JP5829534B2

JP5829534B2 - 溶接方法

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Publication number: JP5829534B2
Application number: JP2012012447A
Authority: JP
Inventors: 孝埴岡; 宏和門脇; 泰助伊東
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2032-01-24
Also published as: EP2808115B1; EP2808115A4; JP2013150999A; EP2808115A1; WO2013111444A1; US20150298235A1; US9862047B2

Description

本発明は、開口部を有する母材の面に肉盛溶接を行う溶接方法、および当該溶接方法に適用される蒸気発生器水室に関するものである。

特許文献１は、原子力プラントの蒸気発生器を構成する水室に設けられる管台を保守する際、管台と一次冷却水通路との間を切断した後、管台の開口部を通過する水室からの放射線を遮蔽するための遮蔽用構造体が記載されている。

特開２０１０−１９６９９号公報

特許文献１に示すように、蒸気発生器の水室は、原子力プラントの原子炉から一次冷却水が供給される部分である。この一次冷却水は放射線を帯びていることから、水室の内面は、所定厚さの肉盛溶接が施されている。また、蒸気発生器の水室は、原子炉から一次冷却水が供給される入口側水室と、原子炉に一次冷却水を戻す出口側水室とに隔壁により分割される。入口側水室は、原子炉から一次冷却水が供給される入口側管台が設けられる開口部と、メンテナンスなどにおいて作業者が出入りするマンホールをなす開口部とが設けられる。同様に、出口側水室は、原子炉に一次冷却水を戻す出口側管台が設けられる開口部と、メンテナンスなどにおいて作業者が出入りするマンホールをなす開口部とが設けられる。各開口部は、応力集中を抑制するために、水室内側の開口縁が円弧状に切削加工されている。

水室の内面に肉盛溶接する場合、エレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接が採用される。これらエレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接は、粉末状のフラックスによりシールドを行うフラックスシールドが用いられる。このエレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接は、自動溶接機により所定幅で帯状に肉盛溶接を行うものであるため、広範囲の肉盛溶接を効率的に行うことが可能である。

ところで、上述したように、エレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接は、所定幅で帯状に平行な肉盛溶接を行うものであるため、肉盛溶接の縁部が直線状に形成される。このため、水室内側における開口部の開口縁の近傍では、当該開口縁の円に沿って肉盛溶接を施すことが困難である。一方、水室の外側からは、開口部の内面に肉盛溶接が行われる。この場合、開口部の円に沿って肉盛溶接を行えるので自動溶接が可能である。ところが、水室内面の肉盛溶接が開口部の円に沿って施されていないため、自動溶接の肉盛溶接との境目を手作業によって肉盛溶接しなければならない。この結果、肉盛溶接の作業に手間がかかることになる。しかも、開口部の水室内側の開口縁が円弧状に加工されているため、フラックスが円弧に沿って落下してしまうことから、開口部の開口縁の直近まで肉盛溶接を施すことが困難であり、上述した水室の外側からの肉盛溶接との境目が大きく開くため、手作業による肉盛溶接の範囲が拡大することになる。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、開口部を有する母材に対して開口部および母材の面への肉盛溶接を効率よく行うことのできる溶接方法、および開口部を有する母材に対して開口部および母材の面への肉盛溶接を効率よく行うことのできる蒸気発生器水室を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第１発明の溶接方法は、母材の面と、前記母材に形成された開口部の内面と、前記母材の面から前記開口部の内面に連なり形成される切欠面とに連続して肉盛溶接を行う溶接方法であって、前記開口部の中心に向けて前記母材の面と一様に連続する仮溶接面を有し、かつ前記切欠面を埋没してなる突出部を前記母材に予め成形する工程と、次に、前記母材の面および前記仮溶接面に対して所定幅の帯状を並設する第一肉盛溶接を行う工程と、次に、前記開口部の内面の輪郭形状に沿うように前記突出部を前記第一肉盛溶接の一部とともに切削して前記切欠面を形成する工程と、次に、前記開口部の内面および前記切欠面に対し、前記第一肉盛溶接と連続するように前記開口部の内面の輪郭形状に沿って第二肉盛溶接を行う工程と、を含むことを特徴とする。

