JP3615826B2 - Pipe repair welding method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は発電用ボイラの火炉壁管等に適用される補修溶接方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来火力発電所のボイラの炉壁管が運転中に損傷した場合は、炉内温度を下げた後にマンホールより足場材を炉内に搬入し、足場を組立てた後、炉壁管を補修溶接していた。
【0003】
そしてこの場合損傷した火炉壁管の円周溶接に対しては炉の内面と外面に作業者を配置し、半周分ずつ分担して溶接している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前述のように、従来火力発電所のボイラの炉壁管が運転中に損傷した場合は、炉内温度を下げた後にマンホールより足場材を炉内に搬入し、足場を組立てた後、炉壁管を補修溶接していた。
【0005】
このため、炉内温度の冷却に要する時間や足場の取付け、解体の期間と工数の点で問題があった。
【0006】
本発明はこれらの問題点を解決し、損傷したボイラ火炉壁管をボイラ運転中に補修溶接する新たな管補修溶接方法とその装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の管補修溶接方法は、損傷したボイラ火炉壁管をボイラ運転中に補修溶接する場合において、前記損傷管の損傷部分を切断除去した後、新管を挿入し、既設管と新管の溶接を炉壁外面側から行なう方法として、前記既設管と新管との円周継手部を挾んで円周開先の炉壁外面側に、小型自動ティグ溶接トーチヘッドの一部を管内面に挿入させるだけの開口部を穿設し、該開口部を除いた円周開先部につき先づ管内面より、挿入した溶接トーチにより自動ティグ溶接を行ない、ついで、開口部に合う挿入管を前記開口部に仮付けした後、該挿入管の仮付け部外周を手動ティグ溶接を行なうことを特徴としている。
【0008】
また上記管補修溶接方法を行なうための溶接装置としては、管内面に挿入する小形ティグ溶接トーチと該溶接トーチを管内において直径方向に移動させる超小形のアーク電圧制御スライドと溶接ワイヤのガイドノズルおよび溶接状況監視用ファイバースコープを管軸心を中心に旋回可能な回転支持アームにより支持し、該支持アームを管内に挿入可能にすると共に、管外面に前記回転支持アームに接続して溶接トーチの旋回用モータ、溶接ワイヤ送給装置および溶接ワイヤのコイルを配置し、さらに前記溶接トーチの旋回手段として管内に配置する溶接トーチの回転軸と管外に配置した旋回用モータをベルトで連結したものが好ましい。
【0009】
【作用】
ボイラ運転中にボイラ火炉壁管が損傷した場合、炉内温度が所定の温度まで下らなくても該損傷壁管を補修できる工法の要件としては、炉壁外面側からのみで補修溶接が可能な工法と装置が必要となる。
【0010】
炉壁管の構成は、管と管を直接に溶接した型式と幅10数mmの帯板を管と管の間に入れて帯板と管を溶接した型式があるが、いずれも管の直径方向に溶接部があるために、外面から溶接する場合は、直径より手前で溶接できる開先が必要となる。
【0011】
本発明は、これらの点から、火炉壁管の一部が損傷破裂した場合、損傷部を除去した後、新管を挿入し、既設管との円周継手部につき、約210〜270度分内面溶接し、残りの150〜90度分を外面溶接する考え方を採るもので、内面溶接のために必要な開口部として挿入した新管と既設管との円周継手部を挾んで炉壁外面側に約150〜90度分の範囲で穴明け加工して、この開口部より溶接トーチを挿入して約210〜270度分を管内面から自動ティグ溶接し、ビード始終端部を手入れ後開口部に合った長円形等の挿入管を該開口部に取付けて、ティグ溶接で開口部周囲を溶接する。
【0012】
この結果ボイラ火炉壁管が運転中に損傷しても、すばやく効果的に補修することができる。
【0013】
【実施例】
以下図面により本発明の実施例について説明する。
図1は本発明の一実施例に係る管補修溶接方法の概念図、図2は同実施例方法における管内面円周ティグ溶接状況の平面図、図3は同実施例法に用いる管内面円周ティグ溶接装置の側面図である。また図4(a)〜(c)は同補修方法の手順を示す斜視図、図5(a)〜(e)は同補修方法の管内面溶接手順を示す平面図、図6は本発明を適用する火炉壁管の損傷例を示す図である。
【0014】
図1は火炉壁管(既設管)01に生じた図6に示す損傷部21を除去した後新管02を既設管01の前記除去部の間に挿入し、それぞれの接ぎ部を円周溶接する場合に、既設管01と新管02における炉壁外面側に開口部22を穿設し、その開口部22から図2に示す小型の溶接トーチ06を管内面に挿入し、既設管01と新管02の円周接ぎ部を内面から自動溶接した後、開口部22に合った挿入管03を取付けて、その周囲を手動ティグ溶接する方法を示すものである。なお04は内面ビード、05は外面ビードを示す。
【0015】
図2は、前記既設管01及び新管02の炉壁外面側に設けた開口部22の管横断面での溶接状況を示すもので、開口部22の幅は、θが約90〜150°で、小型の溶接トーチ06等が挿入できる幅としている。
【0016】
なお04は内面ビード、07は溶接トーチ06先端部に取付けたタングステン電極、20は溶接ワイヤのガイドノズルである。
【0017】
また、開口部22の管軸方向の寸法は、図3に示すように溶接トーチ06、アーク電圧制御付小型スライド08、モータ09及びそのモータ09を管の円周方向に沿って回転させるための支持軸11などを管内面に挿入できるだけの寸法としている。
【0018】
図3は、管内面自動ティグ溶接装置の概略図を示すもので、図において12は、管内面に挿入した溶接トーチ06とスライド08などを管外面側で支持するアームで、支持軸11と連結し、他端は溶接トーチ06の回転用モータ13、および溶接ワイヤ送給装置19などに連結している。
【0019】
