(57)【要約】【課題】被溶射対象物表面のき裂を封止して環境隔離することによりき裂の進展を防止又は抑制する。【解決手段】溶射装置は、溶射粒子を供給する溶射粒子供給機１２と、燃料を供給する燃料供給機１３と、酸素を供給する酸素供給機１４と、供給された燃料および酸素の反応熱を用いて溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面４１に衝突させることにより被溶射対象物表面４１に圧縮応力が残留する溶射皮膜４５を形成する溶射ガン１１と、を有する。【選択図】図２
2007191780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射粒子を供給する溶射粒子供給機と、
燃料を供給する燃料供給機と、
酸素を供給する酸素供給機と、
前記供給された燃料および酸素の反応熱を用いて前記溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面に衝突させることによりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射ガンと、
を有することを特徴とする溶射装置。
【請求項２】
高圧ガスを供給する高圧ガス供給機と、
この高圧ガス供給機から供給された高圧ガスで溶射粒子を圧入する溶射粒子供給機と、
前記高圧ガス供給機から供給された高圧ガスを加熱する加熱ヒータと、
前記加熱された高圧ガスを導入して前記溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面に衝突させることによりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射ガンと、
を有することを特徴とする溶射装置。
【請求項３】
前記溶射ガンの周囲に水から遮蔽された環境下で溶射を行うためのシールドカバーを具備すること、を特徴とする請求項１又は２記載の溶射装置。
【請求項４】
前記溶射ガンの外周部に水から局所的に遮蔽された環境下で溶射を行うための局所チャンバを具備すること、を特徴とする請求項１又は２記載の溶射装置。
【請求項５】
前記溶射ガンの先端又はその近傍に溶射状況を観察するためのモニタリング装置を具備すること、を特徴とする請求項１又は２記載の溶射装置。
【請求項６】
前記溶射ガンから噴出した溶射粒子のうち被溶射対象物に衝突して溶射皮膜として形成されなかった溶射粒子を吸引して回収する回収装置を具備すること、を特徴とする請求項１又は２記載の溶射装置。
【請求項７】
熱源を用いて溶射粒子を加熱し加速させる溶射粒子加速ステップと、
この加熱され加速された溶射粒子を被溶射対象物表面に衝突させる溶射粒子衝突ステップと、
この衝突した溶射粒子によりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成ステップと、
を有することを特徴とする溶射方法。
【請求項８】
前記熱源は、燃料および酸素を反応させて形成した燃焼エネルギーであること、を特徴とする請求項７記載の溶射方法。
【請求項９】
前記熱源は、圧縮空気または不活性ガスを加圧し加熱して形成した高圧ガスエネルギーであること、を特徴とする請求項７記載の溶射方法。
【請求項１０】
前記溶射粒子衝突ステップは、前記溶射粒子を被溶射対象物表面に付着しない条件で衝突させることにより、この被溶射対象物表面が清浄化される溶射前処理ステップをさらに有すること、を特徴とする請求項７記載の溶射方法。
【請求項１１】
前記溶射皮膜形成ステップは、前記被溶射対象物表面に少なくとも１層の圧縮応力が残留する溶射皮膜が形成されること、を特徴とする請求項７記載の溶射方法。
【請求項１２】
前記溶射皮膜が水中において被溶射対象物表面に形成されること、を特徴とする請求項７記載の溶射方法。
【請求項１３】
前記被溶射対象物表面のき裂があるときは、このき裂の上面に前記溶射皮膜を形成して補修が行われること、を特徴とする請求項７記載の溶射方法。
【請求項１４】
前記被溶射対象物表面のき裂があるときは、このき裂を加工により取除いた部位の上面に前記溶射皮膜を形成して補修が行われること、を特徴とする請求項７記載の溶射方法。
【請求項１５】
原子炉炉内構造物の前記被溶射対象物表面に溶射皮膜を形成して補修が行われること、を特徴とする請求項７、１３又は１４記載の溶射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、経年使用された原子力プラントにおいては、酸素濃度の高い高温、高圧水に長期間曝された影響により、原子炉内構造物の溶接部に割れの発生が見られる場合がある。ほとんどの場合、この経年劣化により原子炉内構造物に発生するき裂は応力腐食割れ（Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ：以下、ＳＣＣという。）である。このＳＣＣは、プラント建設時の溶接に伴う熱影響部において、材料の劣化、引張残留応力、高酸素環境下という３つの要因が複合的に影響した場合に発生する。したがって、応力腐食割れの発生及び進展を抑制するためには上記３項目のうち１つを改善すればよいことが確認されている。