この溶接方法によれば、開口部の中心に向けて母材の面と一様に連続する仮溶接面を有し、かつ切欠面を埋没してなる突出部を母材に予め成形することにより、その後に母材の面および仮溶接面に対して施された第一肉盛溶接が、切欠面の上に掛かるように設けられることになる。このため、さらにその後に開口部の内面の輪郭形状に沿うように突出部を第一肉盛溶接の一部とともに切削して切欠面を形成した場合、第一肉盛溶接の開口部側の縁が、開口部の内面の輪郭形状に沿って切削される。この結果、さらにその後に開口部の内面および切欠面に対し、第一肉盛溶接と連続するように開口部の内面の輪郭形状に沿って第二肉盛溶接を行うことで、第一肉盛溶接と第二肉盛溶接とが連続するため、第一肉盛溶接と第二肉盛溶接との境目を手作業によって肉盛溶接する必要がなく、開口部を有する母材に対して開口部および母材の面への肉盛溶接を効率よく行うことができる。

また、第２の発明の溶接方法は、第１の発明において、前記突出部は、前記第一肉盛溶接の幅をＨとした場合、前記切欠面と前記母材の面との境部から前記開口部の中心に向けて、少なくともＨ^１／２の範囲に前記仮溶接面を有してなることを特徴とする。

この溶接方法によれば、切欠面と母材の面との境部から開口部の中心に向けて、少なくともＨ^１／２の範囲に仮溶接面を有することで、境部に掛かるように第一肉盛溶接を施すことができる。この結果、切欠面を形成した場合、第一肉盛溶接の開口部側の縁が開口部の内面の輪郭形状に沿って切削され、その後の第二肉盛溶接を第一肉盛溶接と確実に連続するように施すことができる。しかも、Ｈ^１／２の範囲に仮溶接面を有するように突出部を成形した場合、上記効果とともに、突出部の切削量を最小限とすることで、切欠面の加工を効率的に行うことができる。

また、第３の発明の溶接方法は、第１または第２の発明において、前記突出部は、前記仮溶接面から前記開口部の内面に繋がる角部を有して形成され、前記第一肉盛溶接を行う工程では、前記角部に掛かり前記開口部の少なくとも周囲を覆うタブを設けることを特徴とする。

この溶接方法によれば、第一肉盛溶接にフラックスシールドによる溶接を採用した場合に、タブにより開口部からフラックスが落下する事態を防ぐため、第一肉盛溶接を突出部の仮溶接面全体に施すことができる。しかも、タブは、突出部の仮溶接面から開口部の内面に繋がる角部に掛かるようにして設けられるため、安定して配置することができ、フラックスの開口部からの落下を十分に防ぐことができる。

また、第４の発明の溶接方法は、第１または第２の発明において、前記突出部は、前記仮溶接面から前記開口部の中心に向かって延在し、前記開口部の少なくとも周囲を覆うタブが一体に成形されていることを特徴とする。

この溶接方法によれば、第一肉盛溶接にフラックスシールドによる溶接を採用した場合に、タブにより開口部からフラックスが落下する事態を防ぐため、第一肉盛溶接を突出部の仮溶接面全体に施すことができる。

また、第５の発明の溶接方法は、第３または第４の発明において、前記タブの中央に開口穴が設けられ、前記第一肉盛溶接を行う工程では、当該開口穴を閉塞する蓋を設けることを特徴とする。

この溶接方法によれば、第一肉盛溶接にフラックスシールドによる溶接を採用した場合に、タブおよび蓋により開口部からフラックスが落下する事態を防ぐため、第一肉盛溶接を突出部の仮溶接面全体に施すことができる。

