JPH045829Y2

JPH045829Y2 -

Info

Publication number: JPH045829Y2
Application number: JP17094886U
Authority: JP
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1992-02-18
Also published as: JPS6375687U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」本考案は、管等におけるフランジに係わり、特
に、ガスケツトを挟持するシール面の特性の向上
を図る技術に関するものである。

「従来技術」原子力発電関連プラント、火力プラント、化学プ
ラントに使用される配管等の継手部分には、フラ
ンジのシール面の間に、ガスケツトを挟持させた
構造が適用されている。

この場合、シール面を構成している例えば炭素
鋼からなる金属表面と、ガスケツトとの間に、小
間隙が残されていると、該小間隙の途中まで流体
が侵入するために、シール面の腐食が少しずつ進
行するいわゆるクレビスコロージヨンが生じると
ともに、ガスケツト材の中に不純物が含まれてい
ると、該不純物の溶出の影響により局部腐食が進
行するいわゆるピツテイングコロージヨンが発生
する。

また、これらの腐食現象を低減するためには、
例えばステンレス鋼やチタン合金等によるクラツ
ド加工を施すことが有効であるとされている。

「考案が解決しようとする問題点」しかし、高温流体を取り扱う場合等であると、
耐熱性を満足させるための金属ガスケツトの使用
頻度が多くなり、異種金属の接合に基づくガルバ
ニツクコロージヨン等による腐食現象が生じ易く
なる。

本考案は、このような問題点を解消するととも
に、シール面自身の耐食性と耐熱性とを改良し、
さらに、耐摩耗性を向上させることを目的とする
ものである。

「問題点を解決するための手段」一対のシール面の間にガスケツトを挟持してな
るフランジである場合、該シール面を構成するた
めの金属表面に、被セラミツク化金属をコーテイ
ングするとともに、該コーテイング層を反応物質
雰囲気中でレーザにより急速加熱して溶解した
後、急冷することにより、前記コーテイング層の
表層をセラミツク化して、シール面を構成するも
のである。

「作用」ガスケツトと接触する部分は、シール面のセラ
ミツク化層であり、高い硬度、耐腐食性に基づい
て腐食の発生を防止する。また、セラミツク化層
は電気絶縁性に優れており、ガルバニツクコロー
ジヨンを発生しない。そして、何等かの原因でセ
ラミツク化層が損傷した場合でも、残されている
コーテイング層により腐食を防止するようにして
いる。

「実施例」以下、本考案に係わる管等におけるフランジの
一実施例を第１図および第２図に基づいて説明す
る。

図中符号１は炭素鋼からなる管フランジ、符号
２は周溝状のガスケツト溝、符号３はガスケツト
溝２に嵌合するリング状突部、符号４はガスケツ
ト溝２及びリング状突部３の両方に形成されるシ
ール面、符号５はガスケツト、符号６は両管フラ
ンジ１を締結するためのボルト・ナツト等の締結
具である。

そして、シール面４は、第２図に示すように、
管フランジ１を構成している炭素鋼等の母材層Ａ
と、該母材層の上を順に覆つている耐食性金属層
Ｂ、混合層Ｃ、セラミツク化層Ｄとからなる４層
構造をなしている。

該シール面４の形成方法について説明すると、
母材層Ａ、つまり、金属表面に被セラミツク化金
属（例えばチタン、クロム）を、めつき、イオン
プレーテング等によつて、必要とするセラミツク
化層Ｄの厚さより多く（例えば50μm程度）付着
させておき、この被セラミツク化金属層、つまり
コーテイング層を反応物質（例えば窒素ガス）の
雰囲気中において、CO₂ガスレーザ等により急速
加熱して溶解させるとともに、窒素ガスと反応さ
せて窒化を促進させる。

次いで、熱源であるCO₂ガスレーザを遠ざける
ことにより、母材層Ａ等への熱伝達による冷却作
用に基づいて冷却を行ない、溶解物を急冷状態と
することによつて、窒化チタン、窒化クロム等の
セラミツク化層Ｄを形成する。

このような構造となつていると、ガスケツト５
と接触する部分が、シール面４のセラミツク化層
Ｄとなるので、セラミツク自身の特性に基づいて
高い硬度と耐食性とが得られ、表面変形傷や腐食
の発生を防止することになる。

また、セラミツク化層Ｄは電気絶縁性を有して
いるため、ガスケツト５が金属であつても、母材
層Ａとの間に電気絶縁物が介在することになつ
て、ガルバニツクコロージヨンを発生しない。

一方、なんらかの原因で、セラミツク化層Ｄが
損傷した場合は、セラミツク化層Ｄの直下に、混
合層Ｃが存在してセラミツク化層Ｄに近い耐食性
を有しているとともに、さらに、セラミツク化さ
れていない耐食性金属層Ｂ自身が優れた耐食性を
有しているので、残されている両層により、腐食
を防止することになる。

「実験例」シール面を構成する母材層Ａが炭素鋼、コーテ
イング層が50μmのチタン、CO₂レーザによる加
熱処理速度が2m／分、窒素ガス雰囲気の条件で
セラミツク化処理を実施した。その結果、セラミ
ツク化層Ｄの厚さは７〜10μm、耐食性金属層Ｂ
の厚さは20μm、セラミツク（窒化チタン）とチ
タンとの混合した状態の中間の混合層Ｃの厚さは
30〜33μmであつた。

「他の実施態様」なお、前述した実施例に代えて次のようにする
ことができる。

(イ) 管のフランジ部のみでなく、例えば原子炉圧
力容器の主フランジ（直径5.5〜7m）のよう
に、大型容器等に適用すること。

(ロ) チタン、クロム以外のセラミツク化可能な金
属に適用すること。

「考案の効果」本考案に係わる管等におけるフランジは、該シ
ール面を構成するための金属表面に、被セラミツ
ク化金属をコーテイングするとともに、このコー
テイング層を反応物質雰囲気中でレーザによつて
急速加熱した後、急冷することにより、前記コー
テイング層の表層をセラミツク化しているもので
あるから、シール面が非常に硬く、ガスケツト等
によつて傷を受けたり、摩耗することが少なく、
ガスケツトの材質による影響を受けない。また、
耐食性がよく耐久性に優れているとともに、セラ
ミツク化層が電気絶縁物となつて、ガスケツトと
フランジの間のガルバニツクコロージヨン等の発
生を防止できる。さらに、万一、セラミツク化層
に損傷が生じた場合でも、コーテイング層が耐食
性を有してフランジを保護する等の優れた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる管等におけるフランジ
の一実施例を示す一部を省略した正面図、第２図
は第１図の鎖線部分の拡大図である。１……管フランジ、２……ガスケツト溝、３…
…リング状突部、４……シール面、５……ガスケ
ツト、６……締結具、Ａ……母材層、Ｂ……耐食
性金属層、Ｃ……混合層、Ｄ……セラミツク化
層。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

一対のシール面の間にガスケツトを挟持してな
るフランジにおいて、該シール面は、金属表面に
被セラミツク化金属をコーテイングするととも
に、該コーテイング層を反応物質雰囲気中でレー
ザにより急速加熱した後、急冷することにより、
前記コーテイング層の表層をセラミツク化してな
ることを特徴とする管等におけるフランジ。