JP6698933B1 - 火炉壁の補修部の検査方法及び火炉壁の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】補修にかかる時間又はコストを低減可能な火炉壁の補修部の検査方法及び火炉壁の補修方法を提供する。【解決手段】火炉壁の補修部の検査方法であって、前記補修部は、前記火炉壁を構成する複数の火炉壁管のうち少なくとも１本の補修対象管の一部を切除して、該補修対象管の切除端に溶接部を介して新管を接続した管補修領域と、前記管補修領域に対応する範囲で前記補修対象管に接続されるフィンが切除されたフィン切除領域と、を含み、前記溶接部における欠陥を検査するための検査装置を、前記フィン切除領域を利用して設置するステップと、前記検査装置により、前記管補修領域の前記溶接部における欠陥の有無を検査するステップと、を備える。【選択図】 図２

Description

本開示は、火炉壁の補修部の検査方法及び火炉壁の補修方法に関する。

ボイラの火炉壁やガス化炉の水冷壁等の火炉壁は、複数の火炉壁管及び火炉壁管同士を連結するフィンによって構成される。設備（ボイラやガス化炉）の運転に伴い、火炉壁管が劣化したり火炉壁管に亀裂等の損傷が生じたりすることがあり、この場合、火炉壁を補修する必要がある。

特許文献１にはボイラの火炉壁の補修方法の一例が記載されている。特許文献１に記載の方法では、火炉壁を構成する火炉壁管及びフィンのうち補修対象部分を切除する。そして、補修対象部分が取り除かれた火炉壁管に交換用の新管を溶接で接続し、その後、補修対象部分として取り除かれたフィンに対応する箇所に交換用のフィンを嵌め込んで溶接する。これらの手順は、ボイラの炉外側から行われるようになっている。

特開２０１９−１５８２２０号公報

ところで、火炉壁管に新管を溶接するときに形成される溶接部の欠陥の有無を検査することがある。ここで、特許文献１に記載された火炉壁管の補修方法に従い交換用の新管及び交換用のフィンを溶接し終えた段階では、炉外側（火炉壁の両側のうち一方側）の空間と炉内側（火炉壁の両側のうち他方側）の空間とが火炉壁で仕切られている。この状態で溶接部の検査を行う場合、溶接部のうち炉外側に位置する部分については炉外側から検査を行うことが可能である一方、溶接部のうち炉内側に位置する部分の検査は炉内で行う必要がある。このため、検査を行う度に火炉壁の両側から補修部にアクセスすることが必要となり、例えばこのために炉内に足場を組む必要がある等、検査に要する時間やコストが大きくなる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、補修にかかる時間又はコストを低減可能な火炉壁の補修部の検査方法及び火炉壁の補修方法を提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一実施形態に係る火炉壁の補修部の検査方法は、
火炉壁の補修部の検査方法であって、
前記補修部は、
前記火炉壁を構成する複数の火炉壁管のうち少なくとも１本の補修対象管の一部を切除して、該補修対象管の切除端に溶接部を介して新管を接続した管補修領域と、
前記管補修領域に対応する範囲で前記補修対象管に接続されるフィンが切除されたフィン切除領域と、
を含み、
前記溶接部における欠陥を検査するための検査装置を、前記フィン切除領域を利用して設置するステップと、
前記検査装置により、前記管補修領域の前記溶接部における欠陥の有無を検査するステップと、
を備える。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る火炉壁の補修方法は、
上述の検査方法により、火炉壁の補修部を検査するステップと、
前記検査するステップの後、前記フィン切除領域を塞ぐステップと、
を備える。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、補修にかかる時間又はコストを低減可能な火炉壁の補修部の検査方法及び火炉壁の補修方法が提供される。

幾つかの実施形態に係る補修方法が適用される火炉壁の部分的な模式図である。 一実施形態に係る火炉壁の補修方法の概略的なフローチャートである 一実施形態に係る補修方法の過程を示す火炉壁の模式図である。 一実施形態に係る補修方法の過程を示す火炉壁の模式図である。 一実施形態に係る補修方法における補修対象管と新管の位置合わせの手順の一例を示す図である。 一実施形態に係る補修方法における溶接の手順の一例を示す図である。 一実施形態に係る補修方法における溶接の手順の一例を示す図である。 一実施形態に係る補修方法における溶接の手順の一例を示す図である。 一実施形態に係る補修方法における検査装置の設置及び溶接部の検査の手順の一例を示す図である。 一実施形態に係る補修方法で使用される検査装置の一例の模式図である。 一実施形態に係る検査装置による検査時の管補修領域の模式的な断面図である。 一実施形態に係る補修方法の過程を示す火炉壁の模式図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（火炉壁の構成）
以下の説明では、補修対象の火炉壁として、ボイラの火炉壁を一例として採りあげて説明するが、本発明の適用先は、ボイラの火炉壁に限定されず、伝熱管（火炉壁管）と、伝熱管同士を接続するフィンとで構成される火炉壁全般に適用可能である。例えば、幾つかの実施形態では、補修対象の火炉壁は、ボイラの火炉壁、又は、ガス化炉（石炭ガス化炉等）の水冷壁であってもよい。

図１は、幾つかの実施形態に係る補修方法が適用されるボイラの火炉壁を、ボイラの炉外側から視た部分的な模式図である。なお、ボイラは、石炭焚きボイラ等の化石燃料焚きボイラであってもよく、他のボイラ（例えばソーダ回収ボイラ）であってもよい。

