JP4373821B2 - 耐摩耗部材の補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐摩耗部材の補修方法に係り、特に摩耗や欠陥部分を効果的に補修して高品質に維持させる耐摩耗部材の補修方法に関する。

火力発電プラントや原子力発電プラントにおいて使用される電動弁等の弁は、本体に設けられたハンドルまたはモータの駆動力により弁体を駆動させることにより、この弁体を弁座に対して接離自在に操作可能な構造を有する。この弁座には、シール性および耐摩耗性の向上を目的として、主にステライト等の材質による肉盛施工がなされており、弁体と弁座との気密性が保持されている。

従来、こうした弁の気密性および耐摩耗性を向上するための肉盛施工に関しては、以下の技術がある（例えば、特許文献１〜６参照）。
特開２００３−３２６３８７号公報 特開２００３−３２８０５８号公報 特開２００３−２６０６２１号公報 特開２００３−１４０２号公報 特開２００２−４６０２８号公報 特開平１１−１２３６１７号公報

耐摩耗性を必要とされる装置や設備の各種摺動部などの当たり面には、機械的接触等により部材が減耗することを低減させるために、硬質材料による耐摩耗部材が形成される。耐摩耗部材の形成方法としては、溶接肉盛や溶射コーティング方法などが一般的に用いられる。しかしながら、装置や設備の過酷な使用に伴い耐摩耗部材にき裂や減耗などの欠陥が生成することがある。このような欠陥を補修する方法として、従来は、欠陥を含む耐摩耗部材を機械的に除去し、再度溶接や溶射により肉盛補修が行われてきた。

しかしながら、従来の補修方法においては、欠陥を含む耐摩耗部材を機械的に除去するために多大の労力およびコストを要する。また、溶接補修部の近傍に再度き裂が発生する等の可能性が高かった。これは、溶接補修により耐摩耗部材が機械的に大きく除去されるため、溶接補修にともなう凝固収縮により補修部近傍に残留応力が大きく発生して、き裂が再発生する可能性が高くなるものと考えられる。

そのため、耐摩耗部材を大きく除去する必要のない補修方法として従来使用されている方法として、欠陥部（き裂部など）にろう材を加熱浸透させて補修する方法がある。これは、大気中で加熱を行い、酸化を防止するためにフラックスを用いてろう付けする方法であるが、この方法は、フラックスが大量に必要となるため、フラックスに含まれる成分が耐摩耗部材に悪影響を与える恐れがある。また、補修用のろう材は、粘性が低いので、き裂には浸透するが、肉盛は殆どされないという課題もあった。

こうした肉盛性の課題に対して、ろう付け補修後に補修部に耐摩耗部材層を形成して耐摩耗部材の肉盛層を設ける方法がある。この方法は、き裂などの補修と肉盛補修の両方を満たす方法であるが、大気中でのろう付けであるため、大量のフラックスが必要となってしまう。

また、補修部を不活性雰囲気に保ちながらろう付け補修する方法もある。さらに、ろう材中に耐摩耗部材を混合させて、肉盛性を改善する方法が呈示されている。しかしながら、補修対象が大型部材である場合に効率よく局部を補修するための加熱方法や、ろう材を効率的に補修部に浸透させる方法等は、未だ呈示されていなかった。

また、真空容器を用いて局部加熱する方法や温度監視する方法もあるが、狭い補修環境に真空容器を適用し、密閉性良く高真空を保ちながら加熱するには多大な労力が必要である。また温度監視の方法については、従来の技術には、コンセプトが示されているに過ぎず、具体的な構成は開示されていない。さらに、硬質補修材については、その構成が開示されているものの、大型の補修対象に対する局部的な効率的加熱方法についての新しい知見は示されていなかった。

本発明は、上述したような事情を考慮してなされたものであり、フラックスを殆ど用いず、また補修対象が狭い場所である場合でも効率良く補修作業が行え、また補修の姿勢を問わず、高硬度で耐食性に優れた補修用材料を肉盛性良く補修することが可能な耐摩耗部材の補修方法を提供することを目的とする。

