JPH0931671A - 機器接続部のすきま腐食防止方法 - Google Patents

機器接続部のすきま腐食防止方法

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JPH0931671A
JPH0931671A JP7190093A JP19009395A JPH0931671A JP H0931671 A JPH0931671 A JP H0931671A JP 7190093 A JP7190093 A JP 7190093A JP 19009395 A JP19009395 A JP 19009395A JP H0931671 A JPH0931671 A JP H0931671A
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JP
Japan
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crevice corrosion
inert gas
holding chamber
connecting portion
residual oxygen
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JP7190093A
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Toshiaki Ishiguro
淑亮 石黒
Motoroku Nakao
元六 仲尾
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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Publication date
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    • 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

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  • Gasket Seals (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧流体を流す機器同士を接続する機器接続
部におけるすきま腐食を簡単、確実に防止する。 【解決手段】 機器フランジ部において、残存酸素を吸
収する残存酸素吸収体17と、不活性ガスを放出する不
活性ガス放出体20とを内側の押圧保持室12aに設け
てOリングと押圧保持室12aとの間のすきま腐食を防
止する。残存酸素吸収体17は、内部が真空又は還元剤
が保持された保持体18を備え、不活性ガス放出体20
は、内部に液体窒素が保持された保持体21を備える。
更に、押圧保持室12aに図示していない不純物吸着体
を設け、内部に不純物吸着剤を保持させた保持体を備え
させる。いずれの保持体も、ガラスフィルタ、セラミッ
クフィルタ又はこれらのものに半透膜を貼り付けたもの
でも良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力容器、高圧配
管等の機器の接続部のすきまに発生するすきま腐食を防
止する機器接続部のすきま腐食防止方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】圧力容器、高圧配管等の高圧流体を内部
に流す機器を接続する機器接続部は、例えば各機器のフ
ランジを介して接続されている。このような機器接続部
のフランジ面は、高圧流体の内圧によりフランジ内側の
すきまが広がり易く、内部の高圧流体である蒸気や液体
が侵入し易くなる。そこで、これらが外部へリークする
のを防ぐためにフランジ面の片面又は両面の円周方向に
溝状のOリングシートを設け、ここに径が溝の深さより
も大きな径のOリングを嵌入し、両フランジ面が密着す
るまで締め付けることにより高圧流体の内圧を完全に密
封する。
【0003】図3は、従来技術に係る機器接続部の密封
方法を示す断面図である。前述のように、溝付フランジ
8の当接面11の円周方向に溝状のOリングシート9、
10を二重に設けた原子炉圧力容器上蓋7と原子炉圧力
容器本体4との機器接続部3の密封方法を示す断面であ
る。溝付フランジ8とリーク検出孔27が設けられた本
体フランジ5とを径がOリングシート9、10の深さよ
りも大きなOリング14、15を介し、円周方向で放射
状に複数配された締付ボルト28とナット29をOリン
グ14、15が塑性変形域に達し、溝付フランジ8と本
体フランジ5の面が密着するまで締め付けることによ
り、原子力容器の内部30の高圧流体を密封するもので
ある。
【0004】実用プラントでは、起動/停止や運転条件
の変動に伴い内圧や温度が変化するが、上記のような構
造において、高い内圧によりフランジ内側のすきまが広
がり、内部の高圧蒸気や水が侵入して内側のOリング1
