JPH0414172B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0414172B2 JPH0414172B2 JP60161817A JP16181785A JPH0414172B2 JP H0414172 B2 JPH0414172 B2 JP H0414172B2 JP 60161817 A JP60161817 A JP 60161817A JP 16181785 A JP16181785 A JP 16181785A JP H0414172 B2 JPH0414172 B2 JP H0414172B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heating
- heat treatment
- treatment method
- welded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 40
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、溶接構造物の熱処理法に係り、特に
内面冷却が構造的に十分に行えない原子力プラン
ト、化学プラント等の配管及び機器内面の溶接に
よる残留応力を改善するのに好適な熱処理法に関
する。
内面冷却が構造的に十分に行えない原子力プラン
ト、化学プラント等の配管及び機器内面の溶接に
よる残留応力を改善するのに好適な熱処理法に関
する。
従来、構造物内表面の溶接による残留応力を改
善する熱処理法として特開昭55−94441号公報に
記載される方法があるが、内面の冷却条件が十分
な場合にのみ適用可能であつた。内面の冷却条件
が悪く、かつ、強制的な冷却も構造的に困難な箇
所に対しては、全く配慮されていなかつた。
善する熱処理法として特開昭55−94441号公報に
記載される方法があるが、内面の冷却条件が十分
な場合にのみ適用可能であつた。内面の冷却条件
が悪く、かつ、強制的な冷却も構造的に困難な箇
所に対しては、全く配慮されていなかつた。
具体的には、サーマルスリーブを設けた配管
を、第６図に示す如く、発熱量Q50で発熱する高
周波誘導加熱コイルによりt50時間加熱した場合、
配管内面とサーマルスリーブ間の停滞した冷却水
内に気泡が発生して冷却効率が低下する。このた
め配管内面の温度は第７図の曲線５０に示す如く
なる。他方、配管外面の温度は曲線５１に示す如
くになり、結局、内外面の温度差ΔT50は応力改
善に必要な温度差に到達せず、応力改善をはかる
ことができないという問題点があつた。
を、第６図に示す如く、発熱量Q50で発熱する高
周波誘導加熱コイルによりt50時間加熱した場合、
配管内面とサーマルスリーブ間の停滞した冷却水
内に気泡が発生して冷却効率が低下する。このた
め配管内面の温度は第７図の曲線５０に示す如く
なる。他方、配管外面の温度は曲線５１に示す如
くになり、結局、内外面の温度差ΔT50は応力改
善に必要な温度差に到達せず、応力改善をはかる
ことができないという問題点があつた。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、原子力
プラント、化学プラント等の配管及び機器の溶接
構造物であつて、応力改善すべき内面の冷却が困
難な溶接構造物の熱処理法を提供することにあ
る。
プラント、化学プラント等の配管及び機器の溶接
構造物であつて、応力改善すべき内面の冷却が困
難な溶接構造物の熱処理法を提供することにあ
る。
本発明は溶接構造物の内外面に温度差を発生さ
せて応力改善を行なう熱処理法において、冷却材
が核沸騰にある状況で内外面の応力改善に必要な
温度を発生するよう加熱することを特徴とし、そ
のため、膜沸騰に移行する直前に加熱を停止して
冷却材が核沸騰になる温度（もしくはこれに近い
温度）に降温するのを待ち、その後再び加熱する
操作を複数回繰返して応力改善に必要な内外面の
温度差を得るようにするものである。
せて応力改善を行なう熱処理法において、冷却材
が核沸騰にある状況で内外面の応力改善に必要な
温度を発生するよう加熱することを特徴とし、そ
のため、膜沸騰に移行する直前に加熱を停止して
冷却材が核沸騰になる温度（もしくはこれに近い
温度）に降温するのを待ち、その後再び加熱する
操作を複数回繰返して応力改善に必要な内外面の
温度差を得るようにするものである。
以下本発明の実施例を図に従つて説明する。
第１図は原子力プラントにおける圧力容器に配
管を溶接した構造物の切欠き断面図である。具体
