JP6071867B2 - Repair welding method and repair weld structure of welded part - Google Patents
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本発明は、溶接部分の補修溶接方法及び補修溶接構造に関するもので、例えば、火力発電所に設置された陸用ボイラの大口径配管の溶接部分等、熱の影響を受ける配管の補修に好適な溶接部分の溶接方法及び補修溶接構造に関する。 The present invention relates to a repair welding method and repair weld structure of a welded portion, and is suitable for repairing piping affected by heat, such as a welded portion of a large-diameter piping of a land boiler installed in a thermal power plant. The present invention relates to a welding method of a welded portion and a repair welding structure.
火力発電所に設置された陸用ボイラの大口径配管の溶接部分は、定期的に組織検査、超音波検査等の非破壊検査が行われ、その結果に基づいて、欠陥部分は補修溶接が行われている。補修溶接は、欠陥部分を両側または片側から切除し、その切除した部分に肉盛り溶接を施すのが一般的である。
また、第1の母材と第2の母材とを突き合わせ溶接した溶接部分の補修溶接方法として、第1の母材との境界部及び第2の母材との境界部の両者を含むとともに、第1の母材及び第2の母材の表面から厚み方向に深さを有する領域を当該領域の底面が前記表面に沿うように切除した後、当該領域を肉盛り溶接する溶接部分の補修溶接方法が公知である(例えば、特許文献1参照)。
また、第1の母材と第2の母材とを母材の成分と近い溶接材料で溶接された溶接部分の補修方法として、溶融、固化した後のクリープ延性が母材よりも大きい材料(例えば、母材よりも炭素の含有量が少ない材料)で肉盛り溶接する溶接部分の補修溶接方法が公知である(例えば、特許文献2参照)。
Non-destructive inspections such as structural inspection and ultrasonic inspection are regularly performed on welded parts of large-diameter piping of land boilers installed in thermal power plants, and repair welding is performed on defective parts based on the results. It has been broken. In repair welding, a defective portion is generally excised from both sides or one side, and build-up welding is performed on the excised portion.
In addition, as a repair welding method for the welded portion where the first base material and the second base material are butt welded, both the boundary portion with the first base material and the boundary portion with the second base material are included. After repairing the welded portion where the region having a depth in the thickness direction from the surfaces of the first base material and the second base material is excised so that the bottom surface of the region is along the surface, the region is welded by overlay welding A welding method is known (see, for example, Patent Document 1).
Further, as a repair method for a welded portion in which the first base material and the second base material are welded with a welding material close to the base material component, a material having a larger creep ductility after melting and solidification than the base material ( For example, a repair welding method for a welded portion that is build-up welded with a material having a carbon content smaller than that of a base material is known (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、溶接部分の補修溶接によっても母材や溶接金属に新たに熱が加わり、母材や溶接金属に熱影響部(HAZ(Heat Affected Zone))が形成されるので、意図しない強度低下を招くことがある。
本発明は、上記実情を鑑みて、補修溶接による強度低下を抑制できる溶接部分の補修溶接方法及び補修溶接構造を提供することを目的とする。
However, since heat is newly applied to the base material and the weld metal even by repair welding of the welded portion, and a heat affected zone (HAZ (Heat Affected Zone)) is formed in the base material and the weld metal, unintended strength reduction is caused. Sometimes.
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a repair welding method and a repair weld structure for a welded portion that can suppress a decrease in strength due to repair welding.
