Science And Technology Agency Morphing music generating device and morphing music generating program
JP2010111905A (en) * 2008-11-05 2010-05-20 Tohoku Univ Technique for repairing high carbon steel
JP2010111906A (en) * 2008-11-05 2010-05-20 Tohoku Univ High efficiency deposition method and material in repair of high carbon steel member
WO2010064494A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 国立大学法人信州大学 Process for production of aluminum members with brazing filler metal layers and process for production of heat exchanger
JP2010132986A (en) * 2008-12-05 2010-06-17 Shinshu Univ Method for manufacturing aluminum member with layer of soldering material and method for manufacturing heat exchanger
JP2011179929A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device and method for improving residual stress in reactor pressure vessel
JP2012017486A (en) * 2010-07-06 2012-01-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method for reusing thermal spray coating powder, equipment executing this method, and method for manufacturing coating member
JP2012092391A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Ssc:Kk Hvaf thermal spraying apparatus of center-axis powder feeding type
JP2014035297A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Toshiba Corp Thermal neutron absorber coating application device and method, and method for collecting molten core
KR20210153848A (en) * 2020-06-11 2021-12-20 국방기술품질원 Spray apparatus
KR20210153847A (en) * 2020-06-11 2021-12-20 국방기술품질원 Spray apparatus
KR102375979B1 (en) * 2020-06-11 2022-03-17 국방기술품질원 Spray apparatus
KR102375978B1 (en) * 2020-06-11 2022-03-17 국방기술품질원 Spray apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007191780A (en) Thermal spray apparatus and method therefor
JP5039043B2 (en) Plasma torch having corrosion-resistant collimator nozzle and method for manufacturing the nozzle
EP2006045B1 (en) Method for preserving of welded joint portion
CN108866471B (en) Liquid lead-bismuth alloy corrosion-resistant coating and preparation method thereof
US5151308A (en) High density thermal spray coating
US5770273A (en) Plasma coating process for improved bonding of coatings on substrates
CN107520526A (en) A kind of anti-sulphur well head valve body welding repair method
JP2007308737A (en) Corrosion protection method for welded part
JP2007047158A (en) Method of repairing metal surface wetted by radioactive fluid
US20100217060A1 (en) Method of Decontaminating Radioisotope-Contaminated Surface Vicinity Region by Use of Nonthermal Laser Peeling Without Re-Melting, Without Re-Diffusion and Without Re-Contamination, and Apparatus Therefor
CN111118494A (en) Method and device for preparing coating by synchronous powder feeding underwater laser cladding
CN111286584A (en) System and method for laser nitriding metal surfaces
Wang et al. Innovative methodology and database for underwater robot repair welding: a technical note
IT9021151A1 (en) METHOD FOR APPLYING EROSION-RESISTANT SURFACE LAYERS ON STEAM TURBINE COMPONENTS
CN112518079A (en) Fusion welding method for aluminum alloy porous micro-channel active cooling structure
CN111286693A (en) Microporous anode for cluster plasma spray gun and cluster plasma spraying method
CN113755784B (en) Preparation method of self-healing thermal barrier coating based on ultrasonic vibration assisted laser modification
KR20100059677A (en) Pressurized water reactor pressurizer heater sheath
KR200497875Y1 (en) Nuclear Power Plant Installation Welding Device Using Low Temperature Coating Dispensing
CN111618403A (en) Aluminum alloy fusion welding device
US10041163B1 (en) Plasma spray coating for sealing a defect area in a workpiece
CN101148763A (en) Construction method for weldable wear-proof thick coating
Chen et al. Technical preparation for series production of ITER enhanced heat flux FW panels
CN110856882B (en) Arc-discharge stud welding method by hollow stud induced electron emission
Zhu et al. Residual Stresses in Spent Nuclear Fuel Storage Canisters with Cold Spray Coatings

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080502

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100622

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100914

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101012

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110111