14は溶接トーチ06を回転させるための伝達ベルト、08は溶接トーチ06を管径方向に移動させるための電動スライドで、溶接アーク電圧を一定にするための図示していない制御機構を具備し、モータ09の回転力を噛み合う一対の平歯車10を介してスライド08に伝え、該スライド08を移動させるよう構成されている。
【0020】
管外面のワイヤ送給装置19などの溶接ヘッドは図示していないが、既設管01を基準として磁石などを利用して固定し、固定部と溶接ヘッド間は管軸方向に溶接ヘッドを移動させる位置調整用スライドを介して接続する。
【0021】
なお、04は内面ビードで、また図示していないが、溶接アークやタングステン電極07の監視などに細径のファイバスコープを溶接トーチ06近傍に取付けている。
【0022】
また図中、15はケーブル、16はガスホース、17はワイヤリール、18は溶接ワイヤ、20はワイヤガイドノズルを示す。
【0023】
次ぎに本発明の作用について説明すると、本発明は、図6に示すように、火炉壁管01の一部が損傷破裂した場合に図1及び図2に示すように損傷部21を除去した後、新管02を挿入し、既設管01との円周継手部を挾んで炉壁外面側に開口部22を設け、円周継手部を管内面から自動ティグ溶接を行ない、ついで開口部22に合った挿入管03を嵌合取付け、該挿入管03の長円型継手部を手動ティグ溶接するものである。
【0024】
その手順を図4及び図5に示す。
図4において、(a)は既設管01と新管02の円周継手を内面から溶接して終了した状態、(b)は開口部22に合った挿入管03を仮付けした状態、(c)は挿入管03の長円型継手を手動ティグ溶接した状態をそれぞれ示す。
【0025】
また、図5において、(a)は既設管01に開口部22を設けた状態、(b)は小型自動ティグ溶接トーチ06を開口部22より既設管01内に挿入した状態、(c)は溶接トーチ06を溶接スタート点に位置決めした状態、(d)は1パス目の裏波溶接を終了した状態、(e)は余盛溶接が終了し溶接トーチ06を取り外した状態を示す。
【0026】
以上、この方法によって、炉壁管01の損傷部21の補修が炉壁外面側からだけで施工できる。
【0027】
以上本発明の一実施例につき縷々説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく本発明技術思想の範囲内において種々変更が可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に属する。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の管補修溶接方法及び装置によれば、発電プラントのボイラ火炉壁管等が運転中に損傷しても、炉内温度を所定の温度まで下げることなくすばやく、かつ、低コストで該損傷壁管を補修することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る補修方法の概念図である。
【図2】同実施例における管内面円周ティグ溶接状況の平面図である。
【図3】同実施例における管内面円周ティグ溶接装置の側面図である。
【図4】(a),(b),(c)は同実施例補修方法の手順を示す斜視図である。
【図5】(a)〜(e)は同実施例補修方法の管内面溶接手順を示す平面図である。
【図6】本発明の対象とする火炉壁管の損傷例を示す斜視図である。
【符号の説明】
01 火炉壁管(既設管)
02 新管
03 挿入管
04 内面ビード
05 外面ビード
06 溶接トーチ
07 タングステン電極
08 スライド
11 支持軸
12 支持アーム
13 回転用モータ
14 ベルト
15 電気用ケーブル
16 ガスホース
17 ワイヤリール
18 溶接ワイヤ
19 ワイヤ送給装置
20 ワイヤガイドノズル
21 損傷部
22 開口部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a repair welding method and apparatus applied to a furnace wall tube of a power generation boiler.
[0002]
[Prior art]
If the furnace wall tube of a boiler in a conventional thermal power plant is damaged during operation, the scaffold material is carried into the furnace from the manhole after the furnace temperature is lowered, the scaffold is assembled, and then the furnace wall tube is repaired and welded. It was.
[0003]
In this case, for the circumferential welding of the damaged furnace wall tube, an operator is arranged on the inner surface and the outer surface of the furnace, and the welding is performed in half a circle.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as mentioned above, when the furnace wall tube of the boiler of a conventional thermal power plant is damaged during operation, after lowering the furnace temperature, the scaffold material is carried into the furnace from the manhole, and the scaffold is assembled. The wall tube was repair welded.