本発明は、中空筒状の第1の管材と中空筒状の第2の管材とを第1の溶接材料を周方向に施して突き合わせ溶接した溶接部分の補修溶接方法であって、前記第1の溶接材料は、前記第1の管材及び前記第2の管材と同一材料を用い、前記溶接部分に生じた欠陥を前記第1の管材または前記第2の管材の少なくとも一方を含めて切除するステップと、該切除するステップの次に、切除した領域に前記切除した管材及び前記第1の溶接材料の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する第2の溶接材料で肉盛り溶接するステップとを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、第1の管材と第2の管材とに内圧と熱が作用した場合に第2の溶接材料で肉盛り溶接された部分がほかの部分よりも膨張する。これにより、一部(第2の溶接材料で肉盛り溶接された部分)が欠落した円環状をなす部分には圧縮応力が生じる。この圧縮応力は、第1の管材と第2の管材とにおいて内圧と熱により周方向に生じる引っ張り応力(フープ応力)を緩和する。これにより、溶接による熱影響部に作用する作用応力が低減される。したがって、本発明の溶接部分の補修溶接方法によれば、補修溶接による強度低下を抑制できる。
The present invention provides a repair welding method of the welded parts obtained by a hollow cylindrical first tubular material of the hollow cylindrical second tubular member is subjected to a first welding material circumferentially butt welding, the first The welding material is the same material as the first pipe and the second pipe, and a defect generated in the welded portion is removed including at least one of the first pipe or the second pipe. And, following the excision step , build-up welding with a second welding material having a linear expansion coefficient larger than that of the excised tube material and the first welding material in the excised region. It is characterized by that.
According to the present invention, when internal pressure and heat are applied to the first tube material and the second tube material, the portion welded with the second welding material expands more than the other portions. Thereby, a compressive stress arises in the part which makes the annular | circular shape from which one part (part welded with the 2nd welding material) lacked. This compressive stress relieves tensile stress (hoop stress) generated in the circumferential direction by internal pressure and heat in the first tube material and the second tube material. Thereby, the acting stress which acts on the heat affected zone by welding is reduced. Therefore, according to the repair welding method for welded portions of the present invention, strength reduction due to repair welding can be suppressed.
本発明では、前記第1の管材及び前記第2の管材と前記第1の溶接材料は、同一材料からなるので、第1の管材と第2の管材とに内圧と熱が作用した場合に第2の溶接材料で溶接した部分が第1の溶接材料で溶接した部分よりも膨張する。これにより、一部が欠落した円環状をなす部分(第1の溶接材料で溶接された部分)には圧縮応力が生じる。この圧縮応力は、第1の管材と第2の管材とにおいて内圧と熱により周方向に生じる引っ張り応力(フープ応力)を緩和する。これにより、溶接による熱影響部に作用する作用応力が低減される。したがって、この溶接部分の補修溶接方法によれば、補修溶接による強度低下を抑制できる。
In the present invention, wherein the first tube and the second tube first welding material, since the same material, the when the pressure and heat is applied to the first tubular member and second tubular member The part welded with the
本発明の一態様では、前記第2の溶接材料は、前記第1の管材及び前記第2の管材よりもクリープ強度が大きいことが好ましい。
このようにすれば、第2の溶接材料で肉盛り溶接された部分のクリープ強度を向上させることができる。
In one aspect of the present invention, it is preferable that the second welding material has a higher creep strength than the first pipe member and the second pipe member.
If it does in this way, the creep strength of the part weld-welded with the 2nd welding material can be improved.
本発明は、中空筒状の第1の管材と中空筒状の第2の管材とを第1の溶接材料を周方向に施して突き合わせ溶接した溶接部分の補修溶接構造であって、前記第1の溶接材料は、前記第1の管材及び前記第2の管材と同一材料からなり、前記溶接部分に生じた欠陥を切除した領域に前記第1の管材または前記第2の管材よりも線膨張係数が大きく、且つ前記第1の溶接材料の線膨張係数より大きい第2の溶接材料で肉盛り溶接した補修溶接部を備え、補修後の突合せ部分は前記第1の溶接材料の部分と前記補修溶接部とによって構成されることを特徴とする。
本発明によれば、第1の管材と第2の管材とに内圧と熱が作用した場合に第2の溶接材料で肉盛り溶接された部分がほかの部分よりも膨張する。これにより、一部(第2の溶接材料で肉盛り溶接された部分)が欠落した円環状をなす部分には圧縮応力が生じる。この圧縮応力は、第1の管材と第2の管材とにおいて内圧と熱による周方向に生じる引っ張り応力(フープ応力)を緩和する。これにより、溶接による熱影響部に作用する作用応力が低減される。したがって、本発明の溶接部分の補修溶接構造によれば、補修溶接による強度低下を抑制できる。
The present invention is a repair welding structure for a welded portion in which a hollow tubular first pipe member and a hollow tubular second tubular member are subjected to a butt welding by applying a first welding material in a circumferential direction . The welding material is made of the same material as the first tube material and the second tube material, and has a linear expansion coefficient larger than that of the first tube material or the second tube material in a region where a defect generated in the welded portion is removed. but greatly, and with the first repair welds were overlay clad in linear expansion coefficient larger than the second welding material of the welding material, butt portion after repair part and the repair of the first welding material It is comprised by a welding part, It is characterized by the above-mentioned.
