JPS63140775A - 多管式熱交換器の補修法 - 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〕 本発明は多官式熱交換器の補修方法に関し、特に旧管を
新管に取替えて管板に溶接する際に管端溶接部に硬化組
織を生じさせない補修方法に関する。

〔従来の技術〕

管端を管板に溶接固着する多官式熱交換器において、管
及び管板面が使用中の内部流体による腐食、又はクラッ
ク等の損傷を受けた場合、或いは現状よシ更に苛酷な条
件で使用する必要性が生じた場合等、現地で管板の管側
表面を耐食性の優れた材質によシ肉盛溶接を行い、又管
も同様に耐食性の優れた材質に変更して再使用されるこ
とがある。

この場合の補修方法として従来は旧管を管板よυ引抜い
た後、新管を挿入し、第３図に示すように直接管板１と
新管２の溶接及び管板１面の肉盛溶接を施行していた。

このため第４図に示すように、管板１と新管２の溶着金
属部３及び管板１は使用中に、６’、６１及び６１のよ
うなりフックが発生するという問題があった。６′は管
端溶接部のルート部を起点に溶着金属部３に伝播したク
ラック、６Ｉは管端溶接部のルート部を起点に新管２に
伝播したクラック、６１は管端溶接部のルート部を起点
に管板１に伝播したクラックである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来施工していたような補修法では第４図の管板１と管
２の初層溶着金属３は硬化組織となシ、運転中の応力腐
食割れ、疲れ破壊等の感受性が高いという問題点を有し
ている。即ち初層溶着金属部３の化学組成は管板１、管
２及び溶加材の混合したものとなシ、組合せくよっては
かなル硬く、また耐食性の低下した組成になることがあ
る。

例えば、管板１が炭素鋼又は低合金鋼で新管２及び肉盛
材料としてオーステナイト系ステンレス鋼〔又は高純度
フエフイト系ステンＶス鋼（例えば５ＵＳ４４４））が
採用された場合、管板１と新管２の初層溶着金属部５の
金属組織は周知のシェフツー線図から推定されるように
全体的にはオーステナイト＋フェライト（又はフェライ
ト）であるが、管板１との境界近傍は管板１からの成分
の濃度勾配によシマルチンサイト組織が現出する。この
マルテンサイト組織は硬く、延性及び靭性は極めて低い
もので、当該部に管の軸方向応力、管の振動等が作用す
ると応力腐食割れ、疲れ破壊、更に水素に起因する遅れ
破壊等の起点となシ易い。これらを防止するには新管２
と管板１の溶接部にマルテンサイト組織を生成させない
施工法、即ち、管を引き抜き、管板面を加工した後、■
管板面の肉盛シ、■管孔加工、■管の挿入、■管端溶接
の順序をとる必要があるが、管板面を肉盛シする際溶着
金属が管孔内に不均一に垂れ込むため、その後の孔明加
工時にセンターのズレが生じ、旧管孔と同−芯の孔を得
ることが困難であり現地での作業性を考慮すると実用的
でない。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の補修法の有する不具合のない多官式
熱交換器の補修法を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は旧管を管板よシ引抜いた後、予め管板の管孔内
にスリーブ又は丸棒（以下、スｙ−プという）を挿入し
て管板とスリーブの溶接及び管板の肉盛溶接を同時に行
い、管孔加工後、新管を挿入して管端溶接を行うことに
よシ、異材溶接に起因する不具合組織と応力負荷部を分
離する方法である。

すなわち本発明は旧管を管板から引き抜いた後新管と同
材質又は同種材質のスリーブを挿入する第１工程、管板
とスリーブの溶接及び管板面の肉盛溶接を行う第２工程
、管孔内のスリーブを旧管孔と同寸法に孔明加工する第
３工程及び新管を挿入し、管端溶接を行う第４工程よシ
なることを特徴とする多官式熱交換器の補修方法である
。

〔作用〕

１　管端溶接部に硬化組織が生じないため疲れ破壊、応
力腐食割れ、水系に起因する遅れ破壊等の感受性が低減
できる。

２　スリーブ挿入によシ、管孔加工が現地で容易に施工
できる。

〔実施例〕

本発明の管端溶接部に硬化組織を有しない補修法の一実
施態様の手順を第１図に示す。

第１図のた）は損傷した旧管を管板１から引抜いた後、
新管と同−材質又は同種材質のスリーブ４を管板１孔に
挿入した状態、第１図の（ｂ）はスリーブ４と管板１の
溶接、管板１面の肉盛溶接及び二層溶接を行った状態（
３はスリーブ７と管板１との溶着金属部、３′は管板１
面の肉盛溶接部、３１は二層溶接部である。）第１図の
（Ｃ）は管板１の管孔内のスリーブ４を旧管孔と同一寸
法に孔明加工した状態、第１図の（ｄ）は新管２を挿入
し、管端溶接を施工した状態（５は管端溶接部）を示す
。

このとき溶着金属部３は管２と管板１を直接に溶接を行
う従来法と同様、三部材（従来法は管、管板溶加材、本
発明ではスリーブ、管板溶加材）の混合組織となシ、部
分的にはマルテンサイト組織が現出するが、この部分に
は管との接合はないため運転中何ら応力が作用しないた
め、従来経験した疲れ破壊、応力腐食割れ、水素による
遅れ破壊等の懸念は全くない。

なお、管板１の肉盛層数は母材からの成分の希釈を考慮
すると、二、１以上が望ましい。管端溶接部５には一般
に管の軸方向応力、管の振動による応力、更に溶接残留
応力等が複雑に作用するが本発明法による場合この部分
には管板１からの成分の希釈は極めて少く、硬化組織に
起因する損傷の懸念はない。

スリーブ４の厚さは後工程の切削工数からは薄い方が有
利であるが、溶接時の溶込みを考慮すると管厚のイ以上
は必要である。なおスリーブ４の挿入は第１図のような
段付リングを挿入する他、材質、寸法によっては第２図
の（ａ）に示す直管を拡管によシ固着させる方法、又は
同図（ｂ）　、　（Ｃ）に示すテーバ捧、テーバ管を管
孔に押し込む等の方法が適宜採用される。

〔発明の効果〕

１）管端溶接部に、異材に起因する硬化組織が生成しな
い九め、溶接割れ及び運転中に発生する疲れ破壊、応力
腐食割れ、水系による遅れ破壊等の損傷の感受性が皆無
又は極めて小さくなる。

２）現地での管孔加工が容易に施工できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の補修法の手順を説明するた
めの図で、（ａ）は管板面を加工後スリーブを挿入した
状態、軸）はスリーブと管板及び管板面を溶接した状態
、（Ｃ）は管孔加工の状態、（ｄ）は新管挿入後、管端
溶接を施工した状態を示す。 第２図は第１図に示した段付スリーブに代わる方法とし
て（ａ）直管を拡管させる法Ｃｂ）デーパ棒を押し込む
法（Ｃ）テーバ管を押し込む法の断面図である。 第３図は使用中に発生した損傷状況、第４図は従来法に
よって補修された状況を夫々示す図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 旧管を管板から引き抜いた後新管と同材質又は同種材質
   のスリーブを挿入する第１工程、管板とスリーブの溶接
   及び管板面の肉盛溶接を行う第２工程、管孔内のスリー
   ブを旧管孔と同寸法に孔明加工する第３工程及び新管を
   挿入し管端溶接を行う第４工程よりなることを特徴とす
   る多官式熱交換器の補修方法。