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JP7631091B2 - Plug, piping structure, and plug installation method - Google Patents
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JP7631091B2 - Plug, piping structure, and plug installation method - Google Patents

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Description

本開示は、プラグ、配管構造物及びプラグの設置方法に関する。 This disclosure relates to a plug, a piping structure, and a method for installing the plug.

発電プラントなどに用いられる大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが火炉の周方向に沿って配設されている。また、ボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、燃焼バーナが火炉内に燃料と空気(酸化性ガス)との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが流れる領域に熱交換器が設置され、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。 Large boilers used in power plants and the like have a hollow furnace that is installed vertically, and multiple combustion burners are arranged around the furnace wall. The boiler also has a flue connected vertically above the furnace, and a heat exchanger for generating steam is arranged in this flue. The combustion burner then injects a mixture of fuel and air (oxidizing gas) into the furnace to form a flame, generating combustion gas that flows into the flue. A heat exchanger is installed in the area where the combustion gas flows, and superheated steam is generated by heating the water and steam flowing inside the heat transfer tubes that make up the heat exchanger.

ボイラを有する発電プラントに使用される蒸気系統は、複数の配管同士が溶接で接続されて構成される。この場合、接合部の健全性(欠陥の有無)を確認するために、放射線透過試験を実施することがある。このため、接合部の近傍には、配管の内部に放射線試験機器(放射線源)を挿入するための貫通孔が穿設される。放射線透過試験は溶接後に一度だけ実施されることが通常であり、放射線透過試験終了後には穿設された貫通孔を閉塞する必要がある。 The steam system used in a power plant with a boiler is composed of multiple pipes connected by welding. In this case, a radiographic test may be performed to check the soundness of the joints (presence or absence of defects). For this reason, a through hole is drilled near the joint to insert a radiographic test device (radiation source) into the inside of the pipe. A radiographic test is usually performed only once after welding, and the drilled through hole must be sealed after the radiographic test is completed.

貫通孔を閉塞する方法として、例えば特許文献1には、閉止プラグが開示されている。特許文献1の閉止プラグは、溶接によって配管に対して固定されている。 As a method for closing a through hole, for example, Patent Document 1 discloses a closing plug. The closing plug in Patent Document 1 is fixed to the pipe by welding.

特開2013-158823号公報JP 2013-158823 A

プラグを配管に溶接する場合、溶接部の内面の酸化を抑制して溶接の品質を良好なものにするために、バックシールドを行うことがある。ここで、バックシールドを行う方法としては、風船を用いて配管内部にあるバックシールド用のガス(例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガス)の拡散を防止する方法が例示される。しかしながら、この方法では風船の取付けや撤去に手間がかかるので、可能な限り簡易な方法でバックシールド用のガスを封止することが好ましい。 When welding a plug to a pipe, back shielding may be performed to suppress oxidation of the inner surface of the weld and improve the quality of the weld. One example of a method for back shielding is to use a balloon to prevent the diffusion of the back shielding gas (e.g., an inert gas such as nitrogen or argon) inside the pipe. However, this method requires time and effort to install and remove the balloon, so it is preferable to seal the back shielding gas in the simplest possible way.

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、プラグ自体でバックシールド用のガスを封止できるプラグ、配管構造物及びプラグの設置方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of these circumstances, and aims to provide a plug, a piping structure, and a method for installing the plug that can seal the back shield gas with the plug itself.

上記課題を解決するために、本開示のプラグ、配管構造物及びプラグの設置方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本開示の一態様に係るプラグは、配管に形成された貫通孔を前記配管の外周面側から閉塞するプラグであって、軸線方向に延びた柱状の管台部と、前記管台部に接続され、前記貫通孔内において前記管台部との間にガスを滞留させる滞留空間を画定する封止部と、を備えている。
In order to solve the above problems, the plug, piping structure, and plug installation method of the present disclosure employ the following measures.
That is, a plug according to one aspect of the present disclosure is a plug that closes a through hole formed in a piping from the outer peripheral surface side of the piping, and includes a columnar nozzle portion extending in the axial direction, and a sealing portion that is connected to the nozzle portion and defines a retention space for retaining gas between the nozzle portion and the sealing portion within the through hole.

また、本開示の一態様に係る配管構造物は、貫通孔が形成された配管と、上記のプラグと、を備え、前記プラグは、前記封止部が前記貫通孔に挿入されている。 Moreover, a piping structure according to one aspect of the present disclosure includes a pipe having a through hole formed therein and the above -mentioned plug, wherein the sealing portion of the plug is inserted into the through hole.

また、本開示の一態様に係るプラグの設置方法は、配管に形成された貫通孔を前記配管の外周面側から閉塞するプラグであって、軸線方向に延びた柱状の管台部と、前記管台部に接続され、前記貫通孔内において前記管台部との間にガスを滞留させる滞留空間を画定する封止部と、を備えているプラグの設置方法であって、溶接時のバックシールドに用いられるガスを前記滞留空間に供給する工程を含む。 In addition, a method for installing a plug according to one aspect of the present disclosure is a method for installing a plug that closes a through hole formed in a pipe from the outer peripheral surface side of the pipe, and that includes a columnar nozzle portion extending in the axial direction and a sealing portion that is connected to the nozzle portion and defines a retention space for retaining gas between the nozzle portion and the through hole, and includes a step of supplying a gas used for back shielding during welding to the retention space.

本開示によれば、プラグ自体でバックシールド用のガスを封止できる。 According to the present disclosure, the plug itself can seal in the gas for the back shield.

ボイラ発電プラントにおける蒸気、復水、給水系統を表す概略図である。1 is a schematic diagram showing a steam, condensate, and feedwater system in a boiler power plant. 本開示の一実施形態に係るプラグの側面図である。FIG. 2 is a side view of a plug according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に係るプラグの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a plug according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に係るプラグの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a plug according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に係るプラグの底面図である。FIG. 13 is a bottom view of a plug according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に係るプラグが設置された配管の長手方向及び周方向の断面図である。FIG. 2 is a longitudinal and circumferential cross-sectional view of a pipe with a plug installed according to an embodiment of the present disclosure. 図6に示す切断線VII-VIIにおける断面図である。7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in FIG. 6. 本開示の一実施形態に係るプラグが溶接で固定された配管の長手方向及び周方向の断面図である。1 is a longitudinal and circumferential cross-sectional view of a pipe to which a plug is secured by welding according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 応力集中部の概念を表す参考図である。FIG. 13 is a reference diagram illustrating the concept of a stress concentration portion. 溶接部近傍の部分拡大図である。FIG. 応力集中部及び溶接止端における損傷度Dcと張り出した溶接脚長Lwとの各関係を示した図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the damage degree Dc at the stress concentration portion and the weld toe and the protruding weld leg length Lw. 応力集中部及び溶接止端における損傷度Dcと溶接止端半径Rwとの各関係を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the damage degree Dc at the stress concentration portion and the weld toe and the weld toe radius Rw.

[ボイラ発電プラントについて]
まず、本開示の一実施形態に係るプラグが設置されるボイラ発電プラントについて図1を用いて説明する。
[About boiler power plants]
First, a boiler power plant in which a plug according to an embodiment of the present disclosure is installed will be described with reference to FIG. 1 .

図1は、ボイラ発電プラントにおける蒸気、復水、給水系統を表す概略図である。
ボイラ発電プラントは、ボイラの熱交換器102,103,104と、ボイラが生成した蒸気によって回転駆動される蒸気タービン110と、蒸気タービン110に連結され、蒸気タービン110の回転に応じて発電を行う発電機115とを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a steam, condensate, and feedwater system in a boiler power plant.
The boiler power plant includes boiler heat exchangers 102, 103, and 104, a steam turbine 110 that is rotationally driven by steam generated by the boiler, and a generator 115 that is connected to the steam turbine 110 and generates electricity in response to the rotation of the steam turbine 110.

蒸気タービン110は、例えば、高圧タービン111と中圧タービン112と低圧タービン113とから構成され、後述する再熱器105,106からの蒸気が中圧タービン112に流入したのちに低圧タービン113に流入する。 The steam turbine 110 is composed of, for example, a high-pressure turbine 111, an intermediate-pressure turbine 112, and a low-pressure turbine 113, and steam from the reheaters 105 and 106 described below flows into the intermediate-pressure turbine 112 and then flows into the low-pressure turbine 113.

低圧タービン113には、復水器114が連結されており、低圧タービン113を回転駆動した蒸気がこの復水器114で冷却水(例えば海水)により冷却されて復水となる。復水器114は、給水系統L1を介して節炭器107に連結されている。 The low-pressure turbine 113 is connected to a condenser 114, where the steam that drives the low-pressure turbine 113 is cooled by cooling water (e.g., seawater) and condensed into water. The condenser 114 is connected to the economizer 107 via the water supply system L1.

給水系統L1には、例えば、復水ポンプ(CP)121、低圧給水ヒータ122、ボイラ給水ポンプ(BFP)123、高圧給水ヒータ124が設けられている。 The water supply system L1 is provided with, for example, a condensate pump (CP) 121, a low-pressure water supply heater 122, a boiler water supply pump (BFP) 123, and a high-pressure water supply heater 124.

低圧給水ヒータ122と高圧給水ヒータ124には、蒸気タービン110を駆動する蒸気の一部が抽気されて、図示しない抽気系統を介して高圧給水ヒータ124と低圧給水ヒータ122に熱源として供給され、節炭器107へ供給される給水が加熱される。 A portion of the steam that drives the steam turbine 110 is extracted and supplied to the low-pressure feedwater heater 122 and the high-pressure feedwater heater 124 as a heat source via an extraction system (not shown), and the feedwater supplied to the economizer 107 is heated.

以下、ボイラが貫流ボイラの場合を例にして説明をする。
節炭器107は、火炉壁101の各蒸発管に連結されている。節炭器107で加熱された給水は、火炉壁101の蒸発管を通過する際に、火炉内の火炎から輻射を受けて加熱され、汽水分離器126へと導かれる。汽水分離器126にて分離された蒸気は、過熱器102,103,104へと供給され、汽水分離器126にて分離されたドレン水は、ドレン水系統L2を介して復水器114へと導かれる。
The following description will be given taking as an example a case where the boiler is a once-through boiler.
The economizer 107 is connected to each evaporation tube of the furnace wall 101. The feed water heated by the economizer 107 is heated by radiation from the flame in the furnace when passing through the evaporation tube of the furnace wall 101, and is led to the steam separator 126. The steam separated in the steam separator 126 is supplied to the superheaters 102, 103, and 104, and the drain water separated in the steam separator 126 is led to the condenser 114 via the drain water system L2.

