JPS5928529A - 原子炉格納容器の熱処理方法 - Google Patents

原子炉格納容器の熱処理方法

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Publication number
JPS5928529A
JPS5928529A JP57138590A JP13859082A JPS5928529A JP S5928529 A JPS5928529 A JP S5928529A JP 57138590 A JP57138590 A JP 57138590A JP 13859082 A JP13859082 A JP 13859082A JP S5928529 A JPS5928529 A JP S5928529A
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JP
Japan
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welded part
vicinity
stress
residual stress
vessel
Prior art date
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Pending
Application number
JP57138590A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimi Sato
善美 佐藤
Tasuku Shimizu
翼 清水
Koichi Saito
斉藤 高一
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5928529A publication Critical patent/JPS5928529A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints

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】 本発明は原子炉格納容器の熱処理方法に係り、特に現地
溶接組立て構造の厚板を使用した原子炉格納容器の溶接
部における引張り残留応力を圧縮の残留応力に改善する
のに好適な熱処理方法に関する。
原子炉格納容器は第1図に示すように、原子炉圧力容器
3や一次冷却系を収容する構築物で、事故などの異状の
際、放射性物質を閉じこめるなどの防御の役割を担って
いる気密及び耐圧性を有する容器である。格納容器1は
鋼板を溶接により円筒状とし、それを何段か溶接により
積み上げて構築する。脆性破壊防止の観点より板厚38
胴以上の場合溶接残留応力を除去することが義務付けら
れている。
従来はハツチ4等のノズルコーナ一部の補強板が38m
m以上あり、溶接残留応力の除去を実施している。その
熱処理方法は工場溶接したノズル部全体を電気炉の中に
入れて熱処理する方法を採用している。
近年、プラントの出力上昇及び点検スペース確保のため
格納容器の大型化が進み、従来使用の鋼材では板厚38
rrrR以内で許容応力を満足できず板厚を厚くするか
強度レベルの高い材料に変更する必要が生じてきた。強
度の大きな材料を使用した場合コスト高となり、又材料
の強度にも限度がある。そのような観点から、従来使用
していた鋼を板厚を増して使用する方が経済的であり、
今後の大型化に対処できる。また許容応力に対する安全
率も大きくとれる利点がある。
しかし、板厚を増加する場合には、溶接部の残留応力を
除去するか、又は強度に悪影響を与える引張り残留応力
を圧縮の残留応力に改存する必要がある。残留応力を改
善するに従来のような電気炉の中に入れて行なう方法は
格納容器1の大きさを考慮した場合困難であり、実用的
でない。そのようなことから、現地で簡易な手法で原子
炉格納容器1の溶接部の引張り残留応力を圧縮残留応力
に改善できる熱処理方法が望まれていた。
本発明の目的は上記問題点に鑑みなされたものであり、
原子炉格納容器の熱処理方法に関し特に、溶接部の引張
り残留応力を圧縮の残留応力に改善するに、現地で簡易
に行なうに好適な熱処理方法を提供するにある。
上記目的を達成するため、本発明では格納容器1の内表
面と外表面から同時に溶接部2及びその近傍を局部的に
加熱し溶接部2及びその近傍を圧縮で降伏させる。その
