JPH0626495A - 水力ポンプの製造方法 - Google Patents

水力ポンプの製造方法

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JPH0626495A
JPH0626495A JP4182253A JP18225392A JPH0626495A JP H0626495 A JPH0626495 A JP H0626495A JP 4182253 A JP4182253 A JP 4182253A JP 18225392 A JP18225392 A JP 18225392A JP H0626495 A JPH0626495 A JP H0626495A
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JP
Japan
Prior art keywords
impeller
stainless steel
diffuser
pump
martensitic stainless
Prior art date
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Pending
Application number
JP4182253A
Other languages
English (en)
Inventor
Rie Sumiya
利恵 角谷
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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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0626495A publication Critical patent/JPH0626495A/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

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディフューザとインペラの表面の少なくとも一
方の硬度と耐SCC性を高める。 【構成】ディフューザおよびインペラの少なくとも一方
を非時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼により構
成する。ディフューザの内周面およびインペラの外表面
の少なくとも一方に、時効硬化性マルテンサイト系ステ
ンレス鋼を、900℃〜1200℃の範囲の高圧力下で
拡散接合し、その後焼入れをしてから焼戻しをすること
により表面硬化処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉内に内蔵
されるインターナルポンプ(原子炉内再循環ポンプ)等
に好適な水力ポンプに係り、特に、ディフューザとイン
ペラの表面に硬化処理を施した水力ポンプの製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、沸騰水型原子炉の一例として
は、原子炉圧力容器の内底部上に複数のインターナルポ
ンプのポンプ部を環状に配置して、原子炉圧力容器内の
高温炉水を強制的に循環させるものがある。
【0003】そして、従来この種のインターナルポンプ
はそのディフューザを非時効硬化性マルテンサイト系ス
テンレス鋼により構成して構造部材としての強度を持た
せているが、同時に充分な延性と靭性が要求される。
【0004】また、異常時にインペラが接触することに
よりディフューザが損傷するのを防止するためには、デ
ィフューザの内周面が高硬度であることが要求されるの
で、ディフューザの内側にはウエアリングをねじ止めし
ている。または、ディフューザの内周面にセラミックス
を溶射して、その内周面の硬度を高めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のウエアリングでは、隙間腐食やSCC(Stre
ss Corrosion Cracking :応力腐食割れ)等の破損を生
ずる可能性がある上に、これら破損による破片が周囲に
飛散して他の機器に衝突して損傷を与える可能性があ
る。
【0006】また、セラミックスの溶射では高温で行な
われるので、非溶射構造材料に高熱による影響を与える
上に、セラミックスと非溶射構造材料の金属との熱膨張
率の差のために、常温と高温の温度差により、セラミッ
クスが剥離するおそれがある。
【0007】そして、セラミックスが剥離すると、やは
りこれら剥離片が周囲に飛散して周囲の機器に損傷を与
えたり、非溶射構造物自体が高温炉水と直接接触するの
で、SCC等の破損を生ずる可能性がある。
【0008】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的はディフューザの内周面とイ
ンペラの外表面の少なくとも一方に、SCCや剥離等の
破損が発生するのを防止することができる水力ポンプの
製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。
【0010】本願の請求項1に記載の発明(以下、第1
の発明という)は、ディフューザとその内部で回転する
インペラとを有する水力ポンプの製造方法において、前
記ディフューザおよび前記インペラの少なくとも一方を
非時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼により構成
し、前記ディフューザおよび前記インペラの表面の少な
くとも一方に、時効硬化性マルテンサイト系ステンレス
鋼を、900℃〜1200℃の範囲の高圧力下で拡散接