的には、圧力容器１とノズル２が溶接部３で接合
され、他方、配管４の端部にはセーフエンド５が
溶接部６で接合されている。セーフエンド５は前
記ノズル２と溶接部７で接合され、ノズル２及び
セーフエンド５の内側にそれら内面と間隙を形成
してサーマルスリーブ８が配置され、当該サーマ
ルスリーブ８の端部はセーフエンド５に接合され
ている。矢印９は冷却水の流れ方向を示す。
管を溶接した構造物の切欠き断面図である。具体
的には、圧力容器１とノズル２が溶接部３で接合
され、他方、配管４の端部にはセーフエンド５が
溶接部６で接合されている。セーフエンド５は前
記ノズル２と溶接部７で接合され、ノズル２及び
セーフエンド５の内側にそれら内面と間隙を形成
してサーマルスリーブ８が配置され、当該サーマ
ルスリーブ８の端部はセーフエンド５に接合され
ている。矢印９は冷却水の流れ方向を示す。
上述した溶接構造物に対し、溶接部７の応力改
善をする実施例を第２図及び第３図により説明す
る。当該溶接部７の外周に高周波誘導加熱コイル
１０を配置し、加熱操作を複数回に分けて行な
う。すなわち、加熱コイル１０は各回の単位時間
当りの発熱量をQ1、Q2、Q3とするとQ1＜Q2＜Q3
になる如く発熱量を制御し、かつ各回の加熱時間
をt1、t2、t3とするとt1＞t2＞t3の関係にある。こ
の加熱操作によつて溶接部７の温度は内面におい
て曲線１１に示す如く、従来の加熱操作の比較し
て温度上昇を低く制御できる。他方、外面温度は
曲線１２となり、A5で従来と等しい温度に上昇
し、結局、応力改善に必要な内外面の温度差ΔT1
を得ることができる。曲線１１においてa1−a2間
はノズル２及びエンドセーフ５とサーマルスリー
ブ８の間で停滞する冷却水が核沸騰を起す温度で
ある。a2以後も更に発熱量Q1で加熱するならば
膜沸騰に移行する。従つて、膜沸騰に移行する直
前に加熱を停止し、冷却水の温度が核沸騰に戻る
温度もしくはこれに近い温度に降下するまで待
ち、降温後、第１回目の発熱量Q1より大きな発
熱量Q2で第２回目の加熱を行なう。第２回目は
第１回目の加熱時間t1より短かい時間t2でa4に達
し、これ以後は膜沸騰に移行する。このとき、外
面温度はA3であつて、まだ応力改善に必要な温
度差に達していない。従つて、再び加熱を停止
し、冷却水が前述した温度の程度まで降温するの
を待つ。降温後、第２回目の発熱量Q2より大き
な発熱量Q3で加熱すると、図から明らかな如く、
第２回目の加熱時間t2より短かい時間t3で内面温
度はa6になるが、この温度は膜沸騰を起す温度よ
り低い。他方、外面は第２回目の発達量Q2より
更に大きな発熱量Q3で加熱されてその温度はA5
に上昇し、結局、応力改善に必要に温度差ΔT1が
得られる。なお、発熱量Q1、Q2、Q3の相互の関
係は前述の関係にあることが好ましいが、Q1＝
Q2＝Q3でもよい。
善をする実施例を第２図及び第３図により説明す
る。当該溶接部７の外周に高周波誘導加熱コイル
１０を配置し、加熱操作を複数回に分けて行な
う。すなわち、加熱コイル１０は各回の単位時間
当りの発熱量をQ1、Q2、Q3とするとQ1＜Q2＜Q3
になる如く発熱量を制御し、かつ各回の加熱時間
をt1、t2、t3とするとt1＞t2＞t3の関係にある。こ
の加熱操作によつて溶接部７の温度は内面におい
て曲線１１に示す如く、従来の加熱操作の比較し
て温度上昇を低く制御できる。他方、外面温度は
曲線１２となり、A5で従来と等しい温度に上昇
し、結局、応力改善に必要な内外面の温度差ΔT1
を得ることができる。曲線１１においてa1−a2間
はノズル２及びエンドセーフ５とサーマルスリー
ブ８の間で停滞する冷却水が核沸騰を起す温度で
ある。a2以後も更に発熱量Q1で加熱するならば
膜沸騰に移行する。従つて、膜沸騰に移行する直
前に加熱を停止し、冷却水の温度が核沸騰に戻る
温度もしくはこれに近い温度に降下するまで待
ち、降温後、第１回目の発熱量Q1より大きな発
熱量Q2で第２回目の加熱を行なう。第２回目は
第１回目の加熱時間t1より短かい時間t2でa4に達
し、これ以後は膜沸騰に移行する。このとき、外
面温度はA3であつて、まだ応力改善に必要な温
度差に達していない。従つて、再び加熱を停止
し、冷却水が前述した温度の程度まで降温するの
を待つ。降温後、第２回目の発熱量Q2より大き
な発熱量Q3で加熱すると、図から明らかな如く、
第２回目の加熱時間t2より短かい時間t3で内面温
度はa6になるが、この温度は膜沸騰を起す温度よ
り低い。他方、外面は第２回目の発達量Q2より
