JPH0571688A

JPH0571688A - 圧縮継手

Info

Publication number: JPH0571688A
Application number: JP3233433A
Authority: JP
Inventors: Berglund Ake; ベルグルンドオーケ; Kornfeld Hans; コルンフエルトハンス; Ake Korunbikku Lars; − オーケコルンビツクラルス; Toorunburomu Lars; トールンブロムラルス
Original assignee: ASEA Atom AB; ABB Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は管状部材に於ける亀裂やその他の欠
陥部をシールし、および（または）支持もしくは強化す
るための圧縮継手を提供することである。【構成】複数層のバンド２２またはワイヤー５を含ん
でなる予応力を付与された巻付体として圧縮継手４が形
成され、管状部材１の欠陥部の周囲に配置された後、予
応力の解放によって欠陥部の上で収縮して修復するよう
になされる。特に好ましい実施例ではこのバンドまたは
ワイヤーは形状記憶金属で作られ、遷移温度以下の温度
で引き伸ばされて欠陥部のある管状部材に容易に取り付
けできるようになされ、しかる後遷移温度以上に加熱さ
れて収縮されて、所要の緊締圧力を欠陥部の上から付与
できるようになされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管状部材に於ける亀裂や
露出箇所をシールし、および（または）支持するための
圧縮継手に関する。

【０００２】

【従来技術】例えば、圧力容器やパイプに於ける溶接継
手の試験によれば、溶接部や溶接部に近い母材にさまざ
まな形態の欠陥指示がしばしば認められる。これは、特
に原子力プラントに於いては新しい試験技法および新し
い試験基準が適用されているという事実によって、顕著
となっている。

【０００３】経験によれば、核反応炉に於けるパイプ溶
接に欠陥があると報告されたときに生じる問題は極めて
規模が大きくかつ費用のかかる対策を必要とすることが
示されている。亀裂成長の計算はしばしば行われ、その
溶接にかなり長期にわたる繰り返し試験が要求される。
これに代わる方法として交換する方法があるが、これは
極めて大規模で高い費用を必要とする。

【０００４】従って、さまざまな異なる対策の中でバラ
ンスを取って行うことが必要とされる。それらの対策に
よれば、短期および長期にわたる経済的な結末がそれぞ
れ異なる。対策はまた、個々の場合に適用される安全管
理に組み入れられねばならないのである。

【０００５】これに代わり、多くの問題から免れて経済
的および安全上の観点から最適な結果を与えることので
きる対策は、簡単化された判定行動を可能にできるに違
いない。このような対策による利点は、検出された欠陥
を直すための時間短縮が可能であるならば、いっそう強
力となる。このことは、その対策が好ましい時点に於い
て準備されて即座に使用かつ実行できるようになされ、
基本的には欠陥の検出に即応できるならば、まさにその
通りと言える。このようにして、修復期間中に於ける調
査作業や強制される判定行動を免れることができるので
ある。

【０００６】

【発明が解決しいうとする課題】本発明は上述した利点
を与えることのできる対策に関する代替策を提供する。
本発明は、管状部材の亀裂やその他の欠陥の上からシー
ルし、および（または）支持するための圧縮継手を提供
する。本発明によれば、複数層のバンドまたはワイヤー
を有して構成された予応力の作用されている巻付体が管
状部材の欠陥箇所の回りに配置されるのである。

【０００７】

【課題を達成するための手段】この技法は、管状部材の
欠陥箇所が強力に収縮されるような強さにワイヤーやバ
ンドが緊締されることを基本としている。生じた圧縮状
態は、ワイヤーが適当な寸法でかつ引っ張り応力が適当
である場合には、管状部材が加圧されて負荷を掛けられ
た後に於いてさえも維持されるのである。管状部材の母
材に圧縮応力を作用させることによって、初期亀裂やそ
の他の欠陥が絶えず成長することが防止される。この方
法は、例えば応力腐食の結果として管状部材の露出箇所
に於ける亀裂発生の防止目的として使用することもでき
る。

