JP6070009B2 - Chimney cylinder installation method - Google Patents
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Description
本発明は、既設煙突を改修する煙突筒身設置方法及び煙突改修筒身に関する。 The present invention relates to a chimney cylinder installation method for renovating an existing chimney and a chimney modification cylinder.
焼結工場では、焼結鉱の焼成過程で発生する排ガスを脱硫設備や脱硝設備で処理した後に、鋼製の煙突から排出している。鋼製の煙突から排出される排ガスには、SOx、NOx、HClが含まれている。この腐食成分は、煙突の内部で結露し、煙突の筒身を腐食させる。従来より、金属表面を腐食から守るために、筒身内面に耐食ライニング(耐酸キャスタブルや樹脂ライニング等)を施す処理が行われている。 In a sinter factory, exhaust gas generated in the firing process of sinter is processed by a desulfurization facility and a denitration facility and then discharged from a steel chimney. The exhaust gas discharged from the steel chimney contains SOx, NOx, and HCl. This corrosive component condenses inside the chimney and corrodes the cylinder of the chimney. Conventionally, in order to protect the metal surface from corrosion, a treatment for applying a corrosion-resistant lining (such as an acid-resistant castable or a resin lining) to the inner surface of the cylinder has been performed.
しかしながら、煙突を30年以上の長期間にわたって使用すると、煙突のライニングの剥離、脱落が発生し、煙突の鉄皮に、排ガスが接触することになり、鉄皮の腐食、減肉が進行する。また、鉄皮の腐食が甚だしい場合には、筒身の変形や座屈、倒壊といった重大事故が発生し、焼結工場の操業が停止するといった事態に陥る。 However, if the chimney is used over a long period of 30 years or more, the chimney lining is peeled off or dropped off, and the exhaust gas comes into contact with the iron skin of the chimney, and the corrosion and thinning of the iron skin proceeds. In addition, when the corrosion of the iron skin is severe, serious accidents such as deformation, buckling, and collapse of the cylinder occur, and the operation of the sintering plant stops.
このため、煙突の腐食、減肉が進行した場合では、外面からリブや当て板で補強したり、ライニングし直す作業を行うことで対処している。 For this reason, when the chimney is corroded or thinned, it is dealt with by reinforcing the outer surface with a rib or a backing plate, or relining the lining.
しかしながら、ライニングを更新する作業には、長期間の煙突の使用停止が必要となり、生産ロスが非常に大きい。具体的には、耐酸キャスタブル更新には3ヶ月、樹脂ライニング更新には10日間以上を要する。 However, the work for renewing the lining requires a long-term stoppage of the chimney, and the production loss is very large. Specifically, it takes 3 months for acid-resistant castable renewal and 10 days or more for resin lining renewal.
また、ライニング更新後の点検補修は、筒身内部にゴンドラを入れて行わなければならず、維持費用が高額となる。一方、筒身外面からのリブや当て板による補強は、内面からの腐食の抑制にはならず、定期的に補強する必要があり、この処置も維持費用が高額となるという問題がある。 In addition, inspection and repair after renewing the lining must be done with a gondola inside the cylinder, which increases the maintenance cost. On the other hand, the reinforcement from the outer surface of the cylinder body by the ribs and the backing plate does not suppress the corrosion from the inner surface, and it is necessary to periodically reinforce, and this treatment also has a problem that the maintenance cost becomes high.
また、腐食、減肉した筒身を廃却し、新設する方法もあるが、200m級の煙突を新設するには、40億円以上の建設費用が掛かる上に、新たに煙突を建設するスペースがない場合には、煙突建設期間中(1年以上)焼結工場を停止する必要があり、多大な生産ロスとなる。 In addition, there is a method to abolish the corroded and thinned tube, and to install a new one, but to construct a 200m class chimney, it will cost more than 4 billion yen and a space to construct a new chimney If there is not, it is necessary to stop the sintering factory during the construction of the chimney (1 year or more), which results in a great production loss.
