JP4915251B2 - Clad welded structure of low alloy steel base metal - Google Patents
Clad welded structure of low alloy steel base metal Download PDFInfo
- Publication number
- JP4915251B2 JP4915251B2 JP2007049760A JP2007049760A JP4915251B2 JP 4915251 B2 JP4915251 B2 JP 4915251B2 JP 2007049760 A JP2007049760 A JP 2007049760A JP 2007049760 A JP2007049760 A JP 2007049760A JP 4915251 B2 JP4915251 B2 JP 4915251B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- clad
- alloy steel
- low alloy
- steel base
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
本発明は、耐PWSCC(Primary Water Stress Corrosion Cracking)性が要求される環境下で使用される低合金鋼母材のクラッド溶接構造に関するものである。 The present invention relates to a clad welded structure of a low alloy steel base material used in an environment where PWSCC (Primary Water Stress Corrosion Cracking) resistance is required.
図2に示すように、加圧水型原子炉の、蒸気発生器23、原子炉圧力容器21、配管22などの一次系炉水(高温高圧の水)と接液する環境下においては、それらを構成する構造材の接液面に防食対策としてクラッド溶接を施している。
As shown in FIG. 2, in a pressurized water reactor, in an environment in contact with primary system reactor water (high-temperature and high-pressure water) such as a
例えば、図3に示すように、蒸気発生器23における水室31の底面32などは、これまで、図4に示すように、低合金鋼からなる母材(構造材)11の表面に、Ni−Cr−Fe系合金の溶接金属である52合金(690系Ni基合金とほぼ同じ組成の合金)を溶接してクラッド溶接層(内張り層)16を設けることで、低合金鋼母材11の防食を行っていた。ここで、溶接金属として52合金を用いるのは、PWSCC対策材として優れた特性を有しているためである。
For example, as shown in FIG. 3, the
ところで、52合金はPWSCC対策材として優れている一方、低合金鋼からなる低合金鋼母材11の表面に52合金のクラッド溶接層16を溶接した場合、その溶接部において、凝固割れ、遅れ割れ、再熱割れ等が生じるおそれがある。従来は、このような割れが生じた場合、溶接不良箇所の溶接領域を除去し、再度溶接をやり直すことで、健全な溶接部を得ていた。
By the way, while 52 alloy is excellent as a PWSCC countermeasure material, when the
しかしながら、低合金鋼母材11に溶接熱を何度も入熱することは、熱影響部の弊害があるため、加圧水型原子炉の一次冷却系機器(放射性環境下)の構造材として、あまり好ましいことではない。また、健全な溶接部を得るためには、入熱管理やパージ(ガスシールド)などを厳しく管理するといった高度な溶接技術が必要であるため、やり直しに手間と時間を要する。
However, repeatedly applying welding heat to the low alloy
そこで本発明の目的は、溶接施工性に優れ、かつ、耐PWSCC性にも優れた低合金鋼母材のクラッド溶接構造を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a clad welded structure of a low alloy steel base material which is excellent in welding workability and excellent in PWSCC resistance.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、加圧水型原子炉の一次系炉水と接液させて使用すべく、低合金鋼からなる母材の表面に、Ni−Cr−Fe系合金の溶接金属によるクラッド溶接層を設けたクラッド溶接構造において、上記低合金鋼母材の表面に、上記Ni−Cr−Fe系合金の溶接金属である82合金を溶接して内層側クラッド溶接層を設け、その内層側クラッド溶接層の上に、上記Ni−Cr−Fe系合金の溶接金属である52合金を溶接して外層側クラッド溶接層を設けたことを特徴とする低合金鋼母材のクラッド溶接構造である。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is directed to a Ni—Cr—Fe system on the surface of a base material made of low alloy steel so as to be used in contact with the primary system water of a pressurized water reactor. In a clad weld structure provided with a clad weld layer made of an alloy weld metal, an inner layer side clad weld layer is formed by welding 82 alloy, which is a weld metal of the Ni-Cr-Fe alloy , to the surface of the low alloy steel base material. A low-alloy steel base material characterized in that an outer-layer-side clad weld layer is provided on the inner-layer-side clad weld layer by welding 52 alloy, which is a weld metal of the Ni-Cr-Fe-based alloy. This is a clad welded structure.
