JP4112736B2 - 原子炉圧力容器の補修方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉圧力容器のクラッドと内部構造物との溶接部付近に生じた亀裂等の欠陥部の補修方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、原子力発電施設は、その性格上極めて高い安全性が要求されることから、定期的な検査が義務付けられており、不都合が発見され次第、直ちに補修・交換等の措置が行われるようになっている。
【０００３】
このうち、原子力発電施設の中核をなす原子炉圧力容器にあっては、その容器胴自体は勿論、バッフルプレートやレグ，ブラケット等の炉内構造物の殆どが溶接によって構築されていることから、それらの溶接部の健全性を目視及び超音波による非破壊検査等によって点検する作業は極めて重要な点検作業の一つとなっている。
【０００４】
そして、この溶接部の点検作業において、亀裂や欠損などの不都合が発見された場合には、グラインダーなどを用いてその欠陥部を母材と共に機械的に除去した後、その除去部を母材とほぼ同じ金属材料を自動ＴＩＧ溶接機等を用いて肉盛り溶接して元の状態に戻すといった補修作業が行われるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような肉盛り溶接による補修を行うに際して、その欠陥部が原子炉圧力容器の容器胴内面のクラッド表面に生じた場合には、同じくこのクラッドを所定の厚さまで削り取って肉盛り溶接することになるが、除去部の深さが深い場合、すなわちクラッド表面を削り取った後のクラッドの残存厚さが薄いと、肉盛り溶接した際の溶接熱によって母材（低合金鋼）側に熱影響が及び母材内に硬化域が発生して歪みが残存してしまうことが考えられる。
【０００６】
そして、このような歪みが発生した場合には、溶接作業終了後に母材に対して熱処理を施してその歪みを除去する必要があるが、この母材に対する熱処理には長時間を要する上に、既存の設備に対して効果的に熱処理を施すことは技術的に極めて困難な作業となる。しかも、この母材に対する熱影響の有無は、その殆どが直接目視によって確認できず、超音波探傷装置等の非破壊検査装置を使用して確認する必要があるため、それだけ検査補修作業が長期化し、検査コストも高くなってしまうという問題が考えられる。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、クラッド及びその溶接部の肉盛り溶接補修を行うに際して母材に熱影響を及ぼすことなく効率的に行うことができる新規な原子炉圧力容器の補修方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、低合金鋼からなる容器胴の内面にＮｉ基合金からなるクラッドが６ｍｍ〜８ｍｍの厚さで積層され、このクラッドの内面に内部構造物が水平に溶接されて原子炉圧力容器が構成され、そのクラッドと内部構造物との溶接部付近に生じた欠陥部を補修する原子炉圧力容器の補修方法において、上記溶接部付近に生じた溶接部とクラッドを含む欠陥部を機械的に削り取って除去した後、上記クラッドの厚さが６ｍｍであって上記欠陥部を削り取った後のクラッドの残存厚さが３．２ｍｍ未満のときには、テンパービード工法による肉盛り溶接にて上記除去部を補修し、クラッドの残存厚さがそれ以上のときには、通常の肉盛り溶接にて上記除去部を補修するものである。また、低合金鋼からなる容器胴の内面にＮｉ基合金からなるクラッドが６ｍｍ〜８ｍｍの厚さで積層され、このクラッドの内面に内部構造物が水平に溶接されて原子炉圧力容器が構成され、そのクラッドと内部構造物との溶接部付近に生じた欠陥部を補修する原子炉圧力容器の補修方法において、上記溶接部付近に生じた溶接部とクラッドを含む欠陥部を機械的に削り取って除去した後、上記クラッドの厚さが８ｍｍであって上記欠陥部を削り取った後のクラッドの残存厚さが４．０ｍｍ未満のときには、テンパービード工法による肉盛り溶接にて上記除去部を補修し、クラッドの残存厚さがそれ以上のときには、通常の肉盛り溶接にて上記除去部を補修するものである。
