(57)【要約】【課題】ボイラーの火炉の水冷壁耐火材の保持状態を、簡便で、かつ、短時間で検査して、耐火材の脱落を未然に防ぐことができるボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法及び検査装置を提供する。【解決手段】水管１にアーク溶接された耐火材を保持するためのアンカー３の自由端部3aであって、耐火材表面の摩耗により該表面に露呈した自由端部3aにテスター４の一方の端子用接地棒4aを接続させる。該アンカー３が溶着されている水管１の、耐火材に被覆されていない部分のフィン部1aに接合させた該舌片板５に、テスター４の他方の端子用接地棒4bを接続させる。テスター４を作動させて、水管１とアンカー３との間の通電状態を検査して、水管１のフィン部1aとアンカー３との溶着状態の健全性を把握する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラーの水管を耐火材で被覆するための、該耐火材を保持させるアンカーと水管との溶着状態を検査するボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法において、
前記アンカーの自由端部であって耐火材の表面から露呈した部分と、該アンカーが連繋している水管との間の抵抗値を測定することを特徴とするボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法。
【請求項２】
ボイラーの水管を耐火材で被覆するための、該耐火材を保持させるアンカーと水管との溶着状態を検査するボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置において、
前記耐火材の表面から自由端部が突出しているアンカーを検査対象とし、
前記アンカーが溶着されている水管の耐火材が取り付けられていない部分に連繋している適宜なフィン部に舌片板を溶着し、
前記アンカーの自由端部にテスターの一方の端子に接続させたケーブルを接続させ、
前記舌片板に前記テスターの他方の端部に接続させたケーブルを接続させ、
前記テスターによって水管とアンカーとの通電状態を検査して、これら水管とアンカーとの溶着状態を検査することを特徴とするボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボイラーの火炉水冷壁耐火材で水管を被覆するために、該耐火材を保持させるアンカーが水管に溶接されて固着されている状態にあるか否かを検査するボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動層ボイラー等の炉壁には水冷壁構造が用いられており、一部の壁面は水管を耐火材で被覆した構造とされている。耐火材は、水管にアーク溶接によって溶着させたアンカーに保持されている。経年変化等によりこのアンカーの溶着の強度が低下するおそれがある。
【０００３】
アンカーの溶接の強度が低下してしまうと、該アンカーが水管から離脱してしまうおそれが生じ、耐火材が脱落してしまうおそれがある。このため、耐火材を保持しているアンカーが水管に確実に溶着されている状態にあることを検査することを要する。この検査は、例えば、半年ごとに定期的にボイラーの運転を停止して行うことが望ましい。ボイラーの運転中に耐火材が脱落してボイラーが停止することがあっては、生産性を低下させてしまうおそれがあるから、この検査は慎重に行いアンカーの溶接状態を確実に把握できるようにして、アンカーの健全性を確認することが望まれている。
【０００４】
従来では、このようなアンカーの溶着状態の健全性の確認は行われておらず、水冷壁の耐火材の剥離の有無を打音検査によって調査するのみである。アンカーの健全性の検査をそれぞれのアンカーについて打音により行おうとすると、アンカーの本数が多いため、多大な時間を要すると共に、場合によっては、水冷壁耐火材を切削する必要があり、調査費用が高額となってしまうおそれがある。
【０００５】
ところで、溶接強度の適否について検査する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、溶接された部材を破壊することなく全数の溶接強度を保証しうる溶接部材の非破壊検査方法が提案されている。また、特許文献２には、金属材料のスポット溶接強度を簡易に、しかも精度良く非破壊検査するに有用なスポット溶接強度評価方法および装置が提案されている。また、特許文献３には、コストや装置スペースの増大を招くことなく、簡易な処理で行うことができる、非破壊検査による溶接部評価方法が亭算されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１３０２９３号公報
【特許文献２】特開２００８−２５４００５号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７７７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された溶接部材の非破壊検査方法は、溶接された部材の溶接部近傍の一面に４端子のプローブを当接して抵抗値を測定し、上記部材と同一の部材について予め求めた抵抗値とナゲット径との関係から当該部材のナゲット径を算出し、このナゲット径に基づいて溶接強度の合否を判定するようにしたものである。
また、特許文献２に開示されたスポット溶接強度評価方法は、金属材料表面の任意の２点間に所定の電流を加える一対の電極針、および上記電流によって前記金属材料表面に生じる電位を検出する一対の電圧電極針を具備した探針プローブを用い、スポット溶接した金属材料の溶接領域に前記探針プローブを当接させて該溶接領域の電気抵抗を測定すると共に、前記金属材料の前記溶接領域から離れた非溶接領域に前記探針プローブを当接させて該非溶接領域の電気抵抗を測定し、これらの電気抵抗の比に基づいて前記溶接領域の接合強度を評価するようにしたものである。
