JP7263806B2 - Welding method for cast steel members - Google Patents
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Description
本発明は、鋳鋼部材の溶接方法に関する。 The present invention relates to a method for welding cast steel members.
例えば、火力発電所の施設内には、発電機を発電させるための蒸気タービン車室や弁等の鋳鋼製の設備が設置されている。しかし、これらの鋳鋼製の設備は、高温の環境下で運転されるため、起動と停止が繰り返されると、熱応力による影響を受けて亀裂が発生することとなる。 For example, in facilities of a thermal power plant, facilities made of cast steel such as steam turbine casings and valves for generating power are installed. However, since these facilities made of cast steel are operated in a high-temperature environment, repeated start-up and stoppage will cause cracks under the influence of thermal stress.
そこで、鋳鋼製の設備に亀裂が発生した場合、例えば以下の対処方法が適宜実施されている。 Therefore, when cracks occur in cast steel equipment, for example, the following countermeasures are appropriately implemented.
先ず、第1の対処方法として、亀裂を研削等で除去し、亀裂を除去した後の肉厚が予め定められた最小肉厚に達したときに設備を新たな設備に交換する方法が挙げられる。 First, as a first coping method, there is a method of removing cracks by grinding or the like, and replacing the equipment with new equipment when the wall thickness after removing the cracks reaches a predetermined minimum wall thickness. .
又、第2の対処方法として、亀裂を研削等で除去して開先を形成し、開先に溶接材を供給して肉盛を形成し、溶接後熱処理を行って設備の肉厚を回復する方法が挙げられる。 In addition, as a second coping method, the crack is removed by grinding or the like to form a groove, a welding material is supplied to the groove to form an overlay, and heat treatment is performed after welding to restore the thickness of the equipment. method.
しかし、第1の対処方法の場合、蒸気タービン車室や弁等の大型の鋳鋼製の設備を新たな設備に交換するに際して、長期の時間を要する虞があった。 However, in the case of the first coping method, there is a risk that it will take a long time to replace large cast steel equipment such as steam turbine casings and valves with new equipment.
又、第2の対処方法の場合、鋳鋼製の設備を工場まで運搬して溶接後熱処理を行う方法と、発電所の施設内(現場)で溶接後熱処理を行う方法と、がある。前者の場合、鋳鋼製の設備を工場に持ち帰らなければならないが、工場の炉内で鋳鋼製の設備全体に対して溶接後熱処理を行うため、溶接残留応力を効果的に低減することができる。一方、後者の場合、現場で溶接後熱処理を行えるが、当該溶接後熱処理は鋳鋼製の設備における溶接個所をヒータ等で部分的に加熱する処理であるため、前者と同様に溶接残留応力を低減することはできない。特に、亀裂が深く溶接材の使用量が多くなった場合、溶接後熱処理が更に不十分となって、溶接残留応力に起因して溶接変形を生じていた。溶接後熱処理の代替としてテンパービート法を行ったとしても同様の課題を生じる。 In the case of the second coping method, there are a method of transporting cast steel equipment to a factory and performing post-weld heat treatment, and a method of performing post-weld heat treatment in the facility (site) of the power plant. In the former case, the cast steel equipment must be brought back to the factory, but since the post-weld heat treatment is performed on the entire cast steel equipment in the factory furnace, welding residual stress can be effectively reduced. On the other hand, in the latter case, post-weld heat treatment can be performed on site, but since the post-weld heat treatment is a process of partially heating the welded location in cast steel equipment with a heater or the like, the weld residual stress is reduced as in the former case. you can't. In particular, when the crack is deep and the amount of welding material used is large, post-weld heat treatment becomes even more insufficient, resulting in welding deformation due to welding residual stress. Even if the temper beat method is used as an alternative to the post-weld heat treatment, the same problem occurs.
そこで、本発明は、鋳鋼製の設備が設置されている施設内において、溶接残留応力に起因する溶接変形量を確認し、鋳鋼部材の許容変形量を超過しない溶接方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a welding method that checks the amount of welding deformation caused by welding residual stress in a facility where cast steel equipment is installed and does not exceed the allowable amount of deformation of cast steel members. do.