図１に示すように火炉壁１は、互いに間隔をあけて設けられた複数の火炉壁管２（補修対象管２Ａを含む）と、隣り合う火炉壁管２同士を連結する板状のフィン４、とを備えている。火炉壁管２には、給水や蒸気等の冷却流体が流通するようになっていてもよい。

火炉壁１を構成する火炉壁管２は、ボイラの運転時間の経過に伴い減肉や亀裂等の損傷が生じることがある。この場合、以下で説明するように、損傷が生じた火炉壁管２のうち減肉や亀裂等を含む所定区間を切除し、所定区間が切除された火炉壁管２の部分に新管を溶接で取り付ける補修が行われることがある。

（火炉壁の補修方法及び補修部の検査方法）
以下、幾つかの実施形態に係る火炉壁１の補修方法について説明する。図２は、一実施形態に係る火炉壁１の補修方法の概略的なフローチャートである。図３、図４及び図１２は、それぞれ、一実施形態に係る補修方法の過程を示す、火炉壁１の模式図である。

一実施形態に係る火炉壁１の補修方法では、まず、火炉壁１を構成する複数の火炉壁管２の中から、損傷が生じた箇所等に基づいて、補修対象管２Ａ及び該補修対象管２Ａの管交換範囲６（図１参照）を決定する（ステップＳ２）。管交換範囲６は、後述する手順により新管に交換される部位である。一度の作業で補修対象とする補修対象管２Ａの本数は限定されない。図示する例においては、複数の火炉壁管２のうち２本を補修対象管２Ａとし、これらの補修対象管２Ａの各々について管交換範囲６が設定される。

次に、ステップＳ２で決定した補修対象管２Ａの管交換範囲６、及び、補修対象管２Ａに接続されたフィン４のうち、火炉壁管２の長手方向にて管交換範囲６よりも広範囲に及ぶフィン切除部８を、任意の切断装置を用いて切断し、取り除く（ステップＳ４）。

ステップＳ４で補修対象管２Ａ及びフィン４から管交換範囲６及びフィン切除部８が切除されると、図３に示すように、火炉壁１には、ボイラの炉外側（火炉壁１の両側のうち一方側）と炉内側（火炉壁１の両側のうち他方側）とを連通する開口穴１６が形成される。また、各補修対象管２Ａの管交換範囲６の切断箇所に一対の切除端１２，１２が形成され、各補修対象管２Ａと、該補修対象管２Ａに隣り合う火炉壁管２（他の補修対象管２Ａであってもよい）との間に隙間１４が形成される。隙間１４は、ステップＳ４で切除されたフィン切除部８に対応する位置に形成され、火炉壁管２の長手方向において、一対の切除端１２，１２の間の範囲よりも広範囲にわたり延在する。なお、隙間１４は、開口穴１６の一部である。

なお、図１に示すように、管交換範囲６及びフィン切除部８を切除する前に（即ちステップＳ４の前に）、切除すべき箇所がわかるように、管交換範囲６及びフィン切除部８を示すマーキング１０（図１において破線で示す）を予め付しておいてもよい。そしてステップＳ４では、マーキング１０に沿って、補修対象管２Ａ及びフィン４を切断し、管交換範囲６及びフィン切除部８を切除するようにしてもよい。

次に、新管１７の両端１８，１８（図４参照）と、補修対象管２Ａの一対の切除端１２，１２とがそれぞれ対向するように新管１７を設置し、補修対象管２Ａの中心軸と新管１７の中心軸とが重なるように位置合わせをする（ステップＳ６）。そして、補修対象管２Ａの切除端１２と新管１７とを溶接により接続する（ステップＳ８）。なお、補修対象管２Ａと新管１７との位置合わせ（ステップＳ６）の前に、補修対象管２Ａの切除端１２及び新管１７の端１８に溶接のための開先１２ａ，１８ａ（図５参照）を加工してもよい。

図４に示すように、ステップＳ８が終了した状態において、火炉壁１の補修部１００は、ステップＳ８での溶接で形成される溶接部１９を介して補修対象管２Ａの切除端１２に新管１７が接続された管補修領域１０２と、フィン切除部８（図１参照）に対応する位置にてフィン４が切除されたフィン切除領域１０４と、を含む。すなわち、フィン切除領域１０４は、ステップＳ４で形成される隙間１４を含む。

上述のステップＳ６では、図５に示すように、位置合わせ器具４０を用いて補修対象管２Ａと新管１７との位置合わせを行ってもよい。ここで、図５は、一実施形態に係る補修方法における補修対象管２Ａと新管１７の位置合わせの手順の一例を示す図である。

位置合わせ器具４０は、補修対象管２Ａ（火炉壁管２）及び新管１７が嵌入可能な凹溝部４２が形成された板状の本体部４１と、２つの位置調整部材４３，４４とを有している。本体部４１には、矩形の開口穴４５が形成されており、凹溝部４２内に補修対象管２Ａ及び新管１７が嵌入すると、開口穴４５を介して開先１２ａ，１８ａが見えるようになっている。尚、開口穴４５の形状は矩形に限定されないが、後述する仮付け溶接作業の妨げにならない形状であることが好ましい。

位置調整部材４３及び４４はそれぞれ、Ｕ型ボルト４３ａ及び４４ａと、Ｕ型ボルト４３ａ及び４４ａに螺合するナット４３ｂ，４３ｃ及び４４ｂ，４４ｃとを有している。Ｕ型ボルト４３ａ及び４４ａはそれぞれ、それらの湾曲部分で補修対象管２Ａ及び新管１７を引っ掛けるとともに、それらの２つの線形部分がフィン切除領域１０４（隙間１４）を通って本体部４１を貫通するように延びており、２つの線形部分にナット４３ｂ，４３ｃ及び４４ｂ，４４ｃが螺合して、各ナットが本体部４１の表面４１ａに接している。Ｕ型ボルト４３ａ及び４４ａのそれぞれの一方の線形部分の端部には、円形板状の抜け止め部４３ｄ及び４４ｄが設けられている。これにより、Ｕ型ボルト４３ａ及び４４ａの落下を防止することができる。

各ナットの締め付けを調整することにより、補修対象管２Ａ及び新管１７の互いに対する相対位置が調節することができる。これにより、補修対象管２Ａの中心軸と新管１７の中心軸とが重なり、開先１２ａと開先１８ａとが互いに対向した状態で固定することができる。

位置合わせ器具４０により、補修対象管２Ａと新管１７とが軸合わせされて固定された状態で、開口穴４５を介して、開先１２ａと開先１８ａとの仮付け溶接を行う。この仮付け溶接により、円周方向に目違い及び開先ギャップを低減することができ、目違い及び開先ギャップを後続のステップＳ８での溶接のための許容値に収めることができる。仮付け溶接後、ナット４３ｂ，４３ｃ及び４４ｂ，４４ｃを緩めて、位置合わせ器具４０を補修部１００から取り外す。

なお、上述の位置合わせ器具４０のＵ型ボルト４３ａ，４４ａは、フィン切除領域１０４（隙間１４）を通過可能であるから、炉外側での作業により、Ｕ型ボルト４３ａ，４４ａを補修対象管２Ａ及び新管１７に引っ掛けたり、補修対象管２Ａ及び新管１７から取り外したりすることができる。よって、炉外側での作業により、フィン切除領域１０４（隙間１４）を利用して、位置合わせ器具４０を補修対象管２Ａ及び新管１７へ取り付けたり、位置合わせ器具４０を補修対象管２Ａ及び新管１７から取り外したりすることができる。また、本体部４１及びナット４３ｂ，４３ｃ，４４ｂ，４４ｃを炉外側に設置することで、炉外側での作業により、ナットの締め付け調整、及び、補修対象管２Ａと新管１７との位置合わせをすることができる。

上述のステップＳ８では、図６〜図８に示すように、溶接装置２０を用いて溶接を行ってもよい。ここで、図６〜図８は、それぞれ、一実施形態に係る補修方法における溶接装置を用いた溶接（ステップＳ８）の手順の一例を示す図である。なお、図７は、火炉壁管２（補修対象管２Ａを含む）の中心軸に直交する断面を示し、図８は、補修対象管２Ａ及び新管１７の中心軸を含む断面を示す。

図６及び図７に示すように、溶接装置２０は、溶接ヘッド部２４と、溶接ヘッド部２４に配線２３を介して電気的に接続される操作盤２２と、を備えている。溶接ヘッド部２４には、電源２１からの電力が供給されるようになっている。

溶接ヘッド部２４は、溶接ヘッド部２４の一部がフィン切除領域１０４（隙間１４）内に位置するように、補修対象管２Ａ及び新管１７の外周面を囲むように設置される。すなわち、溶接ヘッド部２４は、フィン切除領域１０４（隙間１４）を利用して設置される。なお、フィン切除領域１０４が火炉壁管２の長手方向にて管交換範囲６（新管１７の延在範囲）よりも広範囲にわたって延在するため、上述のように、溶接ヘッド部２４を、補修対象管２Ａ及び新管１７の外周面を囲むように設置することができる。溶接ヘッド部２４は、炉外側での作業により、溶接ヘッド部２４を補修対象管２Ａ及び新管１７に設置可能に構成されている。

図７及び図８に示すように、溶接ヘッド部２４は、補修対象管２Ａ及び新管１７の外周面に沿って、補修対象管２Ａ及び新管１７の中心軸周りを円周状に移動可能なトーチ部３０を備えている。

トーチ部３０は、トーチ本体３１と、トーチ本体３１に設けられたセラミック板３２と、セラミック板３２から突出するように設けられた電極３３とを備えている。トーチ部３０は、補修対象管２Ａの切除端１２と新管１７の端１８とを突き合せた状態で、補修対象管２Ａ及び新管１７の外周面に沿って円周状に溶接（円周溶接）することが可能となっている。

この際、トーチ部３０は、補修対象管２Ａ及び新管１７と隣り合う火炉壁管２との間の隙間１４（フィン切除領域１０４）を通過して、ボイラの炉外側から炉内側へ、又は、炉内側から炉外側へと円周状に移動しながら溶接を行う。このように溶接を行うことで、補修対象管２Ａ及び新管１７の外周面に沿って、円周状の溶接部１９が形成される。溶接装置２０による溶接が完了したら、溶接装置２０を補修部１００から取り外す。

なお、ステップＳ８では、図８に示すように、補修対象管２Ａの切除端１２に加工された開先１２ａと新管１７の端１８に加工された開先１８ａとの間に環状のインサートリング５０を適用して円周溶接を行ってもよい。インサートリング５０を適用して円周溶接を行うことにより、溶接部１９の裏波を滑らかで均一なものとしやすくなる。

ステップＳ８での溶接が終了したら、溶接部１９における欠陥を検査するための検査装置６０（図９及び図１０参照）を、フィン切除領域１０４（隙間１４）を利用して設置する（ステップＳ１０）。