請求項2の発明は、上記低合金鋼母材の厚さを1としたとき、上記内層側クラッド溶接層の厚さが0.02〜0.06、上記外層側クラッド溶接層の厚さが0.08〜0.12である請求項1記載の低合金鋼母材のクラッド溶接構造である。 In the invention of claim 2, when the thickness of the low alloy steel base material is 1, the thickness of the inner layer side cladding weld layer is 0.02 to 0.06, and the thickness of the outer layer side clad weld layer is The clad welded structure of a low alloy steel base material according to claim 1, which is 0.08 to 0.12.
請求項3の発明は、上記低合金鋼母材を構成する低合金鋼がSA508である請求項1又は2記載の低合金鋼母材のクラッド溶接構造である。 The invention of claim 3 is the clad weld structure of the low alloy steel base material according to claim 1 or 2, wherein the low alloy steel constituting the low alloy steel base material is SA508.
本発明によれば、低合金鋼母材の表面に、82合金を溶接して内層側クラッド溶接層を設け、その内層側クラッド溶接層の上に、52合金を溶接して外層側クラッド溶接層を設けたことで、溶接施工性に優れ、かつ、耐PWSCC性にも優れた低合金鋼母材のクラッド溶接構造を得ることができる。 According to the present invention, the inner layer side clad weld layer is provided by welding 82 alloy on the surface of the low alloy steel base material, and the outer layer side clad weld layer is welded on the inner layer side clad weld layer. By providing the above, it is possible to obtain a clad welded structure of a low alloy steel base material which is excellent in welding workability and excellent in PWSCC resistance.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の好適一実施の形態に係る低合金鋼母材のクラッド溶接構造は、図1(c)に示すように、低合金鋼からなる母材11の表面(溶接面)に、82合金13を溶接して内層側クラッド溶接層14を設け、その内層側クラッド溶接層14の上に、52合金15を溶接して外層側クラッド溶接層16を設けたものである。また、低合金鋼母材11の厚さを1としたとき、内層側クラッド溶接層14の厚さは0.02〜0.06、好ましくは0.025〜0.05、外層側クラッド溶接層16の厚さは0.08〜0.12、好ましくは0.1前後とされる。ここで言う「内層側」とは低合金鋼母材11に近い側、「外層側」とは低合金鋼母材11から離れた側を示している。また、「表面」とは、母材11(例えば容器や管など)の内面を示している。
As shown in FIG. 1 (c), the clad welded structure of the low alloy steel base material according to a preferred embodiment of the present invention is formed on the surface (welded surface) of the
82合金13は、600系Ni基合金(例えば、インコネル600(登録商標))とほぼ同じ組成のNi−Cr−Fe系合金、また、52合金15は、690系Ni基合金(例えば、インコネル690(登録商標))とほぼ同じ組成のNi−Cr−Fe系合金であり、52合金15は、82合金13よりもCr含有量を多くし、耐食性を高めたものである。
The 82
低合金鋼母材11の構成材は、最終的にその表面をクラッド溶接して防食層を形成するため、圧力(加圧された一次系炉水)に対する強度のみあれば十分である。このため、低合金鋼母材11の構成材としては、ステンレス鋼よりも強度が高く、安価な低合金鋼が好ましく、例えば、SA508(ASME(米国機械学会)規格)などが挙げられる。SA508の他にも、原子炉用低合金鋼として慣用的に用いられている鋼材は全て適用可能である。
Since the constituent material of the low alloy
次に、本実施の形態に係る低合金鋼母材のクラッド溶接構造の形成方法を説明する。 Next, a method for forming a clad welded structure of a low alloy steel base material according to the present embodiment will be described.