According to the present invention, when internal pressure and heat are applied to the first tube material and the second tube material, the portion welded with the second welding material expands more than the other portions. Thereby, a compressive stress arises in the part which makes the annular | circular shape from which one part (part welded with the 2nd welding material) lacked. This compressive stress relieves tensile stress (hoop stress) generated in the circumferential direction due to internal pressure and heat in the first tube material and the second tube material. Thereby, the acting stress which acts on the heat affected zone by welding is reduced. Therefore, according to the repair welding structure of the welding part of this invention, the strength fall by repair welding can be suppressed.
本発明では、前記第1の管材及び前記第2の管材と前記第1の溶接材料は、同一材料からなるので、第1の管材と第2の管材とに内圧と熱が作用した場合に第2の溶接材料で溶接した部分が第1の溶接材料で溶接した部分よりも膨張する。これにより、一部が欠落した円環状をなす部分(第1の溶接材料で溶接された部分)には圧縮応力が生じる。この圧縮応力は、第1の管材と第2の管材とにおいて内圧と熱により周方向に生じる引っ張り応力(フープ応力)を緩和する。これにより、溶接による熱影響部に作用する作用応力が低減される。したがって、この溶接部分の補修溶接方法によれば、補修溶接による強度低下を抑制できる。
In the present invention, wherein the first tube and the second tube first welding material, since the same material, the when the pressure and heat is applied to the first tubular member and second tubular member The part welded with the
本発明の一態様では、前記第2の溶接材料は、前記第1の管材及び前記第2の管材よりもクリープ強度が大きいことが好ましい。
このようにすれば、第2の溶接材料で肉盛り溶接された部分のクリープ強度を向上させることができる。
In one aspect of the present invention, it is preferable that the second welding material has a higher creep strength than the first pipe member and the second pipe member.
If it does in this way, the creep strength of the part weld-welded with the 2nd welding material can be improved.
以上説明したように、本発明によれば、第1の管材と第2の管材とに内圧と熱が作用した場合に第2の溶接材料で肉盛り溶接された部分がほかの部分よりも膨張する。これにより、一部(第2の溶接材料で肉盛り溶接された部分)が欠落した円環状をなす部分には圧縮応力が生じる。この圧縮応力は、第1の管材と第2の管材とにおいて内圧と熱とにより周方向に生じる引っ張り応力(フープ応力)を緩和する。これにより、溶接による熱影響部に作用する作用応力が緩和される。したがって、本発明によれば、補修溶接による強度低下を抑制できる。 As described above, according to the present invention, when internal pressure and heat are applied to the first tube material and the second tube material, the portion welded with the second welding material expands more than the other portions. To do. Thereby, a compressive stress arises in the part which makes the annular | circular shape from which one part (part welded with the 2nd welding material) lacked. This compressive stress relieves tensile stress (hoop stress) generated in the circumferential direction by internal pressure and heat in the first tube material and the second tube material. Thereby, the action stress which acts on the heat affected zone by welding is relieved. Therefore, according to this invention, the strength fall by repair welding can be suppressed.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る溶接部分の補修溶接方法及び補修溶接構造の実施の形態を詳細に説明する。