【０００８】バンドは、欠陥箇所の上でバンドの１つの
層が欠陥を十分に覆えるように幅広く作られることがで
きる。このバンドは次ぎに欠陥の上から必要数の層を形
成するように巻き上げられる。この場合、バンドは薄い
シートか箔で構成可能である。このような幅広バンドの
使用は継手の軸線方向の強度が改善されるという利点を
有している。

【０００９】本発明の特に好適な実施例によれば、ワイ
ヤーまたはバンドは形状記憶金属によって作られる。管
状部材の回りに巻き付けられる前でかつその形状記憶金
属の遷移温度よりも低い温度に於いて、ワイヤーまたは
バンドは適当な長さに引き伸ばされ、これによって、欠
陥の回りに巻き付けられかつ引き続き遷移温度より高い
温度にまで継手の温度が高められた後、継手に所要の引
っ張り応力が発生するようになされるのである。

【００１０】このようにしてワイヤーまたはバンドは予
応力の生じない状態で巻き付けられるのである。この予
応力は、ワイヤーまたはバンドが遷移温度以上に加熱さ
れた後に元の長さに復元するときに作用して、継手に所
要の引っ張り応力を発生させることになる。また、勿論
のことながら箔や薄いシートは形状記憶金属で作られる
ことができる。

【００１１】本発明は、添付図面を参照して最も簡単に
理解されるだろう。

【００１２】

【実施例】図１には管状部材１が示されており、この部
材は周面溶接２を有し、これに隣接して亀裂３が生じて
いる。このパイプの回りには数周回の圧縮継手４が巻き
付けられている。この継手４はワイヤー５によって形成
されており、このワイヤーは例えば０．５×３ｍｍの寸
法の平坦ワイヤーとされるのが適している。ワイヤー５
は炭素鋼またはステンレス鋼製であり、後者は応力腐食
の危険性を低減しかつ高引っ張り強度を得ることができ
る。ワイヤー５は例えば３００ＭＰａ、巻き付け周回の
最下位置では恐らくそれ以上の引っ張り応力にて欠陥部
の上に巻き付けられている。これにより極めて強い予応
力の巻付体が形成されるのであり、部材１のこの圧縮状
態はその内部が加圧されたときに於いてさえも維持され
るのである。漏れを生じ得る亀裂のシール作用を得るた
めに、ステンレス鋼製シートなどシールパッキング６が
管状部材に巻き付けられ、これにより巻付体はこの鋼製
シートの上に取り付けられる（図２を参照されたい）。
この鋼製シートはこれにより非常に強い力によって管状
部材に押し付けられ、部材１の横方向の亀裂３も修復さ
れることができる。この場合には、継手４が管状部材の
軸線方向の力も作用できることが必須である。これらの
力は、ワイヤー５により管状部材１に強力な力で押し付
けられて部材１との間に大きな摩擦を生じることになる
鋼製シートによって吸収される。

【００１３】図３にはフランジ付きスリーブ７が示され
ている。このスリーブはほぼ綿糸リールの形状をしてお
り、部材１の最も近い位置に取り付けられる。この取り
付けは、綿糸形リールを軸線方向の平面に沿って少なく
とも２つの半体部分に分割して、これらの部分を亀裂３
の上から部材１に取り付けることで行われる。しかる後
にワイヤー５が巻き付けられたのである。

【００１４】ワイヤー５を巻き付けるとき、下側の周回
部が外側の周回部よりも大きな張力有することになるこ
とは注意すべきである。ワイヤーに於けるこの張力は例
えば最内層の巻き付け部に於ける５００ＭＰａから外側
層の３００ＭＰａにまで変化する。勿論のことながら、
異なる強さの張力を有することが必要とされるのであ
り、また、これは管状部材の直径、厚さ、管状部材の材
料、内部圧力、温度などのようにそのときの特定の条件
に完全に依存する。従って、複数の異なる要因がワイヤ
ー５に於ける適当な張力を決定するために行われるべき
計算に影響するのである。そして、ワイヤー寸法、引っ
張り強度、引っ張り力などを考慮した上述の形態は単に
可能とみなされる例でしかない。