燃焼ガスが燃焼ガス通路(煙道)13を流れるとき、この燃焼ガスは、過熱器102,103,104、再熱器105,106、節炭器107で熱回収される。一方、ボイラ給水ポンプ(BFP)123から供給された給水は、節炭器107によって予熱された後、火炉壁101の各蒸発管を通過する際に加熱されて蒸気となり、汽水分離器126に導かれる。 When the combustion gas flows through the combustion gas passage (flue) 13, heat is recovered from the combustion gas by the superheaters 102, 103, 104, the reheaters 105, 106, and the economizer 107. Meanwhile, the feedwater supplied from the boiler feed pump (BFP) 123 is preheated by the economizer 107, and then heated to steam as it passes through each evaporator tube of the furnace wall 101, and is then led to the steam separator 126.

汽水分離器126で分離された蒸気は、過熱器102,103,104に導入され、燃焼ガスによって過熱される。 The steam separated in the steam separator 126 is introduced into the superheaters 102, 103, and 104, where it is superheated by the combustion gas.

過熱器102,103,104で生成された過熱蒸気は、蒸気系統L3を介して高圧タービン111に供給され、この高圧タービン111を回転駆動する。 The superheated steam generated by the superheaters 102, 103, and 104 is supplied to the high-pressure turbine 111 via the steam system L3, driving the high-pressure turbine 111 to rotate.

高圧タービン111から排出された蒸気は、蒸気系統L4を介して再熱器105,106に導入されて再度過熱される。再度過熱された蒸気は、蒸気系統L5を介して中圧タービン112を経て低圧タービン113に供給され、中圧タービン112及び低圧タービン113を回転駆動する。 The steam discharged from the high-pressure turbine 111 is introduced into the reheaters 105 and 106 via the steam line L4 and is superheated again. The reheated steam is supplied to the low-pressure turbine 113 via the intermediate-pressure turbine 112 via the steam line L5, and drives the intermediate-pressure turbine 112 and the low-pressure turbine 113 to rotate.

各蒸気タービン111,112,113の回転軸は、発電機115に接続されている。各蒸気タービン111,112,113の回転軸が回転することで、発電機115を回転駆動されて発電が行われる。低圧タービン113から排出された蒸気は、復水器114で冷却されることで復水となり、給水系統L1を介して再び節炭器107に送られる。 The rotating shaft of each steam turbine 111, 112, 113 is connected to a generator 115. When the rotating shaft of each steam turbine 111, 112, 113 rotates, the generator 115 is rotated and electricity is generated. The steam discharged from the low-pressure turbine 113 is cooled in the condenser 114 to become condensed water, and is sent again to the economizer 107 via the water supply system L1.

上記のようなボイラ発電プラントの各蒸気系統を構成する配管50には、放射線源を挿入するために穿設された貫通孔51を閉塞するプラグ1が複数個所に設置される。例えば、同図において各蒸気系統上の箇所Pに設置される。なお、同図の箇所Pは例示であり、全ての設置箇所を示したものではない。 In the piping 50 constituting each steam system of the boiler power plant as described above, plugs 1 that close the through holes 51 drilled for inserting the radiation source are installed at multiple locations. For example, in the figure, plugs are installed at location P on each steam system. Note that location P in the figure is an example and does not represent all installation locations.

[プラグについて]
次に、本開示の一実施形態に係るプラグ1について図2から図5を用いて説明する。
図2は、プラグ1の側面図である。図3は、プラグ1の縦断面図である。図4は、プラグ1の平面図である。図5は、プラグ1の底面図である。
[About the plug]
Next, the plug 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.
Fig. 2 is a side view of the plug 1. Fig. 3 is a vertical cross-sectional view of the plug 1. Fig. 4 is a plan view of the plug 1. Fig. 5 is a bottom view of the plug 1.

プラグ1は、金属製の部材とされている。
プラグ1を形成する金属としては、12Cr鋼、9Cr鋼、2Cr鋼等のクロム含有合金鋼が例示される。
ここで、溶接の容易性を考慮して、プラグ1を形成する金属の材質は、後述する配管50を形成する金属の材質と同一又は類似であることが好ましい。
The plug 1 is a metal member.
Examples of the metal forming the plug 1 include chromium-containing alloy steels such as 12Cr steel, 9Cr steel, and 2Cr steel.
Here, in consideration of ease of welding, it is preferable that the metal material forming the plug 1 is the same as or similar to the metal material forming the pipe 50 described below.

図2から図5に示すように、プラグ1は、管台部20、封止部30及び開先部40を備えている。 As shown in Figures 2 to 5, the plug 1 has a nozzle portion 20, a sealing portion 30, and a groove portion 40.

管台部20は、軸線Xの方向に沿って延びる円柱状の部分である。
管台部20は、底面22を有している。底面22は、プラグ1を後述する配管50に設置したときに、配管50(詳細には貫通孔51)に臨む面である(図6参照)。この底面22には、封止部30及び開先部40が接続されている。
管台部20の直径は、後述する配管50に形成された貫通孔51の内径よりも大径とされ(図6参照)、例えばφ100mm~φ130mm程度とされる。なお、管台部20の直径は、プラグ1の最大外径でもある。
The nozzle portion 20 is a cylindrical portion extending along the direction of the axis X.
The nozzle portion 20 has a bottom surface 22. The bottom surface 22 is a surface facing the pipe 50 (specifically, the through hole 51) when the plug 1 is installed in the pipe 50 described later (see FIG. 6 ). The sealing portion 30 and the groove portion 40 are connected to the bottom surface 22.
The diameter of the nozzle portion 20 is larger than the inner diameter of a through hole 51 formed in the pipe 50 described later (see FIG. 6), and is, for example, about φ100 mm to φ130 mm. The diameter of the nozzle portion 20 is also the maximum outer diameter of the plug 1.

封止部30は、管台部20の底面22から延びるように形成された部分である。
封止部30は、プラグ1を後述する配管50に設置するときに、後述する配管50に形成された貫通孔51に挿入される(図6参照)。
封止部30は、軸部31及び円板部32を有している。
The sealing portion 30 is a portion formed to extend from the bottom surface 22 of the nozzle portion 20 .
When the plug 1 is installed in a pipe 50 described later, the sealing portion 30 is inserted into a through hole 51 formed in the pipe 50 described later (see FIG. 6).
The sealing portion 30 has a shaft portion 31 and a disk portion 32 .

軸部31は、軸線Xの方向に沿って延びる柱状の部分であり、基端が管台部20の底面22と接続され管台部20と一体化している。なお、製作の容易性を考慮して、軸部31は円柱状であることが好ましい。
軸部31の直径は、後述する配管50に形成された貫通孔51の内径よりも小径とされる(図6参照)。例えば、貫通孔51の内径がφ50mm程度であれば、軸部31の直径はφ20mm程度とされる。
The shaft portion 31 is a columnar portion extending along the direction of the axis X, and has a base end connected to the bottom surface 22 of the nozzle portion 20 and integrated with the nozzle portion 20. In consideration of ease of manufacture, the shaft portion 31 is preferably cylindrical.
The diameter of the shaft portion 31 is smaller than the inner diameter of a through hole 51 formed in a pipe 50 described later (see FIG. 6). For example, if the inner diameter of the through hole 51 is about φ50 mm, the diameter of the shaft portion 31 is about φ20 mm.

円板部32は、板状の部分であり、軸部31の先端と接続され軸部31と一体化している。
円板部32は、封止部30が貫通孔51に挿入されたときに、管台部20との間に空間(滞留空間S)を画定する(図6参照)。
円板部32の形状は、軸線Xに対して直交する貫通孔51の断面形状に対応した形状とされている(図6参照)。なお、対応した形状とは、完全に同一の形状という意味ではなく、円板部32を貫通孔51に滑らかに挿入できる程度の隙間が設けられた形状という意味である。例えば、貫通孔51の内径がφ50mm程度であれば、円板部32の直径はφ49.8mm程度とされる。つまり、円板部32と貫通孔51との間には、半径方向の両側に0.1mmずつ隙間が設けられることになる。
なお、この隙間は0.1mmに限定されないが、過度に大きい場合は後述するバックシールド用のガスが漏出しやすくなるとともに、配管50の内側を流れる蒸気及び蒸気に含まれる異物が浸入しやすくなる。このため、円板部32の寸法は、隙間が過度に大きくならないように設定する必要がある。具体的には、蒸気及び蒸気に含まれる異物の侵入を抑制するため、半径方向の両側の隙間をそれぞれ0.4mm以下とすることが好ましく、0.1mmに近い程より好ましい。
The disk portion 32 is a plate-shaped portion that is connected to the tip of the shaft portion 31 and is integrated with the shaft portion 31 .
When the sealing portion 30 is inserted into the through hole 51, the disk portion 32 defines a space (retention space S) between the nozzle portion 20 and the sealing portion 30 (see FIG. 6).
The shape of the disk portion 32 corresponds to the cross-sectional shape of the through hole 51 perpendicular to the axis X (see FIG. 6). Note that the corresponding shape does not mean a completely identical shape, but a shape with a gap that allows the disk portion 32 to be smoothly inserted into the through hole 51. For example, if the inner diameter of the through hole 51 is about φ50 mm, the diameter of the disk portion 32 is about φ49.8 mm. In other words, a gap of 0.1 mm is provided on both sides in the radial direction between the disk portion 32 and the through hole 51.
Note that this gap is not limited to 0.1 mm, but if it is too large, the gas for back shielding described later will be more likely to leak, and the steam flowing inside the pipe 50 and foreign matter contained in the steam will be more likely to penetrate. Therefore, the dimensions of the disk portion 32 must be set so that the gap is not too large. Specifically, in order to suppress the intrusion of steam and foreign matter contained in the steam, it is preferable that each of the gaps on both radial sides is 0.4 mm or less, and the closer to 0.1 mm the more preferable.

開先部40は、プラグ1の先端11側において、管台部20の底面22から突出するように形成された部分である。
開先部40は、開先面41及びストレート面42を有している。
The groove portion 40 is a portion formed on the front end 11 side of the plug 1 so as to protrude from the bottom surface 22 of the nozzle portion 20 .
The groove portion 40 has a groove surface 41 and a straight surface 42 .

開先面41は、プラグ1の基端12から先端11に向かう方向で管台部20の外周面から軸線Xに向かって縮径した傾斜面とされている。
開先面41は、軸線Xを中心とした周方向において円環状に形成されている。
The groove surface 41 is an inclined surface whose diameter decreases from the outer circumferential surface of the nozzle portion 20 toward the axis X in the direction from the base end 12 to the tip end 11 of the plug 1 .
The groove surface 41 is formed in an annular shape in the circumferential direction about the axis X.

ストレート面42は、プラグ1の底面22付近にて、開先面41の先端(軸線Xに近い端部)に接続された面であり、プラグ1の先端11から基端12に向かう方向で軸線Xの方向に沿って延びている。
ストレート面42は、軸線Xに対して平行又は略平行とされている。
ストレート面42は、開先面41と同様、軸線Xを中心とした周方向において円環状に形成されている。
ストレート面42は、軸線X方向の長さ寸法が10mm以上14mm以下とされることが好ましい。長さ寸法が9mm以下の場合、溶接不良が生じる可能性がある。また、長さ寸法が15mm以上の場合、ストレート面42の加工が困難になる可能性がある。
The straight surface 42 is a surface connected to the tip (the end portion close to the axis X) of the groove surface 41 in the vicinity of the bottom surface 22 of the plug 1, and extends along the direction of the axis X in the direction from the tip end 11 toward the base end 12 of the plug 1.
The straight surface 42 is parallel or approximately parallel to the axis X.
Similar to the groove surface 41, the straight surface 42 is formed in an annular shape in the circumferential direction about the axis X.
The straight surface 42 preferably has a length in the direction of the axis X of 10 mm to 14 mm. If the length is 9 mm or less, welding defects may occur. If the length is 15 mm or more, machining of the straight surface 42 may become difficult.

先端が開先面41に接続されているストレート面42の基端は、四半円弧状のラウンド面44を介して底面22に接続されている。
ラウンド面44は、例えばプラグ1の外径(すなわち、管台部20の直径)が110mm、厚さ寸法(ストレート面42から管台部20の最外周面までの半径方向における肉厚)が30mmであれば、半径が4mm以下とされることが好ましい。なお、4mmという数値は、溶接時の欠陥を無くすためのストレート面42の長さを確保でき、かつ、寿命(例えば24万時間)を満足する寸法の範囲の最小値である。ラウンド面44の半径は、上記寸法の範囲内で、後述する配管50に形成された貫通孔51の内径よりもストレート面42が半径方向の外側に位置するように決定される。
The base end of the straight surface 42, the tip of which is connected to the groove surface 41, is connected to the bottom surface 22 via a quarter-circular arc-shaped round surface 44.
For example, if the outer diameter of the plug 1 (i.e., the diameter of the nozzle stub portion 20) is 110 mm and the thickness dimension (the radial thickness from the straight surface 42 to the outermost surface of the nozzle stub portion 20) is 30 mm, the radius of the round surface 44 is preferably 4 mm or less. The value of 4 mm is the minimum value of the range of dimensions that can ensure the length of the straight surface 42 to eliminate defects during welding and satisfy the lifespan (e.g., 240,000 hours). The radius of the round surface 44 is determined within the above-mentioned range of dimensions so that the straight surface 42 is located radially outward of the inner diameter of a through hole 51 formed in a pipe 50 described later.

以上のように形成された開先面41及びストレート面42によって、プラグ1の下部には、V字状に尖るように突出した開先部40が形成されている。
開先部40は、開先面41やストレート面42と同様、軸線Xを中心とした周方向において円環状に形成されている。
開先部40は、プラグ1を後述する配管50に設置したときに、配管50側に突出するように形成されている。これによって、配管50との溶接時における溶金の溶け込みを良好なものにでき、溶接されるべき部分に未溶着部が発生することを抑制できる。
なお、開先部40の先端において、開先面41とストレート面42との間にルート面43を形成してもよい。
By the groove surface 41 and the straight surface 42 formed as described above, a groove portion 40 protruding so as to be pointed in a V-shape is formed at the lower part of the plug 1.
The groove portion 40 is formed in an annular shape in the circumferential direction about the axis X, similar to the groove surface 41 and the straight surface 42 .
The groove portion 40 is formed so as to protrude toward the pipe 50 when the plug 1 is installed in the pipe 50 described below. This can ensure good penetration of the molten metal when welding to the pipe 50, and can suppress the occurrence of unwelded portions in portions to be welded.
In addition, a root surface 43 may be formed between the groove surface 41 and the straight surface 42 at the tip of the groove portion 40.

[配管構造物について]
次に、プラグ1が設置された配管50の構造について図6から図9を用いて説明する。
図6は、プラグ1が設置された配管50の長手方向(図において軸線Xの右部)及び周方向(図において軸線Xの左部)の断面図である。図7は、図6に示す切断線VII-VIIにおける断面図である。図8は、プラグ1が溶接で固定された配管50の長手方向及び周方向の断面図である。図9は、応力集中部の概念を表す参考図である。
なお、図6及び図8に示された配管50は断面図であるが、ハッチングを省略して描画している。
[About piping structures]
Next, the structure of the pipe 50 in which the plug 1 is installed will be described with reference to FIGS.
Fig. 6 is a longitudinal (right side of axis X in the figure) and circumferential (left side of axis X in the figure) cross-sectional view of a pipe 50 in which a plug 1 is installed. Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in Fig. 6. Fig. 8 is a longitudinal and circumferential cross-sectional view of a pipe 50 to which a plug 1 is fixed by welding. Fig. 9 is a reference diagram illustrating the concept of a stress concentration portion.
Although the piping 50 shown in FIGS. 6 and 8 is a cross-sectional view, hatching is omitted in the drawings.

配管50は、蒸気系統(図1のL3,L5)を構成する配管であり、内側に高温高圧の蒸気が流通する。
配管50の肉厚は、例えば25mm~130mm程度とされる。
配管50には、放射線透過試験用の放射線源を挿入するための貫通孔51が形成されている。貫通孔51は、配管50の管壁をその厚さ方向に貫通する直管状の孔とされており、配管50の外側と内側とを連通している。
The pipe 50 constitutes a steam system (L3, L5 in FIG. 1), and high-temperature and high-pressure steam flows inside the pipe 50.
The wall thickness of the pipe 50 is, for example, about 25 mm to 130 mm.
A through hole 51 for inserting a radiation source for radiographic testing is formed in the piping 50. The through hole 51 is a straight hole that penetrates the wall of the piping 50 in its thickness direction, and communicates between the outside and the inside of the piping 50.

放射線透過試験は、配管50同士の接合部の近傍で実施される。このため、貫通孔51は、配管50同士の接合部の近傍に形成されていることが好ましい。
なお、貫通孔51に挿入する放射線源によって適切に検査可能であれば、配管50同士の接合部と間隔を空けて貫通孔51を形成してもよい。
The radiographic test is carried out in the vicinity of the joint between the pipes 50. For this reason, it is preferable that the through hole 51 is formed in the vicinity of the joint between the pipes 50.
In addition, if appropriate inspection can be performed using a radiation source inserted into the through hole 51, the through hole 51 may be formed with a gap between the joints between the pipes 50.

図6に示すように、プラグ1は、封止部30の少なくとも一部が貫通孔51に挿入されるとともに開先部40が配管50の外周面に突き合わされるようにして配管50に設置される。このとき、プラグ1の軸線Xは、貫通孔51の軸線に略一致している。 As shown in FIG. 6, the plug 1 is installed in the pipe 50 with at least a portion of the sealing portion 30 inserted into the through hole 51 and the groove portion 40 abutting against the outer peripheral surface of the pipe 50. At this time, the axis X of the plug 1 approximately coincides with the axis of the through hole 51.

このとき、封止部30が挿入された貫通孔51には、管台部20の底面22、軸部31、円板部32、開先部40のストレート面42、ラウンド面44及び貫通孔51の内周面によって滞留空間Sが画定されている。図7に示すように、滞留空間Sは、軸線X周りに円環状とされている。 At this time, in the through hole 51 into which the sealing portion 30 is inserted, a retention space S is defined by the bottom surface 22 of the pipe stub portion 20, the shaft portion 31, the disk portion 32, the straight surface 42 of the groove portion 40, the rounded surface 44, and the inner peripheral surface of the through hole 51. As shown in FIG. 7, the retention space S is annular about the axis X.

この滞留空間Sは、プラグ1を溶接で配管50に接続するときに、バックシールド用のガスを滞留させるための空間である。
バックシールドとは、初層溶接時において初層ビード裏面に接する空間内の空気等の酸素含有ガスを不活性ガスと置換することである。これにより、初層ビード裏面の酸化と酸化による気孔や割れなどの欠陥発生を抑制することができる。
なお、初層ビード裏面に接する空間が開放空間である場合、不活性ガスが空間に拡散して、酸化抑制効果が失われてしまう。そのため、前述の通り、一般的には風船等の封止部材を用いて不活性ガスを滞留させる空間を画定する必要がある。
バックシールド用のガスとしては、窒素やアルゴン等の不活性ガスが例示される。
The retention space S is a space for retaining gas for back shielding when the plug 1 is connected to the pipe 50 by welding.
Back shielding is the process of replacing the oxygen-containing gas, such as air, in the space adjacent to the back surface of the first layer bead with an inert gas during the first layer welding. This can suppress the oxidation of the back surface of the first layer bead and the occurrence of defects such as pores and cracks due to oxidation.
If the space adjacent to the back surface of the first layer bead is an open space, the inert gas will diffuse into the space , and the oxidation suppression effect will be lost. Therefore, as mentioned above, it is generally necessary to define the space in which the inert gas is retained by using a sealing member such as a balloon.
Examples of the gas for the back shield include inert gases such as nitrogen and argon.