ここで、検査装置６０の構成について概略的に説明する。図９は、一実施形態に係る補修方法における検査装置の設置（ステップＳ１０）及び溶接部の検査（ステップＳ１２）の手順の一例を示す図であり、図１０は、一実施形態に係る補修方法で使用される検査装置６０の一例の模式図である。なお、図９は、火炉壁管２（補修対象管２Ａを含む）の中心軸に直交する断面を示す図であり、図１０は、補修対象管２Ａ及び新管１７の径方向から、検査装置６０を視た図である。なお、図９には、溶接部１９に生じた欠陥１１０が模式的に示されている。

図９及び図１０に示す検査装置６０は、検知部としての探触子６２が搭載された本体部６０ａと、検査対象の溶接部１９が設けられた補修対象管２Ａ及び新管１７に本体部６０ａを支持するための支持部６０ｂと、を備える。

一実施形態では、上述の探触子６２は、電気信号等を受けて発生させた超音波を検査対象に入射させ、その反射波を検知することで検査対象の状態を検査するように構成された超音波探触子であってもよい。この場合、後述するステップＳ１２において、超音波探傷検査により溶接部１９の欠陥の有無を検査することができる。また、一実施形態では、上述の探触子６２は、放射線（例えばＸ線等）を検査対象に照射可能な探触子であってもよい。この場合、後述するステップＳ１２において、放射線透過試験により溶接部１９の欠陥の有無を検査することができる。

支持部６０ｂは、本体部６０ａの両側に設けられており、検査対象（ここでは溶接部１９）が設けられる補修対象管２Ａ及び新管１７を把持するように構成されている。支持部６０ｂは本体部６０ａに対して不図示の付勢部材（バネ等）によって内側に付勢されている。これにより、検査装置６０は付勢部材による付勢力によって、補修対象管２Ａ及び新管１７に対して安定的に支持される。

支持部６０ｂの先端には、補修対象管２Ａ及び新管１７の外表面を周方向に沿って回動可能に設けられた車輪６４が設けられている。検査装置６０は、不図示の駆動機構によって車輪６４が駆動されることにより、探触子６２が搭載された本体部６０ａを周方向に沿って回転移動することで、全周検査が可能になっている。

なお、図１０に示すように、本体部６０ａと支持部６０ｂとの間には、火炉壁管２の延在方向に沿った隙間６６が設けられている。これにより、本体部６０ａ及び支持部６０ｂは、不図示の駆動機構によって、隙間６６の分だけ火炉壁管２の長手方向に沿った位置調整もできるように構成されている。

ステップＳ１０では、上述したように、フィン切除領域１０４（隙間１４）を利用して検査装置６０が設置される。例えば、一実施形態では、図９及び図１０に示すように、検査装置６０の一部がフィン切除領域１０４（隙間１４）内に位置するように、検査装置６０が設置される。また、一実施形態では、炉外側での作業により、フィン切除領域１０４（隙間１４）を介して、炉内側の空間に検査装置の一部（例えば、放射線透過試験におけるフィルム等）が設置される。

ステップＳ１０では、フィン切除領域１０４（隙間１４）を利用して、炉外側での作業により、検査装置６０を設置するようにしてもよい。

なお、フィン切除領域１０４が火炉壁管２の長手方向にて管交換範囲６（新管１７の延在範囲）よりも広範囲にわたって延在するため、探触子６２（検知部）を溶接部１９に対向させた状態を維持しながら、検査装置６０を補修対象管２Ａ及び新管１７に適切に支持することができる。

次に、ステップＳ１０で設置した検査装置６０により、管補修領域１０２の溶接部１９における欠陥の有無を検査する（ステップＳ１２）。

一実施形態では、ステップＳ１２において、フィン切除領域１０４（隙間１４）を通過するように、検査装置６０の探触子６２（検知部）を動かして、補修対象管２Ａの全周にわたり溶接部１９の欠陥の有無を検査する。図９及び図１０に示す検査装置６０の場合、検査装置６０が補修対象管２Ａ及び新管１７に適切に支持された状態で、車輪６４を駆動することにより、探触子６２が搭載された本体部６０ａを周方向に沿って回転移動させる。この際、探触子６２は、補修対象管２Ａ及び新管１７と隣り合う火炉壁管２との間の隙間１４（フィン切除領域１０４）を通過して、ボイラの炉外側から炉内側へ、又は、炉内側から炉外側へと円周状に移動しながら溶接部１９の検査を行う。これにより、補修対象管２Ａの全周にわたり溶接部１９の検査をすることができる。

ステップＳ１２では、フィン切除領域１０４（隙間１４）を利用して設置された検査装置６０をボイラの炉外で操作することにより、溶接部１９の検査を行ってもよい。

なお、フィン切除領域１０４が火炉壁管２の長手方向にて管交換範囲６（新管１７の延在範囲）よりも広範囲にわたって延在するため、探触子６２（検知部）が搭載された本体部６０ａを周方向に沿って適切に回転移動させることができる。

一実施形態では、ステップＳ１２において、超音波探傷検査により、溶接部１９の欠陥の有無を検査する。この場合、探触子６２として超音波探触子を含む検査装置６０を用いて溶接部１９の検査を行う。

ここで、図１１を参照して、超音波探傷検査による溶接部１９の検査方法について説明する。図１１は、一実施形態に係る超音波探触子（探触子６２）を含む検査装置６０による溶接部１９の検査時の管補修領域１０２の模式的な断面図である。なお、図１１において、検査装置６０については探触子６２のみを図示している。

