JPS61136432A - 金属管における残留空気の除去方法 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 本発明は、金属管内に発生しているエアポケット等の残
留空気を加熱によって除去する方法に関するものである
。

「従来の技術」 一般に、原子力や化学プラント等に多用されているオー
ステナイト系ステンレス鋼管等においては、引っ張り応
力と腐食因子とが共存する場合、腐食割れが急速に進行
することが知られている。

このような金属管の応力を改善する場合、金属管の中に
冷却水を挿通させながら、金属管を誘導加熱して、金属
管の内外面に降伏点以上の熱応力が生じる温度差を与え
て、金属管の継ぎ目等の溶接部付近の内面に残留圧縮応
力を発生させた状態とする応力改善方法が考えられてい
る。

また、これらの技術を適用するにあたって、例えば第１
図に示すように、金属管１が水平に敷設されている゛配
管であり、かつ、単管部２と二重管１１３とを有する構
造で、リング状中空部７の部分に、その内径が大きくな
った膨出中空部８が存在している場合や、あるいは、金
属管ｌの製造時及び溶接時の誤差、収縮現象等による変
形を受けて、膨出中空部８が形成されている場合等であ
ると、第２図及び第３図に示すように、金属管！の膨出
中空部８に流体が満たされないで空気が残る部分、いわ
ゆるエアポケット９が生じて、熱処理時に、エアポケッ
ト９と他の部分との熱伝達特性が不均一となるために、
エアポケット９の近傍に「熱処理むら」が生じる。

「発明が解決°しようとする問題点」 したがって、満水状態の金属管の中にエアポケットが発
生しないようにして、熱処理をすることが理想であるが
、従来１．金属管のエアポケットを有効に除去する技術
が開発されておらず、金属管の熱処理にあたって安定し
た圧縮応力を与えることができなくなるという問題点が
残されていた。

本発明は、このような従来技術の問題点を有効に解決す
るとともに、金属管の善アポケットを除去して、その付
近における「熱処理むら」を少なくして安定性を高め、
また、配管路の信頼性を向上させることを目的とするも
のである。

「問題点を解決するための手段」 このような目的を達成するため、本発明は、満水状態と
なっている金属管を加熱して、エアポケット部に核沸騰
及び膜沸騰を起こし、該沸騰蒸気によりエアポケットの
残留空気を追い出して、金属管中に隅々まで冷却水を送
り込むことを特徴とするものである。

「実施例」 以下、本発明を第１図ないし第３図に示す金属管に適用
した実施例について説明する。。

第１図例の金属管１は、単管部２と二重管部３とが水平
に連結された構造であり、これらは、例えば原子力圧力
容器４のノズル５にサーマルスリーブ６を設けた構造で
ある。また、この金属管ｌは、水平に連続している単管
部２の流路が、途中で狭められてサーマルスリーブ６に
導かれるとともに、ノズル５とサーマルスリーブ６との
間のリング状中空部７が、Ｂ点の付近で内径が大きくな
る膨出中空部８が形成されている。

このような構造の金属管ｌに第１図矢印（イ）で示すよ
うに冷却水を送り込むと、リング状中空部７に停滞水が
存在するとともに、リング状中空部７の一部である膨出
中空部８には、満水状態であっても冷却水が満たされな
いで空気が残る部分、つまり、エアポケット９が形成さ
れた部分が残る。

そこで、金属管ｌの熱処理を実施するのに先立ち、エア
ポケット９の除去が行なわれる。

以下、このようなエアポケット９を除去する方法につい
て説明すると、満水状態とした金属管ｌの膨出中空部８
の付近をコイルＸにより高周波誘導加熱して、第４図の
時刻Ｔ０ないしＴｎで示すように、溶接部ＩＯ付近の管
壁の温度を上げて加熱する。

このとき、リング状中空部７の冷却水は停滞状態となっ
ているために、モデル点Ａがモデル点Ｂよりも高い温度
となるが、さらに温度を高めて第４図の時刻Ｔ、におい
て、モデル点Ｂが、二重管部３の内面に核沸騰を生じさ
せる温度に達すると、エアポケット９に残留空気が存在
する間は、水の蒸発熱が大きいためにほぼ一定の温度が
続き、発生した沸騰蒸気とともにエアポケット９の残留
空気が徐、々に追い出される。そして、空気の追い出し
が進行するにともなって、代わりに冷却水が入り込み、
時刻Ｔ、でモデル点Ｂの付近の残留空気が全部追い出さ
れて膨出中空部８の周方向の全部が冷却水と接触した状
態となると、膜沸騰状態１こ移行してモデル点Ｂの温度
がさらに上昇する。なお、第４図において、曲線Ａ及び
曲線Ｂは、モデル点Ａ及びモデル点Ｂと対応する。

また、第４図の時刻Ｔ！以降のように、膨出中空Ｗ５８
が膜沸騰状態となると、エアポケット９が完全に除去さ
れるのであるが、モデル点Ｂの付近が膜沸騰状態とな（
ているかどうかの確認は、モデル点Ｂの温度を測定して
膜沸騰温度θ以上となっているか、同一仕様の金属管に
ついて空気除去のための加熱一温度特性を予め調べてお
いて、これに準するか、あるいは、内視鏡等により残留
空気の有無を目視する等の適宜方法で行なわれる。

そして、このように、エアポケット９の残留空気が除去
された金属管ｌは、訂紀方法等により、残留応力の改善
処理がなされるのであるが、前記コイルＸはこの際の熱
処理用の熱源としても使用可能である。

なお、ここまで第１図例の金属管ｌについて説明したが
、類似する他の管体、任意の方向に敷設された管体等に
ついても、同様に加熱することにより実施し得ることは
勿論であり、例えば単管状でエアポケットが生じ易いも
のや、停滞水が生じ易いもの等に有効である。

「発明の効果」 したがって、本発明によれば、次のような効果を奏する
ことができる。

（ａ）金属管が水平に敷設されて停滞水が生じ易い場合
、あるいはエアポケットが生じ易い金属管の形状である
場合等において、金属管を膜沸騰温度まで加熱する簡単
な方法でエアポケットの除去を行なうことができ、簡単
な方法であるため、金属管の形状が複雑な場合等、適用
範囲が広く容易に実施することができる。

（ｂ）エアポケットを除去することにより、　「熱処理
むら」を少なくして、金属管の残留応力改善時における
精度を高め、配管路の信頼性を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の残留空気の除去方法を適用した金属管
の例を示す一部を省略した縦断面図、第２図は第１図の
鎖線■部分の拡大図、第３図は第１図の■−■線矢視図
、第４図は第１図、にモデ、ル点Ａ及びモデル点Ｂ部分
の加熱時刻と温度との関係曲線図である。 １・・・・・・金属管、２・・・・・・単管部、３・・
・・・・二重管部、７・・・・・・リング状中空部、８
・・・・・・膨出中空部、９・・・・・・エアポケット
、ＩＯ・・・・・・溶接部、Ｘ・・・・・・コイル。 出願人　　石川島播磨重工業株式会社 第３図 Ｔ□　　　　　Ｔ１　　　　Ｔ２　　　　　　Ｕｎ□（
如弧睦Ｐ＋ｌｌり

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 満水状態の金属管を加熱してエアポケット等に核沸騰及
   び膜沸騰を起こし、該沸騰蒸気によりエアポケットの残
   留空気を追い出すことを特徴とする金属管における残留
   空気の除去方法。