合し、その後焼入れをしてから焼戻しをすることにより
表面硬化処理を施したことを特徴とする。
【0011】また、本願の請求項2に記載の発明(以
下、第2の発明という)は、第1の発明の表面硬化処理
の焼戻し温度が550〜650℃であることを特徴とす
る。
【0012】
【作用】
〈第1の発明〉ディフューザとインペラ、またはその一
方を非時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼により
構成する。
【0013】次に、このディフューザとインペラの表
面、またはその一方に、時効硬化性マルテンサイト系ス
テンレス鋼を、900℃〜1200℃の範囲の高圧力下
で拡散接合し、その後焼入れをしてから焼戻しをするこ
とにより、表面硬化処理を施す。
【0014】したがって、ディフューザとインペラ、ま
たはその一方の表面硬化処理部の硬度と耐SCC性が共
に向上する上に、この表面硬化処理部が、熱膨脹率で同
等の非時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼と時効
硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼との接合より成る
ので、その接合が剥離するのを防止することができる。
【0015】〈第2の発明〉第1の発明に係るディフュ
ーザとインペラ、またはその一方の表面硬化処理の焼戻
し温度が550〜650℃であるので、この表面硬化処
理部の硬度を高めることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0017】図1は本願第1、第2の発明をインターナ
ルポンプ(原子炉内再循環ポンプ)に適用した場合の一
実施例の要部縦断面図であり、図において、複数のイン
ターナルポンプ1は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器3
の底部を垂直方向内方に貫通してその内底部上に各ポン
プ部2を環状に配設し、これらの各ポンプ部2により原
子炉圧力容器3内の高温の炉水を強制的に循環させるよ
うになっている。
【0018】各ポンプ部2は円筒状のディフューザ4内
にインペラ5を同心状に収容し、このインペラ5をポン
プシャフト6を介して図示しないモータにより回転させ
ることにより、ポンプ作用を行なうようになっている。
【0019】ディフューザ4はキャビテーションや他か
ら流れてきた異物による噛込み、サンドエロージョン、
異常時にインペラ5が接触することにより損傷を防止す
るために、一般の水力ポンプ(例えば水力発電所の水車
等)ではインペラ5よりも高硬度の材料により構成され
ている。
【0020】そこで本実施例では、ディフューザ4を非
時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼により構成す
ると共に、インペラ5の外周を包囲するディフューザ4
の上端部内周面に、表面硬化処理部4aを形成してい
る。
【0021】この表面硬化処理部4aは、非時効硬化性
マルテンサイト系ステンレス鋼の例えばSCS6より成
るディフューザ4の上端部内周面に、時効硬化性マルテ
ンサイト系ステンレス鋼の例えばSUS630を、90
0℃〜1200℃の範囲の高圧力下で拡散接合し、その
後焼入れをした後、これを約550〜650℃の範囲で
焼戻しすることにより形成されている。
【0022】この表面硬化処理部4aはディフューザ4
の非時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼SCS6
と熱熱膨張率が同等の時効硬化性マルテンサイト系ステ
ンレス鋼のSUS630とを接合して成るので、その接
合の剥離を防止できる上に、図2、図3に示すように硬
度と耐SCC性を向上させることができる。
【0023】つまり、図2はビッカース硬さ(Hv)と
焼戻し温度(℃)の関係を示すグラフであり、縦軸にビ
ッカース硬さを、横軸に焼戻し温度を示している。ま
た、図中○印は非時効硬化性マルテンサイト系ステンレ
ス鋼SCS6、▲印は時効硬化性マルテンサイト系ステ
ンレス鋼SUS630のデータをそれぞれ示し、図中左
端は焼入れ後の硬さを示している。
【0024】ここで、焼戻し温度を550℃〜650℃
とすると、非時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼
CSC6(○印)の硬さはHv300以下に低下してい
るが、時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼である
SUS630(▲印)の硬さはHv300以上である。
したがって、ディフューザ4の上端部内周面の硬度を高
めることができる。
【0025】また、図3はSCC試験の結果を示してお
り、縦軸にSCCの亀裂深さ(μm)を、横軸に焼戻し
温度(℃)をそれぞれ示しており、図中○印は非時効性
マルテンサイト系ステンレス鋼SCS6、▲印は時効硬
化性マルテンサイト系ステンレス鋼SUS630のデー
タをそれぞれ示しており、図中左端は焼入れ後の材料に
対するSCC試験によるSCCの亀裂深さである。ここ
で焼戻し温度が570℃以上であると、SCCによる亀
裂深さは浅くなり、耐SCC性が向上することを示して
いる。
【0026】したがって本実施例によれば、インペラ5
を収容するディフューザ4の上端部内周面の硬度と耐S
CC性を高めることができると共に、表面硬化処理部4
aがディフューザ4の上端部内周面から剥離するのを防
止することができる。
【0027】なお、前記実施例ではディフューザ4の内
