(57)【要約】【課題】工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いた溶接部の熱処理を回避して溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、溶接部の応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法を提供する。【解決手段】配管同士を溶接したボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、ボイラの運転停止時にボイラ用メンブレンパネルの配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に発火物を設置し、ボイラ用メンブレンパネルの前記配管の内部に高温の熱媒体を流すようにし、高温の熱媒体の流通によって配管の温度を発火物の発火点まで昇温させて発火物の燃焼を開始させ、発火物を燃焼させることによる配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部を加熱すると共に、配管内部に高温の熱媒体を流通させて配管を昇温させ、配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部に発生した溶接残留応力を低減する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ火炉の水壁を形成する複数の伝熱管となる配管と、これらの配管を接合した複数のメンブレンバーとから構成されるボイラ用メンブレンパネルを複数枚備えてボイラ火炉の水壁を形成し、これらのボイラ用メンブレンパネルの前記配管同士を溶接したボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
ボイラの運転停止時にボイラ用メンブレンパネルの前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に発火物を設置し、
次にボイラ用メンブレンパネルの前記配管の内部に高温の熱媒体を流すようにして、
前記高温の熱媒体の流通によって前記配管の温度を発火物の発火点まで昇温させて前記配管の外周側に設置した前記発火物の燃焼を開始させ、
そして前記発火物を燃焼させることによる前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部を加熱すると共に、前記配管内部に高温の熱媒体を流通させて前記配管を昇温することによって、前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部に発生した溶接残留応力を低減させるようにしたことを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項２】
ボイラ火炉の水壁を形成する複数の伝熱管となる配管と、これらの配管を接合した複数のメンブレンバーとから構成されるボイラ用メンブレンパネルを複数枚備えてボイラ火炉の水壁を形成し、これらのボイラ用メンブレンパネルの前記配管同士を溶接したボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
ボイラの運転停止時にボイラ用メンブレンパネルの前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に発火物を設置し、
次にボイラを起動してボイラ火炉の内部で燃料を燃焼させて生じた高温の燃焼ガスをボイラ用メンブレンパネルの前記配管の外周側を流下するようにして、
前記高温の燃焼ガスの流通によって前記配管の外周側に設置した前記発火物の温度を発火点まで昇温させて前記発火物の燃焼を開始させ、
そして前記発火物を燃焼させることによる前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部を加熱すると共に、前記配管の外周側に高温の燃焼ガスを流通させて前記配管を昇温することによって、前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部に発生した溶接残留応力を低減させるようにしたことを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項３】
請求項1または２に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置した前記発火物は、水と練り混ぜ合わせた粘土状の粉炭をボイラ用メンブレンパネルの前記配管の溶接部を含んだ該配管の外表面に付着させ、
その後、この粘土状の粉炭を乾燥させて固体状にして前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置することを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置した前記発火物は練炭であり、ボイラ用メンブレンパネルの前記配管の溶接部を含んだ該配管の外表面の形状に一致するように前記発火物の練炭を分割形状に形成して前記配管の外周側に設置していることを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置した前記発火物は木炭であり、この木炭を不燃物で形成した網状の覆いによって覆うと共に、この覆いの端部をメンブレンバーに固定して前記発火物を前記配管の外周側に設置していることを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
前記発火物の木炭を覆う網状の覆いを構成する不燃物は鋼材を用いていることを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置した前記発火物は、一定の厚さで形成した円筒形状の中央部の領域と、この円筒形状の中央部の領域の両側に連続して備えられ、厚さが勾配を持たせて徐々に薄くなる端部の領域によって形成されていることを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
ボイラ用メンブレンパネルを構成する前記配管、メンブレンバー及び溶接部を形成する溶接金属は、低合金鋼をそれぞれ用いて形成し、
前記配管内部に高温の熱媒体を流通させ又は前記配管の外周側に高温の燃焼ガスを流下させて前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置した前記発火物を発火させ、
前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部の温度を最高到達温度で６００℃以上となるように昇温するようにしたことを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
ボイラ用メンブレンパネルを構成する前記配管、メンブレンバー及び溶接部を形成する溶接金属は、炭素鋼をそれぞれ用いて形成し、
前記配管内部に高温の熱媒体を流通させ又は前記配管の外周側に高温の燃焼ガスを流下させて前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置した前記発火物を発火させ、
前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部の温度を最高到達温度で６００℃以上となるように昇温するようにしたことを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項１０】
請求項１、２、及び請求項４のいずれか１項に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置した前記発火物には複数の孔が貫通して開口されており、
