JPS63153398A - 金属熱交換管の末端の補修又は保護方法並びに該方法に使用されるスリーブ - Google Patents

金属熱交換管の末端の補修又は保護方法並びに該方法に使用されるスリーブ

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JPS63153398A
JPS63153398A JP62293866A JP29386687A JPS63153398A JP S63153398 A JPS63153398 A JP S63153398A JP 62293866 A JP62293866 A JP 62293866A JP 29386687 A JP29386687 A JP 29386687A JP S63153398 A JPS63153398 A JP S63153398A
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support plate
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corroded area
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ジヤン・ベジエ
トン・グイエン・タン
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ギイ・ザカリ
リユシアン・ギユマン
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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、管支持プレートの内面近傍の金属熱交換管の
末端の損傷領域又は腐食領域を補修又は保護するための
方法に係・る６本発明は、管の内径よりやや小さい外径
の金属スリーブを管支持プレートの外面から損傷領域又
は腐食領域をカバーするに十分な深さまで管の内部に導
入し、損傷領域又は腐食領域より深い処でス゛リーブの
末端を管壁に係合させ、係合したスリーブの末端を管内
部への部分的溶は込みを伴って局部的に溶接し、管支持
プレートの外面側のスリーブの末端と管の対応する末端
の領域とを局部的に溶接するタイプの方法である。本発
明はまた、該方法で使用できるスリーブを提供する。
厚い管支持プレートに管束が固定されるタイプの熱交換
器においては、一方の流体例えば加熱流木が管の内部を
循環し、他方の流体例えば被加熱流体が管の外部で循環
する。
１つ又は複数の管め壁に腐食によって貫通損傷が生じる
と一方の流体が他方の流体中に漏出する。
この漏出は比較的少量の場合にも種々の欠点を生じる。
一熱交換器の効率低下が生じ、従って装置の効率低下が
生じる ー損傷が悪化し、管が完全に破損し、またその刺激によ
って隣接管にも損傷が波及する恐れがある。
−原子炉の熱交換器、特に加圧水原子炉のボイラの蒸気
発生装置の場合、放射性流体が非放射性流体側に漏れる
と非放射性流体の回路が汚染される。
１つの管の壁で漏れが生じたときは、１つ又は複数の管
支持プレートで管の両端に栓を差し込んで鎖管を閉塞し
漏れを防止することは既に提案されている。しかしなが
ら、熱交換器で処理される流体の流量を大きく減少させ
るのは好ましくないのでこの補修方法は少数の管に対し
てしか使用できない。
また、機械的管広げ、液圧的管広げ、エラストマーリン
グによる拡張、爆発成形又は半田付は等によって内部ス
リーブを配置し、該スリーブによって漏れを解決するこ
とも提案された。
かかる方法では、スリーブを管内に固定するために機械
的管広げ、液圧的管広げ、エラストマーリングによる管
拡張又は爆発成形等を用いるので管内に応力が発生しこ
の応力が新しい腐食の原因となる恐れもある。またこの
ような応力を除去するとスプリングバック即ち戻りの恐
れもあり、かかる方法も完全に十分な解決にはならない
。
本発明の目的は、管の末端の損傷領域又は腐食領域を補
修又は保護するために、管内に生じた過剰の残留応力に
特に起因する不測の管の腐食の危険を完全に除去し、し
かも堅固な機械的保護と完全な封止性とを確保する方法
を提供することである。
本発明方法の特徴は、管支持プレートの外面側に配置さ
れるスリーブ末端を管に局部的に溶接する前に、このス
リーブ末端を局部的に拡張して管に接触させること、及
び、拡張領域で部分的溶は込みを伴う局部的溶接を行な
うこと、及び、次に局部的溶接部の上方の管支持プレー