これに対し、特許文献1には、既存煙突の筒身の外周に、新筒身を設置することにより、煙突の機能を停止させずに煙突を改修する方法が提案されている。
On the other hand,
図11は、特許文献1に開示された煙突筒身設置方法を示す概念図であって、説明のために本発明者が作成した図である。図11(a)に示すように、既設煙突11の外周に、弧状の分割新鉄皮を組み合わせて、既設煙突11と同心円の新鉄皮12を囲繞形成する。既設煙突11の旧鉄皮と新鉄皮12との間には、隙間が形成されている。図11(b)に示すように、既設煙突11と新鉄皮12の隙間に、耐火物13を注入する。
FIG. 11 is a conceptual diagram showing the chimney cylinder installation method disclosed in
そして、図11(c)に示すように、耐火物13を注入した新鉄皮12の上に、新たな新鉄皮12を囲繞形成する。そして、図11(d)に示すように、旧鉄皮と新たに形成した新鉄皮12との間に、さらに耐火物13を注入する。
Then, as shown in FIG. 11 (c), a new
このように、新鉄皮12を囲繞形成し、耐火物13を旧鉄皮と新鉄皮12との間に注入する処理を繰り返す。そして、煙突の頭頂部まで新鉄皮12を積み上げて、旧鉄皮と新鉄皮12との間に耐火物13を注入する。これにより、既設煙突11の外周に新鉄皮による煙突を形成する。
In this manner, the process of forming the
しかしながら、特許文献1に開示された煙突筒身設置方法では、新鉄皮12を形成する度に、旧鉄皮と新鉄皮12との間に耐火物13を注入しなければならず、作業効率が悪いという問題がある。
However, in the chimney barrel installation method disclosed in
また、特許文献1に開示された煙突筒身設置方法では、上から新たな新鉄皮を積み上げていくため、煙突の全長にわたって新鉄皮を積み上げるために使用する作業場(足場)を多数に設置しなければならず、工事費が非常に高価になるという問題がある。
In addition, in the chimney tube body installation method disclosed in
本発明は、上記のような問題点を解決するために、以下のような特徴を有している。
[1]複数の弧状の鉄皮を既設煙突の外周に囲繞形成して新鉄皮を設置する第1作業と、
囲繞形成された前記新鉄皮をリフトアップする第2作業と、
リフトアップされた前記新鉄皮の下に、さらに、前記複数の弧状の鉄皮を囲繞形成して新たな新鉄皮を設置する第3作業と、
リフトアップされた前記新鉄皮を、前記第3作業で形成した前記新たな新鉄皮の上に下ろす第4作業と、
前記第4作業で下ろした前記新鉄皮と、前記第3作業で形成した前記新たな新鉄皮を接合する第5作業を備え、
前記第1乃至5作業を繰り返すことで既設煙突の外周に新鉄皮による筒身を設置することを特徴とする煙突筒身設置方法。
[2]前記既設煙突の高さ方向において作業区間を複数の区間に分割し、下から2番目以上の区間では、
前記第1作業で、下の区間で設置された新鉄皮の上に、複数の弧状の鉄皮を前記既設煙突の外周に囲繞形成して新鉄皮を設置し、
前記第2作業で、前記第1作業で形成された前記新鉄皮をリフトアップし、
前記第3作業で、リフトアップされた前記新鉄皮の下に、さらに、前記複数の弧状の鉄皮を囲繞形成して前記新たな新鉄皮を設置し、
前記第4作業で、リフトアップされた前記新鉄皮を、前記第3作業で設置された前記新たな新鉄皮の上に下ろし、
前記第5作業で、前記第4作業で下ろした前記新鉄皮と前記第3作業で設置した前記新たな新鉄皮を接合し、
前記第1乃至5作業を繰り返すことで前記下の区間で設置された新鉄皮の上に、新たな新鉄皮を設置し、
前記下の区間で設置された最上段の新鉄皮と、上の区間で設置された最下段の新鉄皮を接合することを特徴とする[1]に記載の煙突筒身設置方法。
[3]前記新鉄皮の内周側の鋼材の耐食性は、前記既設煙突の鋼材の耐食性よりも高いことを特徴とする[1]又は[2]に記載の煙突筒身設置方法。
[4]前記新鉄皮は、内周側の鋼材の耐食性が、外周側の鋼材の耐食性よりも高いクラッド鋼であることを特徴とする[1]乃至[3]のうちいずれかに記載の煙突筒身設置方法。
[5]前記クラッド鋼は、耐全面腐食性指標GIが60以上であり、かつ、耐局部腐食性指標CIが47以上であることを特徴とする[4]に記載の煙突筒身設置方法。
[6][1]乃至[5]のうちいずれかの煙突筒身設置方法により設置された煙突改修筒身。
The present invention has the following features in order to solve the above problems.
[1] A first operation of installing a new iron skin by forming a plurality of arc-shaped iron skins on the outer periphery of an existing chimney;
A second operation of lifting up the new iron skin formed with go;
Below the lifted-up new iron skin, further, a third operation of forming a new new iron skin by surrounding the plurality of arc-shaped iron skins,
A fourth operation for lowering the lifted-up new iron skin onto the new new iron skin formed in the third operation;
A fifth operation for joining the new iron skin lowered in the fourth operation and the new new iron skin formed in the third operation;
A chimney cylinder installation method characterized in that a cylinder with a new iron skin is installed on the outer periphery of an existing chimney by repeating the first to fifth operations.
[2] Divide the work section into a plurality of sections in the height direction of the existing chimney,
In the first operation, on the new iron skin installed in the lower section, a plurality of arc-shaped iron skins are formed on the outer periphery of the existing chimney to install the new iron skin,
In the second operation, the new iron skin formed in the first operation is lifted up,
In the third operation, under the new iron skin that has been lifted up, further, the plurality of arc-shaped iron skins are formed to form the new new iron skin,
In the fourth operation, the new iron skin lifted up is lowered onto the new new iron skin installed in the third operation,
In the fifth operation, joining the new iron skin lowered in the fourth operation and the new new iron skin installed in the third operation,
By installing the new iron skin on the new iron skin installed in the lower section by repeating the first to fifth operations,
The chimney cylinder installation method according to [1], wherein the uppermost new iron skin installed in the lower section is joined to the lowermost new iron skin installed in the upper section.
