JP3225890B2

JP3225890B2 - 原子炉炉内構造物の補修方法

Info

Publication number: JP3225890B2
Application number: JP15188897A
Authority: JP
Inventors: 慶一浦城; 久宣岡村; 俊美松本; 寿隆薩田; 満夫中村; 昭小沼; 勉小沼; 隆彦加藤; 康方玉井; 潤一郎森沢; 国彦鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2001-11-05
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JPH10339041A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電プラン
トの供用機器の期間中における、原子炉圧力容器内部を
構成する構造物及び機器の補修方法に係り、特に中性子
照射を受けておりかつ亀裂状の欠陥の発生している構造
物及び機器に対し、補修後の健全性に関し信頼性の高い
補修を可能にするための、板材を被覆して構造物と接合
させる補修方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉圧力容器内部の構造物及び機器
は、高温高圧水等の環境において応力腐食割れなどの経
年的な亀裂状欠陥の発生が懸念されている。応力腐食割
れは、材料自身の局部的な組成変化などの劣化因子，溶
接施工などで構造物に負荷されている引張残留応力の応
力因子、及び高温高圧水での腐食環境因子の重畳によっ
て発生し、また亀裂は進展する。この亀裂が上記構造物
及び機器を貫通すると、上記原子力プラントの重大な事
故につながる恐れがあり、亀裂が発生した構造物に対し
て、亀裂貫通を防止する補修技術が必要とされる。

【０００３】このような亀裂貫通を防止する補修技術と
して、図３３（ａ）に示すように、亀裂状の欠陥１を含
む領域に板材３を被覆して板材３の縁部と構造物２と
を、フィラー材５を添加しつつアーク放電６による入熱
を利用してスミ肉溶接することにより、該欠陥１を腐食
環境から隔離して亀裂の進展を防止する補修方法が知ら
れている。

【０００４】しかしながら、中性子の照射を受けた構造
物は、材料構成元素の核変換でＨｅが発生し、発生した
Ｈｅを内部に含有している。このようなＨｅを含有した
材料に対し、上に述べたように板材を被覆して板材の縁
部と構造物とをスミ肉溶接する場合、アーク放電等によ
る溶接等の従来技術では、フィラー材および母材や板材
の一部を溶融せしめるだけの入熱量が不可避的に投入さ
れるため、図１８〜図３３に示すように、亀裂状の欠陥
１の発生している中性子の照射を受けた構造物２に対
し、板材３を構造物２とスミ肉溶接するような補修を行
うと、補修部分においてスミ肉溶接部７の周囲の構造物
側の熱影響部８が新たな欠陥９の発生部になってしまう
恐れがあった。

【０００５】上記問題点は、例えばオーステナイト系ス
テンレス鋼に対し、Journal ofMaterial Science Ｖol.
２６(１９９１)，ｐ２０６３−２０７０で報告されてい
るように、積算的に１.０×１０²⁰ｎ／ｍ²以上の全中性
子が照射された状態で生成Ｈｅが内包された上記合金製
の材料に対し、熱を与えて溶接施工した場合、溶融部周
囲の溶接熱影響部が高温に加熱され熱活性化によってＨ
ｅの結晶粒界への拡散が容易になり、かつ粒界に集まっ
たＨｅ気体は集合してμｍ単位の大きさの気泡を形成
し、そのため粒界の強度が低下して、さらに溶接後の凝
固収縮に伴う引張応力が加わった際に非溶融熱影響部で
粒界割れが発生する認識に基づいたものである。

【０００６】ここで本発明の目的である亀裂状欠陥が発
生した構造物の補修施工において、板材を被覆してスミ
肉溶接する従来技術による補修方式では、板材と構造物
とを密着させて板材縁部側面と構造物表面の両面に接す
るような形でフィラーワイヤーを供給しつつ熱エネルギ
ーを投入し、フィラーワイヤー及び板材縁部側面と構造
物表面を溶融させて溶接するので、構造物に加わる入熱
量が局所的に高くなる場合がある。このような溶接条件
下では、上述したように、溶接熱影響部が高温に加熱さ
れ熱活性化によってＨｅの結晶粒界への拡散が容易にな
り、構造物側の熱影響部が新たな不具合の発生部になっ
てしまう恐れがあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の補修方法の問題点を考慮し、中性子の照射を受け
た原子炉圧力容器内部を構成するステンレス鋼，Ｎｉ基
合金，低合金鋼製の構造物及び機器に発生した応力腐食
割れなどの亀裂状欠陥を補修する際、補修部の健全な補
修方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は原子力発電プラ
ントの供用期間中における、原子炉圧力容器内部を構成
するステンレス鋼，Ｎｉ基合金、低合金鋼製の０〜５.
０×１０²⁷ｎ／ｍ²の中性子照射を受けておりかつ亀裂
状の欠陥の発生している構造物及び機器に対し、亀裂状
の欠陥の発生している部分を含む領域に板材を被覆し、
上記被覆板材と構造物との接合面に局所的に圧力を付与
し、発生する抵抗によって生じるエネルギーを駆動力と
して接合することを特徴とする原子炉炉内構造物の補修
方法にある。この際、本発明では、被覆板材と構造物と
の間にＰｄとＰｔの少なくとも一方を０.０５〜２.０ｗ
ｔ％の範囲で含む材料からなる中間層を介在させること
を特徴とする。

【０００９】また、本発明は、上記の接合を行う手段と
して、接合施工当該部を加圧しながら電流を流して、発
生する抵抗熱で加熱して接合することを特徴とする原子
炉炉内構造物の補修方法を提供するものである。また、
本発明は、上記の抵抗熱で加熱して接合を行う手段とし
て、回転電極を用いて構造物に被覆板材を電縫溶接する
ことを特徴とする原子炉炉内構造物の補修方法を提供す
るものである。また、本発明は、上記の抵抗熱で加熱し
て接合を行う手段として、スポット状に溶接することを
特徴とする原子炉炉内構造物の補修方法を提供するもの
である。また、本発明は、上記の抵抗熱で加熱してスポ
ット状に接合を行う施工において、複数の電極に電流を
流して、構造物と被覆板材との複数個所を同時に接合す
ることを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、上記の接合を行う手段と
して、構造物と被覆板材との接合面を機械的に摩擦し、
摩擦抵抗を駆動力として接合することを特徴とする原子
炉炉内構造物の補修方法を提供するものである。また、
本発明は、上記の摩擦抵抗を駆動力として接合を行う手
段として、接合当該部を加圧しながら機械振動を与えて
接合面を機械的に摩擦することを特徴とする。また、本
発明は、上記の機械振動を与えて接合面を機械的に摩擦
して接合を行う手段として、高周波エネルギーを磁気歪
現象によって機械振動に変換し、得られた機械振動を接
合当該部に与えて接合面を機械的に摩擦することを特徴
とする、原子炉炉内構造物の補修方法を提供するもので
ある。

【００１１】また、本発明は、上記施工において、被覆
板材に凸型の突起を設け、突起部を接合面とすることを
特徴とする原子炉炉内構造物の補修方法を提供するもの
である。また、本発明は、構造物側の被覆板材との接触
部に凹型の切欠きを設け、上記被覆板材の突起部と組み
合わせて被覆板材を設置し、接合することを特徴とす
る。

