WO2014087680A1 - 溶接継手の検査方法 - Google Patents

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西本　慎
亮 田中
憲治 川崎
裕之 遠藤
健太郎 内山
佳伸 郡
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三菱重工業株式会社
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    • G01N2223/629—Specific applications or type of materials welds, bonds, sealing compounds

Definitions

  • the present invention relates to a method of nondestructively inspecting the presence or absence of insufficient penetration of a welded joint using radiation.
  • FIG. 8 shows a general configuration of a steam turbine.
  • a plurality of divided hollow disks 7 are fitted between cylindrical divided hollow disks 5 having a support shaft 3 at both ends, and abutment portions of the divided hollow disks 5 and 7 adjacent to each other Are joined at a welded joint W.
  • an inner space I is formed inside the steam turbine 1.
  • FIG. 9 shows a conventional method of welding the weld joint W.
  • base materials 100 and 200 constituting hollow disks made of different materials
  • groove portion 102 of base material 100, groove portion 202 of base material 200, and base material A butt surface 100 of 100 and a butt surface 204 of the base material 200 are formed.
  • the groove portions 102 and 202 are formed on the outer space O side, and the abutment surfaces 104 and 204 are formed on the inner space I side.
  • the welding torch 300 is positioned between the groove portion 102 and the groove portion 202 from the outer space O.
  • the inspection hole 106 is formed in the base material 100 (or the base material 200), and a borescope (not shown) is inserted into the inner space I in the direction of arrow a from the outer space O to the inspection hole 106.
  • a borescope is inserted from the axial direction (in the direction of the arrow b) of the inner space I to the penetration portion M. Then, it is visually confirmed by the borescope that the melted portion M is completely melted. If this inspection is performed immediately after the one-pass welding (first layer welding), the repair work after confirming the insufficient penetration becomes easier.
  • Patent Document 1 discloses performing the above-described inspection method on a welded joint portion of a steam turbine rotor. Further, Patent Document 1 discloses that an X-ray source is inserted into an inner space I from an inspection hole, and a radiation transmission test of a welded joint is performed to inspect a welding state of the welded joint. In addition, when welding a rotor such as a steam turbine, Patent Document 2 discloses that a video apparatus is incorporated in a welding torch to visually monitor a welding portion. Further, according to Patent Document 3, when welding a steam turbine rotor or the like, a groove and a butt surface are formed on a joint surface, and the joint surfaces of two base materials are fitted complementarily to each other on the butt surface. It is disclosed that a concavo-convex portion for positioning the is formed.
  • the conventional inspection method requires an inspection hole or an inner space I which can insert a borescope from the outer space O to the weld joint W.
  • an inner space I does not always exist.
  • the strength of the base material is reduced, so it is necessary to study the structure considering the strength of the base material around the inspection hole.
  • foreign matter such as steam enters the inside of the base material from the inspection hole, which may interfere with the operation of an apparatus configured by the base material such as a steam turbine.
  • Patent Document 1 in the radiation transmission test performed by inserting the X-ray source into the inspection hole, the remaining state of the butted surface is confirmed by the image of the transmitted X-ray reflected on the photosensitive film, By this, the presence or absence of insufficient penetration of the butt surface is confirmed.
  • it is difficult to check the presence of the butted surface from the photosensitive film since the butted surface is difficult to be reflected on the photosensitive film, and further, a portion on the side far from the X-ray generator is photographed on the photosensitive film. .
  • the present invention realizes a method of inspecting a welded joint which enables inspection to a butt surface located at an invisible place without drilling an inspection hole in a base material. With the goal.
  • the inspection method of the welded joint of the present invention is an inspection method of a welded joint formed between two base materials, and a groove is formed on a joint surface formed between the two base materials. And a butt surface are formed, and a groove forming step of forming in advance a concave groove opened on the surface of the base material at one end of the butt surface, and after performing at least one pass welding on the groove.
  • the radiation irradiation step of irradiating the radiation toward the joint surface from the tip forming side, and the radiation transmitted through the joint surface form an image on the photosensitive film, and based on the image, the presence or absence of insufficient penetration in the welded joint is determined And a determination step.