本発明の耐摩耗部材の補修方法は、上述した課題を解決するために、表面に耐摩耗部を一体に設けて構成した基材の表面の補修部に補修材を被着させ、この補修材の表面に電気絶縁性を有するスペーサを介して加熱コイルを当接させ、前記補修部の近傍を不活性ガス雰囲気にして酸化を防止しながら加熱を行い、前記補修材を前記補修部に浸透させることを特徴とする方法である。

本発明の耐摩耗部材の補修方法によれば、補修部の形状によらずに補修が可能であり、また補修対象が狭い場所の場合でも効率良く補修が行え、さらに補修の姿勢を問わずに高硬度で耐食性に優れた補修用材料を肉盛性良く補修することが可能となるので、補修作業の信頼性が向上される。

本発明の耐摩耗部材の補修方法は、基材に耐摩耗部を一体に設けた耐摩耗部材の表面の補修部に補修材を被着させ、電気絶縁スペーサを介して高周波加熱コイルを当接させ、補修部近傍を不活性ガス雰囲気にして酸化を防止しながら加熱を行い、補修材を補修部に浸透させることを特徴とする耐摩耗部材の補修方法である。

加熱コイルの形状は、補修部に被着させた補修材の形状に合わせた形状とする。例えば、角形形状の場合は、角部の角度に合った形状に形成し、球状の場合も曲率を同等に形成した加熱部を有する加熱コイルを用いる。また金属チップを補修部の形状に密着する形状に作製し、補修部側に補修材を密着させても良い。さらに、補修部に若干の凹加工を施して凹部を形成し、その凹部を埋める形状の金属チップとしても良い。

また、本発明の耐摩耗部材の補修方法は、金属チップに電気絶縁性を有するスペーサを介して加熱コイルを押しつけて高周波誘導加熱して補修材を欠陥部に浸透させる。スペーサは、金属チップに重ねて載置しても良いが、加熱コイルの加熱部であるループ部に固定して用いても良い。スペーサの設置により、ループ部と補修材または金属チップの被加熱面とが適正距離に保持される。

さらに、補修工程において、必要に応じてき裂部を含む表面の不純物層を機械的に除去しても良い。また、加熱装置の配線および配管部（配線類）や、加熱コイル部を、重量を支える構造を有する支持具に取り付けて作業者の負担を低減することも可能である。さらに、スペーサに設けた覗き窓を通して加熱部近傍の温度を放射温度計により測定して、高周波出力を制御することにより所定の温度に保ちながら加熱を行う構成としても良い。金属チップは、補修材により補修部にろう付けされるため、補修後に機械加工などにより取り除き、最終的にもとの耐摩耗部材の面位置まで平坦化加工を行う。

補修材の種類は、硬質な補修部が得られる材料から選択されるが、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅなどを主成分とするろう材に硬質材料粉末を混合したものや、それらのろう材成分と反応して硬質析出物を生成する副成分を含有するもの、あるいは、さらにそれらに硬質材料粉末を混合したものが挙げられる。

（実施例１）
図１に、本発明に係る耐摩耗部材の補修方法の実施例１の工程図を示す。

この耐摩耗部材の補修方法は、まず、工程１において補修しようとする耐摩耗部材の欠陥位置の確認を蛍光探傷（ＰＴ）などで行い、次に工程２においてき裂部を有機溶剤や水で洗浄する。不純物層が強固に付着している場合は、工程３として不純物層を機械的に除去しても良い。

次に補修工程として、工程４においてき裂を含む補修位置に補修材またはチップを被着し、工程５において絶縁スペーサを介して高周波加熱コイルを当接させ、不活性ガスを吹き付けたりカバー内に滞留させたりして補修部を不活性雰囲気中として高周波誘導加熱を行い、補修材をき裂部に浸透させる。その後、工程６において金属チップや余分な補修材を機械加工により表面から除去して元の面位置まで平坦化させる後加工を行う。