【００１２】また、本発明は、上記施工において、炉内
構造物あるいは機器を支持部とすることによって、圧力
を付与する際に生じる反作用を封じる手段を有すること
を特徴とする原子炉炉内構造物の補修方法を提供するも
のである。また、本発明は、上記の圧力を付与する際に
生じる反作用を封じる手段として、炉内構造物の上部格
子板と炉心支持板との間に支持ピラーを導入し、上部格
子板と炉心支持板によって支えられたピラーを支持部と
することによって、圧力を付与する際に生じる反作用を
封じることを特徴とする原子炉炉内構造物の補修方法を
提供するものである。また、本発明は、上記の圧力を付
与する際に生じる反作用を封じる手段として、圧力容器
と炉心シュラウドとの間に支持ピラーを導入し、圧力容
器内面によって支えられたピラーを支持部とすることに
よって、圧力を付与する際に生じる反作用を封じること
を特徴とする。

【００１３】また、本発明は、炉水に接している原子炉
炉内構造物に対する上述の施工を行う補修施工におい
て、被覆板材を構造物施工当該部に設置する前に、構造
物の被覆板材との接合面を含む領域の酸化皮膜を除去す
る施工を行った後に、被覆板材を設置し、上述の接合施
工を行うことを特徴とする。また、本発明は、上述の原
子炉炉内構造物の補修施工において、構造物の被覆板材
との接合面を含む領域の酸化皮膜を除去する施工を行っ
た後、構造物あるいは被覆板材の接合面を含む領域に、
平均表面粗さを０.２〜１０μｍの範囲に仕上げる表面
処理を行い、上記表面処理施工の後に、被覆板材を設置
し、上述の接合施工を行うことを特徴とする。

【００１４】また、本発明は、上述の接合施工におい
て、上記被覆板材と上記構造物の接合面を含む領域との
間に、上記被覆板材と上記構造物の少なくともいずれか
とは組成あるいは結晶構造の異なる中間層が挿入されて
いることを特徴とする。また、本発明は、上記挿入され
る中間層として、肉盛層あるいは溶射層が形成されてい
ることを特徴とする原子炉炉内構造物の補修方法を提供
するものである。また、本発明は、上記挿入される肉盛
層あるいは溶射層の形成手段として、レーザ光あるいは
アーク光の照射によって上記中間層を形成することを特
徴とする。また、本発明は、上記挿入される中間層とし
て、ろう付け層が形成されていることを特徴とする。
又、本発明は、上記挿入される中間層の成分として、Ｐ
ｄあるいはＰｔの少なくともいずれかが０.０５〜２.０
ｗｔ％の範囲で含有されていることを特徴とする。ま
た、本発明は、上記接合施工において、上記構造物と接
合する側の上記被覆板材表面に上記中間層を表面層とし
て形成した後に、被覆板材と構造物との接合施工を行な
うことを特徴とする。また、本発明は、上記接合施工に
おいて、上記構造物表面に上記中間層を表面層として形
成した後に上記被覆板材を設置し、被覆板材と構造物と
の接合施工を行なうことを特徴とする。

【００１５】また、本発明は、上述の接合施工におい
て、上記構造物表面の上記被覆板材との接合当該部を含
む領域に表面溶融層が形成されていることを特徴とす
る。また、本発明は、上記表面溶融層の形成手段とし
て、レーザ光あるいはアーク光の照射によって上記表面
溶融層を形成することを特徴とする。

【００１６】また、本発明は、上述の施工によって、被
覆する板材と被補修構造物との接触面における外周部の
一部あるいは全周部が金属結合によって接合されている
ことを特徴とする。

【００１７】また、本発明は、上述の施工を行なうため
の、圧力を付与する際に生じる反作用を封じる手段を具
備していることが望ましい。また、本発明は、上記の圧
力を付与する際に生じる反作用を封じる手段として、軽
水炉炉内構造物の上部格子板と炉心支持板によって上記
反作用方向に対して支えられるピラーを具備することが
望ましい。

【００１８】発明者らは、全中性子の照射量が５.０×
１０²⁷ｎ／ｍ²以下の状態の上記合金製の材料に対し、
Ｈｅの活性化を引き起こす温度における保持時間が短い
施工では、非溶融熱影響部でのＨｅの拡散が抑止されて
溶融部のみならず周囲の熱影響部においても割れの発生
しないことを発見し、本発明に至った。

【００１９】ここで構造物と被覆した板材とを接合する
施工方式として、添加するフィラー材を溶融させるスミ
肉溶接施工の代わりに、接合面に局所的に圧力を付与し
つつ、物理的手段によって接合面に抵抗を生じさせ、生
じた抵抗によって発生する熱あるいは塑性変形等の力学
的エネルギーによって当該部を接合させる施工方式によ
れば、付与する圧力および抵抗を生じさせる時間を制御
することによって、上記のＨｅの活性化を引き起こす温
度における保持時間を短くすることが可能であり、割れ
が発生しない接合が可能である。

【００２０】接合面を加圧した状態で抵抗を与える物理
的手段としては、電流を流して接触面に電気抵抗を発生
させ、発生した抵抗熱で加熱して接合する施工や、機械
的な摩擦抵抗を用いる施工が挙げられる。

【００２１】まず、電流を流して接合させる方式の原理
と作用について以下に説明する。

【００２２】図２８は構造物と被覆板材とを加圧しなが
ら電流を流してスポット的に接合させる施工を表した模
式図である。電極Ａ１０は被覆板材３に接触し、電極Ｂ
１１は構造物２の表面に接触し、両電極は電気的に接続
され、変圧器１２によって電極／材料間に流れる電流は
制御される。また、被覆板材３に接触する電極Ａ１０に
は圧力付与機構１４が設けられ、板材３と構造物２との
接触面に局所的に圧力が付与されるようになっている。
圧力付与機構１４によって電極Ａ１０直下の被覆板材３
と構造物２との接触部に圧力を付与し、加圧下において
電流を通電すると該接触部の電気抵抗によって抵抗熱が
発生し、被覆板と構造物それぞれが局所的に溶融し、通
電停止あるいは圧力除去とともに凝固して接合部１５が
形成される。ここで発生する抵抗発熱量は、Ｑ＝ρ・ｊ²・ｔ〔Ｊ／ｍ³〕 ρ：比抵抗ｊ：電流密度ｔ：通電時間で表される。一定加圧条件下において、大電流を短時間
通電した場合、被覆板と構造物それぞれが局所的に溶融
して接合部１５が形成されるだけの熱を発生させる施工
において、０.１sec以下の極めて短時間の通電で接合施
工が可能である。このような短時間の通電による施工で
は、溶融部周囲の熱影響部において、Ｈｅが活性化する
温度領域の保持時間が極めて短時間であり、Ｈｅの拡散
あるいは粒界での気泡形成に寄与するような熱影響をほ
とんど母材に与えずに接合することが可能である。

【００２３】また、図２９に示すように、複数の電極の
両方に圧力を付与する機構１４を具備することによっ
て、複数の電極直下の接触面を同時に接合させることも
可能である。

