JPH06186376A - 構造材の欠陥補修方法 - Google Patents

構造材の欠陥補修方法

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JPH06186376A
JPH06186376A JP4337341A JP33734192A JPH06186376A JP H06186376 A JPH06186376 A JP H06186376A JP 4337341 A JP4337341 A JP 4337341A JP 33734192 A JP33734192 A JP 33734192A JP H06186376 A JPH06186376 A JP H06186376A
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JP
Japan
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pipe
memory alloy
shape memory
repairing
repaired
Prior art date
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Pending
Application number
JP4337341A
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English (en)
Inventor
Minoru Obata
稔 小畑
Tadashi Kaneko
正 金子
Motoji Tsubota
基司 坪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH06186376A publication Critical patent/JPH06186376A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】構造材に発生した欠陥の補修を短時間で行うこ
とができ、また複雑な形状の構造材にも適用でき、もっ
て構造材を長寿命化し、信頼性を向上する。 【構成】欠陥6が発生している構造材としての被補修配
管5の外周に補修部材用内管7を嵌着し、液体窒素温度
に保持した状態で内管7の外周に50%Ti−47%Ni−
3%Feの形状記憶合金製線8をほぼ均一に巻き付け
る。形状記憶合金製線8は液体窒素温度(77K)で室温
状態より4%の引張り加工を施したものである。その
後、室温状態に放置すると形状記憶合金製線8の収縮に
よって内管7に周囲から均一に圧縮応力が加わり、内管
7が被補修配管5に強固に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば原子炉圧力容器に
溶接された炉内構造材にひび割れ等の欠陥が生じている
補修箇所を補修するための構造材の欠陥補修方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】オーステナイト系ステンレス鋼やニッケ
ル基合金などの炉内構造材と原子炉圧力容器を構成する
材料の接合には溶接が用いられている。溶接部近傍に形
成される熱影響部ではクロム炭化物が粒界に析出し、使
用環境にさらされて粒界腐食あるいは粒界腐食割れを発
生する場合がある。
【0003】以上のような原子炉圧力容器に付属した部
位に割れが発見された場合、例えば割れ発生部位を溶接
による入熱により溶融し穴埋めをするか、または、当て
板を添えてその周囲を溶接により接合する等の溶接を用
いた補修方法が考えられる。
【0004】しかしながら、この補修方法は溶接部近傍
に新たな熱影響部を作り補修部周辺に割れ発生の確率の
高い部分を形成するという矛盾をうむ。したがって、溶
接以外の方法で補修接合する技術が望まれる。
【0005】従来から配管の接合方法として形状記憶合
金を用いた技術が応用されてきている。図4は、形状記
憶合金を用いた配管継ぎ手の接合方法を示す断面図であ
る。この接続方法においては欠陥を有する配管を新しい
配管と取り換えることによって欠陥補修した場合と同等
に解釈する。
【0006】図4において、符号1は補修または接合さ
れる配管である。これら配管1の外周には薄肉の内管2
が配置されるとともに、その外周には外管3が配置され
ている。内管2の内周面には複数の突起4が形成されて
おり、この突起4が配管1の外周面に食込むことにより
配管1どうしを接合する。
【0007】次に、その接合の手順を説明する。まず、
外管3は形状記憶合金からなり、液体窒素(−70℃)
中でその内径が拡径された状態となり、使用温度(−2
0℃)で縮径される。
【0008】一方、内管2は接合前は配管1の外径より