更に大きな発熱量Q3で加熱されてその温度はA5
に上昇し、結局、応力改善に必要に温度差ΔT1が
得られる。なお、発熱量Q1、Q2、Q3の相互の関
係は前述の関係にあることが好ましいが、Q1＝
Q2＝Q3でもよい。
加熱中に生じるノズル２及びエンドセーフ５と
サーマルスリーブ８との間の冷却水の気泡の発生
が核沸騰か膜沸騰かは第４図及び第５図に示す方
法によつて検出できる。第４図はAE（Acoustic
Emission）センサを利用する例で、AEセンサ１
３は液面状況を検出し、その信号を増幅器１４、
バンドパスフイルタ１５を介し分析器１６に入力
して核沸騰か膜沸騰かを判断する。この情報をマ
イクロコンピユータ１７に入力し、モータゼネレ
ータ１８の出力を制御し、トランス１９を介し高
周波誘導加熱コイル１０の発熱量及び加熱時間を
制御する。
サーマルスリーブ８との間の冷却水の気泡の発生
が核沸騰か膜沸騰かは第４図及び第５図に示す方
法によつて検出できる。第４図はAE（Acoustic
Emission）センサを利用する例で、AEセンサ１
３は液面状況を検出し、その信号を増幅器１４、
バンドパスフイルタ１５を介し分析器１６に入力
して核沸騰か膜沸騰かを判断する。この情報をマ
イクロコンピユータ１７に入力し、モータゼネレ
ータ１８の出力を制御し、トランス１９を介し高
周波誘導加熱コイル１０の発熱量及び加熱時間を
制御する。
第５図は超音波を利用する例で、超音波発信２
０からの信号をトランス２１を介し超音波発生器
２２に入力して超音波を発生する。超音波受信器
２３は反射波を受信して液面状況を検出し、増幅
器２４を介して分析器２５に入力され、核沸騰か
膜沸騰かを判断する。以後は、マイクロコンピユ
ータ２６、モータゼネレータ２７、トランス２８
によつて高周波誘導加熱コイル１０の発熱量及び
加熱時間を制御する。
０からの信号をトランス２１を介し超音波発生器
２２に入力して超音波を発生する。超音波受信器
２３は反射波を受信して液面状況を検出し、増幅
器２４を介して分析器２５に入力され、核沸騰か
膜沸騰かを判断する。以後は、マイクロコンピユ
ータ２６、モータゼネレータ２７、トランス２８
によつて高周波誘導加熱コイル１０の発熱量及び
加熱時間を制御する。
上述した如く、本実施例によればサーマルスリ
ーブの如き付帯物を有するために冷却条件が悪化
する溶接構造物でも、冷却材に膜沸騰を起こさせ
ることなく熱処理ができ、このため応力改善に必
要な温度を得ることができる。
ーブの如き付帯物を有するために冷却条件が悪化
する溶接構造物でも、冷却材に膜沸騰を起こさせ
ることなく熱処理ができ、このため応力改善に必
要な温度を得ることができる。
なお上述のいずれの実施例もサーマルスリーブ
を有する溶接構造物を例にとつて説明してある
が、冷却水に停滞が生ずるような構造物のものに
ついても同様の効果がある。
を有する溶接構造物を例にとつて説明してある
が、冷却水に停滞が生ずるような構造物のものに
ついても同様の効果がある。
以上説明したように、本発明によれば冷却条件
の悪い溶接構造物でも核沸騰の状況において試行
錯誤しつつ加熱することができ、内外面に応力改
善に必要な温度差を発生させることができるとい
う効果が奏される。
の悪い溶接構造物でも核沸騰の状況において試行
錯誤しつつ加熱することができ、内外面に応力改
善に必要な温度差を発生させることができるとい
う効果が奏される。
第１図から第７図は本発明に係る熱処理法の説
明図で、第１図は本発明を適用した溶接構造物の
一部切欠断面図、第２図及び第３図は一実施例の
説明図で第２図は時間と発熱量との関係図、第３
図は内外面における時間と温度との関係図、第４
図は冷却材の沸騰状況を検出する方法の説明図、
第５図は沸騰状況を検出する他の方法の説明図、
第６図及び第７図は従来の熱処理法の説明図で第
６図は時間て発熱量との関係図、第７図は内外面
の時間と温度との関係図である。 １……圧力容器、２……ノズル、３，６，７…
…溶接部、４……配管、５……セーフエンド、８
……サーマルスリーブ、１０……高周波誘導加熱
コイル、１１……内面の温度曲線、１２……外面
の温度曲線、１３……AEセンサ、１４，２４…
…増幅器、１５……バンドパスフイルタ、１６，
２５……分析器、１７，２６……マイクロコンピ
ユータ、１８，２７……モータゼネレータ、１
９，２１，２８……トランス、２０……超音波発
信器、２２……超音波発生器、２３……超音波受
信器。
明図で、第１図は本発明を適用した溶接構造物の
一部切欠断面図、第２図及び第３図は一実施例の