ここでは、火力発電所に設置された陸用ボイラの大口径配管の溶接部分を例に説明するが、これに限定されるものではなく、熱の影響を受ける配管の溶接部分全般に適用可能であり、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。 Embodiments of a repair welding method and repair weld structure for a welded portion according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the welding part of a large-diameter pipe of a land boiler installed in a thermal power plant will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and can be applied to general welding parts of pipes affected by heat. The present invention is not limited to the embodiments.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1である溶接部分の補修溶接方法を適用した大口径配管を示す図である。図2は、本発明の実施の形態1である溶接部分の補修溶接方法により補修された溶接部分の外表面を示す図である。図3は、本発明の実施の形態1である溶接部分の補修溶接方法を説明するための断面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a large-diameter pipe to which a welded part repair welding method according to
本発明の実施の形態1である溶接部分の補修溶接方法は、陸用ボイラの大口径配管の溶接部分に適用される。図1に示すように、陸用ボイラの大口径配管は、外径及び内径、材質が等しい中空筒状の大口径の管材2,3に突き合わせ溶接されることにより構成される。突き合わせ溶接に際しては、大口径の管材2,3の周方向において溶接材料(第1の溶接材料4)が溶融される。陸用ボイラの大口径配管には、クロム(Cr)を含有したフェライト系耐熱鋼による大口径の管材2,3が用いられる。クロムを含有したフェライト系耐熱鋼は、9〜12wt%のクロムを含むフェライト系耐熱鋼であって、高クロム耐熱鋼とも称されるものである。大口径の管材2,3の周方向において溶融される溶接材料(第1の溶接材料4)には、大口径の管材2,3と同一材料の溶接材料が用いられる。
The welded part repair welding method according to the first embodiment of the present invention is applied to a welded part of a large-diameter pipe of a land boiler. As shown in FIG. 1, a large-bore pipe of a land boiler is configured by being butt welded to hollow tubular large-
図3(a)に示すように、突き合わせ溶接される一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3との間にはV形の開先が設けられ、開先に沿って溶接材料(第1の溶接材料4)が溶融され、固まった溶接材料(以下「溶接金属4」という)を介して、一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3とが接合(溶接)される。そして、一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3において溶融された第1の溶接材料4の熱の影響を受けた領域には熱影響部(HAZ)24,34が形成される。熱影響部24,34は、一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3とにおいて溶接金属4と接する境界面に沿って形成される。具体的には、図2及び図3(a)に示すように、開先に沿って略一定の深さで形成される。
As shown in FIG. 3 (a), a V-shaped groove is provided between one large-
陸用ボイラの大口径配管は、内圧や熱応力等による疲労等により、溶接部分に亀裂等の欠陥を生じる。この場合には、本発明の実施の形態1である溶接部分の補修溶接方法を実行することになる。 The large-bore piping of a land boiler causes defects such as cracks in the weld due to fatigue due to internal pressure, thermal stress, and the like. In this case, the repair welding method for the welded portion according to the first embodiment of the present invention is executed.
ここでは、図3(a)に示すように、大口径の管材3と溶接金属4とにわたり生じた欠陥Cの補修方法を例に説明する。
本発明の実施の形態1である溶接部分の補修溶接方法では、まず、機械的又は電気的な方法で、亀裂等の欠陥Cが生じた部分を切除するステップを実行する(図3(b)参照)。具体的には、図3(b)に示すように、溶接部分に生じた欠陥を大口径の管材3を含めて切除する。
Here, as shown in FIG. 3A, a method for repairing a defect C generated over the large-
In the repair welding method for welded portions according to the first embodiment of the present invention, first, a step of cutting off a portion where a defect C such as a crack has occurred is performed by a mechanical or electrical method (FIG. 3B). reference). Specifically, as shown in FIG. 3 (b), the defect generated in the welded portion is excised including the large-