[3] The chimney cylinder installation method according to [1] or [2], wherein the corrosion resistance of the steel material on the inner peripheral side of the new iron skin is higher than the corrosion resistance of the steel material of the existing chimney.
[4] The new iron skin is clad steel in which the corrosion resistance of the steel material on the inner peripheral side is higher than the corrosion resistance of the steel material on the outer peripheral side, [1] to [3] Chimney tube installation method.
[5] The chimney cylinder installation method according to [4], wherein the clad steel has an overall corrosion resistance index GI of 60 or more and a local corrosion resistance index CI of 47 or more.
[6] A chimney repair cylinder installed by any one of the chimney cylinder installation methods of [1] to [5].
本発明に係る煙突筒身設置方法及び煙突改修筒身によれば、既設煙突の改修作業の効率を向上させることができる。 According to the chimney cylinder installation method and the chimney repair cylinder according to the present invention, the efficiency of the existing chimney repair work can be improved.
以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る煙突筒身設置方法の概要を示す図である。はじめに、図1(a)に示すように、既設煙突1の旧鉄皮の外周に、1段目の新鉄皮31を囲繞形成する。新鉄皮31は、ハンドリング可能な複数の弧状の鉄皮3bを縦方向に溶接により接合したものである(図2(a)参照)。複数の弧状の鉄皮3bが接合された新鉄皮31は、既設煙突1と同心円であり、既設煙突1の外径よりも大きな内径を有している。換言すれば、既設煙突1と新鉄皮31との間は、隙間が形成されている。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a chimney cylinder installation method according to an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1A, a first-stage
図1(b)に示すように、旧鉄皮の外周に形成された1段目の新鉄皮31をウィンチ4によってリフトアップする。リフトアップされた新鉄皮を32として示す。そして、リフトアップされた新鉄皮32の下の空間に、新たな新鉄皮31を図1(a)と同様の方法で囲繞形成する。その後、リフトアップしている新鉄皮32を下げて、新たに形成した新鉄皮31の上に重ねて円周方向を溶接により接合する。これによって上部の新鉄皮32と新たに形成した新鉄皮31を一体化する。分割された新鉄皮の縦方向の継ぎ目は、上下段において異なる位置に配される。
As shown in FIG. 1 (b), the first stage
そして、図1(c)に示すように、すでに形成した新鉄皮32をリフトアップしながら、最下段に新たな新鉄皮31を形成し、その上にリストアップした新鉄皮32を下げて、重ねてから円周方向を接合するという作業を繰り返し、図1(e)に示すように、所定の高さまで新鉄皮による筒身を形成する。図1では、最下段に新たに形成される新鉄皮を31として示し、すでに囲繞形成されたリフトアップされる新鉄皮を32として示している。また、新鉄皮31と新鉄皮32を総称して新鉄皮3として示す。
Then, as shown in FIG. 1 (c), while lifting up the already formed
なお、新鉄皮のリフトアップは、図1(d)に示すように、ジャッキ5で行ってもよく、新鉄皮32のリフトアップにウィンチ4やジャッキ5のどちらを使うかは、作業条件に応じて任意に選択すればよい。
The lift-up of the new iron skin may be performed by the jack 5, as shown in FIG. 1 (d). Whether the
なお、図2(b)に示すように、既設煙突1の旧鉄皮の一部には、外周に張り出したリブ1aが設けられている。新鉄皮3は、このリブ1aに対応する位置に係合部3aが設けられており、係合部3aが旧鉄皮のリブ1aと係合するようにしてもよい。
In addition, as shown in FIG.2 (b), the
図3は、本発明の実施の形態に係る煙突筒身設置方法を用いて既設煙突の改修を行う設備を示す図である。実際に改修を行う既設煙突は200m程度の高さに及ぶ。そのため、実際には、高さ方向に複数段の作業場(斜線部分)を設置して、複数の区間に分割して新鉄皮を積み上げていく。例えば、地面から1段目の作業場までは、クレーンにより新鉄皮を積み上げ、1段目の作業場から2段目の作業場までは、ウィンチにより新鉄皮を積み上げ、2段目から3段目の作業場までは、ジャッキ1により新鉄皮を積み上げ、3段目から頭頂部まではジャッキ2により新鉄皮を積み上げる。
FIG. 3 is a diagram showing equipment for refurbishing an existing chimney using the chimney cylinder installation method according to the embodiment of the present invention. The existing chimney to be actually renovated is about 200m high. Therefore, in practice, a plurality of work sites (shaded portions) are installed in the height direction and divided into a plurality of sections to pile up the new iron skin. For example, from the ground to the first stage of work, a new iron skin is stacked with a crane, and from the first stage of work to the second stage of work, a new iron skin is stacked with a winch. Up to the work place, the new iron skin is piled up by the