後、加熱部を内表面と外表面から同時に急冷却すること
により、引張りで降伏させる。その後の自然冷却にょる
除荷過程で溶接部2及びその近傍に圧縮残留応力を生じ
させることを特赦とした熱処理方法である。
本発明における熱処理方法の原理を第2図と第31Δに
示す。溶接終了時に溶接部2及びその近傍には引張り残
留応力が(イ)の状、1店で存在する。その後、内表面
と外表面から加熱することで応力は(イ)の引張応力か
ら除々に低下し圧縮応力状態となり(ロ)で圧縮降伏し
さらに(ハ)まで移行する。さらに、その後の急冷却過
程で(ハ)の圧縮応力は上昇して引張応力111jに移
行しく口)で引張降伏し6Hの応力となる。
その後は自然冷却による室温までの除荷過程により(ホ
)から応力降ドし、最終的に(へ)の圧縮応力へ移行す
る。この圧縮応力を溶接部2及びその近傍に残留応力と
して生じさせるのが本発明の熱処理方法である。
本発明によれば、構造物全体を炉に入れて熱処理する従
来の方法と異なり、局部的熱処理方法であるため、いか
なる大型の格納容器にも適用できる。しかも、従来38
w+1以上の板厚を川伝た格納容器の設計が規格の面か
らできなかったのが、本発明により可能となる。さらに
、圧縮残留応力に改善することにより強度信頼性も向上
する。また、単価の高い材料を使用する必要がなく経済
性の面からも有利である。
本発明の具体的実施例を説明する。原子炉格納容器を製
作するに第4図に示すように、プレス等で曲率を持たせ
た鋼板を円筒状に溶接し、それを順次第5図のように層
状に数段積み重ねて第1図のような格納容器IK影形成
る。本発明では第4図に示す1層の円筒状に製作した時
点で、円筒の軸方向の溶接部2に発生している引張りの
残留応力及び第7図に示すパイプ5等のノズル周りの溶
接部に珀生している引張り残留応力を圧縮の残留応力に
改善し、その後円筒周方向溶接を実、弛し、第9図のよ
うにその円筒周方向にそった7容妾1寺の引張り残留応
力を圧縮の残留応力に改善−干る。
残留応力改善:d第4図に示すように、溶接部2及びそ
の近傍を内表面と外表面から挾むように加熱装置、具体
的には高周波加熱コイル7を設Ff? Lケーブル12
で高周波発信器13と結ぶ。高周波発1言器13のスイ
ッチを入れケーブル12に電流を流し内表面と外表1m
から同時に高周波加熱コイル7で〃ロシ曹−る。1′δ
接部2の引張り残留応力が圧縮側で降伏するまで温度上
昇を続は充分圧縮の塑性ひずみが1色生じた時点で、溶
接部2及びその近傍に冷却流体15を局部的に吹きかけ
て溶接部を急冷する。具体的には冷却流体15として水
を使用する。応力は加熱終了時に圧縮応力状態であった
のが急冷することにより応力上昇し、引張側で降伏する
っ充分な引張の塑性ひずみが発生した時点で冷却を停止
し、その後は自然冷却し室温に戻す。その際の除荷過程
で応力は圧縮側に移行し圧縮残留応力として残存する。
第6図は熱処理断面を示す。加熱コイル7はコイル押え
9で固定し、加熱コイル7と格納容器1の間隙はコイル
脚11で調節する。内表面と外表面の位置合せ及び固定
はフレーム8で調整する。
溶接部2の冷却は高周波加熱コイルによって加熱される
ことのないように絶縁物または絶縁物で被覆された冷却
流体配管14で導いた冷却流体15によって冷却する。
加熱コイル7の移動を容易に行なうため車10を付は車
10は手動又はモータと連結して自動的に行う。加熱コ
イルには被加熱体を冷却する流路とは別に加熱コイル内
部に流通を設けて冷却し過熱するのを防止する。
第7図はバイブ5やハツチ4のノズル部周囲の溶接残留
応力を改善している時の状況を示す。加熱コイル7が半
割りの円形となるが加熱や冷却法等は第6図の場合と同
じである。、第8図は第7図の断面を示している。
円筒状の軸方向及びノズル部の残留応力を改善した後に
、その円筒体を第5図のように組み重ねて周方向溶接を
実施する。周方向溶接によって発生した残留応力は第9
図に示すように溶接部2及びその近傍を内表面及び外表
面より局部的に高周波加熱コイル7で同時加熱し、その
後急冷却を行なう熱処理を、円筒の周方向に移動しなが
ら実施することで、最終的に全周の残留応力を改善する
加熱及び冷却法は第4図と同じようにして行なう。
第10図は円筒の周方向溶接部に対して実施している熱
処理状況の断面を示す。
本発明によれば、構造物全体を炉に入れて熱処理する従
来の方法と異な9局部的熱処理方法であるため、どのよ