【０００９】
すなわち、クラッドの残存厚さが所定値未満の場合、そのまま通常用いられるＴＩＧ溶接による肉盛り溶接を行うと、上述したようにその溶接熱によって母材側に熱影響による硬化域が発生してしまうが、この場合には、テンパービード工法を使用することにより、熱影響による硬化域が発生しても溶接を繰り返すことによりその硬化域が残層の溶接熱によって段階的に焼き戻されるようになるため、母材に対する溶接後の熱処理が不要となる。一方、クラッドの残存厚さが所定値以上の場合には溶接による熱影響が母材側まで及ばないため、そのまま通常用いられるＴＩＧ溶接による肉盛り溶接を行うことで、直ちに除去部の補修を行うことができる。
【００１０】
従って、本発明方法を採用することにより、クラッドの残存厚さに拘わらず、母材に熱影響を及ぼすことなく肉盛り溶接による補修を行うことができるため、クラッド表面及びその溶接部の肉盛り補修作業を短時間で効率的に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明方法の実施の一形態を示したものであり、図中１は原子炉圧力容器の外殻を構成する容器胴、２はその容器胴１内面に積層されたクラッド、３はこのクラッド２側に水平に溶接される内部構造物の一部を示したものである。
【００１３】
ここで、この容器胴１を構成する母材は、Ｐ−３等の剛性，強度等に優れた低合金鋼が用いられ、その板厚は十数ｍｍ〜数十ｍｍであり、また、その内面に積層されるクラッド２は、耐熱性，耐食性等に優れたＮｉ基合金等から構成され、その板厚は５〜１０ｍｍ程度のものが一般的である。
【００１４】
図示するように、このクラッド２表面或いはこのクラッド２と内部構造物との溶接部付近には、放射能の影響や熱疲労によって亀裂や欠損等の欠陥が発生する場合が考えられる。
【００１５】
そして、このような欠陥が発生した場合には、その欠陥部を図中斜線部のようにグラインダー等によって円弧状に削り取ってその欠陥を完全に除去した後、その除去部に肉盛り溶接を施して元の状態に戻すべく補修を行うことになるが、この欠陥部を除去した後のクラッド２の残存厚さが規定値未満、例えば、クラッド２の厚さが８ｍｍで残存厚さが４．０ｍｍ未満である場合には、図２に示すように、ＴＩＧ溶接機による初層の肉盛り溶接を施した際に、その溶接熱の影響によって母材側に硬化域が発生する。
【００１６】
そのため、欠陥部除去後のクラッド２の残存厚さが規定値未満の場合には、そのまま通常の肉盛り溶接を行うのではなく、溶接熱のコントロールしながら行ういわゆるテンパービード工法による肉盛り溶接を行う。
【００１７】
ここで、テンパービード工法とは、図３に示すように、母材表面に所定の溶接ワイヤーを用いて初層を溶接した後、溶接電流を増大するなどして再度その初層上に初層よりも高い温度で複数（４〜６層）の残層を重ねて溶接するようにしたものであり、除去部に対して肉盛り補修を行うと同時に、初層で生じた硬化域をその初層上に重ねて溶接される残層からの溶接熱（約６００〜９００℃の温度範囲）によって焼き戻すことで母材中に発生した硬化域を除去して予後熱処理を不要とすると共に補修部位を強化するようにしたものである。
【００１８】
従って、図２に示すように、クラッド２の残存厚さが規定値未満であるため、初層を施した際に硬化域が母材１にまで及ぶおそれがある場合には、このようなテンパービード工法を採用して除去部に対して順次残層を肉盛り溶接することで母材に発生した硬化域を効果的に除去消滅させることができる。これによって、補修後の母材１に対する熱処理が不要となり、短時間で効率的な補修を達成することができる。尚、このテンパービード工法によるテンパ効果（焼き戻し効果）は４〜６回程度の残層の肉盛り溶接によって十分に達成されるため、その後の肉盛り溶接を通常のＴＩＧ溶接によって行えば、その補修作業をより短時間で効率的に終わらせることができる。
【００１９】
