JP5800561B2 - テンパービード溶接補修方法 - Google Patents
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Description
管台は原子炉容器に複数本貫通されているため、スペースの問題などにより特許文献1に記載のような当て材を用いることもできない。
通常の溶接では、溶接方向を一方向としてビードを重ねて形成する。しかしながら、上記のような形状の開先では、壁面18にもビード31を形成するため、壁面の両端部で、図25の破線で囲うようなつまりが生じてしまう。テンパービード溶接では、初層上に残層を積層し、残層の溶接熱によって熱影響部を焼き戻すが、ビードのつまりが生じた部分では、熱影響部に溶接熱が伝達されにくくなり、焼き戻しされない部分が残留することになる。
上記発明の一態様によれば、初層形成時の第1パスを被溶接面の中心側に形成する。これによって、貫通孔栓上に第1パスのビードを形成することができるため、容器(母材)への熱影響を抑制することができる。一方、残層形成時の第1パスは、初層の最外周ビードの内周形状に沿って溶接狙い位置が定められているため、初層の最外周に形成された熱影響部へ溶接熱が伝達されやすくなる。それによって、熱影響部端部での焼き戻し効果が大きくなる。
管台2は、ステンレス鋼やNi基合金などの材料からなる管状部材であり、環境により原子炉容器1との溶接部6にて応力腐食割れ等の損傷が生じ得る。損傷が成長して大きくなると原子炉容器内の炉水が原子炉容器外へリークする恐れがある。そこで、このリークは種々の検出器により常時監視し、また定期検査時などにも検出される。リークが検出されると、このリークの防止対策が施されることになる。
本実施形態に係るテンパービード溶接補修方法は、原子炉容器1の外面側から補修する方法であり、管台切断除去工程と、貫通孔栓挿入工程と、肉盛溶接工程とを備えている。図3は、図2に示された構造体に管台切断除去工程を施した後の貫通孔周辺の断面図である。図4は、図3に示された構造体に貫通孔栓挿入工程、肉盛溶接工程を施した後の貫通孔周辺の断面図である。
(1)図5
初層形成段階では、溶接トーチ13を第1中心に対して回転させて走査し、下半球鏡3の外表面(被溶接面)上に径の異なる円形のビードを面方向に順次重ねて、初層を形成する。第1中心は、予定される被溶接面の中心と同軸とされる。下半球鏡3の外表面は、水平方向に対して傾斜している。このような傾斜面に溶接を施すと、図5に示すように、重力の影響により、ビードが溶接狙い位置よりも傾斜面下方向に垂れて形成される。これに伴い、熱影響部の端部も溶接狙い位置の円軌道からずれて形成される。
残層形成段階では、溶接トーチ13を第2中心に対して回転させて走査し、初層上に径の異なる円形のビードを重ねて残層を形成する。残層は複数の層が積層された構成とされることが好ましい。残層の最外周ビードの溶接狙い位置は、図6に示すように下地となる層の最外周ビードの内周形状に沿うように設定する。内周形状に沿うように溶接狙い位置を設定することにより、下地となる層の最外周ビードが重力の影響で溶接狙い位置の円軌道からずれた位置に形成された場合であっても、熱影響部の端部により近い位置で、熱影響の端部との距離を略一定に保ちつつ、残層の最外周ビードを形成することができる。これによって、残層形成時の溶接熱が熱影響部に届きやすくするとともに、場所による熱のかかり具合のバラツキを抑えることができる。
図7に、従来の溶接方法を示す。残層のビードを第1中心と同様の円軌道で溶接すると、残層の最外周ビードの狙い位置が、熱影響部の端部から遠くなるため、熱影響部の端部に熱が届きにくくなる。
図8に示すように、第2パス以降で形成されたビードは、前のパスで形成されたビードに一部重ねられる。そのため、隣接するビードが重なった部分では、溶接熱が前のパスで形成されたビードを介して下地層へと伝達される。これによって、母材の深さ方向への熱影響範囲は狭くなる。一方、第1パスで形成されたビードは、前のパスで形成されたビードと重なることなく母材上に置かれるため、溶接熱が直接下地へと伝達される。すなわち、第1パスの溶接熱が最も下地層へ伝達されやすい。