前述した課題を解決する主たる本発明は、鋳鋼部材の溶接方法であって、鋳鋼部材に発生した亀裂を除去して形成された開先の近傍位置である前記鋳鋼部材上の第1位置を特定する第1工程と、前記開先の溶接に関して、溶接に起因する変形の影響を受けない位置として、前記第1位置から所定距離離れた位置である前記鋳鋼部材上の第2位置を特定する第2工程と、前記開先の溶接に関して、溶接に起因する変形を確認する位置である前記鋳鋼部材上の前記第1位置と前記第2位置との間の第3位置を特定する第3工程と、前記開先に溶接材を供給して形成される肉盛の高さと前記開先の収縮率との関係を示すマスターカーブに基づいて、前記開先に形成しようとする前記肉盛の高さに対応する前記第1位置の変形量を予測する第4工程と、前記第1位置と前記第2位置との間の距離と、前記第2位置及び前記第3位置との間の距離との割合に基づいて、前記第1位置の変形量の予測値から前記第3位置の変形量を予測する第5工程と、前記第3位置の変形量の予測値が許容変形量を超えていない場合、前記開先に前記肉盛を形成する第6工程と、を含む。 The main aspect of the present invention that solves the above-described problems is a method for welding cast steel members, wherein a first position on the cast steel member, which is a position near a groove formed by removing a crack that has occurred in the cast steel member, is specified. and a second position on the cast steel member that is a predetermined distance away from the first position as a position that is not affected by deformation due to welding with respect to welding of the groove. 2 step, and a third step of specifying a third position between the first position and the second position on the cast steel member, which is a position where deformation due to welding is confirmed with respect to welding of the groove. , the height of the overlay to be formed in the groove based on a master curve showing the relationship between the height of the overlay formed by supplying the welding material to the groove and the contraction rate of the groove a fourth step of predicting the deformation amount of the first position corresponding to the distance between the first position and the second position and the distance between the second position and the third position a fifth step of predicting the deformation amount at the third position from the predicted deformation amount at the first position based on the ratio; and when the predicted deformation amount at the third position does not exceed the allowable deformation amount. and a sixth step of forming the overlay on the groove.
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。 Other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description herein.
本発明によれば、鋳鋼製の設備が設置されている施設内において、溶接残留応力に起因する溶接変形量を確認し、鋳鋼部材の許容変形量を超過しない溶接が可能となる。 According to the present invention, it is possible to check the amount of welding deformation caused by welding residual stress in a facility where cast steel equipment is installed, and perform welding that does not exceed the allowable amount of deformation of cast steel members.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
火力発電所の施設内に設置されている蒸気タービン車室は、鋳鋼部材を用いて製造されている。本実施形態では、例えば、蒸気タービン車室内の蒸気の流量を調整する弁装置を溶接の対象として以下に説明する。 A steam turbine casing installed in a facility of a thermal power plant is manufactured using cast steel members. In the present embodiment, for example, a valve device for adjusting the flow rate of steam in a steam turbine compartment will be described below as an object to be welded.
===蒸気タービン車室の弁装置===
図1は、蒸気タービン車室の弁装置を簡略的に示す断面図である。
===Steam Turbine Casing Valve Device===
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a valve device of a steam turbine casing.