周面に表面硬化処理部4aを形成した場合について説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ばディフューザ4の全内周面または全外面、あるいは例
えばインペラ5の外表面に、表面硬化処理部4aと同様
の表面硬化処理を施してもよい。
【0028】つまり、インペラ5を非時効硬化性マルテ
ンサイト系ステンレス鋼SCS6により構成して、その
外表面に、時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼の
例えばSUS630を、900℃〜1200℃の範囲の
高温高圧力下で拡散接合し、その後焼入れしてから55
0℃〜650℃の範囲で焼戻しをすることにより、表面
硬化処理を施してもよい。。これによれば、前記実施例
と同様にインペラ5の外表面の硬度と耐SCC性を高め
ると共に、その外表面から表面硬化処理部が剥離するの
を防止することができる。
【0029】また、前記実施例では本願第1、第2の発
明をインターナルポンプ1に適用した場合について説明
したが、本発明は水力ポンプ一般に適用することができ
るのは勿論である。
【0030】さらに、図2、図3は次の文献による。
【0031】[M.TSUBOTA,K.HATTORI,T.KANEKO and T.O
KADA“Effect of Temperature onSCC Susceptibility o
f Martensitic Stainless Steels in High Temperature
Water,” Proceeding of the Fourth International Sy
mposium on Environmen-tal Degradation of Materials
in Nuclear Power Systems-Water Reactors,Jekylle I
sland,Georgia,Aug. 1989より引用]
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明はディフュー
ザとインペラ、またはその一方を非時効硬化性マルテン
サイト系ステンレス鋼により構成し、これらディフュー
ザとインペラの表面の少なくとも一方に、時効硬化性マ
ルテンサイト系ステンレス鋼を高温高圧力下で拡散接合
し、その後焼入れをしてから焼戻しをすることにより表
面硬化処理を施したので、ディフューザとインペラの表
面、またはその一方の硬度と耐SCC性を高めることが
できる上に、接合される時効硬化性マルテンサイト系ス
テンレス鋼と非時効硬化性マルテンサイト系ステンレス
鋼の熱膨張率が同等であるので、その接合の剥離を防止
することができる。
【0033】また、本願第2の発明は、第1の発明に係
る表面硬化処理部の焼戻しを550〜650℃で行なう
ので、表面硬化処理部の硬度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願第1、第2の発明が適用されるインターナ
ルポンプの要部縦断面図。
【図2】本願第1の発明の一実施例における硬度を焼戻
し温度と対応して示すグラフ。
【図3】本願第1の発明の一実施例における耐SCC性
を焼戻し温度と対応して示すグラフ。
【符号の説明】
1 インターナルポンプ 2 ポンプ部 3 原子炉圧力容器 4 ディフューザ 4a 表面硬化処理部 5 インペラ 6 ポンプシャフト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディフューザとその内部で回転するイン
    ペラとを有する水力ポンプの製造方法において、前記デ
    ィフューザおよび前記インペラの少なくとも一方を非時
    効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼により構成し、
    前記ディフューザおよび前記インペラの表面の少なくと
    も一方に、時効硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼
    を、900℃〜1200℃の範囲の高圧力下で拡散接合
    し、その後焼入れをしてから焼戻しをすることにより表
    面硬化処理を施したことを特徴とする水力ポンプの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 焼戻し温度が550〜650℃であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の水力ポンプの製造方法。
JP4182253A 1992-07-09 1992-07-09 水力ポンプの製造方法 Pending JPH0626495A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO1998014709A1 (fr) * 1996-10-02 1998-04-09 Thk Co., Ltd. Procede pour la fabrication de composants de paliers ayant des surfaces de roulement pour elements de roulement
KR100510053B1 (ko) * 1997-02-14 2005-10-19 안드리츠-파텐트페르발퉁스-게젤샤프트 엠.베.하. 펌프축
JP2009195914A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Mazda Motor Corp 成型金型の製造方法および成型金型
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