ここで、貫通孔51に挿入された円板部32は、下面32aが配管50の内周面と略面一となるように設定されている。これによって、下面32aと配管50の内周面との間に段差が小さくなり蒸気に含まれる異物が付着しにくくなる。また、円板部32が配管50の内側を流れる蒸気の流れを阻害することを回避できる。更に、蒸気の流れを阻害しないことで、円板部32付近における蒸気流れの乱れが抑制されるため、貫通孔51と円板部32との隙間を介して滞留空間Sへ侵入する蒸気の量及び蒸気に含まれる異物の量を低減できる。また、円板部32を配管50の内周面側に寄せることになるので、滞留空間Sの容積を可能な限り大きく確保できる。
なお、下面32aとは、配管50の内側(蒸気の流路)に臨む円板部32の面である。
Here, the disk portion 32 inserted into the through hole 51 is set so that the lower surface 32a is approximately flush with the inner peripheral surface of the pipe 50. This reduces the step between the lower surface 32a and the inner peripheral surface of the pipe 50, making it difficult for foreign matter contained in the steam to adhere. In addition, the disk portion 32 can be prevented from obstructing the flow of steam flowing inside the pipe 50. Furthermore, by not obstructing the flow of steam, turbulence of the steam flow near the disk portion 32 is suppressed, so that the amount of steam that enters the retention space S through the gap between the through hole 51 and the disk portion 32 and the amount of foreign matter contained in the steam can be reduced. In addition, since the disk portion 32 is brought closer to the inner peripheral surface of the pipe 50, the volume of the retention space S can be secured as large as possible.
The lower surface 32a refers to the surface of the disk portion 32 facing the inside of the pipe 50 (the steam flow path).

開先部40が配管50の外周面に突き合わされることで、開先部40と配管50の外周面との間で溶接のための開先が形成される。ここで、開先部40と配管50の外周面との間には、所定の隙間(ルート間隔)が確保されて保持される。ルート間隔は、例えば2mm~7mmである。 When the groove portion 40 is butted against the outer peripheral surface of the pipe 50, a groove for welding is formed between the groove portion 40 and the outer peripheral surface of the pipe 50. Here, a predetermined gap (root spacing) is secured and maintained between the groove portion 40 and the outer peripheral surface of the pipe 50. The root spacing is, for example, 2 mm to 7 mm.

このとき、軸線Xの方向に対して、ストレート面42が貫通孔51の内径よりも半径方向外側に位置しているので、開先部40の先端よりも半径方向内側に配管50の外周面が存在することになる(図6において点線の四角で囲ったA部)。
開先部40の先端から貫通孔51までの配管50の外周面は、溶接開始時において開先部40の先端と配管50の外周面との隙間から流れ出る溶金の受け部分として機能する。また、開先部40を配管50の外周面に突き合わさせて溶接することで溶接開始時における溶金の溶け込みを良好なものにできる。これによって、溶接されるべき部分に未溶着部が発生することを抑制して、不連続な溶接溶け込み形状の発生を抑制できる。
At this time, since the straight surface 42 is located radially outward from the inner diameter of the through hole 51 in the direction of the axis X, the outer peripheral surface of the pipe 50 is located radially inward from the tip of the groove portion 40 (part A surrounded by a dotted square in Figure 6).
The outer peripheral surface of the pipe 50 from the tip of the groove 40 to the through hole 51 functions as a receiving portion for the molten metal that flows out from the gap between the tip of the groove 40 and the outer peripheral surface of the pipe 50 at the start of welding. In addition, by welding the groove 40 against the outer peripheral surface of the pipe 50, the penetration of the molten metal at the start of welding can be improved. This prevents the occurrence of unwelded parts in the parts to be welded, and prevents the occurrence of discontinuous weld penetration shapes.

溶接を開始するにあたって、開先部40と配管50の外周面との初層溶接領域を覆うように、開先部40の開先面41又は管台部20の外周面と配管50の外周面との間に耐熱性のシールを貼り、シールの切れ目からバックシールド用のガスを滞留空間Sに供給する。滞留空間Sに元々存在していた空気は、バックシールド用のガスの供給に伴って、円板部32と貫通孔51の内周面との間の隙間から排出されていく。滞留空間Sから空気が排出され滞留空間Sがバックシールド用のガスで満たされたら溶接を開始する。 When welding begins, a heat-resistant seal is applied between the groove surface 41 of the groove 40 or the outer circumferential surface of the pipe 50 and the outer circumferential surface of the pipe 50 so as to cover the initial welded area between the groove 40 and the outer circumferential surface of the pipe 50, and backshield gas is supplied to the retention space S through a gap in the seal. As the backshield gas is supplied, the air that was originally present in the retention space S is discharged from the gap between the disc portion 32 and the inner circumferential surface of the through hole 51. Welding begins when the air is discharged from the retention space S and the retention space S is filled with backshield gas.

具体的には、まず、シールを剥がしながら開先部40の全周にわたって初層溶接を行い、その後、図8に示すように、溶接によって開先面41と配管50の外周面との間に溶金を盛ることで溶接部60を形成してプラグ1と配管50とを接続する。これによって、貫通孔51をプラグ1で閉塞できる。 Specifically, first, a first layer of welding is performed around the entire circumference of the groove 40 while removing the seal, and then, as shown in FIG. 8, molten metal is applied between the groove surface 41 and the outer peripheral surface of the pipe 50 by welding to form a weld 60, connecting the plug 1 and the pipe 50. This allows the through hole 51 to be closed by the plug 1.

溶接部60を形成するにあたって、溶接止端61の位置は、管台部20の外周面よりも軸線Xから離れた位置、すなわち、管台部20の外周面よりも半径方向の外側に位置させておくことが好ましい。この構成によって、配管50の内部(管壁の内部)に発生している応力集中部53から溶接止端61を遠ざけることができる。
なお、溶接止端61とは、溶接部60の配管50に接する部分の端部であり、半径方向の外側に位置する端部である。
When forming the welded portion 60, it is preferable to position the weld toe 61 at a position farther from the axis X than the outer circumferential surface of the nozzle portion 20, that is, radially outward than the outer circumferential surface of the nozzle portion 20. With this configuration, the weld toe 61 can be located away from the stress concentration portion 53 occurring inside the piping 50 (inside the pipe wall).
The weld toe 61 is the end of the weld 60 that is in contact with the pipe 50 and is the end located radially outward.

以下、応力集中部53について図9を用いて説明する。
貫通孔71が形成され長手方向に延びる平板70の長辺に、引張応力σfが負荷されているとする。このとき、既知の通り、平板70の中心線上に作用する応力σyは、貫通孔71の長手方向近傍で最大応力σmaxが発生する(いわゆる応力集中)。なお、最大応力σmaxは、貫通孔点72に発生する応力のおよそ3倍とされる。
The stress concentration portion 53 will be described below with reference to FIG.
Suppose that a tensile stress σf is applied to the long side of the flat plate 70 extending in the longitudinal direction and having the through hole 71 formed therein. As is known, the stress σy acting on the center line of the flat plate 70 has a maximum stress σmax occurring in the longitudinal vicinity of the through hole 71 (so-called stress concentration). The maximum stress σmax is approximately three times the stress occurring at the through hole point 72.

配管50には内側を流通する蒸気の圧力によって貫通孔51の周方向にフープ応力が作用している。ここで、上述した応力集中の現象を配管50に適用した場合、図8に示すように、配管50の軸線方向(長手方向)において、配管50の内部(管壁の内部)の貫通孔51の近傍に応力集中部53が発生することになる。 Hoop stress acts on the piping 50 in the circumferential direction of the through hole 51 due to the pressure of the steam flowing inside. If the above-mentioned stress concentration phenomenon is applied to the piping 50, a stress concentration area 53 will be generated inside the piping 50 (inside the pipe wall) in the axial direction (longitudinal direction) of the piping 50, as shown in Figure 8.

本実施形態において、フープ応力により発生している応力集中部53の応力の一部は管台部20で担うことができ、溶接止端61は、配管50の内部に発生している応力集中部53よりも軸線X方向に対して半径方向の外側に位置しているので、フープ応力による応力集中を緩和して、溶接止端61や配管50の寿命延長を図ることができる。 In this embodiment, part of the stress in the stress concentration area 53 caused by the hoop stress can be borne by the pipe stub portion 20, and the weld toe 61 is located radially outward in the direction of the axis X from the stress concentration area 53 generated inside the pipe 50, so that the stress concentration caused by the hoop stress can be alleviated, thereby extending the life of the weld toe 61 and the pipe 50.

[溶接止端の詳細について]
溶接部60の溶接止端61の位置は、詳細には、次のように決定されることが好ましい。
[Details about weld toes]
In detail, the position of the weld toe 61 of the weld 60 is preferably determined as follows.

図10に示すように、プラグ1の管台部20の外周面から半径方向に張り出した溶接部60の溶接脚長をLwとする。すなわち、プラグ1の外周面から溶接止端61までの半径方向(プラグ1の半径方向)に沿った距離をLwとする。 As shown in FIG. 10, the weld leg length of the weld 60 that protrudes radially from the outer circumferential surface of the nozzle stub portion 20 of the plug 1 is defined as Lw. In other words, the distance along the radial direction (radial direction of the plug 1) from the outer circumferential surface of the plug 1 to the weld toe 61 is defined as Lw.

このとき、溶接脚長Lwと応力集中部53における損傷度Dcとの関係、及び、溶接脚長Lwと溶接止端61における損傷度Dcとの関係は、図11に示されたグラフようになる。すなわち、溶接脚長Lwが大きくなるにつれて応力集中部53における損傷度Dcが低下する。また、溶接脚長Lwが大きくなるにつれて溶接止端61、特に、配管50の周方向の溶接止端61(図8参照)における損傷度Dcが増加する。このため、応力集中部53及び溶接止端61の両方の損傷度が、材料性能へ影響する所定の量を超え難いような溶接脚長Lwの範囲を決定することが好ましい。
ここで、損傷度Dcとは、金属組織への損傷の影響を示すものであり、機械的強度等の材料性能の低下要因への影響度を示すものとなる。
In this case, the relationship between the weld leg length Lw and the damage degree Dc in the stress concentration portion 53 and the relationship between the weld leg length Lw and the damage degree Dc in the weld toe 61 are as shown in the graph in Fig. 11. That is, as the weld leg length Lw increases, the damage degree Dc in the stress concentration portion 53 decreases. Also, as the weld leg length Lw increases, the damage degree Dc in the weld toe 61, particularly the weld toe 61 in the circumferential direction of the pipe 50 (see Fig. 8), increases. For this reason, it is preferable to determine a range of the weld leg length Lw such that the damage degrees of both the stress concentration portion 53 and the weld toe 61 are unlikely to exceed a predetermined amount that affects the material performance.
Here, the damage level Dc indicates the effect of damage on the metal structure, and indicates the degree of effect on factors that deteriorate material performance such as mechanical strength.

また、図10に示すように、溶接止端61近傍の溶接部60は、滑らかな湾曲形状となるラウンド状に形成されることが好ましい。これによって、溶接止端61における応力集中を抑制できる。 As shown in FIG. 10, it is preferable that the weld 60 near the weld toe 61 be formed into a smoothly curved round shape. This can suppress stress concentration at the weld toe 61.

