JP2017196623A - Manufacturing method of valve device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a valve device capable of reducing a leakage quantity of steam, by preventing the occurrence of a stick in a movable member.SOLUTION: A manufacturing method of the present embodiment manufactures a valve device of including a movable member and a stationary member for storing its movable member on the inside and mutually slidingly contacting the movable member and the stationary member in response to opening-closing operation. This manufacturing method comprises a build-up part forming process of forming a build-up part on at least one sliding contact surface of the movable member and the stationary member. In the build-up part forming process, the build-up part is formed by finishing by executing laser build-up welding on a surface of its spiral build-up part after forming a spiral build-up part by executing the laser build-up welding in a spiral shape toward the other end from one end in the sliding contact surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、弁装置の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a method for manufacturing a valve device.

蒸気タービンプラントには、主蒸気止め弁、蒸気加減弁、再熱蒸気止め弁,中間阻止弁などの弁装置が設置されている。これらの弁装置は、高温高圧の過酷な蒸気条件下で用いられ、高速な蒸気流を制御する。   In the steam turbine plant, valve devices such as a main steam stop valve, a steam control valve, a reheat steam stop valve, and an intermediate stop valve are installed. These valve devices are used under severe steam conditions of high temperature and pressure, and control high-speed steam flow.

蒸気タービンプラントに設置される弁装置の一例として、蒸気加減弁20について図14を用いて説明する。   A steam control valve 20 will be described with reference to FIG. 14 as an example of a valve device installed in a steam turbine plant.

蒸気加減弁20は、図14に示すように、弁棒205の一端に設置された弁体204が蒸気弁本体200の内部に収容されていると共に、蒸気弁本体200の内部に弁座203が設置されている。   As shown in FIG. 14, the steam control valve 20 has a valve body 204 installed at one end of a valve rod 205 housed inside the steam valve body 200, and a valve seat 203 inside the steam valve body 200. is set up.

具体的には、蒸気加減弁20において、蒸気弁本体200は、弁ケーシングであって、内部に蒸気室300(弁室)が設けられている。蒸気室300は、入口部301および出口部302が設けられている。蒸気弁本体200において、入口部301は、蒸気室300の側方に設けられており、出口部302は、蒸気室300の下方に設けられている。ここでは、蒸気弁本体200において入口部301が形成された管状部分は、円筒状であって、管軸が水平方向に沿っている。そして、蒸気弁本体200において出口部302が形成された管状部分は、円筒状であって、管軸が鉛直方向に沿っている。   Specifically, in the steam control valve 20, the steam valve main body 200 is a valve casing, and a steam chamber 300 (valve chamber) is provided therein. The steam chamber 300 is provided with an inlet portion 301 and an outlet portion 302. In the steam valve main body 200, the inlet portion 301 is provided on the side of the steam chamber 300, and the outlet portion 302 is provided below the steam chamber 300. Here, the tubular portion in which the inlet portion 301 is formed in the steam valve main body 200 is cylindrical, and the tube axis is along the horizontal direction. And the tubular part in which the exit part 302 was formed in the steam valve main body 200 is cylindrical shape, and the pipe axis is along the perpendicular direction.

この他に、蒸気弁本体200は、蒸気室300の上方に開口303が形成されており、その開口303を塞ぐように弁蓋202が設置されている。弁蓋202は、中央部分に貫通孔202Kが形成されている。弁蓋202の貫通孔202Kは、孔軸が鉛直方向に沿っており、弁蓋202の貫通孔202Kの内部には、円筒状のブッシュ201が貫通して固定されている。   In addition, the steam valve main body 200 has an opening 303 formed above the steam chamber 300, and a valve lid 202 is installed so as to close the opening 303. The valve lid 202 has a through-hole 202K formed at the center. The through hole 202K of the valve lid 202 has a hole axis along the vertical direction, and a cylindrical bush 201 penetrates and is fixed inside the through hole 202K of the valve lid 202.

弁座203は、蒸気弁本体200において出口部302が形成された管状部分の内周面に固定されている。弁座203は、たとえば、リング状の管状体であって、弁棒205と同軸になるように配置されている。   The valve seat 203 is fixed to the inner peripheral surface of the tubular portion in which the outlet portion 302 is formed in the steam valve main body 200. The valve seat 203 is, for example, a ring-shaped tubular body, and is disposed so as to be coaxial with the valve stem 205.

弁体204は、蒸気室300の内部において弁棒205に連結されている。ここでは、弁体204は、たとえば、半球形状であって、弁棒205と同軸になるように設置されている。   The valve body 204 is connected to the valve rod 205 inside the steam chamber 300. Here, the valve body 204 has a hemispherical shape, for example, and is installed so as to be coaxial with the valve stem 205.

弁棒205は、ブッシュ201の内部に収容されており、ブッシュ201を介して弁蓋202の貫通孔202Kを貫通するように弁蓋202に設置されている。弁棒205は、たとえば、円柱状の棒状体であって、軸が鉛直方向に沿っており、弁棒205の下端部には弁体204が設置されている。弁棒205は、蒸気加減弁20の開閉動作に伴って可動する可動部材であって、蒸気加減弁20の開閉動作が行われる際には、弁棒205の外周面と、静止部材であるブッシュ201の内周面とが互いに摺接する。   The valve stem 205 is accommodated in the bush 201 and is installed in the valve lid 202 so as to penetrate the through hole 202K of the valve lid 202 via the bush 201. The valve stem 205 is, for example, a cylindrical rod-like body, the axis is along the vertical direction, and the valve body 204 is installed at the lower end of the valve rod 205. The valve stem 205 is a movable member that moves in accordance with the opening / closing operation of the steam control valve 20. When the steam control valve 20 is opened / closed, the outer peripheral surface of the valve rod 205 and a bush that is a stationary member are used. The inner peripheral surfaces of 201 are in sliding contact with each other.

蒸気加減弁20は、上記の構成の他に、弁棒205の上端部に油圧駆動機構206が連結されている。油圧駆動機構206は、弁棒205を鉛直方向に沿って移動させる。これにより、蒸気加減弁20では、弁体204と弁座203との間の距離が変動し、開度が調整され、蒸気の流れを制御する。蒸気加減弁20を開けるときには、油圧駆動機構206が弁棒205を鉛直方向の上方に移動させて、弁体204と弁座203との間を離すことにより、蒸気弁本体200の入口部301に流入した蒸気Fが、蒸気室300を流れて、蒸気弁本体200の出口部302から排出される。この一方で、蒸気加減弁20を閉じるときには、油圧駆動機構206が弁棒205を鉛直方向の下方に移動させることにより、弁体204が弁座203に接触して、その蒸気Fの流れが止められる。   In addition to the above-described configuration, the steam control valve 20 has a hydraulic drive mechanism 206 connected to the upper end of the valve rod 205. The hydraulic drive mechanism 206 moves the valve rod 205 along the vertical direction. Thereby, in the steam control valve 20, the distance between the valve body 204 and the valve seat 203 fluctuates, the opening degree is adjusted, and the flow of steam is controlled. When opening the steam control valve 20, the hydraulic drive mechanism 206 moves the valve rod 205 upward in the vertical direction to separate the valve body 204 and the valve seat 203, so that the inlet 301 of the steam valve main body 200 can be opened. The inflowing steam F flows through the steam chamber 300 and is discharged from the outlet portion 302 of the steam valve main body 200. On the other hand, when the steam control valve 20 is closed, the hydraulic drive mechanism 206 moves the valve rod 205 downward in the vertical direction, so that the valve body 204 contacts the valve seat 203 and the flow of the steam F is stopped. It is done.