【００１５】特に適当とされる実施例によれば、継手は
一方向の記憶効果を有する形状記憶金属によって作られ
る。適当な合金はＮｉ−Ｔｉ基ニチノール（ＮＩＴＩＮ
ＯＬ）或いは鉄基Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ合金で
ある。これらの合金は約＋１００℃へ向けて降下する遷
移温度を有し、恐らくそれ以上に低い遷移温度すら得る
ことができるであろう。

【００１６】形状記憶金属はいわゆる遷移温度と称され
る或る温度よりも高い温度にて安定したオーステナイト
状態を生じ、この温度以下の温度ではマルテンサイト状
態を生じる合金である。オーステナイト状態に於いて或
る第１の形状を有し、次に遷移温度以下の温度にまで冷
やされてマルテンサイト状態となされた後に第２の形状
に変形される形状記憶金属は、遷移温度以上の温度に加
熱されてオーステナイト状態となされた後に第１の形状
に復元する、すなわちこの形状を思い出すことができる
のである。この場合に使用される形状記憶金属は４％〜
８％の変形に耐え、従ってそのように大幅に変形された
後でさえも最初の形状に復元することができるのであ
る。

【００１７】上述した事実が本発明によって使用される
のであり、この場合にはワイヤー５とされた形状記憶金
属は管状部材１の上に巻き付けられる前に遷移温度以下
の温度にて引き伸ばされるようにして使用される。ワイ
ヤー５が引き伸ばされる度合いは、継手によって得るべ
き所要の圧力に応じてきまる。ワイヤー５はしかる後に
引っ張り応力を生じないようにして部材１上に巻き付け
られる。しかる後、遷移温度以上の温度に高められ、ワ
イヤー５はこれにより元の長さに復元されるように働か
され、このようにして収縮を生じて管状部材１の回りに
於いて所要の圧力を働かせるようになすのである。

【００１８】狭い空間内では上述した現象は有利とな
る。何故ならば予応力をもってワイヤー５を巻き付ける
のに特別な巻き付け装置が必要とされないからである。

【００１９】更に他の簡単化が可能である。これは図４
に示されている。ここでは符号８は保護コンクリートハ
ウジング９の内部に閉じこめられた核反応圧力容器を示
している。この圧力容器８はパイプソケット１０を備え
ており、これに対してステンレスの管状部材１１が溶接
されている。溶接部１２は形成が非常に困難であり、ま
た勿論のことながら修理も困難である。本発明によれ
ば、この修理は図３に従ってフランジ付きスリーブ７お
よび形状記憶金属の巻付体による圧縮継手４を上述した
方法でコンクリートハウジング９の外部、すなわち図４
の位置Ａ、にて部材１１の回りに取り付けることによっ
て、今や達成できるのである。しかる後、継手４は部材
１１とコンクリートハウジング９との間の開口を通し
て、すなわち図４の位置Ｂにて、溶接部１２の上に位置
されるように押しやられるのである。この移動は、継手
が予応力のない状態で巻き付けられ、また、それ故に継
手４と部材１１との間の摩擦力が小さいために、遂行で
きるのである。スリーブ７と管状部材１１との間の摩擦
力が小さくなるように保証するために、スリーブ７が形
状記憶金属で作られ、そして分割されて管状部材１１の
上に取り付けられるよりも前に、内径を変形されてスリ
ーブ７と部材１１との間に適当な遊びを生じるようにな
されることができる。圧縮継手４が位置決めされると、
遷移温度以上の温度に加熱され、これによりワイヤー５
（そしてスリーブ７）を形成している形状記憶金属が収
縮されて、継手４が作動状態とされるのである。このよ
うな加熱は継手４の周囲を電気的加熱箔で取り囲むこと
で達成される。加熱が停止されるよりも以前に形状記憶
金属の遷移温度以上の温度に達することを保証するため
に、熱電対が継手４の適当位置に配置される。

【００２０】溶接部を修理する上述した方法は、更に他
の利点を有する。これは、修理時間が短縮され、核反応
装置の停止時間が短縮でき、勿論のことながら修理要員
がさらされる放射線量も低減化できることである。

