JPS6142493A - 蒸気タ−ビン主蒸気管とケ−シングとの溶接構造 - Google Patents
蒸気タ−ビン主蒸気管とケ−シングとの溶接構造Info
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- JPS6142493A JPS6142493A JP16024084A JP16024084A JPS6142493A JP S6142493 A JPS6142493 A JP S6142493A JP 16024084 A JP16024084 A JP 16024084A JP 16024084 A JP16024084 A JP 16024084A JP S6142493 A JPS6142493 A JP S6142493A
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
- B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
- B23K9/046—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
- B23K9/048—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution on cylindrical surfaces
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- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、温度600〜650℃、圧力300〜352
匂f/cdの蒸気を使用する蒸気タービンにおいてその
主蒸気管とケーシングとの接合構造に関する。
匂f/cdの蒸気を使用する蒸気タービンにおいてその
主蒸気管とケーシングとの接合構造に関する。
蒸気タービンは、従来538℃の主蒸気を使用Cr−M
o−V鋼(24CrMoV鋼)にまりケーシング及び主
蒸気管を形成していた。しかし、発電プラントの効率向
上化の要請により、主蒸気の温度が例えば600℃以上
の高温高圧発電プラントが検討されている。
o−V鋼(24CrMoV鋼)にまりケーシング及び主
蒸気管を形成していた。しかし、発電プラントの効率向
上化の要請により、主蒸気の温度が例えば600℃以上
の高温高圧発電プラントが検討されている。
第1図は蒸気条件が650℃、352匂/−の蒸気発電
プラントの簡単な構造を示す。650℃の主蒸気は主蒸
気管1、伸縮管2を経てブレード3に当ってロータ4を
回転させる。その時の内部ケーシング5の温度は650
℃であるが、外部ケーシング6は550℃である。
プラントの簡単な構造を示す。650℃の主蒸気は主蒸
気管1、伸縮管2を経てブレード3に当ってロータ4を
回転させる。その時の内部ケーシング5の温度は650
℃であるが、外部ケーシング6は550℃である。
主蒸気管材1及び内部ケーシング5には高温強度及び耐
酸化性の点からオーステナイト系鋼(例えば5US31
6)が使用される。一方、外部ケーシング材6には当初
は主蒸気管1と同種のオーステナイト系鋼が適用され、
その溶接7にはオーステナイト系溶接棒による溶接が考
えられていた。
酸化性の点からオーステナイト系鋼(例えば5US31
6)が使用される。一方、外部ケーシング材6には当初
は主蒸気管1と同種のオーステナイト系鋼が適用され、
その溶接7にはオーステナイト系溶接棒による溶接が考
えられていた。
しかし、外部ケーシング6にはその温度が550℃と低
いためクリープ強度及び経済性を考慮するとフェライト
系鋼である低合金鋼の適用が有望である。すなわち、外
部ケーシング6としてフェライト系鋼をもって構成し、
主蒸気管1をオーステナイト系鋼によって構成するのが
最適である。従ってフェライト系鋼の外部ケーシング6
とオーステナイト系鋼である主蒸気管1を溶接接合する
必要がある。
いためクリープ強度及び経済性を考慮するとフェライト
系鋼である低合金鋼の適用が有望である。すなわち、外
部ケーシング6としてフェライト系鋼をもって構成し、
主蒸気管1をオーステナイト系鋼によって構成するのが
最適である。従ってフェライト系鋼の外部ケーシング6
とオーステナイト系鋼である主蒸気管1を溶接接合する
必要がある。
しかしながら、すでに文献[溶接技術、1973゜Vo
L21 Jで述べられているごとく、オーステナイト鋼
とフェライト鋼の溶接する際には方策なしにfitと同
系のオーステナイト系溶接棒を用いて溶接した場合には
、フェライト系側溶接部の境界に脱炭層及び浸炭層が形
成する。その脱炭層は著しく強度を減じ、浸炭層は著し
く延性を減じるために、溶接継手部の信頼性を低下させ
る。
L21 Jで述べられているごとく、オーステナイト鋼