先ず、低合金鋼母材11として、例えば、図3に示した蒸気発生器23における水室31の底面32を構成する構造材を準備する。この構造材は、例えば、強度に優れたSA508(ASME規格)で構成される。
First, as the low alloy
その後、図1(a)に示すように、低合金鋼母材11の表面(図中では上面)全面に、溶接材として82合金13、TIG溶接機12を用いてクラッド溶接を行う。低合金鋼母材11を構成する構造材は、例えば、直径が4m程度もある大型の部材なので、その底面32はほぼ平面である。このため、溶接材としては、棒状(ワイヤ状)のものよりは平板状(シート状)のものを用いることが好ましい。また、クラッド溶接を行う際、溶接対象物が小さい場合、低合金鋼母材11を固定し、TIG溶接機12を回転、移動させてもよいが、溶接対象物が大きい場合、TIG溶接機12は固定し、低合金鋼母材11の方を回転、移動させることが好ましい。
Thereafter, as shown in FIG. 1A, clad welding is performed on the entire surface (the upper surface in the drawing) of the low alloy
このクラッド溶接により、82合金13を溶融させ、低合金鋼母材11の表面に溶け込ませ、低合金鋼母材11の表面全面に、82合金13の溶融・凝固部(ビード)である内層側クラッド溶接層14を設ける。内層側クラッド溶接層14を構成する溶融・凝固部の層数は1層で十分である。
By this clad welding, the 82
次に、図1(b)に示すように、内層側クラッド溶接層14の上に、溶接材として52合金15、TIG溶接機12を用いて同様にクラッド溶接を行う。これにより、52合金15を溶融させ、内層側クラッド溶接層14の表面に溶け込ませ、内層側クラッド溶接層14の表面全面に、52合金15の溶融・凝固部である外層側クラッド溶接層16を設ける。外層側クラッド溶接層16を構成する溶融・凝固部の積層数は、目的とする厚さに応じて適宜調整し、外層側クラッド溶接層16の厚さは、溶融・凝固部の積層数によって調整する。例えば、SA508からなる低合金鋼母材11の厚さを約40mmとした場合、82合金13からなる内層側クラッド溶接層14の厚さは約1〜2mm、52合金15からなる外層側クラッド溶接層16の厚さは約4mmに調整する。
Next, as shown in FIG. 1B, clad welding is similarly performed on the inner-layer-side
その後、適宜、外層側クラッド溶接層16の表面をグラインダ等の研削工具により研削して表面を滑らかにし、図1(c)に示すように、本実施の形態に係る低合金鋼母材のクラッド溶接構造が得られる。この研削は、内層側クラッド溶接層14に対して行ってもよい。
Thereafter, the surface of the outer-layer-side
82合金13からなる内層側クラッド溶接層14は、52合金15からなる外層側クラッド溶接層16と異なり、低合金鋼母材11に対する溶接性は良好である。このため、低合金鋼母材11の表面に内層側クラッド溶接層14をクラッド溶接する際に、その溶接部に凝固割れ、遅れ割れ、再熱割れ等が発生するおそれはない。また、82合金13と52合金15は、組成はやや異なるものの同じNi−Cr−Fe系合金であることから、内層側クラッド溶接層14に対する外層側クラッド溶接層16の溶接性は良好である。このため、内層側クラッド溶接層14上に外層側クラッド溶接層16をクラッド溶接する際にも、その溶接部に凝固割れ、遅れ割れ、再熱割れ等が発生するおそれはない。
Unlike the outer
このようなクラッド溶接構造を採用することで、低合金鋼母材11の表面に防食層(耐PWSCC層)をクラッド溶接する際に、各種割れが発生せず、溶接をやり直す必要がなくなる(又は殆どなくなる)ため、溶接施工性に優れたクラッド溶接構造を得ることができる。
By adopting such a clad welding structure, when clad welding the anticorrosion layer (PWSCC layer) to the surface of the low alloy
また、低合金鋼母材11の表面にクラッド溶接を行う際、特に一層目のクラッド溶接を行う際、溶接をやり直すことがなく、溶接部毎の溶接熱の入熱は1回で済む。このため、低合金鋼母材11に対する熱影響部の弊害が少なくなり、また、溶接層のクラッド溶接品質を大幅に向上させることができる。その結果、PWR型原子力発電所の中で重要な機器である一次冷却系機器の信頼性をより確かなものにすることができる。
Further, when clad welding is performed on the surface of the low alloy
さらに、低合金鋼母材11の表面に設ける防食層(耐PWSCC層)は、PWSCC対策材として優れた特性を有する52合金15の外層側クラッド溶接層16であるため、耐PWSCC性に優れたクラッド溶接構造となる。
Furthermore, since the anticorrosion layer (PWSCC layer) provided on the surface of the low alloy
また、低合金鋼母材11を構成するSA508は、溶接割れが発生しやすい鋼であるため、入熱管理やパージ(ガスシールド)などの溶接条件を厳しく管理する必要があり、高度な溶接技術を必要とする。しかしながら、本実施の形態に係る低合金鋼母材のクラッド溶接構造を形成するために、新たな溶接技術は特別に必要とせず、既に確立された慣用の溶接技術を適用することができる。このため、新規の設備投資を必要とせず、既存の溶接設備を利用することができ、コスト上昇を抑えることができる。
In addition, SA508, which constitutes the low alloy
11 低合金鋼母材
13 82合金(溶接材)
14 内層側クラッド溶接層
15 52合金(溶接材)
16 外層側クラッド溶接層
11 Low alloy
14 Inner layer side clad
16 Outer layer side cladding weld layer
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007049760A JP4915251B2 (en) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | Clad welded structure of low alloy steel base metal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007049760A JP4915251B2 (en) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | Clad welded structure of low alloy steel base metal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008212945A JP2008212945A (en) | 2008-09-18 |
JP4915251B2 true JP4915251B2 (en) | 2012-04-11 |
Family
ID=39833616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007049760A Expired - Fee Related JP4915251B2 (en) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | Clad welded structure of low alloy steel base metal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4915251B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5304392B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-10-02 | 株式会社Ihi | Dissimilar joint structure and manufacturing method thereof |
JP5260410B2 (en) * | 2009-05-29 | 2013-08-14 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Method and apparatus for preventive maintenance of in-furnace equipment |
