原子炉構造物の補修方法
【課題】被補修部材と補修溶接部との境界部分に発生する引張残留応力の低減もしくは圧縮残留応力化を、コストを上昇させることなく好適に実現できること。
【解決手段】原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、原子炉構造物である被補修部材１１と補修溶接部１２との境界部分を形成する溶接始端部１３と溶接終端部１４のうち、溶接始端部１３では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施するものである。
【解決手段】原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、原子炉構造物である被補修部材１１と補修溶接部１２との境界部分を形成する溶接始端部１３と溶接終端部１４のうち、溶接始端部１３では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を補修する原子炉構造物の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、溶接構造物の応力腐食割れ（ＳＣＣ）の発生や進展、疲労強度低下の要因として、溶接熱履歴に起因する引張残留応力がある。
【０００３】
原子炉構造物などのように、高温高圧水中という腐食環境下で長期間使用される機器等の構造物に対しても、応力腐食割れなどに起因した損傷の発生が報告されている。応力腐食割れは、構造物表面あるいは溶接部などに局所的に残留する引張応力が発生の主要因であり、この引張残留応力をある閾値以下のレベルまで低下させ、あるいは圧縮残留応力に変換することで、その発生を防止することができる。
【０００４】
原子炉構造物に生じた損傷が軽微な場合には、発生した亀裂のサイジングを行い、維持規格を用いて、亀裂進展速度等から機器等の構造物の健全性を評価し、問題がないと判定される場合には、プラントを一定期間継続運転することが可能となる。一方、上記損傷の程度が大きな場合には、プラントを長期間停止し、機器等の交換あるいは損傷部位を補修する必要がある。機器等の交換のためには長期間のプラント停止を伴うことがあるため、電力の安定供給、経済性などの点から採用が限定されることがある。これに対し、特に損傷発生部位が限定されているときには、補修工法が採用されることが多い。
【０００５】
この原子炉構造物の補修工法の一つとして開発されている溶接補修方法は、損傷部位を耐食性の良好な材料で肉盛溶接し、亀裂を環境から隔離することにより亀裂の進展を抑制する技術である。しかしながら、この補修溶接時の入熱のために、肉盛溶接部と被補修部材との境界部分に熱履歴による引張残留応力の発生が避けられず、新たな応力腐食割れが誘起される懸念がある。
【０００６】
その対策として、引張残留応力が発生した境界部分にショットピーニングなどの応力改善手法を施し、引張残留応力を圧縮残留応力に変換する工法の採用が考えられる。
【０００７】
また、一般に、引張残留応力を低減する方法として、溶接金属のマルテンサイト変態発生時における変態膨張を利用して、引張残留応力を緩和し、あるいは圧縮残留応力を付与する方法がある（特許文献１、２参照）。
【０００８】
更に、構造物の溶接補修方法において、溶接入熱量を許容値以下に制御して、応力発生を抑制する補修方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００９】
また、中性子照射により脆化した原子炉内構造物の補修方法として、被補修部位を予め冷却して、引張残留応力を低減する補修溶接施工方法が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６１４８５号公報
【特許文献２】特開２００２−２１０５５７号公報
【特許文献３】特開２００３−２０５３８５号公報
【特許文献４】特開平６−２８９１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、ピーニングなどの応力改善手法により引張残留応力を圧縮残留応力に変換する場合には、応力改善用の施工装置を新たに原子炉内に持ち込むことが必要になり、施工期間が延長されて施工コストが上昇し、経済性の観点から実機への適用に課題がある。
【００１１】
また、特許文献１、２に記載のように、マルテンサイト変態による変態膨張を利用して引張残留応力を緩和等する技術では、原子炉内機器のような腐食環境下で用いられる場合に、耐食性等の点で適用に限界がある。
【００１２】
また、特許文献３に記載のように、補修溶接時の入熱量を制限して応力発生を抑制する場合にも、引張残留応力の発生を完全に抑制することはできず、信頼性の観点から課題が多い。
【００１３】
さらに、特許文献４に記載のような溶接施工前に実施する冷却等の処理は、原子炉内構造物のように遠隔での作業が必須となる構造物に対しては現実的でなく、そのための施工技術の開発、施工期間の延長などが必要となり、経済性の点で課題がある。
【００１４】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、被補修部材と補修溶接部との境界部分に発生する引張残留応力の低減もしくは圧縮残留応力化を、コストを上昇させることなく好適に実現できる原子炉構造物の補修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、上記溶接始端部側では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、上記溶接終端部側では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施する補修方法である。
【００１６】
また、本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、溶接トーチの移動速度及び溶加材の供給速度を制御することにより、上記溶接始端部側では肉盛量を連続的に減少させ、上記溶接終端部側では肉盛量を連続的に増加させて溶接を実施する補修方法である。
【００１７】
さらに、本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を、補修溶接後に、当該補修溶接時よりも低い入熱量で加熱処理する補修方法である。
【００１８】
さらにまた、本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、上記原子炉構造物である被補修部材の熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有する補修用溶接金属を用いて、溶接を実施する補修方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、溶接始端部側では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部側では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施することから、通常の溶接行程において被補修部材と補修溶接部との境界部分に発生する高い引張残留応力を、応力腐食割れ発生の閾値以下のレベルまで好適に低減でき、この結果、信頼性を高めることができる。