この開口した孔を通して発火物の内部に空気を取り込ませるように形成していることを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項１１】
請求項１または請求項２に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、
前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に設置した前記発火物は、発火温度が相対的に低い材料の内層の発火物を前記溶接部を含む該配管の外周側に設置すると共に、発火温度が相対的に高い材料の外層の発火物を前記内層の発火物の外周側に設置した２層構造に形成し、
発火温度が相対的に高い材料の前記外層の発火物を形成する材料の燃焼熱は、発火温度が相対的に低い材料の前記内層の発火物を形成する材料の燃焼熱よりも大きくなるように前記外層の発火物の材料及び前記内層の発火物の材料を用いるようにしたことを特徴とするボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法によりボイラ用メンブレンパネルの熱処理が行われたことを特徴とするボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ火炉の水壁を構成するメンブレンパネルの溶接部の残留応力を低減するボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ装置を構成するボイラ火炉の水壁に使用されているボイラ用メンブレンパネルは、内部をボイラ水または蒸気が流れる伝熱管である複数本の配管と、これらの配管を所定間隔で溶接によって接合した所定の形状を有するメンブレンバーとから構成されており、この所定の形状を有する複数枚のメンブレンパネルが、配管の両端で相互に突合せ溶接されることによってボイラ火炉の水壁が形成される構造となっている。
【０００３】
複数枚のボイラ用メンブレンパネル同士を接合する場合には、各メンブレンバーの両端の一部を切り欠いて配管の端部を突合せ溶接する際の溶接作業空間部として隙間を形成して配管の端部を突合せ溶接した後に、補助メンブレンバーを前記隙間に挿入して隙間を塞ぎ、補助メンブレンバーとメンブレンバーの端部及び配管とを溶接して複数枚のメンブレンパネル同士を接合し、ボイラ火炉の水壁を形成している。
【０００４】
このような構成のボイラ用メンブレンパネルの製作方法は公知であり、例えば、特開２００７−６４６０８号公報には前記したボイラ用メンブレンパネルに関する技術が開示されている。
【０００５】
上記したボイラ火炉の水壁を構成する複数枚のボイラ用メンブレンパネル同士の接合は、通常、ボイラ装置を設置する現地で実施される。
【０００６】
ところで、ボイラ火炉の水壁を構成する複数枚のボイラ用メンブレンパネル同士を接合した溶接部には、溶接による溶接残留応力が発生する。
【０００７】
ボイラ用メンブレンパネル同士を接合した溶接後には、前記溶接部に対して一般に溶接後熱処理が施工され、溶接部に発生した溶接残留応力を低減している。
【０００８】
通常、ボイラ用メンブレンパネル同士を溶接した後の溶接部の溶接後熱処理は、電気ヒータやガスバーナーを用いて施工される。
【０００９】
溶接後熱処理の作業としては、溶接部へのヒータまたはガスバーナーの設置、ヒータの通電またはガスバーナーの燃焼による溶接部の昇温・保持、及びヒータ、又はガスバーナーを取り外す一連の作業が行われるので、多くの工数が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−６４６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ボイラ用メンブレンパネルでは、複数枚のボイラ用メンブレンパネル同士を接合する際に、各メンブレンパネルの配管の突合せ溶接によって配管の溶接部に溶接残留応力が発生する。また、配管を突合せ溶接した後の補助メンブレンバーとメンブレンバーの端部及び配管との溶接によっても、これらの溶接部に溶接残留応力が発生する。
【００１２】
これらの溶接部に対して前記した場合と同様に、溶接後熱処理を施工することによって溶接残留応力を低減させることはできる。
【００１３】
鉄鋼材料は、高温で荷重を負荷するとクリープひずみが発生する。溶接後熱処理を行うと、このクリープひずみにより残留応力が緩和される。クリープひずみは室温でも発生するが、その値は残留応力を発生させている弾性ひずみの値と比較すると小さいため、室温におけるクリープひずみの発生による応力緩和は小さい。
【００１４】
そして温度が上昇するとともにクリープひずみの発生が顕著になる。例えば鉄では、約４００℃に数十時間保持されると残留応力の低減に寄与するクリープひずみが発生することが知られている。
【００１５】
ところで、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管、メンブレンバー、及び溶接部を形成する溶接金属の各材料には、低合金鋼又は炭素鋼の同じ材料が用いられている。
【００１６】
そして低合金鋼を使用したボイラ用メンブレンパネルの溶接に、同じく低合金鋼の金属を用いて溶接した溶接部の溶接後熱処理においては、保持温度と保持時間が溶接後熱処理後の残留応力に影響を及ぼす。
【００１７】
そこでこのボイラ用メンブレンパネルの溶接部の溶接後熱処理では、溶接後熱処理における最高到達温度をクリープが発生する温度範囲まで昇温する必要がある。
【００１８】
ボイラ用メンブレンパネルの溶接部を形成する低合金鋼の溶接においても、クリープひずみの発生が顕著になるのは鉄と同様に４００℃に保持される場合であるので、前記ボイラ用メンブレンパネルに対して低合金鋼を溶接した溶接部にクリープひずみの発生を顕著にするためには、低合金鋼を溶接した溶接部の溶接後熱処理で４００℃を超える温度に昇温させることが望ましい。
【００１９】
また、炭素鋼を使用したボイラ用メンブレンパネルの溶接に、同じく炭素鋼の金属を用いて溶接した場合の溶接部では、６００℃以上の温度範囲でクリープひずみの発生が顕著になり、６００℃における保持時間が０時間、すなわち６００℃に到達した直後に溶接部の降温を開始したとしても、溶接部および該溶接部の熱影響部の残留応力を顕著に緩和できることが知られている。
【００２０】
例えば、ボイラの運転によりボイラ用メンブレンパネルの溶接部の温度が５００℃になる場合には、溶接部の温度を周囲の温度よりも１００℃高くすることができれば、溶接部および該溶接部の熱影響部の残留応力の緩和を図ることができる。
【００２１】
しかしながら、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部の残留応力を低減させるために、一般に用いられている従来の電気ヒータやバーナ等を用いてボイラ用メンブレンパネルの溶接部の残留応力を低減させる場合には、溶接部の熱処理に必要な工数が多大となるため、溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を効果的に抑制することが難しく、その結果、ボイラの信頼性の高い運転を継続させることが困難であった。
【００２２】