説明図で第２図は時間と発熱量との関係図、第３
図は内外面における時間と温度との関係図、第４
図は冷却材の沸騰状況を検出する方法の説明図、
第５図は沸騰状況を検出する他の方法の説明図、
第６図及び第７図は従来の熱処理法の説明図で第
６図は時間て発熱量との関係図、第７図は内外面
の時間と温度との関係図である。 １……圧力容器、２……ノズル、３，６，７…
…溶接部、４……配管、５……セーフエンド、８
……サーマルスリーブ、１０……高周波誘導加熱
コイル、１１……内面の温度曲線、１２……外面
の温度曲線、１３……AEセンサ、１４，２４…
…増幅器、１５……バンドパスフイルタ、１６，
２５……分析器、１７，２６……マイクロコンピ
ユータ、１８，２７……モータゼネレータ、１
９，２１，２８……トランス、２０……超音波発
信器、２２……超音波発生器、２３……超音波受
信器。
Claims (1)
- １ 溶接構造物の内部に冷却材を存在させ、前記
溶接構造物の外面を加熱して内面と外面との間に
温度差を発生させ、前記内面を引張降伏させ外面
を圧縮降伏させる熱処理法において、膜沸騰を起
す直前に加熱を停止し、冷却材が核沸騰する温度
に降下するまで停止を継続し、その後再び前記加
熱温度に等しいかもしくは高い加熱温度で加熱
し、膜沸騰を起す直前に加熱を再び停止する加熱
操作を複数回繰返すことによつて応力改善に必要
な温度差を発生させることを特徴とする溶接構造
物の熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16181785A JPS6223934A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 溶接構造物の熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16181785A JPS6223934A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 溶接構造物の熱処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223934A JPS6223934A (ja) | 1987-01-31 |
| JPH0414172B2 true JPH0414172B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=15742470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16181785A Granted JPS6223934A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 溶接構造物の熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223934A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059552A (ja) * | 2004-01-29 | 2010-03-18 | Hitachi Ltd | 高周波加熱残留応力改善法の冷却装置、及び高周波加熱残留応力改善法 |
| US8514998B2 (en) | 2005-01-31 | 2013-08-20 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Induction heating stress improvement |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130626A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属管の熱処理方法 |
-
1985
- 1985-07-24 JP JP16181785A patent/JPS6223934A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130626A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属管の熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6223934A (ja) | 1987-01-31 |
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