JP3530325B2 - 管台溶接部の補修方法 - Google Patents
管台溶接部の補修方法Info
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Description
や化学プラントに使用されている高温水や水蒸気等の高
圧流体を保持する圧力容器に付属する管台溶接部につい
て、当該部品の長期使用後の補修方法に関する。
管台溶接部においては主管と枝管の温度差等によって枝
管側の溶接止端部に機械疲労、クリープおよびこれが重
畳したクリープ疲労損傷が発生することがあった。これ
らの部品は損傷の結果亀裂が発生すると主管を含めて取
替えられるか、もしくは枝管側溶接止端部を再度開先加
工して、その後再溶接する方法が用いられていた。
時間使用されたボイラ管寄せと呼ばれる部品の一部を示
すもので、(a)は正面図、(b)はその側面図であ
る。図2において、1はボイラ管寄せ、2は管台、3は
管台溶接止端部であり、このような形状の管台2が多数
設けられている。このような管寄せは長時間使用される
と起動停止時に生じる各部の温度差によって特に管台2
の溶接止端部3にき裂が発生することがある。
発生したり、また亀裂は発生しないまでもそれ以前の冶
金的な損傷が発生していることが判明すると、図4に示
すように管台2の管台溶接止端部3に開先加工4を施
し、溶接施工して補修していた。
を含めた取替え、再加工して溶接する方法のいずれにお
いても補修のためには開先加工が必要であり、補修作業
に多大の時間を要していた。プラントに使用される管寄
せには図2にも示すように同様の形状の管台が多数カ所
あり、各々の管の間隔が狭いために、この開先加工に多
大な時間を要していた。
が有する課題に対し、次の(1)、(2)、(3)の手
段を提供する。
た高温水や水蒸気等の高圧流体を保持する圧力容器に付
属する管台溶接部の補修方法であって、前記管台溶接部
と管との融合部を含む所定領域に、溶接用フラックスを
含有する溶液またはスラリーを塗布し;その後、TIG
溶接アークなどの熱源を用いて前記領域内の対象部を再
溶融させることを特徴とする管台溶接部の補修方法。
た高温水や水蒸気等の高圧流体を保持する圧力容器に付
属する管台溶接部の補修方法であって、前記管台溶接部
と管との融合部の位置の最高加熱温度が、使用されてい
る鋼のAr1変態温度以上に加熱されるように高周波加
熱方法によって加熱することを特徴とする管台溶接部の
補修方法。
た高温水や水蒸気等の高圧流体を保持する圧力容器に付
属する管台溶接部の補修方法であって、前記管台溶接部
と管との融合部を含む所定領域に、溶接用フラックスを
含有する溶液またはスラリーを塗布し;その後、TIG
溶接アークなどの熱源を用いて前記領域内の対象部を再
溶融させ;更に、前記管台溶接部と管との前記融合部の
位置の最高加熱温度が、使用されている鋼のAr1変態
温度以上に加熱されるように高周波加熱方法によって加
熱することを特徴とする管台溶接部の補修方法。
は、損傷部分を削除すること、および長時間使用によっ
て再溶接する当該部品に生じた酸化皮膜を剥離させるこ
とである。
接時に用いられるフラックスを液状またはスラリー状に
して当該部に塗布または噴霧した後、TIGアークによ
って当該部を溶融させるとフラックスが上記酸化皮膜を
再溶融させるとともに溶融した母相の上部に浮遊するこ
とを見いだし、さらに、このようにして最も損傷した部
分を再溶融させると新たに溶接ビードを施工しなくても
クリープや疲労によって生じた微視き裂や金属組織変化
は再度溶融することによって消滅することを見いだし、
(1)の管台溶接部の補修方法を確立したものである。
補修工事において多大な時間を要し、長時間使用によっ
て生成した酸化皮膜の除去作業が不要になり、酸化皮膜
が付着したままでの補修作業が可能になった。
の調査解析を行った結果、損傷が発生する原因は管台溶
接部の溶接止端部が応力集中位置に位置することと共
に、その位置の金属組織が溶接熱影響部粗粒域と呼ばれ
る一般に延性の低い組織を有することであることが明ら
かになった。そこで、非破壊検査によって当該部品に巨
視的な欠陥が生成していないことが確認されておらず、
冶金的な損傷のみが生成していると考えられ部品には、
当該部品をその鉄鋼材料のAr1変態温度以上の温度
で、かつ、溶接熱影響部粗粒域生成温度以下の温度範囲
に保持することによって、再度短時間オーステナイト変
態を誘起させて且つ結晶粒の成長を阻害させて微細粒か
らなる組織とすることができればそれまでに生じた劣化
は回復するとともに結晶粒が小さいことから延性に富み
耐クリープ、クリープ疲労強度に優れた組織にすること
ができることを見いだし、(2)の管台溶接部の補修方
法を確立したものである。
溶融が不要なことから、酸化皮膜の除去作業が不要にな
った。また、損傷が発生しやすい位置の材料組織を耐ク
リープ、耐疲労特性に優れた微細粒からなる組織にする
ことによって、補修後の当該部の寿命を従来保守方法で
施工された部材のそれよりも長くすることができるよう
になった。
と(2)の補修方法を併用し、まず(1)の補修方法で
融合部を含む領域にスラリーを塗布して溶融させ、その
後、(2)の補修方法で加熱することにより、管台溶接
部の信頼性を向上することができる。
て図面を参照して具体的に説明する。図3は従来例で説
明したので詳しい説明は省略するが、火力発電用ボイラ
高温部材として長時間使用されたボイラ管寄せ1であ
り、このような管寄せ1には同様の形状の管台2が多数
カ所あり、各々の管の間隔が狭いために、従来はこの開
先加工に多大な時間を要していた。以下に、このような
開先加工を必要としない実施の形態について詳しく説明
する。
iO2 −7%TiO2 −35%CaO−20%CaF−
2%Al2 O3 −4%FeO−7%MnOからなるフラ
ックスをメタノールを溶媒として溶解させてペースト状
にし、このペースト状にしたものをワイヤブラシで清浄
化した管表面に塗布する。その後熱風でメタノールを揮
発させ、図1に示すようにフラックスの相5を溶接止端
部3の表面上に形成させた。
りアーク放電させて、部材表面を再溶融させた。その結
果、長時間高温で使用されたことによる部材表面の酸化
皮膜は、TIGアークで溶融したフラックス中に溶解
し、清浄化された部材表面が再溶融して、それ以前に生
じていたき裂は再溶融によって消失し、また、亀裂が発
生していない位置に生じていた組織変化は回復されてい
た。
されて、き裂発生には至らないが組織的な劣化が認めら
れた同様の管寄せに対して、酸化皮膜が付着したまま溶
接止端部3を高周波加熱装置を用いて850〜900℃
に加熱し、その後500℃まで10分間かけて冷した。
の金属組織図と比較して図2に示すが、(a)は長時間
使用材の金属組織図、(b)は本発明の方法による施工
後の金属組織である。(a)に示すように、長時間使用
材の金属組織は粗大な焼戻しマルテンサイト組織からな
っていたが、(b)に示すこの熱処理を施した後の金属
組織は、微細なフェライト粒からなっており、結晶粒の
微細化が達成されていた。
た管寄せと同様に、長時間使用使用された管寄せ及び従
来法で溶接補修した試験片について、同じ荷重を負荷し
て550℃で実体を模擬した低サイクル疲労試験を行っ
たところ、それぞれのき裂発生繰り返し数は、以下のと
おりとなった。
材:1756回、本発明の方法で補修した管寄せ:46
58。
して実施した方法によれば従来溶接補修方法よりも簡便
な方法でこれよりも長寿命の信頼性の高い補修方法を提
供することができる。
の補修方法として説明したが、本発明は、この両実施の
形態のみならず、実施の第1形態と第2形態の方法を組
合せ、まず第1形態の補修方法で対象部にフラックスを
塗布して部材表面を再溶融させ、その後第2形態の補修
方法によって加熱処理する方法も有効であり、管台溶接
部の品質の信頼性が同様に向上するものである。
は、溶接時に用いられるフラックスを液状またはスラリ
ー状にして管台溶接部と管との融合部を含む所定領域に
塗布または噴霧した後TIGアークによって当該部を溶
融させる補修方法、また、管台溶接部と管との融合部の
位置の最高温度が、使用されている鋼のAr1変態温度
以上に加熱されるように溶接アークまたは高周波等の加
熱方法により加熱する補修方法、更に、これら両補修方
法を組合せて実施する補修方法も提供するので、次のよ
うな効果を奏する。
していた管寄せ管台部の補修作業を、最も時間を要して
いた開先加工を必要とせず行うことができ、且つ従来法
よりも長寿命の管寄せ管台部を供給することができるよ
うになった。
を用いる火力発電プラント、石油精製プラント等の大型
高温機器の保守管理費用を低減できるとともにその期間
を短縮することができ、さらには補修によって従来法よ
りも信頼性の高い部品を供給することができ、プラント