2段目の区間(作業場)以上の新鉄皮の積み上げは、図4のように行う。すなわち、図4(a)に示すように、下の区間で積み上げられた新鉄皮の上に、ハンドリング可能な複数の弧状の鉄皮3bを縦方向に溶接により接合して新鉄皮31を形成する。次に、図4(b)に示すように、形成した1段分の新鉄皮31だけをリフトアップする(なお、リフトアップした新鉄皮は32として図示している)。
Stacking the new iron skin beyond the second section (workplace) is performed as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4 (a), a plurality of arc-shaped
そして、図4(c)に示すように、リフトアップされた新鉄皮32の下の空間において、下の区間で積み上げられた新鉄皮の上に、新たに1段分の新鉄皮31を形成する。図4(d)に示すように、リフトアップしている新鉄皮32を下げて、新たに形成した新鉄皮31の上に重ねて円周方向を溶接により接合する。その後、接合された2段分の新鉄皮をリフトアップし、その下の空間に新たな新鉄皮を形成する(図示せず)。この作業を繰り返すことで、下の区間で積み上げられた新鉄皮の上に、新たな新鉄皮を積み上げていく。
And as shown in FIG.4 (c), in the space under the
そして、下の区間の最上段の新鉄皮と、図4のように積み上げた上の区間の新鉄皮の最下段を接合する。これにより、下の区間の新鉄皮と、上の区間の新鉄皮を一体化する。以降同様に、一体化された新鉄皮の上に、さらに、図4の方法を用いて上の区間の新鉄皮を積み上げて、最上段まで新鉄皮を積み上げていく。 Then, the uppermost new iron skin in the lower section and the lowermost new iron skin in the upper section stacked as shown in FIG. 4 are joined. Thereby, the new iron skin of the lower section and the new iron skin of the upper section are integrated. Thereafter, similarly, on the integrated new iron skin, the new iron skin of the upper section is further stacked using the method of FIG. 4, and the new iron skin is stacked up to the uppermost stage.
ここで、本実施の形態で用いる新鉄皮3は、内周面の鋼材の耐食性が、既設筒身の鋼材の耐食性よりも高いことが好ましい。より好ましくは、新鉄皮3は、内周面に、厚さ2mm程度の高耐食性のスーパーステンレス鋼を配置したクラッド鋼であることが好ましい。クラッド鋼は、内周面の鋼材の耐食性が、外周面の耐食性よりも高い。新鉄皮は、高耐食性のものを用いることが好ましいが、高耐食性の鋼材は高価であるため、より耐食性の要求される内周面にのみ、高耐食性のスーパーステンレス鋼を配置することで、機能性と経済性を両立させることができる。
Here, as for the
また、弧状の鉄皮の接合や、上下段の新鉄皮の接合は、溶接により行う。溶接は、内周面に裏当金を取り付けて、外周面から片開先溶接を行う。これにより、作業員が煙突内部に立ち入ることなく、安全に高品質の溶接を行うことができる。 In addition, the arc-shaped iron skin and the upper and lower new steel skins are joined by welding. For welding, a backing metal is attached to the inner peripheral surface, and one-groove welding is performed from the outer peripheral surface. Thus, high-quality welding can be performed safely without an operator entering the chimney.
次に、本実施の形態に係る煙突筒身設置方法の効果について説明する。本実施の形態に係る煙突筒身設置方法では、積み上げた新鉄皮をリフトアップさせて、リフトアップさせた新鉄皮の下に、新たな新鉄皮を形成している。そのため、作業場は、図3に示すように、既設筒身を複数の区間に分割した区間毎に設置すればよく、従来よりも作業場の数を削減することができ、工事費を大幅に低減させることができる。 Next, the effect of the chimney cylinder installation method according to the present embodiment will be described. In the chimney barrel installation method according to the present embodiment, the stacked new iron skin is lifted up, and a new new iron skin is formed under the lifted up new iron skin. Therefore, as shown in FIG. 3, the work place only needs to be installed in each section obtained by dividing the existing cylinder into a plurality of sections, and the number of work places can be reduced as compared with the prior art, thereby greatly reducing the construction cost. be able to.
なお、上記の説明では、新鉄皮を1段形成するごとに、積み上がった新鉄皮をリフトアップしているが、例えば、2段ずつ新鉄皮を積み上げてから、リフトアップするという作業を繰り返し行うように構成してもよい。 In the above description, every time a new iron skin is formed, the stacked new iron skin is lifted up. For example, the new iron skin is lifted up by two stages and then lifted up. May be configured to be repeated.
上記のように本実施の形態に係る煙突筒身設置方法では、新鉄皮3の内周面の鋼材の耐食性が、既設筒身の鋼材の耐食性よりも高い。そのため、従来のように、旧鉄皮と新鉄皮との間に耐火物を注入する必要がなく、従来よりも、作業時間を短縮させることができる。
As described above, in the chimney cylinder installation method according to the present embodiment, the corrosion resistance of the steel material on the inner peripheral surface of the
なお、各作業区間の下層の新鉄皮3の積み上げについては、図1による方法を使用せずに、従来方法のように、下段の新鉄皮の上に新たな新鉄皮を積み上げて形成してもよい。
In addition, for the stacking of the
新鉄皮の鋼材であるクラッド鋼の溶接の最適条件を調べるために、溶接姿勢、溶接材料、溶接電流を組み合わせて試験を行った。溶接する対象として、スーパーステンレス鋼(NAS254NM)とSM400Aのクラッド鋼を用いた。
(本発明例1)旧鉄皮側となる初層の溶接に、ハステロイC276系溶接材料を用いた。溶接の2層目以降に、インコネル625系溶接材料を用いた。溶接方法は、MAG溶接を採用した。
(本発明例2)また、溶接材料として全層に、ハステロイC276系溶接材料を用いた。溶接方法は、MAG溶接を採用した。
In order to investigate the optimum conditions for welding clad steel, which is a steel material of the new iron skin, a test was conducted by combining the welding position, welding material and welding current. Super stainless steel (NAS254NM) and SM400A clad steel were used as objects to be welded.
(Invention Example 1) Hastelloy C276 welding material was used for welding the first layer on the old iron skin side. Inconel 625 welding material was used for the second and subsequent layers of welding. MAG welding was adopted as the welding method.
(Invention Example 2) In addition, Hastelloy C276 welding material was used for all layers as the welding material. MAG welding was adopted as the welding method.
この結果、本発明例1及び2ともに、立向き溶接、横向き溶接とも健全な溶接品質を確保できることが分った。 As a result, it has been found that both the inventive examples 1 and 2 can ensure sound welding quality in both vertical welding and horizontal welding.
新鉄皮の鋼材であるクラッド鋼の溶接の最適条件を調べるために、溶接姿勢、溶接材料、溶接電流を組み合わせて試験を行った。クラッド鋼に、母材が厚さ9mmのSM400A(JIS G3106)を用い、合わせ材に、厚さ2mmのNAS254NM(耐食スーパーステンレス(日本冶金製))を用いた。裏当て材は、厚さ6mmのNAS254NMを用いた。クラッド鋼と裏当て材の化学成分を表1に、溶接材料の化学成分を表2に示す。 In order to investigate the optimum conditions for welding clad steel, which is a steel material of the new iron skin, a test was conducted by combining the welding position, welding material, and welding current. For the clad steel, SM400A (JIS G3106) having a base material of 9 mm in thickness was used, and NAS254NM (corrosion resistant super stainless steel (manufactured by Nippon Yakin Kagaku)) having a thickness of 2 mm was used for the laminated material. As the backing material, NAS254NM having a thickness of 6 mm was used. Table 1 shows the chemical composition of the clad steel and the backing material, and Table 2 shows the chemical composition of the welding material.
図5(a)は、立向の溶接姿勢の試験材を示す図である。2つのクラッド鋼を水平方向に4mmの隙間(ルート間隔)を形成して配置し、隙間の内側(クラッド鋼の厚さ2mmのNAS254NM)に裏当て材を配置した。そして、外側から初層及び2層以降の溶接材料を溶接した。この試験条件で、各鋼を溶接した。図5(a)の条件で試験を行った各鋼の試験体を、表3の試験番号AV1、BV1、BV11として示す。 Fig.5 (a) is a figure which shows the test material of a vertical welding attitude | position. Two clad steels were arranged in the horizontal direction with a gap (route interval) of 4 mm, and a backing material was arranged inside the gap (NAS254NM with a clad steel thickness of 2 mm). And the welding material of the 1st layer and the 2nd layer or more was welded from the outside. Each steel was welded under these test conditions. The specimens of each steel tested under the conditions of FIG. 5A are shown as test numbers AV1, BV1, and BV11 in Table 3.