【０００３】
上述の原子炉内の炉内構造物等に発生するＳＣＣの対策として、予防保全措置や補修がなされていることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
この予防保全措置としては、原子炉の炉内構造物等に対して水中でプラズマ溶射法により被溶射対象物表面に皮膜を形成している。このプラズマやアーク等を熱源として溶射を行うと、プラズマフレーム中を溶射粒子が飛行する際に加熱され溶融された状態で基材に付着する。この付着した粒子は冷却過程において熱応力を発生させる。この熱応力は、最終的には構造物の皮膜に引張応力を発生させることになる。
【特許文献１】特開平０８−２０９３２２号公報
【特許文献２】特開平０８−２２５９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、予防保全措置として、原子炉の炉内構造物等に対して水中でプラズマ溶射法により被溶射対象物表面に皮膜を形成している。
【０００６】
しかしながら、この水中プラズマ溶射法では、形成された皮膜が引張残留応力となるため、密着強度が低いので剥がれ易い皮膜しか形成できない、という課題があった。
【０００７】
また、０．３ｍｍを超えるような厚膜形成は非常に困難であった。このために、皮膜を厚膜化しようとすると気孔を多く含むポーラスな構造に限定される、という課題があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、被溶射対象物表面のき裂を封止して環境隔離することによりき裂の進展を防止又は抑制することができる溶射装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の溶射装置においては、溶射粒子を供給する溶射粒子供給機と、燃料を供給する燃料供給機と、酸素を供給する酸素供給機と、前記供給された燃料および酸素の反応熱を用いて前記溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面に衝突させることによりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射ガンと、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明の溶射装置においては、高圧ガスを供給する高圧ガス供給機と、この高圧ガス供給機から供給された高圧ガスで溶射粒子を圧入する溶射粒子供給機と、前記高圧ガス供給機から供給された高圧ガスを加熱する加熱ヒータと、前記加熱された高圧ガスを導入して前記溶射粒子を加熱し加速して被溶射対象物表面に衝突させることによりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射ガンと、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明の溶射装置方法においては、熱源を用いて溶射粒子を加熱し加速させる溶射粒子加速ステップと、この加熱され加速された溶射粒子を被溶射対象物表面に衝突させる溶射粒子衝突ステップと、この衝突した溶射粒子によりこの被溶射対象物表面に圧縮応力が残留する溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成ステップと、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の溶射装置及びその方法によれば、溶射装置を用いて被溶射対象物表面に溶射粒子を溶射することにより、被溶射対象物表面に形成された溶射皮膜の応力を圧縮残留応力とすることができ、さらにこの被溶射対象物表面のき裂を封止して環境隔離することによりき裂の進展を防止又は抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る溶射装置及びその方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態の溶射装置を原子炉内構造物に適用した例を示す縦断面図である。
【００１５】