上記の蒸気加減弁20のような弁装置は、高温な蒸気によって母材の金属表面が常温の場合よりも活性化した状態になり、酸化被膜(酸化スケール)が生成される。生成した酸化被膜は、母材の組成および雰囲気の条件に応じて、機械的な付着強度が異なる。このため、弁装置において開閉動作が行われる際には、酸化被膜の剥離が生ずる。その結果、その剥離した酸化被膜が弁棒205などの可動部材とブッシュ201などの静止部材との間を埋めた状態になって、スティック(弁棒205がブッシュ201に貼り付く現象)が発生する場合がある。したがって、蒸気タービンについて定期検査を行う際には、酸化被膜の除去が必要になる。   In the valve device such as the steam control valve 20 described above, the metal surface of the base material is activated by high-temperature steam as compared with the case of room temperature, and an oxide film (oxide scale) is generated. The generated oxide film has different mechanical adhesion strength depending on the composition of the base material and the conditions of the atmosphere. For this reason, when the opening / closing operation is performed in the valve device, the oxide film is peeled off. As a result, the peeled oxide film fills the space between the movable member such as the valve stem 205 and the stationary member such as the bush 201, and a stick (a phenomenon in which the valve stem 205 sticks to the bush 201) occurs. There is a case. Therefore, it is necessary to remove the oxide film when performing periodic inspection on the steam turbine.

また、酸化被膜の堆積量を予め見込んで弁棒205とブッシュ201の間の隙間を大きくしていたときには、蒸気の漏洩量が多くなる。特に、近年では、蒸気タービンに作動流体として供給される蒸気は、温度および圧力が上昇する傾向にあるので、弁棒205とブッシュ201の間の隙間から漏洩する蒸気の漏洩量が更に多くなり、プラント全体の熱効率が悪化する。   Further, when the amount of deposited oxide film is estimated in advance and the gap between the valve stem 205 and the bush 201 is increased, the amount of steam leakage increases. In particular, in recent years, steam supplied as a working fluid to a steam turbine has a tendency to increase in temperature and pressure, so that the amount of steam leaking from the gap between the valve stem 205 and the bush 201 is further increased. The thermal efficiency of the whole plant deteriorates.

従来においては、弁棒205の外周面およびブッシュ201の内周面について窒化処理を行うことによって、窒化層を表面硬化層として設けている。しかし、窒化層は、約500℃以上で分解して軟化する。また、窒化層は、厚さが極めて薄い。このため、窒化層が摩耗で無くなったときには、摩耗が急激に進展する。   Conventionally, a nitrided layer is provided as a hardened surface layer by performing nitriding on the outer peripheral surface of the valve stem 205 and the inner peripheral surface of the bush 201. However, the nitride layer decomposes and softens at about 500 ° C. or higher. The nitride layer is extremely thin. For this reason, when the nitride layer disappears due to wear, the wear progresses rapidly.

上記の問題点に対応するために、弁装置の開閉動作の際に弁棒205においてブッシュ201に接触する摺接面にコバルト基硬質合金等の肉盛部を硬質合金層として形成することが提案されている。コバルト基硬質合金等の肉盛部について、酸素アセチレン法、TIG(Tungsten Inert Gas)法、被覆アーク法、PTA(Plasma Transferred Arc)法などの方法で肉盛部の形成を行う場合、溶接作業の入熱量(加熱量)が大きいので、弁棒205が大きく変形する場合がある。このため、入熱量が小さいレーザ粉体肉盛溶接を行うことによって、コバルト基硬質合金等の肉盛部を形成することが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。   In order to cope with the above problems, it is proposed to form a built-up portion such as a cobalt-based hard alloy as a hard alloy layer on the sliding contact surface of the valve rod 205 that contacts the bush 201 during the opening / closing operation of the valve device. Has been. When forming a built-up part such as a cobalt-based hard alloy by a method such as an oxygen acetylene method, a TIG (Tungsten Inert Gas) method, a covered arc method, or a PTA (Plasma Transferred Arc) method, Since the amount of heat input (heating amount) is large, the valve stem 205 may be greatly deformed. For this reason, it has been proposed to form a built-up portion such as a cobalt-based hard alloy by performing laser powder build-up welding with a small amount of heat input (see, for example, Patent Document 1).

特開平06−174126号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-174126

図15に示すように、弁棒205の摺接面に肉盛部22が形成するときには、弁棒205の一端側(図15では左側)から他端側(右側)へ向かって螺旋状にレーザ粉体肉盛溶接を行う。   As shown in FIG. 15, when the built-up portion 22 is formed on the sliding contact surface of the valve stem 205, the laser spirals from one end side (left side in FIG. 15) to the other end side (right side) of the valve stem 205. Perform powder overlay welding.

具体的には、レーザ粉体肉盛溶接を行うときには、たとえば、弁棒205の中心軸を回転中心として溶接トーチ(図示省略)に対して相対的に回転させた状態にする。これと共に、弁棒205の中心軸に沿った方向において他端側(右側)から一端側(左側)へ向かうように、弁棒205を溶接トーチに対して相対的に移動させる。このとき、その弁棒205の外周面に、たとえば、粉末供給装置(図示省略)から硬質合金などの肉盛材料の粉末を連続的に供給すると共に、その硬質合金粉末に溶接トーチからレーザビームを連続的に照射して、その肉盛材料の粉末を溶融させる。肉盛材料は、急速に冷却されて凝固する。これにより、弁棒205においては、溶接開始点22Sから溶接終了点22Eへ向かって螺旋を描くように、肉盛部22が形成される。   Specifically, when performing laser powder overlay welding, for example, the center axis of the valve stem 205 is rotated relative to a welding torch (not shown) about the rotation center. At the same time, the valve stem 205 is moved relative to the welding torch from the other end side (right side) toward the one end side (left side) in the direction along the central axis of the valve stem 205. At this time, for example, a powder of a built-up material such as a hard alloy is continuously supplied to the outer peripheral surface of the valve stem 205 from a powder supply device (not shown), and a laser beam is applied to the hard alloy powder from a welding torch. Irradiating continuously, the powder of the cladding material is melted. The overlay material is rapidly cooled and solidified. Thereby, in the valve stem 205, the build-up portion 22 is formed so as to draw a spiral from the welding start point 22S to the welding end point 22E.

しかしながら、上記の関連技術では、レーザ粉体肉盛溶接を終了した溶接終了点22Eにクレータ状の凹部が欠損として形成され、凹部において凝固割れが発生する場合がある。具体的には、溶接終了点22Eにはクレータ状の凹部(溶融池)は、肉盛材料と、その肉盛材料と異なる弁棒205の材料との両者の成分を含む。そして、溶接終了点22Eにおいてレーザビームの照射が遮断されたときは、溶接終了点22Eで温度が急速に低下する。このため、凝固による収縮によって凹部に応力が集中して、凝固割れが発生する。その結果、肉盛部22の品質が不安定になる場合がある。特に、コバルト基硬質合金を肉盛材料として用いた場合には、コバルト基硬質合金の延性が弁棒205の材料よりも一般に低いので、上記の問題が顕在化する。   However, in the above related art, a crater-like recess may be formed as a defect at the welding end point 22E where the laser powder overlay welding is completed, and solidification cracks may occur in the recess. Specifically, the crater-shaped recess (melting pool) at the welding end point 22E includes both components of the overlay material and the material of the valve stem 205 different from the overlay material. When the laser beam irradiation is cut off at the welding end point 22E, the temperature rapidly decreases at the welding end point 22E. For this reason, stress concentrates in the concave portion due to shrinkage due to solidification, and solidification cracks occur. As a result, the quality of the build-up part 22 may become unstable. In particular, when a cobalt base hard alloy is used as a build-up material, the ductility of the cobalt base hard alloy is generally lower than that of the material of the valve stem 205, and thus the above problem becomes obvious.