【００２４】上に述べたスポット状に接合させる方式で
は、１個所の接合施工終了後、電極を順次移動させて施
工していくことで、図６に示すように、被覆板３は構造
物２に隙間なく接合される。

【００２５】さらに、図３０に示すように、円板上の回
転電極１６を用いて回転させながら圧力を付与しつつ通
電することによって、連続した接合部が容易に形成され
る。この方式の場合、連続的に通電を行う方式では容易
に連続接合部が形成されるが、通電を断続的に繰り返す
方式でも、通電の周期や施工速度等を制御することによ
って接合部１５を連続的に形成することが可能である。

【００２６】次に、機械的な摩擦抵抗を用いる施工の一
例として、機械振動を与えて接触面に摩擦抵抗を発生さ
せて接合させる方式の原理と作用について以下に説明す
る。図３１は、機械振動を与える手段として、超音波発
振を用いた施工を表したものである。磁性材料およびコ
イルからなる振動子１７に超音波発振器１８を用いて高
周波の電流を流すと、振動子１７は磁気歪現象によって
振動する。発生した振動は共鳴子１９によって振幅を増
大させ、施工端子２０が増大した振幅によって矢印方向
に振動する。被覆板材３と構造物２との圧力付与機構１
４によって加圧された接合面は、上記振動によって摩擦
が発生する。接触面は摩擦によって加熱されると同時に
塑性変形が生じる。塑性変形された面は、圧力および再
結晶温度以上への加熱による原子移動の効果によって原
子間力の作用する距離にまで近接し、結合を生じて接触
面は接合される。施工条件として、超音波の出力および
周波数，増幅された振幅，加圧力などが因子となるが、
溶体化温度以上に加熱されることを避けて施工条件を設
定することによって、上述したＨｅの粒界での気泡形成
を生じることなしに接合することが可能である。また、
この方式における施工時間は極めて短時間であるため、
溶体化温度以上への加熱が部分的に生じても、Ｈｅの粒
界での気泡形成にはほとんど寄与しない接合が可能であ
る。

【００２７】被覆板材と構造物との接合施工の場合、１
個所の接合施工終了後、施工端子を順次移動させて施工
していくことで、被覆板は構造物に隙間なく接合され
る。また、上述の通電による施工と同様に、円板上の施
工端子を用いて回転させながら圧力を付与しつつ振動を
与えることによって、連続した溶接部を形成することも
可能である。

【００２８】次に本発明による、被覆板材に突起を設け
て接合する施工の作用について説明する。図４（ａ）は
突起部２１を設けた被覆板材３を構造物２に設置した模
式図である。図２８〜図３１に示したように、加圧付与
機構によって電極直下の接触面は加圧されるが、突起部
２１を接触面とすることによって、付与される圧力が集
中され、接触面での圧力分散による施工不具合を防止す
ることが可能である。上述の摩擦を付与する施工の場合
でも、同様の効果がある。

【００２９】また、図４（ｂ）は突起部２１を被覆板材
の横側に設けた場合であり、板厚の大きい被覆板を設置
する場合、突起部２１を接触面とすることによって付与
する圧力を集中する効果がある。

【００３０】また、図４（ｃ）は構造物側に凹型の切欠
き２２を設け、上記の突起部を設けた被覆板材を切欠き
と組み合わせて設置した模式図である。構造物側の切欠
き部２２および被覆板材側の突起部２１を接触面とする
ことによって、付与される圧力が集中されると同時に被
覆板材３と構造物２が密着した施工が可能である。

【００３１】ここで、本発明による上記施工は、いずれ
も被覆板材と構造物との接触面に局所的に圧力を付与す
ることが前提である。従って、軽水炉の炉内で施工を行
う場合、上記接触面に一定の加圧力を付与するためは、
付与する際に生じる付与方向と逆方向の反作用力を封じ
ることが必要である。例えば、配管内面等に対する施工
では、施工当該部の反対側を圧力支持部とすることで容
易であるが、炉内の複雑形状の構造物に対しては、上記
反作用力を封じるために、上記接触面に付与する圧力を
支持する支点を、炉内に具備させる手段が必要である。
本発明では、炉内構造物あるいは機器を支持部とするこ
とによって、圧力を付与する際に生じる反作用を封じる
手段とすることが可能である。例えば、図１５に示す炉
内構造物のシュラウド４４の内面に対する施工では、炉
内構造物の上部格子板４３と炉心支持板４５との間に支
持ピラー５３を導入し、上部格子板と炉心支持板によっ
て支えられたピラーを支持部とすることによって、圧力
を付与する際に生じる反作用を封じることが可能であ
る。また、図１８に示す上記シュラウド４４の外面に対
する施工では、圧力容器４２とシュラウド４４との間に
支持ピラーを導入し、圧力容器４２の内面によって支え
られたピラーを支持部とすることによって、圧力を付与
する際に生じる反作用を封じることが可能である。施工
の詳細は実施例にて後述する。

【００３２】次に本発明による、構造物の酸化皮膜を除
去した後に上述の接合を行う施工の作用について説明す
る。軽水炉の炉内構造物は水中に位置しているので、供
用中に酸化皮膜が付着している場合がある。この酸化皮
膜が付着したまま上述の接合を行った場合、電気抵抗あ
るいは摩擦抵抗が不安定となり、施工不良の原因となり
うる。従って、軽水炉の炉内構造物に上記施工を行う場
合、構造物の被覆板材との接触面を含む領域の酸化皮膜
を放電加工あるいはグラインダあるいはエメリ等で除去
した後で、被覆板材を設置し、上述の接合施工を行うこ
とが望ましい。また、上述の接合施工を行う場合、接合
面の電気抵抗あるいは摩擦抵抗が適正に均一化している
ことが望ましい。一般に接触面の表面粗さが大きい場
合、電気抵抗あるいは摩擦抵抗が大きくなり、通電量あ
るいは振動出力等が比較的小さい条件で接合が可能とな
るが、表面粗さが大きくなり過ぎると上記抵抗が不均一
になり、施工不良の原因となりうる。従って、本発明の
対象であるステンレス鋼，Ｎｉ基合金，低合金鋼製の構
造物の場合、平均表面粗さを上記の手段で０.２〜１０
μｍに仕上げた後に、被覆板材を設置し、上述の接合施
工を行うことが望ましい。

【００３３】また、上述の接合施工を行う場合、図３２
（ａ）に示すように、接合部の外部が隙間構造となる場
合が考えられる。隙間部５９は水環境に接しているた
め、隙間内の水質が劣化した条件下においては、応力腐
食割れ等の亀裂の発生部位となる可能性を有する。この
様な場合、図３２（ｂ）に示すように高耐食の中間層６
０を形成することによって隙間部５９における亀裂の発
生を防止することが可能である。例えば、中間層にＰｄ
あるいはＰｔを０.０５〜２.０ｗｔ％含む組成とするこ
とによって、上記成分の水素吸着効果により上記隙間部
５９の水質が改善され、応力腐食割れの発生が防止され
る。上記中間層６０は、肉盛あるいは溶射あるいはイン
サート材の挿入あるいはろう付けによって形成すること
ができる。また、上記中間層６０の形成を炉内で行う場
合は、上記中間層６０を構造物２の表面に表面層として
形成しておき、その後被覆板材３を設置して上述の接合
施工を行う方式となり、上記中間層の形成を炉外で行う
場合は、上記中間層６０を被覆板材３の接合する側に形
成しておき、その後被覆板材３を設置して上述の接合施
工を行う方式が望ましい。