ト内部の領域でスリーブの末端領域を拡張して管に接触
させることである。
本発明は、好ｔしくは以下の特徴の少なくとも１つを含
む。
一管にスリーブご導入する前に、１つ又は複数の小直径
の貫通孔又は盲孔を管支持プレートの内面よりやや深い
処の管の壁に設ける。
〜管支持プレートの外面側のスリーブ末端を外気に接触
させるか又は不活性ガス下に維持するか又は不活性ガス
を吹き込むことによって局部的に拡弓艮する。
一管にスリーブを導入する前に管支持プレートの外面近
傍の管内で拡張すべきスリーブ末端に熱伝導性がよく酸
化し難い金属Ｊ膜を設ける。
一管にスリーブを導入する前に、管支持プレートの外面
近傍の管内で拡張すべきスリーブ末端に一連の長子方向
溝を設け、溶接を行なう前にこれらの溝に不活性ガスを
吹き込むか又は溝を真空にすることによって管とスリー
ブとの間の間隙がら空気を排除する。
−スリーブの他端にも一連の長子方向溝を設け、この他
端近傍の溶接を行なう前に溝に不活性ガスを吹き込むか
又は溝を真空にすることによって管とスリーブとの間の
間隙から空気な排除する。
−管支持プレートの外面近傍の管の末端領域にスリーブ
の溶接を行なう前に、該溶接部より深い処の管内でスリ
ーブの複数回の拡張パスによってスリーブを拡弓長する
。
一スリーブの末端から内側に後退した処で管にスリーブ
を溶接する。
一損（ｊ！Ｉ領域又は腐食領域より深い処でスリーブ直
径の：Ａ整変形を行なって管内にスリーブの末端を結合
する。
一損傷領域又は腐食領域より深い処で管にスリーブの縁
端を溶接する。
一内部誘導子を用いた応力除去処理を利用して損傷領域
又は腐食領域のより深い処で管の内部にスリーブの拡張
末端を溶接する。
一管支持プレートの内部で管内の拡張領域の内側のスリ
ーブの領域を軽度の拡張によって応力除去処理する。
本発明はまた、本発明方法に使用するための、管の内径
よりやや小さい外径をもち、かつ損傷領域又は腐食領域
の長さよりも長い寸法をもつスリーブを提供する。本発
明のスリーブの特徴は、一端の近傍に熱伝導性がよく酸
化し難い外側金属薄膜を備えること、又は、少なくとも
一方の末端から出発する長手方向外側細溝を備えた領域
をもつこと、又は上記の両方の特徴をもつことである。
添付図面に基づく非限定的な以下の記載は、原子炉の炉
心を通過して加熱された放射性第１次水と第１次水との
間接熱交換によって加熱される第２次水との間の熱交換
管の管支持プレート近傍末端の補修に使用された本発明
方法を説明する。
第１図において、管１は従来同様に拡張処理（ｃｌｕｄ
ｇｅｏｎｎａｇｅ）によって管支持プレート２に固定さ
れ、鎖管の下端は溶接ビード３で示すように該プレート
の外面に溶接されている。
管支持プレートの内面近傍の管の拡張終了領域は符号４
で示すごとく応力下で腐食され損傷を生じている。
管の内径よりもやや小さい外径をもち管の部分腐食領域
をカバーする内部スリーブ５を用いて補修が行なわれる
。
該スリーブ５は２つの領域、即ち管支持プレートの内部
に位置する領域６と該領域６から内側に腐食領域を通過
した領域７とにおいて管に封止されている。
管支持プレート内部領域６で下部結合を行なうためには
該領域に限定してスリーブをまず管内で拡張する。この
拡張は不活性ガス下で行なうか又は不活性ガスを吹き込
んで行なう。
次に、管の内部溶接装置を用い、不活性ガス下に自動ア
ーク方法でスリーブの縁端から後退した場所を溶接する
（この溶接姿勢では溶接１・−チの上下方向の位置調整
が極めて容易である）。予め拡張処理を用いるので、溶
接すべき領域に熱を集中させることが可能であり、従っ
て溶接の溶は込み、溶接後の金属の縮み、及び、管とス
リーブとの間に閉じ込められたガスの排出が容易である
。
溶接ビードは管の壁自体に十分に溶は込む必要があるか
く壁の厚さの２０〜７５％）、壁を貫通してはならない
。
溶接処理を容易にするために、溶接ビードが形成される
領域及び該領域の両側でスリーブが熱伝導性がよく酸化
し難い金属例えばクロムの薄膜（第３図の膜１４）を備
えていてもよい。このような薄膜は例えばメタライゼー
ションによって形成される。また、管とスリーブとの間
の間隙に残留する空気の排出を容易にするために、スリ
ーブの下端で溶接ビードの位置より少し内側まで長手方
向の細い溝を設けてもよい（第４図の溝１５）。例えば
、９０°ずつ離間した４つの溝が設けられる。不活性ガ
スを吹き込むか又はアセンブリの構造次第では真空にす
ることによって空気の排出を行なう。
下部の溶接部形成後に、該溶接部上方の領域６に複数の