【００２０】
また、溶接装置以外の施工装置を搬入する必要がないので、施工期間及び施工コストの上昇を招くことがなく、コストを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００２２】
［Ａ］第１の実施の形態（図１、図２）
図１は、本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第１の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図であり、（Ｂ）が溶接入熱量のパターンを示すグラフであり、（Ｃ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフである。
【００２３】
この図１に示すように、原子炉構造物である被補修部材１１の表面に発生した損傷（不図示）を溶接により補修する際には、損傷部位に補修溶接部１２としての肉盛溶接部を形成することで実施する。つまり、補修溶接部１２は、一方向の肉盛溶接を複数パス繰り返すことにより形成された所定面積の肉盛溶接部であり、これにより損傷部位の亀裂を封止して、被補修部材１１の損傷を補修する。
【００２４】
この補修溶接の際には、被補修部材１１と補修溶接部１２との境界部分である溶接始端部１３と溶接終端部１４のうち、溶接始端部１３側では溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では溶接入熱量を規定値まで連続的に下降させる（図１（Ｂ）参照）。原子炉構造物のように中性子照射量の高い部材が被補修部材１１である場合には、溶接入熱量の規定値は低く、例えば略２ｋＪ／ｃｍ程度または２ｋＪ／ｃｍ以下であり、また溶接入熱量の低いアーク溶接やレーザ溶接などの溶接方法が採用される。
【００２５】
上記溶接入熱量の連続的上昇、低下は、図示しない溶接トーチの電極へ供給される電流、電圧；溶接トーチの移動速度；溶加材（ワイヤ）の供給速度などの制御によって実施される。例えば、上記電流、電圧及び溶加材の供給速度を一定とし、溶接トーチの移動速度を、図２（Ａ）に示すように、溶接始端部１３側において連続的に低下させ、溶接終端部１４側において連続的に上昇させて、溶接入熱量を、溶接始端部１３側では規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では規定値から連続的に低下させるようにしてもよい。また、上記電流、電圧及び溶接トーチの移動速度を一定とし、溶加材の供給速度を、図２（Ｂ）に示すように、溶接始端部１３側において連続的に低下させ、溶接終端部１４側において連続的に上昇させて、溶接入熱量を、溶接始端部１３側では規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では規定値から連続的に低下させてもよい。
【００２６】
或いは、上記電流、電圧を一定とし、溶接トーチの移動速度を図２（Ａ）に示すように連続的に変化させ、且つ溶加材供給速度を図２（Ｂ）に示すように連続的に変化させることで、溶接入熱量を、溶接始端部１３側では規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では規定値から連続的に低下させてもよい。この場合には、補修溶接部１２の肉盛量は、溶接始端部１３側において、補修溶接部１２の中央へ向かう方向に連続的に減少し、溶接終端部１４側において、補修溶接部１２の中央から離れる方向に連続的に増加することになる。
【００２７】
以上のように構成されたことから、本実施の形態では、次の効果（１）及び（２）を奏する
（１）被補修部材１１と補修溶接部１２との境界部分を形成する溶接始端部１３と溶接終端部１４のうち、溶接始端部１３側では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施することから、通常の溶接行程において被補修部材１１と補修溶接部との境界部分に発生する高い引張残留応力（図１（Ｃ）の実線Ｂ）を、応力腐食割れ発生の閾値である残留応力値δ以下のレベルまで、図１（Ｃ）の破線Ａに示すように好適に低減できる。この結果、当該補修溶接による応力腐食割れ発生のリスクを大幅に改善できるので、信頼性を高めることができる。
【００２８】
（２）溶接装置以外の施工装置を搬入する必要がないので、施工期間及び施工コストの上昇を招くことがなく、コストを抑制できる。
【００２９】
［Ｂ］第２の実施の形態（図３）
図３は、本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第２の実施の形態を示し、被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフである。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態では、補修溶接部１２を形成する補修溶接の際に、第１の実施の形態のような溶接入熱量制御を実施せず、例えば溶接入熱量を一定として補修溶接を実施し、その後、形成された補修溶接部１２の溶接始端部１３及び溶接終端部１４に加熱処理を実施するものである。
【００３１】
上記加熱処理は、補修溶接時よりも低い入熱量で実施され、加熱される溶接始端部１３及び溶接終端部１４の上限温度が９００℃程度となるように入熱量が制御される。また溶接始端部１３及び溶接終端部１４の加熱温度の上限を９００℃程度としたのは、当該温度範囲であれば、通常の構造用金属材料において応力を十分に緩和でき、しかも、そのときの入熱によっても新たな引張残留応力の発生を防止できるからである。更に、上記加熱処理に用いられる溶接方法は、入熱量の低いアーク溶接やレーザ溶接などが用いられる。
【００３２】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する他、次の効果（３）及び（４）を奏する。
【００３３】
（３）被補修部材１１と補修溶接部１２との境界部分である溶接始端部１３及び溶接終端部１４を、通常の補修溶接後に、当該補修溶接時よりも低い入熱量で加熱処理することから、上記補修溶接時に溶接始端部１３及び溶接終端部１４に発生する高い引張残留応力（図３の実線Ｄ）を、応力腐食割れ発生の閾値である残留応力値δ以下のレベルまで、図３の破線Ｃに示すように好適に低減できる。この結果、補修溶接による応力腐食割れ発生のリスクを大幅に改善できるので、信頼性を高めることができる。
【００３４】
（４）補修溶接後の加熱処理がアーク溶接またはレーザ溶接により実施され、これらにより局所的な加熱処理が可能であることから、応力腐食割れが懸念される溶接始端部１３及び溶接終端部１４のみを集中的に加熱処理することができる。
【００３５】
［Ｃ］第３の実施の形態（図４）