弁装置100は、蒸気タービン車室に供給される蒸気の流量を調整する装置であって、弁箱110、弁座120、弁体130、弁箱蓋170を含んで構成されている。弁箱110は、鋳鋼部材を用いて形成されている。
The
弁箱110は、ボイラ等の蒸気発生手段に接続された蒸気入口111と、蒸気タービン車室に接続された蒸気出口(不図示)と、の間を連通する蒸気流路112を内部に形成する箱体である。弁箱110には、弁座120及び弁体130が収容されている。
The
弁座120は、環形状を呈し、蒸気流路112が形成されるように設置されている。
The
弁体130は、弁座120のシート面121に対して着座又は離間することによって、蒸気流路112を流れる蒸気を遮断する蒸気止め弁である。弁体130は、弁座120に対して図1の上下矢印方向に進退可能に設置されている。
The
蒸気タービン車室は、高温の環境下で運転されるため、起動と停止が繰り返されると、熱応力による影響を受けて亀裂が発生する虞がある。本実施形態では、説明の便宜上、弁箱110の内側に亀裂が発生することとする。
Since the steam turbine casing is operated in a high-temperature environment, repeated starting and stopping may cause cracks due to thermal stress. In this embodiment, for convenience of explanation, it is assumed that a crack occurs inside the
===マスターカーブ===
図2は、鋳鋼部材に形成された開先を示す上面図である。図3A及び図3Bは、鋳鋼部材に形成された開先を示す側断面図である。図4は、開先の肉盛の高さと開先の収縮率とをそれぞれ計測して得られた特性図である。図5は、図4を参照して得られた開先の肉盛の高さと開先の収縮率との関係を示すマスターカーブである。尚、図3Aは、X軸及びZ軸で形成された平面に沿って開先を半分に切断して得られた断面をY軸の+方向に向かって見た様子を示している。又、図3Bは、Y軸及びZ軸で形成された平面に沿って開先を半分に切断して得られた断面をX軸の+方向に向かって見た様子を示している。又、図4及び図5において、横軸は開先の底面から鋳鋼部材の表面までの高さに対する肉盛の高さの割合(%)を示し、縦軸は肉盛の高さにおける開先の収縮率として1mmあたりの収縮量(μm)を示している。
=== master curve ===
FIG. 2 is a top view showing a groove formed in a cast steel member. 3A and 3B are side cross-sectional views showing grooves formed in cast steel members. FIG. 4 is a characteristic diagram obtained by measuring the build-up height of the groove and the contraction rate of the groove. FIG. 5 is a master curve showing the relationship between the build-up height of the groove and the contraction rate of the groove obtained with reference to FIG. Note that FIG. 3A shows a cross section obtained by cutting the groove in half along a plane defined by the X-axis and the Z-axis, viewed in the + direction of the Y-axis. FIG. 3B shows a cross section obtained by cutting the groove in half along a plane defined by the Y-axis and the Z-axis, viewed in the + direction of the X-axis. 4 and 5, the horizontal axis indicates the ratio (%) of the height of the overlay to the height from the bottom of the groove to the surface of the cast steel member, and the vertical axis indicates the groove in the height of the overlay. The amount of shrinkage (μm) per 1 mm is shown as the shrinkage rate of .
以下、マスターカーブを作成する工程について説明する。 The process of creating a master curve will be described below.
先ず、弁箱110の素材と同一の素材からなる鋳鋼部材200を用意する。
First, a
次に、鋳鋼部材200に開先210を形成する。尚、開先210は、鋳鋼部材200の厚み方向(-Z方向)に向かうにつれて径が小さくなる四角錘台の形状を呈することとする。又、開先210は、鋳鋼部材200の表面に対して面一になる開口220を有し、開口220のうちX軸に沿う方向の長さL1とY軸に沿う方向の長さL2とは、それぞれ数十mmに設定されることとする。
Next, a
次に、開先210の底面240から鋳鋼部材200の表面までの高さに対する肉盛230の高さの割合が一定割合で100%に近づくように、開先210に溶融状態の溶接材を供給して肉盛230を段階的に形成する。例えば、開先210の底面240から鋳鋼部材200の表面までの高さに対する肉盛の高さの割合が1%ずつ100%に近づくように、開先210に溶融状態の溶接材を供給して肉盛230を段階的に形成する。尚、溶接材は、例えば熱処理が不要なニッケル合金であることとし、その溶接方法は、例えばティグ溶接,ミグ溶接,アーク溶接等であることとする。
Next, molten welding material is supplied to the
次に、開先210に肉盛230を形成した後に、肉盛230の高さにおける開先210のX軸及びY軸に沿う方向の長さを計測する。一方、開先210に肉盛230を形成する前に、形成しようとしている肉盛230の高さにおける開先210のX軸及びY軸に沿う方向の長さを事前に計測しておく。そして、肉盛り230の形成前後における両者の長さを比較し、肉盛230の高さにおける開先210のX軸及びY軸に沿う方向の1mm当たりの収縮量を算出する。尚、開先210のX軸及びY軸に沿う方向の長さの計測には、例えばデジタルノギスが用いられる。