ここで、ラウンド状に形成された溶接止端61の半径をRwとする。このとき、半径Rwと応力集中部53における損傷度Dcとの関係、及び、半径Rwと溶接止端61における損傷度Dcとの関係は、図12に示されたグラフのようになる。すなわち、半径Rwが大きくなるにつれて応力集中部53における損傷度Dc及び溶接止端61における損傷度Dcが低下する。このため、半径Rwは大きく設定することが好ましい。 Here, the radius of the rounded weld toe 61 is Rw. In this case, the relationship between the radius Rw and the damage level Dc in the stress concentration area 53, and the relationship between the radius Rw and the damage level Dc in the weld toe 61 are as shown in the graph in Figure 12. In other words, as the radius Rw increases, the damage level Dc in the stress concentration area 53 and the damage level Dc in the weld toe 61 decrease. For this reason, it is preferable to set the radius Rw large.

しかしながら、貫通孔51は配管50同士の接合部近傍に形成されるという性質上、貫通孔51の位置を固定した場合、半径Rwを大きく設定するほど、溶接止端61が配管50同士の接合部に接近することになる。この場合、溶接部60を形成する際の熱的な影響が、配管50同士の接合部に及ぶ可能性があり好ましくない。
一方で、溶接止端61の位置を固定した場合、半径Rwを大きく設定するほど、貫通孔51の位置が配管50同士の溶接接合部から遠ざかることになる。この場合、配管50同士の溶接接合部から貫通孔51が離れることになり、放射線透過試験用に放射線源を貫通孔51から挿入する作業に支障が発生する可能性があり好ましくない。
以上より、溶接部60の半径Rwは、配管50同士の接合部に対して溶接時に熱的な影響を及ぼさない範囲、かつ、放射線透過試験用に放射線源を貫通孔51から挿入する作業に支障が発生しない範囲で、可能な限り大きく設定することが好ましい。例えば、溶接部60の半径Rwは、10mm~30mmの範囲で設定することが望ましい。
However, because the through hole 51 is formed near the joint between the pipes 50, when the position of the through hole 51 is fixed, the larger the radius Rw is set, the closer the weld toe 61 is to the joint between the pipes 50. In this case, the thermal effect generated when forming the weld 60 may affect the joint between the pipes 50, which is not preferable.
On the other hand, when the position of the weld toe 61 is fixed, the larger the radius Rw is set, the farther the position of the through hole 51 is from the welded joint between the pipes 50. In this case, the through hole 51 is farther away from the welded joint between the pipes 50, which may cause an obstacle to the operation of inserting a radiation source through the through hole 51 for a radiographic test, and this is not preferable.
In view of the above, it is preferable to set the radius Rw of the welded portion 60 as large as possible within a range that does not have a thermal effect on the joint between the pipes 50 during welding and does not interfere with the operation of inserting a radiation source for radiographic testing through the through hole 51. For example, it is preferable to set the radius Rw of the welded portion 60 in the range of 10 mm to 30 mm.

本実施形態によれは、以下の効果を奏する。
軸線Xの方向に延びた柱状の管台部20と、管台部20に接続され、貫通孔51内において管台部20との間にガスを滞留させる滞留空間Sを画定する封止部30と、を備えているので、プラグ1を配管50に溶接で接続するときに、滞留空間Sにバックシールド用のガスを滞留させることができる。これにより、プラグ1を使用するだけの簡易な作業で良好なバックシールド用のガスを封止し、プラグ1と配管50との溶接に伴う付帯作業を軽減できる。
This embodiment provides the following advantages.
Since the plug 1 is provided with the nozzle stub part 20, which is columnar and extends in the direction of the axis X, and the sealing part 30, which is connected to the nozzle stub part 20 and defines a retention space S for retaining gas between the nozzle stub part 20 and the sealing part 30 within the through hole 51, it is possible to retain gas for back shielding in the retention space S when the plug 1 is connected to the piping 50 by welding. As a result, it is possible to seal in the gas for back shielding satisfactorily by the simple operation of simply using the plug 1, and it is possible to reduce incidental operations associated with welding the plug 1 and the piping 50 together.

また、封止部30は、基端が管台部20に接続され貫通孔51の内径よりも小径である軸部31と、軸部31の先端に接続され軸線Xに対して直交する貫通孔51の断面形状に対応した形状の円板部32と、を有しているので、管台部20、軸部31、円板部32及び貫通孔51によって滞留空間Sを画定するともに、円板部32によって貫通孔51への異物の侵入を抑制することができる。
また、円板部32が貫通孔51に対するガイドとして機能するので、封止部30を貫通孔51に挿入する際の位置決めが容易にできる。
In addition, the sealing portion 30 has a shaft portion 31 whose base end is connected to the pipe support portion 20 and whose diameter is smaller than the inner diameter of the through hole 51, and a circular plate portion 32 connected to the tip of the shaft portion 31 and whose shape corresponds to the cross-sectional shape of the through hole 51 perpendicular to the axis X.Therefore, the pipe support portion 20, the shaft portion 31, the circular plate portion 32 and the through hole 51 define a retention space S, and the circular plate portion 32 can prevent foreign matter from entering the through hole 51.
Furthermore, since the disk portion 32 functions as a guide for the through hole 51 , positioning of the sealing portion 30 when inserting it into the through hole 51 can be easily performed.

また、円板部32の下面32aは、配管50の内周面と略面一となるように構成されているので、円板部32の面と配管50の内周面との間に段差がなくなり異物が付着しにくくなる。また、円板部32が配管50の内側を流れる蒸気の流れを阻害することを回避できる。更に、蒸気の流れを阻害しないことで、円板部32付近における蒸気流れの乱れが抑制されるため、貫通孔51と円板部32との隙間を介して滞留空間S内部へ侵入する蒸気の量及び蒸気に含まれる異物の量を低減できる。
また、円板部32を可能な限り配管50の内周面側に近付けることになるので、十分な量のガスを滞留さられる滞留空間Sの体積を確保できる。
In addition, since the lower surface 32a of the disk portion 32 is configured to be substantially flush with the inner peripheral surface of the piping 50, there is no step between the surface of the disk portion 32 and the inner peripheral surface of the piping 50, and foreign matter is less likely to adhere to the surface. Also, it is possible to prevent the disk portion 32 from obstructing the flow of steam flowing inside the piping 50. Furthermore, by not obstructing the flow of steam, turbulence of the steam flow near the disk portion 32 is suppressed, and therefore it is possible to reduce the amount of steam that enters the retention space S through the gap between the through hole 51 and the disk portion 32 and the amount of foreign matter contained in the steam.
Furthermore, since the disk portion 32 is located as close as possible to the inner peripheral surface of the pipe 50, the volume of the retention space S capable of retaining a sufficient amount of gas can be secured.

また、管台部20から突出するように形成され配管50の外周面に突き合わされる開先部40を備えているので、開先部40を用いた溶接によってプラグ1を配管50に接続できる。 In addition, the plug 1 is provided with a groove portion 40 that is formed to protrude from the pipe stub portion 20 and is abutted against the outer peripheral surface of the pipe 50, so that the plug 1 can be connected to the pipe 50 by welding using the groove portion 40.

また、開先部40は、開先面41と、ストレート面42と、を有しているので、形成された開先部40を配管50の外周面に突き合わせて溶接することで溶接開始時における溶金の溶け込みを良好なものにすることができる。
また、開先部40を配管50に突き合わせた場合、ストレート面42及び開先面41によって形成された開先部40の先端から貫通孔51までの距離の分だけ配管50の外周面が存在することになる。これにより、突出した開先部40の先端から貫通孔51までの配管50の外周面は、溶接開始時において開先部40の先端と配管50の外周面との間から流れ出る溶金の受け部分として機能するので、溶金の溶け込みを更に良好なものにして、未溶着部の発生を抑制することができる。このように溶金の溶け込みを良好にすることで、溶接されるべき部分に未溶着部があるような不連続な溶接溶け込み形状の発生を抑制する。これにより、負荷が与えられた場合に、溶接部60に応力が集中してき裂発生の起因となる可能性を低減できる。
In addition, since the groove portion 40 has a groove surface 41 and a straight surface 42, the formed groove portion 40 can be butted against the outer peripheral surface of the pipe 50 and welded to ensure good penetration of the molten metal at the start of welding.
In addition, when the groove portion 40 is butted against the pipe 50, the outer peripheral surface of the pipe 50 exists for the distance from the tip of the groove portion 40 formed by the straight surface 42 and the groove surface 41 to the through hole 51. As a result, the outer peripheral surface of the pipe 50 from the tip of the protruding groove portion 40 to the through hole 51 functions as a receiving portion for the molten metal flowing out from between the tip of the groove portion 40 and the outer peripheral surface of the pipe 50 at the start of welding, so that the penetration of the molten metal can be further improved and the occurrence of unwelded parts can be suppressed. By improving the penetration of the molten metal in this way, the occurrence of a discontinuous weld penetration shape in which there is an unwelded part in the part to be welded is suppressed. As a result, when a load is applied, the possibility that stress will concentrate on the welded part 60 and cause cracks can be reduced.

また、ストレート面42は、開先部40が配管50に突き合わされたとき、半径方向において貫通孔51よりも外側に位置しているので、ストレート面42及び開先面41によって形成された開先部40の先端から貫通孔51までの距離の分だけ配管50の外周面が存在することになる。開先部40の先端から貫通孔51までの配管50の外周面は、溶接開始時において開先部40の先端と配管50の外周面との間から流れ出る溶金の受け部分として機能するので、溶金の溶け込みを更に良好なものにすることができて、溶接されるべき部分に未溶着部があるような不連続な溶接溶け込み形状が発生することを抑制できる。 In addition, when the groove portion 40 is butted against the pipe 50, the straight surface 42 is located radially outboard of the through hole 51, so that the outer peripheral surface of the pipe 50 exists for the distance from the tip of the groove portion 40 formed by the straight surface 42 and the groove surface 41 to the through hole 51. The outer peripheral surface of the pipe 50 from the tip of the groove portion 40 to the through hole 51 functions as a receiving portion for the molten metal that flows out from between the tip of the groove portion 40 and the outer peripheral surface of the pipe 50 at the start of welding, so that the penetration of the molten metal can be further improved and the occurrence of a discontinuous weld penetration shape in which there is an unwelded portion in the part to be welded can be suppressed.

