(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
損傷したボイラ火炉壁管をボイラ運転中に補修溶接する場合において、前記損傷管の損傷部分を切断除去した後、新管を挿入し、既設管と新管の溶接を炉壁外面側から行なう方法として、前記既設管と新管との円周継手部を挾んで円周開先の炉壁外面側に、小型自動ティグ溶接トーチヘッドの一部を管内面に挿入させるだけの開口部を穿設し、該開口部を除いた円周開先部につき先づ管内面より、挿入した溶接トーチにより自動ティグ溶接を行ない、ついで、開口部に合う挿入管を前記開口部に仮付けした後、該挿入管の仮付け部外周を手動ティグ溶接を行なうことを特徴とする補修溶接方法。
【請求項２】
管内面に挿入する小形ティグ溶接トーチと該溶接トーチを管内において直径方向に移動させる超小形のアーク電圧制御スライドと溶接ワイヤのガイドノズルおよび溶接状況監視用ファイバースコープを管軸心を中心に旋回可能な回転支持アームにより支持し、該支持アームを管内に挿入可能にすると共に、管外面に前記回転支持アームに接続して溶接トーチの旋回用モータ、溶接ワイヤ送給装置および溶接ワイヤのコイルを配置し、さらに前記溶接トーチの旋回手段として管内に配置する溶接トーチの回転軸と管外に配置した旋回用モータをベルトで連結したことを特徴とする管補修ティグ溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は発電用ボイラの火炉壁管等に適用される補修溶接方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来火力発電所のボイラの炉壁管が運転中に損傷した場合は、炉内温度を下げた後にマンホールより足場材を炉内に搬入し、足場を組立てた後、炉壁管を補修溶接していた。
【０００３】
そしてこの場合損傷した火炉壁管の円周溶接に対しては炉の内面と外面に作業者を配置し、半周分ずつ分担して溶接している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前述のように、従来火力発電所のボイラの炉壁管が運転中に損傷した場合は、炉内温度を下げた後にマンホールより足場材を炉内に搬入し、足場を組立てた後、炉壁管を補修溶接していた。
【０００５】
このため、炉内温度の冷却に要する時間や足場の取付け、解体の期間と工数の点で問題があった。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決し、損傷したボイラ火炉壁管をボイラ運転中に補修溶接する新たな管補修溶接方法とその装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の管補修溶接方法は、損傷したボイラ火炉壁管をボイラ運転中に補修溶接する場合において、前記損傷管の損傷部分を切断除去した後、新管を挿入し、既設管と新管の溶接を炉壁外面側から行なう方法として、前記既設管と新管との円周継手部を挾んで円周開先の炉壁外面側に、小型自動ティグ溶接トーチヘッドの一部を管内面に挿入させるだけの開口部を穿設し、該開口部を除いた円周開先部につき先づ管内面より、挿入した溶接トーチにより自動ティグ溶接を行ない、ついで、開口部に合う挿入管を前記開口部に仮付けした後、該挿入管の仮付け部外周を手動ティグ溶接を行なうことを特徴としている。
【０００８】
また上記管補修溶接方法を行なうための溶接装置としては、管内面に挿入する小形ティグ溶接トーチと該溶接トーチを管内において直径方向に移動させる超小形のアーク電圧制御スライドと溶接ワイヤのガイドノズルおよび溶接状況監視用ファイバースコープを管軸心を中心に旋回可能な回転支持アームにより支持し、該支持アームを管内に挿入可能にすると共に、管外面に前記回転支持アームに接続して溶接トーチの旋回用モータ、溶接ワイヤ送給装置および溶接ワイヤのコイルを配置し、さらに前記溶接トーチの旋回手段として管内に配置する溶接トーチの回転軸と管外に配置した旋回用モータをベルトで連結したものが好ましい。
【０００９】
【作用】
ボイラ運転中にボイラ火炉壁管が損傷した場合、炉内温度が所定の温度まで下らなくても該損傷壁管を補修できる工法の要件としては、炉壁外面側からのみで補修溶接が可能な工法と装置が必要となる。
【００１０】
炉壁管の構成は、管と管を直接に溶接した型式と幅１０数ｍｍの帯板を管と管の間に入れて帯板と管を溶接した型式があるが、いずれも管の直径方向に溶接部があるために、外面から溶接する場合は、直径より手前で溶接できる開先が必要となる。
【００１１】
本発明は、これらの点から、火炉壁管の一部が損傷破裂した場合、損傷部を除去した後、新管を挿入し、既設管との円周継手部につき、約２１０〜２７０度分内面溶接し、残りの１５０〜９０度分を外面溶接する考え方を採るもので、内面溶接のために必要な開口部として挿入した新管と既設管との円周継手部を挾んで炉壁外面側に約１５０〜９０度分の範囲で穴明け加工して、この開口部より溶接トーチを挿入して約２１０〜２７０度分を管内面から自動ティグ溶接し、ビード始終端部を手入れ後開口部に合った長円形等の挿入管を該開口部に取付けて、ティグ溶接で開口部周囲を溶接する。
【００１２】
この結果ボイラ火炉壁管が運転中に損傷しても、すばやく効果的に補修することができる。
【００１３】
【実施例】
以下図面により本発明の実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例に係る管補修溶接方法の概念図、図２は同実施例方法における管内面円周ティグ溶接状況の平面図、図３は同実施例法に用いる管内面円周ティグ溶接装置の側面図である。また図４（ａ）〜（ｃ）は同補修方法の手順を示す斜視図、図５（ａ）〜（ｅ）は同補修方法の管内面溶接手順を示す平面図、図６は本発明を適用する火炉壁管の損傷例を示す図である。
【００１４】