4まで達した後、内圧が低下してすきまが閉じることに
より、Oリングシート9の空間は、内圧、温度等の条件
の変動に伴って乾湿状態が変化する。従って、Oリング
14とOリングシート9或いはOリング14と本体フラ
ンジ5の当接面6との間で不純物の濃縮が起き易くな
る。更に、高圧下では酸素濃度が増大し腐食性の環境が
強まる。
【0005】一方、Oリング14、15は、Oリングシ
ート9、10面と本体フランジ5の当接面6とによって
非常に強固に締め付けられており、Oリング14、15
が円筒状の形状であるため、これらの周囲に液が付着し
たような状態では、それぞれの当接面の近傍とその周辺
部の間に酸素濃淡電池が形成され易い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のことから、Oリ
ング14と溝付フランジ8及び本体フランジ5との当接
面近傍では、すきま腐食が発生し易い。これを防止する
対策として、従来、塩化物等の腐食性不純物による不純
物液濃度の低減、高耐食性材料の適用、圧力容器、配管
内部へ窒素等の不活性ガスを注入して酸素濃度を低減す
ること等が考えられた。
【0007】しかしながら、塩化物等の腐食性不純物に
よる液濃度の低減については、乾湿状態の変化に伴う濃
縮により、極微量の不純物量でも腐食発生の要因となり
得るが、これらの完全な除去は困難と云えるので、この
方法のみで前記のOリングとフランジとの当接面近傍に
おけるすきま腐食を防止することは難しい。
【0008】高耐食性材料の適用については、補修、交
換に手間がかかり、特に前述の原子力容器のような大型
プラントの大径フランジには適用できない。
【0009】圧力容器、配管内部への不活性ガス注入に
よる酸素濃度の低減は、多量の不活性ガスを要し、その
上フランジすきまを完全に不活性ガスによって置換する
ことは困難である。
【0010】本発明の目的は、上記課題を解決し、高圧
流体を流す機器同士を接続する機器接続部におけるすき
ま腐食を簡単、確実に防止することが出来る機器接続部
のすきま腐食防止方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、高圧流体を密封する少なくとも一つの密
封材を用いて内部に前記高圧流体を流す機器同士を接続
する機器接続部であって、該機器接続部における前記密
封材と該密封材を押圧、保持する押圧保持室との間のす
きま腐食を防止する機器接続部のすきま腐食防止方法に
おいて、残存酸素を吸収する残存酸素吸収体と、不活性
ガスを放出する不活性ガス放出体とを前記機器接続部に
おける少なくとも最内側の前記押圧保持室に設けること
である。
【0012】押圧保持室に設けた残存酸素吸収体は、こ
の押圧保持室の残存酸素を吸収する。そして、不活性ガ
ス放出体は、不活性ガスを放出して押圧保持室を不活性
ガス雰囲気とする。これらにより密封材とこの密封材を
押圧、保持する押圧保持室との間の腐食性の程度が低減
され、すきま腐食が防止される。
【0013】更に、上記発明において、不純物を吸着す
る不純物吸着体を前記少なくとも最内側の押圧保持室に
設けることである。不純物吸着体を押圧保持室に設ける
ことにより、上記発明の作用に加え、押圧保持室に不純
物を含んだ高圧流体が流入してきた際に、不純物吸着体
がこの不純物を吸着除去することが出来るので、一層腐
食性を低減することが出来、密封材とこの密封材を押
圧、保持する押圧保持室との間のすきま腐食を確実に防
止する。
【0014】更に、上記いずれかの発明において、前記
残存酸素吸収体は、内部が真空に保持された保持体又は
内部に還元剤が保持された保持体を備えたことである。
このような保持体を備えることによって、上記いずれか
の発明の作用に加え、残存酸素吸収体の保持体は、この
残存酸素吸収体が設けられている押圧保持室の酸素をこ
の保持体の内部に吸収するか、内部の還元剤で酸素を奪
うことが出来る。
【0015】更に、上記いずれかの発明において、前記
不活性ガス放出体は、内部に液体窒素が保持された保持
体を備えたことである。内部に液体窒素が保持された保
持体を備える不活性ガス放出体は、上記いずれかの発明
の作用に加え、保持体内の液体窒素を気化させて押圧保
持室内を不活性ガスで満たすことが出来ると共に、液体
の窒素を気体の窒素に変えることにより十分な容量を確
保出来る。
【0016】更に、上記不純物吸着体を設けたいずれか
の発明において、前記不純物吸着体は、内部に不純物吸
着剤が保持された保持体を備えたことである。内部に不
純物吸着剤が保持された保持体を備える不純物吸着体
は、上記不純物吸着体を設けたいずれかの発明の作用に
加え、押圧保持室内に侵入した不純物を保持体の不純物
吸着剤によって容易に吸着する。
【0017】そして、上記保持体を備えたいずれかの発
明において、前記保持体は、ガラスフィルタ、セラミッ
クフィルタ又はこれらのものに半透膜を貼り付けたもの
である。従って、上記保持体を備えたいずれかの発明の
作用に加え、保持体は、耐圧性、耐熱性があり、且つ比