図１１に示すように、補修対象管２Ａの外周面にて、補修対象管２Ａ及び新管１７の中心軸方向において溶接部１９に隣接する位置に探触子６２が配置されるように検査装置６０を設置する。そして、超音波を溶接部１９に入射させるとともに、溶接部１９からの反射波を検知することで、図１１に示す領域１１２Ａに含まれる欠陥を検出することができる。この状態で、上述したように、探触子６２搭載された本体部６０ａを周方向に沿って回転移動させることで、周方向の全範囲に亘り、領域１１２Ａに含まれる欠陥を検出することができる。なお、超音波探傷検査では、溶接金属全てを探傷するために、探触子６２を操作して直射または底面からの一回反射等を組み合わせても良い。

ステップＳ１２において溶接部１９の検査をした結果、溶接部１９に欠陥がないと判定されたときは（ステップＳ１４のＮｏ）、補修部１００から検査装置を取り外し、後述するステップＳ２６にて、フィン切除領域１０４を塞ぐ。

一方、ステップＳ１２において溶接部１９に欠陥があると判定されたとき（ステップＳ１４のＹｅｓ）、補修部１００から検査装置６０を取り外し、ステップＳ１６〜Ｓ２４の手順を実行することにより、溶接部１９に欠陥がない状態にしてから、後述するステップＳ２６に進んで、フィン切除領域１０４を塞ぐ。

ボイラの炉外側に溶接部１９の欠陥が検知されたときは（ステップＳ１６のＹｅｓ）、人手により溶接部の補修を行う（ステップＳ１８）。例えば、人手により、溶接部１９から欠陥を除去して、肉盛り補修をする。その後、再度、検査装置６０による溶接部１９の検査を行う（ステップＳ１０，Ｓ１２）。

ボイラの炉内側に溶接部１９の欠陥が検知され（ステップＳ１６のＮｏ）、かつ、溶接部１９の補修が可能であるときは（ステップＳ２０のＹｅｓ）、上述した溶接装置２０を再度設置し、この溶接装置２０を用いて、溶接部１９を補修する（ステップＳ２２）。その後、再度、検査装置６０による溶接部１９の検査を行う（ステップＳ１０，Ｓ１２）。

ボイラの炉内側に溶接部１９の欠陥が検知され（ステップＳ１６のＮｏ）、かつ、溶接部１９の補修ができないときは（ステップＳ２０のＮｏ）、補修対象管２Ａから溶接部１９及び新管１７を切除する（ステップＳ２４）。そして、別の新管を、上述したステップＳ６，Ｓ８の手順に従い、補修対象管２Ａの切除端に溶接で接続する。また、この溶接で形成される溶接部について、ステップＳ１０、Ｓ１２の手順に従い、検査装置６０による検査を行う（ステップＳ１０，Ｓ１２）。

ステップＳ１４で溶接部１９に欠陥がないと判定されるまで、ステップＳ１６〜ステップＳ２４を繰り返し行う。

ステップＳ２６では、例えば、フィン切除部８に対応するフィン部５２（図１２参照）を、フィン切除領域１０４に嵌め込んで溶接することにより、フィン切除領域１０４を塞ぐ。このとき、図１２に示すように、管補修領域１０２にて、フィン部５２は、火炉壁管２の長手方向にて隣り合うフィン４に溶接されるとともに、火炉壁管２の配列方向（長手方向と直交する方向）にてフィン部５２の両側に位置する火炉壁管２、補修対象管２Ａ、及び、新管１７にそれぞれ溶接される。これにより、フィン部５２の外縁に沿って溶接部５４が形成される。ステップＳ２６でのフィン部５２の溶接は、炉外側での作業により行ってもよい。

以上説明した火炉壁の補修方法では、上述したステップＳ１０及びＳ１２の手順により、溶接部１９の検査を行う。

すなわち、上述した火炉壁の補修方法では、補修対象管２Ａに隣接するフィン切除領域１０４を利用して検査装置６０を設置するので、炉外側（火炉壁１の両側のうち一方側）からフィン切除領域１０４を介して、炉内側（火炉壁１の両側のうち他方側）の空間にアクセスしたり、炉内側に空間に検査装置６０の少なくとも一部を設置したりすることができる。よって、作業者が炉外にいながら溶接部１９の炉外側部分及び炉内側部分の検査を容易に行うことができ、このため、溶接部１９の検査に要する時間やコストを低減することができる。

また、上述した火炉壁の補修方法では、フィン切除領域１０４が設けられた状態、すなわち、溶接部１９の隣接部位がフィン４に塞がれておらず開放された状態で溶接部１９の検査を行うため、従来は主として単管に用いられていた検査方法（例えば超音波探傷検査）を、火炉壁１を構成する火炉壁管２に適用することが可能となる。よって、溶接部１９の検査に係る時間やコストを低減することができる。

また、上述した火炉壁の補修方法では、フィン切除領域１０４が設けられた状態で溶接部１９の検査を行うため、検査により溶接部１９に欠陥があることが判明した場合、補修対象管２Ａに隣接するフィン４を改めて切除しなくても、フィン切除領域１０４を利用して、溶接部１９の補修をしたり、補修対象管２Ａに接続された新管１７を再度交換したりすることができる（ステップＳ１６〜Ｓ２４等）。よって、火炉壁１の補修に要する時間やコストを低減することができる。

以上より、上述した火炉壁の補修方法によれば、火炉壁１の補修にかかる時間やコストを低減することができる。

なお、幾つかの実施形態に係る火炉壁１の補修部１００の検査方法は、上述したステップＳ１０及びＳ１２の手順を含む。よって、上述したものと同様の効果を得ることができる。

また、上述した火炉壁の補修方法では、管補修領域１０２内に位置する補修対象管２Ａの部分及びフィン４を切除する作業（ステップＳ４）、補修対象管２Ａの切除端１２と新管１７とを溶接で接続する作業（ステップＳ８）、溶接部１９の検査をする作業（ステップＳ１０〜Ｓ１２）、及び、フィン切除領域を塞ぐ作業（ステップＳ２６）の全てを炉外で行うことができるため、これらの作業を炉内で行うための足場を設置する必要がない。よって、火炉壁１の補修にかかる時間やコストを効果的に低減することができる。

以上、補修対象の火炉壁がボイラの火炉壁である実施形態について説明したが、幾つかの実施形態では、補修対象の火炉壁はガス化炉の水冷壁であってもよい。ガス化炉の水冷壁（火炉壁）の周囲には、水冷壁を囲むように分厚い圧力容器が設けられる。このため、水冷壁の補修部にて、補修対象の伝熱管（補修対象管）と新管との溶接部の検査を行うときに、仮に水冷壁の両側から補修部にアクセスすることが必要であると、水冷壁の外側に設けられる圧力容器を取り外す必要があるなど、検査に要する時間やコストが大きくなる。

この点、幾つかの実施形態に係る検査方法によれば、補修対象管に隣接するフィン切除領域を利用して検査装置を設置するので、炉内側（火炉壁の両側のうち一方側）からフィン切除領域を介して、炉外側（火炉壁の両側のうち他方側）の空間（水冷壁と圧力容器の間の空間）にアクセスしたり、炉外側の空間に検査装置の少なくとも一部を設置したりすることができる。よって、作業者が炉内側の空間にいながら、溶接部のうち炉内側部分及び炉外側部分の検査を容易に行うことができ、このため、圧力容器を取り外す必要がなくなり、溶接部の検査に要する時間やコストを低減することができる。

また、幾つかの実施形態では、ガス化炉の水冷管の補修において、補修対象管の部分及びフィンを切除する作業、補修対象管の切除端と新管とを溶接で接続する作業、溶接部の検査をする作業、及び、フィン切除領域を塞ぐ作業を、炉内での操作により行うようにしてもよい。この場合、上述の作業の全てを炉内側（火炉壁の両側のうち一方側）の空間で行うようにしたので、これらの作業を炉外側（火炉壁の両側のうち他方側）の空間でする必要がない。よって、圧力容器を取り外す必要がなくなり、火炉壁の補修にかかる時間やコストを効果的に低減することができる。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る火炉壁（１）の補修部（１００）の検査方法は、
火炉壁の補修部の検査方法であって、
前記補修部は、
前記火炉壁を構成する複数の火炉壁管（２）のうち少なくとも１本の補修対象管（２Ａ）の一部を切除して、該補修対象管の切除端（１２）に溶接部（１９）を介して新管（１７）を接続した管補修領域（１０２）と、
前記管補修領域に対応する範囲で前記補修対象管に接続されるフィン（４）が切除されたフィン切除領域（１０４）と、
を含み、
前記溶接部における欠陥を検査するための検査装置（６０）を、前記フィン切除領域を利用して設置するステップ（例えば上述のステップＳ１０）と、
前記検査装置により、前記管補修領域の前記溶接部における欠陥の有無を検査するステップ（例えば上述のステップＳ１２）と、
を備える。

上記（１）の方法では、補修対象管に隣接するフィン切除領域を利用して検査装置を設置するので、火炉壁の両側のうち一方側からフィン切除領域を介して、他方側の空間にアクセスしたり、該他方側の空間に検査装置の少なくとも一部を設置したりすることができる。よって、作業者が火炉壁の両側のうち一方側の空間にいながら、溶接部のうち火炉壁の一方側に位置する部分及び他方側に位置する部分の検査を容易に行うことができ、このため、溶接部の検査に要する時間やコストを低減することができる。
また、上記（１）の方法では、フィン切除領域が設けられた状態、すなわち、溶接部の隣接部位がフィンに塞がれておらず開放された状態で溶接部の検査を行うため、従来は主として単管に用いられていた検査方法を、火炉壁管に適用することが可能となる。よって、溶接部の検査に係る時間やコストを低減することができる。
また、上記（１）の方法では、フィン切除領域が設けられた状態で溶接部の検査を行うため、検査により溶接部に欠陥があることが判明した場合、補修対象管に隣接するフィンを改めて切除しなくても、フィン切除領域を利用して、溶接部の補修をしたり、補修対象管に接続された新管を再度交換したりすることができる。よって、火炉壁の補修に要する時間やコストを低減することができる。
よって、上記（１）の方法によれば、火炉壁の補修にかかる時間やコストを低減することができる。

なお、フィン切除領域を利用して検査装置を設置する、とは、例えば、火炉壁の両側のうち一方側からフィン切除領域を介して他方側の空間にアクセスながら検査装置を設置すること、又は、フィン切除領域や、上述の他方側の空間に検査装置の少なくとも一部を設置することを含む。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記設置するステップ及び前記検査するステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行う。