本発明の目的は、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管を突合せ溶接した溶接部の熱処理に、工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いずに簡便に熱処理を行なうことを可能として溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法は、ボイラ火炉の水壁を形成する複数の伝熱管となる配管と、これらの配管を接合した複数のメンブレンバーとから構成されるボイラ用メンブレンパネルを複数枚備えてボイラ火炉の水壁を形成し、これらのボイラ用メンブレンパネルの前記配管同士を溶接したボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、ボイラの運転停止時にボイラ用メンブレンパネルの前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に発火物を設置し、次にボイラ用メンブレンパネルの前記配管の内部に高温の熱媒体を流すようにして、前記高温の熱媒体の流通によって前記配管の温度を発火物の発火点まで昇温させて前記配管の外周側に設置した前記発火物の燃焼を開始させ、そして前記発火物を燃焼させることによる前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部を加熱すると共に、前記配管内部に高温の熱媒体を流通させて前記配管を昇温することによって、前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部に発生した溶接残留応力を低減させるようにしたことを特徴とする。
【００２４】
また本発明のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法は、ボイラ火炉の水壁を形成する複数の伝熱管となる配管と、これらの配管を接合した複数のメンブレンバーとから構成されるボイラ用メンブレンパネルを複数枚備えてボイラ火炉の水壁を形成し、これらのボイラ用メンブレンパネルの前記配管同士を溶接したボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法において、ボイラの運転停止時にボイラ用メンブレンパネルの前記配管の溶接部を含んだ該配管の外周側に発火物を設置し、次にボイラを起動してボイラ火炉の内部で燃料を燃焼させて生じた高温の燃焼ガスをボイラ用メンブレンパネルの前記配管の外周側を流下するようにして、前記高温の燃焼ガスの流通によって前記配管の外周側に設置した前記発火物の温度を発火点まで昇温させて前記発火物の燃焼を開始させ、そして前記発火物を燃焼させることによる前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部を加熱すると共に、前記配管の外周側に高温の燃焼ガスを流通させて前記配管を昇温することによって、前記配管の溶接部及び該溶接部の熱影響部に発生した溶接残留応力を低減させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管を突合せ溶接した溶接部の熱処理に、工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いずに簡便に熱処理を行なうことを可能として溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用されるメンブレンパネルを構成する配管とメンブレンバーを示す部分図。
【図２】本発明の第１実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用されるメンブレンパネルを構成する配管の端部を突合せ溶接した周方向の溶接部と、この溶接部を含む配管を示す部分断面図。
【図３Ａ】本発明の第３実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用される配管の外周に設置した発火物であって、発火物内部に空気を取込む孔を開けた状態を示す配管の軸方向の構造を示す断面図。
【図３Ｂ】本発明の第３実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用される配管の外周に設置した発火物であって、発火物内部に空気を取込む孔を開けた状態を示す配管の軸と直交した方向の構造を示す断面図。
【図４】本発明の第１実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用された状況である配管内部に熱媒体を流している状態を示す説明図。
【図５】本発明の第１実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用される配管に用いられる低合金鋼の溶接後熱処理温度と残留応力の関係を示す特性図。
【図６】本発明の第２実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用された状況である配管の外周に燃焼ガスが流れている状態を示す説明図。
【図７】本発明の第３実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用される配管の外周に設置した発火物であって、この発火物の厚さを変化させた状態を示す断面図。
【図８】本発明の第４実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用される配管の外周に設置した発火物であって、この発火物として練炭を用いた状況を示す断面図。
【図９】本発明の第５実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用される配管の外周に設置した発火物であって、この発火物として木炭と前記木炭を覆う金網を用いた状況を示す断面図。
【図１０】本発明の第６実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用される配管の外周に設置した発火物であって、この発火物として発火温度が相対的に低い材料の内層の発火物と、発火温度が相対的に高い材料の外層の発火物との二層で形成した状況を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２８】
本発明の第１実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について、図１〜図５を用いて説明する。
【００２９】
本件実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について説明すると、低合金鋼が用いられているボイラ用メンブレンパネル２０は、内部をボイラ水または蒸気が流れる伝熱管である複数本の配管１と、これらの配管１を所定間隔で溶接によって接合した所定の形状を有するメンブレンバー７とから構成されており、前記配管１及びメンブレンバー７にもボイラ用メンブレンパネル２０と同じ低合金鋼が用いられている。
【００３０】
そして所定の形状を有する各メンブレンパネル２０の配管１同士を低合金鋼の溶接金属を用いて該配管１の両端で相互に突合せ溶接する溶接部２を設けてボイラ用メンブレンパネル２０を構成し、これらの複数のメンブレンパネル２０を備えることによってボイラ火炉の水壁が形成される構造となっている。
【００３１】
そして、上記構成のボイラ用メンブレンパネル２０の配管１を突合せ溶接した溶接部２に発生する溶接残留応力を低減させるために、ボイラ用メンブレンパネル２０の溶接部２に施工する熱処理方法として、まず、ボイラ用メンブレンパネル２０の配管１に、突合せ溶接した溶接部２を含む前記配管１の外面側に円筒形状の発火物３を設置する。
【００３２】
次に、低合金鋼からなるボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１内部に高温の熱媒体５を流し、この高温の熱媒体５によって配管１を昇温して配管１の外面側に設置した発火物３を発火点まで加熱する。
【００３３】
そして、この熱媒体５による加熱によって配管１の外面に設けられた発火物３を発火させ、発火物３が燃焼する燃焼熱によって前記配管１をさらに加熱し、前記配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部の温度をクリープひずみの発生が非常に顕著な温度である６００℃に到達させることにより、この配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部に発生した溶接残留応力を低減させるものである。