  • the recessed groove is formed in advance, and the radiation irradiation step is performed after welding. Then, the presence or absence of the concave groove is confirmed by the image formed on the photosensitive film. Unlike the butted surfaces, the presence or absence of the grooves can be clearly identified in the image. When the concave is confirmed, it is considered that the penetration is insufficient, and when the concave is not confirmed, it is considered that the butting surface is completely melted. As a result, it is not necessary to drill the inspection hole, and the above problem can be solved. In addition, if the irradiation step is performed immediately after the one-pass welding (first layer welding), the repair work after confirming the insufficient penetration becomes easier.
  • the cross-sectional area of the recessed groove may have a lower limit that can be identified by the image obtained in the determination step and an upper limit that can be filled with one pass of overlay welding.
  • the presence or absence of the recessed groove after welding by radiation irradiation can be confirmed, and since the recessed groove can be filled by welding, the influence on the strength surface of the base material can be eliminated.
  • the cross-sectional shape of the groove the contour of the groove can be clearly reflected in an image obtained by radiation irradiation in the rectangular shape rather than the arc shape.
  • the opening length can be 0.3 mm or more and 0.5 mm or less
  • the depth can be 0.2 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the recessed groove may be formed only on the joint surface of one base material. This facilitates the processing of the recessed groove. Further, it is preferable that the joint surface be formed with a concavo-convex portion adjacent to the recessed groove and fitted complementarily to each other. This facilitates positioning of the joint surface between the two base materials.
  • the two base materials each have a hollow cylindrical shape and are welded in the axial direction through the joint surface
  • the present invention by applying the present invention, the inner side of the hollow cylindrical shape without drilling the inspection hole. It is possible to inspect whether there is insufficient penetration of the butt faces formed facing the space. For example, if a plurality of hollow cylinders are applied to a welded rotor for a turbine which is axially welded through a joint surface, the presence or absence of insufficient penetration of butting surfaces formed on the joint surface without drilling an inspection hole. Can check.
  • the present invention it is possible to inspect the presence or absence of insufficient penetration of the butt surface which can not be directly visually checked on the welded joint surface without drilling the inspection hole in the base material, so no extra work for processing the inspection hole is required. And, without inhibiting the strength of the base material, it is possible to maintain the airtightness of the inner space of the base material.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a photosensitive film used in the first embodiment. It is sectional drawing of the weld joint part which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • A is a cross-sectional view of a welded joint surface before welding
  • B is a cross-sectional view of a welded joint portion after welding.
  • (A) relates to the third embodiment, and is an image of a weld joint surface before welding reflected on a photosensitive film
  • (B) is an image of a weld joint surface after welding
  • (C) is a concave It is explanatory drawing which shows the image (comparative example) before welding of the weld-joint part in which the groove
  • FIG. 1 shows the state after the split hollow disks 10 and 20 constituting the steam turbine rotor are welded at the weld joint W.
  • the steam turbine rotor is constructed by axially welding a plurality of split hollow disks including split hollow disks 10 and 20.
  • An inner space I is formed inside the weld joint W.
  • 2 and 3 show the joint surface Wc before welding.
  • the groove portions 12 and 22 are formed on the side of the outer space O, and the abutting surfaces 14 and 24 are formed on the side of the inner space I.
  • the butting surfaces 14 and 24 abut each other.
  • annular recessed groove 32 opened to the inner space I extends in the circumferential direction of the split hollow disks 10 and 20. It is formed.
  • the recessed groove 32 is formed such that a rectangular notch 16 formed in the abutment surface 14 of the split hollow disk 10 and a rectangular notch 26 formed in the abutment surface 24 of the split hollow disk 20 are opposed to each other. .
  • the recessed groove 32 has a symmetrical shape with respect to the abutment surfaces 14 and 24.