[0005]
For this reason, there are problems in terms of time required for cooling the furnace temperature, attachment of scaffolding, dismantling period and man-hours.
[0006]
An object of the present invention is to solve these problems and to provide a new pipe repair welding method and apparatus for repair welding a damaged boiler furnace wall pipe during boiler operation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the pipe repair welding method of the present invention, when repairing and welding a damaged boiler furnace wall pipe during boiler operation, after cutting and removing the damaged portion of the damaged pipe, inserting a new pipe, As a method of welding the existing pipe and the new pipe from the outer surface side of the furnace wall, a part of the small automatic TIG welding torch head is placed on the outer surface side of the furnace wall around the circumferential groove, sandwiching the circumferential joint portion of the existing pipe and the new pipe An opening is formed to allow the tube to be inserted into the inner surface of the tube, and automatic TIG welding is performed from the inner surface of the tube with the inserted welding torch first on the circumferential groove portion excluding the opening, and then the insertion tube is fitted to the opening. Is temporarily attached to the opening, and manual TIG welding is performed on the outer periphery of the insertion portion of the insertion tube.
[0008]
Further, as a welding apparatus for performing the above-mentioned pipe repair welding method, there are a small TIG welding torch inserted into the inner surface of the pipe, an ultra-small arc voltage control slide for moving the welding torch in the diameter direction in the pipe, a guide nozzle for the welding wire, tube axis of the welding situation monitoring fiber scope supported by pivotable rotary support arm about a, while allowing insertion of the support arm in the tube, the welding torch connected to the rotary support arm outside the tube surface swing motor, welding wire feeder and the coil of the welding wire was placed, further connecting the turning motor arranged on the rotating shaft and outside the tube of the welding torch be placed in a tube as pivoting means of the welding torch with belts Is preferred.
[0009]
[Action]
When the boiler furnace wall tube is damaged during boiler operation, repair welding is possible only from the outer surface side of the furnace wall as a requirement of the method of repairing the damaged wall tube even if the furnace temperature does not fall to the specified temperature. Construction methods and equipment are required.
[0010]
There are two types of furnace wall pipes: a type in which the tubes are directly welded and a type in which a strip with a width of several tens of millimeters is inserted between the tubes and the strip is welded to the tube. Since there are welds in the direction, when welding from the outer surface, a groove that can be welded before the diameter is required.
[0011]
From these points, according to the present invention, when a part of the furnace wall pipe is damaged and ruptured, after removing the damaged part, a new pipe is inserted, and the circumferential joint part with the existing pipe is about 210 to 270 degrees. The inner wall is welded, and the remaining 150 to 90 degrees are welded to the outer surface. The outer wall of the furnace wall is sandwiched by the circumferential joint of the new tube inserted as an opening necessary for inner surface welding and the existing tube. Drill a hole in the range of about 150 to 90 degrees on the side, insert a welding torch from this opening, automatically TIG weld about 210 to 270 degrees from the inner surface of the pipe, and open the bead start and end after cleaning An insertion tube having an oval shape or the like matching the part is attached to the opening, and the periphery of the opening is welded by TIG welding.
[0012]
As a result, even if the boiler furnace wall pipe is damaged during operation, it can be repaired quickly and effectively.
[0013]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a pipe repair welding method according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a pipe inner surface circumferential TIG welding state in the same method, and FIG. 3 is a pipe inner surface circle used in the same method. It is a side view of a circumference TIG welding apparatus. 4 (a) to 4 (c) are perspective views showing the procedure of the repair method, FIGS. 5 (a) to 5 (e) are plan views showing the pipe inner surface welding procedure of the repair method, and FIG. 6 shows the present invention. It is a figure which shows the example of damage of the furnace wall pipe to apply.
[0014]
In FIG. 1, after removing the damaged portion 21 shown in FIG. 6 generated in the furnace wall tube (existing tube) 01, a
[0015]
FIG. 2 shows a welding situation in the cross section of the opening 22 provided on the outer wall side of the existing pipe 01 and the
[0016]
In addition, 04 is an inner surface bead, 07 is a tungsten electrode attached to the tip of the
[0017]
Further, the dimensions of the
[0018]
FIG. 3 is a schematic view of a pipe inner surface automatic TIG welding apparatus. In the figure,
[0019]
14 is a transmission belt for rotating the
[0020]
Although the welding head such as the wire feeding device 19 on the outer surface of the pipe is not illustrated, it is fixed using a magnet or the like with the existing pipe 01 as a reference, and the welding head is moved in the pipe axis direction between the fixed portion and the welding head. Connect via the slide for position adjustment.
[0021]
[0022]
In the figure, 15 is a cable, 16 is a gas hose, 17 is a wire reel, 18 is a welding wire, and 20 is a wire guide nozzle.
[0023]
Next, the operation of the present invention will be described. In the present invention, when a part of the furnace wall tube 01 is damaged and ruptured as shown in FIG. 6, the damaged portion 21 is removed as shown in FIGS. Then, the
[0024]
The procedure is shown in FIGS.
In FIG. 4, (a) is a state in which the circumferential joints of the existing pipe 01 and the
[0025]
5A is a state in which the
[0026]
As described above, by this method, the damaged portion 21 of the furnace wall tube 01 can be repaired only from the furnace wall outer surface side.
[0027]
Although one embodiment of the present invention has been frequently described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. Belongs to a range.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the pipe repair welding method and apparatus of the present invention, even if the boiler furnace wall pipe or the like of the power plant is damaged during operation, the furnace temperature can be quickly reduced without lowering to a predetermined temperature, and There is an effect that the damaged wall tube can be repaired at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a repair method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a pipe inner surface circumferential TIG welding situation in the same example.
FIG. 3 is a side view of the pipe inner surface circumferential TIG welding apparatus in the same embodiment.
4A, 4B, and 4C are perspective views showing the procedure of the repair method of the embodiment.
FIGS. 5A to 5E are plan views showing a pipe inner surface welding procedure of the repair method of the same embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of damage to a furnace wall tube as a subject of the present invention.
[Explanation of symbols]
01 Furnace wall pipe (existing pipe)
02
Claims (2)
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