上記（２）の方法によれば、火炉壁の両側のうち一方側からの作業によりフィン切除領域を利用して検査装置を設置するとともに、該一方側からの作業により溶接部の検査をする。よって、火炉壁の両側のうち他方側からの作業を要しないので、溶接部の検査に要する時間やコストを低減することができる。よって、火炉壁の補修にかかる時間やコストを効果的に低減することができる。

なお、本明細書における「操作」とは、オペレータ等による作業のことをいう。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の方法において、
前記検査するステップでは、前記火炉壁の前記フィン切除領域を通過するように、前記検査装置の検知部（例えば上述の探触子６２）を動かして、前記補修対象管の全周にわたり前記溶接部の欠陥の有無を検査する。

上記（３）の方法によれば、火炉壁のフィン切除領域を通過するように検査装置の検知部を動かして、補修対象管の全周にわたり溶接部の欠陥の有無を検査するようにしたので、例えば、溶接部のうち、火炉壁の一方側に位置する部分の検査と他方側に位置する部分の検査を別々に行う場合に比べて、溶接部の検査に要する時間やコストを低減することができる。よって、火炉壁の補修にかかる時間やコストを効果的に低減することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの方法において、
前記検査するステップでは、超音波探傷検査により、前記溶接部の欠陥の有無を検査する。

火炉壁を構成する火炉壁管にはフィンが接続されているため、火炉壁管のフィン接続部における溶接部を超音波探傷で検査することは難しく、したがって、従来、火炉壁管の検査手法として超音波探傷検査はあまり採用されてこなかった。この点、上記（４）の方法によれば、フィン切除領域が設けられた状態、すなわち、溶接部の隣接部位がフィンに塞がれていない状態で溶接部の検査を行うため、超音波探傷検査を適用できるようになり、超音波探傷検査により、簡便に、周方向の全範囲にわたり溶接部の検査を適切に行うことができる。

（５）本発明の少なくとも一実施形態に係る火炉壁の補修方法は、
上記（１）乃至（４）の何れか一項に記載の検査方法により、火炉壁の補修部を検査するステップ（例えば上述のステップＳ１０〜Ｓ１２）と、
前記検査するステップの後、前記フィン切除領域を塞ぐステップ（例えば上述のステップＳ２６）と、
を備える。

上記（５）の方法によれば、溶接部の検査をした後、フィン切除領域を塞いで火炉壁を補修するようにしたので、（１）で述べたように、火炉壁の補修にかかる時間やコストを低減することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の方法は、
前記検査するステップで前記溶接部の欠陥が検知されたとき、前記塞ぐステップの前に、前記溶接部を補修するステップ（例えば上述のステップＳ１８、Ｓ２２）を備える。

上記（６）の方法によれば、溶接部の検査をした結果、溶接部の欠陥が検知されたとき、溶接部を補修してからフィン切除領域を塞ぐようにしたので、火炉壁の補修に要する時間やコストをより効果的に低減することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の方法において、
前記補修するステップでは、前記フィン切除領域を利用して設置した溶接装置を用いて前記溶接部を補修する。

上記（７）の方法によれば、フィン切除領域を利用して設置した溶接装置を用いて溶接部を補修するので、溶接装置を適切に操作することにより、溶接部のうち、火炉壁の一方側に位置する部分及び他方側に位置する部分を補修することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（６）の方法において、
前記検査するステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行い、
前記欠陥が前記溶接部のうち前記火炉壁の前記一方側に検知されたとき、前記補修するステップでは、人手により前記溶接部を補修する。

上記（８）の方法によれば、火炉壁の両側のうち、検査するステップの操作を行う側（火炉壁の一方側）に溶接部の欠陥が検知されたとき、人手による作業で溶接部を補修するようにしたので、簡便な作業で溶接部の補修をすることができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（５）の方法において、
前記検査するステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行い、
前記欠陥が前記溶接部のうち前記火炉壁の両側のうち他方側に検知されたとき、前記補修対象管から前記新管を取り除き、前記補修対象管に別の新管を溶接して接続するステップ（例えば上述のステップＳ２４，Ｓ８）を備える。

上記（９）の方法によれば、火炉壁の両側のうち、検査するステップの操作を行う側と反対側（火炉壁の他方側）に溶接部の欠陥が検知されたとき、補修対象管から新管を取り除き、補修対象管に別の新管を溶接して接続するようにしたので、溶接部を適切に補修できない場合であっても、補修対象管を適切に補修することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（５）乃至（９）の何れかの方法は、
前記検査するステップの前、前記補修対象管のうち管補修領域内に位置する部分、及び、前記管補修領域に対応する範囲内に位置するフィンを切除するステップ（例えば上述のステップＳ４）と、
前記検査するステップの前、前記補修対象管の切除端と前記新管とを溶接で接続するステップ（例えば上述のステップＳ８）と、
を備える。

上記（１０）の方法によれば、溶接部の検査をする前、補修領域内に位置する補修対象管の部分及びフィンを切除するとともに、補修対象管の切除端と新管とを溶接で接続する。よって、上述のようにフィンを切除することで設けられるフィン切除領域を利用して検査装置を設置することで、（１）で述べたように、火炉壁の補修にかかる時間やコストを低減することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法において、
前記切除するステップ、前記接続するステップ、前記検査するステップ、及び、前記塞ぐステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行う。