  • welding of the joint surface Wc places the welding torch 30 in the groove formed by the groove portions 12 and 22 from the outer space O, and directs the welding torch 30 to the abutting surfaces 14 and 24. Then, the split hollow disks 10 and 20 are rotated in the aligned state. In this state, welding welding is performed on the grooves formed by the groove portions 12 and 22 by the welding torch 30. A penetration part is formed in the butt surfaces 14 and 24 by single pass welding (first layer welding), and the recessed groove 32 is embedded. Next, the groove portions 12 and 22 are embedded by performing build-up welding of 10 to 20 passes.
  • the X-ray generator 34 is disposed in the outer space O in order to inspect the presence or absence of insufficient penetration of the butting surfaces 14 and 24. Further, the high temperature film cassette 36 is attached to the outer peripheral surface of the split hollow disks 10 and 20 different in phase by 180 ° with respect to the X-ray generator 34 at a position straddling the weld joint W.
  • the configuration of the high temperature film cassette 36 is shown in FIG.
  • the high-temperature film cassette 36 has a configuration in which a Teflon (registered trademark) plate 38 from the inside, a heat insulation plate 40 made of a heat insulating material, and a photosensitive film 42 to which the radiation transmitted through the welded joint W is exposed Have.
  • a Teflon (registered trademark) plate 38 from the inside
  • a heat insulation plate 40 made of a heat insulating material
  • a photosensitive film 42 to which the radiation transmitted through the welded joint W is exposed
  • the X-rays emitted from the X-ray generator 34 toward the welded joint W pass through the welded joint W, and the transmitted X-rays sensitize the photosensitive film 42 and the photosensitive film 42 is exposed. Form an image. Since the welded joint W far from the X-ray generator 34 is shown on the photosensitive film 42, if there is insufficient penetration in the butting surfaces 14 and 24, the image of the recessed groove 32 is clearly seen on the photosensitive film 42. Projected to
  • the concave groove 32 is clearly projected as a black image on the photosensitive film 42. Therefore, whether or not the butt surfaces 14 and 24 are insufficiently fused is accurately determined. To understand. Therefore, since it is not necessary to drill the inspection holes in the split hollow disks 10 and 20, an extra operation for processing the inspection holes is not required, and the strength of the split hollow disks 10 and 20 is not inhibited.
  • the inner space I can be kept airtight, and there is no possibility that the steam intrudes into the inner space I to disturb the operation of the steam turbine or to lower the operation efficiency.
  • the cross section of the concave groove 32 is rectangular, the image of the concave groove 32 can be more clearly projected on the photosensitive film 42.
  • the cross section of the recessed groove 32 has the above-mentioned dimension, the image of the recessed groove 32 can be clearly projected on the photosensitive film 42, and the embedding of the recessed groove 32 can be performed by one-pass welding. It can be done surely.
  • the repair work after confirming the insufficient penetration becomes easy.
  • an annular groove 44 opened to the inner space I is formed at one end of the abutment surfaces 14 and 24 opposite to the groove portions 12 and 22, respectively. And 20 in the circumferential direction.
  • the recessed groove 44 is formed by opposingly arranging the rectangular notch 46 formed only on the abutment surface 24 of the split hollow disk 20 and the split hollow disk 10.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment. According to the present embodiment, since the concave groove 44 can be formed by processing only the abutment surface 24, processing of the concave groove 44 is easy.
  • a third embodiment of the present invention will be described based on FIG. 6 and FIG.
  • a rectangular notch 46 in which the concave groove 44 opened in the inner space I is formed only on the abutment surface 24 of the split hollow disk 20 and It is formed by opposing arrangement with the split hollow disk 10.
  • a convex portion 48 is formed on the abutment surface of the split hollow disk 20 adjacent to the concave groove 44 on the back side (outside space O side) of the concave groove 44.
  • the convex part 50 is formed in the butt surface.
  • the convex portion 48 and the convex portion 50 have shapes fitted complementarily to each other.
  • FIG. 6B shows the state of the welded joint surface Wc on which the first pass overlay welding P 1 , the second pass overlay welding P 2 and the third pass overlay welding P 3 are performed.