とフェライト鋼の溶接する際には方策なしにfitと同
系のオーステナイト系溶接棒を用いて溶接した場合には
、フェライト系側溶接部の境界に脱炭層及び浸炭層が形
成する。その脱炭層は著しく強度を減じ、浸炭層は著し
く延性を減じるために、溶接継手部の信頼性を低下させ
る。
更に、一般にフェライト鋼は溶接割れ感受性の高い材料
であり、割れ防止の点から高い予熱が必要とされている
。しかし、オーステナイト系溶接棒を用いて溶接する際
には浴接全域の割れ防止の点から、可能ガ限り予熱温度
は低目にすることが望まれている。以上のように母料の
割れ防止及び溶接金属の割れ防止に対する好ましい浴接
条件が相反するため、本材料の溶接は非常に困難であっ
た。
であり、割れ防止の点から高い予熱が必要とされている
。しかし、オーステナイト系溶接棒を用いて溶接する際
には浴接全域の割れ防止の点から、可能ガ限り予熱温度
は低目にすることが望まれている。以上のように母料の
割れ防止及び溶接金属の割れ防止に対する好ましい浴接
条件が相反するため、本材料の溶接は非常に困難であっ
た。
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消するために
なされたもので、主蒸気温度600〜650℃、圧力3
00〜352に9f/iの高温高圧の蒸気の使用を可能
にすることが出きる蒸気タービンを提供することにある
。
なされたもので、主蒸気温度600〜650℃、圧力3
00〜352に9f/iの高温高圧の蒸気の使用を可能
にすることが出きる蒸気タービンを提供することにある
。
第2図は本発明のフェライト系鋼外部ケーシング6とオ
ーステナイト系鋼主蒸気管1の溶接継手構造を示す。す
なわち、本発明の溶接継手構造はフェライト系鋼外部ケ
ーシング6の溶接開先面に低炭素Cr−Mo系肉盛溶接
部10を有し、更にその上にJIS規格のSUS 30
9系肉盛溶接部11を有し、前記S U S 309系
肉盛溶接部11とオーステナイト主蒸気管1との間にオ
ーステナイト系継手溶接部を有するものである。
ーステナイト系鋼主蒸気管1の溶接継手構造を示す。す
なわち、本発明の溶接継手構造はフェライト系鋼外部ケ
ーシング6の溶接開先面に低炭素Cr−Mo系肉盛溶接
部10を有し、更にその上にJIS規格のSUS 30
9系肉盛溶接部11を有し、前記S U S 309系
肉盛溶接部11とオーステナイト主蒸気管1との間にオ
ーステナイト系継手溶接部を有するものである。
溶接は低炭素Cr−Mo系肉盛溶接10.5US309
系肉盛溶接11、オーステナイト系継手溶接の順序で行
なう。
系肉盛溶接11、オーステナイト系継手溶接の順序で行
なう。
しかるに、本発明の溶接構造において、最初にフェライ
ト鋼6に低炭素Cr−Mo系肉盛溶接10を施すのは前
記低炭素Cr−Mo系溶接10の際にはフェライト鋼6
の溶接割れ防止温度以上に予熱を施して溶接ができ、更
に残留応力除去のためにSR処理も温度を十分高めて実
施できる。更に、その次に行なわれるSUS 309系
肉盛溶接11を施す際には低炭素肉盛溶接部10は割れ
感受性が低いために予熱、パス間温度を低めることがで
きる。そのため、5US309系肉盛溶接に合せた予熱
、バス間温度で溶接することができる。また、5US3
09系溶接金稿は炭化物の安定性に対して優ぐれている
ため、Cr−Mo系肉盛溶接部11との溶接境界には脱
炭及び浸炭j−が形成し碌い。
ト鋼6に低炭素Cr−Mo系肉盛溶接10を施すのは前
記低炭素Cr−Mo系溶接10の際にはフェライト鋼6
の溶接割れ防止温度以上に予熱を施して溶接ができ、更
に残留応力除去のためにSR処理も温度を十分高めて実
施できる。更に、その次に行なわれるSUS 309系
肉盛溶接11を施す際には低炭素肉盛溶接部10は割れ
感受性が低いために予熱、パス間温度を低めることがで
きる。そのため、5US309系肉盛溶接に合せた予熱
、バス間温度で溶接することができる。また、5US3
09系溶接金稿は炭化物の安定性に対して優ぐれている
ため、Cr−Mo系肉盛溶接部11との溶接境界には脱
炭及び浸炭j−が形成し碌い。
次に本発明の溶接継手構造における溶接施工法について
述べる。
述べる。
最初にフェライト鋼6の開先に低炭素Cr−MO系溶接
棒を用いて肉盛溶接する。溶接姿勢は下向き溶接が好捷
しい。肉盛溶接部の厚さは5閣以上が好ましい。予熱、
バス間温度は150〜350℃が好ましい。上記溶接後
はSR処理を施す。また、SR処理前に400℃、30
間保持程度の脱水素処理を施してもよい。SR処理は6
80〜710℃が好ましい。
棒を用いて肉盛溶接する。溶接姿勢は下向き溶接が好捷
しい。肉盛溶接部の厚さは5閣以上が好ましい。予熱、
バス間温度は150〜350℃が好ましい。上記溶接後
はSR処理を施す。また、SR処理前に400℃、30