本図に示すように、図示しない原子炉圧力容器内には、原子炉炉内構造物６１が設置されている。この原子炉炉内構造物６１は、胴部等を形成するシュラウド２を有している。このシュラウド２の内部には、図示しない複数の燃料集合体を装荷してこの上部を支持する上部格子板３が設置されている。また、この燃料集合体の下部は、シュラウド２内の図示しない炉心支持板で支持されている。上記の、胴部等を形成するシュラウド２は複数の板を溶接して構成されるので、シュラウド２の表面には複数の縦横の溶接線４が存在する。
【００１６】
一般に経年使用された原子力プラントにおいては、上記の原子炉内構造物６１のシュラウド２の溶接線４は酸素濃度の高い高温、高圧水に曝された影響により、割れの発生が見られる場合がある。ほとんどの場合この割れは、この経年劣化により生じたＳＣＣである。このＳＣＣは、プラント建設時の溶接に伴う熱影響部において、材料の劣化、引張残留応力、高酸素環境下という３つの要因が複合的に影響した場合に発生する。したがって、ＳＣＣの発生及び進展を抑制するためには上記３項目のうち１つを改善すればよいことが知られている。
【００１７】
ここでは、被溶射対象物表面の上記き裂を溶射により封止して環境隔離することによりき裂の進展を抑制するために、原子炉炉内構造物６１の予防保全又は補修を行うための溶射装置１が配置されている。この溶射法として、高速フレーム溶射法またはコールドスプレー法等がある。この手法は、形成された溶射皮膜の応力状態を圧縮応力とすることにより、き裂の進展を抑制するプロセスを用いるものである。
【００１８】
なお、上記の溶射装置１は、シュラウド２内の上部格子板３を通過して被溶射対象物である溶接線４の近傍までは図示しないアクセス装置により搬送される。
【００１９】
図２は、高速フレーム溶射法を用いた溶射装置の概略構造を示す構成図である。
【００２０】
本図に示すように、高速フレーム溶射装置である高速フレーム溶射ガン１１は、この内部に燃料および酸素ガスが導入され、燃焼反応を利用して溶射フレーム２３を形成するものである。
【００２１】
上記の高速フレーム溶射ガン１１の燃料・酸素混合室２１の内部には、溶射粒子供給機１２から配管を経由して溶射粒子や溶射粉末が導入される。燃料供給機１３から燃料が配管を介して燃料・酸素混合室２１の内部に供給される。また、酸素供給機１４から配管を経由して酸素も導入される。
【００２２】
ここで用いられる燃料としては、ケロシン（灯油）に代表される液体燃料やプロピレンや水素等の気体燃料であり、酸素と混合して点火することにより溶射フレーム２３を形成できるものであればよい。この点火装置は高速フレーム溶射ガン１１の内部に設けてもよいし、高速フレーム溶射ガン１１の外部に別途設けてもかまわない。点火方法としては電気的に発生させる火花を用いるのが一般的であるが、直接火を近づけて点火してもかまわない。
【００２３】
この形成された溶射フレーム２３は、速度が１４００〜３０００ｍ／ｓとマッハ単位の高速フレームとなり、かつフレームの温度が３０００℃以下とプラズマ溶射の１００００℃に比較して低温である。この溶射フレーム２３内に溶射粒子供給機１２から被溶射対象物表面４１に表面層である溶射皮膜４５を形成したい材質の溶射粒子を粉末供給ガスと共に供給する。この際、溶射粒子の粒径は材質に応じて０．５〜２００μｍの範囲で選定して使用する。また、本図では高速フレーム溶射ガン１１の内部から溶射粒子を供給する構造となっているが、この溶射粒子を高速フレーム溶射ガン１１の外部から供給する方式でもかまわない。
【００２４】
上記の溶射粒子や溶射粉末は、図１に示すような原子炉炉内構造物６１であるシュラウド２の内部の溶接線４近傍に溶射を行うときは、シュラウド２と同じ材料であるステンレス系の材料としてＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌの粉末が用いられ、粒径としては５〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００２５】
ここで、上記の高速フレーム溶射法により施工した溶射試験の結果について説明する。
【００２６】
図３は、図２の高速フレーム溶射法により溶射試験を行った際の溶射条件を示す表である。上記溶射粒子を用いて図３に示す条件にて高速フレーム溶射法により溶射を行った。被溶射対象物表面に衝突する際の溶射粒子の状態をモニタリング装置で測定した。溶射粒子の温度は１５００〜２０００℃、また溶射粒子の速度は５００〜１０００ｍ／ｓであった。この条件の下で被溶射対象物に溶射施工を行った結果、形成された皮膜の応力は−４００〜０ＭＰａの間の値を示し、圧縮応力が残留した状態であった。
【００２７】
本実施の形態によれば、高速フレーム溶射法溶射装置を用いて被溶射対象物表面に溶射することにより、被溶射対象物表面に形成された溶射皮膜の応力を圧縮残留応力とすることができる。この圧縮残留応力を形成することにより、この被溶射対象物表面のき裂を封止して環境隔離することにより、き裂の進展を防止し又は抑制することができる。