図４は、本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第３の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図であり、（Ｂ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフである。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態では、補修溶接の際に前記第１の実施の形態のような溶接入熱量制御を実施せず、被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな熱膨張率α１を有する補修用溶接金属１５を用いて補修溶接を実施し、補修溶接部１６を形成するものである。この補修溶接においても、アーク溶接またはレーザ溶接が用いられる。
【００３７】
補修用溶接金属１５の熱膨張率α１の方が被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな場合には、補修溶接時に補修用溶接金属１５の方が被補修部材１１よりも膨張量、収縮量が大きくなる。このため、特に冷却過程において、補修用溶接金属１５の収縮に被補修部材１１が追随できず、残留応力としては、補修用溶接金属１５から形成される補修溶接部１６に引張残留応力が、被補修部材１１に圧縮残留応力が生ずることになる。この結果、被補修部材１１と補修溶接部１６との境界部分である溶接始端部１３及び溶接終端部１４の被補修部材１１側において、引張残留応力が低下し、或いは圧縮残留応力が生ずることになる。
【００３８】
この実施の形態では、上述の補修溶接後に、補修溶接部１６と、この補修溶接部１６周囲の被補修部材１１を加熱処理し、その後冷却する。この加熱処理は、アーク溶接またはレーザ溶接が用いられ、加熱される部分の温度の上限が９００℃程度となるように入熱量が制御される。尚、この加熱処理では、被補修部材１１と補修溶接部１６との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）を集中的に加熱してもよい。
【００３９】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する他、次の効果（５）及び（６）を奏する。
【００４０】
（５）熱膨張率が被補修部材１１と例えば略等しい補修用溶接金属を用いる通常の補修溶接の場合には、図４（Ｂ）の実線Ｇに示すように、被補修部材１１と補修溶接部との境界部分の被補修部材１１側に高い引張残留応力が生ずることになる。
【００４１】
これに対し、被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな熱膨張率α１を有する補修用溶接金属１５を用いて補修溶接を実施し、補修溶接部１６を形成した場合には、この補修溶接の特に冷却工程において、補修用溶接金属１５の収縮に被補修部材１１が追随できず、補修用溶接金属１５から形成される補修溶接部１６に引張残留応力が、被補修部材１１に圧縮残留応力が生ずることになる。この結果、図４（Ｂ）の破線Ｅに示すように、被補修部材１１と補修溶接部１６の境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）における被補修部材１１側の引張残留応力を、応力腐食割れ発生の閾値である残留応力値δ以下のレベルまで低減でき、或いは圧縮残留応力化できる。従って、当該補修溶接による応力腐食割れ発生のリスクを大幅に改善でき、信頼性を高めることができる。
【００４２】
（６）被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな熱膨張率α１を有する補修用溶接金属１５を用いた補修溶接の実施後に、形成された補修溶接部１６と、この補修溶接部１６周囲の被補修部材１１を加熱処理することから、第２の実施の形態で述べた引張残留応力の低減効果に加え、熱膨張率差に起因した圧縮残留応力生成の効果が重畳される。これにより、図４（Ｂ）の一点鎖線Ｆに示すように、被補修部材１１と補修溶接部１６との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）の被補修部材１１側における応力分布が圧縮応力側へ改善されるので、応力腐食割れに対する信頼性を更に高めることができる。
【００４３】
［Ｄ］第４の実施の形態（図５）
図５は、本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第４の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図であり、（Ｂ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフである。この第４の実施の形態において、前記第１及び第４の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態では、補修溶接の際に、前記第１の実施の形態のような溶接入熱量の制御を実施せず、被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな熱膨張率を有し、当該熱膨張率が異なる２種以上の補修用溶接金属（本実施の形態では、図５（Ａ）に示すように、第１熱膨張率β１を有する第１補修用溶接金属１７と、第２熱膨張率β２を有する第２補修用溶接金属１８）を用いて、補修溶接を実施するものである。
【００４５】
本実施の形態では、第１熱膨張率β１が第２熱膨張率β２よりも大きく、且つ第２熱膨張率β２が被補修部材１１の熱膨張率α２と同等かまたはそれ以上である（β１＞β２≧α２）。そして、第１補修用溶接金属１７により形成される第１補修溶接部１９の周囲を、第２補修用溶接金属１８により形成される第２補修溶接部２０が取り囲むように形成され、これらの第１補修溶接部１９及び第２補修溶接部２０により補修溶接部２１が形成されたものである。更に、上述の補修溶接においても、アーク溶接またはレーザ溶接が用いられる。
【００４６】
本実施形態の補修溶接によって、被補修部材１１との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）を第２補修溶接部２０が形成し、この第２補修溶接部２０を形成する第２補修用溶接金属１８よりも熱膨張率が大きな第１補修用溶接金属１７を用いて、第１補修溶接部１９を補修溶接部２１の中央位置に形成する。これにより、補修溶接の特に冷却過程において、第１補修用溶接金属１７の収縮に第２補修用溶接金属１８及び被補修部材１１が追随できず、第１補修溶接部１９に引張残留応力が集中的に生じ、被補修部材１１に圧縮残留応力が生ずることになる。また、本実施の形態においても、前記第３の実施の形態と同様に、補修溶接後に、補修溶接部２１と、この補修溶接部２１周囲の被補修部材１１とを加熱処理し、その後冷却する。尚、この加熱処理は、被補修部材１１と補修溶接部２１との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）を集中的に加熱してもよい。
【００４７】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する他、次の効果（７）〜（９）を奏する。
【００４８】