また、プラグ1は、封止部30が貫通孔51に挿入されているので、プラグ1を溶接で配管50に接続するときに、滞留空間Sにバックシールド用のガスを滞留させることができる。これにより、プラグ1を使用するだけの簡易な作業で良好なバックシールド用のガスを封止し、プラグ1と配管50との溶接に伴う付帯作業の負担を軽減できる。 In addition, because the sealing portion 30 of the plug 1 is inserted into the through hole 51, back shielding gas can be retained in the retention space S when the plug 1 is connected to the piping 50 by welding. This allows for good back shielding gas to be sealed in by the simple operation of simply using the plug 1, reducing the burden of incidental work associated with welding the plug 1 to the piping 50.

また、プラグ1は、開先部40が配管50の外周面に突き合わされ、開先部40の開先面41と配管50の外周面との間に溶接部60が形成されて配管50に接続されているので、溶接部60の全てを配管50の外周面上に形成することができる。これによって、溶接部60の欠陥の有無を非破壊法で検査することができるので、溶接部60の検査が容易に実施できるようになる。また、検査対象となる溶接部60の全てが配管50の外周面上に形成されるので検査の精度が向上する。 In addition, the plug 1 is connected to the pipe 50 by having the groove portion 40 butted against the outer peripheral surface of the pipe 50 and a weld 60 formed between the groove surface 41 of the groove portion 40 and the outer peripheral surface of the pipe 50, so that the entire weld 60 can be formed on the outer peripheral surface of the pipe 50. This allows the presence or absence of defects in the weld 60 to be inspected by a non-destructive method, making it easier to inspect the weld 60. In addition, since all of the welds 60 to be inspected are formed on the outer peripheral surface of the pipe 50, the accuracy of the inspection is improved.

また、溶接部60は、溶接止端61が管台部20の外周面よりも軸線Xから離間しているので、配管50の管材の内部かつ貫通孔51の近傍に発生する応力集中部よりも半径方向の外側に溶接止端61を位置させることができる。これによって、応力集中部に発生している応力の一部を管台部20で担うことができる。このため、配管50の耐力を向上させることができる。また、溶接部60で発生する応力集中を緩和して、溶接部60の強度確保と寿命延長をすることができる。
なお、ここで言う「応力集中部」とは、配管50に作用するフープ応力によって貫通孔51の近傍に発生する応力のピーク部分及びその付近を意味する。
Furthermore, since the weld toe 61 of the welded portion 60 is farther from the axis X than the outer circumferential surface of the nozzle portion 20, the weld toe 61 can be positioned radially outward of the stress concentration portion that occurs inside the pipe material of the piping 50 and in the vicinity of the through hole 51. This allows the nozzle portion 20 to bear part of the stress that occurs in the stress concentration portion. This makes it possible to improve the yield strength of the piping 50. Furthermore, the stress concentration that occurs in the welded portion 60 can be alleviated, ensuring the strength of the welded portion 60 and extending its lifespan.
The term "stress concentration portion" used here refers to a peak portion of stress generated near the through hole 51 due to the hoop stress acting on the pipe 50 and its vicinity.

また、溶接止端61の位置は、応力集中部の損傷度と、溶接止端61の損傷度と、を比較して決定されているので、応力集中部及び溶接止端61の両者が損傷し難い位置に溶接止端61を設定できる。 In addition, the position of the weld toe 61 is determined by comparing the degree of damage to the stress concentration area and the degree of damage to the weld toe 61, so the weld toe 61 can be set at a position where both the stress concentration area and the weld toe 61 are unlikely to be damaged.

また、溶接部60は、配管50の外周面に対して凹状に湾曲するラウンド状に形成されているので、溶接止端61に応力が集中することを抑制できる。これによって、配管50の応力集中部に発生している応力の一部を管台部20で担ったとしても、その応力によって溶接部60が損傷することを抑制できる。 In addition, the welded portion 60 is formed in a round shape that is concavely curved relative to the outer circumferential surface of the pipe 50, which prevents stress from concentrating on the weld toe 61. As a result, even if the nozzle portion 20 bears part of the stress generated in the stress concentration portion of the pipe 50, damage to the welded portion 60 due to the stress can be prevented.

以上の通り説明した各実施形態は、例えば以下のように把握される。
すなわち、本開示の一態様に係るプラグ(1)は、配管(50)に形成された貫通孔(51)を前記配管(50)の外周面側から閉塞するプラグ(1)であって、軸線(X)方向に延びた柱状の管台部(20)と、前記管台部(20)に接続され、前記貫通孔(51)内において前記管台部(20)との間にガスを滞留させる滞留空間(S)を画定する封止部(30)と、を備えている。
The embodiments described above can be understood, for example, as follows.
That is, the plug (1) according to one aspect of the present disclosure is a plug (1) that closes a through hole (51) formed in a pipe (50) from the outer peripheral surface side of the pipe (50), and includes a columnar nozzle support portion (20) extending in an axial (X) direction, and a sealing portion (30) that is connected to the nozzle support portion (20) and defines a retention space (S) for retaining gas between the nozzle support portion (20) and the through hole (51).

本態様に係るプラグ(1)によれば、軸線(X)方向に延びた柱状の管台部(20)と、管台部(20)に接続され、貫通孔(51)内において管台部(20)との間にガスを滞留させる滞留空間(S)を画定する封止部(30)と、を備えているので、プラグ(1)を溶接で配管(50)に接続するときに、滞留空間(S)にバックシールド用のガスを滞留させることができる。これにより、プラグ(1)を使用するだけの簡易な作業で良好なバックシールド用のガスを封止し、プラグ1と配管50の溶接に伴う付帯作業の負担を軽減できる。 The plug (1) according to this embodiment includes a columnar nozzle stub portion (20) extending in the axial (X) direction, and a sealing portion (30) that is connected to the nozzle stub portion (20) and defines a retention space (S) for retaining gas between the nozzle stub portion (20) and the sealing portion (30) in the through hole (51). Therefore, when the plug (1) is connected to the piping (50) by welding, the gas for back shielding can be retained in the retention space (S). This makes it possible to seal in the gas for back shielding well by the simple operation of simply using the plug (1), and reduces the burden of incidental operations associated with welding the plug 1 and the piping 50.

また、本開示の一態様係るプラグ(1)において、前記封止部(30)は、前記貫通孔(51)の内径よりも小径であり、基端が前記管台部(20)に接続された軸部(31)と、前記貫通孔(51)の内形状に対応して、前記軸部(31)の先端に接続された円板部(32)と、を有している。 In addition, in the plug (1) according to one aspect of the present disclosure, the sealing portion (30) has a shaft portion (31) whose diameter is smaller than the inner diameter of the through hole (51) and whose base end is connected to the pipe base portion (20), and a disk portion (32) connected to the tip of the shaft portion (31) in correspondence with the inner shape of the through hole (51).

本態様に係るプラグ(1)によれば、封止部(30)は、貫通孔(51)の内径よりも小径であり基端が管台部(20)に接続された軸部(31)と、貫通孔(51)の内形状に対応して軸部(31)の先端に接続された円板部(32)と、を有しているので、管台部(20)、軸部(31)、円板部(32)及び貫通孔(51)によって滞留空間(S)を画定するともに、円板部(32)によって貫通孔(51)への異物の侵入を抑制することができる。
また、円板部(32)が貫通孔(51)に対するガイドとして機能するので、封止部(30)を貫通孔(51)に挿入する際の位置決めが容易にできる。
According to the plug (1) of the present embodiment, the sealing portion (30) has a shaft portion (31) having a diameter smaller than the inner diameter of the through hole (51) and a base end connected to the pipe base portion (20), and a disk portion (32) connected to the tip of the shaft portion (31) in correspondence with the inner shape of the through hole (51). Therefore, a retention space (S) is defined by the pipe base portion (20), the shaft portion (31), the disk portion (32), and the through hole (51), and the disk portion (32) can suppress the intrusion of foreign matter into the through hole (51).
Furthermore, since the disk portion (32) functions as a guide for the through hole (51), positioning of the sealing portion (30) when it is inserted into the through hole (51) can be easily performed.

また、本開示の一態様係るプラグ(1)において、前記配管(50)の内側に臨む前記円板部(32)の面(32a)は、前記配管(50)の内周面と略面一となるように構成されている。 In addition, in the plug (1) according to one embodiment of the present disclosure, the surface (32a) of the disk portion (32) facing the inside of the pipe (50) is configured to be substantially flush with the inner peripheral surface of the pipe (50).

本態様に係るプラグ(1)によれば、配管(50)の内側に臨む円板部(32)の面(32a)は、配管(50)の内周面と略面一となるように構成されているので、円板部(32)の面と配管(50)の内周面との間に段差がなくなり異物が付着しにくくなる。また、円板部(32)が配管(50)の内側を流れる蒸気の流れを阻害することを回避できる。更に、蒸気の流れを阻害しないことで、円板部(32)付近における蒸気流れの乱れが抑制されるため、貫通孔(51)と円板部(32)との隙間を介して滞留空間(S)内部へ侵入する蒸気の量及び蒸気に含まれる異物の量を低減できる。
また、円板部(32)を可能な限り配管(50)の内周面側に近付けることになるので、十分な量のガスを滞留さられる滞留空間(S)の体積を確保できる。
According to the plug (1) of this embodiment, the surface (32a) of the disk portion (32) facing the inside of the pipe (50) is configured to be substantially flush with the inner peripheral surface of the pipe (50), so that there is no step between the surface of the disk portion (32) and the inner peripheral surface of the pipe (50), and foreign matter is less likely to adhere to the surface. In addition, the disk portion (32) can be prevented from obstructing the flow of steam flowing inside the pipe (50). Furthermore, by not obstructing the flow of steam, disturbance of the steam flow near the disk portion (32) is suppressed, so that the amount of steam that enters the retention space (S) through the gap between the through hole (51) and the disk portion (32) and the amount of foreign matter contained in the steam can be reduced.
Furthermore, since the disk portion (32) is located as close as possible to the inner peripheral surface of the pipe (50), a volume of the retention space (S) capable of retaining a sufficient amount of gas can be secured.

また、本開示の一態様係るプラグ(1)は、前記管台部(20)から突出するように形成され、前記配管(50)の前記外周面に突き合わされる開先部(40)を備えている。 In addition, the plug (1) according to one aspect of the present disclosure has a groove portion (40) that is formed to protrude from the pipe base portion (20) and is abutted against the outer peripheral surface of the pipe (50).