【００２８】
図４は、コールドスプレー法を用いた溶射装置の概略構造を示す構成図である。
【００２９】
本図に示すように、コールドスプレー装置であるコールドスプレーガン１５は、この内部に不活性ガス等が導入され、加熱ヒータ１８により加熱して溶射フレーム２３を形成するものである。
【００３０】
上記のコールドスプレーガン１５の内部には、高圧ガス供給機１６から高圧ガスが加熱ヒータ１８を介してコールドスプレーガン１５の内部に供給される。また、この高圧ガス供給機１６から高圧ガスが溶射粒子供給機１７にも供給される。この高圧ガスにより、溶射粒子供給機１７から配管を経由して溶射粒子や溶射粉末がコールドスプレーガン１５の内部に導入される。
【００３１】
本実施の形態において、圧縮空気、加圧したヘリウムや窒素等の不活性ガスが高圧ガス供給機１６から供給される。この高圧ガスの一方は、加熱ヒータ１８を通過するときに５００℃程度まで加熱された状態でコールドスプレーガン１５に供給される。また加圧されたガスの他方は、溶射粒子供給機１７を経由して溶射粒子や溶射粉末をコールドスプレーガン１５の内部に供給する。この供給された溶射粒子は、先記の高圧ガスにより加熱し加速される。この加熱し加速した溶射粒子が、被溶射対象物４１に衝突して溶射皮膜４５が形成される。
【００３２】
本実施の形態によれば、溶射粒子や溶射粉末は加速されるものの温度上昇は加圧ガス温度よりは上昇しないため、高速フレーム溶射法の場合と同様に、溶射粒子が皮膜形成後の冷却過程において発生する熱応力よりも被溶射対象物に衝突時に発生する圧縮応力の方が大きくなる。かくして、形成された溶射皮膜の応力は圧縮状態となるため、剥がれ難い皮膜が形成される。また、この溶射皮膜は圧縮状態となるために、プラズマ溶射では剥がれてしまうような０．３ｍｍを超えるような厚膜化も容易に形成することができる。
【００３３】
図５は、シールドカバー２２を備えた高速フレーム溶射法を用いた溶射装置の概略構造の説明図で、（ａ）はこの構成図で、（ｂ）は下面図である。本図は、図２の実施の形態にシールドカバー２２を追加して設けたものであり、図２の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３４】
本図に示すように、高速フレーム溶射ガン１１の内部の燃料・酸素混合室２１には、溶射粒子供給機１２から配管を経由して溶射粒子や溶射粉末が導入される。燃料供給機１３から燃料が配管を介して燃料・酸素混合室２１に供給される。また、酸素供給機１４から配管を経由して酸素も導入される。
【００３５】
上記の溶射施工を水中で行うときは、本図に示すように市販の高速フレーム溶射ガン１１の周囲に筒状のシールドカバー２２を簡易的に取り付けることにより溶射が可能となる。このシールドカバー２２は必要に応じて水冷構造とし、筒先端から被溶射対象物までの距離については０〜５０ｍｍまでの範囲で溶射が可能となる。このシールドカバー２２内の高速フレーム溶射ガン１１の近傍には、点火装置２４を設けている。この点火装置２４から発生する火花により、上記の燃料と酸素の混合ガスを点火することで溶射フレーム２３が形成される。
【００３６】
また、シールドカバー２２の先端には、溶射状況をモニタリングするモニタリング装置２５が設けられている。このモニタリング装置２５は、溶射粒子や溶射粉末が溶射フレーム２３中を飛行している状況を観察できる装置であり、溶射粒子がシールドカバー２２の先端を通過するときの温度と速度を測定することができる。
【００３７】
本実施の形態によれば、モニタリング装置２５で観察しながら溶射を行うことができる。例えば、溶射施工中に機器の故障または燃料や酸素の供給不良により溶射フレーム２３に変化が生じたときは、溶射粒子に与えられる熱・運動エネルギーに変化が生じ、結果的に皮膜品質に悪影響を与えてしまう。このような状況の中でも、モニタリング装置２５で観察しながら溶射を行うことができ、常に安定した溶射皮膜の形成が可能となる。
【００３８】
図６は、局部チャンバー３１を備えた溶射装置の概略構造を示す構成図である。本図は、図１の実施の形態に局部チャンバー３１を追加して設けたものであり、図１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３９】
上述の溶射施工を水中で行うときは、溶射装置１の周囲に局部チャンバー３１からなる隔離壁が設けられる。この隔離壁によって、被溶射対象物４１の表面に圧縮状態の溶射皮膜を形成することができる。また、この手法により水中で溶射を行うときは、必要に応じて内部に圧縮空気や窒素などのガスを供給することにより、シールド性をさらに高めることができる。
【００４０】