【００３４】
本実施例において、ボイラ用メンブレンパネル２０の配管１を突合せ溶接した溶接部２の熱影響部とは、溶接金属を用いて母材を溶接する溶接部を設けた際に、溶接金属による溶接の入熱に伴う温度変化によって母材の材質の特性が変化する領域のことであり、通常、溶接部の溶接金属と母材との境界から母材側に約１０ｍｍ程度広がった領域を指す。
【００３５】
次に本実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の第１実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法を示している。
【００３６】
図１に示したように、本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法におけるボイラ用メンブレンパネル２０は、内部をボイラ水または蒸気が流れる伝熱管である複数本の配管１と、これらの配管１を所定間隔で溶接によって接合した所定の形状を有するメンブレンバー７とから構成されており、この所定の形状を有する複数枚のメンブレンパネル２０が、配管１の両端で相互に突合せ溶接した溶接部２を設けてボイラ用メンブレンパネル２０を形成し、これらのボイラ用メンブレンパネル２０を複数枚接続することによってボイラ火炉の水壁が形成される構造となっている。
【００３７】
そして本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法におけるボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１は、図２に示したように、隣接する一方のメンブレンパネル２０の配管１の端部と、隣接する他方のメンブレンパネル２０の配管１の端部とを溶接した溶接部２によって接続されている。
【００３８】
そして、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１、メンブレンバー７、及び溶接部２を形成する溶接金属の各材料には、低合金鋼又は炭素鋼の同じ材料がそれぞれ用いられている。
【００３９】
上記したボイラ用メンブレンパネル２０の配管１を相互に突合せ溶接した溶接部に施工する本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法においては、図２に示したように、配管１を突合せ溶接して溶接部２を設けた後に、前記溶接部２を含む一方のメンブレンパネル２０の配管１の端部と、隣接した他方のメンブレンパネル２０の配管１の端部の外表面となる配管１の外周側に、円筒形状の発火物３を設置する。
【００４０】
図２は本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法を施工するメンブレンパネル２０の配管１の端部を突合せ溶接した周方向の溶接部２を含む配管１の断面を示している。
【００４１】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法は、メンブレンパネル２０の配管１の端部の外周側に、配管１の端部を突合せ溶接して溶接部２を設ける施工を行ない、ボイラ火炉の水壁を構成する。
【００４２】
次にボイラ装置の運転停止時（ボイラ装置の起動前又はボイラ装置の運転休止中）に、ボイラ火炉の水壁を構成するボイラ用メンブレンパネル２０の配管１の端部の外周側に、配管１の端部を突合せ溶接して設けた溶接部２を含むように、粉炭と水とを練って混ぜ合わせた粘土状の粉炭を前記配管１の外周側の表面に塗り上げる。
【００４３】
次に前記配管１の外周側の表面に塗り上げた粘土状の粉炭を乾燥させて、例えば円筒形に固体状の発火物３を形成し、配管１の端部の突合せ溶接部２を含む配管１の外周側に前記発火物３を取付ける。
【００４４】
配管１の外周側に取り付けた円筒形の固体状の発火物３を形成する塗り上げられた粘土状の粉炭には、乾燥させて固体にする前に図３Ａ及び図３Ｂに示すように複数個の孔４が、相互に離間し、前記円筒形の固体状の発火物３を長手方向に貫通するように開口されている。
【００４５】
そして、前記配管１の内部に流した高温の熱媒体５で配管１を高温に加熱することによって、配管１の外周側に取付けた固体状の発火物３を加熱して発火させるが、前記発火物３が発火して燃焼する際に前記円筒形の固体状の発火物３を長手方向に貫通する複数個の孔４を通じて空気を前記孔４の内部に取り込ませて、前記発火物３が孔４の内部にまで燃焼するように形成している。
【００４６】
図４は、本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法を施工する場合において、ボイラ用メンブレンパネル２０の配管１の端部を突合せ溶接した溶接部２を含む配管１の外周側に設置した円筒形の固体状の発火物３を燃焼させるために、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の内部に該配管１を加熱させる５００℃の高温の熱媒体５を流した状態を示したものである。
【００４７】
高温の熱媒体５の一例としては、高圧にした沸騰水や高温水蒸気がある。このような高温の熱媒体５を配管１の内部に流動させることによって、配管１及び配管１と接合されているメンブレンバー７の温度が上昇する。
【００４８】
高温の熱媒体５を配管１の内部に流すことによる配管１の温度上昇は、熱媒体５が流れる配管１の内面から始まり、その温度上昇が配管１の外面およびメンブレンバー７に伝わっていく。
【００４９】
配管１の端部を突合せ溶接した溶接部２を含む配管１の外周側に取付けられる粘土状の粉炭を乾燥させて形成した円筒形の固体状である発火物３の発火温度は、粉炭と水の量の割合により異なり２００℃から３００℃である。
【００５０】
そのため、配管１、メンブレンバー７の外面の温度が少なくとも３００℃に到達すれば、溶接部２を含む配管１の外周側に取付けられた粉炭が乾燥した固体状の発火物３は発火して燃焼が始まる。
【００５１】
そして、前記発火物３が燃焼することに伴って燃焼熱が発生する。配管１の内部に流す熱媒体５の温度は５００℃であるため、配管１及びメンブレンバー７は、熱媒体５からの熱伝導により５００℃まで昇温する。
【００５２】
この熱媒体５からの熱伝導による昇温に加えて、溶接部２を含む配管１の外周側に設置した粘土状の粉炭を乾燥した円筒形の固体状の発火物３が燃焼する燃焼熱によって、配管１、メンブレンバー７の温度を更に上昇させることができる。
【００５３】
例えば、メンブレンパネル２０を構成する配管１に関して、外径が４０ｍｍ、厚さが６ｍｍ、長さが２００ｍｍの配管１の部分の温度を１００℃上昇させるために必要な熱量は４６．２ｋJである。
【００５４】
粘土状の粉炭を乾燥させた固体状の発火物３の燃焼熱は、２５０００ｋJ／ｋｇである。燃焼熱のうち１％が配管１の部分の温度上昇に消費されると仮定すると、固体状の前記発火物３として、１８５ｇの粉炭を長さが２００ｍｍに亘って配管１の外周側の部分に設ければ良いことになる。
【００５５】
このようにして、溶接部２を含んだ配管１の外周側に円筒形状に形成した固体の前記発火物３を設置して、配管１内を流れる高温の熱媒体５によって配管１を加熱してこの配管１の外周側に設置した前記発火物３を昇温して発火させ燃焼させることで、溶接部２を含んだ配管１の温度を６００℃に昇温することが可能となり、この結果、溶接部２及び該溶接部２の熱影響部に発生した溶接残留応力を大幅に低減させるものである。
【００５６】