【００２１】同様に、図５は円周溶接２を備えかつその
付近に亀裂が発生している管状部材を示している。この
場合、圧縮継手４は全幅のバンド２２、すなわち幅が圧
縮継手４の軸線方向の高さ寸法に実質的に等しいバンド
２２、を含んで構成されている。これ以外の点では、バ
ンド２２は炭素鋼や形状記憶金属で作られたワイヤーと
して既に説明したのと同じ方法で取り扱われる。バンド
２２は箔や薄いシートで作られ、例えば溶接の補強部や
１つのパイプ寸法から他の寸法へ変化される箇所のよう
に不規則部分を下敷きすることができるのである。

【００２２】全幅のバンドの他の利点は軸線方向に大き
な強度が継手に与えられ、また、下敷きされて軸線方向
の力を吸収するパッキング６が不要とされることであ
る。他方に於いて、継手の下側に柔軟な黒鉛プレート２
５が配置されるのが適当とされる。このプレート２５は
欠陥部の回りに別途巻き付けられた後にバンド２２が巻
き付けられるか、或いはバンド２２の欠陥部と接触する
最初の部分に黒鉛をコーティングするかの何れの方法も
可能である。

【００２３】上述した形式の全幅バンドの圧縮継手４は
使用されるべき下敷きスリーブ７が無い状態で図４に関
して説明したように使用することもできる。形状記憶金
属で作られた圧縮継手４はこのようにして巻き付けられ
るのであり、バンド２２は遷移温度以下の温度で引き伸
ばされ、部材１１の回りに予応力を発生させないように
して巻き付けられるのである。下敷きの黒鉛プレート２
５を備えた圧縮継手４は、しかる後に欠陥部を覆う位置
へ押しやられ、そして遷移温度よりも高い温度となるよ
うに加熱される。これにより圧縮継手４は欠陥部（溶接
部１２）を上からシールすると同時に十分な軸線方向の
強度を与えるのである。

【００２４】最後に、例えば継手を横切って巻き付け、
広い幅の箔の数周回の層を形成することによってバンド
／箔をシート／箔と組み合わせることが可能であり、ワ
イヤーや薄いバンド５は継手に図２に示されたのと同様
な外観を与えることが可能であり、更にまた、シート６
は薄く作られて数周回の巻き層とされることができるの
である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば予
応力を付与された巻付体によって手の届かないような場
所の管状部材の欠陥に対する修理、すなわちシールや支
持、が非常に簡単かつ確実にできるようになる。従っ
て、原子力施設のように放射線の問題が伴うようなパイ
プ欠陥に対する補修も簡単かつ確実に遂行でき、経費の
上のみならず、安全上の観点から多大の効果をあげるこ
とができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶接の上に取り付けられた圧縮継手の１つの実
施例を示す断面図。