本実施の形態によれば、局部チャンバー３１を備えた溶射装置を用いることにより、シュラウドの溶接線４の近傍に溶射皮膜を形成することができる。被溶射施工部位の近傍の一部に応力腐食割れが発生していても、上記の溶射方法により表面に溶射皮膜を形成することにより、炉内の酸素濃度の高い水から環境遮蔽することができ、き裂の進展を防止させることができる。また、き裂が発生していない部位については、応力腐食割れ発生に対する予防保全措置をとることができる。
【００４１】
ここで、溶射の前処理としてのブラスト処理について説明する。
【００４２】
一般に、溶射の前処理としてブラスト処理が用いられている。これは、アルミナやスチール製の粒子や粉末を圧縮空気により噴出して被溶射対象物４１に衝突させ、表面を清浄化し切削して凹凸面を形成するものである。
【００４３】
本実施の形態においては、前処理として点火する前の燃料と酸素の混合ガス内に溶射粒子や溶射粉末を供給し、溶射ガンの先端から噴出されるガス圧だけを利用して溶射粒子や溶射粉末を噴射させることにより、被溶射対象物表面を溶射粒子により前処理することが可能である。
【００４４】
また、混合ガスに点火して溶射フレームを形成した後でも、使用する溶射粒子の粒径を大きくすることにより、溶射フレーム内を飛行する際に加速はされるが加熱は抑えられるために、溶射粒子は被溶射対象物表面４１には付着せずに衝突して跳ね返ってくる。この衝突の効果により、被溶射対象物４１の表面は清浄化され、被溶射対象物表面４１に凹凸面が形成される。
【００４５】
上記の溶射前処理としてのブラスト処理試験した結果について説明する。ステンレス系の粒子や粉末を溶射するときには、一般に１５〜５０μｍ程度の溶射粒子や溶射粉末が用いられる。このブラスト処理試験のときは、１００〜１０００μｍの溶射粒子が投入された。このブラスト処理試験の結果、被溶射対象物表面には溶射皮膜は形成されずに、表面の酸化物や不純物は除去された。また、ブラスト処理の対象面の表面粗さは中心線平均粗さＲａ：０．２μｍ〜７０μｍ、十点平均粗さＲｚ：１μｍ〜３００μｍまでコントロールすることができ、被溶射対象物表面４１に凹凸面が形成されていることを確認することができた。
【００４６】
本実施の形態によれば、溶射ガンの先端から噴出されるガス圧だけを利用して溶射粒子や溶射粉末を噴射させ、被溶射対象物表面に溶射粒子を衝突させることにより、表面の酸化物や不純物が除去される。また、表面を浄化し切削して凹凸面を形成することにより、溶射前処理としてのブラスト処理を行うことができる。
【００４７】
ここで、被溶射対象物表面に発生したき裂の補修方法について説明する。
【００４８】
図７は、被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れを示す断面図である。本図に示すように、被溶射対象物４１の表面にき裂４２が発生した場合の補修方法として、き裂４２を環境遮蔽するための表面層を形成する方法、き裂４２を機械加工や放電加工により除去する方法等がある。
【００４９】
図８は、被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れ部分に形成された溶射皮膜を示す断面図である。図７に示すように、上記のき裂４２を環境遮蔽する方法として本実施形態の溶射方法を採用したときは、き裂４２の表面に溶射皮膜４５を形成することにより環境遮蔽が可能となる。本実施形態の溶射方法では、形成された溶射皮膜には圧縮応力が残留する。この圧縮残留応力のために剥がれ難い構造であることに加えて、溶射層４５にき裂４２が発生することも防止又は抑制できる。
【００５０】
図９は、被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れを加工により取り去った部位４３を示す断面図である。本図に示すように、上記図７に示すき裂４２を機械加工や放電加工により除去したときには、この加工によりき裂を取除いた部位４３には加工に伴う引張残留応力が発生し、このままでは応力腐食割れが発生する可能性がある。
【００５１】
図１０は、図９の加工部位に溶射により形成された溶射皮膜４４を示す断面図である。図９のき裂４２を機械加工や放電加工により除去したときには、本図に示すように、加工によりき裂４２を取除いた部位４３に溶射して溶射皮膜４４を形成する。この溶射皮膜４４を形成することにより、被溶射対象物４１を溶射層４４で包囲して元の状態に戻すことが可能となる。
【００５２】
本実施の形態によれば、上述のように形成された溶射皮膜４４は圧縮残留応力を有するために剥がれ難い構造であることに加えて、この溶射層４４にき裂が発生することを防止又は抑制することができる。
【００５３】
図１１は、圧縮応力を付与された溶射皮膜４６を示す側面図である。本図に示すように、被溶射対象物４１と接触する少なくとも１層に圧縮応力の状態の溶射皮膜４６が形成される。この圧縮応力の状態の溶射皮膜４６より上部には、引張応力の状態の溶射皮膜４７が形成される。