（実施例２）
図２に、本発明の実施例２である耐摩耗部材の補修方法を示す。

この耐摩耗部材の補修方法は、加熱コイルの加熱部であるループ部８の形状を、基材９表面の耐摩耗部の補修部１１に被着させた補修材１３の被加熱面の面形状に合わせたことを特徴とする。すなわち、ループ部８の加熱面と補修材１３の被加熱面とが略平行になるように設けられる。従って、ループ部８と補修材１３とは、対向する面同士が成す距離が、両面上の対向する任意の点間において略同一である。

例えば、図２（Ａ）に示すように補修部が平面の場合は、平坦なループ部８とする。一方、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）のように補修部が角形の場合は、補修部の角度に合わせて密着するような形状のループ部８を使用する。さらに図２（Ｄ）に示すように、補修部１１の面形状が球状の場合には、曲率が同等のループ部８を使用する。このように補修部１１の形状に合わせたループ部８とすることにより、加熱コイルからの磁束が等距離に補修材に届くので、補修部１１に対して均一な加熱が可能となり、加熱効率が向上する。なお、耐摩耗部１０は、ステライト等の硬質材料で構成される。

（実施例３）
図３に、本発明の実施例３である耐摩耗部材の補修方法を示す。

この耐摩耗部材の補修方法は、金属チップ１４を補修部１１を含む基材９表面の形状に密着する形状に作製し、この金属チップ１４を用いて補修部１１側に補修材１３を被着させる。

まず、工程３１に示す基材９上の補修部１１に対して、工程３２において補修材１３と金属チップ１４とを図３に示すように積層して設置する。次に、工程３３において金属チップ１４表面形状に合わせたループ部８により金属チップ１４を加熱し、工程３４にて補修部１１に補修材１３を流入させる。このようにして、工程３５において補修部１１の補修が完了する。

金属チップ１４の形状は、図３に示すような平板の金属チップ１４以外にも、図４（Ａ）〜図４（Ｇ）に示すような各形状とすることが可能である。例えば、図４（Ａ）のように金属チップ１４の表面に補修材１３を被着（図４Ａ）させたり、あるいは、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）のように、金属チップ１４の内面に凹部を設けてその中に補修材１３を充填する構成としても良い。このように、金属チップ１４で補修材１３を押さえることにより、補修材１３の流出を抑制し、補修部１１に補修材１３を止める効果が得られる。

また、金属チップ１４の形状は、補修部１１を覆う形状とすることが可能であり、例えば、補修部１１が水平でない場合には、特に補修材１３の流出を防止するために、図４（Ｄ）に示すように角度を設けた金属チップ１４としたり、さらに図４（Ｅ）のように、補修材１３の流出側の端部を閉じた形状とすることが可能である。

あるいは、図４（Ｆ）および図４（Ｇ）に示すように補修部１１の補修面の全面を覆うような形状とすると、さらに補修材１３の流出防止および補修材１３の補修部１１への充填に効果的である。

金属チップ１４の材質は、高周波コイル１により加熱されることを考慮すると、高融点の材料が好ましい。また、酸化しにくい材質であることが好ましい。金属チップ１４として好適な材質は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル合金、コバルト合金、などが挙げられる。また、ＡｇやＡｕ等の貴金属を用いることも可能である。

（実施例４）
図５に、本発明の実施例４である耐摩耗部材の補修方法を示す。

この耐摩耗部材の補修方法は、補修部１１に凹部４１を形成して補修する方法である。すなわち、図５の工程５１に示すような補修部１１に対して工程５２に示すように凹部４１を加工し、その凹部４１を埋める補修材１３と、凹部４１と同等の形状の金属チップ１４を工程５３において補修部１１に設置する。次に、工程５４のように補修部１１を含む基材９表面の形状に合わせたループ部８により補修部１１を含む基材９表面を加熱して工程５５の状態に補修する。