つぎに、欠陥が切除された領域を大口径の管材2,3よりも線膨張係数が大きくクリープ強度も大きな溶接材料(第2の溶接材料5)で補修(肉盛り溶接)するステップを実行する(図3(c)参照)。大口径の管材2,3よりも線膨張係数が大きくクリープ強度も大きな材料には、インコネル(登録商標)系の溶接材料(ニッケル基合金)が用いられる。
Next, a step of repairing (overlay welding) the area where the defect has been removed with a welding material (second welding material 5) having a larger linear expansion coefficient and a larger creep strength than the large-
このように、欠陥が切除された領域を第2の溶接材料5で補修すると、図2及び図3(c)に示すように、欠陥Cを切除した部分に沿って溶接材料(第2の溶接材料5)が溶融され、固まった溶接材料(以下「補修溶接金属5」という)を介して、大口径の管材3と溶接金属4とが接合(溶接)される。そして、大口径の管材3と溶接金属4とにおいて溶融された第2の溶接材料5の熱の影響を受けた領域には熱影響部(HAZ)35,45が形成される。熱影響部35,45は、大口径の管材3と溶接金属4とにおいて補修溶接金属5と接する境界面に沿って形成される。具体的には、欠陥が切除された領域に沿って略一定の深さで形成される。そして、第1の溶接材料4の熱の影響を受け、さらに、第2の溶接材料5の熱の影響を受けた領域には重複熱影響部(重複HAZ)345が形成される。
Thus, when the area | region where the defect was excised is repaired with the
これにより、本発明の実施の形態1である溶接部分の補修溶接構造は、図2及び図3(c)に示すように、突き合わせ溶接される一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3との間にはV形の開先が設けられ、開先に沿って第1の溶接材料4が溶融され、固まった溶接金属4を介して、一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3とが接合(溶接)される。さらに、欠陥を切除した部分に沿って第2の溶接材料5が溶融され、固まった補修溶接金属(補修溶接部)5を介して、大口径の管材3と溶接金属4とが接合(溶接)される。そして、一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3とにおいて溶融された第1の溶接材料4の熱の影響を受けた領域には熱影響部(HAZ)24,34が形成され、大口径の管材3と溶接金属4とにおいて溶融された第2の溶接材料5の熱の影響を受けた領域には熱影響部(HAZ)35,45が形成される。また、第1の溶接材料4の熱の影響と第2の溶接材料5の熱の影響を受けた領域には重複熱影響部(重複HAZ)345が形成される。
Thereby, as shown in FIG.2 and FIG.3 (c), the repair welding structure of the welding part which is
上述した本発明の実施の形態1である溶接部分の補修溶接構造によれば、陸上ボイラの大口径配管に陸上ボイラの内圧と熱が作用した場合に補修溶接された補修溶接部(補修溶接金属5)がほかの部分(大口径の管材2,3及び溶接金属4)よりも膨張する。これにより、一部(補修溶接金属5)が欠落した円環状をなす溶接部分(大口径の管材2,3及び溶接金属4)には圧縮応力が生じる。この圧縮応力は、大口径配管において内圧と熱により周方向に生じる引っ張り応力(フープ応力)を緩和する。これにより、補修溶接による熱影響部に作用する作用応力が低減される。この作用応力の低減により、補修溶接による強度低下を抑制できる。この結果、補修溶接による熱影響部のクリープ寿命の長寿命化も可能になる。
According to the repair weld structure of the welded portion that is the first embodiment of the present invention described above, a repair weld (repair weld metal) that is repair welded when the internal pressure and heat of the land boiler are applied to the large-diameter piping of the land boiler. 5) expands more than other parts (large-
また、第2の溶接材料5には、大口径の管材2,3よりもクリープ強度も大きなインコネル(登録商標)系の溶接材料が用いられるので、補修溶接金属5によってもクリープ寿命の長寿命化が可能になる。
In addition, since the
図4は、補修溶接長さと重複HAZの作用応力との関係を示す図であり、図5は、補修溶接長さと重複HAZのクリープ寿命比との関係を示す図である。
図4に示すように、溶接金属の材料と補修溶接金属の材料とが同じ同材補修の場合には、補修溶接長さを長くしても重複HAZの作用応力は一定となるので、補修溶接によって重複HAZの作用応力を減ずることはできない。一方、溶接金属の材料よりも線膨張係数が大きい異材補修の場合には、補修溶接長さを長くすると重複HAZの作用応力は減少(反比例)する。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the repair weld length and the acting stress of the overlap HAZ, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the repair weld length and the creep life ratio of the overlap HAZ.