【図２】溶接の上に取り付けられた圧縮継手の他の実施
例を示す断面図。

【図３】溶接の上に取り付けられた圧縮継手の更に他の
実施例を示す断面図。

【図４】核反応容器のパイプソケットに応用できる圧縮
継手を示す断面図。

【図５】継手の軸線方向の長さに実質的に等しい幅の箔
または薄いシートの圧縮継手を示す断面図。

【符号の説明】

１，１１管状部材２，１２溶接３亀裂４圧縮継手５ワイヤー６シールパッキング７スリーブ８圧力容器９コンクリートハウジング１０パイプソケット２２バンド２５黒鉛プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ラルス − オーケコルンビツクスウエーデン国ベステルオース，ストラトルゲツト６ (72)発明者ラルストールンブロムスウエーデン国ベステルオース，ベツテルストルプスガタン 20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管状部材（１）の亀裂（３）や露出部分
の上からシールしおよび（または）支持するために特に
好適な圧縮継手（４）であって、複数層のバンド（２
２）またはワイヤー（５）を含む、予応力を付与された
巻付体が管状部材（１）の欠陥部の周囲に配置されてい
ることを特徴とする圧縮継手。
【請求項２】請求項１に記載された圧縮継手であっ
て、その圧縮継手の軸線方向長さに実質的に等しい幅の
箔または薄いシートでバンドが形成されていることを特
徴とする圧縮継手。
【請求項３】請求項１に記載された圧縮継手であっ
て、管状部材（１）の欠陥部の周囲に巻き付けられてい
るワイヤー（５）またはバンドが少なくともそれに３０
０ＭＰａが作用するのに相当する力で引っ張られている
ことを特徴とする圧縮継手。
【請求項４】請求項１または請求項２に記載された圧
縮継手であって、ワイヤー（５）またはバンドが形状記
憶金属で作られており、このワイヤー（５）またはバン
ド（２２）に如何なる大きな引っ張り応力も生じること
なく管状部材（１）の回りに巻き付けられる前で、かつ
形状記憶金属の遷移温度よりも低い温度にて、ワイヤー
（５）またはバンド（２２）が適当な長さに引き伸ばさ
れ、これにより、欠陥を横切って巻き付けられ、引き続
き遷移温度よりも高い温度にまで高められた後に、圧縮
継手（４）に所要の引っ張り応力が発生するようになさ
れていることを特徴とする圧縮継手。
【請求項５】請求項１から請求項４までの何れか１項
に記載された圧縮継手であって、シールパッキングが巻
付体の下側で欠陥部の回りに配置されていることを特徴
とする圧縮継手。
【請求項６】請求項１または請求項４に記載された圧
縮継手であって、軸線方向で少なくとも２つの部分に分
割されたフランジ付きスリーブ（７）が巻付体の下側で
欠陥部の回りに配置されていることを特徴とする圧縮継
手。
【請求項７】請求項６に記載された圧縮継手であっ
て、スリーブが形状記憶金属で作られたことを特徴とす
る圧縮継手。
【請求項８】形状記憶金属によって作られた複数層の
バンド（２２）またはワイヤー（５）を含んでなる圧縮
継手（４）を管状部材（１１）に生じた手が届き難い欠
陥部の上に取り付ける方法であって、手が容易に届く欠
陥部材（１１）の位置で綿糸リールの形状をしたスリー
ブ（７）を該部材（１１）の周囲に取り付け、しかる
後、形状記憶金属で作られかつその形状記憶金属の遷移
温度よりも低い温度にて適当な長さに引き伸ばされるこ
とによって圧縮継手（４）の温度が該遷移温度より高い
温度に高められたときに圧縮継手（４）に所要の引っ張
り応力を発生するようになされているワイヤー（５）
を、大きな引っ張り応力がそのワイヤー（５）に生じな
い状態でスリーブ（７）上に巻き付け、これによりワイ
ヤー（５）の巻き付けられたスリーブ（７）が管状部材
（１１）に沿って欠陥部上の位置へ移動され、その後で
形状記憶金属がその遷移温度よりも高い温度にまで加熱
される、諸段階を包含することを特徴とする圧縮継手の
取り付け方法。
【請求項９】複数層のバンド（２２）またはワイヤー
（５）を含んでなる圧縮継手を管状部材（１１）に生じ
た手が届き難い欠陥部の上に取り付ける方法であって、
手が容易に届く欠陥部材（１１）の位置に於いて、圧縮
継手（４）の軸線方向の長さに実質的に等しい幅の箔ま
たは薄いシートの形状記憶金属で作られかつその形状記
憶金属の遷移温度より低い温度で適当長さに引き伸ばさ
れ、これに続いて圧縮継手（４）の温度を該遷移温度よ
りも高い温度に高めることによって所要の引っ張り応力
が圧縮継手（４）に発生するようになされているバンド
（２２）を、そのバンド（２２）に大きな引っ張り応力
を発生させることなく部材（１１）の回りに巻き付け、
これによって巻き付けられたバンド（２２）が管状部材
（１１）に沿って欠陥部上の位置へ移動され、その後で
遷移温度よりも高い温度にまで加熱される、諸段階を包
含することを特徴とする圧縮継手の取り付け方法。