拡張パスを行なって封止バリヤーを形成し、管の周囲を
循環する水の腐食作用から溶接領域を保護する。管支持
プレートが存在するので、溶接ビードにおける張力除去
の熱処理は好ましくない効果を生じ易く、本発明ではこ
れが不要である。
次に、エキスパンダのヘッドの回転数によってスリーブ
の拡張を調節しながら直径の調整変形によって管内にス
リーブを固定した後に、上部溶接部を形成する。このよ
うにして管とスリーブとの良好な接触が十分な反復性で
確保される。これは管内に誘導される応力を抑制しなが
ら良好な結合溶接を′ｌ１ｒｉｃｊ、するための必要条
件である。この上部溶接部もまた、スリーブの縁端から
後退した場所例えば該縁端から２０〜３０ｍｍの場所（
第１図の溶接ビード９）に形成され得る。またスリーブ
の縁端の完全溶融による溶接を行なってもよい（第２図
の溶接ビード９八）。この結合形態によれば溶接部の上
方に存在し溶接による熱の影響を受ける領域１３がコン
１へロールできる。
この種の溶接ビードは、溶接棒の位置と傾斜とを調整す
るか又はスリーブの末端を適当に切削処理することによ
って得られる。
スリーブの上方溶接部の位置にかかわりなく、内部誘導
子による局部熱処理によって該上方溶接部の張力を除去
し得る。
管とスリーブとの間のスペース１１に種々の残留物、ガ
ス、水等が漏出しこれらの蓄積によって該スペースの不
測の圧力上昇が生じることを阻止するために、スリーブ
を配置する前に管に１つ又は複数の孔１２を開設するこ
とが可能である。これらの孔は図示のごとく管の壁を貫
通してもよい。
また管の金属部分を薄く残しておきこれをスペース１０
内の圧力上昇の場合の安全膜として機能させてもよい。
このような１つ又は複数の孔はまた、閉じ込められたガ
スが溶接処理中に溶接部の閉鎖を妨害することを防止し
て、管とスリーブとの間の上部結合を容易に形成すべく
機能する。
タングステン溶接棒を用いた不活性ガス下のアーク溶接
法による溶接処理をレーザビーム又は電子ビームによっ
て代替してもよい。
内視鏡検査、浸週探傷、フーコー電流、超音波等の非破
壊手段によって溶接部の品質検査を行なうことが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は拡張され管に溶接された補修用内部スリーブを
備えた管支持プレート近傍の管の末端の直径を通る断面
部分を含む側面図を示し、第２図はスリーブが管の上縁
に沿って溶接される補修方法の変形例の直径を通る断面
部分を含む側面図を示し、第３図は熱伝導率がよく酸化
し難い金属薄膜と下端の近傍に備えた補修用スリーブの
変形具体例を示し、第４図は管の溶接中に空気を追い出
すための溝を下端の近傍に備えた補修用スリーブの変形
具体例を示す。 １・・・・・・管、２・・・・・管支持プレート、３，
８，９，９八・・・・・・溶接ビード、５・・・・・・
スリーブ、１２・・・・・・孔、１４・・・・・・膜、
１５・・・・・・講。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）管支持プレートの内面近傍の金属熱交換管の末端
    の損傷領域又は腐食領域を補修又は保護する方法であっ
    て、管の内径よりやや小さい外径の金属スリーブを管支
    持プレートの外面から損傷領域又は腐食領域をカバーす
    るに十分な深さまで管の内部に導入し、損傷領域又は腐
    食領域より深い処でスリーブの末端を管壁に係合させ、
    係合したスリーブの末端を管内部への部分的溶け込みが
    生じるように局部的に溶接し、次に管支持プレートの外
    面側のスリーブの末端と管の対応する末端とを局部的に
    溶接するもので、管支持プレートの外面側のスリーブ末
    端を管に局部的に溶接する前に、該スリーブ末端を局部
    的に拡張して管に接触させること、及び、拡張領域内部
    で管内への部分的溶け込みを伴うように局部的溶接を行
    なうこと、及び、次に局部的溶接部の上方の管支持プレ
    ート内部の領域でスリーブの末端領域を拡張して管に接
    触させることを特徴とする方法。
  2. （２）管にスリーブを導入する前に、１つ又は複数の小
    直径の貫通孔又は盲孔を管支持プレートの内面よりやや
    深い処で管の壁に設けることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。
  3. （３）管支持プレートの外面近傍のスリーブ末端を、外
    気に接触させるか又は不活性ガス下に維持するか又は不
