JPH0351600A - 容器貫通配管の補修方法 - Google Patents

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、容器貫通配管の補修方法に係り、特に、配管
貫通角穴の溶接部近傍に欠陥部が生じた場合の改良や、
その補修を実施する場合に有用な補修方法に関するもの
である。

「従来の技術」 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２図に示すように、沸騰水型原子炉における
原子炉圧力容器には、その容器壁（容器下鏡部）ｌに明
けた配管貫通角穴２を経由して容器貫通管（配管）３が
貫通しているとともに、配管貫通角穴２を上方に延長ず
るように、容器壁１の内底部にスタブヂューブ４が立設
され、該スタブチューブ４における上縁部と容器貫通管
３の外周部との間が、溶接部５によって一体化されてお
り、容器貫通管３は、例えば、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３は、機械的強度の優れた容器壁
ｌ及びスタブチューブ４に取り付けられているために、
容器貫通管３の伸縮や曲げによる変形力の影響が、溶接
部５やその近傍の配管壁に現れ易く、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５あるいはその近傍の配管壁の状態を検査するこ
とが望ましい。

一方、第３図に示すように、溶接部５の下部近傍の配管
壁に、クラック等の欠陥部Ｘが生じた場合は、容器貫通
管３の内部流体が欠陥部Ｘを経由して下鏡アニュラス部
６に流れ落ちる可能性があり、この場合には溶接部５の
部分を解体し、新規の配管を再溶接によって取り付ける
等の補修方法が考えられている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、このような捕修方法は、非常に大掛かり
なものとなり、補修対象となる容器貫通管３が、前述し
た原子炉圧力容器に取り付けられている場合であると、
原子炉の運転開始後においては、補修作業従事者の放射
線被曝線量を十分に管理する必要性が生じる。

したがって、例えば、溶接部５を解体することなく、容
器貫通管３の内部から欠陥部Ｘの補修作業を実施するこ
とができ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、 （１）容器貫通管を取り付けている溶接部を解体するこ
となく速やかに欠陥部からの漏洩現象を停止させること
。

（ｌ１）容器貫通管の支持強度を向上させ、補修後にお
いて新たな欠陥部の発生を肋止すること。

等を目的とするものである。

１課題を解決するための手段」 容器壁の配管貫通角穴に押入されかつ該配管貫通角穴に
対して溶接部により取り付けられている容器貫通管の欠
陥部より外方に位置している容器貫通管の管壁を拡管し
て塑杜変形させ配管貫通角穴に密接状態とする工程と、
前記容器貫通管の拡管範囲の内面に拡管範囲より広範囲
の耐食性金属クラッド層を付着形戊する工程とを組み合
わせている容器貫通配管の補修方法である。

「作用　」 容器貫通管の管壁に欠陥部の発生が認められる３ 場合等において、その欠陥部より外方に位置している容
器貫通管の管壁を拡管して塑性変形を生じさせると、拡
管した部分が配管貫通角穴の内面に密接した状態となっ
て、この密接部分によって配管貫通角穴と容器貫通管と
の間が閉塞された状態となり、欠陥部を経由する外方へ
の漏洩路が遮断されて、漏洩現象が生じている場合は、
漏洩が停止する。

また、密接部分が生じることによって、容器貫通管の支
持箇所が、密接部分が当初からの溶接部に付加されるこ
とになり、支持強度の向上が図られることになる。

一方、拡管加工を行なうことにより、容器貫通管の管壁
の一部に引っ張り残留応力が生じた場合にあっても、そ
の内側が耐食性金属クラッド層によって覆われ、耐食性
の向上が図られ、新たな欠陥部の発生を防止することに
なる。

「実施例」 第１図は、本発明に係る容器貫通配管の補修方法を、第
２図及び第３図に示した原子炉圧力容器４ における容器壁１の容器貫通管３に適用したー実施例を
示すものである。

以下、工程順に説明ずる。

［既設配管の閉塞工程］ 第１図に示すように、容器壁（例えば主として低合金鋼
によって構威される）１に明けた配管貫通角穴２を貫通
している容器貫通管（例えばＳＵＳ３０４からなる配管
）３の管穴３ａの中に閉塞栓７を装着して上下に区画す
る。この場合、原子炉圧力容器の内部に、原子炉冷却水
を存在させた状態とするとともに、閉塞栓７の装着後は
その上に水を充満させ、作業員の放射線被曝を低減しな
がら作業を行なう（以下の各作業においても同様である
）。

［容器貫通管の拡管］ 容冷貫通管３の中に適宜機益を押入するとともに、ロー
ル法や局部的内圧負荷法等によって、第１図において各
矢印で示すように、管壁を半径外方向に拡管させる。こ
の場合の拡管範囲Ｙは、容器貫通管３の欠陥部Ｘより外
方（第１図においては下方）に位置している部分に適宜
設定される。

容器貫通管３の管壁を拡管して塑性変形させることによ
り、塑性変形させた管壁が配管貫通角穴２に密接した状
態となって、該密接部分により下鏡アニュラス部６が第
ｌ図」二下に分断される。

この場合において、拡管によって管壁を半径外方向に移
動させると、配管貫通角穴２の内径の範囲で、管壁の半
径外方向の移動が許容されるため、管壁が弾性変形する
とともに、その一部の内部応力か降伏点を越えて、塑性
変形を起こし、第１図において鎖線で示ず当初の状態か
ら実線で示すように、塑性変形分だけ管壁の直径が大き
くなる。