上記（１１）の方法によれば、補修領域内に位置する補修対象管の部分及びフィンを切除する作業、補修対象管の切除端と新管とを溶接で接続する作業、溶接部の検査をする作業、及び、フィン切除領域を塞ぐ作業の全てを火炉壁の両側のうち一方側の空間で行うようにしたので、これらの作業を火炉壁の両側のうち他方側の空間でする必要がない。よって、火炉壁の補修にかかる時間やコストを効果的に低減することができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）又は（１１）の方法において、
前記補修方法は、
前記切除するステップの後、かつ、前記接続するステップの前、前記新管の端と前記補修対象管の切除端とが対向するように前記新管を設置し、前記補修対象管の中心軸と前記新管の中心軸とが重なるように位置合わせをするステップ（例えば上述のステップＳ６）を備え、
前記位置合わせをするステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行う。

上記（１２）の方法によれば、補修対象管の中心軸と新管の中心軸との位置合わせの作業を火炉壁の両側のうち一方側の空間行うようにしたので、このような位置合わせ作業を火炉壁の両側のうち他方側の空間で行うための足場を設置する必要がない。よって、火炉壁の補修にかかる時間やコストを効果的に低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１ 火炉壁
２ 火炉壁管
２Ａ 補修対象管
４ フィン
６ 管交換範囲
８ フィン切除部
１０ マーキング
１２ 切除端
１２ａ 開先
１４ 隙間
１６ 開口穴
１７ 新管
１８ 端
１８ａ 開先
１９ 溶接部
２０ 溶接装置
２１ 電源
２２ 操作盤
２３ 配線
２４ 溶接ヘッド部
３０ トーチ部
３１ トーチ本体
３２ セラミック板
３３ 電極
４０ 位置合わせ器具
４１ 本体部
４１ａ 表面
４２ 凹溝部
４３ 位置調整部材
４３ａ Ｕ型ボルト
４３ｂ ナット
４３ｃ ナット
４３ｄ 抜け止め部
４４ 位置調整部材
４４ａ Ｕ型ボルト
４４ｂ ナット
４４ｃ ナット
４５ 開口穴
５０ インサートリング
５２ フィン部
５４ 溶接部
６０ 検査装置
６０ａ 本体部
６０ｂ 支持部
６２ 探触子
６４ 車輪
６６ 隙間
１００ 補修部
１０２ 管補修領域
１０４ フィン切除領域
１１０ 欠陥
１１２Ａ 領域
１１２Ｂ 領域

Claims (12)

1. 火炉壁の補修部の検査方法であって、
   前記補修部は、
   前記火炉壁を構成する複数の火炉壁管のうち少なくとも１本の補修対象管の一部を切除して、該補修対象管の切除端に溶接部を介して新管を接続した管補修領域と、
   前記管補修領域に対応する範囲で前記補修対象管に接続されるフィンが切除されたフィン切除領域と、
   を含み、
   前記溶接部における欠陥を検査するための検査装置を、前記フィン切除領域を利用して設置するステップと、
   前記検査装置により、前記管補修領域の前記溶接部における欠陥の有無を検査するステップと、
   を備える火炉壁の補修部の検査方法。
2. 前記設置するステップ及び前記検査するステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行う
   請求項１に記載の火炉壁の補修部の検査方法。
3. 前記検査するステップでは、前記火炉壁の前記フィン切除領域を通過するように、前記検査装置の検知部を動かして、前記補修対象管の全周にわたり前記溶接部の欠陥の有無を検査する
   請求項１又は２に記載の火炉壁の補修部の検査方法。
4. 前記検査するステップでは、超音波探傷検査により、前記溶接部の欠陥の有無を検査する
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の火炉壁の補修部の検査方法。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の検査方法により、火炉壁の補修部を検査するステップと、
   前記検査するステップの後、前記フィン切除領域を塞ぐステップと、
   を備える火炉壁の補修方法。
6. 前記検査するステップで前記溶接部の欠陥が検知されたとき、前記塞ぐステップの前に、前記溶接部を補修するステップを備える
   請求項５に記載の火炉壁の補修方法。
7. 前記補修するステップでは、前記フィン切除領域を利用して設置した溶接装置を用いて前記溶接部を補修する
   請求項６に記載の火炉壁の補修方法。
8. 前記検査するステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行い、
   前記欠陥が前記溶接部のうち前記火炉壁の前記一方側に検知されたとき、前記補修するステップでは、人手により前記溶接部を補修する
   請求項６に記載の火炉壁の補修方法。
9. 前記検査するステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行い、
   前記欠陥が前記溶接部のうち前記火炉壁の両側のうち他方側に検知されたとき、前記補修対象管から前記新管を取り除き、前記補修対象管に別の新管を溶接して接続するステップを備える
   請求項５に記載の火炉壁の補修方法。
10. 前記検査するステップの前、前記補修対象管のうち管補修領域内に位置する部分、及び、前記管補修領域に対応する範囲内に位置するフィンを切除するステップと、
    前記検査するステップの前、前記補修対象管の切除端と前記新管とを溶接で接続するステップと、
    を備える請求項５乃至９の何れか一項に記載の火炉壁の補修方法。
11. 前記切除するステップ、前記接続するステップ、前記検査するステップ、及び、前記塞ぐステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行う
    請求項１０に記載の火炉壁の補修方法。
12. 前記切除するステップの後、かつ、前記接続するステップの前、前記新管の端と前記補修対象管の切除端とが対向するように前記新管を設置し、前記補修対象管の中心軸と前記新管の中心軸とが重なるように位置合わせをするステップを備え、
    前記位置合わせをするステップは、前記火炉壁の両側のうち一方側からの操作により行う
    請求項１０又は１１に記載の火炉壁の補修方法。

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