なお、本実施例において熱処理方法の対象となる溶接部２及び該溶接部２の熱影響部の最高到達温度を精度良く制御するには、予め実験により配管１の内部を通る熱媒体５の温度と配管１の温度と、粘土状の粉炭が乾燥した固体の発火物３の発火温度、及び固体の発火物３の質量と発火後の配管１の温度と時間の関係を測定しておき、溶接部２及び該溶接部２の熱影響部の最高到達温度を６００℃にするのに必要な発火物３（粉炭）の質量を決めるのが良い。
【００５７】
図５は、低合金鋼である１１／２Ｃｒ−Ｍｏ鋼を同じ材料の溶接金属で溶接した溶接後の熱処理温度と残留応力の関係を示したものである。横軸に示した熱処理温度を６００℃以上にすることにより、１１／２Ｃｒ−Ｍｏ鋼を溶接した溶接部の残留応力を縦軸に示したように約１２kg／mm２以下に低減させることができる。
【００５８】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法が適用されるボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１、メンブレンバー７、及び溶接部２を形成する溶接金属の各材料には、同じ材料の低合金鋼がそれぞれ用いられているが、これらの低合金鋼に代えて同じ材料の炭素鋼をそれぞれ用いるようにしても良い。
【００５９】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法においては、前記したように、溶接部２を含んだ配管１の外周側に設けた炭粉を乾燥させた固体の発火物３を、配管１の内側を流れる高温の熱媒体５によって昇温し、配管１を６００℃に加熱して該発火物３を発火して燃焼させ、溶接部２及び該溶接部２の熱影響部の最高到達温度を６００℃に昇温することによって、ボイラ用メンブレンパネル２０の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部に発生した溶接残留応力を大幅に低減させるものである。
【００６０】
そして、上記した本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法では、前記発火物３は燃焼した後に灰となる。
【００６１】
前記発火物３が燃焼して生成された灰は、ボイラ装置の運転時の燃焼ガス流により配管１の外周側表面から吹き飛ばされるため、運転中のボイラ装置のメンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２の表面に残留することはない。
【００６２】
以上に述べた本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理プロセスを施工することにより、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２と、該溶接部２の熱影響部は温度を６００℃に到達させることが可能となり、配管１の溶接部２を含む配管１の外周側に設けた炭粉を乾燥させた固体の発火物３を加熱して発火させ、燃焼させることによって配管１の突合せ溶接によって溶接部２と該溶接部２の熱影響部に発生した残留応力を大幅に低減させることができる。
【００６３】
そしてこの結果、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れの発生、および応力腐食割れを進展させる因子の一つである引張残留応力の因子を取り除くことができる。
【００６４】
よって、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れ発生および進展を抑制することができ、ボイラ装置の信頼性の高い運転の継続が可能になる。
【００６５】
本実施例によれば、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管を突合せ溶接した溶接部の熱処理に、工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いずに簡便に熱処理を行なうことを可能として溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置が実現できる。
【実施例２】
【００６６】
本発明の第２実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について、図６を用いて説明する。
【００６７】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法は、図１〜図５に示した第１実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法と基本的な構成は同じなので、両者に共通する説明は省略し、相違する部分についてのみ以下に説明する。
【００６８】
図６に示したように、本発明の第２実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法においては、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に、粘土状の粉炭を乾燥させた固体の発火物３として設置する。
【００６９】
ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の端部同士を突合せ溶接した溶接部２を含んだ配管１の外周側に、粘土状の粉炭を乾燥させた円筒形の固体状の発火物３を取り付けた後に、ボイラ装置を起動させる。
【００７０】
ボイラ装置の起動によってボイラ火炉の内部に燃料を燃焼させて発生した高温の燃焼ガス６が流れるが、この高温の燃焼ガス６をメンブレンパネル２０の配管１同士を突合せ溶接した溶接部２を含む配管１の外周側に流すようにし、前記配管１の溶接部２を含む配管１の外周側に設置され粘土状の粉炭を乾燥させた固体の発火物３に高温の燃焼ガス６が到達すると、この燃焼ガス６による加熱によって発火物３の表面の温度が上昇する。
【００７１】
炭粉を乾燥させた固体の発火物３は、温度が少なくとも３００℃に到達すれば発火して燃焼が始まり、この発火物３の燃焼によって燃焼熱が発生する。
【００７２】
このとき、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する前記配管１の内部にはボイラ装置の通常の起動と同様に蒸気や高温水が流れる。
【００７３】
そして、ボイラ火炉の内部を流れる燃焼ガス６によってボイラ用メンブレンパネル２０が加熱され、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１及び溶接部２を含んだ配管１の温度の外周側に設けた固体の発火物３の温度を前記配管１の外側を流れる燃焼ガス６によって昇温する。
【００７４】
そして、配管１の外側を流れる燃焼ガス６によって前記配管１の外周側に設けた固体の発火物３の温度を、例えば５００℃に昇温させる場合に、前述した第１実施例の場合と同様に、例えば、メンブレンパネル２０を構成する配管１の外径が４０ｍｍ、厚さが６ｍｍ、長さが２００ｍｍの配管１の部分の温度を１００℃上昇させるために必要な熱量は、４６．２ｋJ／ｋｇであり、粘土状の粉炭を乾燥させた固体状の発火物３の燃焼熱は、２５０００ｋJ／ｋｇである。
【００７５】
燃焼熱のうち１％が配管１の部分の温度上昇に消費されると仮定すると、固体状の前記発火物３として、１８５ｇの粉炭を長さが２００ｍｍの範囲に亘って配管１の外周側の部分に設ければ良いことになる。
【００７６】
このようにして、溶接部２を含んだ配管１の外周側に円筒形状に形成した固体の前記発火物３を設置して、配管１の外側を流れる高温の燃焼ガス６によって前記溶接部２を含む配管１の外周に設置した発火物３を加熱し点火してこの配管１の外周側に設置した前記発火物３を燃焼させることで、配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部の温度を６００℃に昇温することが可能となり、この結果、溶接部２及び該溶接部２の熱影響部に発生した溶接残留応力を大幅に低減させるものである。