その内径が大きくなっている。そして、内径が拡径され
た状態の外管3内に内管2を配置するとともに、内管2
内に配管1を挿入する。
【0009】常温に戻るにつれて外管3は収縮していき
内管2を圧縮していく。その結果、内管2はその内径が
配管1の外径と同一になるまで圧縮され、内管2の内周
面に突設された複数の突起4が配管1の外周面に食込
み、それによって配管1どうしが接合される。
【0010】その際、外管3による圧縮力と配管1の抗
力が釣合うまで収縮するが、一部形状復元残部分を残
す。つまり、内管3の内径は3%圧縮できるが、接合状
態では2%圧縮された状態であり、それによって強固な
接合状態が提供される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような形状記憶合
金を炉内構造材の補修に使用する場合、補修する部位に
合わせた形状を有する形状記憶合金製締め付け部材を作
成しておく必要がある。また、締め付け力は材料と形状
記憶合金の加工寸法で一義的にきまってしまうため、施
工性が悪くなる。さらに、炉内構造材の欠陥を補修する
際には分解する等の工程を必要とするため、結局長時間
を要することになる。
【0012】本発明は上記の各課題を解決するためにな
されたもので、欠陥発生部を補修する際に施工性が良好
でかつ短時間で行うことができ、また、複雑な形状の構
造材にも適用でき、もって構造材を長寿命化し、信頼性
を向上する構造材の欠陥補修方法を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は欠陥が生じてい
る構造材の補修部位に補修用部材を密接して取り付け、
Mf(冷却時の変態終了温度)<Af(加熱時の逆変態
終了温度)<室温の変態点を有し、かつMf点以下で引
張り加工を施した形状記憶合金製線または箔を前記補修
用部材にMf点以下の温度で均一に巻き付けたのち、室
温(>Af)まで加熱することを特徴とする。
【0014】
【作用】構造材の欠陥補修部位に補修用部材を密接して
取り付け、この補修用部材に形状記憶合金製線または箔
を均一に巻き付ける。形状記憶合金はMf<Af<室温
の変態点を有し、Mf点以下で巻き付け加工を行う。た
だし、Mfは冷却時の変態終了温度、Afは加熱時の逆
変態終了温度である。
【0015】その後、室温(>Af)まで加熱を行い、
変態に伴う形状記憶合金製線または箔の長さ方向の収縮
により被修用部材を締め付け、構造材との強固な機械的
接合を形成する。締め付け強さはMf点以下での変形量
によってもコントロールできるが、変形量一定の線また
は箔を用いる場合には二層以上巻き付けることによって
さらに強固に締め付けることができる。
【0016】このようにMf点以下であらかじめ与える
変形量と巻き付け回数により締め付け強さを任意にコン
トロールできる。以上の理由から従来の溶接等の補修方
法に比較して施工性が良好となり、再鋭敏化の問題を発
生しないため、従来例よりも信頼性が高くなる。
【0017】
【実施例】図1を参照しながら本発明に係る構造材の欠
陥補修方法の第1の実施例を説明する。図1中符号5は
たとえば炉内構造材としての外径 100mm,肉厚5mmのス
テンレス鋼製被補修配管を部分的に示している。この被
補修配管5には外面に腐食割れなどの微少欠陥6を有し
ている。この欠陥6を包むようにして被補修配管5の外
面に肉厚 1.5mmのステンレス鋼製補修部材用内管7を密
接して取り付ける。
【0018】この内管7の周囲に直径1mmの50%Ti−
47%Ni−3%Fe合金からなる形状記憶合金製線8を
均一に巻き付けて三層形成した。形状記憶合金製線8は
液体窒素温度(77K)で室温状態より4%の引張り加工
を行い、液体窒素温度に保持した状態で内管7の外周面
に均一に巻き付けた。
【0019】その後、室温に放置されることにより形状
記憶合金製線8は徐々に加熱されて逆変態し、引張り加
工前の形状(長さ)に戻る。なお、形状記憶合金製線8
の両端は機械的手段により内管7の端部に固定する。こ
のような形状記憶合金製線8の収縮によって内管7に周
囲から均一に圧縮応力が加わり、内管7が被補修配管5
に強固に固定されて、欠陥6を補修することができた。
【0020】次に図2により本発明の第2の実施例を説
明する。この第2の実施例は第1の実施例における形状
記憶合金製線8の代りに形状記憶合金製箔9を使用した
ことにある。なお、他の部分は第1の実施例と同様なの
で、その部分には同一符号を付して説明は省略する。
【0021】この第2の実施例によれば、第1の実施例
の効果に加えて線材よりも巻回数が少なくてすみ、施工
性および作業性が良好となり、大型でかつ面積の大きい
構造材の補修に適している。