【００３４】また、上述の接合施工を行う場合、図２６
に示すように上記隙間部の外周部を金属結合させて隙間
部を炉水と遮断させてもよい。上記金属結合部６１の形
成には入熱量を低くしたレーザ光あるいはアーク光の照
射が望ましい。

【００３５】また、上述の接合施工を行う場合、図２５
に示すように構造物の接合面を含む領域に表面溶融部を
形成しておき、その後上述の接合施工を行えば、接合施
工時の割れ感受性をさらに低減することが可能である。
上記表面溶融部６２の形成には、入熱量を低くしたレー
ザ光あるいはアーク光の照射が望ましい。

【００３６】

【発明の実施の形態】

（実施例１）原子炉炉内構造物の補修施工は、γ線環境
下にあるため、水中で施工することが望ましい。以下
に、実施例として本発明の具体的な施工例を、板材の構
造物試験片を用いた水中での実験例および原子炉炉内構
造物に適用する例で説明する。本発明の実施例として、
構造物に被覆板材を設置して、接合面に圧力を付与しな
がら電流を流してスポット状に接合を行っていく施工に
おいて、水中で横向きに施工した実験例を図１〜図７を
用いて以下に説明する。

【００３７】１.０×１０²⁰ｎ／ｍ²以上５.０×１０²⁷
ｎ／ｍ²以下の全中性子が照射された状態でかつ亀裂上
の欠陥１が存在しているSUS304ステンレス鋼製の構造物
２に対し、SUS316L ステンレス鋼製の被覆板材３を設置
する。ここで、本実施例では板材３の設置方法として、
図２に示すように、板材３の背側に凸部２９を設け、固
定治具２４によって凸部をホールドしながら施工当該部
に固定する。凸部２９のホールド方法としては、例えば
図３に示すように、ホールド部３２をホールド用アーム
３０を用いて駆動させて、凸部２９をホールドすれば良
い。

【００３８】次に、図１に示すように、電極１０および
電極移動ステージ２５を具備した装置を設置する。電源
１３，変圧器１２等は水面上に設置され、アーム２８あ
るいは電極１０が水平／垂直に移動可能なスライド機構
２６を用いた遠隔操作で施工を行う。ここで、本実施例
では、支持ピラー２７は水面上で固定され、圧力支持部
となっている。また、電線２３を含む伝送部等は、漏電
を防止するため、ゴム等の絶縁物で包囲して施工する。

【００３９】次にアーム２８あるいはスライド機構２６
によって電極１０を施工当該部に設置する。被覆板材に
接触させる電極（以下電極Ａ）１０は被覆板材部にセッ
トされ、構造物に接触させる電極（以下電極Ｂ）１１は
構造物表面に接触される。両電極は電気的に接続され、
変圧器１２によって電極／材料間に流れる電流は制御さ
れる。また、被覆板材に接触する電極Ａ１０には圧力付
与機構１４が設けられ、板材３と構造物２との接触面に
局所的に圧力が付与されるようになっている。加圧力を
増すためには、図４（ａ)(ｂ）に示すように、被覆板材
３に突起部２１を設けるか、あるいは図４（ｃ）に示す
ように、構造物２に切欠き２２を設けて被覆板材３の突
起部２１と組み合わせるように板材３を設置すれば良
い。圧力付与機構１４によって電極Ａ１０直下の被覆板
３と構造物２との接触部に圧力を付与し、加圧下におい
て電流を通電すると該接触部の電気抵抗によって抵抗熱
が発生し、被覆板と構造物それぞれが局所的に溶融して
接合部１５が形成される。上記の一連の施工は、装置に
具備した監視機構によって監視される。

【００４０】本実施例では、板厚１０〜４０mmの構造物
２に対し、板厚１０〜２０mmの被覆板材を設置し、施工
条件として図５に示す条件範囲で施工した結果、構造物
２と被覆板材３は接合されたと同時に、構造物２には新
たな割れは発生しなかった。１ヶ所の接合施工終了後、
電極Ａ１０を順次移動させて施工していくことで、連続
した接合部が形成される。ここで、本実施例のように固
定治具２４等を用いる場合は、図２に示すところの板材
３の周端部の垂直方向をまず接合し、板材３のホールド
が不要になった時点で、治具２４を外し、次いで水平方
向を接合すれば良い。

【００４１】以上の施工によって、図６に示すように、
被覆板材３は構造物２に隙間なく接合され、構造物２の
亀裂１発生部は水環境から隔離され、応力腐食割れ等に
よる亀裂の進展は防止された。

【００４２】本実施例では、水の電導度が１.５μＳ／c
m 以下にある状態で上記施工を行ったため、水が絶縁効
果を発揮し、漏電することはなかったが、水の電導度の
高くなる場合など漏電の恐れのある場合は、図７に示す
チャンバ内での施工を行い、チャンバ３４内を気中雰囲
気とすると同時に施工当該部の水分を除去し、乾燥した
上で施工することが有効である。

【００４３】（実施例２）本発明の実施例として、構造
物に被覆板材を設置して、接合面に複数の電極に圧力を
付与しながら電流を流してスポット状に接合を行ってい
く施工において、水中で横向きに施工した実験例を図８
〜図１０および図６を用いて以下に説明する。

【００４４】１.０×１０²⁰ｎ／ｍ²以上５.０×１０²⁷
ｎ／ｍ²以下の全中性子が照射された状態でかつ亀裂上
の欠陥が存在しているSUS304ステンレス鋼製の構造物に
対し、SUS316L ステンレス鋼製の被覆板材を設置する。
次に、電極および電極移動機構を具備した装置を設置す
る。

【００４５】次に電極移動機構によって電極を施工当該
部に設置する。複数の電極の両方に加圧を付与する機構
以外は、施工は実施例１と同様であるが、複数の電極の
両方に加圧を付与する機構１４を具備することによっ
て、複数の電極直下の接触面を同時に接合させることが
可能である。

【００４６】図８は電極駆動のための装置を省略して、
２個の電極１０を設置する部分のみを示した立体図であ
り、図９はステージ２５等の装置を設置して施工した状
態を上方向からみた断面模式図である。本実施例の場
合、同図に示すように、実施例１と同様に、板材３を治
具２４でホールドしたまま垂直方向に施工する場合、２
個の電極１０で同時に圧力を付与して接合施工すること
によって垂直方向の両周端部を同時に施工することが可
能である。

【００４７】本実施例では、板厚１０〜４０mmの構造物
に対し、板厚１０〜２０mmの被覆板材を設置し、施工条
件として図１０に示す条件範囲で施工した結果、構造物
と被覆板材は接合されたと同時に、構造物には新たな割
れは発生しなかった。