上述の目的を達成するために、第６の発明の蒸気発生器水室は、中空密閉形状をなす胴部内に、一次冷却水が流動する逆Ｕ字形状の複数の伝熱管からなる伝熱管群が配設されており、前記胴部内に二次冷却水を給水して前記複数の伝熱管内を流れる一次冷却水との間で熱交換を行う蒸気発生器に係り、前記胴部の下端部に設けられて一次冷却水が給水される入口側管台および作業用のマンホールが設けられて前記複数の伝熱管の一端部に連通する入口側水室と、前記胴部の下端部に設けられて一次冷却水を排出する出口側管台および作業用のマンホールが設けられて前記複数の伝熱管の他端部に連通する出口側水室とを有する蒸気発生器水室において、各前記水室の内面と、前記入口側管台、前記出口側管台および各前記マンホールをなす開口部の内面と、前記水室の内面から前記開口部の内面に連なり形成される切欠面とに連続して所定厚さの肉盛溶接が施される以前に、前記開口部の中心に向けて前記水室の内面と一様に連続する仮溶接面を有し、かつ前記水室の内面から前記開口部の内面に連なり形成される切欠面を埋没してなる突出部が成形されることを特徴とする。

この蒸気発生器水室によれば、開口部の中心に向けて水室の内面と一様に連続する仮溶接面を有し、かつ切欠面を埋没してなる突出部を水室に予め成形することにより、水室の内面および仮溶接面に対して施された第一肉盛溶接が、切欠面の上に掛かるように設けられることになる。このため、さらにその後に開口部の内面の輪郭形状に沿うように突出部を第一肉盛溶接の一部とともに切削して切欠面を形成することで、第一肉盛溶接の開口部側の縁が、開口部の内面の輪郭形状に沿って切削される。この結果、さらにその後に開口部の内面および切欠面に対し、第一肉盛溶接と連続するように開口部の内面の輪郭形状に沿って第二肉盛溶接を行うことで、第一肉盛溶接と第二肉盛溶接とが連続するため、第一肉盛溶接と第二肉盛溶接との境目を手作業によって肉盛溶接する必要がなく、開口部を有する水室に対して開口部および水室の内面への肉盛溶接を効率よく行うことができる。

本発明によれば、開口部を有する母材に対して開口部および母材の面への肉盛溶接を効率よく行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図２は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図３は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図４は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図５は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図６は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図７は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図８は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図９は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図１０は、本発明の実施の形態に係る溶接方法の工程図である。図１１は、蒸気発生器の構成を示す説明図である。図１２は、本発明の実施の形態に係る溶接方法が適用される蒸気発生器水室の平面図である。図１３は、図１２のＡ−Ａ断面図である。図１４は、蒸気発生器が適用される原子力設備の一例を示す概略図である。

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１１は、蒸気発生器の構成を示す説明図であり、図１２は、本実施の形態に係る溶接方法が適用される蒸気発生器水室の平面図であり、図１３は、図１２のＡ−Ａ断面図であり、図１４は、蒸気発生器が適用される原子力設備の一例を示す概略図である。

図１１に示すように、蒸気発生器１０１は、胴部１０２を有している。胴部１０２は、上下方向に延在され、かつ密閉された中空円筒形状をなし、上半部に対して下半部が若干小径とされている。胴部１０２は、その下半部内に、当該胴部１０２の内壁面と所定間隔をもって配置された円筒形状をなす管群外筒１０３が設けられている。この管群外筒１０３は、その下端部が、胴部１０２の下半部内の下方に配置された管板１０４近傍まで延設されている。管群外筒１０３内には、伝熱管群１０５Ａが設けられている。伝熱管群１０５Ａは、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管１０５からなる。伝熱管群１０５Ａは、その上端部に、伝熱管１０５の上述した逆Ｕ字形状の円弧部が配置されている。伝熱管１０５は、中央から外側に向けて円弧部の径が大きなものを配列した伝熱管層を構成し、この伝熱管層を、重ねつつ径を変えることで、伝熱管群１０５Ａの上端部を半球形状に形成している。この伝熱管群１０５Ａの半球形状部分は、各伝熱管層の円弧部の間に、一次冷却水が各伝熱管１０５内を通過する際に発生し得る流体励起振動を抑制するための振止部材１０５ａが設けられている。そして、各伝熱管１０５は、Ｕ字形状の円弧部を上方に向け、下端部が管板１０４の管穴１０４ａに挿通支持されているとともに、中間部が複数の管支持板１０６を介して管群外筒１０３に支持されている。管支持板１０６は、多数の管穴１０６ａが形成されており、この管穴１０６ａに各伝熱管１０５が挿通されることで各伝熱管１０５を支持する。