Next, after the build-
次に、開先210に形成された肉盛230の高さの割合(%)を横軸とし、肉盛230の高さにおける開先210のX軸及びY軸に沿う方向の収縮率(μm/mm)を縦軸とする図4のグラフ(特性図)を作成する。尚、実線は開先210のX軸に沿う方向の収縮率を示し、破線は開先210のY軸方向に沿う方向の収縮率を示している。
Next, the ratio (%) of the height of the
次に、図4を見ると、開先210に形成された肉盛230の高さの割合が25%のときに、開先210のY軸方向に沿う方向の収縮量が2μmと最も大きく変化していることが分かる。そこで、開先210に形成された肉盛230の高さの割合が0%から25%まで変化したときの開先210のY軸に沿う方向の収縮量の変化を示す傾きのみを用いて図5のマスターカーブを作成する。図5のマスターカーブとして、様々な形状や大きさの亀裂に対処するために、様々な形状や大きさの開先に対応するバリエーションを用意してもよい。
Next, referring to FIG. 4, when the height ratio of the
尚、図5のマスターカーブを作成する工程をコンピュータのソフトウエア処理によって実行し、様々な形状や大きさの開先に対応する複数のマスターカーブのデータを記憶装置に記憶させてもよい。 The process of creating the master curve of FIG. 5 may be executed by computer software processing, and data of a plurality of master curves corresponding to grooves of various shapes and sizes may be stored in a storage device.
===溶接方法===
図6は、本実施形態に係る鋳鋼部材の溶接方法を示すフローチャートである。尚、前述したように、弁箱110の内側に亀裂が発生した場合を例として、図1を参照しつつ説明する。
=== Welding method ===
FIG. 6 is a flowchart showing a welding method for cast steel members according to the present embodiment. As described above, the case where a crack occurs inside the
先ず、弁箱110の内側に亀裂が発生しているか否かを判断する(ステップS1)。亀裂の有無を判断する場合、例えば、開放点検の際に非破壊検査の一つである浸透探傷検査等を行うことによって判断すればよい。 First, it is determined whether or not a crack has occurred inside the valve box 110 (step S1). When judging the presence or absence of cracks, for example, a penetrant inspection, which is one of non-destructive inspections, may be carried out at the time of overhaul inspection.
次に、弁箱110の内側に亀裂が発生している場合(ステップS1:YES)、例えば亀裂進展予測プログラムによって、弁箱110の厚み方向における亀裂の進行の度合を解析し、亀裂が弁箱110の必要最小肉厚まで到達することが懸念されるときに、亀裂の深さに応じて開先140の形状を決定する(ステップS2)。本実施形態において、開先140は、弁箱110の内側から外側へ向かうにつれて径が小さくなる四角錘台の形状を呈している。尚、弁箱110の内側に亀裂が発生していない場合(ステップS1:NO)、ステップS1の判断を繰り返す。
Next, if a crack has occurred inside the valve body 110 (step S1: YES), for example, by a crack growth prediction program, the degree of crack progress in the thickness direction of the
次に、亀裂を研削して除去しつつ四角錘台の形状を呈する開先140を形成する(ステップS3)。尚、開先140の形成には、例えばグラインダー(不図示)が用いられる。
Next, the
次に、開先140の近傍位置として第1位置Aを特定する。尚、第1位置Aは、弁箱110の内側の表面において、開先140の弁体130に向かう側の、開先140の開口150を形成する1つの辺に隣接する位置である(ステップS4)。
Next, a first position A is specified as a position near the
次に、開先140の溶接に関して、溶接に起因する変形の影響を受けない位置として第2位置Bを特定する。尚、第2位置Bは、弁箱110の内側の表面において、弁体130の第1位置Aに向かう側とは反対側の位置である。例えば、第2位置Bは、弁体130を境に第1位置Aとは対称となる位置である(ステップS5)。
Next, regarding welding of the
次に、開先140の溶接に関して、溶接に起因する変形を確認する位置として第3位置Cを特定する。尚、第3位置Cは、弁体130が着座した際に当接する弁座120のシート面121において、弁体130の開先140に向かう側の位置である(ステップS6)。
Next, regarding welding of the
次に、開先140の溶接に関して、溶接に起因する変形を計測する位置として第4位置Dを特定する。尚、第4位置Dは、弁箱110の内側の表面において、第1位置Aと第3位置Dとの間の位置である(ステップS7)。
Next, regarding welding of the
次に、第2位置Bと第4位置Dとの間の直線距離DBDを計測する。尚、直線距離DBDの計測には、例えばデジタルノギスが用いられる(ステップS8)。 Next, the linear distance DBD between the second position B and the fourth position D is measured. A digital vernier caliper, for example, is used to measure the linear distance DBD (step S8).
次に、図5のマスターカーブを参照し、開先140に形成しようとする肉盛160の高さにおける第1位置Aの変形量を予測する。例えば、開先140の底面から弁箱110の内側の表面までの高さを50mm、開先140に形成しようとする肉盛160の高さを23mmとした場合、開先140に形成しようとする肉盛160の高さの割合は46%となる。肉盛160の高さの割合が46%であるときの開先140の1mmあたりの収縮量は3.7μmであるため、肉盛160の高さにおける開先140の溶接幅を24mmとすると、第1位置Aの変形量は89μmと予測される(ステップS9)。
Next, referring to the master curve of FIG. 5, the amount of deformation at the first position A at the height of the
次に、第1位置Aと第2位置Bとの間の直線距離DABに対する第2位置Bと第3位置Cとの間の直線距離DBCの割合を第1位置Aの変形量の予測値に乗じることによって、第3位置Cの変形量を予測する。例えば、第1位置Aと第2位置Bとの間の直線距離DABを620mm、第2位置Bと第3位置Cとの間の直線距離DBCを465mmとした場合、第3位置Cの変形量は67μmと予測される(ステップS10)。 Next, the ratio of the linear distance D-BC between the second position B and the third position C to the linear distance D- AB between the first position A and the second position B is used to predict the amount of deformation of the first position A. The amount of deformation at the third position C is predicted by multiplying the value. For example, when the linear distance D AB between the first position A and the second position B is 620 mm, and the linear distance D BC between the second position B and the third position C is 465 mm, the third position C The amount of deformation is estimated to be 67 μm (step S10).
次に、第3位置Cの変形量の予測値が予め定められた許容変形量未満であるか否かを判断する。尚、許容変形量は、弁体130が弁座120に対して着座又は離間する際に、蒸気の流量を正常に調整することが可能な限界値であって、例えば100μmであることとする(ステップS11)。
Next, it is determined whether or not the predicted value of the amount of deformation at the third position C is less than a predetermined allowable amount of deformation. The allowable deformation amount is a limit value at which the flow rate of steam can be normally adjusted when the
次に、第3位置Cの変形量の予測値は許容変形量未満であることから(ステップS11:YES)、開先140の高さ23mmまで溶融状態の溶接材を供給して肉盛160を形成する(ステップS12)。尚、第3位置Cの変形量の予測値が許容変形量以上である場合(ステップS11:NO)、開先140に肉盛160を形成することなく一連の処理を終了する。
Next, since the predicted value of the deformation amount at the third position C is less than the allowable deformation amount (step S11: YES), the welding material in a molten state is supplied to the
次に、開先140に肉盛160を形成した後における第2位置Bと第4位置Dとの間の直線距離DBDを計測する。尚、直線距離DBDの計測には、ステップS8におけるデジタルノギスが用いられる。そして、本ステップで計測された直線距離DBDと、ステップS8で計測された直線距離DBDとの差を第4位置Dの変形量として算出する(ステップS13)。
Next, the linear distance DBD between the second position B and the fourth position D after forming the build-
次に、第2位置Bと第4位置Dとの間の直線距離DBDに対する第2位置Bと第3位置Cとの間の直線距離DBCの割合を第4位置Dの変形量に乗じることによって、第3位置Cの変形量を算出する。例えば、第4位置Dの変形量を90μm、第2位置Bと第4位置Dとの間の直線距離DBDを550mmとした場合、第3位置Cの変形量は76μmと算出される(ステップS14)。 Next, the deformation amount of the fourth position D is multiplied by the ratio of the linear distance DBC between the second position B and the third position C to the linear distance DBD between the second position B and the fourth position D. Thus, the deformation amount of the third position C is calculated. For example, if the deformation amount at the fourth position D is 90 μm and the linear distance D BD between the second position B and the fourth position D is 550 mm, the deformation amount at the third position C is calculated as 76 μm (step S14).