  • FIG. 7 shows an image of the welded joint portion W actually shown on the photosensitive film 42.
  • FIG. 7 (A) is an image before welding
  • FIG. 7 (B) is an image after build-up welding in the first pass.
  • FIG. 7A the image S44 of the concave groove 44 is clearly shown.
  • FIG. 7 (B) it can be seen that nothing has been taken out, the penetration portion M is formed on the butting surface, and the recessed groove 44 is embedded.
  • FIG.7 (C) is an image of the weld joint part W shown as a comparative example.
  • This comparative example is an image in which a welded joint portion W in which the recessed groove 44 is not formed is copied to the photosensitive film 42. From Fig. 7 (C), the line of the butt face can be slightly faintly checked, but the surrounding area is hardly distinguishable. In this case, it is difficult to determine whether the penetration portion M is properly formed after build-up welding of the first pass.
  • the same effects as those of the second embodiment can be obtained, and the convex portions 48 and 50 which are fitted complementarily to each other are formed on the abutting surfaces of the split hollow disks 10 and 20.
  • the sealing effect of the inner space I at the welded joint W can be enhanced.
  • the formation of the convex portions 48 and 50 has an advantage that positioning between the split hollow disks 10 and 20 at the time of welding is facilitated.
  • the present invention it is possible to inspect the welded joint portion without drilling the inspection hole in the base material with respect to the butt surface of the welded joint surface located at the invisible place.

Abstract

　目視できない場所に位置する溶接継手面に対して、母材に検査孔を穿設することなく、検査が可能になることを目的とし、２つの母材１０，２０間に形成される継手面Ｗｃに開先部１２及び２２と突合せ面１４及び２４とが形成され、該突合せ面の一端に母材１０及び２０の表面に開口する凹溝３２を予め形成する溝形成ステップと、開先１２及び２２に対して少なくとも１パスの肉盛り溶接Ｐ１を行った後、開先部形成側（外側空間Ｏ側）に配置された放射線照射装置３４から、放射線を継手面Ｗｃに向けて照射する放射線照射ステップと、継手面Ｗｃを透過した放射線によって感光用フィルム４２に像を形成させ、該像に基づいて溶接継手部Ｗにおける溶け込み不足の有無を判定する判定ステップとからなる。