胴部１０２は、その下端部に水室１０７が設けられている。水室１０７は、図１１〜図１３に示すように、内部が隔壁１０８により入口側水室１０７Ａと出口側水室１０７Ｂとに区画されている。入口側水室１０７Ａは、各伝熱管１０５の一端部が連通され、出口側水室１０７Ｂは、各伝熱管１０５の他端部が連通されている。また、入口側水室１０７Ａは、胴部１０２の外部に通じる入口側管台１０７Ａａが形成され、出口側水室１０７Ｂは、胴部１０２の外部に通じる出口側管台１０７Ｂａが形成されている。そして、入口側管台１０７Ａａは、加圧水型原子炉から一次冷却水が送られる冷却水配管（図示せず）が連結され、出口側管台１０７Ｂａは、熱交換された後の一次冷却水を加圧水型原子炉に送る冷却水配管（図示せず）が連結される。また、入口側水室１０７Ａおよび出口側水室１０７Ｂは、保守や点検時に作業者が水室１０７内に進入することのできる作業用のマンホール１０７Ａｂ，１０７Ｂｂが形成されている。本実施の形態の溶接方法では、上記水室１０７を母材１とし、入口側管台１０７Ａａ、出口側管台１０７Ｂａおよび各マンホール１０７Ａｂ，１０７Ｂｂをなす部分を開口部２とする。

胴部１０２は、その上半部内に、給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器１０９、および分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器１１０が設けられている。気水分離器１０９と伝熱管群１０５Ａとの間には、外部から胴部１０２内に二次冷却水の給水を行う給水管１１１が挿入されている。さらに、胴部１０２は、その上端部に、蒸気排出口１１２が形成されている。また、胴部１０２は、その下半部内に、給水管１１１からこの胴部１０２内に給水された二次冷却水を、胴部１０２と管群外筒１０３との間を流下させて管板１０４にて折り返させ、伝熱管群１０５Ａに沿って上昇させる給水路１１３が形成されている。なお、蒸気排出口１１２は、タービンに蒸気を送る冷却水配管（図示せず）が連結され、給水管１１１は、タービンで使用された蒸気が復水器（図示せず）で冷却された二次冷却水を供給するための冷却水配管（図示せず）が連結される。

また、上述した蒸気発生器１０１は、図１４に示すように、原子力設備１２０に適用される。図１４に示す原子力設備１２０は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。この原子力設備１２０は、原子炉容器１２１、加圧器１２２、蒸気発生器１０１およびポンプ１２３が、一次冷却水管１２４により順次連結されて、一次冷却水の循環経路が構成されている。また、蒸気発生器１０１とタービン（図示省略）との間には、二次冷却水の循環経路が構成されている。

原子炉容器１２１は、燃料集合体（図示省略）が挿抜できるように、容器本体１２１ａとその上部に装着される容器蓋１２１ｂとにより構成されている。容器蓋１２１ｂは、容器本体１２１ａに対して開閉可能に設けられている。容器本体１２１ａは、上方が開口し、下方が半球形状とされて閉塞された円筒形状をなし、上部に一次冷却水としての軽水を給排する入口側管台１２１ｃおよび出口側管台１２１ｄが設けられている。出口側管台１２１ｄは、蒸気発生器１０１の入口側管台１０７Ａａに連通するように一次冷却水管１２４が接続されている。また、入口側管台１２１ｃは、蒸気発生器１０１の出口側管台１０７Ｂａに連通するように一次冷却水管１２４が接続されている。