本実施例の場合、凹部４１を設ける工程が必要となるが、金属チップ１４の材料として基材９と同等の耐摩耗部材を用いると、補修部１１のほぼ全体を同じ耐摩耗部材で補修することが可能となる。

また金属チップ１４は、図５に示したような円錐形の金属チップ１４とする以外にも、凹部４１の形状に合わせた形状とすることが可能である。例えば、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）、図６（Ｄ）、図６（Ｅ）に示すような形状の金属チップ１４を用いて補修することができる。

（実施例５）
図７に、本発明の実施例５である耐摩耗部材の補修方法を示す。

この耐摩耗部材の補修方法は、電気絶縁性を有するスペーサ７１を用いることを特徴とする。すなわち、図７（Ａ）のように補修部１１に対して補修材１３と板状の金属チップ１４とスペーサ７１とを補修部１１を含む基材９表面の形状に合わせ、かつこの順番に積層して、ループ部８により加熱して補修する。あるいは、図７（Ｂ）に示すように、補修部１１の形状に合わせた形状の補修材１３、金属チップ１４とした場合にも、スペーサ７１を設けて補修することが可能である。

スペーサ７１の構造としては、例えば、図８に示す断面図のように、金属材料の少なくとも一面に電気絶縁性に富むセラミックス層を設けたことを特徴とする。高周波誘導加熱においては、加熱コイルのループ部８と被加熱物の距離が近い方が加熱効率が良好になる。しかし、加熱コイルと加熱部（金属）とが接触して通電することを避ける必要がある。そこで、適切な厚さのスペーサ７１を介して加熱コイルを補修部１１を含む基材９表面に押しつけて加熱することにより、加熱コイルのループ部８と補修部１１とを電気的に絶縁しつつ適切な距離を保持することができる。

スペーサ７１の形状は、例えば、図８に示した各種形状が考えられる。以下にスペーサ７１の構成例について具体的に示す。スペーサ７１は、加熱面の形状に合った形状の金属で金属基材８１を作成して、この金属基材８１の少なくとも一方の面に電気絶縁材であるセラミックコーティング層８２を、ボンド層８３を介して一体的に構成する。図８（Ａ）は、金属基材８１の一方の面にセラミックコーティング層８２、ボンド層８３を施工した構成例を示す。また、図８（Ｂ）は、金属基材８１の表面および裏面側に電気絶縁材であるセラミックコーティング層８２、ボンド層８３を施工した構成例を示し、さらに図８（Ｃ）は、角部を有する補修面に対して形状を合わせたスペーサ７１の構成例を示したものである。

金属基材８１の材料は、高周波コイルにより加熱されることを考慮して、高融点の金属材料が適用される。また、酸化されにくい材料とすることが好ましい。具体的な材質として、例えば、ステンレス鋼、ニッケル合金、コバルト合金、などが挙げられる。ＡｇやＡｕ等の貴金属を使用しても良い。

上述のように、加熱コイルのループ部８との当たり面と被加熱面との間を電気絶縁するために、少なくともスペーサ７１の一方の面にセラミックスコーティング層８２を施す。なお、セラミック製のスペーサとしても良いが、セラミックスは、機械的強度が脆性であるため、瞬時に全損して加熱コイルと被加熱面とが接触して放電を引き起こす可能性がある。金属基材８１にセラミックスコーティング層８２を設けた場合、金属の延性により不都合が防止され、信頼性が高いスペーサ７１を得ることができる。

また、スペーサ７１のセラミックスコーティング層８２と金属基材８１との間に少なくとも１層のボンド層８３を設けることにより、さらに長寿命のスペーサ７１となる。セラミックスと金属とは、基本的に接合性が低い場合が多く、セラミックスコーティング層のみの施工だと金属基材から剥離しやすい。そこで、セラミックスコーティング層８２と金属基材８１との密着性を改善し、また、金属基材８１の酸化を防止する機能を有するボンド層８３を形成する。ボンド層８３の材料は、耐酸化性が良い材料であれば特に限定されないが、例えば、ＡｌやＣｒを含むＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅを基材とする合金が挙げられる。セラミックスのコーティング方法は、溶射方法が一般的であるが、電子ビーム蒸着法によっても強固なセラミックス皮膜が得られる。