一方、この欠陥部除去後のクラッド２の残存厚さが規定値以上、例えば、クラッド２の厚さが８ｍｍで残存厚さが４．０ｍｍ以上である場合には、溶接による熱影響が母材１側に及ばないため、そのまま通常のＴＩＧ溶接による肉盛り溶接を施すことで短時間で効率的に行うことができる。
【００２０】
このように本発明方法は、欠陥部除去後のクラッドの残存厚さに応じてテンパービード工法と通常の肉盛り溶接工法を使い分けるようにしたことから、クラッドの残存厚さに拘わらず補修後の母材に対する熱処理が不要となり、短時間で効率的な補修作業を行うことができる。
【００２１】
尚、このようなテンパービード工法と通常の肉盛り溶接工法との使い分けの判断となるクラッドの残存厚さは、使用する母材やクラッドの材質及び補修部位の形状や場所等の要因によって異なってくることは勿論である。すなわち、クラッドの残存厚さが本実施例より薄くても、母材に硬化域が発生し難いような材質のクラッドが使用されている場合には、テンパービード工法を用いることなくそのまま通常の肉盛り溶接工法による補修を行い、反対にクラッドの残存厚さが本実施例より厚くても母材に硬化域が発生し易いような材質のクラッドが使用されている場合には、通常の肉盛り溶接工法ではなくテンパービード工法によることになる。
【００２２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、欠陥部除去後のクラッドの残存厚さに応じてテンパービード工法と通常の肉盛り溶接工法を使い分けるようにしたため、クラッドの残存厚さに拘わらず母材への熱影響をなくなり、補修後の母材に対する熱処理が不要となる。この結果、原子炉圧力容器のクラッド及びクラッドと内部構造物との溶接部の補修を短時間で効率的に行うことができるため、補修に要する労力やコストを大幅に低減することが可能となる等といった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施の一形態を示す部分断面図である。
【図２】本発明方法の実施の一形態を示す部分断面図である。
【図３】テンパービード工法の原理を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 容器胴（母材）
２ クラッド
３ 内部構造物
Claims (2)
- 低合金鋼からなる容器胴の内面にＮｉ基合金からなるクラッドが６ｍｍ〜８ｍｍの厚さで積層され、このクラッドの内面に内部構造物が水平に溶接されて原子炉圧力容器が構成され、そのクラッドと内部構造物との溶接部付近に生じた欠陥部を補修する原子炉圧力容器の補修方法において、上記溶接部付近に生じた溶接部とクラッドを含む欠陥部を機械的に削り取って除去した後、上記クラッドの厚さが６ｍｍであって上記欠陥部を削り取った後のクラッドの残存厚さが３．２ｍｍ未満のときには、テンパービード工法による肉盛り溶接にて上記除去部を補修し、クラッドの残存厚さがそれ以上のときには、通常の肉盛り溶接にて上記除去部を補修することを特徴とする原子炉圧力容器の補修方法。
- 低合金鋼からなる容器胴の内面にＮｉ基合金からなるクラッドが６ｍｍ〜８ｍｍの厚さで積層され、このクラッドの内面に内部構造物が水平に溶接されて原子炉圧力容器が構成され、そのクラッドと内部構造物との溶接部付近に生じた欠陥部を補修する原子炉圧力容器の補修方法において、上記溶接部付近に生じた溶接部とクラッドを含む欠陥部を機械的に削り取って除去した後、上記クラッドの厚さが８ｍｍであって上記欠陥部を削り取った後のクラッドの残存厚さが４．０ｍｍ未満のときには、テンパービード工法による肉盛り溶接にて上記除去部を補修し、クラッドの残存厚さがそれ以上のときには、通常の肉盛り溶接にて上記除去部を補修することを特徴とする原子炉圧力容器の補修方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP08007999A JP4112736B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 原子炉圧力容器の補修方法 |
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