較的入手し易く経済的である。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る機器接続部の
すきま腐食防止方法の実施の形態を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0019】図1は、本発明に係る機器接続部のすきま
腐食防止方法の一実施の形態を示す断面図である。本実
施の形態は、圧力容器、高圧配管等フランジ構造の例で
あり、例えば原子炉圧力容器の上蓋と本体のフランジ接
続部に適用された機器接続部のすきま腐食防止方法を示
している。即ち、本実施の形態の機器接続部のすきま腐
食防止方法1は、高圧流体を密封する二つの密封材であ
るOリング14、15を用いて内部30に高圧流体を流
す機器である原子力容器本体4と原子力容器上蓋7同士
をこれらの本体フランジ5と溝付フランジ8とで接続す
る機器接続部3に関係したもので、Oリング14とこの
Oリング14を押圧、保持する少なくとも最内側である
押圧保持室12aとの間のすきま腐食を防止するもので
ある。
【0020】更に、本実施の形態の機器接続部のすきま
腐食防止方法1は、内側の押圧保持室12a内にこの室
の残存酸素を吸収する残存酸素吸収体17と、この室に
不活性ガスを放出する不活性ガス放出体20とを設け
る。この場合、勿論必要に応じて、もう片方の押圧保持
室12bに対しても上記残存酸素吸収体17と不活性ガ
ス放出体20とを設けても良い。
【0021】残存酸素吸収体17は、内部19が真空に
保持された保持体18又は内部19に還元剤が保持され
た保持体18を備えている。そして、残存酸素吸収体1
7は、押圧保持室12aの空間に残存する酸素を吸収
し、保持体18内に固定する。このとき、還元剤を使用
するものは、例えば純鉄粉など酸素との反応の前後で保
持体18内に保持し易いものが望ましい。内部19が真
空又は内部19に還元剤が保持乃至充填された保持体1
8の材質としては、ガラスフィルタ、セラミックフィル
タ又はこれらに半透膜を貼り付けたものを使用しても良
いが、内部19の真空を保持する又は還元剤を保持する
もので、プラントの使用条件に耐えるものであれば、形
状、材質は問わない。前述の鉄粉や鉄コロイド等が保持
体外部に散逸せずに内部19に保持されるようにする。
【0022】不活性ガス放出体20は、内部22に不活
性ガスとなる液体窒素が保持された保持体21を備えて
いる。そして、不活性ガス放出体20は、フランジ締め
付け後にバルブを開口させ、内部22の液体窒素を徐々
に放散させ、押圧保持室12aの空間を窒素ガス雰囲気
とする。バルブの開口は、定圧式としてフランジの締付
圧によって開口させる他、バルブ材質を形状記憶合金と
してフランジ面を所定の温度に加熱して開口させる等の
方法を適用しても良い。
【0023】内部22に不活性ガスとなる液体窒素を保
持する保持体21の材質としては、上記残存酸素吸収体
17の保持体18と同じく、ガラスフィルタ、セラミッ
クフィルタ又はこれらに半透膜を貼り付けたものを使用
しても良いが、内部22の液体窒素を保持し、プラント
の使用条件に耐えるものであれば、形状、材質は問わな
い。
【0024】原子力容器上蓋7の溝付フランジ8は、押
圧保持室12a、12bの一部を形成する溝状のOリン
グシート9、10を有する。原子力容器本体4の本体フ
ランジ5は、内部の高圧流体のリーク検出孔27を備え
る。溝付フランジ8と本体フランジ5は、Oリング1
4、15を介してフランジ円周方向で放射位置に複数個
配された締付ボルト28及びナット29によって締め付
けられる。尚、参照番号31は、原子力容器の内部30
に対する外部を示す。
【0025】以上の構成を有する本実施の形態の機器接
続部のすきま腐食防止方法1は、次のように作用する。
即ち、内側の押圧保持室12aに設けた残存酸素吸収体
17は、この残存酸素吸収体17が設けられている押圧
保持室12aの酸素をこの保持体18の内部19に吸収
するか、内部19の還元剤で酸素を奪うことが出来る。
一方、不活性ガス放出体20は、保持体21内の液体窒
素を気化させて押圧保持室12a内を不活性ガス雰囲気
とすることが出来ると共に、液体窒素を気体の窒素に変
えることにより十分な容量を確保出来る。これらにより
Oリング14とこのOリング14を押圧、保持する押圧
保持室12aとの間の腐食性の程度が低減され、すきま
腐食が防止される。
【0026】図2は、本発明に係る機器接続部のすきま
腐食防止方法の他の実施の形態を示す断面図である。本
実施の形態の機器接続部のすきま腐食防止方法2は、上
記機器接続部のすきま腐食防止方法1の実施の形態に加
え、不純物を吸着する不純物吸着体23を最内側である
押圧保持室12aに設けたものである。即ち、図2の機
器接続部のすきま腐食防止方法2は、押圧保持室12a
に残存酸素吸収体17、不活性ガス放出体20及び不純
物吸着体23を設けたものである。
【0027】不純物吸着体23は、内部25に活性炭又
はイオン交換樹脂等の不純物吸着剤が保持された保持体
24を備えたものである。保持体24の材質としては、
先に説明した図1の残存酸素吸収体17の保持体18や