図１は火炉壁管（既設管）０１に生じた図６に示す損傷部２１を除去した後新管０２を既設管０１の前記除去部の間に挿入し、それぞれの接ぎ部を円周溶接する場合に、既設管０１と新管０２における炉壁外面側に開口部２２を穿設し、その開口部２２から図２に示す小型の溶接トーチ０６を管内面に挿入し、既設管０１と新管０２の円周接ぎ部を内面から自動溶接した後、開口部２２に合った挿入管０３を取付けて、その周囲を手動ティグ溶接する方法を示すものである。なお０４は内面ビード、０５は外面ビードを示す。
【００１５】
図２は、前記既設管０１及び新管０２の炉壁外面側に設けた開口部２２の管横断面での溶接状況を示すもので、開口部２２の幅は、θが約９０〜１５０°で、小型の溶接トーチ０６等が挿入できる幅としている。
【００１６】
なお０４は内面ビード、０７は溶接トーチ０６先端部に取付けたタングステン電極、２０は溶接ワイヤのガイドノズルである。
【００１７】
また、開口部２２の管軸方向の寸法は、図３に示すように溶接トーチ０６、アーク電圧制御付小型スライド０８、モータ０９及びそのモータ０９を管の円周方向に沿って回転させるための支持軸１１などを管内面に挿入できるだけの寸法としている。
【００１８】
図３は、管内面自動ティグ溶接装置の概略図を示すもので、図において１２は、管内面に挿入した溶接トーチ０６とスライド０８などを管外面側で支持するアームで、支持軸１１と連結し、他端は溶接トーチ０６の回転用モータ１３、および溶接ワイヤ送給装置１９などに連結している。
【００１９】
１４は溶接トーチ０６を回転させるための伝達ベルト、０８は溶接トーチ０６を管径方向に移動させるための電動スライドで、溶接アーク電圧を一定にするための図示していない制御機構を具備し、モータ０９の回転力を噛み合う一対の平歯車１０を介してスライド０８に伝え、該スライド０８を移動させるよう構成されている。
【００２０】
管外面のワイヤ送給装置１９などの溶接ヘッドは図示していないが、既設管０１を基準として磁石などを利用して固定し、固定部と溶接ヘッド間は管軸方向に溶接ヘッドを移動させる位置調整用スライドを介して接続する。
【００２１】
なお、０４は内面ビードで、また図示していないが、溶接アークやタングステン電極０７の監視などに細径のファイバスコープを溶接トーチ０６近傍に取付けている。
【００２２】
また図中、１５はケーブル、１６はガスホース、１７はワイヤリール、１８は溶接ワイヤ、２０はワイヤガイドノズルを示す。
【００２３】
次ぎに本発明の作用について説明すると、本発明は、図６に示すように、火炉壁管０１の一部が損傷破裂した場合に図１及び図２に示すように損傷部２１を除去した後、新管０２を挿入し、既設管０１との円周継手部を挾んで炉壁外面側に開口部２２を設け、円周継手部を管内面から自動ティグ溶接を行ない、ついで開口部２２に合った挿入管０３を嵌合取付け、該挿入管０３の長円型継手部を手動ティグ溶接するものである。
【００２４】
その手順を図４及び図５に示す。
図４において、（ａ）は既設管０１と新管０２の円周継手を内面から溶接して終了した状態、（ｂ）は開口部２２に合った挿入管０３を仮付けした状態、（ｃ）は挿入管０３の長円型継手を手動ティグ溶接した状態をそれぞれ示す。
【００２５】
また、図５において、（ａ）は既設管０１に開口部２２を設けた状態、（ｂ）は小型自動ティグ溶接トーチ０６を開口部２２より既設管０１内に挿入した状態、（ｃ）は溶接トーチ０６を溶接スタート点に位置決めした状態、（ｄ）は１パス目の裏波溶接を終了した状態、（ｅ）は余盛溶接が終了し溶接トーチ０６を取り外した状態を示す。
【００２６】
以上、この方法によって、炉壁管０１の損傷部２１の補修が炉壁外面側からだけで施工できる。
【００２７】
以上本発明の一実施例につき縷々説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく本発明技術思想の範囲内において種々変更が可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に属する。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の管補修溶接方法及び装置によれば、発電プラントのボイラ火炉壁管等が運転中に損傷しても、炉内温度を所定の温度まで下げることなくすばやく、かつ、低コストで該損傷壁管を補修することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る補修方法の概念図である。
【図２】同実施例における管内面円周ティグ溶接状況の平面図である。
【図３】同実施例における管内面円周ティグ溶接装置の側面図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は同実施例補修方法の手順を示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は同実施例補修方法の管内面溶接手順を示す平面図である。
【図６】本発明の対象とする火炉壁管の損傷例を示す斜視図である。
【符号の説明】
０１    火炉壁管（既設管）
０２    新管
０３    挿入管
０４    内面ビード
０５    外面ビード
０６    溶接トーチ
０７    タングステン電極
０８    スライド
１１    支持軸
１２    支持アーム
１３    回転用モータ
１４    ベルト
１５    電気用ケーブル
１６    ガスホース
１７    ワイヤリール
１８    溶接ワイヤ
１９    ワイヤ送給装置
２０    ワイヤガイドノズル
２１    損傷部
２２    開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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