【0022】次に図3により本発明の第3の実施例を説
明する。図3中符号10は原子炉圧力容器壁を部分的に示
している。この原子炉圧力容器壁10には炉内構造材とし
ての被補修配管5が貫挿され、この被補修配管5はスタ
ンドパイプ11を介して原子炉圧力容器壁10に支持されて
いる。スタンドパイプ11の先端部と被補修配管5との外
面とは溶接金属13により溶接されている。
【0023】被補修配管5の欠陥6を補修する場合には
実施例1に準じて行う。すなわち、欠陥6を有する補修
部位近傍の被補修配管5の外面に管状体12をスタンドパ
イプ11の先端部外面まで覆うようにして密接して取り付
ける。そして、実施例1に準じて、管状体12の外面に形
状記憶合金製線8を均一に巻き付けて二層形成する。
【0024】しかして、室温に放置すると形状記憶合金
製線8の収縮によって管状体12に周囲から均一に圧縮応
力が加わり、管状体12が被補修配管5に強固に固定さ
れ、欠陥6を補修することができた。
【0025】第3の実施例によれば形状記憶合金製線8
を使用することによって、表面に凹凸を有するような複
雑な形状の構造材についても直管部を補修する場合と同
様に施工することができる。また、図3における溶接金
属13の溶接熱影響部は滞在的に割れ発生の危険性が高
く、そのような部位の補修には特に有効である。
【0026】なお、本発明で使用する形状記憶合金とし
てはMf<Af<室温および炉内環境で十分な耐食性を
有していればいずれの合金を使用してもよい。耐食性が
問題の場合にはステンレス鋼,ニッケル基合金などの耐
食性材料、白金などの貴金属をコーティングすることが
望ましい。
【0027】また、線または箔を多層化し、巻き数によ
り締め付け力をコントロールでき、均一な締め付けがで
きるため、隙間腐食等の耐食性劣化の問題がない。さら
に、バルク状形状記憶合金を用いる場合より材料が少な
くてすむため経済的である。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、構造材に発生した欠陥
の補修を短時間で行うことができ、また凹凸面を有する
複雑な形状の構造材にも適用でき、もって構造材を長寿
命化し、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る構造材の欠陥補修方法の第1の実
施例を示す縦断面図。
【図2】本発明に係る構造材の欠陥補修方法の第2の実
施例を示す縦断面図。
【図3】本発明に係る構造材の欠陥補修方法の第3の実
施例を示す縦断面図。
【図4】従来の構造材の欠陥補修方法を示す縦断面図。
【符号の説明】
1…配管、2…内管、3…外管、4…突起、5…被補修
配管、6…欠陥、7…補修部材用内管、8…形状記憶合
金製線、9…形状記憶合金製箔、10…原子炉圧力容器
壁、11…スタンドパイプ、12…管状体、13…溶接金属。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21C 17/10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 欠陥が生じている構造材の補修部位に補
    修用部材を密接して取り付け、Mf(冷却時の変態終了
    温度)<Af(加熱時の逆変態終了温度)<室温の変態
    点を有し、かつMf点以下で引張り加工を施した形状記
    憶合金製線または箔を前記補修用部材にMf点以下の温
    度で均一に巻き付けたのち、室温(>Af)まで加熱す
    ることを特徴とする構造材の欠陥補修方法。
JP4337341A 1992-12-17 1992-12-17 構造材の欠陥補修方法 Pending JPH06186376A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996012588A1 (en) * 1994-10-19 1996-05-02 Dpd, Inc. Shape-memory material repair system and method of use therefor
WO2001086096A1 (en) * 2000-05-10 2001-11-15 Qinetiq Limited Method of reinforcing structures
JPWO2013150750A1 (ja) * 2012-04-03 2015-12-17 株式会社東芝 原子炉圧力容器の貫通部保護構造及び原子炉
CN114935063A (zh) * 2022-06-02 2022-08-23 太仓阿尔法数字科技有限公司 一种管道记忆合金修复方法及装置

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