【００７７】
なお、本実施例においても熱処理方法の対象となる溶接部２及び該溶接部２の熱影響部の最高到達温度を精度良く制御するには、予め実験により配管１の外側を流れる燃焼ガス６の温度と配管１の温度と、粘土状の粉炭が乾燥した固体の発火物３の発火温度、及び固体の発火物３の質量と発火後の配管１の温度と時間の関係を測定しておき、溶接部２及び該溶接部２の熱影響部の最高到達温度を６００℃にするのに必要な発火物３（粉炭）の質量を決めるのが良い。
【００７８】
本実施例の場合も第１実施例の場合と同じく、図５から明らかなように、１１／２Ｃｒ−Ｍｏ鋼を同じ材料の溶接金属で溶接した溶接後の熱処理温度と残留応力の関係を示したように、横軸に示した熱処理温度を６００℃以上にすることにより、１１／２Ｃｒ−Ｍｏ鋼を溶接した溶接部の残留応力を縦軸に示したように約１２kg／mm２以下に低減させることができる。
【００７９】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法においては、前記したように、本実施例に使用する溶接部２を含んだ配管１の外周側に設けた炭粉が乾燥した固体の発火物３は、配管１の外側を流れる燃焼ガス６によって配管１を６００℃に加熱して該発火物３を燃焼させるが、前記発火物３は燃焼後に灰になる。
【００８０】
そして前記発火物３が燃焼して生成された灰は、ボイラ装置の運転時の燃焼ガス流により配管１の外周側表面から吹き飛ばされるため、運転中のボイラ装置のメンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部の表面に残留することはない。
【００８１】
本実施例では、溶接部に設置した粘土状の粉炭が乾燥した固体の発火物３の燃焼を起動時の高温の燃焼ガス流６で加熱して実施するものであり、プラントの起動前に、溶接部２を含んだ配管１の外周側に粘土状の粉炭を乾燥させた固体の発火物３を設置しておけば、その他は通常のボイラ装置の起動を実施すれば良い。
【００８２】
以上に述べた本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理プロセスを施工することにより、メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２と、該溶接部２の熱影響部は温度を６００℃に到達させることが可能となり、配管１の溶接部２を含む配管１の外周側に設けた炭粉を乾燥させた固体の発火物３を燃焼させることによって配管１の溶接で溶接部２と該溶接部２の熱影響部に発生した残留応力が大幅に低減される。
【００８３】
そしてこの結果、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れの発生、および応力腐食割れを進展させる因子の一つである引張残留応力の因子を取り除くことができる。
【００８４】
よって、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れ発生および進展を抑制することができ、ボイラ装置の信頼性の高い運転の継続が可能になる。
【００８５】
本実施例によれば、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管を突合せ溶接した溶接部の熱処理に、工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いずに簡便に熱処理を行なうことを可能として溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置が実現できる。
【実施例３】
【００８６】
本発明の第３実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について、図７を用いて説明する。
【００８７】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法は、図１〜図５に示した第１実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法と基本的な構成は同じなので、両者に共通する説明は省略し、相違する部分についてのみ以下に説明する。
【００８８】
図７に示したように、本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法においては、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に、粘土状の粉炭を乾燥させた固体の発火物３ｂとして設置する。
図７に示した本実施例で使用するボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に設置した粘土状の粉炭を乾燥させた固体の発火物３ｂは、ボイラ用メンブレンパネル２０の配管１の溶接部２に溶接後熱処理を施工するのに最も好ましい温度分布を示している。
【００８９】
即ち、配管１の平均半径をＲ、配管１の厚さをｔとした場合、溶接部２の残留応力は溶接部２の中心から２．５（Ｒｔ）1/2までの範囲に分布することが知られている。そのため、この溶接部２の中心から２．５（Ｒｔ）1/2までの範囲Ｌとなる、配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に設ける前記発火物３ｂを設置する中央部の領域は、溶接部２の残留応力が顕著に低減する温度である６００℃以上に到達することが好ましい。
【００９０】
一方、配管１の溶接部２及び溶接部２の近傍となる配管１の温度分布は勾配を持って分布するのが良い。
【００９１】
そのため、配管１の溶接部２の中心から２．５（Ｒｔ）1/2までの範囲Lの範囲内となる中央部の領域では、配管１の外周側の表面に設けた発火物３ｂの厚さは一定にしておき、溶接部２の中心からの距離が前記した溶接部２の中心から２．５（Ｒｔ）1/2までの範囲Ｌよりも離れた範囲外となる配管１の端部の領域では、勾配を持たせて発火物３ｂの厚さを徐々に薄くするのが良い。
【００９２】
これにより、配管１の溶接部２の温度分布の勾配を溶接部２の中心から配管１の端部の領域に亘って緩やかにすることができ、急峻な温度分布に起因した残留応力の発生を抑制することができる。
【００９３】
尚、説明は省略したが、配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に設ける前記発火物３ｂを加熱して点火し燃焼させるのは、第１実施例に示した高温の熱媒体５又は第２実施例に示した高温の燃焼ガス６のどちらであっても良い。
【００９４】
以上に述べた本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理プロセスを施工することにより、メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２と、該溶接部２の熱影響部は温度を６００℃に到達させることが可能となり、配管１の溶接部２を含む配管１の外周側に設けた炭粉を乾燥させた固体の発火物３ｂを燃焼させることによって配管１の溶接で溶接部２と該溶接部２の熱影響部に発生した残留応力が大幅に低減される。
【００９５】
そしてこの結果、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れの発生、および応力腐食割れを進展させる因子の一つである引張残留応力の因子を取り除くことができる。
【００９６】
よって、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れ発生および進展を抑制することができ、ボイラ装置の信頼性の高い運転の継続が可能になる。