（７）補修溶接部２１の中央位置に、熱膨張率β１の第１補修用溶接金属１７を用いて第１補修溶接部１９を形成し、この第１補修溶接部１９の周囲に、第２熱膨張率β２の第２補修用溶接金属１８を用いて第２補修溶接部２０を形成するように補修溶接を実施する。このことから、この補修溶接によって、第１補修溶接部１９に引張残留応力を集中的に生じさせることができ、このため、図５（Ｂ）の破線Ｈに示すように、第２補修溶接部２０と被補修部材１１との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）における被補修部材１１側の残留応力を圧縮残留応力にすることができる。この結果、当該補修溶接による応力腐食割れ発生のリスクを大幅に改善することができ、信頼性を高めることができる。
【００４９】
（８）本実施の形態の補修溶接によって第１補修溶接部１９に集中する引張残留応力は、当該第１補修溶接部１９に接する被補修部材１１の表層側にも生成される。このため、亀裂が存在する被補修部材１１の板厚内部には、上記引張残留応力にバランスして圧縮残留応力が生成されているので、この圧縮残留応力によって、補修溶接部２１により封止された上記亀裂の進展を抑制することができる。
【００５０】
（９）第１補修溶接部１９及び第２補修溶接部２０からなる補修溶接部２１を被補修部材１１に形成して補修溶接を実施した後、形成された補修溶接部２１とこの補修溶接部２１の周囲の被補修部材１１を加熱処理することから、第２の実施の形態で述べた引張残留応力の低減効果に加え、熱膨張率差に起因した圧縮残留応力生成の効果が重畳される。これにより、図５の一点鎖線Ｉに示すように、被補修部材１１と補修溶接部２１（第２補修溶接部２０）との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）の被補修部材１１側における応力分布が、より一層圧縮応力側に改善されるので、応力腐食割れに対する信頼性を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第１の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図、（Ｂ）が溶接入熱量のパターンを示すグラフ、（Ｃ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフ。
【図２】図１（Ｂ）の溶接入熱量のパターンを実現するための、（Ａ）が溶接トーチの移動速度を、（Ｂ）が溶加材の供給速度をそれぞれ示すグラフ。
【図３】本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第２の実施の形態を示し、被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフ。
【図４】本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第３の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図、（Ｂ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフ。
【図５】本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第４の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図、（Ｂ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５２】
１１ 被補修部材
１２ 補修溶接部
１３ 溶接始端部
１４ 溶接終端部
１５ 補修用溶接金属
１６ 補修溶接部
１８ 第２補修用溶接金属
α１、α２ 熱膨張率
β１ 第１熱膨張率
β２ 第２熱膨張率
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を補修する原子炉構造物の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、溶接構造物の応力腐食割れ（ＳＣＣ）の発生や進展、疲労強度低下の要因として、溶接熱履歴に起因する引張残留応力がある。
【０００３】
原子炉構造物などのように、高温高圧水中という腐食環境下で長期間使用される機器等の構造物に対しても、応力腐食割れなどに起因した損傷の発生が報告されている。応力腐食割れは、構造物表面あるいは溶接部などに局所的に残留する引張応力が発生の主要因であり、この引張残留応力をある閾値以下のレベルまで低下させ、あるいは圧縮残留応力に変換することで、その発生を防止することができる。
【０００４】
原子炉構造物に生じた損傷が軽微な場合には、発生した亀裂のサイジングを行い、維持規格を用いて、亀裂進展速度等から機器等の構造物の健全性を評価し、問題がないと判定される場合には、プラントを一定期間継続運転することが可能となる。一方、上記損傷の程度が大きな場合には、プラントを長期間停止し、機器等の交換あるいは損傷部位を補修する必要がある。機器等の交換のためには長期間のプラント停止を伴うことがあるため、電力の安定供給、経済性などの点から採用が限定されることがある。これに対し、特に損傷発生部位が限定されているときには、補修工法が採用されることが多い。
【０００５】
この原子炉構造物の補修工法の一つとして開発されている溶接補修方法は、損傷部位を耐食性の良好な材料で肉盛溶接し、亀裂を環境から隔離することにより亀裂の進展を抑制する技術である。しかしながら、この補修溶接時の入熱のために、肉盛溶接部と被補修部材との境界部分に熱履歴による引張残留応力の発生が避けられず、新たな応力腐食割れが誘起される懸念がある。
【０００６】
その対策として、引張残留応力が発生した境界部分にショットピーニングなどの応力改善手法を施し、引張残留応力を圧縮残留応力に変換する工法の採用が考えられる。
【０００７】
また、一般に、引張残留応力を低減する方法として、溶接金属のマルテンサイト変態発生時における変態膨張を利用して、引張残留応力を緩和し、あるいは圧縮残留応力を付与する方法がある（特許文献１、２参照）。
【０００８】
更に、構造物の溶接補修方法において、溶接入熱量を許容値以下に制御して、応力発生を抑制する補修方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００９】
また、中性子照射により脆化した原子炉内構造物の補修方法として、被補修部位を予め冷却して、引張残留応力を低減する補修溶接施工方法が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６１４８５号公報
【特許文献２】特開２００２−２１０５５７号公報
【特許文献３】特開２００３−２０５３８５号公報
【特許文献４】特開平６−２８９１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、ピーニングなどの応力改善手法により引張残留応力を圧縮残留応力に変換する場合には、応力改善用の施工装置を新たに原子炉内に持ち込むことが必要になり、施工期間が延長されて施工コストが上昇し、経済性の観点から実機への適用に課題がある。
【００１１】
また、特許文献１、２に記載のように、マルテンサイト変態による変態膨張を利用して引張残留応力を緩和等する技術では、原子炉内機器のような腐食環境下で用いられる場合に、耐食性等の点で適用に限界がある。