US20120223057A1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-06 | Lucian Iordache | Gas tungsten arc welding using flux coated electrodes |
JP5940247B2 (en) * | 2011-03-18 | 2016-06-29 | 三菱重工業株式会社 | Welding structure and welding method |
JP5829534B2 (en) * | 2012-01-24 | 2015-12-09 | 三菱重工業株式会社 | Welding method |
JPWO2013161667A1 (en) * | 2012-04-26 | 2015-12-24 | 株式会社Ihi | Pressure vessel overlay welding method and pressure vessel |
JP6186658B2 (en) | 2013-11-29 | 2017-08-30 | 三菱重工業株式会社 | Welded structure design method and welded structure manufacturing method |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5671579A (en) * | 1979-11-14 | 1981-06-15 | Babcock Hitachi Kk | Build up welding method |
JPS62275511A (en) * | 1986-02-17 | 1987-11-30 | Kawasaki Steel Corp | Hot rolling roll having excellent wear resistance and its manufacture |
JPH05293661A (en) * | 1992-04-20 | 1993-11-09 | Nippon Steel Corp | Production of clad steel tube excellent in corrosion resistance |
JP2002331382A (en) * | 2001-05-01 | 2002-11-19 | Japan Steel Works Ltd:The | Inner face lining method for cylindrical part |
-
2007
- 2007-02-28 JP JP2007049760A patent/JP4915251B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008212945A (en) | 2008-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4915251B2 (en) | Clad welded structure of low alloy steel base metal | |
JP2011161459A (en) | Method of welding material with high-corrosion resistance | |
EP2552639B1 (en) | Nickel-based alloy, welding consumable formed from the said alloy and use of the consumable in a welding process. | |
US20080054050A1 (en) | Method for Producing a Welded Connection and Method for Repairing a Welded Connection | |
JP5304392B2 (en) | Dissimilar joint structure and manufacturing method thereof | |
Jeong et al. | Evaluation and control of liquation cracking susceptibility for CM247LC superalloy weld heat-affected zone via visualization-based varestraint test | |
JP2013158774A (en) | Welding method, weld bonding structure and stainless steel welded structure | |
US20220063019A1 (en) | Improvements in the welding of pipes | |
JP5963187B2 (en) | Anti-corrosion repair method for nozzle welds | |
Kiser et al. | Nickel alloy welding requirements for nuclear service | |
JP4929096B2 (en) | Overlay welding method for piping | |
JP2002219585A (en) | Structure and repairing method therefor | |
Yamamoto et al. | Guidelines for repair welding of pressure equipment in refineries and chemical plants | |
JP2006088226A (en) | Welding of vessel internals with noble metal technology | |
JP2015110233A (en) | Laser welding method | |
JP6581777B2 (en) | Welded joint structure and welded joint method | |
Cofie et al. | Effectiveness of stainless steel buffer layer to address hot cracking during weld overlay repair of dissimilar metal alloy 82/182 welds with stainless steel piping | |
Zhang et al. | All-positional flux cored wire with lower trace element contents and improved ambient temperature toughness for welding P91 steels | |
WO2018139327A1 (en) | Diffusion-bonded body welding method | |
Matsuoka et al. | Development of welding methods for dissimilar joint of Alloy 690 and stainless steel for PWR components | |
Eun et al. | Welding and Heat Treatment Requirements in Shop and Field | |
KR20240109457A (en) | Method of connecting reactor nozzle and pipe in nuclear power plant | |
Pope et al. | Industrial Application of Local Vacuum Electron Beam Welding for Nuclear Reactor Components | |
Dey | Development of Welding Procedures for Critical Applications in Nuclear and Fossil Power Plants. | |
JP2000230996A (en) | Repair method for nuclear reactor structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110908 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110913 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111227 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120109 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150203 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150203 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |