JPH02133192A

JPH02133192A - 容器貫通管内面の補修方法

Info

Publication number: JPH02133192A
Application number: JP28703488A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Umemoto; 忠宏梅本; Mitsuo Hayashi; 三雄林; Terufumi Uchikado; 内門　暉史; Yoshimitsu Tomita; 富田　義光
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1990-05-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、容器貫通管内面の補修方法に関するものであ
る。

「従来の技術とその課題」原子力発電関連プラント、各種エネルギ関連プラント、
化学プラント、火力発電プラント等には、容器を貫通し
た状態の配管、つまり、容器貫通管が使用される。

例えば、第７図に示すように、沸騰水型原子炉における
原子炉圧力容器１には、その下鏡部を貫通した状態の容
器貫通管２が溶接部３によって取り付けられており、原
子炉の状態を検出するための各種センサの信号伝達等を
行なっている。

このような容器貫通管（配管）２は、機械的強度の優れ
た原子炉圧力容器（容器）ｌの下鏡部に取り付けられて
いるために、容器貫通管２の伸縮や曲げによる変形力の
影響が、容器貫通管２の管壁や溶接部３に現れ易く、十
分な信頼性を確保することが要求され、また、定期検査
時等において、溶接部３あるいはその近傍の容器貫通管
２の管壁の状態を検査することが望ましい。

従来、溶接部３の近傍に欠陥部が生じていた場合は、そ
の欠陥部の状態に応じて溶接部３の部分で解体し、新規
の配管を再溶接によって取り付ける等の対策が必要とな
る。

この場合にあって、例えば、溶接部３を解体することな
く、容器貫通管２の内部から欠陥部の補修を実施し得る
と好都合であるが、その技術は未だ確立されていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、容
器貫通管の内面に生じた欠陥部を溶接部等を解体するこ
となく、確実に補修することを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」第１の手段は、容器貫通管における内面欠陥部の内側に
金属スリーブを挿入し、該金属スリーブの両端部と容器
貫通管の内面との間をシール溶接して、内面欠陥部をシ
ール溶接部により密封するとともに、該シール溶接部の
近傍位置の容器貫通管内面に耐食性コーティング層を形
成するものであり、また、第２の手段は、第１の手段に
おいて、耐食性コーティング層が小入熱加熱による金属
溶融凝固層により形成されるものである。

「作用」内面欠陥部の内側に挿入した金属スリーブのシール溶接
部により内面欠陥部が隔離されて、金属管の内部流体が
内面欠陥部に直接接触することがなくなる。

耐食性コーティング層によって、シール溶接部の近傍の
容器貫通管内面が覆われ、管壁にシール溶接時の熱影響
部による鋭敏化現象が生じた場合にあっても、新たな欠
陥部の発生を防止するように保護する。

一方、耐食性コーティング層を小人熱加熱による金属溶
融凝固層とすることにより、容器貫通管内面の極表面を
溶融して再凝固させ、再凝固した組織がデルタフェライ
トを含むように改質されて、引っ張り残留応力と腐食因
子とが両方存在するときでも、応力腐食割れ等の現象が
抑制されるものである。

また、小人熱量とすることによって、金属管の管壁の温
度上昇が抑制され、組織が鋭敏化する熱影響部の発生を
低減する。

「実施例」第１図ないし第６図は、本発明に係る容器貫通管内面の
補修方法を、第７図に示した原子炉圧力容器（容器）１
の下鏡部の容器貫通管２に適用した一実施例を示すもの
である。

以下、工程順に第１図ないし第６図に基づいて説明する
。

第１図に示すように、原子炉圧力容器（容器）１を貫通
している容器貫通管（例えば５ＵＳ３０４からなる配管
）２の内面における溶接部３の近傍位置（鎖線で囲んで
いる位Ｒ）に、クラック等の内面欠陥部４が生じていた
場合、容器貫通管２の内部に研削工具を挿入し、容器貫
通管２の内面を研削することにより、内面欠陥部４の部
分を完全に無くすように、長円形等に容器貫通管２の内
面組織を削除する。

この場合、原子炉圧力容器ｌの内部、容器貫通管２の回
りには、原子炉冷却水を存在させた状態として、作業員
の放射線被曝を低減しながら研削作業が行なわれ、容器
貫通管２の中には、内面欠陥部４よりも上方位置の管式
に栓を装着する等により、必要に応じて水を排除して内
面欠陥部４の研削作業を行なう（以下の各作業において
も同様である　）。

内面欠陥部４を研削して削除することにより、第２図に
示すように、内面欠陥部４より大きな窪部５が形成され
る。内面欠陥部４を研削削除すると、応力集中によって
生じたクラック等がさらに進展することが停止する。

そして、この窪部５に、第３図に示すように、ろう材６
を充填する。このろう材６は、金ろう、銀ろうの他に、
耐熱性コンパウンド等が適用され、ろう材６を容器貫通
管２の組織と一体化することにより、窪部５の応力集中
が緩和される。

次いで、第４図に示すように、ろう材６の充填箇所の内
側に、５ＵＳ３１６からなる金属スリーブ７を挿入して
、ろう材６の内側を金属スリーブ７によって覆い、軽く
拡管を行なう。この拡管は金属スリーブ７の内部に、治
具を入れて拡径に基づいて若干の塑性変形を生じさせる
ことにより、金属スリーブ７を容器貫通管２の内面（ろ
う材６近傍の内面）に密接させる程度とする。

さらに、第５図に示すように、金属スリーブ７の両端部
と容器貫通管２の内面との間をＴＩＧ溶接またはＹＡＧ
レーザ等によりシール溶接をし、シール溶接部８の形成
によって、ろう材６（当初の内面欠陥部４の部分）を密
封した状態にする。

その後、容器貫通管２の内部流体がろう材６（内面欠陥
部４及び窪部５　）に直接接触することがなくなる。

一方、シール溶接を施すことによって、シール溶接部８
の近傍に位置している箇所、容器貫通管２の管壁内面に
、溶接熱による熱影響部（鋭敏化域）Ｘが生じる可能性
を考慮して、次の処理を行なう。

第６図に示すように、容器貫通管２の内面の必要箇所、
つまり、シール溶接部８の位置から上下方向に延ばした
適宜範囲（シール溶接による熱影響部Ｘの範囲）に、内
側を覆う耐食性コーティング層９を形成する。該耐食性
コーティング層９は、容器貫通管２の内部流体（例えば
原子炉冷却水）を考慮して、耐食性を有するＣｒ、Ｔｉ
等の金属メツキにより形成される。

また、耐食性コーティング層９の部分を金属溶融凝固層
に置き換えて形成することができ、この場合、シール溶
接部８の上下、例えば概略１５ｍｍの範囲に、（ｒ、Ｔ
ｉ等の粉末を付着させた状態で、レーザによりＣｒ、Ｔ
　ｉを急速加熱して溶融させるとともに、その後の冷却
凝固により容器貫通管２の内面に金属溶融凝固層９を形
成する。この場合、金属溶融凝固層９の金属自身の耐食
性により新たな腐食部、欠陥部の発生を防止する。

さらに、金属溶融凝固層９を形成する別の方法として、
レーザまたはＴＩＧ溶接トーチを利用し、熱量を１〜３
ｋＪ／ｃ＋ａ程度の小人熱となるように設定し、前述の
シール溶接部８の形成時に生じた熱影響部Ｘの範囲を内
側から覆うとともに、容器貫通管２の内面、極表面の組
織を直接溶融凝固させることにより、再凝固しｔ；組織
がデルタフェライトを含むように改質することができる
。この場合、溶融再凝固処理後には、容器貫通管２の内
面がデルタフェライトを含む組織となる改質がなされる
。

また、小入熱加熱とすることによって、容器貫通管２の
管壁の温度上昇が抑制され、新たに金属組織が鋭敏化す
る等の熱影響部の発生を伴うことを避けることができる
ため、容器貫通管２の内部に引っ張り残留応力と腐食因
子とが両方存在するときでも、応力腐食割れの発生する
因子の一つである鋭敏化したオーステナイト組織の存在
が除去されて、応力腐食割れの発生そのものが起こりに
くくなる。

なお、以上の一実施例の説明では、主として原子炉圧力
容器ｌの下鏡部の容器貫通管２への適用について述べた
が、配管の外周面に７ランジを溶接部によって取り付け
ているものに適用することや、直管状の単純な金属管に
適用することもできる。

「発明の効果」以上説明したように、本発明に係る金属管内面の補修方
法は、（ｉ）容器貫通管の内面に生じた欠陥部を金属スリーブ
で覆ってシール溶接することにより密閉するものである
から、容器貫通管の取り付は状態に影響されることなく
、欠陥部の補修対策や漏洩防止対策を行なうことができ
る。

（ｎ）容器貫通管の外側に溶接部が存在する場合に、溶
接部を解体して新規金属管と交換することなく、欠陥部
の補修を実施することができる。

（ｍ）シール溶接による熱影響部が生じた場合において
も、鋭敏化域を耐食性コーティング層で覆うことにより
、内部流体との接触を妨げ、応力腐食割れ等を抑制する
ことができる。

（Ｉｖ）小人熱量の加熱による金属溶融凝固層を形成す
ることによって、容器貫通管内面の極表面がデルタフェ
ライトを含む組織となり、引っ張り残留応力と腐食因子
とが両方存在するときでも、応力腐食割れ等の現象を抑
制することができる。

（ｖ）金属溶融凝固層を小人熱量の加熱により形成する
ことによって、管壁の温度上昇を抑制し、組織が鋭敏化
することを防止することができる。

等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明に係る容器貫通管内面の補
修方法を原子炉圧力容器の下鏡部の容器貫通管に適用し
た一実施例を示す工程説明図、第７図は滓騰水型原子炉
における容器下鏡部を貫通する配管の例を示す正断面図
である。ｌ・・・・・・原子炉圧力容器（容器）、２・・・・・
・容器貫通管（配管）、３・・・・・・溶接部、４・・・・・・内面欠陥部、５・・・・・・窪部、６・・・・・・ろう材、７・・・・・・金属スリーブ、８・・・・・・シール溶接部、９・・・・・・耐食性コーティング層（金属溶融凝固層
Ｘ・・・・・・熱影響部。）、

Claims

【特許請求の範囲】１、容器貫通管における内面欠陥部の内側に金属スリー
ブを挿入し、該金属スリーブの両端部と容器貫通管の内
面との間をシール溶接して、内面欠陥部をシール溶接部
により密封するとともに、該シール溶接部の近傍位置の
容器貫通管内面に耐食性コーティング層を形成すること
を特徴とする容器貫通管内面の補修方法。２、耐食性コーティング層が小入熱加熱による金属溶融
凝固層であることを特徴とする請求項１記載の容器貫通
管内面の補修方法。