なお、スペーサ７１は、金属チップ１４と別個のものとして構成することにより繰り返し使用することが可能だが、金属チップ１４の加熱コイルとの当たり面にセラミックスコーティングを行って、金属基材８１と金属プレート１４とを一つの部材で構成し、金属チップ１４とスペーサ７１を一体化した兼用型（図８（Ｄ））としても良い。

（実施例６）
図９に示す実施例６の耐摩耗部材の補修方法は、スペーサ７１に加熱コイルのループ部８への固定部７１Ａを設けてループ部８に取り付けることにより、ループ部８と一体に移動することが可能な構成としたものである。

このような構成とすることにより、補修の際の姿勢が角度を有する場合、例えば、補修位置が補修対象の天井面にある場合でも、スペーサ７１の落下を防止することが可能となる。加熱コイルには、孔を明けることが出来ないため、図９（Ａ）に示すように固定部７１Ａをループ部８にばね等の手段により嵌合する構造としたものや、図９（Ｂ）に示すようにループ部８にスペーサ７１の固定部７１Ａを係止する形状にすることにより固定する方法が挙げられる。固定形式および固定部７１Ａの形状は、スペーサ７１とループ部８とを固定可能な構造ならば特に限定されない。

（実施例７）
実施例１０の耐摩耗部材の補修方法は、スペーサ７１に加熱面を観察できる切欠部または貫通孔である覗き窓７１Ｂを設ける。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に、スペーサ７１をループ部８側から見た平面図を示す。

覗き窓７１Ｂのスペーサ７１上における位置は、例えば、図１０（Ａ）に示すようにスペーサ７１の端部に設けることが可能である。図１０（Ａ）のように覗き窓７１Ｂを設けたスペーサ７１は、加熱面の観察がループ部８の両側部分から可能であるが、良好に加熱できる部分は、ループ部８の内側であるので、覗き窓７１Ｂを図１０（Ｂ）に示すようにループ部８の内側に来るスペーサ７１の部分に設けることにより、最大加熱部により近い部分を観察することが可能となる。

（実施例８）
図１１に示す実施例８の耐摩耗部材の補修方法は、不活性ガス８５を補修部に吹き付けながらカバー８６内に溜めて、不活性雰囲気を作る方法である。

本実施例の耐摩耗部材の補修方法によれば、不活性ガス雰囲気中で加熱することにより、補修部１１の酸化を抑制すると同時に表面を冷却することにより、表面部のみを加熱することなく補修部１１（欠陥部）の内部まで加熱する効果も得られる。使用される不活性ガスの種類としては、アルゴンやヘリウム等の希ガスが好ましい。また、アルゴンに若干量の水素を含むものを用いても良い。水素の割合は、体積分率で１０％以下、望ましくは５％未満であることが好ましい。

図１１（Ａ）に示すように、不活性ガス８５をループ部８の中心から外周に向かって矢印のように吹き付けたり、または、図１１（Ｂ）に示すように、不活性ガス８５をループ部８の周囲から矢印のように吹き付けても良い。不活性ガス８５を加熱部付近に滞留させるカバー８６は、基材９と若干隙間を設けた構成としても、例えば、ガス流量を毎分５〜５０ｌ程度と、充分な流量とすることにより、カバー８６の内部を不活性雰囲気に保つことができるため、完全に気密な構造としなくても良い。