【００９７】
本実施例によれば、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管を突合せ溶接した溶接部の熱処理に、工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いずに簡便に熱処理を行なうことを可能として溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置が実現できる。
【実施例４】
【００９８】
本発明の第４実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について、図８を用いて説明する。
【００９９】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法は、図１〜図５に示した第１実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法と基本的な構成は同じなので、両者に共通する説明は省略し、相違する部分についてのみ以下に説明する。
【０１００】
図８に示したように、本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法においては、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に、練炭８で２分割に形成した円筒形状の発火物３ｃを設置して前記配管１に取り付ける。
【０１０１】
本実施例に使用する溶接部２を含んだ配管１の外周側に設けた前記発火物３ｃは、２分割に形成した円筒形状の練炭８を用いて構成しており、メンヅレンバー７の一部を含む溶接部２を含んだ配管１の外表面の形状に一致するように、その形状を２分割に形成した円筒形状に形成し、当該溶接部２の表面とメンヅレンバー７の一部及び前記配管１の端部とが、前記２分割に形成した円筒形状の練炭８で形成した発火物３ｃによって覆われるようにして、前記配管１の突合せ溶接部２を含む配管１の外周に前記発火物３ｃを密着させて設置したものである。
【０１０２】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理プロセスを施工することにより、メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２と、該溶接部２の熱影響部は温度を６００℃に到達させることが可能となり、配管１の溶接部２を含む配管１の外周側に設けた練炭８で形成した発火物３ｃを燃焼させることによって配管１の溶接で溶接部２と該溶接部２の熱影響部に発生した残留応力が低減される。
【０１０３】
そしてこの結果、配管１の溶接部２における応力腐食割れの発生、および応力腐食割れを進展させる因子の一つである引張残留応力の因子を取り除くことができる。よって、溶接部２における応力腐食割れ発生および進展を抑制することができ、ボイラ装置の信頼性の高い運転の継続が可能になる。
【０１０４】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理プロセスにおいては、溶接部２を含む配管１の外面の形状に一致するように、予め２分割構造の円筒形状に形成された練炭８で形成した発火物３ｃを施工対象部の数だけ準備しておき、配管１の突合せ溶接後に前記溶接部２を含む配管１の外面に前記発火物３ｃを取り付けることにより、発火物３ｃを個別に前記溶接部２を含む配管１の外面に取り付ける場合に比較して、溶接部２を含む配管１の外面に前記発火物３ｃを設置するのに要する時間を大幅に短縮することができる。
【０１０５】
また、本実施例で使用する練炭８で形成した円筒形状の発火物３ｃには、第１実施例の図３Ａ及び図３Ｂに示したものと同様に、複数個の孔４を相互に離間させて前記円筒形の固体状の発火物３ｃを長手方向に貫通するように開口されている。
【０１０６】
そして、前記配管１の内部に流した熱媒体５で配管１を高温に加熱するか、或いは前記配管１の外部を流れる燃焼ガス６によって、配管１の外周側に取付けた練炭８で形成した前記発火物３ｃを発火させるが、前記発火物３ｃが燃焼する際に前記練炭８で形成した円筒形の発火物３ｃを長手方向に貫通するように形成させた複数個の孔４を通じて空気をこれらの孔４の内部にまで取り込ませて、前記発火物３ｃが内部にまで燃焼するようにしている。
【０１０７】
尚、本実施例において、溶接部２を含む配管１の外面に練炭８で形成した発火物３ｃを発火させる方法は、第１実施例に示した配管１の内部に高温の熱媒体５を流して加熱する場合でも、第２実施例に示したボイラ装置を起動させ配管１の外部に高温の燃焼ガス６を流して加熱する場合の何れであっても良い。
【０１０８】
以上に述べた本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理プロセスを施工することにより、メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２と、該溶接部２の熱影響部は温度を６００℃に到達させることが可能となり、配管１の溶接部２を含む配管１の外周側に設けた練炭８で形成した発火物３ｃを燃焼させることによって配管１の溶接で溶接部２と該溶接部２の熱影響部に発生した残留応力が大幅に低減される。
【０１０９】
そしてこの結果、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れの発生、および応力腐食割れを進展させる因子の一つである引張残留応力の因子を取り除くことができる。
【０１１０】
よって、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れ発生および進展を抑制することができ、ボイラ装置の信頼性の高い運転の継続が可能になる。
【０１１１】
本実施例によれば、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管を突合せ溶接した溶接部の熱処理に、工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いずに簡便に熱処理を行なうことを可能として溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置が実現できる。
【実施例５】
【０１１２】
本発明の第５実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について、図９を用いて説明する。
【０１１３】
図９に示した本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法は、図１〜図５に示した第１実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法と基本的な構成は同じなので、両者に共通する説明は省略し、相違する部分についてのみ以下に説明する。
【０１１４】
図９に示したように、本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法においては、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に設けた発火物３ｄとして木炭９を用いており、これらの木炭９を鋼製のワイヤからなる網状（金網）の覆い１０により収容して発火物３ｄを構成し、この発火物３ｄを配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側のメンブレンバー７に設置したものである。
【０１１５】
発火物３ｄを構成する木炭９を内部に収容した前記金網の覆い１０の端部は、スポット溶接によりメンブレンバー７に簡単に接合させることが出来る。また、発火物３ｄとして木炭９を用いることにより、溶接部２を含んだ配管１の外周側に発火物３ｄを設置するのに要する時間を短縮することができる。