本態様に係るプラグ(1)によれば、管台部(20)から突出するように形成され配管(50)の外周面に突き合わされる開先部(40)を備えているので、開先部(40)を用いた溶接によってプラグ(1)を配管(50)に接続できる。 The plug (1) according to this embodiment has a groove portion (40) that is formed to protrude from the pipe base portion (20) and is abutted against the outer peripheral surface of the pipe (50), so that the plug (1) can be connected to the pipe (50) by welding using the groove portion (40).

また、本開示の一態様係るプラグ(1)において、前記開先部(40)は、基端(12)から先端(11)に向かう方向で前記軸線(X)方向に直交する半径方向の外周側から縮する開先面(41)と、該開先面(41)の端部から、前記先端(11)側から前記基端(12)側に向かって前記軸線(X)方向に沿って延びるストレート面(42)と、を有している。 Moreover, in the plug (1) according to one aspect of the present disclosure, the groove portion (40) has a groove surface (41) that narrows in diameter from the outer circumferential side in a radial direction perpendicular to the axial (X) direction in a direction from the base end (12) toward the tip end (11), and a straight surface (42) that extends from an end of the groove surface (41) along the axial (X) direction from the tip (11) side toward the base end (12) side.

本態様に係るプラグ(1)によれば、開先部(40)は、基端(12)から先端(11)に向かう方向で軸線(X)方向に直交する半径方向の外周側から縮する開先面(41)と、開先面(41)の端部から、先端(11)側から基端(12)側に向かって軸線(X)方向に沿って延びるストレート面(42)と、を有しているので、形成された開先部(40)を配管(50)の外周面に突き合わせて溶接することで溶接開始時における溶金の溶け込みを良好なものにすることができる。
また、開先部(40)を配管(50)に突き合わせた場合、ストレート面(42)及び開先面(41)によって形成された開先部(40)の先端から貫通孔(51)までの距離の分だけ配管(50)の外周面が存在することになる。これにより、突出した開先部(40)の先端から貫通孔(51)までの配管(50)の外周面は、溶接開始時において開先部(40)の先端と配管(50)の外周面との間から流れ出る溶金の受け部分として機能するので、溶金の溶け込みを更に良好なものにして、未溶着部の発生を抑制することができる。このように溶金の溶け込みを良好にすることで、溶接されるべき部分に未溶着部があるような不連続な溶接溶け込み形状の発生を抑制する。これにより、負荷が与えられた場合に、溶接部(60)に応力が集中してき裂発生の起因となる可能性を低減できる。
According to the plug (1) of the present embodiment, the groove portion (40) has a groove surface (41) that narrows in diameter from the outer circumferential side in the radial direction perpendicular to the axial (X) direction in the direction from the base end (12) toward the tip end (11), and a straight surface (42) that extends from the end of the groove surface (41) along the axial (X) direction from the tip end (11) side toward the base end (12) side. Therefore, by butting the formed groove portion (40) against the outer circumferential surface of the pipe (50) and welding it, it is possible to improve the penetration of the molten metal at the start of welding.
In addition, when the groove portion (40) is butted against the pipe (50), the outer peripheral surface of the pipe (50) exists for the distance from the tip of the groove portion (40) formed by the straight surface (42) and the groove surface (41) to the through hole (51). As a result, the outer peripheral surface of the pipe (50) from the tip of the protruding groove portion (40) to the through hole (51) functions as a receiving portion for the molten metal flowing out from between the tip of the groove portion (40) and the outer peripheral surface of the pipe (50) at the start of welding, so that the penetration of the molten metal can be further improved and the occurrence of unwelded parts can be suppressed. By improving the penetration of the molten metal in this way, the occurrence of a discontinuous weld penetration shape in which there is an unwelded part in the part to be welded is suppressed. As a result, when a load is applied, the possibility that stress will concentrate on the welded part (60) and cause cracks can be reduced.

また、本開示の一態様係るプラグ(1)において、前記ストレート面(42)は、前記開先部(40)が前記配管(50)の前記外周面に突き合わされたとき、前記半径方向において前記貫通孔(51)よりも外側に位置している。 In addition, in the plug (1) according to one aspect of the present disclosure, when the groove portion (40) is butted against the outer peripheral surface of the pipe (50), the straight surface (42) is located radially outward of the through hole (51).

本態様に係るプラグ(1)によれば、ストレート面(42)は、開先部(40)が配管(50)に突き合わされたとき、半径方向において貫通孔(51)よりも外側に位置しているので、ストレート面(42)及び開先面(41)によって形成された開先部(40)の先端から貫通孔(51)までの距離の分だけ配管(50)の外周面が存在することになる。開先部(40)の先端から貫通孔(51)までの配管(50)の外周面は、溶接開始時において開先部(40)の先端と配管(50)の外周面との間から流れ出る溶金の受け部分として機能するので、溶金の溶け込みを更に良好なものにすることができて、溶接されるべき部分に未溶着部があるような不連続な溶接溶け込み形状が発生することを抑制できる。 According to the plug (1) of this embodiment, when the groove portion (40) is butted against the pipe (50), the straight surface (42) is located radially outboard of the through hole (51), so that the outer peripheral surface of the pipe (50) exists for the distance from the tip of the groove portion (40) formed by the straight surface (42) and the groove surface (41) to the through hole (51). The outer peripheral surface of the pipe (50) from the tip of the groove portion (40) to the through hole (51) functions as a receiving portion for the molten metal that flows out from between the tip of the groove portion (40) and the outer peripheral surface of the pipe (50) at the start of welding, so that the penetration of the molten metal can be further improved and the occurrence of a discontinuous weld penetration shape in which there is an unwelded portion in the part to be welded can be suppressed.

また、本開示の一態様係る配管構造物は、貫通孔(51)が形成された配管(50)と、上記のプラグ(1)と、を備え、前記プラグ(1)は、前記封止部(30)が前記貫通孔(51)に挿入されている。 The piping structure according to one aspect of the present disclosure includes a piping (50) having a through hole (51) and the plug (1) described above, and the sealing portion (30) of the plug (1) is inserted into the through hole (51).

本態様に係る配管構造物によれば、プラグ(1)は、封止部(30)が貫通孔(51)に挿入されているので、プラグ(1)を溶接で配管(50)に接続するときに、滞留空間(S)にバックシールド用のガスを滞留させることができる。これにより、プラグ(1)を使用するだけの簡易な作業で良好なバックシールド用のガスを封止し、プラグ1と配管50の溶接に伴う付帯作業の負担を軽減できる。 According to the piping structure of this embodiment, the plug (1) has the sealing portion (30) inserted into the through hole (51), so that when the plug (1) is connected to the piping (50) by welding, the back shielding gas can be retained in the retention space (S). This allows the back shielding gas to be sealed in well with the simple operation of just using the plug (1), reducing the burden of incidental work associated with welding the plug 1 and the piping 50.

また、本開示の一態様係る配管構造物は、貫通孔(51)が形成された配管(50)と、上記のプラグ(1)と、を備え、前記プラグ(1)は、前記開先部(40)が前記配管(50)の前記外周面に突き合わされ、前記開先部(40)と前記配管(50)の前記外周面との間に溶接部(60)が形成されて前記配管(50)に接続されている。 The piping structure according to one embodiment of the present disclosure includes a pipe (50) having a through hole (51) formed therein, and the plug (1), and the plug (1) is connected to the pipe (50) by abutting the groove portion (40) against the outer peripheral surface of the pipe (50) and forming a welded portion (60) between the groove portion (40) and the outer peripheral surface of the pipe (50).

本態様に係る配管構造物によれば、プラグ(1)は、開先部(40)が配管(50)の外周面に突き合わされ、開先部(40)と配管(50)の外周面との間に溶接部(60)が形成されて配管(50)に接続されているので、溶接部(60)の全てを配管(50)の外周面上に形成することができる。これによって、溶接部(60)の欠陥の有無を非破壊法で検査することができるので、溶接部(60)の検査が容易に実施できるようになる。また、検査対象となる溶接部(60)の全てが配管(50)の外周面上に形成されるので検査の精度が向上する。 According to the piping structure of this embodiment, the plug (1) is connected to the piping (50) by abutting the groove portion (40) against the outer peripheral surface of the piping (50) and forming a welded portion (60) between the groove portion (40) and the outer peripheral surface of the piping (50), so that the entire welded portion (60) can be formed on the outer peripheral surface of the piping (50). This allows the presence or absence of defects in the welded portion (60) to be inspected by a non-destructive method, making it easier to inspect the welded portion (60). In addition, the inspection accuracy is improved because the entire welded portion (60) to be inspected is formed on the outer peripheral surface of the piping (50).

また、本開示の一態様係る配管構造物において、前記溶接部(60)は、前記配管(50)に接する部分の端部(61)が前記管台部(20)の外周面よりも軸線(X)から離間している。 In addition, in the piping structure according to one aspect of the present disclosure, the end (61) of the welded portion (60) that contacts the piping (50) is farther away from the axis (X) than the outer circumferential surface of the pipe support portion (20).

本態様に係る配管構造物によれば、溶接部(60)は、配管(50)に接する部分の端部(61)が管台部(20)の外周面よりも軸線(X)から離間しているので、配管(50)の管材の内部かつ貫通孔(51)の近傍に発生する応力集中部よりも半径方向の外側に溶接部(60)の端部(61)を位置させることができる。これによって、応力集中部に発生している応力の一部を管台部(20)で担うことができる。このため、配管(50)の耐力を向上させることができる。また、溶接部(60)で発生する応力集中を緩和して、溶接部(60)の強度確保と寿命延長をすることができる。
なお、ここで言う「応力集中部」とは、配管(50)に作用するフープ応力によって貫通孔(51)の近傍に発生する応力のピーク部分及びその付近を意味する。
According to the piping structure of this embodiment, the end (61) of the welded portion (60) that contacts the piping (50) is farther from the axis (X) than the outer circumferential surface of the pipe stub (20), so that the end (61) of the welded portion (60) can be positioned radially outward from the stress concentration portion that occurs inside the pipe material of the piping (50) and in the vicinity of the through hole (51). This allows the pipe stub (20) to bear part of the stress that occurs in the stress concentration portion. This improves the strength of the piping (50). In addition, the stress concentration that occurs in the welded portion (60) can be alleviated, ensuring the strength of the welded portion (60) and extending its life.
The "stress concentration portion" referred to here means a peak portion of stress generated near the through hole (51) due to the hoop stress acting on the pipe (50) and its vicinity.