【００４８】１個所の接合施工終了後、電極を順次移動
させて施工していくことで、図６に示すように、被覆板
材３は構造物２に隙間なく接合され、構造物２の亀裂１
発生部は水環境から隔離され、応力腐食割れ等による亀
裂の進展は防止された。

【００４９】（実施例３）本発明の実施例として、構造
物に被覆板材を設置して、円板上の電極を用いて回転さ
せながら圧力を付与しつつ通電することによって、連続
した接合部を形成する施工において、水中で横向きに施
工した実験例を図１１〜図１２および図６を用いて以下
に説明する。

【００５０】図１１は、回転電極を用いた施工を横から
みた断面模式図であり、図１〜図３に示したピラーやア
ーム等は省略してある。また、図１１は片方の電極のみ
に圧力付与機構を具備して、板材に接触させている図で
あるが、実施例２に述べたように、両方の電極を圧力付
与機構を具備した回転電極として施工することも可能で
ある。

【００５１】１.０×１０²⁰ｎ／ｍ²以上５.０×１０²⁷
ｎ／ｍ²以下の全中性子が照射された状態でかつ亀裂上
の欠陥１が存在しているSUS304ステンレス鋼製の構造物
２に対し、SUS316L ステンレス鋼製の被覆板材３を設置
する。次に、円板上の回転電極１６およびステージ２５
を具備した装置を設置する。

【００５２】次に電極を施工当該部に設置する。被覆板
材に接触させる回転電極Ａ１６は被覆板材部にセットさ
れ、構造物に接触させる電極Ｂ１１は構造物表面に接触
される。両電極は電気的に接続され、変圧器によって電
極／材料間に流れる電流は制御される。円板上の電極１
６を用いて回転させながら圧力を付与しつつ通電するこ
とによって、連続した接合部が形成される。

【００５３】この方式の場合、連続的に通電を行う方式
では容易に連続接合部が形成されるが、通電を断続的に
繰り返す方式でも、通電の周期や施工速度等を制御する
ことによって接合部を連続的に形成することが可能であ
る。本実施例では、通電を断続的に繰り返す方式で施工
を行った。

【００５４】本実施例では、板厚１０〜４０mmの構造物
に対し、板厚１０〜２０mmの被覆板材を設置し、施工条
件として図１２に示す条件範囲で施工した結果、構造物
２と被覆板材３は接合されたと同時に、構造物２には新
たな割れは発生しなかった。実施例１〜２と同様に、図
２に示すところの板材３の周端部の垂直方向をまず接合
し、板材３のホールドが不要になった時点で、治具２４
を外し、次いで水平方向を接合するように、回転電極１
６を順次移動させて施工していくことで、図６に示すよ
うに、被覆板材は構造物に隙間なく接合され、構造物の
亀裂発生部は水環境から隔離され、応力腐食割れ等によ
る亀裂の進展は防止された。

【００５５】（実施例４）本発明の実施例として、構造
物に被覆板材を設置して、超音波発振を用いた機械振動
を与えて接触面に摩擦抵抗を発生させて接合させる施工
において、水中で横向きに施工した実験例を図１３〜図
１４および図６を用いて以下に説明する。１.０×１０
²⁰ｎ／ｍ²以上５.０×１０²⁷ｎ／ｍ²以下の全中性子が
照射された状態でかつ亀裂上の欠陥１が存在しているSU
S304ステンレス鋼製の構造物２に対し、SUS316L ステン
レス鋼製の被覆板材３を設置する。次に、図１３に示す
ように、振動子１７，共鳴子１９，施工端子２０及び圧
力付与機構１４を具備したチャンバ３８を設置し、チャ
ンバ３８内をガス注入機構３６によって気中雰囲気とす
ると同時にノズル３９を通じて施工当該部の水分を除去
し、乾燥する。

【００５６】電源１３，超音波発信器１８等は水面上に
設置され、実施例１と同様にピラー２７およびアーム２
８を用いた遠隔操作で施工を行った。ここで電線２３を
含む伝送部等は、漏電を防止するため、ゴム等の絶縁物
で包囲して施工した。

【００５７】次に施工端子２０を被覆板材３の施工当該
部に設置する。超音波発信器１８から２０〜５０Ｈｚの
高周波の電流が振動子に流すと、振動子１７は磁気歪現
象によって振動する。発生した振動は共鳴子１９によっ
て振幅を増大させ、施工端子２０が増大した振幅によっ
て振動する。加圧付与機構１４によって加圧された施工
端子２０直下の被覆板材３と構造物２との接合面は、上
記振動によって摩擦が発生する。接触面は摩擦によって
加熱されると同時に塑性変形が生じる。塑性変形された
面は、圧力および再結晶温度以上への加熱による原子移
動の効果によって原子間力の作用する距離にまで近接
し、結合を生じて接触面は接合され、接合部１５が形成
される。

【００５８】加圧力を増すためには、図４（ａ)(ｂ）に
示すように被覆板材３に突起部２を設けるか、あるいは
図４（ｃ）に示すように構造物２に切欠き２２を設けて
被覆板材３の突起部２１と組み合わせるように板材を設
置すれば良い。また、上記の一連の施工は、監視機構に
よって監視される。

【００５９】本実施例では、板厚１０〜４０mmの構造物
に対し、板厚２〜２０mmの被覆板材を設置し、施工条件
として図１２に示す条件範囲で施工した結果、構造物と
被覆板材は接合されたと同時に、構造物には新たな割れ
は発生しなかった。

【００６０】１個所の接合施工終了後、電極を順次移動
させて施工していくことで、図６に示すように、被覆板
材は構造物に隙間なく接合され、構造物の亀裂発生部は
水環境から隔離され、応力腐食割れ等による亀裂の進展
は防止された。

【００６１】（実施例５）本発明を原子炉炉内構造物へ
適用する一実施例として、実施例１〜４に述べた施工を
炉内構造物のシュラウド内面あるいは外面に適用する例
を、図１５〜図１８を用いて以下に説明する。

【００６２】図１５は、運転を停止して圧力容器４２の
上蓋を取外し、蒸気乾燥器，気水分離器，燃料チャンネ
ルを順次外し、さらに制御棒を圧力容器の下方から抜き
出す。必要に応じて中性子計測管も圧力容器の下方から
抜き出して、炉心部を炉水で満たされた状態での、補修
施工中の圧力容器４２の内部の断面図である。補修施工
の前にシュラウドの受けている中性子照射線当量、及び
亀裂上の欠陥の発生している位置と欠陥部を被覆する領
域の面積を測定しておく。次にシュラウド４４内面の施
工対象部位に対して、施工対象部位表面の酸化皮膜を機
械的に除去すると同時に平均表面粗さを０.２〜１０μ
ｍの範囲に仕上げる。この機械的表面処理は、紙やすり
が電動回転によって、機械的に表面の酸化皮膜及び表面
の金属光沢を機械的に除去する処理である。