上記のような事情により、弁棒などの可動部材においてスティックが発生することを防止することが容易でなく、蒸気の漏洩量の低減を実現することが困難な場合がある。   Due to the above circumstances, it may not be easy to prevent sticks from being generated in a movable member such as a valve stem, and it may be difficult to reduce the amount of steam leakage.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、肉盛部の品質を安定化することが可能であって、弁棒などの可動部材においてスティックが発生することを防止し、蒸気の漏洩量を低減することができる、弁装置の製造方法を提供することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that it is possible to stabilize the quality of the built-up portion, prevent sticks from being generated in movable members such as valve stems, and reduce the amount of leakage of steam. It is to provide a method for manufacturing a valve device.

実施形態の製造方法では、可動部材と、その可動部材を内部に収容する静止部材とを含み、開閉動作に伴って可動部材と静止部材とが互いに摺接する弁装置を製造する。本製造方法は、可動部材と静止部材との少なくとも一方の摺接面に肉盛部を形成する、肉盛部形成工程を有する。肉盛部形成工程では、摺接面において一端から他端へ向かって螺旋状にレーザ肉盛溶接を行って螺旋状肉盛部を形成した後に、その螺旋状肉盛部の表面上にレーザ肉盛溶接を行って終了することによって、肉盛部を形成する。   In the manufacturing method of the embodiment, a valve device that includes a movable member and a stationary member that accommodates the movable member therein, and in which the movable member and the stationary member are in sliding contact with each other in accordance with the opening / closing operation is manufactured. The manufacturing method includes a build-up portion forming step of forming a build-up portion on at least one sliding contact surface of the movable member and the stationary member. In the build-up portion forming step, laser build-up welding is performed spirally from one end to the other end on the sliding contact surface to form a spiral build-up portion, and then laser build-up is performed on the surface of the helical build-up portion. A build-up part is formed by completing the build-up welding.

図1は、第1実施形態において、弁棒205の摺接面に肉盛部22を形成するときの概要を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an outline when the built-up portion 22 is formed on the sliding contact surface of the valve rod 205 in the first embodiment. 図2は、第1実施形態において、弁棒205の摺接面に肉盛部22を形成するときの概要を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an outline when the built-up portion 22 is formed on the sliding contact surface of the valve stem 205 in the first embodiment. 図3は、第1実施形態において、レーザ粉体肉盛溶接を行うときに用いる溶接装置の溶接トーチの概要を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of a welding torch of a welding apparatus used when performing laser powder overlay welding in the first embodiment. 図4は、第2実施形態において、弁棒205の摺接面に肉盛部22bが形成されたときの概要を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline when the built-up portion 22b is formed on the sliding contact surface of the valve stem 205 in the second embodiment. 図5は、第2実施形態において、弁棒205の摺接面に肉盛部22bを形成するときの概要を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an outline when the built-up portion 22b is formed on the sliding contact surface of the valve rod 205 in the second embodiment. 図6は、第2実施形態において、弁棒205の摺接面に肉盛部22bを形成するときの概要を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an outline when the built-up portion 22b is formed on the sliding contact surface of the valve rod 205 in the second embodiment. 図7は、第2実施形態において、肉盛部22bを構成する第2肉盛部222について示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the second buildup part 222 constituting the buildup part 22b in the second embodiment. 図8は、第2実施形態の変形例において、肉盛部22bを構成する第2肉盛部222について示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the second buildup part 222 constituting the buildup part 22b in the modification of the second embodiment. 図9は、第2実施形態の変形例において、肉盛部22bを構成する第2肉盛部222について示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the second build-up portion 222 that constitutes the build-up portion 22b in the modification of the second embodiment. 図10は、第2実施形態の変形例において、弁棒205の摺接面に肉盛部22bが形成されたときの概要を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an outline when the built-up portion 22b is formed on the sliding contact surface of the valve rod 205 in the modification of the second embodiment. 図11は、第2実施形態の変形例において、弁棒205の摺接面に肉盛部22bが形成されたときの概要を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an outline when the built-up portion 22b is formed on the sliding contact surface of the valve stem 205 in the modification of the second embodiment. 図12は、第3実施形態において、弁棒205の摺接面に肉盛部22cが形成されたときの概要を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing an outline when the built-up portion 22c is formed on the sliding contact surface of the valve stem 205 in the third embodiment. 図13は、第3実施形態において、弁棒205の摺接面に肉盛部22cを形成するときの概要を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing an outline when the built-up portion 22c is formed on the sliding contact surface of the valve rod 205 in the third embodiment. 図14は、関連技術に係る蒸気タービンプラントにおいて、弁装置を模式的に示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a valve device in a steam turbine plant according to related technology. 図15は、関連技術において、弁棒205に肉盛部22を形成するときの様子を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing a state when the built-up portion 22 is formed on the valve stem 205 in the related art.

<第1実施形態>
第1実施形態において弁棒205の摺接面に肉盛部22を形成するときの様子に関して、図1および図2を用いて説明する。
<First Embodiment>
A state when the built-up portion 22 is formed on the sliding contact surface of the valve rod 205 in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

肉盛部22を形成する際には、まず、図1に示すように、関連技術の場合(図15参照)と同様に、弁棒205の外周面において一端から他端へ向かって螺旋状にレーザ粉体肉盛溶接を行うことにより、螺旋状肉盛層部41を形成するが、本実施形態では、関連技術の場合と異なり、螺旋状肉盛層部41を形成した後に、その螺旋状肉盛層部41の表面上にレーザ粉体肉盛溶接を更に連続的に行うことによって、直線状肉盛層部42を形成する。   When forming the built-up portion 22, first, as shown in FIG. 1, as in the related art (see FIG. 15), on the outer peripheral surface of the valve stem 205, spirally from one end to the other end. The helical build-up layer portion 41 is formed by performing laser powder build-up welding, but in the present embodiment, unlike the related art, after the helical build-up layer portion 41 is formed, the helical build-up layer portion 41 is formed. By performing laser powder overlay welding continuously on the surface of the overlay layer portion 41, the linear overlay layer portion 42 is formed.

具体的には、直線状肉盛層部42は、螺旋状肉盛層部41の表面上において弁棒205の他端側(右側)から一端側(左側)へ直線状に戻るようにレーザ粉体肉盛溶接を行った後に、螺旋状肉盛層部41の表面上でレーザ粉体肉盛溶接を終了することで形成される。たとえば、直線状肉盛層部42は、螺旋状肉盛層部41において最後に形成された巻きよりも、2〜3巻き分、戻った位置でレーザ粉体肉盛溶接を終了することで形成される。本実施形態では、直線状肉盛層部42は、弁棒205の軸方向に沿って延在するように形成される。   Specifically, the linear build-up layer portion 42 is configured so that the laser powder returns linearly from the other end side (right side) of the valve stem 205 to the one end side (left side) on the surface of the spiral build-up layer portion 41. After the body build-up welding, the laser powder build-up welding is completed on the surface of the spiral build-up layer portion 41. For example, the linear build-up layer portion 42 is formed by ending the laser powder build-up welding at a position where it has returned by two to three turns from the last turn formed in the spiral build-up layer portion 41. Is done. In the present embodiment, the linear built-up layer portion 42 is formed so as to extend along the axial direction of the valve stem 205.

このように、螺旋状肉盛層部41と共に直線状肉盛層部42を肉盛部22が更に含むように、肉盛部22の形成が行われる。本実施形態では、上記の関連技術と同様に、肉盛部22の形成においてレーザ粉体肉盛溶接を終了した溶接終了点22Eには、クレータ状の凹部が形成される。しかし、本実施形態では、上記の関連技術と異なり、溶接終了点22Eに形成される溶融池は、肉盛材料と異なる弁棒205の材料を含まない。このため、溶接終了点22Eにおいてレーザビームの照射が遮断され、溶接終了点22Eの温度が急速に低下した場合であっても、凹部に応力が集中することを抑制可能である。その結果、本実施形態では、凝固割れの発生を防止可能であって、肉盛部22の品質を安定化することができる。   Thus, the build-up portion 22 is formed so that the build-up portion 22 further includes the linear build-up layer portion 42 together with the spiral build-up layer portion 41. In the present embodiment, a crater-like recess is formed at the welding end point 22E where the laser powder build-up welding is completed in the formation of the build-up portion 22 as in the related art. However, in the present embodiment, unlike the related technology, the molten pool formed at the welding end point 22E does not include the material of the valve stem 205 different from the overlay material. For this reason, even if it is a case where irradiation of a laser beam is interrupted | blocked at the welding end point 22E and the temperature of the welding end point 22E falls rapidly, it can suppress that stress concentrates on a recessed part. As a result, in this embodiment, the occurrence of solidification cracks can be prevented, and the quality of the build-up portion 22 can be stabilized.

図1に示したように肉盛部22を形成した後には、図2に示すように、肉盛部22の表面を平面化する仕上げ加工を行う。仕上げ加工では、予め設定された寸法、幾何公差、および、面粗度などになるように、肉盛部22の表面について研磨加工および研削加工を行う。   After the build-up portion 22 is formed as shown in FIG. 1, a finishing process for planarizing the surface of the build-up portion 22 is performed as shown in FIG. In the finishing process, the polishing process and the grinding process are performed on the surface of the built-up portion 22 so as to obtain preset dimensions, geometrical tolerances, surface roughness, and the like.

以上のように、本実施形態では、入熱量が小さいレーザ粉体肉盛溶接で肉盛部22の形成を行うので、弁棒205の劣化および変形を効果的に抑制することができる。また、肉盛部22は、耐酸化性が高い材料を用いて弁棒205の外周面を被覆するように形成されるので、弁棒205の外周面で酸化皮膜が生成することを安価かつ効果的に防止することができる。その結果、弁棒205においてスティックが生ずることを防止可能であると共に、弁棒205とブッシュ201の間の隙間を小さくすることができるので蒸気の漏洩量を低減可能である。   As described above, in the present embodiment, since the build-up portion 22 is formed by laser powder build-up welding with a small amount of heat input, deterioration and deformation of the valve stem 205 can be effectively suppressed. Moreover, since the build-up portion 22 is formed so as to cover the outer peripheral surface of the valve stem 205 using a material having high oxidation resistance, it is inexpensive and effective that an oxide film is generated on the outer peripheral surface of the valve stem 205. Can be prevented. As a result, sticking can be prevented from occurring in the valve stem 205, and the gap between the valve stem 205 and the bush 201 can be reduced, so that the amount of steam leakage can be reduced.

本実施形態において、上記のレーザ粉体肉盛溶接を行うときには、たとえば、図3に示す溶接トーチ10が設置された溶接装置(図示省略)を用いる。   In this embodiment, when performing the above-described laser powder overlay welding, for example, a welding apparatus (not shown) provided with a welding torch 10 shown in FIG. 3 is used.

溶接トーチ10は、レーザ照射口11、粉末供給経路12、シールドガス供給経路16、および、冷却水循環経路18がトーチ本体100に形成されている。   In the welding torch 10, a laser irradiation port 11, a powder supply path 12, a shield gas supply path 16, and a cooling water circulation path 18 are formed in the torch body 100.

溶接トーチ10において、トーチ本体100は、先端側の部分が円錐台形状である。   In the welding torch 10, the torch body 100 has a truncated cone shape on the tip side.

レーザ照射口11は、トーチ本体100の中心軸に沿うように形成されている。レーザ照射口11は、たとえば、半導体レーザ、YAGレーザ、ファイバーレーザ、COレーザ等のレーザ装置から放射されたレーザビームLA(レーザ光)が内部を通過して先端から照射される。 The laser irradiation port 11 is formed along the central axis of the torch body 100. The laser irradiation port 11 is irradiated with a laser beam LA (laser light) emitted from a laser device such as a semiconductor laser, a YAG laser, a fiber laser, or a CO 2 laser through the inside and irradiated from the tip.

粉末供給経路12は、トーチ本体100においてレーザ照射口11の周りを囲うようにレーザ照射口11と同軸に形成されている。粉末供給経路12は、肉盛材料(被覆用材料)の粉末PAがキャリガスと共に内部を通過して先端から噴射され、母材である弁棒205の外周面(図3では上面)に供給される。そして、肉盛材料の粉末PAは、弁棒205の外周面において、レーザ照射口11から照射されたレーザビームLAによって溶融した後に、冷却されて凝固し、肉盛部22を構成する。   The powder supply path 12 is formed coaxially with the laser irradiation port 11 so as to surround the laser irradiation port 11 in the torch body 100. In the powder supply path 12, the powder PA of the cladding material (coating material) passes through the inside together with the carrier gas and is sprayed from the tip, and is supplied to the outer peripheral surface (the upper surface in FIG. 3) of the valve stem 205 as the base material. . The build-up material powder PA is melted by the laser beam LA irradiated from the laser irradiation port 11 on the outer peripheral surface of the valve rod 205 and then cooled and solidified to form the build-up portion 22.

シールドガス供給経路16は、トーチ本体100において粉末供給経路12の周りを囲うようにレーザ照射口11と同軸に形成されている。シールドガス供給経路16は、シールドガスSGが内部を通過して先端から噴射される。シールドガスSGは、アルゴンガス等であって、肉盛部22、および、肉盛部22の周辺が酸化することを抑制するために、シールドガス供給経路16から噴射される。   The shield gas supply path 16 is formed coaxially with the laser irradiation port 11 so as to surround the powder supply path 12 in the torch body 100. In the shield gas supply path 16, the shield gas SG passes through the inside and is injected from the tip. The shield gas SG is argon gas or the like, and is injected from the shield gas supply path 16 in order to suppress oxidation of the buildup portion 22 and the periphery of the buildup portion 22.

冷却水循環経路18は、トーチ本体100においてシールドガス供給経路16の周りを囲うようにレーザ照射口11と同軸に形成されている。冷却水循環経路18は、冷却水(図示省略)が内部において循環する。冷却水は、レーザビームLAの照射により加熱されるトーチ本体100を冷却するために、冷却水循環経路18に供給される。   The cooling water circulation path 18 is formed coaxially with the laser irradiation port 11 so as to surround the shield gas supply path 16 in the torch body 100. The cooling water circulation path 18 circulates cooling water (not shown) inside. The cooling water is supplied to the cooling water circulation path 18 in order to cool the torch body 100 heated by the irradiation of the laser beam LA.

溶接装置においては、上記の溶接トーチ10がロボットアーム(図示省略)に連結されており、弁棒205が回転装置に支持される。そして、溶接装置では、ロボットアームの動作および回転装置の動作を制御装置が制御することで、上記のようにレーザ粉体肉盛溶接(図1参照)が実施される。   In the welding apparatus, the welding torch 10 is connected to a robot arm (not shown), and the valve rod 205 is supported by a rotating device. And in a welding apparatus, laser powder build-up welding (refer FIG. 1) is implemented as mentioned above, when a control apparatus controls operation | movement of a robot arm and operation | movement of a rotation apparatus.

レーザ粉体肉盛溶接の際には、溶接トーチ10の先端側の部分から、肉盛材料(被覆用材料)の粉末PAの噴射、およびレーザビームLAの照射が同芯軸上において行われる。粉末PAがキャリガスと共に内部を通過して先端から噴射されるため、肉盛材料の粉末PAが自重で落下することで弁棒205の摺接面に供給されない。また、溶接装置において、溶接トーチ10の先端側の部分は、ロボットアームによって全方向に向く。つまり、溶接トーチ10は、先端側の部分が、下方に向く他に、上方および横方向に向く。このため、本実施形態では、レーザ粉体肉盛溶接を行うときの溶接姿勢が制限されない。   In the laser powder overlay welding, the powder PA of the overlay material (coating material) and the laser beam LA are irradiated on the concentric shaft from the tip side portion of the welding torch 10. Since the powder PA passes through the inside together with the carrier gas and is sprayed from the tip, the powder PA of the overlaying material falls by its own weight and is not supplied to the sliding contact surface of the valve stem 205. Further, in the welding apparatus, the tip side portion of the welding torch 10 is directed in all directions by the robot arm. That is, the welding torch 10 is directed upward and laterally in addition to the tip side portion facing downward. For this reason, in this embodiment, the welding posture when performing laser powder overlay welding is not limited.

上記のレーザ粉体肉盛溶接で使用する肉盛材料の粉末PAについて説明する。肉盛材料の粉末PAは、たとえば、耐摩耗性に優れたコバルト基硬質合金(ステライト(登録商標)など)である。具体的には、肉盛材料の粉末PAは、コバルトを主成分として含むと共に30重量%程度のクロムと4〜15重量%のタングステンとを成分として含有したコバルト基硬質合金である。上記のコバルト基硬質合金は、弁棒205などの母材よりも耐酸化性が高いので、蒸気が高温な条件下で酸化被膜(酸化スケール)が生成されにくい。このため、酸化被膜(酸化スケール)の生成量を予め見込んで弁棒205とブッシュ201(図14参照)との間隙を大きくする必要が無くなるので、この間隙を介して蒸気が外部へ漏洩する漏洩量を減少することができる。   The overlaying material powder PA used in the above laser powder overlay welding will be described. The overlaying material powder PA is, for example, a cobalt-based hard alloy (Stellite (registered trademark), etc.) excellent in wear resistance. Specifically, the powder PA of the cladding material is a cobalt-based hard alloy containing cobalt as a main component and containing about 30 wt% chromium and 4 to 15 wt% tungsten as components. Since the cobalt-based hard alloy has higher oxidation resistance than the base material such as the valve stem 205, an oxide film (oxide scale) is hardly generated under conditions where steam is at a high temperature. For this reason, it is not necessary to increase the gap between the valve stem 205 and the bush 201 (see FIG. 14) in anticipation of the amount of oxide film (oxide scale) generated, so that the leakage of steam to the outside through this gap. The amount can be reduced.

肉盛材料の粉末PAは、上記の他に、酸化開始温度が800℃以上であって耐酸化性に優れた材料を使用することができる。たとえば、窒化クロム(CrN)、窒化チタンアルミウム(TiAlN)、窒化チタンタングステン(Ti−W)N、炭化チタンモリブデン(Ti−Mo)C、窒化クロムケイ素(CrSiN)、および、窒化チタンケイ素(TiSiN)等のファインセラミックス材が、肉盛材料の粉末PAとして好適に使用可能である。また、上記のファインセラミックスの粉末と前述したコバルト基硬質合金とを混合してもよい。更に、今後、蒸気温度の上昇に伴って開発される新規な材料の粉末を、肉盛材料の粉末PAとして使用してもよい。   In addition to the above, the material PA for the build-up material can use a material having an oxidation start temperature of 800 ° C. or higher and excellent in oxidation resistance. For example, chromium nitride (CrN), titanium aluminum nitride (TiAlN), titanium tungsten nitride (Ti-W) N, titanium carbide (Ti-Mo) C, chromium silicon nitride (CrSiN), and titanium silicon nitride (TiSiN) Or the like can be suitably used as the powder PA of the overlaying material. Further, the fine ceramic powder and the cobalt-based hard alloy described above may be mixed. Furthermore, a powder of a new material that will be developed as the steam temperature rises in the future may be used as the powder PA of the cladding material.

肉盛材料の粉末PAは、粉末粒径が1μm以上であって、30〜100μmが好ましい。これにより、シールドガス供給経路16から噴出するシールドガスSGで肉盛材料の粉末PAが飛散することを抑制可能である。   The powder PA of the cladding material has a powder particle size of 1 μm or more, and preferably 30 to 100 μm. Thereby, it is possible to suppress the powder PA of the overlay material from being scattered by the shield gas SG ejected from the shield gas supply path 16.

また、上記のレーザ粉体肉盛溶接が行われる弁棒205などの母材は、たとえば、クロム−モリブデン鋼、クロム−モリブデン−バナジウム鋼、クロム−モリブデン−タングステン−バナジウム鋼、9%クロム鋼、12%クロム鋼、Ni基やCo基の耐熱合金などの金属材料である。この他に、母材としては、フェライト系、マルテンサイト系、オーステナイト系のいずれかからなる耐熱合金鋼を使用可能である。更に、今後、蒸気温度の上昇に伴って開発される新規な材料を、母材として使用してもよい。   The base material such as the valve stem 205 on which the laser powder overlay welding is performed is, for example, chromium-molybdenum steel, chromium-molybdenum-vanadium steel, chromium-molybdenum-tungsten-vanadium steel, 9% chromium steel, It is a metal material such as 12% chromium steel, Ni-base or Co-base heat-resistant alloy. In addition, as the base material, a heat-resistant alloy steel made of any of ferrite, martensite, and austenite can be used. Furthermore, a new material that will be developed in the future as the steam temperature rises may be used as the base material.

なお、本実施形態では、円柱状の弁棒205の外周面に肉盛部22を形成する場合について説明しているが、円筒状のブッシュ201の内周面に肉盛部22を形成してもよい(後述する他の実施形態も同様)。   In the present embodiment, the case where the built-up portion 22 is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical valve rod 205 is described. However, the built-up portion 22 is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical bush 201. It is also possible (the same applies to other embodiments described later).

この他に、可動部材である弁体204を静止部材であるスリーブ(図示省略)が内部に収容するように構成された弁装置の場合には、弁体204の外周面とスリーブの内周面との少なくとも一方に、上記と同様に、肉盛部22を形成してもよい(後述する他の実施形態も同様)。   In addition, in the case of a valve device configured such that a sleeve (not shown) as a stationary member accommodates the valve body 204 as a movable member inside, the outer peripheral surface of the valve body 204 and the inner peripheral surface of the sleeve. As in the above, the built-up portion 22 may be formed on at least one of (and other embodiments to be described later).

<第2実施形態>
第2実施形態において弁棒205の摺接面に形成される肉盛部22に関して、図4から図7を用いて説明する。
Second Embodiment
The built-up portion 22 formed on the sliding contact surface of the valve stem 205 in the second embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態では、図4に示すように、肉盛部22bは、第1肉盛部221および第2肉盛部222を含み、第2肉盛部222が第1肉盛部221上において弁棒205のラジアル方向(図4では縦方向)へ凸状に突き出るように設けられている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the build-up part 22 b includes a first build-up part 221 and a second build-up part 222, and the second build-up part 222 is a valve on the first build-up part 221. The rod 205 is provided so as to protrude in a radial direction (vertical direction in FIG. 4).

本実施形態において、肉盛部22bを形成する際には、図5に示すように、まず、第1肉盛部221を形成する。第1肉盛部221は、第1実施形態の肉盛部22(図2参照)の場合と同様に、レーザ粉体肉盛溶接を行った後に、表面を平面化する仕上げ加工を実施することで形成される。仕上げ加工では、予め設定された寸法、幾何公差、および、面粗度などになるように、第1肉盛部221の表面について研磨加工および研削加工を行う。   In this embodiment, when forming the build-up portion 22b, first, the first build-up portion 221 is formed as shown in FIG. The first build-up portion 221 is subjected to a finishing process for planarizing the surface after laser powder build-up welding, as in the case of the build-up portion 22 (see FIG. 2) of the first embodiment. Formed with. In the finishing process, a polishing process and a grinding process are performed on the surface of the first build-up portion 221 so as to obtain preset dimensions, geometrical tolerances, surface roughness, and the like.

そして、図6および図7に示すように、第1肉盛部221の形成後に、第2肉盛部222を形成する。第2肉盛部222は、第1肉盛部221の表面にレーザ粉体肉盛溶接を行うことによって、幾何学模様に形成される。   Then, as shown in FIGS. 6 and 7, after the formation of the first build-up part 221, the second build-up part 222 is formed. The second build-up part 222 is formed into a geometric pattern by performing laser powder build-up welding on the surface of the first build-up part 221.

第2肉盛部222の幾何学模様は、弁棒205の軸方向(図7では横方向)と周方向(縦方向)とのそれぞれに、たとえば、正四角形状のパターンが複数配列した模様である。ここでは、正四角形状のパターンを構成する4つの壁は、弁棒205の軸方向および周方向に対して沿っておらず、それぞれが傾斜している。また、正四角形状のパターンを構成する4つの壁は、弁棒205の軸方向および周方向において互いに連結している。   The geometric pattern of the second build-up portion 222 is, for example, a pattern in which a plurality of regular square patterns are arranged in each of the axial direction (lateral direction in FIG. 7) and the circumferential direction (vertical direction) of the valve stem 205. is there. Here, the four walls constituting the regular tetragonal pattern are not along the axial direction and the circumferential direction of the valve stem 205, and each is inclined. Further, the four walls constituting the regular square pattern are connected to each other in the axial direction and the circumferential direction of the valve stem 205.

上記の第2肉盛部222は、溶接装置において弁棒205の回転方向を正方向および逆方向に適宜変更すると共に、溶接トーチ10の位置をロボットアームが制御して、レーザ粉体肉盛溶接を実施することによって形成される。第2肉盛部222は、レーザ粉体肉盛溶接を実施後に、仕上げ加工が行われる。つまり、第2肉盛部222の外周面について、予め設定された寸法、幾何公差、および、面粗度になるように、研磨加工および研削加工が行われる。   In the welding apparatus, the second overlaying part 222 appropriately changes the rotation direction of the valve stem 205 to the forward direction and the reverse direction, and the robot arm controls the position of the welding torch 10 to perform laser powder overlay welding. It is formed by carrying out. The second build-up portion 222 is subjected to finishing after performing laser powder build-up welding. That is, the polishing process and the grinding process are performed on the outer peripheral surface of the second build-up portion 222 so as to have preset dimensions, geometrical tolerances, and surface roughness.

以上のように、本実施形態の弁装置において、弁棒205は、幾何学模様の第2肉盛部222による凹部が外周面側に形成されている。幾何学模様の第2肉盛部222による凹部は、ラビリンスシールとして機能する。このため、本実施形態では、円柱状の弁棒205と円筒状のブッシュ201との間から漏洩する蒸気の量を効果的に低減することができる。   As described above, in the valve device according to the present embodiment, the valve rod 205 has a concave portion formed on the outer peripheral surface side by the second overlaying portion 222 having a geometric pattern. The recessed part by the 2nd overlaying part 222 of a geometric pattern functions as a labyrinth seal. For this reason, in this embodiment, the quantity of the vapor | steam leaking from between the column-shaped valve rod 205 and the cylindrical bush 201 can be reduced effectively.

具体的には、弁棒205とブッシュ201との間を流れる蒸気は、幾何学模様の第2肉盛部222による凹部に流入したときには膨張して圧力が低下する。そして、その蒸気は、凹部から流出する際には、流路が狭くなっているので、圧力が上昇する。このため、弁棒205とブッシュ201との間を流れる蒸気は、幾何学模様の第2肉盛部222によって、大きな圧力損失が生ずる。したがって、上記したように、本実施形態では、蒸気漏洩量を効果的に低減することができる。   Specifically, when the steam flowing between the valve stem 205 and the bush 201 flows into the concave portion formed by the second overlaying portion 222 having a geometric pattern, the pressure expands and the pressure decreases. And when the vapor | steam flows out from a recessed part, since a flow path is narrow, a pressure rises. For this reason, the steam flowing between the valve stem 205 and the bush 201 causes a large pressure loss due to the second overlaying portion 222 having a geometric pattern. Therefore, as described above, in this embodiment, the amount of steam leakage can be effectively reduced.

この他に、本実施形態において、弁棒205の外表面に堆積した酸化被膜が剥離した場合、その酸化被膜は、幾何学模様の第2肉盛部222による凹部に収容される。このため、酸化被膜に起因して弁棒205においてスティックが発生することを効果的に防止することができる。   In addition, in this embodiment, when the oxide film deposited on the outer surface of the valve stem 205 is peeled off, the oxide film is accommodated in the recess by the second overlaying part 222 having a geometric pattern. For this reason, it can prevent effectively that a stick generate | occur | produces in the valve stem 205 resulting from an oxide film.

第2肉盛部222の厚みは、たとえば、50μm以上であることが好ましい。第2肉盛部222を厚くすることによって、第2肉盛部222による凹部の容積が大きくなるので、漏洩する蒸気の圧力を降下させる比率を大きくすることができる。   The thickness of the second build-up portion 222 is preferably, for example, 50 μm or more. By increasing the thickness of the second build-up portion 222, the volume of the recess formed by the second build-up portion 222 is increased, so that the ratio of reducing the pressure of the leaking steam can be increased.

第2肉盛部222の幾何学模様は、図7に示す模様の他に、たとえば、図8および図9に示す模様にしてもよい。具体的には、図8に示すように、第2肉盛部222の幾何学模様は、円形状のパターンが弁棒205の軸方向および周方向において千鳥状に配列した模様でもよい。また、図9に示すように、第2肉盛部222の幾何学模様は、四角形状のパターンが弁棒205の軸方向および周方向において千鳥状に配列した模様でもよい。図8および図9に示す模様は、図7に示す模様と同様に、弁棒205の周方向で連結されており、流体抵抗として機能する。   The geometric pattern of the second build-up portion 222 may be, for example, the patterns shown in FIGS. 8 and 9 in addition to the pattern shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 8, the geometric pattern of the second build-up portion 222 may be a pattern in which circular patterns are arranged in a staggered manner in the axial direction and the circumferential direction of the valve rod 205. As shown in FIG. 9, the geometric pattern of the second build-up portion 222 may be a pattern in which square patterns are arranged in a staggered manner in the axial direction and the circumferential direction of the valve rod 205. The pattern shown in FIG. 8 and FIG. 9 is connected in the circumferential direction of the valve stem 205 and functions as a fluid resistance, like the pattern shown in FIG.