（実施例９）
次に、本発明の実施例９である耐摩耗部材の補修方法について説明する。

図１２は、本発明の耐摩耗部材の補修方法を実施する対象となる装置の一つである弁の構造を模式的に示した図である。

この弁において、耐摩耗部材は、円筒の内部に設けられたリング状の弁座８８および弁体８９に設けられている。従って、補修作業は、この弁の円筒内部に入っての狭所作業となる。本実施例の耐摩耗部材の補修方法は、このような狭所作業となる補修対象でも安定した作業を行う方法である。

実施例９の耐摩耗部材の補修方法を実施する構成について、図１３および図１４に模式的に示す。この図１３および図１４は、被補修体９１に対して、ループ部８と電源９３と配線類９２とから構成される加熱装置により補修する構成を示す。図１３は、補修対象の内面補修を実施する方法を示し、図１４は、補修対象の外面補修を実施する方法を示す。なお、配線類９２とは、電源９３と加熱コイルのループ部８とを接続する配線および配管部を統合したケーブル類を指す。

この図１３および図１４に示す補修方法は、円筒状の被補修体９１の内外面の補修に当たり、加熱装置の配線類９２が途中で著しく湾曲したり被補修体９１とこすれたりしないように、加熱装置の配線類９２（配線および配管部）が被補修体９１接触する部分に緩衝用の保持台９５を設け、この保持台９５に配線類９２を吊して保持する方法である。

また、加熱コイルのループ部８も支持具９６および支持部材９７から構成される支持機構に取り付けて保持させることにより、狭い補修箇所でも補修作業を容易に行うことができる。すなわち、加熱コイルのループ部８を補修部１１の被加熱面に適した距離と方向に保持する必要があるが、加熱コイルを支持具９６および支持部材９７によって保持させて重量を軽減することにより、ループ部８の移動および保持が容易となり、また、なるべく重力に対して安定な角度になるようにループ部８を取り付けることにより、補修面に対してより望ましい位置に制御することが可能となる。また、図１４のように、保持具９５を支持部材９７と接する部分に設置しても良い。

（実施例１０）
図１５に示す実施例１０の耐摩耗部材の補修方法は、スペーサ７１に設けた覗き窓７１Ｂを通して、放射温度計９８により加熱部を測温して高周波出力を制御する方法である。放射温度計９８の放射光を、スペーサ７１に設けた隙間から加熱部近傍に当てることにより測温する。測温結果は、高周波出力にフィードバックして、加熱部の温度制御を行う。放射温度計９８のセンサー部は、加熱コイル８に取り付けて一体化して移動出来るように固定することにより、さらに補修作業が容易に実施可能である。

上述した実施例１〜実施例１０の耐摩耗部材の補修方法において、予めき裂部を含む補修部１１の表面の不純物層を機械的に除去することも可能である。補修部１１の表面の不純物層が強固に付着している場合には、機械的にグラインダーややすり等の研磨手段を用いて不純物層を除去することにより、補修材１３の充填性が良好になる。

また、実施例１〜実施例１０の耐摩耗部材の補修方法において、補修後に補修部１１をもとの耐摩耗部材の面位置まで平坦化加工を行う。すなわち、金属チップ１４や余分な補修材１３をグラインダーなどの機械加工によって除去し、体摩耗性部材の元の面位置に復帰させることにより、もとの耐磨耗部材の機能を得ることができる。

さらに、実施例１〜実施例１０の実施例の耐摩耗部材の補修方法において、補修対象である金属製部材に発生したき裂を浸透探傷法にて検出した後、き裂部に残った浸透液などを洗浄液に溶解させて溶解液とした後、高圧空気を吹き付けて溶解液を外部に押し流したのち補修を行う。

き裂の有無の検出のために、一般に浸透探傷法が用いられるが、検査に用いた浸透液などがき裂などの欠陥部に残り易い。これらの残留物は、補修材１３の補修部１１への浸透を阻害する可能性がある。通常、浸透探傷法後に洗浄液をき裂部に噴射して浸透液などを溶解してこの溶解液を拭き取るが、き裂部の内部や端部に溶解液が残りやすい。