Description

溶接継手の検査方法
　本発明は、放射線を用いて溶接継手の溶け込み不足の有無を非破壊的に検査する方法に関する。
　蒸気タービンのロータにおいては、蒸気の高温化に伴い、高温の蒸気に曝される高温部及び低温蒸気に曝される低温部などの部位は、夫々の置かれた環境に適した材料で製造され、互いに溶接で接合されているものがある。例えば、高温部は高耐熱鋼で構成され、低温部は低合金鋼で構成されている。図８は、蒸気タービンの一般的な構成を示す。図８において、蒸気タービン１は、支持軸３を有する両端が円筒形の分割中空ディスク５の間に、複数の分割中空ディスク７が嵌め合わされ、互いに隣接する分割中空ディスク５及び７の当接部は、溶接継手部Ｗで接合されている。このように、分割中空ディスク５及び７を溶接して製造された蒸気タービン１では、溶接継手部Ｗの溶接状態を検査することが重要となる。なお、図１に示すように、蒸気タービン１の内部には内側空間Ｉが形成されている。
　図９は、従来の溶接継手部Ｗの溶接方法を示す。図９（Ａ）において、夫々異なる材質からなる中空ディスクを構成する母材１００及び２００の継手面には、母材１００の開先部１０２と、母材２００の開先部２０２と、母材１００の突合せ面１０４と母材２００の突合せ面２０４とが形成されている。図９（Ａ）に示すように、開先部１０２及び２０２は外側空間Ｏ側に形成され、突合せ面１０４及び２０４は内側空間Ｉ側に形成されている。そして、外側空間Ｏから溶接トーチ３００を開先部１０２と開先部２０２の間で位置決めする。
　次に、図９（Ｂ）に示すように、溶接トーチ３００で突合せ面１０４及び２０４を溶け込ますと共に、開先部１０２及び２０２に１パスずつ肉盛り溶接を行う。溶接後、突合せ面１０４及び２０４に形成された溶込み部Ｍの溶け込み不足の有無を検査する必要がある。しかし、溶込み部Ｍは外側空間Ｏから目視できない。そのため、母材１００（又は母材２００）に検査孔１０６を穿設し、外側空間Ｏから検査孔１０６に、矢印ａ方向に図示しないボアスコープを内側空間Ｉに挿入する。あるいはアクセスが可能な場合は、内側空間Ｉの軸方向（矢印ｂ方向）から溶込み部Ｍまでボアスコープを挿入する。そして、ボアスコープにより目視で、溶込み部Ｍが完全に溶け込んでいることを確認する。この検査は、１パス溶接（初層溶接）の直後に行ったほうが、溶け込み不足を確認した後の補修作業が容易になる。
　特許文献１には、蒸気タービンロータの溶接継手部に前記の検査方法を行うことが開示されている。また、特許文献１には、検査孔から内側空間ＩにＸ線源を挿入し、溶接継手部の放射線透過試験を行って、溶接継手部の溶接状態を検査することが開示されている。また、特許文献２には、蒸気タービン等のロータを溶接する場合に、溶接トーチにビデオ装置を組み込み、溶接部を視覚的に監視することが開示されている。また、特許文献３には、蒸気タービンロータ等を溶接する場合に、継手面に開先と突合せ面が形成され、該突合せ面に互いに相補的に嵌合して、２つの母材の継手面を位置決めする凹凸部が形成されていることが開示されている。
特開平０９－１０８８８３号公報 特開２０１０－２０１５０７号公報 特開２０１１－１７７７９０号公報
　従来の検査方法では、外側空間Ｏからボアスコープを溶接継手部Ｗまで挿入できる検査孔や内側空間Ｉを必要とする。しかし、このような内側空間Ｉは常に存在するものではない。また、母材に検査孔を穿設すると、母材の強度が低下するため、検査孔周囲の母材の強度を配慮した構造検討が必要となる。また、検査孔から母材の内部に蒸気等の異物が入り込むことで、蒸気タービン等、母材が構成する装置の運転に支障をきたすおそれが出てくる。
　なお、特許文献１に開示されているように、検査孔にＸ線源を挿入して行う放射線透過試験では、感光用フィルムに写った透過Ｘ線の像で突合せ面の残存状態を確認し、これによって、突合せ面の溶け込み不足の有無を確認する。しかし、突合せ面は感光用フィルムには写りにくく、さらに、感光用フィルムには、Ｘ線発生装置から遠い側の部位が写るため、感光用フィルムから突合せ面の有無を確認するのは困難である。
　本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、母材に検査孔を穿設することなく、目視できない場所に位置する突合せ面に対して、検査が可能になる溶接継手の検査方法を実現することを目的とする。