また、第2肉盛部222について弁棒205のラジアル方向で切断した断面の形状は、図4に示す形状の他に、たとえば、図10に示す形状にすることが好適である。具体的には、第2肉盛部222は、凸部222Tの先端に庇部222Hが形成された形状である。   Moreover, it is suitable for the shape of the cross section cut | disconnected in the radial direction of the valve stem 205 about the 2nd build-up part 222 to the shape shown in FIG. 10 other than the shape shown in FIG. Specifically, the second build-up portion 222 has a shape in which a flange portion 222H is formed at the tip of the convex portion 222T.

第2肉盛部222において、凸部222Tは、弁棒205のラジアル方向において、第1肉盛部221の表面から突き出た部分である。   In the second build-up portion 222, the convex portion 222T is a portion protruding from the surface of the first build-up portion 221 in the radial direction of the valve rod 205.

庇部222Hは、弁棒205の軸方向に突き出た部分であって、庇部222Hの内周面がギャップ(袋部)を隔てて第1肉盛部221の外周面に対面するように形成されている。ここでは、庇部222Hは、弁棒205において弁体204が設けられた側に向かって突き出ている(図14参照)。換言すると、庇部222Hは、蒸気室300(高圧側)から弁棒205とブッシュ201との間を介して外部(低圧側)へ漏洩する蒸気の流れにおいて、上流側に突き出ている。本実施形態では、第2肉盛部222の庇部222Hの内周面と第1肉盛部221の外周面との間にギャップが介在しているので、弁棒205とブッシュ201との間から漏洩する蒸気の流れに対して第2肉盛部222が更に大きな流体抵抗になる。その結果、弁棒205とブッシュ201との間から漏洩する蒸気の量を更に効果的に低減することができる。   The flange 222H is a portion protruding in the axial direction of the valve stem 205, and is formed so that the inner peripheral surface of the flange 222H faces the outer peripheral surface of the first build-up portion 221 with a gap (bag portion) therebetween. Has been. Here, the flange 222H protrudes toward the side where the valve body 204 is provided in the valve rod 205 (see FIG. 14). In other words, the flange 222H protrudes upstream in the flow of steam leaking from the steam chamber 300 (high pressure side) to the outside (low pressure side) through the space between the valve rod 205 and the bush 201. In the present embodiment, a gap is interposed between the inner peripheral surface of the flange portion 222H of the second build-up portion 222 and the outer peripheral surface of the first build-up portion 221, and therefore, between the valve stem 205 and the bush 201. The second build-up portion 222 has an even greater fluid resistance against the flow of steam leaking from. As a result, the amount of steam leaking from between the valve stem 205 and the bush 201 can be further effectively reduced.

特に、本変形例では、庇部222Hは、先端が尖った形状になっている。ここでは、庇部222Hは、弁棒205の軸方向に突き出た距離が、内周側から外周側へ向かって長くなるように形成されている。これにより、流体抵抗を更に大きくすることができる。   In particular, in the present modification, the flange 222H has a shape with a sharp tip. Here, the flange 222H is formed such that a distance protruding in the axial direction of the valve rod 205 becomes longer from the inner peripheral side toward the outer peripheral side. Thereby, the fluid resistance can be further increased.

なお、第2肉盛部222の断面形状は、上記の他に、たとえば、円弧形状にしても同様な作用および効果を得ることができる。   In addition to the above, the cross-sectional shape of the second build-up portion 222 may be, for example, an arc shape, and similar actions and effects can be obtained.

上記の他に、肉盛部22bは、図11に示すように、第1肉盛部221と第2肉盛部222とを一体的に形成してもよい。つまり、第1肉盛部221と第2肉盛部222との両者に関して、レーザ粉体肉盛溶接を一度に連続して行うことで造形してもよい。第1肉盛部221と第2肉盛部222とのそれぞれは、予め設定された寸法、幾何公差、および、面粗度などになるように、研磨加工および研削加工が行われる。なお、この場合、第1肉盛部221の表面については、研削加工を行う必要がない。   In addition to the above, the build-up portion 22b may integrally form the first build-up portion 221 and the second build-up portion 222 as shown in FIG. That is, you may shape | mold about both the 1st build-up part 221 and the 2nd build-up part 222 by performing laser powder build-up welding continuously at once. Each of the first build-up portion 221 and the second build-up portion 222 is subjected to polishing and grinding so as to have preset dimensions, geometrical tolerances, surface roughness, and the like. In this case, the surface of the first build-up portion 221 does not need to be ground.

<第3実施形態>
第3実施形態において弁棒205の摺接面に形成される肉盛部22cに関して、図12および図13を用いて説明する。
<Third Embodiment>
The built-up portion 22c formed on the sliding contact surface of the valve stem 205 in the third embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態では、図12および図13に示すように、肉盛部22cは、第2実施形態の第2肉盛部222と同様に、弁棒205の外周面にレーザ粉体肉盛溶接を行うことによって、幾何学模様に形成される。肉盛部22cは、予め設定された寸法、幾何公差、および、面粗度などになるように、研磨加工および研削加工が行なわれる。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, the built-up portion 22 c performs laser powder build-up welding on the outer peripheral surface of the valve stem 205, similarly to the second built-up portion 222 of the second embodiment. By doing so, a geometric pattern is formed. The build-up portion 22c is subjected to polishing and grinding so as to have preset dimensions, geometric tolerances, surface roughness, and the like.

本実施形態では、肉盛部22cが幾何学模様に形成されているので、第2実施形態の場合と同様に、円柱状の弁棒205と円筒状のブッシュ201との間から漏洩する蒸気の量を効果的に低減することができる。   In this embodiment, since the overlaying portion 22c is formed in a geometric pattern, the steam leaking from between the columnar valve rod 205 and the cylindrical bush 201 is the same as in the second embodiment. The amount can be effectively reduced.

なお、本実施形態では、幾何学模様の肉盛部22cによる凹部の底面は、弁棒205の母材が露出した状態であるので、酸化被膜が生成されて堆積しやすい。このため、予想される酸化被膜の厚さを考慮して、肉盛部22cの厚みを決定することが好ましい。   In the present embodiment, since the base material of the valve stem 205 is exposed at the bottom surface of the concave portion formed by the geometrically built-up portion 22c, an oxide film is easily generated and deposited. For this reason, it is preferable to determine the thickness of the build-up portion 22c in consideration of the expected thickness of the oxide film.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

たとえば、上記の各実施形態では、弁棒の外周面において肉盛部が盛り上がるように肉盛部を形成しているが、これに限らない。弁棒の外周面に溝を形成する加工を行った後に、その溝を埋めるように肉盛部を形成してもよい。ここでは、溝の加工は、溝の深さが肉盛部の厚みに相当するように行う。   For example, in each of the above embodiments, the build-up portion is formed so that the build-up portion is raised on the outer peripheral surface of the valve stem, but this is not a limitation. After performing the process of forming a groove on the outer peripheral surface of the valve stem, the overlay portion may be formed so as to fill the groove. Here, the groove is processed so that the depth of the groove corresponds to the thickness of the built-up portion.

また、上記の各実施形態では、レーザ粉体肉盛溶接を行うことで肉盛部を形成しているが、これに限らない。粉体の肉盛材料以外に、棒形状などの他の形状の肉盛材料を用いてレーザ肉盛溶接を行うことで、肉盛部を形成してもよい。   Moreover, in each said embodiment, although the build-up part is formed by performing laser powder build-up welding, it is not restricted to this. In addition to the powder build-up material, the build-up portion may be formed by performing laser build-up welding using a build-up material of another shape such as a bar shape.