うな大型の格納容器にも適用可能である。しかも従来は
残留応力改善ができないため38關以上の板厚を使用し
た格納容の設計が規格上できなかったのが、本発明によ
り38mm以上の厚板鋼板を使用することが可能となる
。そのため、従来のように単価の高い材料を使用する必
要がなく、光通の低廉な鋼板を必要な分だけ厚くして使
用でき経済性の面で有利である。また従来、引張り残留
応力状態であった溶接部に圧縮残留応力を成牛すること
により強度の信頼性が大きく向上する。
本発明の変形及び応用例として、第11図に示すように
原子炉格納容器1に直接加熱線18を接触させて取付け
た抄、第12図のようにガスバーナー21等で炎20を
吹きつけて、格納容器の内表面と外表面から同時に溶接
部2を局部的に加熱し、溶接時に発生した引張残留応力
を圧縮側で降伏させ、その後、冷却流体を加熱部に流し
て冷却し、溶接部を引張で降伏させることによっても溶
接の引張り残留応力を圧縮の残留応力に改善することが
でき、本発明と同じ効果が得られる。
本発明によれば原子炉格納容器の溶接引張り残留応力を
圧縮残留応力に改善でき次のような効果が得られる。
■ 局部的な熱処理方法であるためどのように大きな格
納容器にも適用できる。
■ 残留応力が引張から圧縮応力に改善できるため強度
信頼性が大きく向上できる。
■ 残留応力改善ができない場合、規格上38間以上の
鋼板は使用できなかったのが本発明により38mm以上
の厚板が使用可能となり、価格の高い材料を使用する必
要がなく低廉な材料で格納容器の製作が可能となりコス
トを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は原子炉格納容器の全体図、第2図、第3図は本
発明の原理説明を示す図である。第4図は本発明による
格納容器の軸方向の溶接部の残留応力改善熱処理法を示
した図、第5図は格納容器の組立て形成方法を示す図、
第6図は第4図の熱処理断面図、第7図はノズル部周囲
の熱処理方法を示す図、第8図は第7図のl断面図、第
9図は格納容器の周方向の残留応力改善熱処理方法を示
す図、第10図は第9図の断面図、第11図、第12図
は本発明の変形・応用例を示す図。 1・・・原子炉格納容器、2・・・溶接線、3・・・原
子炉圧力容器、4・・・ハツチ、5・・・パイプ、6・
・・水、7・・・加熱コイル、8・・・フレーム、9・
・・コイル押工、10・・・車、11・・・コイル脚、
12・・・ケーブル、13・・・高周波発信器、14・
・・冷却流体配管、15・・・冷却流体、16・・・台
、17・・・床、18・・・加熱線、19・・・加熱器
、20・・・炎、21・・・ガスバーナー。 不 1m ¥ 2の すr 69 −〇− 第 40 2 第6図 茎 7凹 第8図 /θ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、現地溶接組立て構造の大型圧力容器において溶接部
    に発生する引張シ残留応力を圧縮の残留応力に改善する
    に、前記圧力容器の内表面と外表面から挾むように溶接
    部及びその近傍のみを局部的に加熱し、溶接により発生
    している引張り残留応力を圧縮応力で降伏させ、その後
    、溶接部とその近傍の内表面と外表面を同時に急冷却し
    引張応力で降伏させることを特徴とした原子炉格納容器
    の熱処理方法。 2、特許請求の範囲第1項において、前記圧力容器を局
    部的に加熱すると、高周波加熱コイルを使用する方法に
    おいて、加熱コイルを冷却する流路の他に被加熱体を冷
    却する第2の流路の2つの流路を有することを特徴とし
    た原子炉格納容器の熱処理方法。
JP57138590A 1982-08-11 1982-08-11 原子炉格納容器の熱処理方法 Pending JPS5928529A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107617803A (zh) * 2016-07-14 2018-01-23 中国核工业第五建设有限公司 核电钢制安全壳环缝埋弧自动横焊工艺
JP2021181610A (ja) * 2020-05-15 2021-11-25 国立大学法人大阪大学 鋼溶接部材の残留応力低減方法及び溶接構造の残留応力低減方法

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