本実施形態に係るテンパービード溶接補修方法は、初層形成段階及び残層形成段階が異なる以外は、第1実施形態と同様の工程を備えている。
本実施形態では、初層のビードが重力の影響によって傾斜面の傾斜下方向に移動する距離を予測し、移動後のビードが第2中心に対する円軌道と重なるよう第1中心を定める。初層のビードが移動する距離は、傾斜面の傾斜角度、溶接トーチの回転半径、供給する溶加材の種類などに基づいて予測すると良い。第2中心は、予定される被溶接面の中心と同軸とする。
参考実施形態に係るテンパービード溶接補修方法は、原子炉容器の内面から補修する方法であり、開先形成工程と、壁面溶接工程と、を備えている。図13〜図17を参照して、参考実施形態に係るテンパービード溶接補修方法を説明する。図13は、補修部分の上面図である。図14は、図13のA−A断面図である。図15は、図14のB−B断面図である。図16は、図13のC−C断面図である。図17は、ビードを形成した後の開先を例示する斜視図である。
次に、トーチ角度や溶加材23の溶接トーチ22に対する位置は現状を維持した状態で、溶接トーチ22を、壁面18に向け、走査方向を壁面18の一端部側から他端部側へと変更し、1パスで形成されるビードのうち壁面上に置かれる部分を形成する。溶接方向を変更したことで、溶加材23は、溶接方向前方から送給されることになる。
その後、溶接トーチ22を、壁面18に隣接するオーバーレイ層7に向け、走査方向を壁面18に交わる方向へと変更し、1パスで形成されるビードのうち壁面上に置かれた部分から終端までを形成する。
2 管台
3 下半球鏡
4 貫通孔
5 バタリング層
6 溶接部
7 オーバーレイ層
8 内表面
9 外表面
10 切断部
11 貫通孔栓
12 溶接座
13、22 溶接トーチ
14 新設管台
15 孔
16 スリーブ
17 開先
18 壁面
19 (開先の)底部
20 (底部の)ビード
21 (壁面の)ビード
23 溶加材
Claims (2)
- 溶接後熱処理を要する材料からなる容器の水平方向に対して傾斜した傾斜部に設けられた鉛直方向に貫通する貫通孔と、該貫通孔に挿入された管状部材と、の接合部に発生した損傷を溶接によって補修する溶接補修方法であって、
前記傾斜部の内表面と前記傾斜部の外表面との間で前記管状部材を切断し、切断された前記外表面側に突出している前記管状部材を取り除く管状部材切断除去工程と、
前記管状部材を取り除いた後の前記貫通孔を塞ぐように形成された貫通孔栓を、前記外表面側から前記貫通孔へ挿入する貫通孔栓挿入工程と、
前記容器と前記貫通孔栓とを前記外表面において肉盛溶接する肉盛溶接工程と、
前記貫通孔栓、既設の管台、及び前記接合部を除去し、前記傾斜部に鉛直方向に開口する孔を加工する孔加工工程と、
前記孔に新設管台を挿入し、前記孔と前記新設管台を溶接により接合する新設管台接合工程と、
を備え、
前記肉盛溶接工程が、
溶接トーチを第1中心に対して回転させて円軌道で走査し、前記外表面上に径の異なる円形のビードを重ねて初層を形成する初層形成段階と、
前記溶接トーチを第2中心に対して回転させて円軌道で走査し、前記初層上に径の異なる円形のビードを重ねて残層を形成する残層形成段階と、
を含み、
前記残層形成段階において、前記残層の最外周ビードの溶接狙い位置を、下地となる層の最外周ビードの内周形状に沿うよう設定するテンパービード溶接補修方法。 - 前記溶接トーチの前記第1中心からの距離をパス毎に順次長くし、円の中心側から外周側に向けてビードを重ねて前記初層を形成し、
前記溶接トーチの前記第2中心からの距離をパス毎に順次短くし、円の外周側から中心側に向けてビードを重ねて前記残層を形成する請求項1に記載のテンパービード溶接補修方法。
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