10…溶接トーチ、11…レーザ照射口、12…粉末供給経路、16…シールドガス供給経路、18…冷却水循環経路、20…蒸気加減弁、22…肉盛部、22b…肉盛部、22c…肉盛部、41…螺旋状肉盛層部、42…直線状肉盛層部、100…トーチ本体、200…蒸気弁本体、201…ブッシュ、202…弁蓋、202K…貫通孔、203…弁座、204…弁体、205…弁棒、206…油圧駆動機構、221…第1肉盛部、222…第2肉盛部、222H…庇部、222T…凸部、300…蒸気室、301…入口部、302…出口部、303…開口、F…蒸気、LA…レーザビーム、PA…粉末、SG…シールドガス DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Welding torch, 11 ... Laser irradiation port, 12 ... Powder supply path, 16 ... Shield gas supply path, 18 ... Cooling water circulation path, 20 ... Steam control valve, 22 ... Overlay part, 22b ... Overlay part, 22c ... Build-up part, 41 ... spiral build-up layer part, 42 ... linear build-up layer part, 100 ... torch body, 200 ... steam valve body, 201 ... bush, 202 ... valve lid, 202K ... through hole, 203 ... valve Seat, 204 ... Valve body, 205 ... Valve rod, 206 ... Hydraulic drive mechanism, 221 ... First build-up part, 222 ... Second build-up part, 222H ... Gutter part, 222T ... Projection part, 300 ... Steam chamber, 301 ... Inlet part 302 ... Outlet part 303 ... Opening F ... Vapor, LA ... Laser beam, PA ... Powder, SG ... Shield gas

Claims (6)

可動部材と前記可動部材を内部に収容する静止部材とを含み、開閉動作に伴って前記可動部材と前記静止部材とが互いに摺接する弁装置の製造方法であって、
前記可動部材と前記静止部材との少なくとも一方の摺接面に肉盛部を形成する、肉盛部形成工程
を有し、
前記肉盛部形成工程では、前記摺接面において一端から他端へ向かって螺旋状にレーザ肉盛溶接を行って螺旋状肉盛部を形成した後に、前記螺旋状肉盛部の表面上に前記レーザ肉盛溶接を行って終了することによって、前記肉盛部を形成する、
弁装置の製造方法。
A manufacturing method of a valve device including a movable member and a stationary member that accommodates the movable member therein, wherein the movable member and the stationary member are in sliding contact with each other in accordance with an opening / closing operation,
Forming a built-up part on at least one sliding contact surface of the movable member and the stationary member;
In the build-up portion forming step, after forming the helical build-up portion by performing laser build-up welding spirally from one end to the other end on the sliding contact surface, on the surface of the helical build-up portion Forming the build-up part by ending the laser build-up welding,
A method for manufacturing a valve device.
前記肉盛部形成工程では、前記螺旋状肉盛部の表面上において前記他端側から前記一端側へ直線状に戻るように前記レーザ肉盛溶接を行った後に前記レーザ肉盛溶接を終了することによって、前記肉盛部を形成する、
請求項1に記載の弁装置の製造方法。
In the build-up portion forming step, the laser build-up welding is finished after performing the laser build-up welding so as to return linearly from the other end side to the one end side on the surface of the spiral build-up portion. By forming the build-up part,
The manufacturing method of the valve apparatus of Claim 1.
可動部材と前記可動部材を内部に収容する静止部材とを含み、開閉動作に伴って前記可動部材と前記静止部材とが互いに摺接する弁装置の製造方法であって、
前記可動部材と前記静止部材との少なくとも一方の摺接面に肉盛部を形成する肉盛部形成工程
を有し、
前記肉盛部形成工程は、
前記摺接面において一端から他端へ向かって螺旋状にレーザ肉盛溶接を行って螺旋状肉盛部を形成した後に、前記螺旋状肉盛部の表面上に前記レーザ肉盛溶接を行って終了することによって、第1肉盛部を形成する、第1肉盛部形成工程と、
前記第1肉盛部の表面を加工する、表面加工工程
前記第1肉盛部において加工が行われた表面にレーザ肉盛溶接を行うことによって第2肉盛部を幾何学模様に形成する、第2肉盛部形成工程と
とを含む、
弁装置の製造方法。
A manufacturing method of a valve device including a movable member and a stationary member that accommodates the movable member therein, wherein the movable member and the stationary member are in sliding contact with each other in accordance with an opening / closing operation,
A build-up part forming step of forming a build-up part on at least one sliding contact surface of the movable member and the stationary member;
The build-up part forming step includes
After the laser build-up welding is performed spirally from one end to the other end on the sliding contact surface to form a spiral build-up portion, the laser build-up welding is performed on the surface of the spiral build-up portion. A first build-up portion forming step of forming a first build-up portion by ending,
Processing the surface of the first build-up portion, surface processing step forming the second build-up portion in a geometric pattern by performing laser build-up welding on the surface processed in the first build-up portion, Including a second build-up part forming step,
A method for manufacturing a valve device.
前記第2肉盛部は、
前記可動部材と前記静止部材との間を漏洩する流体の上流側へ向かって突き出た庇部を含む、
請求項3に記載の弁装置の製造方法。
The second overlay is
Including a flange protruding toward the upstream side of the fluid leaking between the movable member and the stationary member,
The manufacturing method of the valve apparatus of Claim 3.
可動部材と前記可動部材を内部に収容する静止部材とを含み、開閉動作に伴って前記可動部材と前記静止部材とが互いに摺接する弁装置の製造方法であって、
前記可動部材と前記静止部材との少なくとも一方の摺接面に肉盛部を形成する肉盛部形成工程
を有し、
肉盛部形成工程では、前記摺接面に形成された第1肉盛部と前記第1肉盛部の面において幾何学模様に形成された第2肉盛部とを前記肉盛部が含むように、前記摺接面にレーザ肉盛溶接を行うことによって前記肉盛部を形成する、
弁装置の製造方法。
A manufacturing method of a valve device including a movable member and a stationary member that accommodates the movable member therein, wherein the movable member and the stationary member are in sliding contact with each other in accordance with an opening / closing operation,
A build-up part forming step of forming a build-up part on at least one sliding contact surface of the movable member and the stationary member;
In the build-up portion forming step, the build-up portion includes a first build-up portion formed on the sliding contact surface and a second build-up portion formed in a geometric pattern on the surface of the first build-up portion. So as to form the build-up portion by performing laser build-up welding on the sliding contact surface,
A method for manufacturing a valve device.
可動部材と前記可動部材を内部に収容する静止部材とを含み、開閉動作に伴って前記可動部材と前記静止部材とが互いに摺接する弁装置の製造方法であって、
前記可動部材と前記静止部材との少なくとも一方の摺接面に肉盛部を形成する肉盛部形成工程
を有し、
前記肉盛部形成工程では、前記摺接面にレーザ肉盛溶接を行うことによって前記肉盛部を幾何学模様に形成する、
弁装置の製造方法。
A manufacturing method of a valve device including a movable member and a stationary member that accommodates the movable member therein, wherein the movable member and the stationary member are in sliding contact with each other in accordance with an opening / closing operation,
A build-up part forming step of forming a build-up part on at least one sliding contact surface of the movable member and the stationary member;
In the overlay part forming step, the overlay part is formed into a geometric pattern by performing laser overlay welding on the sliding surface.
A method for manufacturing a valve device.
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