(57)【要約】【課題】容器の溶接継手部の外面に生じた残留引張応力を低減する。【解決手段】応力腐食割れの発生を助長する環境で使用される容器１０の溶接継手部１４、１５の外面１９の残留引張応力を低減する残留応力改善方法であって、容器１０全体を高温に加熱した後、容器１０の内面１６が冷却液体１７に接しないように容器１０を冷却液体１７に浸漬して、容器１０の外面１９のみを冷却することで、容器１０の外面１９を容器１０の内面１６より収縮させて、溶接継手部１４、１５の外面１９に圧縮応力を生じさせるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
応力腐食割れの発生を助長する環境で使用される容器の溶接継手部外面の残留引張応力を低減する残留応力改善方法であって、
上記容器全体を高温に加熱した後、上記容器内面が冷却液体に接しないように上記容器を冷却液体に浸漬して、上記容器外面のみを冷却することで、上記容器外面を上記容器内面より収縮させて、上記溶接継手部外面に圧縮応力を生じさせるようにすることを特徴とする残留応力改善方法。
【請求項２】
上記容器全体を、上記溶接継手部が劣化する温度を超えない温度に加熱する請求項１に記載の残留応力改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力腐食割れの発生を助長する環境で使用される容器の溶接継手部外面の残留引張応力を低減する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
容器外面に海水に含まれる塩素（Ｃｌ）等の応力腐食割れ（Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ；ＳＣＣ）の発生を助長する物質が付着する環境で使用される容器（タンク）は、ＳＣＣ感受性を有する材料（例えば、ステンレス鋼やニッケル基合金等）にて構成されている。このような容器の溶接継手部においては、溶接継手部外面に引張応力が残留し且つ溶接継手部外面にＳＣＣ発生を助長する物質が付着することで、ＳＣＣが発生することがある。
【０００３】
ＳＣＣの発生を助長する環境で使用される容器においては、ＳＣＣの発生を防止するために、容器に耐ＳＣＣ感受性を有する材料を使用したり、又は、容器表面にＳＣＣを助長する物質が直接接触しないように塗装等の表面処理を施すことが考えられる。しかし、耐ＳＣＣ感受性を有する材料は、特殊材料であり高価である。また、耐ＳＣＣ感受性を有する材料は一般的に溶接が難しく、高度な技術が必要となる。また、塗装等の表面処理は、環境や作業者への負荷が大きい。
【０００４】
原子力プラントにおいては、ＳＣＣの発生を防止するために、高周波誘導加熱残留応力改善方法（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ；ＩＨＳＩ）が行われている（特許文献１等参照）。この高周波誘導加熱残留応力改善方法は、原子炉圧力容器の配管等の溶接継手部の内面に生じた残留引張応力を除去するために、溶接継手部外周に高周波誘導コイルを配置し、高周波誘導コイルに高周波電流を流して溶接継手部及びその近傍の部分を加熱し、配管内に冷却水を流すことで、応力改善に必要な内外面温度差を発生させて、溶接継手部内面に生じた残留引張応力を低減するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２６１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の高周波誘導加熱残留応力改善方法は、配管の溶接継手部内面に生じた残留引張応力を低減するものであり、容器の溶接継手部外面の残留引張応力の低減には適用ができなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、容器の溶接継手部外面に生じた残留引張応力を低減することができる残留応力改善方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、応力腐食割れの発生を助長する環境で使用される容器の溶接継手部外面の残留引張応力を低減する残留応力改善方法であって、上記容器全体を高温に加熱した後、上記容器内面が冷却液体に接しないように上記容器を冷却液体に浸漬して、上記容器外面のみを冷却することで、上記容器外面を上記容器内面より収縮させて、上記溶接継手部外面に圧縮応力を生じさせるようにするものである。
【０００９】
ここで、上記容器全体を、上記溶接継手部が劣化する温度を超えない温度に加熱しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容器の溶接継手部外面に生じた残留引張応力を低減することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る残留応力改善方法を説明するための容器の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線矢視図である。図２は、容器を冷却液体に浸漬した状態を示す、容器及び液体槽の側断面図である。図３は、図１（ｂ）のＡ部拡大図である。