【００１２】
また、特許文献３に記載のように、補修溶接時の入熱量を制限して応力発生を抑制する場合にも、引張残留応力の発生を完全に抑制することはできず、信頼性の観点から課題が多い。
【００１３】
さらに、特許文献４に記載のような溶接施工前に実施する冷却等の処理は、原子炉内構造物のように遠隔での作業が必須となる構造物に対しては現実的でなく、そのための施工技術の開発、施工期間の延長などが必要となり、経済性の点で課題がある。
【００１４】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、被補修部材と補修溶接部との境界部分に発生する引張残留応力の低減もしくは圧縮残留応力化を、コストを上昇させることなく好適に実現できる原子炉構造物の補修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、上記溶接始端部側では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、上記溶接終端部側では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施する補修方法である。
【００１６】
また、本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、溶接トーチの移動速度及び溶加材の供給速度を制御することにより、上記溶接始端部側では肉盛量を連続的に減少させ、上記溶接終端部側では肉盛量を連続的に増加させて溶接を実施する補修方法である。
【００１７】
さらに、本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を、補修溶接後に、当該補修溶接時よりも低い入熱量で加熱処理する補修方法である。
【００１８】
さらにまた、本発明は、原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、上記原子炉構造物である被補修部材の熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有する補修用溶接金属を用いて、溶接を実施する補修方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、溶接始端部側では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部側では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施することから、通常の溶接行程において被補修部材と補修溶接部との境界部分に発生する高い引張残留応力を、応力腐食割れ発生の閾値以下のレベルまで好適に低減でき、この結果、信頼性を高めることができる。
【００２０】
また、溶接装置以外の施工装置を搬入する必要がないので、施工期間及び施工コストの上昇を招くことがなく、コストを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００２２】
［Ａ］第１の実施の形態（図１、図２）
図１は、本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第１の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図であり、（Ｂ）が溶接入熱量のパターンを示すグラフであり、（Ｃ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフである。
【００２３】
この図１に示すように、原子炉構造物である被補修部材１１の表面に発生した損傷（不図示）を溶接により補修する際には、損傷部位に補修溶接部１２としての肉盛溶接部を形成することで実施する。つまり、補修溶接部１２は、一方向の肉盛溶接を複数パス繰り返すことにより形成された所定面積の肉盛溶接部であり、これにより損傷部位の亀裂を封止して、被補修部材１１の損傷を補修する。
【００２４】
この補修溶接の際には、被補修部材１１と補修溶接部１２との境界部分である溶接始端部１３と溶接終端部１４のうち、溶接始端部１３側では溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では溶接入熱量を規定値まで連続的に下降させる（図１（Ｂ）参照）。原子炉構造物のように中性子照射量の高い部材が被補修部材１１である場合には、溶接入熱量の規定値は低く、例えば略２ｋＪ／ｃｍ程度または２ｋＪ／ｃｍ以下であり、また溶接入熱量の低いアーク溶接やレーザ溶接などの溶接方法が採用される。
【００２５】
上記溶接入熱量の連続的上昇、低下は、図示しない溶接トーチの電極へ供給される電流、電圧；溶接トーチの移動速度；溶加材（ワイヤ）の供給速度などの制御によって実施される。例えば、上記電流、電圧及び溶加材の供給速度を一定とし、溶接トーチの移動速度を、図２（Ａ）に示すように、溶接始端部１３側において連続的に低下させ、溶接終端部１４側において連続的に上昇させて、溶接入熱量を、溶接始端部１３側では規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では規定値から連続的に低下させるようにしてもよい。また、上記電流、電圧及び溶接トーチの移動速度を一定とし、溶加材の供給速度を、図２（Ｂ）に示すように、溶接始端部１３側において連続的に低下させ、溶接終端部１４側において連続的に上昇させて、溶接入熱量を、溶接始端部１３側では規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では規定値から連続的に低下させてもよい。
【００２６】
或いは、上記電流、電圧を一定とし、溶接トーチの移動速度を図２（Ａ）に示すように連続的に変化させ、且つ溶加材供給速度を図２（Ｂ）に示すように連続的に変化させることで、溶接入熱量を、溶接始端部１３側では規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では規定値から連続的に低下させてもよい。この場合には、補修溶接部１２の肉盛量は、溶接始端部１３側において、補修溶接部１２の中央へ向かう方向に連続的に減少し、溶接終端部１４側において、補修溶接部１２の中央から離れる方向に連続的に増加することになる。
【００２７】
以上のように構成されたことから、本実施の形態では、次の効果（１）及び（２）を奏する
（１）被補修部材１１と補修溶接部１２との境界部分を形成する溶接始端部１３と溶接終端部１４のうち、溶接始端部１３側では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、溶接終端部１４側では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施することから、通常の溶接行程において被補修部材１１と補修溶接部との境界部分に発生する高い引張残留応力（図１（Ｃ）の実線Ｂ）を、応力腐食割れ発生の閾値である残留応力値δ以下のレベルまで、図１（Ｃ）の破線Ａに示すように好適に低減できる。この結果、当該補修溶接による応力腐食割れ発生のリスクを大幅に改善できるので、信頼性を高めることができる。
【００２８】
（２）溶接装置以外の施工装置を搬入する必要がないので、施工期間及び施工コストの上昇を招くことがなく、コストを抑制できる。
【００２９】
［Ｂ］第２の実施の形態（図３）
図３は、本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第２の実施の形態を示し、被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフである。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態では、補修溶接部１２を形成する補修溶接の際に、第１の実施の形態のような溶接入熱量制御を実施せず、例えば溶接入熱量を一定として補修溶接を実施し、その後、形成された補修溶接部１２の溶接始端部１３及び溶接終端部１４に加熱処理を実施するものである。
【００３１】
上記加熱処理は、補修溶接時よりも低い入熱量で実施され、加熱される溶接始端部１３及び溶接終端部１４の上限温度が９００℃程度となるように入熱量が制御される。また溶接始端部１３及び溶接終端部１４の加熱温度の上限を９００℃程度としたのは、当該温度範囲であれば、通常の構造用金属材料において応力を十分に緩和でき、しかも、そのときの入熱によっても新たな引張残留応力の発生を防止できるからである。更に、上記加熱処理に用いられる溶接方法は、入熱量の低いアーク溶接やレーザ溶接などが用いられる。
【００３２】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する他、次の効果（３）及び（４）を奏する。
【００３３】
（３）被補修部材１１と補修溶接部１２との境界部分である溶接始端部１３及び溶接終端部１４を、通常の補修溶接後に、当該補修溶接時よりも低い入熱量で加熱処理することから、上記補修溶接時に溶接始端部１３及び溶接終端部１４に発生する高い引張残留応力（図３の実線Ｄ）を、応力腐食割れ発生の閾値である残留応力値δ以下のレベルまで、図３の破線Ｃに示すように好適に低減できる。この結果、補修溶接による応力腐食割れ発生のリスクを大幅に改善できるので、信頼性を高めることができる。
【００３４】
（４）補修溶接後の加熱処理がアーク溶接またはレーザ溶接により実施され、これらにより局所的な加熱処理が可能であることから、応力腐食割れが懸念される溶接始端部１３及び溶接終端部１４のみを集中的に加熱処理することができる。
【００３５】
［Ｃ］第３の実施の形態（図４）
図４は、本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第３の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図であり、（Ｂ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフである。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態では、補修溶接の際に前記第１の実施の形態のような溶接入熱量制御を実施せず、被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな熱膨張率α１を有する補修用溶接金属１５を用いて補修溶接を実施し、補修溶接部１６を形成するものである。この補修溶接においても、アーク溶接またはレーザ溶接が用いられる。
【００３７】
補修用溶接金属１５の熱膨張率α１の方が被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな場合には、補修溶接時に補修用溶接金属１５の方が被補修部材１１よりも膨張量、収縮量が大きくなる。このため、特に冷却過程において、補修用溶接金属１５の収縮に被補修部材１１が追随できず、残留応力としては、補修用溶接金属１５から形成される補修溶接部１６に引張残留応力が、被補修部材１１に圧縮残留応力が生ずることになる。この結果、被補修部材１１と補修溶接部１６との境界部分である溶接始端部１３及び溶接終端部１４の被補修部材１１側において、引張残留応力が低下し、或いは圧縮残留応力が生ずることになる。
【００３８】
この実施の形態では、上述の補修溶接後に、補修溶接部１６と、この補修溶接部１６周囲の被補修部材１１を加熱処理し、その後冷却する。この加熱処理は、アーク溶接またはレーザ溶接が用いられ、加熱される部分の温度の上限が９００℃程度となるように入熱量が制御される。尚、この加熱処理では、被補修部材１１と補修溶接部１６との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）を集中的に加熱してもよい。
【００３９】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する他、次の効果（５）及び（６）を奏する。
【００４０】
（５）熱膨張率が被補修部材１１と例えば略等しい補修用溶接金属を用いる通常の補修溶接の場合には、図４（Ｂ）の実線Ｇに示すように、被補修部材１１と補修溶接部との境界部分の被補修部材１１側に高い引張残留応力が生ずることになる。
【００４１】
これに対し、被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな熱膨張率α１を有する補修用溶接金属１５を用いて補修溶接を実施し、補修溶接部１６を形成した場合には、この補修溶接の特に冷却工程において、補修用溶接金属１５の収縮に被補修部材１１が追随できず、補修用溶接金属１５から形成される補修溶接部１６に引張残留応力が、被補修部材１１に圧縮残留応力が生ずることになる。この結果、図４（Ｂ）の破線Ｅに示すように、被補修部材１１と補修溶接部１６の境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）における被補修部材１１側の引張残留応力を、応力腐食割れ発生の閾値である残留応力値δ以下のレベルまで低減でき、或いは圧縮残留応力化できる。従って、当該補修溶接による応力腐食割れ発生のリスクを大幅に改善でき、信頼性を高めることができる。
【００４２】
（６）被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな熱膨張率α１を有する補修用溶接金属１５を用いた補修溶接の実施後に、形成された補修溶接部１６と、この補修溶接部１６周囲の被補修部材１１を加熱処理することから、第２の実施の形態で述べた引張残留応力の低減効果に加え、熱膨張率差に起因した圧縮残留応力生成の効果が重畳される。これにより、図４（Ｂ）の一点鎖線Ｆに示すように、被補修部材１１と補修溶接部１６との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）の被補修部材１１側における応力分布が圧縮応力側へ改善されるので、応力腐食割れに対する信頼性を更に高めることができる。
【００４３】
［Ｄ］第４の実施の形態（図５）