　かかる目的を達成するため、本発明の溶接継手の検査方法は、２つの母材間に形成される溶接継手の検査方法であって、２つの母材間に形成される継手面に開先部と突合せ面とが形成され、突合せ面の一端に母材の表面に開口する凹溝を予め形成する溝形成ステップと、開先部に対して少なくとも１パスの肉盛り溶接を行った後、開先部形成側から放射線を継手面に向けて照射する放射線照射ステップと、継手面を透過した放射線によって感光用フィルムに像を形成させ、該像に基づいて溶接継手における溶け込み不足の有無を判定する判定ステップとからなるものである。
　本発明では、前記凹溝を予め形成しておき、溶接後に前記放射線照射ステップを行う。そして、凹溝の有無を感光用フィルムに形成される像で確認する。突合せ面と違って凹溝の有無は該像で明瞭に確認できる。凹溝が確認できたときは溶け込み不足と考えられ、凹溝が確認できないときは突合せ面が完全に溶け込んでいると考えられる。これによって、検査孔を穿設する必要がなくなり、前記問題を解消できる。なお、放射線照射ステップは、１パス溶接（初層溶接）の直後に行ったほうが、溶け込み不足を確認した後の補修作業が容易になる。
　本発明において、凹溝の断面積は、判定ステップで得られる像によって識別可能な大きさを下限とし、かつ１パスの肉盛り溶接で埋めることが可能な大きさを上限とするのがよい。これによって、放射線照射による溶接後の凹溝の有無を確認できると共に、溶接により凹溝を埋めることができるので、母材の強度面等に及ぼす影響を解消できる。
　凹溝の横断面形状は、円弧状より矩形状のほうが凹溝の輪郭を、放射線照射によって得られる画像に明瞭に写すことができる。凹溝が矩形状のとき、例えば、開口の長さが０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、奥行き長さが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下にすれば、前記条件を満たすことができる。
　本発明において、凹溝は一方の母材の継手面にのみ形成されているとよい。これによって、凹溝の加工が容易になる。また、継手面に、前記凹溝に隣接して互いに相補的に嵌合する凹凸部が形成されているとよい。これによって、２つの母材間で継手面の位置決めが容易になる。
　２つの母材が夫々中空筒形を有し、継手面を介して軸方向に溶接されるものであるとき、本発明を適用することで、検査孔を穿設することなく中空筒型の内側空間に面して形成される突合せ面の溶け込み不足の有無を検査できる。例えば、複数の中空円筒体を継手面を介して軸方向に溶接されてなるタービン用溶接ロータに適用すれば、検査孔を穿設することなく継手面に形成される突合せ面の溶け込み不足の有無を検査できる。
　本発明によれば、溶接継手面において、直接目視できない突合せ面の溶け込み不足の有無を、母材に検査孔を穿設することなく検査できるので、検査孔を加工する余分な作業を要せず、かつ母材の強度を阻害せず、さらに、母材の内側空間の気密を保持できる。
本発明の第１実施形態に係る溶接継手部の断面図である。 図１の一部拡大断面図である。 図２中のＡ部の拡大断面図である。 第１実施形態に用いられる感光用フィルムの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る溶接継手部の断面図である。 本発明の第３実施形態に係り、（Ａ）は溶接前の溶接継手面の断面図であり、（Ｂ）は溶接後の溶接継手部の断面図である。 （Ａ）は前記第３実施形態に係り、感光用フィルムに写った溶接前の溶接継手面の像であり、（Ｂ）は同じく溶接後の溶接継手面の像であり、（Ｃ）は凹溝が形成されていない溶接継手部の溶接前の像（比較例）を示す説明図である。 蒸気タービンロータの正面視断面図である。 従来の溶接方法を示し、（Ａ）は溶接前、（Ｂ）は１パス溶接後の溶接継手面の断面図である。
　以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
（実施形態１）
　本発明の第１実施形態を図１～図４に基づいて説明する。図１は蒸気タービンロータを構成する分割中空ディスク１０及び２０を溶接継手部Ｗで溶接した後の状態を示す。蒸気タービンロータは、分割中空ディスク１０及び２０を含む複数の分割中空ディスクが軸方向に溶接されて構成されている。溶接継手部Ｗの内側に内側空間Ｉが形成されている。図２及び図３は、溶接前の継手面Ｗｃを示す。