次に、第3位置Cの変形量が上記の許容変形量(100μm)未満であるか否かを判断する(ステップS15)。 Next, it is determined whether or not the amount of deformation at the third position C is less than the allowable amount of deformation (100 μm) (step S15).
次に、第3位置Cの変形量は許容変形量未満であることから(ステップS15:YES)、開先140に更に高い肉盛160を形成することが可能となる。そこで、開先140に更に高い肉盛160を形成することが有益である場合に限り、ステップS9以降の処理を実行する。尚、第3位置Cの変形量が許容変形量以上である場合(ステップS15:NO)、開先140に23mmの高さの肉盛160を形成したまま一連の処理を終了する。
Next, since the amount of deformation at the third position C is less than the allowable amount of deformation (step S15: YES), it is possible to form a
===溶接可否判断装置===
図6に示す処理の少なくとも一部はコンピュータ等の装置によって実現される。
=== Weldability judgment device ===
At least part of the processing shown in FIG. 6 is realized by a device such as a computer.
図7は、本実施形態に係る溶接方法に用いられる溶接可否判断装置を示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing a weldability determination device used in the welding method according to this embodiment.
溶接可否判断装置300は、開先140の溶接に際して、開先140に形成することが可能な肉盛160の高さを予測する装置であって、コンピュータ310及び記憶装置320を含んで構成されている。
The
記憶装置320には、開先140に形成することが可能な肉盛160の高さを予測するためのプログラムや、図5のマスターカーブを示すデータが記憶されている。
The
コンピュータ310には、第1位置A、第2位置B、第3位置C、第4位置D、直線距離DAB,DBC,DBDを示す情報が入力され、コンピュータ310は、記憶装置320から読み出されたプログラムを実行しつつテーブルデータを参照することによって、本実施形態に係る溶接方法を実行する。
===まとめ===
以上説明したように、本実施形態に係る鋳鋼部材の溶接方法は、鋳鋼部材に発生した亀裂を除去して形成された開先140の近傍位置である第1位置Aを特定する第1工程と、開先140の溶接に関して、溶接に起因する変形の影響を受けない位置である第2位置Bを特定する第2工程と、開先140の溶接に関して、溶接に起因する変形を確認する位置である、第1位置Aと第2位置Bとの間の第3位置Cを特定する第3工程と、開先140に溶接材を供給して形成される肉盛160の高さと開先140の1mmあたりの収縮量との関係を示すマスターカーブに基づいて、開先140に形成しようとする肉盛160の高さに対応する第1位置Aの変形量を予測する第4工程と、第1位置Aと第2位置Bとの間の距離と、第2位置B及び第3位置Cとの間の距離との割合に基づいて、第1位置Aの変形量から第3位置Cの変形量を予測する第5工程と、第3位置Cの変形量の予測値が許容変形量を超えていない場合、開先140に肉盛160を形成する第6工程と、を含む。これによって、第3位置Cの変形量の予測値が許容変形量を超えない範囲内で、開先140に肉盛160を形成することが可能となる。つまり、溶接残留応力に起因する溶接変形を確認し、鋳鋼部材の許容変形量を超過しない溶接が可能となる。
===Summary===
As described above, the method for welding cast steel members according to the present embodiment includes the first step of specifying the first position A, which is the position near the
又、本実施形態に係る鋳鋼部材の溶接方法は、第3位置Cの変形量の予測値が許容変形量を超えている場合、開先140に肉盛160を形成することを中止する第7工程を含む。これによって、開先140に対して必要以上の肉盛160の形成を防止することが可能となる。
Further, in the welding method for cast steel members according to the present embodiment, when the predicted value of the amount of deformation at the third position C exceeds the allowable amount of deformation, the formation of the