また、本開示の一態様係る配管構造物において、前記溶接部(60)の前記端部(61)の位置は、応力集中部の損傷度と、前記溶接部(60)の前記端部(61)の損傷度と、を比較して決定されている。 In addition, in a piping structure according to one embodiment of the present disclosure, the position of the end (61) of the welded portion (60) is determined by comparing the degree of damage of the stress concentration portion with the degree of damage of the end (61) of the welded portion (60).

本態様に係る配管構造物によれば、溶接部(60)の端部(61)の位置は、応力集中部の損傷度と、溶接部(60)の端部(61)の損傷度と、を比較して決定されているので、応力集中部及び溶接部(60)の端部(61)の両者が損傷し難い位置に溶接部(60)の端部(61)を設定できる。 In the piping structure according to this embodiment, the position of the end (61) of the welded portion (60) is determined by comparing the degree of damage to the stress concentration portion with the degree of damage to the end (61) of the welded portion (60), so that the end (61) of the welded portion (60) can be set at a position where both the stress concentration portion and the end (61) of the welded portion (60) are unlikely to be damaged.

また、本開示の一態様係る配管構造物において、前記溶接部(60)は、前記配管(50)の前記外周面に対して凹状に湾曲したラウンド状に形成されている。 In addition, in a piping structure according to one aspect of the present disclosure, the welded portion (60) is formed in a round shape that is concavely curved relative to the outer circumferential surface of the piping (50).

本態様に係る配管構造物によれば、溶接部(60)は、配管(50)の外周面に対して凹状に湾曲するラウンド状に形成されているので、溶接部(60)の端部(61)に応力が集中することを抑制できる。これによって、配管(50)の応力集中部に発生している応力の一部を管台部(20)で担ったとしても、その応力によって溶接部(60)が損傷することを抑制できる。 According to the piping structure of this embodiment, the welded portion (60) is formed in a round shape that is concavely curved with respect to the outer peripheral surface of the piping (50), so that it is possible to prevent stress from concentrating on the end (61) of the welded portion (60). As a result, even if the pipe base portion (20) bears part of the stress generated in the stress concentration portion of the piping (50), it is possible to prevent the welded portion (60) from being damaged by the stress.

また、本開示の一態様係るプラグ(1)の設置方法は、配管(50)に形成された貫通孔(51)を前記配管(50)の外周面側から閉塞するプラグ(1)であって、軸線(X)方向に延びた柱状の管台部(20)と、前記管台部(20)に接続され、前記貫通孔(51)内において前記管台部(20)との間にガスを滞留させる滞留空間(S)を画定する封止部(30)と、を備えているプラグ(1)の設置方法であって、溶接時のバックシールドに用いられるガスを前記滞留空間(S)に供給する工程を含む。 In addition, a method for installing a plug (1) according to one aspect of the present disclosure is a method for installing a plug (1) that closes a through hole (51) formed in a pipe (50) from the outer peripheral surface side of the pipe (50), and that includes a columnar nozzle stub portion (20) extending in the axial (X) direction and a sealing portion (30) that is connected to the nozzle stub portion (20) and defines a retention space (S) for retaining gas between the nozzle stub portion (20) and the through hole (51), and includes a step of supplying a gas used for back shielding during welding to the retention space (S).

1 プラグ
11 先端
12 基端
20 管台部
22 底面
30 封止部
31 軸部
32 円板部
32a 下面
40 開先部
41 開先面
42 ストレート面
43 ルート面
44 ラウンド面
50 配管
51 貫通孔
53 応力集中部
60 溶接部
61 溶接止端
70 平板
71 貫通孔
72 貫通孔点
101 火炉壁(伝熱管)
102 第1過熱器(熱交換器)
103 第2過熱器(熱交換器)
104 第3過熱器(熱交換器)
105 第1再熱器(熱交換器)
106 第2再熱器(熱交換器)
107 節炭器(熱交換器)
111 高圧タービン
112 中圧タービン
113 低圧タービン
114 復水器
121 復水ポンプ(CP)
122 低圧給水ヒータ
123 ボイラ給水ポンプ(BFP)
124 高圧給水ヒータ
126 汽水分離器
L1 給水系統
L2 ドレン水系統
L3~L5 蒸気系統
Reference Signs List 1 Plug 11 Tip 12 Base end 20 Pipe stub portion 22 Bottom surface 30 Sealing portion 31 Shaft portion 32 Disc portion 32a Lower surface 40 Groove portion 41 Groove surface 42 Straight surface 43 Root surface 44 Round surface 50 Pipe 51 Through hole 53 Stress concentration portion 60 Welded portion 61 Weld toe 70 Flat plate 71 Through hole 72 Through hole point 101 Furnace wall (heat transfer tube)
102 First superheater (heat exchanger)
103 Second superheater (heat exchanger)
104 Third superheater (heat exchanger)
105 First reheater (heat exchanger)
106 Second reheater (heat exchanger)
107 Energy saver (heat exchanger)
111 High pressure turbine 112 Intermediate pressure turbine 113 Low pressure turbine 114 Condenser 121 Condensate pump (CP)
122 Low pressure feed water heater 123 Boiler feed water pump (BFP)
124 High pressure water supply heater 126 Steam separator L1 Water supply system L2 Drain water system L3-L5 Steam system

Claims (12)

配管に形成された貫通孔を前記配管の外周面側から閉塞するプラグであって、
軸線方向に延びるとともに、前記プラグを前記配管に設置したときに前記貫通孔の外部に突出する柱状の管台部と、
前記管台部に接続され、前記貫通孔内において前記管台部との間にバックシールド用のガスを滞留させる滞留空間を画定する封止部と、
を備えているプラグ。
A plug that closes a through hole formed in a pipe from an outer peripheral surface side of the pipe,
a columnar pipe stub portion extending in an axial direction and protruding out of the through hole when the plug is installed in the piping;
a sealing portion connected to the nozzle portion and defining a retention space for retaining a gas for back shielding between the sealing portion and the nozzle portion within the through hole;
A plug that is equipped with
前記封止部は、
前記貫通孔の内径よりも小径であり、基端が前記管台部に接続された軸部と、
前記貫通孔の内形状に対応して、前記軸部の先端に接続された円板部と、
を有している請求項1に記載のプラグ。
The sealing portion is
a shaft portion having a diameter smaller than an inner diameter of the through hole and a base end connected to the nozzle portion;
a disk portion connected to a tip of the shaft portion in correspondence with an inner shape of the through hole;
2. The plug of claim 1, comprising:
前記配管の内側に臨む前記円板部の面は、前記配管の内周面と略面一となるように構成されている請求項2に記載のプラグ。 The plug according to claim 2, wherein the surface of the disk portion facing the inside of the pipe is configured to be substantially flush with the inner peripheral surface of the pipe. 前記管台部から突出するように形成され、前記配管の前記外周面に突き合わされる開先部を備えている請求項1から3のいずれかに記載のプラグ。 A plug according to any one of claims 1 to 3, which is formed to protrude from the pipe stub and has a groove that is butted against the outer peripheral surface of the pipe. 前記開先部は、
基端から先端に向かう方向で前記軸線方向に直交する半径方向の外周側から縮径する開先面と、
該開先面の端部から、前記先端側から前記基端側に向かって前記軸線方向に沿って延びるストレート面と、
を有している請求項4に記載のプラグ。
The groove portion is
A groove surface that reduces in diameter from the outer periphery side in a radial direction perpendicular to the axial direction in a direction from the base end to the tip end;
A straight surface extending from an end of the groove surface along the axial direction from the tip side to the base end side;
5. The plug of claim 4, further comprising:
前記ストレート面は、前記開先部が前記配管の前記外周面に突き合わされたとき、前記半径方向において前記貫通孔よりも外側に位置している請求項5に記載のプラグ。 The plug according to claim 5, wherein the straight surface is located radially outboard of the through hole when the groove is butted against the outer peripheral surface of the pipe. 貫通孔が形成された配管と
請求項1から6のいずれかに記載のプラグと、
を備え、
前記プラグは、前記封止部が前記貫通孔に挿入されている配管構造物。
A pipe having a through hole and the plug according to any one of claims 1 to 6.
Equipped with
The plug is a piping structure in which the sealing portion is inserted into the through hole.
貫通孔が形成された配管と
請求項4から6のいずれかに記載のプラグと、
を備え、
前記プラグは、前記開先部が前記配管の前記外周面に突き合わされ、前記開先部と前記配管の前記外周面との間に溶接部が形成されて前記配管に接続されている配管構造物。
A pipe having a through hole and the plug according to any one of claims 4 to 6.
Equipped with
The plug is a piping structure in which the groove portion is butted against the outer peripheral surface of the pipe and a weld is formed between the groove portion and the outer peripheral surface of the pipe, and the plug is connected to the pipe.
前記溶接部は、前記配管に接する部分の端部が前記管台部の外周面よりも軸線から離間している請求項8に記載の配管構造物。 The piping structure according to claim 8, wherein the end of the welded portion that contacts the piping is farther away from the axis than the outer circumferential surface of the pipe base portion. 前記溶接部の前記端部の位置は、応力集中部の損傷度と、前記溶接部の前記端部の損傷度と、を比較して決定されている請求項9に記載の配管構造物。 The piping structure according to claim 9, wherein the position of the end of the weld is determined by comparing the degree of damage of the stress concentration portion with the degree of damage of the end of the weld. 前記溶接部は、前記配管の前記外周面に対して凹状に湾曲したラウンド状に形成されている請求項9又は10に記載の配管構造物。 The piping structure according to claim 9 or 10, wherein the welded portion is formed in a round shape that is concavely curved relative to the outer circumferential surface of the piping. 配管に形成された貫通孔を前記配管の外周面側から閉塞するプラグであって、
軸線方向に延びた柱状の管台部と、
前記管台部に接続され、前記貫通孔内において前記管台部との間にバックシールド用のガスを滞留させる滞留空間を画定する封止部と、
を備えているプラグの設置方法であって、
溶接時のバックシールドに用いられるガスを前記滞留空間に供給する工程を含むプラグの設置方法。
A plug that closes a through hole formed in a pipe from an outer peripheral surface side of the pipe,
A columnar nozzle portion extending in an axial direction;
a sealing portion connected to the nozzle portion and defining a retention space for retaining a gas for back shielding between the sealing portion and the nozzle portion within the through hole;
A method of installing a plug comprising:
A plug installation method comprising the step of supplying a gas used for back shielding during welding to the retention space.
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