【０１１６】
即ち、金網の覆い１０を用いているので、発火物３ｄを内部に収容させた状態で前記金網の覆い１０を配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側のメンブレンバー７に簡単に取り付けることが可能となる。
【０１１７】
発火物３ｄを構成する網状の覆い１０の内部に収容した発火物３ｄである木炭９を発火させる方法は、実施例１のように配管１の内部に高温の熱媒体を流して加熱する場合であっても、実施例２のようにボイラ装置を起動させて配管１の外部に燃焼ガス６を流す場合の何れであっても良い。
【０１１８】
網状の覆い１０の内部に収容した発火物３ｄである木炭９を発火して燃焼させることにより、網状の覆い１０はそのままの状態で配管１の溶接部２と該溶接部２の熱影響部を加熱することができる。
【０１１９】
以上に述べた本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理プロセスを施工することにより、メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２と、該溶接部２の熱影響部は温度を６００℃に到達させることが可能となり、配管１の溶接部２を含む配管１の外周側に網状の覆い１０の内部に収容した木炭９の発火物３ｄを燃焼させることによって配管１の溶接によって溶接部２と該溶接部２の熱影響部に発生した残留応力が大幅に低減される。
【０１２０】
そしてこの結果、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れの発生、および応力腐食割れを進展させる因子の一つである引張残留応力の因子を取り除くことができる。
【０１２１】
よって、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れ発生および進展を抑制することができ、ボイラ装置の信頼性の高い運転の継続が可能になる。
【０１２２】
本実施例によれば、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管を突合せ溶接した溶接部の熱処理に、工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いずに簡便に熱処理を行なうことを可能として溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置が実現できる。
【実施例６】
【０１２３】
本発明の第６実施例であるボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法について、図１０を用いて説明する。
【０１２４】
本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法は、図１〜図５に示した第１実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法と基本的な構成は同じなので、両者に共通する説明は省略し、相違する部分についてのみ以下に説明する。
【０１２５】
図１０に示したように、本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法においては、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に、発火物３ｅを設置して前記配管１に取り付ける。
【０１２６】
本実施例に使用する溶接部２を含んだ配管１の外周側に設ける前記発火物３ｅは、発火温度が相対的に低い材料の円筒状の内側層１２と、発火温度が円筒状の内側層１２の発火温度よりも相対的に高い材料の円筒状の外側層１３との２層から構成されており、発火温度が相対的に高い材料の外側層１３の燃焼熱は、発火温度が相対的に低い材料の内側層１２の燃焼熱よりも大きくなるように、外側層１３及び内側層１２のそれぞれの材料を選定している。
【０１２７】
そして、発火温度が相対的に低い材料の内側層１２を溶接部２の外周側の表面に設置して乾燥させた後に、前記内側層１２の外側に発火温度が相対的に高い材料の外側層１３を設置して乾燥させることで、前記内側層１２と外側層１３との二層構造の発火物３ｅを配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に設置する構成としている。
【０１２８】
発火温度が相対的に低い材料の内側層１２に使用する材料には木炭を用いている。木炭は、発火温度は２００℃〜３００℃である。また、発火温度が相対的に高い材料の外側層１３に使用する材料にはコークスを用いている。コークスの発火温度は４００℃であり発火すると高い燃焼熱を発する。
【０１２９】
このようにボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２を含んだ配管１の外周側に、内側層１２及び外側層１３を備えた前記発火物３ｅを配置した後に、配管１の内部に温度が５００℃の熱媒体５を流して配管１を加熱する。
【０１３０】
配管１の温度が３００℃になると発火物３ｅを構成する内側層１２に使用された木炭が発火し、この内側層１２の木炭の発火により、発火物３ｅを構成する内側層１２の外周側に設置した外側層１３のコークスが着火する。
【０１３１】
この外側層１３のコークスの燃焼により燃焼熱が発生して、配管１溶接部２が加熱され、配管１の溶接部２と、該溶接部２の熱影響部は最高到達温度を６００℃以上にすることができる。
【０１３２】
以上に述べた本実施例のボイラ用メンブレンパネルの熱処理プロセスを施工することにより、メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２と、該溶接部２の熱影響部は温度を６００℃に到達させることが可能となり、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の配管１の溶接部２を含む配管１の外周側に設けた発火物３ｅを構成する内側層１２及び外側層１３を燃焼させることによって配管１の溶接で溶接部２及び該溶接部２の熱影響部に発生した残留応力が大幅に低減される。
【０１３３】
そしてこの結果、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れの発生、および応力腐食割れを進展させる因子の一つである引張残留応力の因子を取り除くことができる。
【０１３４】
よって、ボイラ用メンブレンパネル２０を構成する配管１の溶接部２及び該溶接部２の熱影響部における応力腐食割れ発生および進展を抑制することができ、ボイラ装置の信頼性の高い運転の継続が可能になる。
【０１３５】
本実施例によれば、ボイラ用メンブレンパネルを構成する配管を突合せ溶接した溶接部の熱処理に、工数を要する電気ヒータやバーナ等を用いずに簡便に熱処理を行なうことを可能として溶接部の引張残留応力の因子を取り除き、ボイラ用メンブレンパネルの溶接部における応力腐食割れの発生や応力腐食割れの進展を抑制してボイラの信頼性の高い運転の継続を可能にしたボイラ用メンブレンパネルの熱処理方法およびこの熱処理を実施したボイラ装置が実現できる。
【符号の説明】
【０１３６】
１：配管、２：溶接部、３、３ｂ、３ｃ、３ｄ：発火物、４：孔、５：熱媒体、６：燃焼ガス、７：メンブレンバー、８：練炭、９：木炭、１０：網状の覆い、１１：スポット溶接、１２：発火温度が相対的に低い材料の内層、１３：発火温度が相対的に高い材料の外層、２０：メンブレンパネル。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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