間保持程度の脱水素処理を施してもよい。SR処理は6
80〜710℃が好ましい。
上記SIt処理後は肉盛溶接部10の表面を機械加工仕
」二後、5US309系の肉盛溶接を行う。
」二後、5US309系の肉盛溶接を行う。
予熱パス間温度は150℃以下が望着しい。SR処理は
施すことが望ましい。そのSR処理条件は600〜65
0℃が好ましい。
施すことが望ましい。そのSR処理条件は600〜65
0℃が好ましい。
前記肉盛溶接10及び11終了後はオーステナイト系溶
接棒で継手溶接を行う。溶接金属の割れ防止の点からは
数チめフェライトを含んでいることが好ましい。予熱は
必要とし々い。溶接パス間温度は150℃以下が好まし
い。
接棒で継手溶接を行う。溶接金属の割れ防止の点からは
数チめフェライトを含んでいることが好ましい。予熱は
必要とし々い。溶接パス間温度は150℃以下が好まし
い。
Cr−Mo−V鋼は、重量で00.1〜0.2%、Si
1%以下、Mn1.5%以下、NiO,2%以下、Cr
0.5〜2%、Vo、1〜0.35%、At0.05%
以下、TiO,05%以下、Cu 0.2 f=以下、
残Feが好ましい。
1%以下、Mn1.5%以下、NiO,2%以下、Cr
0.5〜2%、Vo、1〜0.35%、At0.05%
以下、TiO,05%以下、Cu 0.2 f=以下、
残Feが好ましい。
Ni基合金溶接棒は、重量でC091%以下、C41チ
以下、Mn1%以下、Cr20−25%、M。
以下、Mn1%以下、Cr20−25%、M。
5〜15%、AtO,05〜0.3チ、Ti0.05〜
0.5%、Fe5%以下、残Niが好ましい。
0.5%、Fe5%以下、残Niが好ましい。
次に本発明の実施例を示す。第1表は実験に用いた供試
材の化学組成を示す。被溶接材の形状は両者とも板厚1
00簡、幅200■、長さ400諭である。
材の化学組成を示す。被溶接材の形状は両者とも板厚1
00簡、幅200■、長さ400諭である。
溶接開先形状は第2図にその概略を示すが、Cr−Mo
−V鋳鋼は垂直形状で、それと相対する5O8316鋳
鋼は20°である。
−V鋳鋼は垂直形状で、それと相対する5O8316鋳
鋼は20°である。
溶接は最初にCr−Mo−V鋳鋼溶接開先に市販の27
Cr−IMo系溶接棒を用いて肉盛溶接10を行った。
Cr−IMo系溶接棒を用いて肉盛溶接10を行った。
予熱、パス間温度は200〜270℃で行った。溶接後
は680〜710℃のSR処理を施した。
は680〜710℃のSR処理を施した。
次に上記の肉盛溶接部10の上に市販の5US309(
規格:AWS E309L−16相当)を用いて肉盛
溶接11を行った。予熱は施さず、パス間温度は100
℃以下である。溶接後は610〜640℃で3時間保持
のSR処理を施した。
規格:AWS E309L−16相当)を用いて肉盛
溶接11を行った。予熱は施さず、パス間温度は100
℃以下である。溶接後は610〜640℃で3時間保持
のSR処理を施した。
なお、肉盛溶接部10及び11の厚さは約15閣である
。次に、継手溶接9を行った。継手溶接に適用した溶接
棒は市販の8US 316系溶接棒(規格:A、WS
E316L−16相当)を用いた。バス間温度は12
0℃以下である。
。次に、継手溶接9を行った。継手溶接に適用した溶接
棒は市販の8US 316系溶接棒(規格:A、WS
E316L−16相当)を用いた。バス間温度は12
0℃以下である。
次に上記の異種金属溶接継手試験片を用いて、継手溶接
部のクリープ破断試験を実施した。試験片の形状は全長
600m+、平行部の長さ400胴、厚さ15闘である
。平行部には2ケ所の異材溶接継手部が含まれている。
部のクリープ破断試験を実施した。試験片の形状は全長
600m+、平行部の長さ400胴、厚さ15闘である
。平行部には2ケ所の異材溶接継手部が含まれている。
クリープ破断試験の結果、破断位置は全てCrMOV鋼
母材であった。550℃、10万時間クリープ破断応力
は12.5Kf/−であった。実機のCrMOV鋼の溶
接継手付近の温度は550℃であり、その所の設計クリ
ープ破断応力は550℃、10万時で約10V4/−で
ある。本結果は設計応力を満足している。
母材であった。550℃、10万時間クリープ破断応力
は12.5Kf/−であった。実機のCrMOV鋼の溶
接継手付近の温度は550℃であり、その所の設計クリ
ープ破断応力は550℃、10万時で約10V4/−で
ある。本結果は設計応力を満足している。
次に異材溶接継手部の溶接欠陥を検査するために1異材
溶接継手部の横断面の30個所から顕微鏡用試験片を採
取し、欠陥の有無を光学顕微鏡400倍を用いて観察し
た。その結果いずれの試験片にも溶接割れは認められな
かった。
溶接継手部の横断面の30個所から顕微鏡用試験片を採
取し、欠陥の有無を光学顕微鏡400倍を用いて観察し