そこで、本発明の耐摩耗部材の補修方法は、高圧空気をき裂部に吹き付けることにより、強制的に溶解液を外部に押し流し、浸透液を効率よく除去する。この方法によれば、欠陥部に残留した浸透液を排除するので、補修部１１への補修材１３の浸透が良好となる。

上述した本発明の耐摩耗部材の補修方法において、補修材１３として表１〜表３に示した硬質な補修部が得られる材料を用いる。表１に主成分である金属材料と第１副成分とを組み合わせた補修用ろう材の成分を示す。また、表２にろう材に添加される硬質材料の例を示し、さらに、表３に第１、第２および第３の副成分（補修材硬化成分）を含む補修用ろう材の成分例を示す。

補修材１３の種類は、融点が基材より低く、硬質な補修部が得られる材料から選択されるが、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ等の金属材料を主成分とし、融点を下げる成分（第１の副成分）を含有するろう材（表１）に、表２に示す硬質材料粉末を混合したものや、上記したろう材の主成分や第１の副成分と反応して硬質析出物を生成する第２の副成分を含有するもの（表３）や、あるいは、さらに表２に示す硬質材料粉末を混合した材料が挙げられる。場合により、補修部１１への浸透性を促進する副成分３を用いても良い。

補修材１３の主成分として、原子力設備および装置への適用を考慮すると、主成分をＡｇ、Ｃｕ以外の金属材料とすることが、炉内の影響や溶解性の観点から望ましい。

また、本発明の耐摩耗部材の補修方法においては、補修材１３を、補修部１１あるいは金属チップ１４に効率よく被着するために、有機バインダーと混合して適当な粘性にして用いることも可能である。または、有機バインダーとフラックスとを混合しても良い。補修作業を不活性雰囲気中で加熱を行う場合には、基本的にはフラックスの使用は必要ないが、少量のフラックスを混合することにより微量な酸化まで防止できるので、補修部１１への補修材１３の浸透をさらに良好にすることができる。また、予め補修部１１に存在する酸化物の影響を低減させることができる。

この場合、補修材１３は、金属材料と有機物との混合物状態で用いられるが、現地で補修作業する場合に、適量の補修材１３を秤量することが困難であることが多い。従って、予め補修部１１に必要な補修材１３の量の範囲を推定して、何種類かの分量となるように金属材料と有機材料を適量個別に分けて包装し、補修を行う現地で金属材料と有機材料とを混合する。このように金属材料と有機材料とを適量個別に分けて包装することにより、現地で容易に補修材１３を調製できる。

この場合、有機材料の容器に金属材料を入れて混合する方が、一般に金属材料の中味の方が容器から出しやすいため、補修材１３の調製作業が容易となる。また、有機材料を入れる容器を、容器の上から押して混合できる易曲げ性素材とすると、周囲を汚染せずに容器の上から混合作業が行える。また、容器にノズル形状の取り出し口を設けることにより、取り出し口から混合された補修材１３を外に押し出すことが可能である。

本発明に係る耐摩耗部材の補修方法の工程図。 （Ａ）から（Ｄ）は、加熱コイルのループ部の形状の例を示す構造図。 金属チップを用いた補修工程を示す概念図。 （Ａ）から（Ｇ）は、金属チップおよび補修材の形状の例を示す構造図。 補修部に凹部を設けた場合の補修工程を示す概念図。 （Ａ）から（Ｅ）は、補修部に凹部を設けた場合に使用する金属チップの形状の例を示す構造図。 （Ａ）および（Ｂ）は、スペーサを用いた補修方法を示す構成図。 （Ａ）から（Ｄ）は、スペーサの形状の例を示す構造図。 （Ａ）および（Ｂ）は、加熱コイルのループ部への固定部を設けたスペーサの形状を示す構造図。 （Ａ）および（Ｂ）は、温度観測用の覗き窓を設けたスペーサを示す構造図。 （Ａ）および（Ｂ）は、不活性ガスの吹き込みによる加熱部付近に不活性ガス雰囲気をつくる方法を示した構成図。 本発明の耐摩耗部材の補修方法における補修対象である弁の補修部の構成を示す構造図。 円筒状の補修対象の内面に対して補修する場合の、加熱コイルや配線類の保持方法を模式的に示す構成図。 円筒状の補修対象の外面に対して補修する場合の、加熱コイルや配管類の保持方法を模式的に示す概念図。 温度計による測温方法を示す構成図。