又、本実施形態に係る鋳鋼部材の溶接方法は、開先140の溶接に関して、第1位置Aと第3位置Cとの間の第4位置Dを特定する第8工程と、第6工程において開先140に肉盛160を形成した場合、第4位置Dの変形量を計測する第9工程と、第2位置Bと第4位置Dとの間の距離と、第2位置Bと第3位置Cとの間の距離との割合に基づいて、第4位置Dの変形量から第3位置Cの変形量を算出する第10工程と、第10工程において第3位置Cの変形量が許容変形量を超えていない場合、開先140に肉盛160を更に形成するために、第4工程に戻る第11工程と、を含む。これによって、第3位置Cの変形量の予測値が許容変形量を超えない範囲内で、開先140に対して最も高い肉盛160を形成することが可能となる。
Further, in the welding method for cast steel members according to the present embodiment, in the welding of the
又、本実施形態に係る鋳鋼部材の溶接方法は、第10工程において第3位置Cの変形量が許容変形量を超えている場合、開先140に肉盛160を更に形成することを中止する第12工程を含む。これによって、開先140に対して必要以上の肉盛160の形成を防止することが可能となる。
Further, in the welding method for cast steel members according to the present embodiment, when the amount of deformation at the third position C exceeds the allowable amount of deformation in the tenth step, further formation of the
又、第9工程において、第4位置Dの変形量は、開先140に肉盛160を形成する前に計測された第2位置Bと第4位置Dとの間の距離と、開先140に肉盛160を形成した後に計測された第2位置Bと第4位置Dとの間の距離と、の差である。
Further, in the ninth step, the amount of deformation at the fourth position D is the distance between the second position B and the fourth position D measured before forming the
又、第9工程において、第4位置Dの変形量はデジタルノギスによって計測される。 Also, in the ninth step, the amount of deformation at the fourth position D is measured by a digital caliper.
又、溶接材は、開先140を溶接する際に熱処理が不要なニッケル合金である。これによって、溶接残留応力を効果的に低減することが可能となる。
Also, the welding material is a nickel alloy that does not require heat treatment when welding the
又、マスターカーブにおける開先の収縮率は、肉盛の高さに対する開先の1mmあたりの収縮量として求められる。 Also, the shrinkage rate of the groove in the master curve is obtained as the amount of shrinkage per 1 mm of the groove with respect to the height of the build-up.
又、マスターカーブにおける開先の収縮率は、肉盛の高さに対する開先の1mmあたりの収縮量の計測値を示す傾きのうち、最も大きい傾きから求められる。 Further, the groove shrinkage ratio in the master curve is obtained from the largest slope among the slopes indicating the measured value of the shrinkage amount of the groove per 1 mm with respect to the build-up height.
又、鋳鋼部材は、火力発電所に設置される蒸気タービン車室を形成する弁装置100である。
Also, the cast steel member is a
尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。 It should be noted that the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit and interpret the present invention. The present invention may be modified and improved without departing from its spirit, and the present invention also includes equivalents thereof.