As shown in FIG. 4, when the weld metal material and the repair weld metal material are the same material repair, the acting stress of the overlapping HAZ is constant even if the repair weld length is increased. Therefore, the working stress of the overlapping HAZ cannot be reduced. On the other hand, in the case of dissimilar material repair having a linear expansion coefficient larger than that of the weld metal material, if the repair weld length is increased, the acting stress of the overlapping HAZ decreases (inversely proportional).
また、図5に示すように、同材補修の場合には、補修溶接長さを長くしても重複HAZのクリープ寿命比は一定となるので、補修溶接によって重複HAZのクリープ寿命を長寿命化することはできない。一方、溶接金属の材料よりも線膨張係数が大きい異材補修の場合には、補修溶接長さを長くすると重複HAZのクリープ寿命比は大きくなり、クリープ寿命は長くなる。これにより、溶接金属の材料よりも線膨張係数が大きい異材補修により熱影響部のクリープ寿命の長寿命化が可能になる。 In addition, as shown in FIG. 5, in the case of repairing the same material, the creep life ratio of the overlapping HAZ is constant even if the repair welding length is increased, so that the creep life of the overlapping HAZ is extended by repair welding. I can't do it. On the other hand, in the case of repairing a different material having a linear expansion coefficient larger than that of the weld metal material, if the repair welding length is increased, the creep life ratio of the overlapping HAZ is increased, and the creep life is increased. This makes it possible to extend the creep life of the heat-affected zone by repairing a different material having a linear expansion coefficient larger than that of the weld metal material.
図6は、補修溶接を検討するに際して用いた条件を示す図である。図7は、補修溶接の検討結果を示す図であり、図8は、補修溶接長さとひずみ応力との関係を示す図である。
図6に示すように、大口径配管の径600mm、大口径配管の管周長1885mm、溶接金属に9〜12wt%のクロムを用いるフェライト系耐熱鋼、補修溶接金属にインコネル(登録商標)用いた検討結果である。補修溶接長さRを50mmから10mm刻みで検討する。
FIG. 6 is a diagram showing the conditions used when examining repair welding. FIG. 7 is a diagram showing the results of examination of repair welding, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between repair welding length and strain stress.
As shown in FIG. 6, the diameter of the large-diameter pipe is 600 mm, the pipe circumference of the large-diameter pipe is 1885 mm, ferritic heat-resistant steel using 9 to 12 wt% chromium as the weld metal, and Inconel (registered trademark) is used as the repair weld metal. This is the result of the study. The repair welding length R is examined in increments of 50 mm to 10 mm.
図6に示した条件によると、熱伸び差Lは、下記の数式1で求めることができる。
また、歪応力Sは、下記の数式2で求めることができる。
これらを整理すると、図7及び図8に示す結果が得られる。図7及び図8によると、歪応力Sは、補修溶接長さに比例することがわかる。 When these are arranged, the results shown in FIGS. 7 and 8 are obtained. 7 and 8, it can be seen that the strain stress S is proportional to the repair weld length.
[実施の形態2]
図9は、本発明の実施の形態2である溶接部分の補修溶接方法を適用した大口径配管を示す図である。図10は、本発明の実施の形態2である溶接部分の補修溶接方法により補修された溶接部分の外表面を示す図である。図11は、本発明の実施の形態2である溶接部分の補修溶接方法を説明するための断面図である。
[Embodiment 2]
FIG. 9 is a diagram showing a large-diameter pipe to which the welded part repair welding method according to the second embodiment of the present invention is applied. FIG. 10 is a diagram illustrating an outer surface of a welded portion repaired by the welded portion repair welding method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a repair welding method for welded portions according to the second embodiment of the present invention.