図5(b)は、立向の溶接姿勢の試験材を示す図である。2つのクラッド鋼を水平方向に10mmの隙間(ルート間隔)を形成して配置し、隙間の内側(クラッド鋼の厚さ2mmのNAS254NM)に裏当て材を配置した。さらに、隙間を介して配置したクラッド鋼に、水平方向に2mmの目違いを設けた。そして、外側から初層及び2層以降の溶接材料を溶接した。この試験条件で、各鋼を溶接した。図5(b)の条件で試験を行った各鋼の試験体を、表3の試験番号AV2、BV2として示す。
FIG.5 (b) is a figure which shows the test material of a vertical welding attitude | position. Two clad steels were arranged in a horizontal direction with a gap (route interval) of 10 mm, and a backing material was arranged inside the gap (clad
図5(c)は、横向の溶接姿勢の試験材を示す図である。2つのクラッド鋼を鉛直方向に10mmの隙間(ルート間隔)を形成して配置し、隙間の内側(クラッド鋼の厚さ2mmのNAS254NM)に裏当て材を配置した。さらに、隙間を介して配置したクラッド鋼に、水平方向に2mmの目違いを設けた。そして、外側から初層及び2層以降の溶接材料を溶接した。この試験条件で、各鋼を溶接した。図5(c)の条件で試験を行った各鋼の試験体を、表3の試験番号AH2、BH2として示す。 FIG.5 (c) is a figure which shows the test material of a horizontal welding attitude | position. Two clad steels were arranged with a gap (route interval) of 10 mm in the vertical direction, and a backing material was arranged inside the gap (NAS254NM with a clad steel thickness of 2 mm). Furthermore, a difference of 2 mm was provided in the horizontal direction on the clad steel disposed through the gap. And the welding material of the 1st layer and the 2nd layer or more was welded from the outside. Each steel was welded under these test conditions. The specimens of the steels tested under the conditions of FIG. 5 (c) are shown as test numbers AH2 and BH2 in Table 3.
図5(d)は、横向の溶接姿勢の試験材を示す図である。2つのクラッド鋼を鉛直方向に4mmの隙間(ルート間隔)を形成して配置し、隙間の内側(クラッド鋼の厚さ2mmのNAS254NM)に裏当て材を配置した。そして、外側から初層及び2層以降の溶接材料を溶接した。この試験条件で、各鋼を溶接した。図5(d)の条件で試験を行った各鋼の試験体を、表3の試験番号AH1、BH1、BH11として示す。
FIG.5 (d) is a figure which shows the test material of a horizontal welding attitude | position. Two clad steels were arranged in a vertical direction with a gap of 4 mm (route interval), and a backing material was arranged inside the gap (clad
また、各試験体について、外観検査、断面マクロの欠陥検査、初層溶接金属の成分分析、UT検査、継手引張試験、表曲げ試験を行った。この試験結果を、表4に示す。この結果、いずれの試験体についても、溶接欠陥等は確認されず、いずれの溶接を用いても良好に溶接できることが分った。 Moreover, about each test body, the external appearance test | inspection, the cross-section macro defect inspection, the component analysis of the first layer weld metal, UT inspection, the joint tension test, and the surface bending test were done. The test results are shown in Table 4. As a result, it was found that no welding defect or the like was confirmed for any of the test bodies, and that any welding could be used for good welding.
新鉄皮として用いる金属や溶接材料は、Ni、Cr、Moなどを含む耐食性の高い金属を用いることが好ましい。ここで、複数の金属を用い、溶接材料の耐食性について検討を行った。はじめに、溶接金属の化学成分を表5に示す。AV1、AV2、NAS254NM、ハステロイC276は、いずれもNi、Cr、Moなどを含む耐食性の高い金属である。 As the metal or welding material used as the new iron skin, it is preferable to use a metal having high corrosion resistance including Ni, Cr, Mo and the like. Here, the corrosion resistance of the welding material was examined using a plurality of metals. First, Table 5 shows chemical components of the weld metal. AV1, AV2, NAS254NM, and Hastelloy C276 are all metals having high corrosion resistance including Ni, Cr, Mo and the like.
これらの溶接金属について、耐孔食性指標PI、耐全面腐食指標ISCを算出した。NAS254NMの耐孔食性指標PI、耐全面腐食指標ISCを表6に示す。溶接金属AV1、AV2は、新鉄皮として用いる金属(NAS254NM母材)よりも、耐孔食性指標PI、耐全面腐食指標ISCが高く、耐食性に優れていることが分った。 For these weld metals, the pitting corrosion resistance index PI and the overall corrosion resistance index ISC were calculated. Table 6 shows the pitting corrosion resistance index PI and the general corrosion resistance index ISC of NAS254NM. It was found that the weld metals AV1 and AV2 have a higher pitting corrosion resistance index PI and a general corrosion resistance index ISC than the metal (NAS254NM base material) used as the new iron skin, and are excellent in corrosion resistance.
なお、耐孔食性指標PI、耐全面腐食指標ISCは、以下の式により求められる。
PI=Cr+3.3Mo+16N ・・・(1)
ISC=0.6Cr+Ni+1.5Mo+7.5Cu+122N・・・(2)
なお、上式の元素記号は、含有される各元素の質量を示している。
The pitting corrosion resistance index PI and the general corrosion resistance index ISC are obtained by the following equations.
PI = Cr + 3.3Mo + 16N (1)
ISC = 0.6Cr + Ni + 1.5Mo + 7.5Cu + 122N (2)
The element symbol in the above formula indicates the mass of each element contained.
さらに、実機から採取した腐食生成物を用いて、腐食試験を行い、新鉄皮と溶接材料の耐食性を評価した。新鉄皮に用いるクラッド鋼は、厚さ6〜9mmのSM400と厚さ2mmのNAS254NMから構成される。 Furthermore, a corrosion test was conducted using the corrosion products collected from the actual machine, and the corrosion resistance of the new iron skin and the welding material was evaluated. The clad steel used for the new iron skin is composed of SM400 having a thickness of 6 to 9 mm and NAS254NM having a thickness of 2 mm.
実機から採取した腐食生成物を含む模擬液と、腐食を加速する加速模擬液を用いて、各鋼材の腐食試験を行った。模擬液と、加速模擬液の組成を表7に示す。 Each steel was tested for corrosion using a simulated liquid containing corrosion products collected from the actual machine and an accelerated simulated liquid that accelerates corrosion. Table 7 shows the compositions of the simulated liquid and the accelerated simulated liquid.
模擬液を用いた腐食試験の結果を図6に示す。また、加速模擬液を用いた腐食試験の結果を図7に示す。また、図6及び図7の試験結果をまとめたものを、表8に示す。なお、表中の腐食速度C.R.は、下式により求めた。
C.R.[mm/year]= (i×t×M)/(z×F×ρ) ・・・(3)
i:電流密度[A/cm2],t:時間[sec/year(注:sec→yearへの換算)],M:平均原子量[g/mol],z:平均価数,F:ファラデー定数96500[C/mol],ρ:密度[g/cm3]
The result of the corrosion test using the simulated liquid is shown in FIG. Moreover, the result of the corrosion test using an acceleration simulation liquid is shown in FIG. Table 8 summarizes the test results of FIGS. 6 and 7. The corrosion rate CR in the table was determined by the following formula.
CR [mm / year] = (i × t × M) / (z × F × ρ) (3)
i: current density [A / cm 2 ], t: time [sec / year (Note: conversion from sec to year)], M: average atomic weight [g / mol], z: average valence, F: Faraday constant 96500 [C / mol], ρ: Density [g / cm 3 ]
なお、表8中の腐食パターンは、図8に示すとおりである。電流密度と電位の関係が図8(a)のAパターンや、図8(b)のBパターンである場合には、全面腐食の懸念があるが、図8(c)のCパターンについては、全面腐食の懸念がない。 The corrosion pattern in Table 8 is as shown in FIG. When the relationship between the current density and the potential is the A pattern in FIG. 8A or the B pattern in FIG. 8B, there is a concern about overall corrosion, but for the C pattern in FIG. There is no concern about overall corrosion.
表8より、NAS254NMの腐食速度は、母材について0.02mm/yearであり、溶接部について0.07mm/yearであった。母材は厚さ2mmとしているため、母材のみでも40年程度の寿命が期待できることが分った。また、腐食パターンについても、NAS254NMは、全面腐食の懸念がないCパターンであった。 From Table 8, the corrosion rate of NAS254NM was 0.02 mm / year for the base metal and 0.07 mm / year for the weld. Since the base material has a thickness of 2 mm, it has been found that a life of about 40 years can be expected with only the base material. As for the corrosion pattern, NAS254NM was a C pattern with no concern about the overall corrosion.
図9(a)は、各鋼の耐全面腐食性能と局部腐食性能を示す図である。図9(a)では、耐全面腐食性指標GIによって、各鋼種の耐食性能を示している。耐全面腐食性指標GIは、以下の式によって表される。耐全面腐食性指標GIが60以上で、十分な耐全面腐食性が得られる。 FIG. 9 (a) is a diagram showing the general corrosion resistance and local corrosion performance of each steel. In FIG. 9A, the corrosion resistance performance of each steel type is shown by the overall corrosion resistance index GI. The overall corrosion resistance index GI is represented by the following formula. When the overall corrosion resistance index GI is 60 or more, sufficient overall corrosion resistance is obtained.
GI=−Cr+3.6Ni+4.7Mo+11.5Cu ・・・(4)
また、図9(b)は、各鋼種の耐局部腐食性能を示す図である。図9(a)では、耐局部腐食性指標CIによって、各鋼種の耐食性能を示している。耐局部腐食性指標CIは、以下の式によって表される。耐局部腐食性指標CIが47以上で、十分な耐全面腐食性が得られる。
GI = −Cr + 3.6Ni + 4.7Mo + 11.5Cu (4)
Moreover, FIG.9 (b) is a figure which shows the local corrosion resistance performance of each steel type. In FIG. 9A, the corrosion resistance performance of each steel type is shown by the local corrosion resistance index CI. The local corrosion resistance index CI is expressed by the following equation. When the local corrosion resistance index CI is 47 or more, sufficient overall corrosion resistance is obtained.
CI=C+0.4Ni+2.7No+Cu+18.7N ・・・(5)
図9(a)と図9(b)をまとめたものを、図10に示す。NAS254NMは、耐全面腐食性指標GIが60以上であり、かつ、耐局部腐食性指標CIが47以上である鋼であり、煙突筒身の材料として採用しても、十分な耐食性を有していることが分かった。
CI = C + 0.4Ni + 2.7No + Cu + 18.7N (5)
FIG. 10 shows a summary of FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b). NAS254NM is a steel having a general corrosion resistance index GI of 60 or more and a local corrosion resistance index CI of 47 or more, and has sufficient corrosion resistance even when employed as a material for a chimney cylinder. I found out.