この原子力設備１２０では、一次冷却水が原子炉容器１２１にて加熱されて高温・高圧となり、加圧器１２２にて加圧されて圧力を一定に維持されつつ、一次冷却水管１２４を介して蒸気発生器１０１に供給される。蒸気発生器１０１では、加熱された一次冷却水は、入口側水室１０７Ａに送られ、多数の伝熱管１０５内を通って循環して出口側水室１０７Ｂに至る。一方、復水器で冷却された二次冷却水は、給水管１１１に送られ、胴部１０２内の給水路１１３を通って伝熱管群１０５Ａに沿って上昇する。このとき、胴部１０２内で、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われる。そして、冷やされた一次冷却水は出口側水室１０７Ｂから加圧水型原子炉に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部１０２内を上昇し、気水分離器１０９で蒸気と熱水とに分離される。そして、分離された蒸気は、湿分分離器１１０で湿分が除去されて蒸気排出口１１２からタービンに送られる。タービンは、二次冷却水の蒸気により駆動される。そして、タービンの動力が発電機（図示省略）に伝達されて発電される。タービンの駆動に供された蒸気は、凝縮して水となり蒸気発生器１０１に供給される。一方、蒸気発生器１０１で熱交換後の一次冷却水は、一次冷却水管１２４を介してポンプ１２３側に回収される。

図１〜図１０は、本実施の形態に係る溶接方法の工程図である。本実施の形態の溶接方法は、図８に示すように、円形状の開口部２を有する母材１に対し、母材１の内面１ａおよび開口部２の内面２ａに連続して第一肉盛溶接５および第二肉盛溶接６を施す。本実施の形態の溶接方法の適用対象は、上述した蒸気発生器１０１の水室１０７であり、当該水室１０７を母材１とし、この水室１０７には、入口側管台１０７Ａａ、出口側管台１０７Ｂａおよび各マンホール１０７Ａｂ，１０７Ｂｂをなすように円形状の開口部２が形成されている。また、本実施の形態の溶接方法の適用対象としては、上述した原子炉容器１２１の容器本体１２１ａを母材１としてもよく、この容器本体１２１ａには、入口側管台１２１ｃおよび出口側管台１２１ｄをなすように円形状の開口部２が形成されている。

ここで、図８に示すように、開口部２は、応力集中を抑制するために、母材１の内面１ａと連なる開口縁に円弧状の切欠面Ｒが切削加工される。そして、この切欠面Ｒを含め、母材１の内面１ａおよび開口部２の内面２ａに連続して第一肉盛溶接５および第二肉盛溶接６を施す。なお、切欠面Ｒは、円弧状に限らずテーパ状に形成されてもよい。

まず、第一肉盛溶接５および第二肉盛溶接６に先立ち、図１および図２に示すように、開口部２の中心Ｃに向けて母材１の内面１ａから一様に連続する仮溶接面３ａを有した突出部３を予め成形する。突出部３は、切欠面Ｒを埋没して成形されている。図１および図２において符号４は、母材１の内面１ａと切欠面Ｒとが連なる境部であり、開口部２の中心Ｃを基準とする円の軌跡に沿っている。突出部３の仮溶接面３ａは、この境部４から開口部２の中心Ｃに向けて形成されている。

次に、図３および図４に示すように、第一肉盛溶接５を行う。第一肉盛溶接５は、エレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接が採用される。これらエレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接は、粉末状のフラックスによりシールドを行うフラックスシールドが用いられる。このエレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接は、自動溶接機により所定幅Ｈで帯状に肉盛溶接を行い、その帯状を並設するもので、広範囲の肉盛溶接を効率的に行うことが可能である。この第一肉盛溶接５は、母材１の内面１ａおよび仮溶接面３ａに対して施される。なお、第一肉盛溶接５は、図３において１層で示されているが、決められた肉盛厚さに応じて複数層であってもよい。

この第一肉盛溶接５は、上述した母材１の内面１ａから境部４を超えて仮溶接面３ａに施される。ただし、第一肉盛溶接５の幅Ｈが仮溶接面３ａの中心Ｃ側の縁からはみ出す場合は、フラックスが仮溶接面３ａから落下するため、第一肉盛溶接５を施すことが困難となる。そこで、第一肉盛溶接５の幅Ｈに応じ、母材１の内面１ａから境部４を超えるように仮溶接面３ａに第一肉盛溶接５を施し、かつ仮溶接面３ａの中心Ｃ側の縁から第一肉盛溶接５がはみ出さないようにするため、境部４から開口部２の中心Ｃに向けた仮溶接面３ａの最小範囲Ｓを設定する。