符号の説明

１、２、３、４、５、６ 工程
８ ループ部
９ 基材
１１ 補修部
１３ 金属チップ
１４ 補修材
３１、３２、３３、３４、３５ 工程
４１ 凹部
５１、５２、５３、５４、５５ 工程
７１ スペーサ
７１Ａ 固定部
７１Ｂ 覗き窓
８１ 金属基材
８２ セラミックスコーティング層
８３ ボンド層
８５ 不活性ガス
８６ カバー
８８ 弁座
８９ 弁体
９１ 被補修体
９２ 配線類
９３ 電源
９５ 保持台
９６ 支持具
９７ 支持部材
９８ 放射温度計

Claims (15)

1. 表面に耐摩耗部を一体に設けて構成した基材の表面の補修部に補修材を被着させ、この補修材の表面に電気絶縁性を有するスペーサを介して加熱コイルを当接させ、前記補修部の近傍を不活性ガス雰囲気にして酸化を防止しながら加熱を行い、前記補修材を前記補修部に浸透させることを特徴とする耐摩耗部材の補修方法。
2. 前記補修部に被着させた前記補修材の表面と前記加熱コイルの加熱部であるループ部の加熱面とが略平行となるように前記ループ部を形成し、このループ部により前記補修材を加熱することを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
3. 前記補修部に前記補修材と金属チップとを被着させることを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
4. 前記補修部を研削して凹部を形成し、この凹部と同一形状の金属チップを前記補修材を介して前記補修部に付着させることを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
5. 前記スペーサの表面に電気絶縁材であるセラミックスコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
6. 前記スペーサが前記加熱コイルに固定されていることを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
7. 前記スペーサに温度測定用の切欠部または貫通孔であるの覗き窓を設けたことを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
8. 前記補修部を覆う形状に設けられて不活性ガスを滞留させるカバーを設置し、前記補修部に不活性ガスを吹き付けながら、前記カバー内にて不活性雰囲気中で前記補修材を加熱して補修することを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
9. 前記加熱コイルを備えた加熱装置の配線類を保持台によって保持しつつ、前記加熱装置を被補修体の前記補修部に位置決めする支持機構によって被補修体の前記補修部に向けて吊下させて前記補修部を補修することを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
10. 前記スペーサに設けた覗き窓を通して放射温度計により前記補修材の被加熱面の温度を測定して、前記加熱コイルに出力する高周波出力を制御することを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
11. 予め前記補修部の表面の不純物層を機械的に除去することを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
12. 前記補修部に前記補修材を被着させた後に、前記補修材の表面を元の耐摩耗部材の面位置まで平坦化加工することを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
13. 前記耐摩耗部材に発生したき裂部を浸透探傷法にて検出した後、前記き裂部に残った浸透液などを洗浄液に溶解させ、前記き裂部に高圧空気を吹き付けて前記浸透液を含む溶解液を外部に押し流したのち補修作業を行うことを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
14. 前記補修材が、補修用ろう材の主成分である金属材料に、有機バインダーまたは有機バインダーと少量のフラックスとを混合した材料を添加することを特徴とする請求項１記載の耐摩耗部材の補修方法。
15. 予め所定量に秤量した有機バインダーまたは所定量に秤量した有機バインダーとフラックスとを混合した材料中に、予め所定量に秤量した金属材料を混ぜて前記補修材を調製することを特徴とする請求項１４記載の耐摩耗部材の補修方法。

Images