特許文献1の方法を比較例として用い、本実施の形態の煙突筒身設置方法の効果の検証を行った。具体的には、特許文献1の方法では、煙突筒身を設置するための作業場を設置する作業、筒身を設置する作業、旧鉄皮と新鉄皮との間に耐火物13を打設する作業が必要となる(図11参照)。そこで、特許文献1の各作業の工数を100とした場合の本発明に係る煙突筒身設置方法による各作業の工数を調べた。この結果、本発明の方法による各作業の工数は、表9のようになった。
Using the method of
また、特許文献1において、全体の作業の工数を100%とした場合、煙突筒身を設置するための作業場を設置する作業、筒身を設置する作業、旧鉄皮と新鉄皮との間に耐火物13を打設する作業の構成比は、それぞれ20%、60%、20%である。そのため、各作業の工数にこの構成比を乗じて、重み付けを行い、特許文献1に対する本発明の方法の全体の工数を算出した。この結果、特許文献1の方法の全体工数を100とした場合、本発明の全体の工数は、(20×20%)+(90×60%)+(0×20%)=58となった。これにより、本発明による方法を用いれば、従来の方法の約6割程度の工数に削減できることが分かった。
Moreover, in
1、11 既設鉄皮製煙突
1a リブ
3、12、31、32 新鉄皮
3a 係合部
3b 弧状の鉄皮
4 ウィンチ
5 ジャッキ
13 耐火物
DESCRIPTION OF
Claims (5)
囲繞形成された前記新鉄皮をリフトアップする第2作業と、
リフトアップされた前記新鉄皮の下に、さらに、前記複数の弧状の鉄皮を囲繞形成して新たな新鉄皮を設置する第3作業と、
リフトアップされた前記新鉄皮を、前記第3作業で形成した前記新たな新鉄皮の上に下ろす第4作業と、
前記第4作業で下ろした前記新鉄皮と、前記第3作業で形成した前記新たな新鉄皮を接合する第5作業を備え、
前記第1乃至5作業を繰り返すことで既設煙突の外周に新鉄皮による筒身を設置することを特徴とする煙突筒身設置方法。 A first operation in which a plurality of arc-shaped iron skins are formed on the outer periphery of an existing chimney and a new iron skin is installed;
A second operation of lifting up the new iron skin formed with go;
Below the lifted-up new iron skin, further, a third operation of forming a new new iron skin by surrounding the plurality of arc-shaped iron skins,
A fourth operation for lowering the lifted-up new iron skin onto the new new iron skin formed in the third operation;
A fifth operation for joining the new iron skin lowered in the fourth operation and the new new iron skin formed in the third operation;
A chimney cylinder installation method characterized in that a cylinder with a new iron skin is installed on the outer periphery of an existing chimney by repeating the first to fifth operations.
前記第1作業で、下の区間で設置された新鉄皮の上に、複数の弧状の鉄皮を前記既設煙突の外周に囲繞形成して新鉄皮を設置し、
前記第2作業で、前記第1作業で形成された前記新鉄皮をリフトアップし、
前記第3作業で、リフトアップされた前記新鉄皮の下に、さらに、前記複数の弧状の鉄皮を囲繞形成して前記新たな新鉄皮を設置し、
前記第4作業で、リフトアップされた前記新鉄皮を、前記第3作業で設置された前記新たな新鉄皮の上に下ろし、
前記第5作業で、前記第4作業で下ろした前記新鉄皮と前記第3作業で設置した前記新たな新鉄皮を接合し、
前記第1乃至5作業を繰り返すことで前記下の区間で設置された新鉄皮の上に、新たな新鉄皮を設置し、
前記下の区間で設置された最上段の新鉄皮と、上の区間で設置された最下段の新鉄皮を接合することを特徴とする請求項1に記載の煙突筒身設置方法。 Dividing the work section into a plurality of sections in the height direction of the existing chimney, in the second or more section from the bottom,
In the first operation, on the new iron skin installed in the lower section, a plurality of arc-shaped iron skins are formed on the outer periphery of the existing chimney to install the new iron skin,
In the second operation, the new iron skin formed in the first operation is lifted up,
In the third operation, under the new iron skin that has been lifted up, further, the plurality of arc-shaped iron skins are formed to form the new new iron skin,
In the fourth operation, the new iron skin lifted up is lowered onto the new new iron skin installed in the third operation,
In the fifth operation, joining the new iron skin lowered in the fourth operation and the new new iron skin installed in the third operation,
By installing the new iron skin on the new iron skin installed in the lower section by repeating the first to fifth operations,
The chimney cylinder installation method according to claim 1, wherein the uppermost new iron skin installed in the lower section is joined to the lowermost new iron skin installed in the upper section.
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