【００６３】上記の機械的表面処理後、被覆板材を板材
固定治具を用いて欠陥部を被覆する施工当該領域に設置
する。

【００６４】次に、図１５および図１６に示した構造を
有する施工装置をアクセスする。施工装置は、支持ピラ
ー５３および伸縮機構を有する２次アーム５４の先端に
具備した構造となっている。２次アーム５４は支持ピラ
ーに垂直な方向への伸縮機構５５を有し、かつアーム先
端は施工装置がスライドして移動可能なスライド機構５
６および垂直に導入されたスライド機構を施工当該部の
接合施工線に沿って施工装置をスライドさせる方向への
回転機構５７を有している。この支持ピラー５３および
２次アーム５４によって、施工装置は被覆板材３とシュ
ラウド４４とを接合させる施工当該部にアクセスされ
る。

【００６５】次に、実施例１〜４に記述したように、被
覆板材３とシュラウド４４内面との接合施工を行う。こ
こで、各種駆動／制御は遠隔操作室４８内より操作され
る。オペレーティングフロア４７上の遠隔操作室４８内
には、実施例１〜３に記載の通電による接合を行う場合
は、電源や変圧器が設置され、実施例４に記載の機械振
動による接合を行う場合は、電源や超音波発振器が設置
される。図１６および図１８では一例として、実施例２
に述べた、両者に圧力付与機構を有する２個の電極を具
備した装置を示しているが、図１７に示すように回転電
極１６を具備した装置や、実施例１〜４に述べた他の装
置を具備しても良い。さらに、いずれの施工の場合で
も、支持ピラー導入，２次アームの駆動，電極あるいは
施工端子の位置調整及び駆動，付与する加圧力，施工状
況の監視，照明等の制御を含む各種制御系が、遠隔操作
室４８内に設置されている。

【００６６】また、水排除用チャンバを用いた施工の場
合は、上記２次アーム先端にチャンバが具備され、チャ
ンバ内のシールドガス注入，施工状況の監視，照明，水
排除，ガス注入，排ガスあるいは排塵，ガス流量監視，
ガス圧監視，温度監視，湿度監視等もまた同遠隔操作室
４８に設置の各制御機構によって遠隔操作される。

【００６７】ここで、圧力付与機構１４によって電極あ
るいは施工端子直下の接合面に圧力を付与しつつ接合施
工を行う訳であるが、本実施例のような炉内施工の場
合、板材固定治具２４やステージ２５を含む接合装置は
クレーン４９で昇降してアクセスするため、圧力を付与
した際に生じる反作用を封じる必要がある。炉内施工に
おける反作用を封じるための圧力を支持する手段を以下
に説明する。

【００６８】シュラウド４４の内面に対して、被覆板材
３を設置して上記の施工を行う場合、まず、図１５に示
すように、板材固定治具２４はその上部を上部格子板４
３に固定する。次に支持ピラー５３は上部格子板４３を
通過して炉心支持板４５に差し込む形で挿入し、上部格
子板４３と炉心支持板４５によって固定される。上部格
子板４３と炉心支持板４５によって固定された支持ピラ
ー５３は、固定部が支点となって、上記反作用を封じる
ための圧力支持部となり、図１６に示すように、上記の
施工の際、圧力付与機構１４によって施工当該部に圧力
を付与することが可能である。

【００６９】また、シュラウド４４の外面に対して、被
覆板材３を設置して上記の施工を行う場合、まず、板材
固定治具２４はその上部をシュラウド付属あるいは周辺
の機器あるいは金具に固定する。次に図１８に示すよう
に、圧力支持板５８を具備した支持ピラー５３を挿入し
て、圧力容器４２の内面に対して圧力支持板４２を設置
し、圧力容器４２内面と接触させる。圧力容器４２内面
と接触した支持ピラー５３は、接触した圧力支持板５８
が支点となって、上記反作用を封じるための圧力支持部
となり、上記の施工の際、圧力付与機構によって施工当
該部に圧力を付与することが可能である。

【００７０】上記一連の施工は常に施工状況の監視機構
で監視する。最後に監視機構で補修施工部及びその周囲
に割れの発生がないことを確認して、補修施工が終了す
る。（実施例６）本発明の実施例として、構造物に設置する
被覆板材を薄くして接合を行う場合の施工について、図
１，図１９および及び図６を用いて以下に説明する。

【００７１】実施例１〜５に述べた施工では、加圧力を
増すために、図４（ａ)(ｂ）に示すように、被覆板材３
に突起部２１を設けるか、あるいは図４（ｃ）に示すよ
うに、構造物２に切欠き２２を設けて被覆板材３の突起
部２１と組み合わせるように板材３を設置して施工する
場合について説明したが、被覆板材３の板厚自体を薄く
して接合することも可能である。被覆板材３の板厚を薄
くすることによって、実施例１〜３に述べた通電や実施
例４に述べた機械振動が安定し、施工不具合が防止され
て、施工部の信頼性がより向上する。

【００７２】本実施例では、実施例１に述べた施工方法
によって、板厚５〜４０mmの構造物２に対し、板厚０.
２〜１０mmの被覆板材を設置し、施工条件として図１
９に示す条件範囲で施工した結果、構造物２と被覆板材
３は接合されたと同時に構造物２には新たな割れは発生
しなかった。

【００７３】以上の施工によって、図６に示すように、
被覆板材３は構造物２に隙間なく接合され、構造物２の
亀裂１発生部は水環境から隔離され、応力腐食割れ等に
よる亀裂の進展は防止された。

【００７４】（実施例７）本発明における中間層挿入施
工の一実施例として、構造物の被覆板材設置当該部に溶
射層を形成した後に、被覆板材を設置して接合を行う施
工について、図２０〜図２４を用いて以下に説明する。

【００７５】図２０(ａ)は、構造物の被覆板材設置当該
部に溶射層を形成した後に、被覆板材を設置して接合を
行った断面を示している。１.０×１０²⁰ｎ／ｍ²以上
５.０×１０²⁷ｎ／ｍ²以下の全中性子が照射された状
態でかつ亀裂上の欠陥１が存在しているSUS304ステンレ
ス鋼製の構造物２に対し、プラズマアーク等の手段によ
って、膜厚約５０〜２００μｍの溶射層６３を形成す
る。溶射層６３の組成（重量％）は、Ｃ０〜０.０２
％，Ｓｉ０〜１.００％，Ｍｎ０〜２.００％，Ｐ０〜
０.００４５％，Ｎｉ１０.５０〜１５.００％，Ｃｒ１
６.５０〜２４.００％，Ｍｏ２.００〜３.００％，Ｎ０
〜０.２２％，Ｎｂ０〜０.５０％，Ｔｉ０〜０.５０
％，Ｚｒ０〜０.５０％，Ｐｔ０〜０.５０％，Ｐｄ０〜
０.５０％，残部Ｆｅの範囲が望ましいが、構造物２あ
るいは被覆板材３の材質に応じて、ステンレス成分でな
くてもよく、ＰｔあるいはＰｄが含有しておれば良く、
例えばろう付け成分でもよい。