【００５４】
本実施の形態によれば、被溶射対象物４１と接触する少なくとも１層を圧縮応力となる状態とすることにより、密着強度が確保できるだけでなく、被溶射対象物４１の表面の応力改善効果も期待できる。また、２層目以降については材質や溶射条件を変えることで引張応力となったとしても、同じ溶射プロセスで溶射皮膜を形成しているために溶射層間の密着強度は低下しない、という長所がある。
【００５５】
図１２は、粉末回収装置の概略構造を示す構成図である。
【００５６】
本図は、図５の実施の形態に吸引装置５１を追加して設けたものであり、図５の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００５７】
一般に、例えば、図５の溶射法で被溶射対象物４１の表面に溶射皮膜４５を形成するときに、熱源に粉末又はワイヤを供給して溶射皮膜が形成される。しかし、溶射粒子等の付着効率はどの溶射方法を用いても５割以下である。すなわち、溶射粒子等の残りの５割以上は付着せずに空中あるいは水中に浮遊することとなる。
【００５８】
本図に示すように、高速フレーム溶射ガン１１の内部の燃料・酸素混合室２１には、溶射粒子供給機１２から配管を経由して溶射粒子や溶射粉末が導入される。燃料供給機１３から燃料が配管を介して燃料・酸素混合室２１に供給される。また、酸素供給機１４から配管を経由して酸素も導入される。
【００５９】
上述のように、水中で高速フレーム溶射を行うために高速フレーム溶射ガン１１の周囲には筒状のシールドカバー２２が取り付けられている。このシールドカバー２２の先端にさらに被溶射対象物４１と接触する漏洩防止カバー５３が設けられている。また、高速フレーム溶射ガン１１上部には吸引配管５２を介して吸引装置５１が設けられている。
【００６０】
本実施の形態によれば、皮膜として付着しなかった溶射粒子や溶射粉末は、シールドカバー２２内を浮遊しており、これらは吸引配管５２を介して吸引装置５１によりシールドカバー２２の外部に排出される。この吸引された溶射粒子については、図示しないフィルタリング機構を介して回収される。これにより、溶射粒子が水中に漏洩することはなくなる。
【００６１】
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、被溶射対象物表面の形状や溶射層の厚さによっては高速フレーム溶射法とコールドスプレー法との組み合わせに変更してもよく、本発明の各実施例を組み合わせて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態の溶射装置を原子炉内構造物に適用した例を示す縦断面図。
【図２】高速フレーム溶射法を用いた溶射装置の概略構造を示す構成図。
【図３】図２の高速フレーム溶射法により溶射試験を行った際の溶射条件を示す表。
【図４】コールドスプレー法を用いた溶射装置の概略構造を示す構成図。
【図５】シールドカバーを備えた高速フレーム溶射法を用いた溶射装置の概略構造の説明図で、（ａ）はこの構成図で、（ｂ）はこの下面図。
【図６】図１の溶射装置に局部チャンバーを備えた装置の概略構造を示す構成図。
【図７】被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れを示す断面図。
【図８】被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れ表面に形成された溶射皮膜を示す断面図。
【図９】被溶射対象物表面に発生した応力腐食割れを加工により取り去った部位を示す断面図。
【図１０】図９の加工部位に溶射により形成された溶射皮膜を示す断面図。
【図１１】圧縮応力を付与された溶射皮膜を示す側面図。
【図１２】粉末回収装置の概略構造を示す構成図。
【符号の説明】
【００６３】
１…溶射装置、２…シュラウド、３…上部格子板、４…溶接線、１１…高速フレーム溶射ガン、１２…溶射粒子供給機、１３…燃料供給機、１４…酸素供給機、１５…コールドスプレーガン、１６…高圧ガス供給機、１７…溶射粒子供給機、１８…加熱ヒータ、２１…燃料・酸素混合室、２２…シールドカバー、２３…溶射フレーム、２４…点火装置、２５…モニタリング装置、３１…局部チャンバ、４１…被溶射対象物、４２…き裂、４３…加工によりき裂を取り除いた部位、４４…溶射皮膜、４５…溶射皮膜、４６…圧縮応力皮膜、４７…引張応力皮膜、５１…吸引装置、５２…吸引配管、５３…漏洩防止カバー、６１…原子炉炉内構造物。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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