JPS6223934A - 溶接構造物の熱処理法 - Google Patents
溶接構造物の熱処理法Info
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- JPS6223934A JPS6223934A JP16181785A JP16181785A JPS6223934A JP S6223934 A JPS6223934 A JP S6223934A JP 16181785 A JP16181785 A JP 16181785A JP 16181785 A JP16181785 A JP 16181785A JP S6223934 A JPS6223934 A JP S6223934A
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- weld zone
- temperature
- heat treatment
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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。
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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カプラント、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。
が構造的に十分に行えない原子カプラント、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５５−９４４１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
可能であった。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
いなかった。
処理法として特開昭５５−９４４１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
可能であった。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
いなかった。
具体的には、サーマルスリーブを設けた配管を、第８図
に示す如く、発熱量Ｑ５゜で発熱する高周波誘導加熱コ
イルによりｔｓｏ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９図の曲
線５０に示す如くなる。他方、配管外面の温度は曲線５
１に示す如くになり、結局、内外面の温度差ΔＴ５ｏ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った。
に示す如く、発熱量Ｑ５゜で発熱する高周波誘導加熱コ
イルによりｔｓｏ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９図の曲
線５０に示す如くなる。他方、配管外面の温度は曲線５
１に示す如くになり、結局、内外面の温度差ΔＴ５ｏ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った。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、原子カプラント
、化学プラント等の配管及び機器の溶接構造物であって
、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。
、化学プラント等の配管及び機器の溶接構造物であって
、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すが、もしくは冷却材が核
沸騰にある状況で一回で急激加熱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。
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すが、もしくは冷却材が核
沸騰にある状況で一回で急激加熱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って説明する。
第１図は原子カ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１〜５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。
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１〜５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。
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１ｏは各回の単位時間当りの発熱
量をＱ、、Ｑ２．Ｑ３とするとＱ、＜Ｑ２＜Ｑ。
量をＱ、、Ｑ２．Ｑ３とするとＱ、＜Ｑ２＜Ｑ。
になる如く発熱量を制御し、かつ各回の加熱時間をｔ、
＋ ｔ２＋ ｔａとするとｔｌ〉ｔ２〉ｔ３の関係にあ
る。この加熱操作によって溶接部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
上昇を低く抑制できる。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ＡＴ、を得ることができる。曲
線１１においてａ １− ａ 、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Ｑ、
で加熱するならば膜沸騰に移行する。従って、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。
＋ ｔ２＋ ｔａとするとｔｌ〉ｔ２〉ｔ３の関係にあ
る。この加熱操作によって溶接部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
上昇を低く抑制できる。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ＡＴ、を得ることができる。曲
線１１においてａ １− ａ 、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Ｑ、
で加熱するならば膜沸騰に移行する。従って、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ｔ、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。
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であって、まだ応力改善に必
要な温度差に達していない。従って、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。
要な温度差に達していない。従って、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−ＪＩＱ
３で加熱されてその温度はＡ、、に上昇し、結局、応力
改善に必要に温度差Ｉ Ｔ １ が得られる。なお、発
熱量Ｑ、、 Ｑ２． Ｑａの相互の関係は前述の関係に
あることが好ましいが、Ｑ、＝Ｑ２＝０３でもよい。
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−ＪＩＱ
３で加熱されてその温度はＡ、、に上昇し、結局、応力
改善に必要に温度差Ｉ Ｔ １ が得られる。なお、発
熱量Ｑ、、 Ｑ２． Ｑａの相互の関係は前述の関係に
あることが好ましいが、Ｑ、＝Ｑ２＝０３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図に示す方法によって検出できる
。第４図はＡ、Ｅ （ＡｃｏｕｓｔｉｃＥ！ｍ１ｓｓｉ
ｏｎ）センサを利用する例で、ＡＥセンサ１３は液面状
況を検出し、その信号を増幅器１４、バンドパスフィル
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ュータ１７に入力