    活性ガスを吹き込むことによって局部的に拡張すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
    方法。
  4. （４）管にスリーブを導入する前に、管支持プレートの
    外面近傍の管内で拡張すべきスリーブ末端に、熱伝導性
    がよく酸化し難い金属薄膜を設けることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の
    方法。
  5. （５）管にスリーブを導入する前に、管支持プレートの
    外面近傍の管内で拡張すべきスリーブ末端に、一連の長
    手方向溝を設け、溶接を行なう前にこれらの溝に不活性
    ガスを吹き込むか又は溝を真空にすることによつて管と
    スリーブとの間の間隙から空気を排除することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に
    記載の方法。
  6. （６）スリーブの他端にも一連の長手方向溝を設け、こ
    の他端近傍の溶接を行なう前に、溝に不活性ガスを吹き
    込むか又は溝を真空にすることによって管とスリーブと
    の間の間隙から空気を排除することを特徴とする特許請
    求の範囲第５項に記載の方法。
  7. （７）管支持プレートの外面側の管の末端領域にスリー
    ブの溶接を行なった後に、複数回の拡張パスによって該
    溶接部の内側の管内でスリーブを拡張させることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項から第６項のいずれか一項
    に記載の方法。
  8. （８）スリーブの末端から内側に後退した処で管にスリ
    ーブを溶接することを特徴とする特許請求の範囲第１項
    から第７項のいずれか一項に記載の方法。
  9. （９）損傷領域又は腐食領域より深い処でスリーブ直径
    の調整変形によってスリーブの末端を管と係合させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第８項のいず
    れか一項に記載の方法。
  10. （１０）損傷領域又は腐食領域より深い処で管にスリー
    ブの縁端を溶接することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第９項のいずれか一項に記載の方法。
  11. （１１）内部誘導子を用いた応力除去処理を利用して損
    傷領域又は腐食領域より深い処の管の内部にスリーブの
    拡張末端を溶接することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第１０項のいずれか一項に記載の方法。
  12. （１２）管支持プレートの内部の管内の拡張領域より深
    い処のスリーブ領域を軽度の拡張によって応力除去処理
    することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１１
    項のいずれか一項に記載の方法。
  13. （１３）金属熱交換管の一端の損傷領域又は腐食領域を
    補修又は保護するために、管の内径よりやや小さい外径
    をもち、かつ損傷領域又は腐食領域の長さよりも長い寸
    法をもつスリーブであって、一端の近傍に熱伝導率がよ
    く酸化し難い外側金属薄膜を備えることを特徴とするス
    リーブ。
  14. （１４）金属熱交換管の一端の損傷領域又は腐食領域を
    補修又は保護するために、管の内径よりやや小さい外径
    をもち、損傷領域又は腐食領域の長さよりも長い寸法を
    もつスリーブであつて、少なくとも一方の末端から出発
    する長手方向外側細溝を備えた領域をもつことを特徴と
    するスリーブ。
JP62293866A 1986-11-21 1987-11-20 金属熱交換管の末端の補修又は保護方法並びに該方法に使用されるスリーブ Pending JPS63153398A (ja)

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KR (1) KR880006523A (ja)
DE (1) DE3765402D1 (ja)
ES (1) ES2017991B3 (ja)
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