この場合における拡管量は、容器貫通管３の材質によっ
て影響を受けるが、例えば直径が１〜５％程度大きくな
る程度の拡管を行なう。

［拡管後の状態］ このように、拡管のために塑性変形を生じさせると、応
力腐食割れに対する感受性が高まることに基づいて、拡
管範囲Ｙの内面に新たに欠陥が形成される要因となり易
くなる。

［耐食性金属クラッド層の形戚］ そこで、容器貫通管３における拡管範囲Ｙの内面及びそ
の管軸方向に延長した範囲の内面に、第１図に示すよう
に、耐食性金属クラッド層８を形成して覆う。

該耐食性金属クラッド層８の形戊方法は、容器貫通管３
の内部流体を考慮して、Ｃｒ，’Ｉ”ｉ等の粉末を付着
させた状態で、レーザによりＯｒ，Ｔｉ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３の内面に耐食性金属クラッド層８を形戚すること等
にｊ二つて尖施され、耐食性金属クラッド層８自身の耐
食性により新たな腐食部、欠陥部の発生を防止ずる。

「補修後の状態」 第３図及び第１図を参照して補修前及び補修後の欠陥部
Ｘの近傍を比較すると、補修前（つまり第３図の状態）
にあっては、容器貫通管３の内部流体が欠陥部Ｘを経由
して下鏡アニュラス部６に流れ出る漏洩路が形威される
ものとなるが、補修後（つまり第１図の状態）にあって
は、容器貫通管３の内部流体が欠陥部Ｘを経由して下鏡
アニュラス部６の一部に至るものの、拡管範囲Ｙにおい
て、容器貫通管３の拡管された管壁が配管貫通穴２の内
面に緊密に接触して、この部分が閉塞された状態となっ
ていろことに基づき、内部流体の漏洩が生じなくなる。

また、拡管工程及び耐食性金属クラッド層８の形成工程
後の適宜時期において、前述した閉塞栓７は撤去される
ことになる。

そして、容器貫通管３は、当初からの溶接部５による支
持に加えて、拡管範囲Ｙの部分でも支持されるので、支
持箇所が複数箇所となり、温度差の付与、熱膨張差等に
基づく外力が容器貫通管３に作用した場合でも、溶接部
５に過大な力、応力が加わることを避けることができる
。

〈他の実施態様〉 以上説明した実施例に代えて、次の構成を採用ずること
ができる。

（イ）原子炉圧力容器以外の容器貫通配管の補修に適用
すること。

δ （口）配管の回りに溶接によってフランジを取り付けて
いる部分の補修に適用すること。

（ハ）拡管機器あるいは作業の制限を受ける場合等にお
いて、拡管範囲を分割し、容器貫通管の長さ方向に間隔
を空けて設定すること。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る容器貫通配管の補修
方法は、 ■欠陥部より外方に位置している容器貫通管の管壁を拡
管して、塑性変形を起こさせることに上り管壁を配管貫
通角穴に密接状態として、この間の間隙を閉塞するもの
であるから、欠陥部の発生が認められる場合や、発生の
懸念のある場合等において、溶接部を解体することなく
補修して漏洩現象の発生を抑制することができる。

■上記により、溶接部を解体して容器貫通管を交換する
方法と比較して、補修労力を著しく低減することができ
る。

■拡管部分の管壁が配管貫通角穴に密接して、支持箇所
が新たに形成されることにより、容器貫通管の支持が当
初からの溶接部に付加されて複数箇所となり、容器貫通
管の支持強度の向上を図り、新たな欠陥部の発生を抑制
ずることができる。かつ、拡管部分が耐食性金属クラッ
ド層に覆われることにより、拡管加工部分が欠陥部とな
ることを防止することができる。

■容器内に内部流体を存在させたままの状態で、残され
た容器貫通管と溶接部とにより隔離して補修作業を行な
うことにより、内部流体の存在による補修作業の影響を
少なくすることができる。

■上記により、特に、運転開始後の沸騰水型原子炉にお
ける容器貫通管の補修作業に適用した場合にあって｛ま
、原子炉圧力容器内に原子炉冷却水を存在させたまま補
修作業を行なうことにより、作業従事者の被曝線量を低
減させ、作業性を向」ニさせることができる。

等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る容器貫通配管の補修方法を原子炉
圧力容器の容器貫通管に適用したー実施例を示す正断面
図、第２図は沸騰水型原子炉における下鏡部を貫通する
配管の例を示す正断面図、第３図は容器貫通管の溶接部
近傍における欠陥部の説明図である。 ・・・容器壁（容器下鏡部）、 ・・・・・配管貫通角穴、 ・・・容器貫通管（配管）、 管穴、 ・・・スタブチューブ、 ・・溶接部、 ・・・下鏡アニュラス部、 ・閉塞栓、 耐食性金属クラッド層、 欠陥部、 ・拡管範囲。 ｌ　・ ２ ３・ ３ａ・・・ ４・ ５・ ６・ ７・・ ８　・・・・ Ｘ・・・・ Ｙ・・・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　容器壁の配管貫通角穴に挿入されかつ該配管貫通角穴
   に対して溶接部により取り付けられている容器貫通管の
   欠陥部より外方に位置している容器貫通管の管壁を拡管
   して塑性変形させ配管貫通角穴に密接状態とする工程と
   、前記容器貫通管の拡管範囲の内面に拡管範囲より広範
   囲の耐食性金属クラッド層を付着形成する工程とを有す
   ることを特徴とする容器貫通配管の補修方法。