この最小範囲Ｓは、第一肉盛溶接５の幅Ｈを１辺とする正方形が、境部４から開口部２の中心Ｃに向けた仮溶接面３ａに収まるようにすればよい。そして、第一肉盛溶接５の幅Ｈを１辺とする正方形が、円形状の開口部２の中心Ｃを通過する仮想線を対角線とする位置にある場合が最小範囲Ｓとなる。すなわち、最小範囲Ｓは、Ｈ^１／２となる。この結果、突出部３は、第一肉盛溶接５の幅Ｈに対し、切欠面Ｒと母材１の内面１ａとの境部４から開口部２の中心Ｃに向けて、少なくともＨ^１／２の範囲に仮溶接面３ａを有してなる。例えば、第一肉盛溶接５の幅Ｈが７５ｍｍの場合、最小範囲Ｓはおよそ１０６ｍｍとなる。ただし、第一肉盛溶接５の施工の容易性を考慮し、境部４から開口部２の中心Ｃに向けた仮溶接面３ａの範囲を１３０ｍｍ程度にすることが好ましい。なお、本実施の形態では、仮溶接面３ａの中心Ｃ側の縁が開口部２の内面２ａと一致して示しているが、境部４の位置および第一肉盛溶接５の幅Ｈに応じて最小範囲Ｓが決まるため、仮溶接面３ａの中心Ｃ側の縁が開口部２の内面２ａよりも中心Ｃ側に向けて迫り出した位置にあったり、開口部２の内面２ａよりも境部４寄りに引き込んだ位置にあったりする。

次に、図５および図６に示すように、開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿うように突出部３を第一肉盛溶接５の一部とともに切削して切欠面Ｒを形成する。切欠面Ｒは、上記境部４までが切削され、同時に、第一肉盛溶接５は、境部４に沿って切削される。この結果、第一肉盛溶接５が、開口部２の中心Ｃを基準とした円に沿って切削されることになる。

次に、図７および図８に示すように、第二肉盛溶接６を行う。第二肉盛溶接６は、開口部２の内面２ａおよび切欠面Ｒに対し、第一肉盛溶接５と連続するように開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿って施される。第二肉盛溶接６は、ＴＩＧ溶接が採用される。この場合、開口部２の中心Ｃを基準とした円に沿って溶接を行えるので自動溶接が可能である。なお、第二肉盛溶接６は、ＴＩＧ溶接に替えてＭＩＧ溶接が採用されてもよい。この第二肉盛溶接６は、図７に示すように、第一肉盛溶接５に一部重なる重なり部６ａを有するように施され、その後、図８に示すように、重なり部６ａを切削されることで、第一肉盛溶接５と連続する一様な厚さとされる。また、第二肉盛溶接６は、図７および図８において１層で示されているが、第一肉盛溶接５と同様に、決められた肉盛厚さに応じて複数層であってもよい。

このように、本実施の形態の溶接方法は、母材１の内面１ａと、母材１に形成された開口部２の内面２ａと、母材１の内面１ａから開口部２の内面２ａに連なり形成される切欠面Ｒとに連続して肉盛溶接を行う溶接方法であって、開口部２の中心Ｃに向けて母材１の内面１ａと一様に連続する仮溶接面３ａを有し、かつ切欠面Ｒを埋没してなる突出部３を母材１に予め成形する工程と、次に、母材１の内面１ａおよび仮溶接面３ａに対して所定幅の帯状を並設する第一肉盛溶接５を行う工程と、次に、開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿うように突出部３を第一肉盛溶接５の一部とともに切削して切欠面Ｒを形成する工程と、次に、開口部２の内面２ａおよび切欠面Ｒに対し、第一肉盛溶接５と連続するように開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿って第二肉盛溶接６を行う工程とを含む。