また、特許文献３に開示された溶接部の接合状態評価方法は、重ね合わせた２枚の金属板に一対の電極を当接させ、この一対の電極間に電流を流して前記２枚の金属板を溶接する抵抗溶接において、溶接部の接合状態を評価するための方法であって、電極間に溶接電流を通電する際の電極間の抵抗値の降下態様に基づいて、溶接部の接合状態を評価するようにしたものである。
【０００８】
これらの特許文献１〜３に開示された発明は、いずれも溶接完了時等における検査を行って溶接強度を評価しようとするものであるため、例えば、完成品の搬送路に臨ませて検査装置が設置されていたり、工場内における検査室等に搬入されて作業されるものであり、溶接部分を視認しながら検査作業を行うようにしたものである。
【０００９】
他方、ボイラーの火炉水冷壁におけるアンカーと水管との溶接状態を検査する場合には、前述したように、ボイラーの運転を停止して、作業員はボイラー内に入って作業を行う必要があり、検査のために必要な機器・装置もボイラー内に搬入しなければならない。このため、特許文献１〜３に開示された溶接強度の検査装置は、ボイラー水冷壁のアンカーの溶接の検査に供することができない。
【００１０】
しかも、ボイラー内の作業環境は良好とは言えないため、作業時間を長くすることは好ましくなく、ボイラーの運転停止時間との関係もあって、極力短時間で検査作業を完了させることが望ましい。
【００１１】
そこで、この発明は、ボイラーの火炉水冷壁の耐火材を保持させてあるアンカーと水管との溶接の状態を簡単に検査できるようにしたボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法及び検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法は、ボイラーの水管を耐火材で被覆するための、該耐火材を保持させるアンカーと水管との溶着状態を検査するボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法において、前記アンカーの自由端部であって耐火材の表面から露呈した部分と、該アンカーが連繋している水管との間の抵抗値を測定することを特徴としている。
【００１３】
すなわち、水管とアンカーとの間に通電があれば、該アンカーは水管に溶着されていると判断できる。通電がなければ、これら水管とアンカーとは切り離されているため、アンカーの健全性が欠けて耐火材がアンカーと共に水管から脱落してしまうおそれがある。このため、このアンカーについて補修等を行う必要があることを把握できる。
【００１４】
また、この発明に係るボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置は、ボイラーの水管を耐火材で被覆するための、該耐火材を保持させるアンカーと水管との溶着状態を検査するボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置において、前記耐火材の表面から自由端部が突出しているアンカーを検査対象とし、前記アンカーが溶着されている水管の耐火材が取り付けられていない部分に連繋している適宜なフィン部に舌片板を溶着し、前記アンカーの自由端部にテスターの一方の端子に接続させたケーブルを接続させ、前記舌片板に前記テスターの他方の端部に接続させたケーブルを接続させ、前記テスターによって水管とアンカーとの通電状態を検査して、これら水管とアンカーとの溶着状態を検査することを特徴としている。
【００１５】
テスターを用いて水管とアンカーとの通電の有無を検査して、水管とアンカーとの溶着状態が健全であるか否かを判別するようにしたものである。確実に通電の有無を確認できるよう、水管に前記舌片板を接合させたもので、安定してテスターの端子用接地棒を接続させることができる。
【００１６】
なお、「適宜なフィン部」とは、対象となるアンカーが溶着されている水管や隣接する水管を連繋しているフィン部であり、いずれのフィン部であっても構わない。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係るボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法及び検査装置によれば、検査の対象となるアンカーと水管とが確実に接合されているか否かを、短時間で簡便に判断でき、ボイラーの定期検査等の際の停止時における検査作業を確実に行うことができる。このため、火炉の水冷壁の耐火材の脱落を極力防止することができる。したがって、ボイラーの連続運転を支障なく行うことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係るボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置を示す図である。
【図２】この発明に係るボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置による検査状況を示す斜視図であり、水冷壁の一部を示している。
【図３】火炉水冷壁の構造を説明する模型の斜視図である。
【図４】図３に示す模型を用いて、水管とアンカーとの溶着状態を変更して通電の有無、すなわち、抵抗値の大きさを測定した結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置を具体的に説明する。
【００２０】