図５は、本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第４の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図であり、（Ｂ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフである。この第４の実施の形態において、前記第１及び第４の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態では、補修溶接の際に、前記第１の実施の形態のような溶接入熱量の制御を実施せず、被補修部材１１の熱膨張率α２よりも大きな熱膨張率を有し、当該熱膨張率が異なる２種以上の補修用溶接金属（本実施の形態では、図５（Ａ）に示すように、第１熱膨張率β１を有する第１補修用溶接金属１７と、第２熱膨張率β２を有する第２補修用溶接金属１８）を用いて、補修溶接を実施するものである。
【００４５】
本実施の形態では、第１熱膨張率β１が第２熱膨張率β２よりも大きく、且つ第２熱膨張率β２が被補修部材１１の熱膨張率α２と同等かまたはそれ以上である（β１＞β２≧α２）。そして、第１補修用溶接金属１７により形成される第１補修溶接部１９の周囲を、第２補修用溶接金属１８により形成される第２補修溶接部２０が取り囲むように形成され、これらの第１補修溶接部１９及び第２補修溶接部２０により補修溶接部２１が形成されたものである。更に、上述の補修溶接においても、アーク溶接またはレーザ溶接が用いられる。
【００４６】
本実施形態の補修溶接によって、被補修部材１１との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）を第２補修溶接部２０が形成し、この第２補修溶接部２０を形成する第２補修用溶接金属１８よりも熱膨張率が大きな第１補修用溶接金属１７を用いて、第１補修溶接部１９を補修溶接部２１の中央位置に形成する。これにより、補修溶接の特に冷却過程において、第１補修用溶接金属１７の収縮に第２補修用溶接金属１８及び被補修部材１１が追随できず、第１補修溶接部１９に引張残留応力が集中的に生じ、被補修部材１１に圧縮残留応力が生ずることになる。また、本実施の形態においても、前記第３の実施の形態と同様に、補修溶接後に、補修溶接部２１と、この補修溶接部２１周囲の被補修部材１１とを加熱処理し、その後冷却する。尚、この加熱処理は、被補修部材１１と補修溶接部２１との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）を集中的に加熱してもよい。
【００４７】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する他、次の効果（７）〜（９）を奏する。
【００４８】
（７）補修溶接部２１の中央位置に、熱膨張率β１の第１補修用溶接金属１７を用いて第１補修溶接部１９を形成し、この第１補修溶接部１９の周囲に、第２熱膨張率β２の第２補修用溶接金属１８を用いて第２補修溶接部２０を形成するように補修溶接を実施する。このことから、この補修溶接によって、第１補修溶接部１９に引張残留応力を集中的に生じさせることができ、このため、図５（Ｂ）の破線Ｈに示すように、第２補修溶接部２０と被補修部材１１との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）における被補修部材１１側の残留応力を圧縮残留応力にすることができる。この結果、当該補修溶接による応力腐食割れ発生のリスクを大幅に改善することができ、信頼性を高めることができる。
【００４９】
（８）本実施の形態の補修溶接によって第１補修溶接部１９に集中する引張残留応力は、当該第１補修溶接部１９に接する被補修部材１１の表層側にも生成される。このため、亀裂が存在する被補修部材１１の板厚内部には、上記引張残留応力にバランスして圧縮残留応力が生成されているので、この圧縮残留応力によって、補修溶接部２１により封止された上記亀裂の進展を抑制することができる。
【００５０】
（９）第１補修溶接部１９及び第２補修溶接部２０からなる補修溶接部２１を被補修部材１１に形成して補修溶接を実施した後、形成された補修溶接部２１とこの補修溶接部２１の周囲の被補修部材１１を加熱処理することから、第２の実施の形態で述べた引張残留応力の低減効果に加え、熱膨張率差に起因した圧縮残留応力生成の効果が重畳される。これにより、図５の一点鎖線Ｉに示すように、被補修部材１１と補修溶接部２１（第２補修溶接部２０）との境界部分（溶接始端部１３及び溶接終端部１４）の被補修部材１１側における応力分布が、より一層圧縮応力側に改善されるので、応力腐食割れに対する信頼性を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第１の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図、（Ｂ）が溶接入熱量のパターンを示すグラフ、（Ｃ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフ。
【図２】図１（Ｂ）の溶接入熱量のパターンを実現するための、（Ａ）が溶接トーチの移動速度を、（Ｂ）が溶加材の供給速度をそれぞれ示すグラフ。
【図３】本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第２の実施の形態を示し、被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフ。
【図４】本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第３の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図、（Ｂ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフ。
【図５】本発明に係る原子炉構造物の補修方法における第４の実施の形態を示し、（Ａ）が補修溶接部とその周囲の被補修部材を模式的に示す正面図、（Ｂ）が被補修部材の表面に生じた残留応力を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５２】
１１ 被補修部材
１２ 補修溶接部
１３ 溶接始端部
１４ 溶接終端部
１５ 補修用溶接金属
１６ 補修溶接部
１８ 第２補修用溶接金属
α１、α２ 熱膨張率
β１ 第１熱膨張率
β２ 第２熱膨張率
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、上記溶接始端部側では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、上記溶接終端部側では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項２】
上記溶接入熱量の連続的上昇、低下を、溶接トーチの移動速度を連続的に低下、上昇させることにより制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項３】
上記溶接入熱量の連続的上昇、低下を、溶加材の供給速度を連続的に低下、上昇させることにより制御することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項４】