運用費用の低減、信頼性向上に貢献できる。
部の補修方法を適用した管寄せ管台の模式図である。
金属組織を、(b)は本発明の方法で施工後の金属組織
を、それぞれ示す。
された管寄せ管台を示し、(a)は正面図、(b)は側
面図である。
た管寄せ管台の模式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】長時間使用されて、材質劣化が生じた高温
水や水蒸気等の高圧流体を保持する圧力容器に付属する
管台溶接部の補修方法であって、前記管台溶接部と管と
の融合部を含む所定領域に、溶接用フラックスを含有す
る溶液またはスラリーを塗布し;その後、TIG溶接ア
ークなどの熱源を用いて前記領域内の対象部を再溶融さ
せることを特徴とする管台溶接部の補修方法。 - 【請求項2】長時間使用されて、材質劣化が生じた高温
水や水蒸気等の高圧流体を保持する圧力容器に付属する
管台溶接部の補修方法であって、前記管台溶接部と管と
の融合部の位置の最高加熱温度が、使用されている鋼の
Ar1変態温度以上に加熱されるように高周波加熱方法
によって加熱することを特徴とする管台溶接部の補修方
法。 - 【請求項3】長時間使用されて、材質劣化が生じた高温
水や水蒸気等の高圧流体を保持する圧力容器に付属する
管台溶接部の補修方法であって、前記管台溶接部と管と
の融合部を含む所定領域に、溶接用フラックスを含有す
る溶液またはスラリーを塗布し;その後、TIG溶接ア
ークなどの熱源を用いて前記領域内の対象部を再溶融さ
せ;更に、前記管台溶接部と管との前記融合部の位置の
最高加熱温度が、使用されている鋼のAr1変態温度以
上に加熱されるように高周波加熱方法によって加熱する
ことを特徴とする管台溶接部の補修方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31481696A JP3530325B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 管台溶接部の補修方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31481696A JP3530325B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 管台溶接部の補修方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10156575A JPH10156575A (ja) | 1998-06-16 |
JP3530325B2 true JP3530325B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=18057955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31481696A Expired - Fee Related JP3530325B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 管台溶接部の補修方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3530325B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4585305B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2010-11-24 | 三菱重工業株式会社 | 欠損部の再生方法及び装置 |
JP7277286B2 (ja) * | 2019-06-28 | 2023-05-18 | 三菱重工業株式会社 | プラントの検査方法 |
CN114952053A (zh) * | 2021-02-19 | 2022-08-30 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种集箱及管座的焊接方法 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP31481696A patent/JP3530325B2/ja not_active Expired - Fee Related
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