【００７６】次に、SUS316L ステンレス鋼製の被覆板材
３を設置し、実施例１〜６に述べた接合施工を行う。

【００７７】図２０（ｂ）には、上記接合部の拡大した
断面を示す。実施例１〜６に述べた接合施工の条件ある
いは状況によって、同図に示すように接合部１５近傍の
構造物２と被覆板材３との間に隙間部５９が形成される
場合がある。軽水炉炉内における高温水中での隙間構造
を有する部位では、隙間の状況によって隙間内の溶存酸
素濃度が増加し、応力腐食割れ発生の可能性が生じるこ
とがある。そのような場合、本実施例では、同隙間部５
９に水素吸着効果を有するＰｔあるいはＰｄを含有した
成分を有する溶射層６３が形成されているため、隙間内
の溶存酸素濃度が低減され、応力腐食割れが防止され
る。

【００７８】この接合部近傍の隙間部位における応力腐
食割れの防止としては、図２０に示すように接合当該部
のみに溶射層６３を形成するだけで良いが、図２１に示
すように、被覆板材３の設置当該部全域に溶射層６３を
形成して被覆板材３を接合させた場合、万一接合部内に
水が浸入しても、当初存在する亀裂上の欠陥１の応力腐
食割れの進展は上記の効果により防止される。

【００７９】また、本実施例では溶射層６３を挟んで接
合施工を行うので、構造物側の入熱がより小さくなり、
Ｈｅの拡散が防止されて構造物２の新たな割れの発生の
可能性がさらに低減される。

【００８０】以上、本実施例では、構造物表面に溶射層
を形成して被覆板材を設置し、接合する施工について説
明したが、図２２に示すように、溶射層の代わりに上記
成分を有する厚さ約５０〜５００μｍの肉盛層６４を形
成しても同様の効果を発揮する。さらに、図２３に示す
ように、ＰｔあるいはＰｄを含有した厚さ約５０〜５０
０μｍの板状のインサート材６５を挿入しても本実施例
と同様の効果を発揮する。

【００８１】炉内施工において構造物表面に上記の溶射
層あるいは肉盛層を形成する、あるいは板状インサート
材を設置することが困難である場合、図２７（ａ）に示
すように、あらかじめ被覆板材３に上記の溶射層６３を
形成させておくか、あるいは同図（ｂ）に示すように肉
盛層６４を形成させておくか、あるいは同図（ｃ）に示
すように板状インサート材６５を取り付けておいて、被
覆板材３を施工当該部に設置し、接合施工を行えば良
い。

【００８２】さらに、上記のように中間層を挿入する代
わりに、被覆板材３自体を上記成分としても良い。ま
た、図２４に示すように、被覆板材３の構造物２の表面
に接する面を上記成分となるようにコーティングあるい
は表面処理による表面改質層６６を形成しておき、その
後被覆板材３を設置して、接合施工を行っても良い。こ
の場合、表面改質層６６の形成手段としては、溶射によ
って溶射層を形成する、あるいはメッキによってメッキ
層を形成する、あるいは、ＴＩＧアーク等によって肉盛
層を形成する、あるいは上記の手段による合金元素添加
の後レーザ光を照射して合金化層を形成する等の手段が
望ましい。ここで、表面改質層６６を形成した後は、必
要に応じて被覆板材３を設置する前に機械的表面仕上げ
を行って、表面粗さ等を調整しておいた上で被覆板材３
を設置し、接合施工を行うことが望ましい。

【００８３】以上の施工によって、被覆板材３は構造物
２に接合され、構造物２の亀裂１発生部は水環境から隔
離され、応力腐食割れ等による亀裂の進展は防止される
と同時に、施工後の隙間部での応力腐食割れの発生は防
止された。

【００８４】（実施例８）本発明の実施例として、構造
物表面の上記被覆板材との接合当該部を含む領域に表面
溶融層を形成した後に、被覆板材を設置して接合を行う
施工について、図２５を用いて以下に説明する。

【００８５】図２５は、構造物の被覆板材設置当該部に
表面溶融層を形成した後に、被覆板材を設置して接合を
行った断面を示している。１.０×１０²⁰ｎ／ｍ²以上
５.０×１０²⁷ｎ／ｍ²以下の全中性子が照射された状
態でかつ亀裂上の欠陥１が存在しているSUS304ステンレ
ス鋼製の構造物２に対し、レーザ光あるいはアーク光の
照射によって、深さ約５０〜５００μｍの表面溶融層６
２を形成する。この表面溶融層６２の形成に要する入熱
量が例えばＴＩＧアーク，プラズマアーク，レーザ等の
いずれかをエネルギー源として、入熱量を１×１０¹〜
１×１０³Ｊ／mmの範囲に制御した場合割れの発生が防
止されることは、特願平5−79254号に開示されている。

【００８６】上記表面溶融層６２内では、Ｈｅが蒸発し
て低減されるため、表面溶融層６２を接触面として実施
例１〜７に記した被覆板材３の接合施工の際の構造物側
の割れ感受性は、さらに低減される。

【００８７】以上の施工によって、被覆板材３は構造物
２に接合され、構造物２の亀裂１発生部は水環境から隔
離され、応力腐食割れ等による亀裂の進展は防止される
と同時に、接合部での割れ発生が防止された。

【００８８】（実施例９）本発明の実施例として、構造
物表面の上記被覆板材との接合部の外周部を金属結合さ
せた施工について、図２６を用いて以下に説明する。

【００８９】図２６は、構造物と被覆板材との接合部の
外周部に局部溶融によって金属結合させた断面を示して
いる。１.０×１０²⁰ｎ／ｍ²以上５.０×１０²⁷ｎ／ｍ²
以下の全中性子が照射された状態でかつ亀裂上の欠陥１
が存在しているSUS304ステンレス鋼製の構造物２に対
し、実施例１〜６あるいは実施例８に記した施工で被覆
板材を接合させた後、レーザ光あるいはアーク光の照射
によって、深さ約５０〜５００μｍの局部溶融した金属
結合部６１を形成する。この金属結合部６１の形成に要
する入熱量については、実施例８と同様に例えばＴＩＧ
アーク，プラズマアーク，レーザ等のいずれかをエネル
ギー源として、入熱量を１×１０¹〜１×１０³Ｊ／mmの
範囲に制御した場合割れの発生が防止されることが特願
平5−79254号に開示されている。

【００９０】この接合面外周の金属結合部６１の形成に
よって、構造物２と被覆板材３の接合強度が向上すると
同時に、実施例７で述べた隙間部が炉水環境と遮断さ
れ、隙間部での亀裂発生が防止される。

【００９１】以上の施工によって、被覆板材３は構造物
２に接合され、構造物２の亀裂１発生部は水環境から隔
離され、応力腐食割れ等による亀裂の進展は防止される
と同時に、接合部の強度が向上し、接合部での割れ発生
が防止された。

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば、原子炉圧力容器内の中
性子照射を受けており、かつ亀裂上の欠陥が発生してい
る構造物に対して、亀裂進展を防止すると同時に補修時
の割れ発生を防止することが可能であり、原子力プラン
トの応力腐食割れによる事故の防止や、プラントの健全
性を長期化させるのに効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】水中で構造物に被覆板材を設置して、加圧通電
によって接合する施工の断面図。