　図２及び図３において、継手面Ｗｃは、外側空間Ｏの側に開先部１２及び２２が形成され、内側空間Ｉの側に突合せ面１４及び２４が形成されている。突合せ面１４及び２４は、互いに当接している。
　図３に示すように、開先部１２及び２２とは反対側の突合せ面１４及び２４の一端に、内側空間Ｉに開口した環状の凹溝３２が、分割中空ディスク１０及び２０の周方向に形成されている。凹溝３２は、分割中空ディスク１０の突合せ面１４に形成された四角形の切欠き１６と分割中空ディスク２０の突合せ面２４に形成された四角形の切欠き２６とが対向配置されて形成されている。凹溝３２は、突合せ面１４及び２４に対して対称な形状を有している。本実施形態では、凹溝３２の軸方向開口長さＸはＸ＝０．３～０．５ｍｍであり、凹溝３２の奥行ＹはＹ＝０．２～１．０ｍｍの寸法を有している。
　図２に示すように、継手面Ｗｃの溶接は、外側空間Ｏから開先部１２及び２２によって形成される溝に溶接トーチ３０を配置し、溶接トーチ３０を突合せ面１４及び２４に向ける。そして、分割中空ディスク１０及び２０を位置合わせした状態で回転させる。この状態で、溶接トーチ３０によって開先部１２及び２２によって形成された溝に肉盛り溶接を行う。１パス溶接（初層溶接）で突合せ面１４及び２４に溶込み部を形成し、凹溝３２を埋め込む。次に、１０～２０パスの肉盛り溶接を行うことで、開先部１２及び２２を埋め込む。
　１パス溶接後に、図１に示すように、突合せ面１４及び２４の溶け込み不足の有無を検査するため、外側空間ＯにＸ線発生装置３４を配置する。さらに、Ｘ線発生装置３４に対して１８０°位相が異なる分割中空ディスク１０及び２０の外周面に、溶接継手部Ｗを跨る位置に、高温用フィルムカセット３６を貼り付ける。
　図４に、高温用フィルムカセット３６の構成を示す。高温用フィルムカセット３６は、内側からテフロン（登録商標）プレート３８と、断熱材からなる断熱プレート４０と、溶接継手部Ｗを透過した放射線が感光される感光用フィルム４２とが積層された構成を有している。試験体に放射線を透過すると、放射線は透過しながら試験体との相互作用により次第に弱くなる。溶接部の場合、ブローホールなどの欠陥を有する領域は、欠陥を有さない領域と比べ、放射線がよく透過する。その結果、ブローホールなどの欠陥を有する領域は感光用フィルム４２上に黒い像として検出される。
　かかる構成において、Ｘ線発生装置３４から溶接継手部Ｗに向けて照射されたＸ線は、溶接継手部Ｗを透過し、透過したＸ線は感光用フィルム４２を感光させ、感光用フィルム４２に像を形成する。感光用フィルム４２には、Ｘ線発生装置３４から遠い方の溶接継手部Ｗが写し出されるため、もし突合せ面１４及び２４に溶け込み不足があれば、感光用フィルム４２に凹溝３２の像が明瞭に写し出される。
　本実施形態によれば、突合せ面１４及び２４に溶け込み不足があるときは、凹溝３２が感光用フィルム４２に黒い像として明瞭に写し出されるため、突合せ面１４及び２４の溶け込み不足の有無を正確に把握できる。そのため、分割中空ディスク１０や２０に検査孔を穿設する必要がないので、検査孔を加工する余分な作業を要せず、かつ分割中空ディスク１０や２０の強度を阻害しない。
　また、内側空間Ｉを気密に保持でき、内側空間Ｉに蒸気が侵入して、蒸気タービンの運転に支障をきたしたり、あるいは運転効率を低下させるおそれがない。また、凹溝３２の断面が矩形であるので、感光用フィルム４２に凹溝３２の像をより明瞭に写し出すことができる。さらに、凹溝３２の断面が、前記寸法を有しているので、感光用フィルム４２に凹溝３２の像を鮮明に写し出すことができると共に、１パスの肉盛り溶接で凹溝３２の埋め込みを確実に行うことができる。なお、１パス溶接後にＸ線照射を行うことで、溶け込み不足を確認した後の補修作業が容易になる。
（実施形態２）
　次に、本発明の第２実施形態を図５に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、開先部１２及び２２とは反対側の突合せ面１４及び２４の一端に、内側空間Ｉに開口した環状の凹溝４４が、分割中空ディスク１０及び２０の周方向に形成されている。凹溝４４は、分割中空ディスク２０の突合せ面２４のみに形成された四角形の切欠き４６と分割中空ディスク１０とを対抗配置させて形成されている。その他の構成は第１実施形態と同一である。本実施形態によれば、突合せ面２４のみを加工することで、凹溝４４を形成できるので、凹溝４４の加工が容易である。