上記溶接が、アーク溶接あるいはレーザ溶接であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項５】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、溶接トーチの移動速度及び溶加材の供給速度を制御することにより、上記溶接始端部側では肉盛量を連続的に減少させ、上記溶接終端部側では肉盛量を連続的に増加させて溶接を実施することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項６】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を、補修溶接後に、当該補修溶接時よりも低い入熱量で加熱処理することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項７】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材の熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有する補修用溶接金属を用いて、溶接を実施することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項８】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材の熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有し、且つ当該熱膨張率が異なる２種以上の補修用溶接金属を用いて、溶接を実施することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項９】
第１熱膨張率を有する第１補修用溶接金属の周囲を、第２熱膨張率を有する第２補修用溶接金属が取り囲むように溶接し、上記第１熱膨張率が上記第２熱膨張率よりも大きく、且つ上記第２熱膨張率が被補修部材の熱膨張率と同等かそれ以上であることを特徴とする請求項８に記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項１０】
上記補修用溶接金属を用いた溶接後に、被補修部材と補修溶接部との少なくとも境界部分を加熱処理することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項１１】
上記加熱処理は、加熱される部分の上限温度が９００℃となるように入熱量を制御することを特徴とする請求項６または１０に記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項１２】
上記補修溶接後の加熱処理が、アーク加熱あるいはレーザ加熱であることを特徴とする請求項６、１０または１１に記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項１】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、上記溶接始端部側では、溶接入熱量を規定値まで連続的に上昇させ、上記溶接終端部側では、溶接入熱量を規定値から連続的に低下させて溶接を実施することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項２】
上記溶接入熱量の連続的上昇、低下を、溶接トーチの移動速度を連続的に低下、上昇させることにより制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項３】
上記溶接入熱量の連続的上昇、低下を、溶加材の供給速度を連続的に低下、上昇させることにより制御することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項４】
上記溶接が、アーク溶接あるいはレーザ溶接であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項５】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を形成する溶接始端部と溶接終端部のうち、溶接トーチの移動速度及び溶加材の供給速度を制御することにより、上記溶接始端部側では肉盛量を連続的に減少させ、上記溶接終端部側では肉盛量を連続的に増加させて溶接を実施することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項６】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材と補修溶接部との境界部分を、補修溶接後に、当該補修溶接時よりも低い入熱量で加熱処理することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項７】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材の熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有する補修用溶接金属を用いて、溶接を実施することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項８】
原子炉構造物の表面に発生した損傷を溶接により補修する原子炉構造物の補修方法において、
上記原子炉構造物である被補修部材の熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有し、且つ当該熱膨張率が異なる２種以上の補修用溶接金属を用いて、溶接を実施することを特徴とする原子炉構造物の補修方法。
【請求項９】
第１熱膨張率を有する第１補修用溶接金属の周囲を、第２熱膨張率を有する第２補修用溶接金属が取り囲むように溶接し、上記第１熱膨張率が上記第２熱膨張率よりも大きく、且つ上記第２熱膨張率が被補修部材の熱膨張率と同等かそれ以上であることを特徴とする請求項８に記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項１０】
上記補修用溶接金属を用いた溶接後に、被補修部材と補修溶接部との少なくとも境界部分を加熱処理することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項１１】
上記加熱処理は、加熱される部分の上限温度が９００℃となるように入熱量を制御することを特徴とする請求項６または１０に記載の原子炉構造物の補修方法。
【請求項１２】
上記補修溶接後の加熱処理が、アーク加熱あるいはレーザ加熱であることを特徴とする請求項６、１０または１１に記載の原子炉構造物の補修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−３６６８２（Ｐ２００８−３６６８２Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１５５１５（Ｐ２００６−２１５５１５）
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]