し、モータゼネレータ１８の出力を制御し、１〜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。
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図に示す方法によって検出できる
。第４図はＡ、Ｅ （ＡｃｏｕｓｔｉｃＥ！ｍ１ｓｓｉ
ｏｎ）センサを利用する例で、ＡＥセンサ１３は液面状
況を検出し、その信号を増幅器１４、バンドパスフィル
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ュータ１７に入力
し、モータゼネレータ１８の出力を制御し、１〜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２０からの
信号をトランス２１を介し超音波受信器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
クロコンピュータ２６、モータゼネレータ２７．１〜ラ
ンス２８によって高周波誘導加熱コイル］Ｏの発熱量及
び加熱時間を制御する。
信号をトランス２１を介し超音波受信器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
クロコンピュータ２６、モータゼネレータ２７．１〜ラ
ンス２８によって高周波誘導加熱コイル］Ｏ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差を得ることができる
。
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差を得ることができる
。
第６図は応力改善をはかる他の実施例で、それぞれ曲線
２９は曲面温度、曲線３０は外面温度を示す。本実施例
は溶接部７の外面を前述の第９図に示す従来法、前述の
第３図に示す実施例に比較し発熱量の大きなコイルによ
り膜沸騰を起す直前のｔ４内で一回の急激な加熱を行な
うものである（当該時間ｔ４は溶接構造物によって差異
がある）。急激加熱によって外面温度はＢに達し、他方
。
２９は曲面温度、曲線３０は外面温度を示す。本実施例
は溶接部７の外面を前述の第９図に示す従来法、前述の
第３図に示す実施例に比較し発熱量の大きなコイルによ
り膜沸騰を起す直前のｔ４内で一回の急激な加熱を行な
うものである（当該時間ｔ４は溶接構造物によって差異
がある）。急激加熱によって外面温度はＢに達し、他方
。
冷却水は内面がす、で核沸騰を始め、ｂ２以後は膜沸騰
に移行する。ｂ２において外面はＢに達しているから応
力改善に必要な温度差ＡＴ４が得られる。
に移行する。ｂ２において外面はＢに達しているから応
力改善に必要な温度差ＡＴ４が得られる。
なお、第７図に示す如く、冷却条件の悪い同一構造物を
多数熱処理する場合は、構造物の材質劣化を起す温度Ｓ
、と、応力改善に必要な温度差ＡＴ５を得るための最低
温度Ｓ２を予め求めておき、以後液面状況を検出するこ
となく外面を８１−８２の温度域に加熱することで所望
の熱処理を行なうことができる。
多数熱処理する場合は、構造物の材質劣化を起す温度Ｓ
、と、応力改善に必要な温度差ＡＴ５を得るための最低
温度Ｓ２を予め求めておき、以後液面状況を検出するこ
となく外面を８１−８２の温度域に加熱することで所望
の熱処理を行なうことができる。
−１−述した如く、本実施例によれば、前述の実施例と
同様の効果が得られるばかりでなく、短時間に熱処理が
できるという効果もある。
同様の効果が得られるばかりでなく、短時間に熱処理が
できるという効果もある。
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って説明しであるが、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。
溶接構造物を例にとって説明しであるが、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。
接構造物でも核沸騰の状況において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図は他の実施例の内外面の時間と温度との関
描図、第７図は他の実施例において同一溶接構造物があ
る場合の説明図、第８図及び第９図は従来の熱処理法の
説明図で第８図は時間と発熱量との関係図、第９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
、１１．２９・・・内面の温度曲線、１２．３０・・・
外面の温度曲線、１３・・・Ａ、Ｅセンサ、１４．．２
４・・・増幅器、１５・・・バンドパスフィルタ、１．
６．２５・・・分析器、１７゜２６・・・マイクロコン
ピュータ、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＋ｉ黛 − ■ ４ 図 ローヨココ ■５図 ：＝ヨ至コ 第 ６ 図 冨 ７ 図 Ｖ 暦ｉ （
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図は他の実施例の内外面の時間と温度との関
描図、第７図は他の実施例において同一溶接構造物があ
る場合の説明図、第８図及び第９図は従来の熱処理法の
説明図で第８図は時間と発熱量との関係図、第９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
、１１．２９・・・内面の温度曲線、１２．３０・・・
外面の温度曲線、１３・・・Ａ、Ｅセンサ、１４．．２
４・・・増幅器、１５・・・バンドパスフィルタ、１．
６．２５・・・分析器、１７゜２６・・・マイクロコン
ピュータ、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＋ｉ黛 − ■ ４ 図 ローヨココ ■５図 ：＝ヨ至コ 第 ６ 図 冨 ７ 図 Ｖ 暦ｉ （
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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、前記冷却材が核沸騰にある状況で内面
と外面とに応力改善に必要な温度差を発生するよう複数
回に分けて加熱するかもしくは一回で急激加熱すること
を特徴とする溶接構造物の熱処理法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の熱処理法において、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。 ３、特許請求の範囲第１項記載の熱処理法において、前
記冷却材が核沸騰にある状況で応力改善に必要な温度差
を一回の加熱で発生するよう加熱す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 true JPS6223934A (ja) | 1987-01-31 |
| JPH0414172B2 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) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059551A (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の冷却効果確認方法 |
| 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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059551A (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の冷却効果確認方法 |
| US8514998B2 (en) | 2005-01-31 | 2013-08-20 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Induction heating stress improvement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414172B2 (ja) | 1992-03-12 |
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