100 弁装置
110 弁箱
120 弁座
121 シート面
130 弁体
140,210 開先
150,220 開口
160,230 肉盛
170 弁箱蓋
200 鋳鋼部材
300 溶接可否判断装置
310 コンピュータ
320 記憶装置
100
Claims (10)
前記開先の溶接に関して、溶接に起因する変形の影響を受けない位置として、前記第1位置から所定距離離れた位置である前記鋳鋼部材上の第2位置を特定する第2工程と、
前記開先の溶接に関して、溶接に起因する変形を確認する位置である前記鋳鋼部材上の前記第1位置と前記第2位置との間の第3位置を特定する第3工程と、
前記開先に溶接材を供給して形成される肉盛の高さと前記開先の収縮率との関係を示すマスターカーブに基づいて、前記開先に形成しようとする前記肉盛の高さに対応する前記第1位置の変形量を予測する第4工程と、
前記第1位置と前記第2位置との間の距離と、前記第2位置及び前記第3位置との間の距離との割合に基づいて、前記第1位置の変形量の予測値から前記第3位置の変形量を予測する第5工程と、
前記第3位置の変形量の予測値が許容変形量を超えていない場合、前記開先に前記肉盛を形成する第6工程と、
を含むことを特徴とする鋳鋼部材の溶接方法。 a first step of identifying a first position on the cast steel member, which is a position near the groove formed by removing the crack generated in the cast steel member;
A second step of identifying a second position on the cast steel member that is a predetermined distance away from the first position as a position that is not affected by deformation due to welding with respect to welding of the groove;
a third step of identifying a third position between the first position and the second position on the cast steel member, which is a position for confirming deformation due to welding, with respect to welding of the groove;
Based on a master curve showing the relationship between the height of the overlay formed by supplying the welding material to the groove and the contraction rate of the groove, the height of the overlay to be formed in the groove a fourth step of predicting the deformation amount of the corresponding first position;
Based on the ratio of the distance between the first position and the second position and the distance between the second position and the third position, the predicted value of the deformation amount at the first position is converted to the first position. a fifth step of predicting deformation amounts at three positions;
a sixth step of forming the overlay on the groove when the predicted value of the deformation amount at the third position does not exceed the allowable deformation amount;
A method for welding cast steel members, comprising:
を含むことを特徴とする請求項1に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 2. The method according to claim 1, further comprising a seventh step of stopping forming the overlay on the groove when the predicted value of the deformation amount at the third position exceeds the allowable deformation amount. Welding method for cast steel members.
前記第6工程において前記開先に前記肉盛を形成した場合、前記第4位置の変形量を計測する第9工程と、
前記第2位置と前記第4位置との間の距離と、前記第2位置と前記第3 位置との間の距離との割合に基づいて、前記第4位置の変形量から前記第3位置の変形量を算出する第10工程と、
前記第10工程において前記第3位置の変形量が許容変形量を超えていない場合、前記開先に前記肉盛を更に形成するために、前記第4工程に戻る第11工程と、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 an eighth step of identifying a fourth position between the first position and the third position for welding the groove;
a ninth step of measuring the amount of deformation at the fourth position when the build-up is formed on the groove in the sixth step;
Based on the ratio of the distance between the second position and the fourth position and the distance between the second position and the third position, the deformation amount of the fourth position is changed to the deformation amount of the third position. A tenth step of calculating the deformation amount;
an eleventh step of returning to the fourth step in order to further form the build-up on the groove when the amount of deformation at the third position does not exceed the allowable amount of deformation in the tenth step;
The method for welding a cast steel member according to claim 2, comprising :
を含むことを特徴とする請求項3に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 4. A twelfth step of stopping further forming the build-up on the groove when the amount of deformation at the third position exceeds the allowable amount of deformation in the tenth step. The method for welding the cast steel member according to .
前記第4位置の変形量は、前記開先に前記肉盛を形成する前に計測された前記第2位置と前記第4位置との間の距離と、前記開先に前記肉盛を形成した後に計測された前記第2位置と前記第4位置との間の距離と、の差である
ことを特徴とする請求項3に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 In the ninth step,
The amount of deformation at the fourth position is the distance between the second position and the fourth position measured before forming the overlay on the groove, and the amount of deformation when the overlay is formed on the groove. and a distance between the second position and the fourth position measured later.
前記第4位置の変形量はデジタルノギスによって計測される
ことを特徴とする請求項5に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 In the ninth step,
The method for welding cast steel members according to claim 5, wherein the amount of deformation at the fourth position is measured by a digital caliper.
ことを特徴とする請求項1に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 The welding method for cast steel members according to claim 1, wherein the welding material is a nickel alloy that does not require heat treatment when welding the groove.
ことを特徴とする請求項1に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 The welding method for cast steel members according to claim 1, wherein the contraction rate of the groove in the master curve is obtained as a shrinkage amount per unit length of the groove with respect to the height of the overlay.
ことを特徴とする請求項8に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 The shrinkage rate of the groove in the master curve is obtained from the largest slope among the slopes indicating the measured value of the shrinkage amount per unit length of the groove with respect to the height of the overlay. The method for welding a cast steel member according to claim 8.
ことを特徴とする請求項1に記載の鋳鋼部材の溶接方法。 The method of welding cast steel members according to claim 1, wherein the cast steel member is a member forming a steam turbine casing installed in a thermal power plant.
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