【００１３】
図１に示す容器（圧力容器やその他容器等）１０は、容器外面に海水に含まれる塩素（Ｃｌ）等のＳＣＣの発生を助長する物質が付着する環境で使用されるものである。
【００１４】
図１に示すように、容器１０は、複数の母材１１、１２、１３と、母材１１と母材１２とを接合する溶接継手部（縦溶接継手部）１４と、母材１１及び母材１２と母材１３とを接合する溶接継手部（周溶接継手部）１５とからなる。これら母材１１、１２、１３、及び、溶接継手部１４、１５は、ＳＣＣ感受性を有する材料（例えば、ステンレス鋼やニッケル基合金等）からなる。
【００１５】
次に、本実施形態に係る残留応力改善方法について説明する。
【００１６】
本実施形態に係る残留応力改善方法は、容器１０製造の最後の工程、つまり少なくとも溶接継手部１４、１５を形成する溶接工程よりも後の工程で行うものとする。
【００１７】
まず、容器１０を炉等（図示せず）を用いて容器１０全体を加熱する。その際、容器１０全体を、溶接継手部１４、１５が劣化する温度を超えない温度（例えば、６００℃程度）に加熱する。
【００１８】
次いで、図２に示すように、加熱した高温状態の容器１０をクレーン等（図示せず）で吊り下げ、容器１０の内面１６が冷却液体（冷却水又は冷却油）１７に接しないように（つまり、容器１０の内部に冷却液体１７が入らないように）容器１０を液体槽（水槽又は油槽）１８内の冷却液体１７に浸漬して、容器１０の外面１９のみを冷却する。このように、容器１０の内面１６が冷却液体１７に接しないようにしつつ、冷却液体１７により容器１０の外面１９のみを冷却することで、溶接継手部１４、１５及びその近傍の部分に残留応力の改善に必要な大きな内外面温度差を発生させることが可能となる。
【００１９】
例えば、冷却液体１７の温度は２０℃程度とする。容器１０を冷却液体１７に浸漬する際には、液体槽１８に設けられる撹拌装置（図示せず）により冷却液体１７を適宜撹拌することで、容器１０の外面１９を効率的に（均一に）冷却することができる。
【００２０】
本実施形態に係る残留応力改善方法の作用を説明する。
【００２１】
本実施形態に係る容器１０においては、図３に示すように、溶接時の入熱・冷却に起因して、母材１１、１２、１３と溶接継手部１４、１５との境界である熱影響部（Ｈｅａｔ−Ａｆｆｅｃｔｅｄ  Ｚｏｎｅ）２０においてクロム（Ｃｒ）が欠乏すると共にその熱影響部２０の外面１９に残留引張応力Ｓが作用し、且つ、その熱影響部２０の外面１９に塩素（Ｃｌ）等のＳＣＣ発生を助長する物質が付着することで、熱影響部２０においてＳＣＣが発生することがあることが判っている。
【００２２】
そこで、本実施形態では、容器１０全体を高温に加熱した後、容器１０の内面１６が冷却液体１７に接しないように容器１０を冷却液体１７に浸漬して、容器１０の外面１９のみを冷却することで、容器１０の外面１９を容器１０の内面１６より収縮させて、溶接継手部１４、１５及びその近傍の部分の外面１９に生じた残留引張応力ＳをＳＣＣが発生しない程度に十分に低減し、又は、溶接継手部１４、１５及びその近傍の部分の外面１９に圧縮応力を生じさせるようにしている。このように、本実施形態によれば、ＳＣＣ発生の原因の一つである溶接継手部１４、１５の外面１９に生じた残留引張応力Ｓを低減して、ＳＣＣの発生を防止することが可能となる。
【００２３】
また、本実施形態では、容器１０を液体槽１８内の冷却液体１７に浸漬することで、容器１０の外面１９を冷却するものとしたため、溶接継手部１４、１５の外面１９を均一に冷却することが可能となる。
【００２４】
また、本実施形態によれば、溶接継手部１４、１５の外面１９に生じた残留引張応力Ｓを低減することができるため、容器１０に高価な耐ＳＣＣ感受性を有する材料を使用する必要はなくなり、また溶接も汎用技術で対応することが可能となる。また、容器１０の表面に塗装等の表面処理を施す必要がなくなり、環境や作業者に負荷を与えることがなくなる。
【００２５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【００２６】
例えば、容器１０の内部への冷却液体１７の浸入を防止するために、容器１０を液体槽１８内の冷却液体１７に浸漬する際に、容器１０に蓋を仮止めしておいても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る残留応力改善方法を説明するための容器の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線矢視図である。
【図２】図２は、容器を冷却液体に浸漬した状態を示す、容器及び液体槽の側断面図である。
【図３】図３は、図１（ｂ）のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  容器
１４  溶接継手部（縦溶接継手部）
１５  溶接継手部（周溶接継手部）
１６  内面
１７  冷却液体
１９  外面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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