この溶接方法によれば、開口部２の中心Ｃに向けて母材１の内面１ａと一様に連続する仮溶接面３ａを有し、かつ切欠面Ｒを埋没してなる突出部３を母材１に予め成形することにより、その後に母材１の内面１ａおよび仮溶接面３ａに対して施された第一肉盛溶接５が、切欠面Ｒの上に掛かるように設けられることになる。このため、さらにその後に開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿うように突出部３を第一肉盛溶接５の一部とともに切削して切欠面Ｒを形成した場合、第一肉盛溶接５の開口部２側の縁が、開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿って切削される。この結果、さらにその後に開口部２の内面２ａおよび切欠面Ｒに対し、第一肉盛溶接５と連続するように開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿って第二肉盛溶接６を行うことで、第一肉盛溶接５と第二肉盛溶接６とが連続するため、第一肉盛溶接５と第二肉盛溶接６との境目を手作業によって肉盛溶接する必要がなく、開口部２を有する母材１に対して開口部２および母材１の内面１ａ，２ａへの肉盛溶接を効率よく行うことが可能になる。

また、本実施の形態の溶接方法では、突出部３は、第一肉盛溶接５の幅をＨとした場合、切欠面Ｒと母材１の内面１ａとの境部４から開口部２の中心Ｃに向けて、少なくともＨ^１／２の範囲に仮溶接面３ａを有してなる。

この溶接方法によれば、切欠面Ｒと母材１の内面１ａとの境部４から開口部２の中心Ｃに向けて、少なくともＨ^１／２の範囲に仮溶接面３ａを有することで、境部４に掛かるように第一肉盛溶接５を施すことができる。この結果、切欠面Ｒを形成した場合、第一肉盛溶接５の開口部２側の縁が開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿って切削され、その後の第二肉盛溶接６を第一肉盛溶接５と確実に連続するように施すことが可能になる。しかも、Ｈ^１／２の範囲に仮溶接面３ａを有するように突出部３を成形した場合、上記効果とともに、突出部３の切削量を最小限とすることで、切欠面Ｒの加工を効率的に行うことが可能になる。

ところで、本実施の形態の溶接方法において、図９に示すように、突出部３は、仮溶接面３ａから開口部２の内面２ａに繋がる角部３ｂを有して形成されている。そして、第一肉盛溶接５を行う工程では、角部３ｂに掛かるようにして開口部２の少なくとも周囲を覆うタブ７を設けることが好ましい。

この溶接方法によれば、第一肉盛溶接５にエレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接を採用した場合に、タブ７により開口部２からフラックスが落下する事態を防ぐため、第一肉盛溶接５を突出部３の仮溶接面３ａ全体に施すことが可能になる。しかも、タブ７は、突出部３の仮溶接面３ａから開口部２の内面２ａに繋がる角部３ｂに掛かるようにして設けられるため、安定して配置することが可能である。切欠面Ｒを形成してから第一肉盛溶接５を行うと、タブ７の配置が不安定となり、フラックスの開口部２からの落下を十分に防ぐことが難しい。なお、図には明示しないが、タブ７は、開口部２を完全に覆うように設けてもよい。

また、本実施の形態の溶接方法において、図１０に示すように、突出部３は、仮溶接面３ａから開口部２の中心Ｃに向かって延在し、開口部２の少なくとも周囲を覆うタブ７が一体に成形されていてもよい。

この溶接方法によれば、第一肉盛溶接５にエレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接を採用した場合に、タブ７により開口部２からフラックスが落下する事態を防ぐため、第一肉盛溶接５を突出部３の仮溶接面３ａ全体に施すことが可能になる。なお、図には明示しないが、タブ７は、開口部２を完全に覆うように設けてもよい。

また、本実施の形態の溶接方法において、図９および図１０に示すように、タブ７の中央に開口穴７ａが設けられ、第一肉盛溶接５を行う工程では、開口穴７ａを閉塞する蓋８を設けることが好ましい。

この溶接方法によれば、第一肉盛溶接５にエレクトロスラグ溶接またはサブマージアーク溶接を採用した場合に、タブ７および蓋８により開口部２からフラックスが落下する事態を防ぐため、第一肉盛溶接５を突出部３の仮溶接面３ａ全体に施すことが可能になる。