ボイラーの火炉の内壁であって高温に晒される部位は、図２に示すように、水管１に耐火材２が固定されて形成されている。この耐火材２は、図１に示すように、水管１に基部がアーク溶接によって溶着されたアンカー３に保持させてある。なお、アンカー３の自由端部3aの側はＹ字形等に形成されて、不用意に耐火材２がアンカー３から脱落してしまうことを防止してある。また、耐火材２は、水管１の一部であって、ボイラーの火炉の下部周壁等の必要な部分に取り付けられている。また、水管１はフィン部1aによって隣接する水管１同士が連繋されている。
【００２１】
図１にはこの発明に係るボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置の概略を示している。この検査装置は、前記アンカー３が水管１に対して溶着状態が維持されているか否かを、すなわち、アンカー３の健全性を判定することを主としている。また、アンカー３は耐火材２を保持させるものであるため、ボイラーの建設当初はアンカー３の自由端部3aは耐火材２に埋没していて、該アンカー３は水管１に確実に溶着されている。建設後、相当期間が経過すると、耐火材２の表面が摩耗してアンカー３の自由端部3aが耐火材２から露呈することがある。そこで、このような自由端部3aが耐火材２の表面から露呈しているアンカー３について水管１との溶着状態を検査する。
【００２２】
前記アンカー３の自由端部3aであって、耐火材２の摩耗により表面から突出した該自由端部3aにテスター４の一方の端子用接地棒4aを接続させる。このとき、アンカー３の自由端部3aは煤等の不純物を除去するためにアンカー３の金属部が露呈するように適宜に研磨する。そして、この自由端部3aが露呈しているアンカー３が溶着されている水管１と隣の水管１とを連繋ししているフィン部1aの耐火材２で覆われていない部分に金属製の舌片板５を溶着する。このとき、フィン部1aの表面を適宜に研磨して不純物を除去して金属部分を露呈させて行うことが好ましい。そして、前記テスター４の他方の端子用接地棒4bをこの舌片板５に接続させる。また、舌片板５を溶着させるフィン部1aは、前記自由端部3aが露呈しているアンカー３が溶着されているべき水管１や他のフィン部1aを介して電気的に導通しているフィン部1aであればよい。また、複数のアンカー３の自由端部3aが露呈している場合、これらアンカー３が含まれる壁面については、図２に示すように、一箇所に舌片板５を設ければよく、後述する作業性を考慮して適宜な位置に設ければよい。
【００２３】
前述したように、アンカー３の自由端部3aに一方の端子用接地棒4aを接続させ、他方の端子用接地棒4bを前記舌片板５に接続させて、テスター４を作動させる。アンカー３が水管１に溶着されていれば、水管１とアンカー３との間が通電するから、該テスター４の指針が示す抵抗値は小さく安定した状態となって、指針が一定の抵抗値で定位する。他方、水管１とアンカー３との溶着が外れている場合には、これらの間では電流が遮断されるから通電せず、あるいは、不安定な通電状態となって、大きな抵抗値で安定せずに、指針が揺れて定位しない状態を呈することになる。
【００２４】
すなわち、テスター４の動作によって端子用接地棒4a、4bが接続されているアンカー３と水管１との溶着状態を把握することができる。特に、テスター４の針が大きな抵抗値を指示する場合には通電していない状態であり、アンカー３が水管１から離脱して該アンカー３に保持されている耐火材２が水管１から剥離している状態にあることが判り、補修の対象と判断する事ができる。
【００２５】
そして、検査が終了したならば、前記舌片板５を撤去して、溶着させた部分を研磨し、必要に応じて金属溶射等を行って、ボイラーの運転に支障が生じないよう復元することが好ましい。
【００２６】
このボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査装置を用いて、循環流動層ボイラーの火炉の下部について耐火材を保持しているアンカーの溶着状態を調査した。調査は、火炉の下部の左右前後の四面の壁に関して、前述したように、自由端部3aが露呈しているアンカー３について行った。このようなアンカー３が四面で317箇所に存在しており、これらについて調査を行ったところ、前壁の１本について、左壁の２本について健全性が疑われる、すなわち、水管１との溶着状態に異常があるものと推定できた。この健全性の判断は、前記３本以外の健全と推定できるアンカー３については、テスター４の指針が抵抗値を０.２〜０.６Ωで安定して示したのに対して、異常であると推定したアンカー３については、指針が14〜18Ωの間を揺れながら指示した。
【００２７】
なお、実際にボイラー水冷壁の耐火材アンカーについて検査するのに先立って、図３に示した水冷壁の模型について、この検査装置の動作の確認テストを行ったところ、図４に示すように、テスター４の指針は、水管１に溶着されているアンカー３では約０.２Ωを安定指示したのに対して、溶着されていないアンカーでは、200ｋΩ以上の抵抗値を指示する共に、指針が安定しなかった。この結果は、実際の検査結果とほぼ同様な傾向を示しており、ボイラー水冷壁の耐火材アンカーの溶着状態の検査に用いることができるものといえる。なお、この模型について行った測定には、FLUKE(フルーク)MADE IN USA、型式が175 TRUE RMS MULTI METERのテスターを使用した。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明に係るボイラー耐火材用アンカーの健全性の検査方法及び検査装置によれば、簡便に、かつ、短時間でアンカーの健全性の検査を行うことができるので、ボイラーの運転効率を低下させることがなく、生産性を維持するのに寄与する。
【符号の説明】
【００２９】
１  水管
２  耐火材
３  アンカー
3a  自由端部
４  テスター
５  舌片板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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