（実施形態３）
　次に、本発明の第３実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。図６（Ａ）において、本実施形態では、第２実施形態と同様に、内側空間Ｉに開口した凹溝４４が、分割中空ディスク２０の突合せ面２４のみに形成された四角形の切欠き４６と分割中空ディスク１０とを対抗配置させて形成されている。さらに、凹溝４４に加えて、凹溝４４に隣接して凹溝４４の奥側（外側空間Ｏ側）に、分割中空ディスク２０の突合せ面に凸部４８が形成され、分割中空ディスク１０の突合せ面に凸部５０が形成されている。これら凸部４８及び凸部５０は、互いに相補的に嵌合した形状を有している。
　図６（Ｂ）は、１パス目の肉盛り溶接Ｐ１、２パス目の肉盛り溶接Ｐ２及び３パス目の肉盛り溶接Ｐ３を行った溶接継手面Ｗｃの状態を示す。１パスの肉盛り溶接Ｐ１により、突合せ面に溶込み部Ｍが形成され、凹溝４４が埋め込まれている。図７は、実際に感光用フィルム４２に写し出された溶接継手部Ｗの像を示している。図７（Ａ）は溶接前の像であり、図７（Ｂ）は１パス目の肉盛り溶接後の像である。図７（Ａ）では、凹溝４４の像Ｓ４４が明瞭に写し出されている。一方、図７（Ｂ）では、何も写し出されておらず、突合せ面に溶込み部Ｍが形成され、凹溝４４が埋め込まれていることがわかる。
　図７（Ｃ）は、比較例として示す溶接継手部Ｗの像である。この比較例は凹溝４４を形成しない溶接継手部Ｗを感光用フィルム４２に写し出した像である。図７（Ｃ）から突合せ面のラインがうっすらと微妙に確認できるが、周囲のほとんど見分けがつかない。これでは１パス目の肉盛り溶接後、溶込部Ｍが正常に形成されているかどうかを判定することは困難である。
　本実施形態によれば、第２実施形態と同様の作用効果が得られると共に、分割中空ディスク１０、２０の突合せ面に互いに相補的に嵌合する凸部４８及び５０が形成されているので、溶接継手部Ｗにおける内側空間Ｉのシール効果を高めることができる。また、凸部４８及び５０が形成されていることで、溶接時の分割中空ディスク１０及び２０間の位置決めが容易になるという利点がある。
　本発明によれば、目視できない場所に位置する溶接継手面の突合せ面に対して、母材に検査孔を穿設することなく、溶接継手部の検査が可能になる。

Claims (6)

  1. 　２つの母材間に形成される溶接継手の検査方法であって、
    　前記２つの母材間に形成される継手面に開先部と突合せ面とが形成され、前記突合せ面の一端に前記母材の表面に開口する凹溝を予め形成する溝形成ステップと、
    　前記開先部に対して少なくとも１パスの肉盛り溶接を行った後、開先形成側から放射線を前記継手面に向けて照射する放射線照射ステップと、
    　前記継手面を透過した放射線によって感光用フィルムに像を形成させ、該像に基づいて前記溶接継手における溶け込み不足の有無を判定する判定ステップとからなることを特徴とする溶接継手の検査方法。
  2. 　前記凹溝の断面積は、前記判定ステップで得られる像によって識別可能な大きさを下限とし、かつ前記１パスの肉盛り溶接で埋めることが可能な大きさを上限とすることを特徴とする請求項１に記載の溶接継手の検査方法。
  3. 　前記凹溝は、一方の母材の継手面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接継手の検査方法。
  4. 　前記継手面に、前記凹溝に隣接して互いに相補的に嵌合する凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接継手の検査方法。
  5. 　前記２つの母材は、夫々中空筒形を有し、前記継手面を介して軸方向に溶接されるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接継手の検査方法。
  6. 　前記２つの母材は、複数の中空円筒体を前記継手面を介して軸方向に溶接されてなるタービン用溶接ロータの隣接する前記中空円筒体であることを特徴とする請求項５に記載の溶接継手の検査方法。
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