ここでは、図11(a)に示すように、大口径の管材3と溶接金属4とにわたり生じた欠陥Cの補修方法を例に説明する。
本発明の実施の形態2である溶接部分の補修溶接方法では、一方の大口径の管材2との境界部及び他方の大口径の管材3との境界部の両者を含むとともに、一方の大口径の管材2及び他方の大口径の管材3の表面から厚み方向に深さを有する領域を当該領域の底面が前記表面に沿うように切除するステップを実行する(図11(b)参照)。
Here, as shown in FIG. 11A, a method for repairing a defect C generated over the large-
In the repair welding method of the welding part which is
つぎに、切除された領域を切除した領域よりも線膨張係数が大きくクリープ強度も大きな溶接材料(第2の溶接材料6)で補修(肉盛り溶接)するステップを実行する(図11(c)参照)。切除した領域よりも線膨張係数が大きくクリープ強度も大きな溶接材料(第2の溶接材料6)には、インコネル(登録商標)系の溶接材料(ニッケル基合金)が用いられる。 Next, a step of repairing (building-up welding) with a welding material (second welding material 6) having a larger linear expansion coefficient and a higher creep strength than the removed region is executed (FIG. 11C). reference). An Inconel (registered trademark) welding material (nickel-based alloy) is used as the welding material (second welding material 6) having a larger linear expansion coefficient and a larger creep strength than the cut region.
このように、欠陥が切除された領域を第2の溶接材料6で補修すると、図10及び図11(c)に示すように、欠陥Cを切除した部分に沿って溶接材料(第2の溶接材料6)が溶融され、固まった溶接材料(以下「補修溶接金属6」という)を介して、一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3とが接合(溶接)される。そして、一方の大口径の管材2と溶接金属4、他方の大口径の管材3と溶接金属4とにおいて溶融された第2の溶接材料6の熱の影響を受けた領域には熱影響部(HAZ)26,36が形成される。熱影響部26,36は、一方の大口径の管材2、溶接金属4、他方の大口径の管材3において補修溶接金属6と接する境界面に沿って形成される。具体的には、欠陥が切除された領域に沿って略一定の深さで形成される。そして、第1の溶接材料4の熱の影響を受け、さらに、第2の溶接材料6の熱の影響を受けた領域には重複熱影響部(重複HAZ)246,346が形成される。
Thus, when the area | region in which the defect was excised is repaired with the
これにより、本発明の実施の形態2である溶接部分の補修溶接構造は、図11(c)に示すように、突き合わせ溶接される一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3との間にはV形の開先が設けられ、開先に沿って第1の溶接材料4が溶融され、固まった溶接金属4を介して、一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3とが接合(溶接)される。さらに、欠陥を切除した部分に沿って第2の溶接材料6が溶融され、固まった補修溶接金属6(補修溶接部)を介して、大口径の管材2,3と溶接金属4とが接合(溶接)される。そして、一方の大口径の管材2と他方の大口径の管材3とにおいて溶融された第1の溶接材料4の熱の影響を受けた領域には熱影響部(HAZ)24,34が形成され、大口径の管材2,3と溶接金属4とにおいて溶融された第2の溶接材料6の熱の影響を受けた領域には熱影響部(HAZ)26,36が形成される。また、第1の溶接材料4の熱の影響と第2の溶接材料6の熱の影響を受けた領域には重複熱影響部(重複HAZ)246,346が形成される。
Thereby, as shown in FIG.11 (c), the repair welding structure of the welding part which is
上述した本発明の実施の形態2である溶接部分の補修溶接構造によれば、陸上ボイラの大口径配管に陸上ボイラの内圧と熱が作用した場合に補修溶接された補修溶接部(補修溶接金属部分)がほかの部分(大口径の管材2,3及び溶接金属4)よりも膨張する。これにより、一部(補修溶接金属部分)が欠落した円環状をなす部分(大口径の管材2,3及び溶接金属4)には圧縮応力が生じる。この圧縮応力は、大口径配管において内圧と熱により周方向に生じる引っ張り応力(フープ応力)を緩和する。これにより、補修溶接による熱影響部に作用する作用応力が低減される。また、この作用応力の低減により、補修溶接による強度低下を抑制できる。この結果、補修溶接による熱影響部のクリープ寿命の長寿命化も可能になる。
According to the repair weld structure of the weld portion according to the second embodiment of the present invention described above, a repair weld (repair weld metal) that is repair welded when the internal pressure and heat of the land boiler is applied to the large-diameter pipe of the land boiler. The portion) expands more than the other portions (the large-
また、第2の溶接材料6には、大口径の管材2,3よりもクリープ強度も大きなインコネル(登録商標)系の溶接材料が用いられるので、補修溶接金属6によってもクリープ寿命の長寿命化が可能になる。
In addition, since the
以上説明したように、本発明は、補修溶接による強度低下を抑制できるので、火力発電所に設置された陸用ボイラの大口径配管の溶接部分等、熱の影響を受ける配管の溶接部分の補修に好適である。 As described above, since the present invention can suppress a decrease in strength due to repair welding, repair of a welded portion of a pipe affected by heat, such as a welded portion of a large-diameter pipe of a land-use boiler installed in a thermal power plant. It is suitable for.