不活性ガス放出体20の保持体21と同様に、ガラスフ
ィルタ、セラミックフィルタ又はこれらのものに半透膜
を貼り付けたものでも良いが、原子力容器の内部30の
高圧流体が保持体24内部へ流入し、活性炭又はイオン
交換樹脂等のような不純物吸着剤が外部に散逸せず、プ
ラントの使用条件に耐えるものであれば、形状、材質は
問わない。尚、図2において、図1と同じ構造、作用部
分には同じ参照番号を付けて、その説明を省略する。
【0028】以上の構成を有する本実施の形態の機器接
続部のすきま腐食防止方法2は、次のように作用する。
即ち、押圧保持室12aの空間に不純物を含んだ高圧流
体が流入してきた際にこの不純物を吸着除去することが
出来るので、一層腐食性の程度を低減することが出来、
Oリング14とこのOリング14を押圧、保持する押圧
保持室12aとの間のすきま腐食を確実に防止する。そ
して、保持体24は、耐圧性、耐熱性があり、且つ比較
的入手し易く経済的である。
【0029】以上この発明を図示の実施例について詳し
く説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例
のみに限定するものではなく、この発明の精神を逸脱せ
ずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ること
は云うまでもない。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、高圧流体を流す機器同
士を接続する機器接続部におけるすきま腐食を機器接続
部構造の大幅な変更なしに防止することが出来るので、
腐食に伴う補修、交換が容易に実施出来ないようなプラ
ント、例えば原子炉圧力容器等の接続部におけるすきま
腐食を簡単、確実に防止することが出来ると共に、防食
対策に要する労力並びにコストを低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る機器接続部のすきま腐食防止方法
の一実施の形態を示す断面図である。
【図2】本発明に係る機器接続部のすきま腐食防止方法
の他の実施の形態を示す断面図である。
【図3】従来技術に係る機器接続部の密封方法を示す断
面図である。
【符号の説明】
1、2 機器接続部のすきま腐食防止方法 3 機器接続部 4 原子力容器本体(機器) 7 原子力容器上蓋(機器) 12a、12b 押圧保持室 14、15 Oリング(密封材) 17 残存酸素吸収体 18、21、24 保持体 19、22、25 内部 20 不活性ガス放出体 23 不純物吸着体 30 内部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧流体を密封する少なくとも一つの密
    封材を用いて内部に前記高圧流体を流す機器同士を接続
    する機器接続部であって、該機器接続部における前記密
    封材と該密封材を押圧、保持する押圧保持室との間のす
    きま腐食を防止する機器接続部のすきま腐食防止方法に
    おいて、残存酸素を吸収する残存酸素吸収体と、不活性
    ガスを放出する不活性ガス放出体とを前記機器接続部に
    おける少なくとも最内側の前記押圧保持室に設けて、該
    押圧保持室の残存酸素を吸収し、該押圧保持室を不活性
    ガス雰囲気とすることを特徴とする機器接続部のすきま
    腐食防止方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、不純物を吸着する不
    純物吸着体を前記少なくとも最内側の押圧保持室に設け
    て、該押圧保持室に流入してきた高圧流体の不純物を吸
    着することを特徴とする機器接続部のすきま腐食防止方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記残存酸素
    吸収体は、内部が真空に保持された保持体又は内部に還
    元剤が保持された保持体を備えたことを特徴とする機器
    接続部のすきま腐食防止方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、前
    記不活性ガス放出体は、内部に液体窒素が保持された保
    持体を備えたことを特徴とする機器接続部のすきま腐食
    防止方法。
  5. 【請求項5】 請求項2乃至4のいずれかにおいて、前
    記不純物吸着体は、内部に不純物吸着剤が保持された保
    持体を備えたことを特徴とする機器接続部のすきま腐食
    防止方法。
  6. 【請求項6】 請求項3乃至5のいずれかにおいて、前
    記保持体は、ガラスフィルタ、セラミックフィルタ又は
    これらのものに半透膜を貼り付けたものであることを特
    徴とする機器接続部のすきま腐食防止方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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