また、本実施の形態の蒸気発生器水室は、入口側水室１０７Ａおよび出口側水室１０７Ｂの内面１ａと、入口側管台１０７Ａａ、出口側管台１０７Ｂａおよび各マンホール１０７Ａｂ，１０７Ｂｂをなす開口部２の内面２ａと、水室１０７Ａ，１０７Ｂの内面１ａから開口部２の内面２ａに連なり形成される切欠面Ｒとに連続して所定厚さの肉盛溶接が施される以前に、開口部２の中心Ｃに向けて水室１０７Ａ，１０７Ｂの内面１ａと一様に連続する仮溶接面３ａを有し、かつ水室１０７Ａ，１０７Ｂの内面１ａから開口部２の内面２ａに連なり形成される切欠面Ｒを埋没してなる突出部３が成形される。

この蒸気発生器水室によれば、開口部２の中心Ｃに向けて水室１０７Ａ，１０７Ｂの内面１ａと一様に連続する仮溶接面３ａを有し、かつ切欠面Ｒを埋没してなる突出部３を水室１０７Ａ，１０７Ｂに予め成形することにより、水室１０７Ａ，１０７Ｂの内面１ａおよび仮溶接面３ａに対して施された第一肉盛溶接５が、切欠面Ｒの上に掛かるように設けられることになる。このため、さらにその後に開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿うように突出部３を第一肉盛溶接５の一部とともに切削して切欠面Ｒを形成することで、第一肉盛溶接５の開口部２側の縁が、開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿って切削される。この結果、さらにその後に開口部２の内面２ａおよび切欠面Ｒに対し、第一肉盛溶接５と連続するように開口部２の内面２ａの輪郭形状に沿って第二肉盛溶接６を行うことで、第一肉盛溶接５と第二肉盛溶接６とが連続するため、第一肉盛溶接５と第二肉盛溶接６との境目を手作業によって肉盛溶接する必要がなく、開口部２を有する水室１０７Ａ，１０７Ｂに対して開口部２および水室１０７Ａ，１０７Ｂの内面１ａ，２ａへの肉盛溶接を効率よく行うことが可能になる。

１母材
１ａ内面
２開口部
２ａ内面
３突出部
３ａ仮溶接面
３ｂ角部
４境部
５第一肉盛溶接
６第二肉盛溶接
７タブ
７ａ開口穴
８蓋
１０１蒸気発生器
１０５伝熱管
１０５Ａ伝熱管群
１０７水室
１０７Ａ入口側水室
１０７Ａａ入口側管台
１０７Ａｂマンホール
１０７Ｂ出口側水室
１０７Ｂａ出口側管台
１０７Ｂｂマンホール
Ｃ開口部の中心
Ｈ幅
Ｒ切欠面
Ｓ最小範囲

Claims

母材の面と、前記母材に形成された開口部の内面と、前記母材の面から前記開口部の内面に連なり形成される切欠面とに連続して肉盛溶接を行う溶接方法であって、
前記開口部の中心に向けて前記母材の面と一様に連続する仮溶接面を有し、かつ前記切欠面を埋没してなる突出部を前記母材に予め成形する工程と、
次に、前記母材の面および前記仮溶接面に対して所定幅の帯状を並設する第一肉盛溶接を行う工程と、
次に、前記開口部の内面の輪郭形状に沿うように前記突出部を前記第一肉盛溶接の一部とともに切削して前記切欠面を形成する工程と、
次に、前記開口部の内面および前記切欠面に対し、前記第一肉盛溶接と連続するように前記開口部の内面の輪郭形状に沿って第二肉盛溶接を行う工程と、
を含むことを特徴とする溶接方法。
前記突出部は、前記第一肉盛溶接の幅をＨとした場合、前記切欠面と前記母材の面との境部から前記開口部の中心に向けて、少なくともＨ^１／２の範囲に前記仮溶接面を有してなることを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。
前記突出部は、前記仮溶接面から前記開口部の内面に繋がる角部を有して形成され、前記第一肉盛溶接を行う工程では、前記角部に掛かり前記開口部の少なくとも周囲を覆うタブを設けることを特徴とする請求項１または２に記載の溶接方法。
前記突出部は、前記仮溶接面から前記開口部の中心に向かって延在し、前記開口部の少なくとも周囲を覆うタブが一体に成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の溶接方法。
前記タブの中央に開口穴が設けられ、前記第一肉盛溶接を行う工程では、当該開口穴を閉塞する蓋を設けることを特徴とする請求項３または４に記載の溶接方法。