た。その結果いずれの試験片にも溶接割れは認められな
かった。
以上の結果、本発明の異材溶接構造及び接合方沙はJI
S規格の5US316主蒸気管材とCrMoV鋼外部ケ
ーシングの溶接に適していることが明らかである。また
、本発明によれば蒸気タービイの作動源として温度60
0〜650℃、圧力352Kg/−の高温・高圧下の主
蒸気を使用することができる。
S規格の5US316主蒸気管材とCrMoV鋼外部ケ
ーシングの溶接に適していることが明らかである。また
、本発明によれば蒸気タービイの作動源として温度60
0〜650℃、圧力352Kg/−の高温・高圧下の主
蒸気を使用することができる。
第1図は本発明が対象にしている蒸気条件600〜65
0℃、300〜352 hld用蒸気発電プラントの説
明図、第2図は本発明の一実施例の継手溶接構造断面図
である。 6・・・フェライト鋼、10.11・・・肉盛溶接部。
0℃、300〜352 hld用蒸気発電プラントの説
明図、第2図は本発明の一実施例の継手溶接構造断面図
である。 6・・・フェライト鋼、10.11・・・肉盛溶接部。
Claims (1)
- 1、複数の動翼が植設されるロータと、このロータを回
転自在に支持しているケーシングと、このケーシングに
接合した主蒸気管とからなる蒸気タービンにおいて、前
記主蒸気管をオーステナイト系鋼により形成し、前記ケ
ーシングを静翼を設けた内部ケーシングとこの内部ケー
シングを内設しているフェライト系鋼により形成された
外部ケーシングとにより構成され、前記オーステナイト
鋼主蒸気管とフェライト系外部ケーシングの継手溶接構
造において、フェライト系鋼溶接開先部に低合金肉盛溶
接部有し、更にその低合金肉盛溶接部の上にSUS30
9系の肉盛溶接部を有し、前記SUS309系肉層溶接
部と前記オーステナイト系ステンレス鋼主蒸気管との間
にオーステナイト系継手溶接部を有することを特徴とす
る、蒸気タービン主蒸気管とケーシングとの溶接構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16024084A JPS6142493A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 蒸気タ−ビン主蒸気管とケ−シングとの溶接構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16024084A JPS6142493A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 蒸気タ−ビン主蒸気管とケ−シングとの溶接構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6142493A true JPS6142493A (ja) | 1986-02-28 |
Family
ID=15710729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16024084A Pending JPS6142493A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 蒸気タ−ビン主蒸気管とケ−シングとの溶接構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6142493A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02115861A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-04-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置の駆動装置 |
JP2013150998A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 接合方法および接合構造 |
-
1984
- 1984-08-01 JP JP16024084A patent/JPS6142493A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02115861A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-04-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置の駆動装置 |
JP2013150998A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 接合方法および接合構造 |
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