【図２】構造物に被覆板材を設置した状況を表した図。

【図３】固定治具が被覆板材をホールドする方式を表し
た図。

【図４】突起部を設けた被覆板材を構造物に設置した断
面図。

【図５】１個の電極に加圧通電して接合する施工の施工
条件範囲。

【図６】構造物と被覆板材との接合施工が完了した図。

【図７】水排除チャンバを用いて水中でスポット状に接
合する施工の断面図。

【図８】２個の加圧電極を設置する方式を示した立体
図。

【図９】ステージ等の装置を設置して施工した状態を上
方向からみた断面図。

【図１０】２個の電極に加圧通電して接合する施工の施
工条件範囲。

【図１１】回転電極を用いた加圧通電による接合施工の
断面図。

【図１２】回転電極を用いた加圧通電による接合施工の
施工条件範囲。

【図１３】超音波発振を用いた摩擦抵抗による接合施工
の断面図。

【図１４】超音波発振を用いた摩擦抵抗による接合施工
の施工条件範囲。

【図１５】原子炉炉内構造物へアクセスする施工の断面
図。

【図１６】シュラウド内面にアクセスする場合の、スポ
ット電極を具備した施工装置を表した断面図。

【図１７】シュラウド内面にアクセスする場合の、回転
電極を具備した施工装置を表した断面図。

【図１８】シュラウド外面にアクセスする場合の、支持
ピラーと施工装置を表した断面図。

【図１９】薄板を用いた場合の、加圧通電して接合する
施工の施工条件範囲。

【図２０】溶射層を中間層として挿入した場合の接合施
工部の断面図。

【図２１】板材設置当該部全域に溶射層を形成した場合
の接合施工部の断面図。

【図２２】肉盛層を中間層として挿入した場合の接合施
工部の断面図。

【図２３】板状インサート材を中間層として挿入した場
合の接合施工部の断面図。

【図２４】表面改質層を有する被覆板材を用いた場合の
接合施工部の断面図。

【図２５】構造物に表面溶融部を形成した場合の接合施
工部の断面図。

【図２６】外周部を金属結合させた施工部の断面図。

【図２７】あらかじめ中間層を被覆板材に形成させた場
合の接合施工の断面図。

【図２８】１個の電極に加圧通電する接合施工の原理を
表す断面図。

【図２９】２個の電極に加圧通電する接合施工の原理を
表す断面図。

【図３０】回転電極に加圧通電する接合施工の原理を表
す断面図。

【図３１】超音波発振を用いた摩擦抵抗による接合施工
の原理を表す断面図。

【図３２】隙間構造を有した接合部の断面図。

【図３３】従来技術による、中性子照射を受けており、
かつ亀裂上の欠陥が発生している構造物に板材を被覆
し、アークによるスミ肉溶接施工を示した断面図。

【符号の説明】

１…き裂状の欠陥、２…中性子照射を受けた構造物、３
…被覆板材、４…アーク溶接トーチ、５…フィラー材、
６…アーク放電、７…スミ肉溶接部、８…構造物側の溶
接熱影響部、９…熱影響部に発生する欠陥、１０…板材
に接触させて接合させる電極、１１…構造物表面に接触
させる電極、１２…変圧器、１３…電源、１４…圧力付
与機構、１５…接合部、１６…回転電極、１７…振動
子、１８…超音波発生器、１９…共鳴器、２０…施工端
子、２１…突起部、２２…切欠き部、２３…電線、２４
…板材固定治具、２５…移動ステージ、２６…スライド
機構、２７…支持ピラー、２８…アーム、２９…被覆板
の凸部、３０…ホールド部駆動用アーム、３１…ホール
ド部駆動用アーム駆動機構、３２…ホールド部、３３…
水面、３４…電極アクセス用チャンバ、３５…絶縁部、
３６…ガス注入機構、３７…排水／排ガス機構、３８…
超音波振動装置アクセス用チャンバ、３９…ノズル、４
０…チャンバ駆動機構、４１…振動子支持機構、４２…
原子炉圧力容器、４３…上部格子板、４４…シュラウ
ド、４５…炉心支持板、４６…ジェットポンプ、４７…
オペレーティングフロア、４８…遠隔操作室、４９…昇
降クレーン、５０…被覆板固定治具昇降駆動機構、５１
…炉内施工用支持ピラー昇降駆動機構、５２…伝送系、
５３…炉内施工用支持ピラー、５４…２次アーム、５５
…２次アーム駆動機構、５６…移動ステージのスライド
機構、５７…回転機構、５８…圧力支持板、５９…隙間
部、６０…中間層、６１…金属結合部、６２…表面溶融
層、６３…溶射層、６４…肉盛層、６５…インサート
材、６６…表面改質層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者薩田寿隆茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者中村満夫茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者小沼昭茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者小沼勉茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者加藤隆彦茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者玉井康方茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者森沢潤一郎茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者鈴木国彦茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (56)参考文献特開平８−1344（ＪＰ，Ａ) 特開平４−289183（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04G 23/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉圧力容器内部を構成する高エネルギ
ー粒子線照射を受けた構造材の補修方法であって、補修
する部分を含む領域を板材で覆い、この被覆板材と被補
修構造物との接触面に局所的に圧力を付与し、該圧力を
付与した部分にエネルギーを加えて前記接触面に熱エネ
ルギーを生じさせることにより前記被覆板材と前記被補
修構造物とを接合する方法において、前記被覆板材と前
記被補修構造物との間にＰｄ及びＰｔの少なくとも一方
を０.０５〜２.０ｗｔ％の範囲で含む材料からなる中間
層を介在させ、その状態で前記接合を行なうことを特徴
とする原子炉炉内構造物の補修方法。
【請求項２】請求項１に記載の補修方法において、前記
被覆板材と前記被補修構造物のいずれか一方に、前記中
間層として肉盛層，溶射層及びろう付け層のいずれかを
形成することを特徴とする原子炉炉内構造物の補修方
法。
【請求項３】請求項１に記載の補修方法において、前記
中間層としてインサート材を挿入することを特徴とする
原子炉炉内構造物の補修方法。
【請求項４】請求項１に記載の補修方法において、前記
中間層を介在させた状態での前記被覆板材と前記被補修
構造物との接合を、接合施工当該部を加圧しながら電流
を流して、発生する抵抗熱で加熱して接合する方法と、
回転電極を用いて構造物に前記被覆板材を電縫溶接する
方法、又はスポット状に接合する方法のいずれかによっ
て行なうことを特徴とする原子炉炉内構造物の補修方
法。
【請求項５】請求項１に記載の補修方法において、前記
中間層を介在させた状態での前記被覆板材と前記被補修
構造物との接合を、接合施工当該部を加圧しながら前記
被補修構造物と前記被覆板材との接合面を機械的に摩擦
し、摩擦抵抗によって接合すること、前記摩擦抵抗によ
って接合を行なうにあたり、接合当該部を加圧しながら
機械振動を与えて接合面を機械的に摩擦すること、前記
機械振動を与えて接合面を機械的に摩擦して接合を行な
うにあたり、高周波エネルギーを磁気歪現象によって機
械振動に変換し、得られた機械振動を接合当該部に与え
て接合面を機械的に摩擦することを特徴とする原子炉炉
内構造物の補修方法。