2 第1の管材
24 熱影響部(HAZ)
26 熱影響部(HAZ)
3 第2の管材
34 熱影響部(HAZ)
345 重複熱影響部(重複HAZ)
346 重複熱影響部(重複HAZ)
35 熱影響部(HAZ)
36 熱影響部(HAZ)
4 第1の溶接材料(溶接金属)
45 熱影響部
5 第2の溶接材料(補修溶接金属)(補修溶接部)
6 第2の溶接材料(補修溶接金属)(補修溶接部)
2
26 Heat affected zone (HAZ)
3
345 Overlap heat affected zone (overlap HAZ)
346 Overlap heat affected zone (overlap HAZ)
35 Heat-affected zone (HAZ)
36 Heat affected zone (HAZ)
4 First welding material (welded metal)
45 Heat-affected
6 Second welding material (repair weld metal) (repair weld)
Claims (4)
前記第1の溶接材料は、前記第1の管材及び前記第2の管材と同一材料を用い、
前記溶接部分に生じた欠陥を前記第1の管材または前記第2の管材の少なくとも一方を含めて切除するステップと、該切除するステップの次に、切除した領域に前記切除した管材及び前記第1の溶接材料の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する第2の溶接材料で肉盛り溶接するステップとを備えたことを特徴とする溶接部分の補修溶接方法。 A repair welding method for a welded portion in which a first tubular material having a hollow cylindrical shape and a second tubular material having a hollow cylindrical shape are subjected to butt welding by applying the first welding material in the circumferential direction,
The first welding material uses the same material as the first pipe material and the second pipe material,
A step of cutting out defects generated in the welded portion including at least one of the first pipe material and the second pipe material, and the cutting step and the first pipe material and the first pipe after the cutting step . And a step of build-up welding with a second welding material having a linear expansion coefficient larger than the linear expansion coefficient of the welding material.
前記第1の溶接材料は、前記第1の管材及び前記第2の管材と同一材料からなり、
前記溶接部分に生じた欠陥を切除した領域に前記第1の管材または前記第2の管材よりも線膨張係数が大きく、且つ前記第1の溶接材料の線膨張係数より大きい第2の溶接材料で肉盛り溶接した補修溶接部を備え、補修後の突合せ部分は前記第1の溶接材料の部分と前記補修溶接部とによって構成されることを特徴とする溶接部分の補修溶接構造。 A repair welding structure for a welded portion in which a first tubular material having a hollow cylindrical shape and a second tubular material having a hollow cylindrical shape are subjected to a first welding material in a circumferential direction and butt-welded,
The first welding material is made of the same material as the first pipe material and the second pipe material,
The first tubular member or said second linear expansion coefficient greatly than tubing in the region was resected defects generated on the welded portion, and said first weld material linear expansion coefficient larger than the second welding material A repair weld structure for a welded portion, comprising a repair weld portion that has been welded and welded, wherein the repaired butt portion is constituted by the first weld material portion and the repair weld portion .
The repair welding structure for a welded portion according to claim 3 , wherein the second welding material has a higher creep strength than the first pipe material and the second pipe material.
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