JPH08357Y2 - セラミック内挿金属パイプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、粉体輸送用配管等に用いるセラミック内挿
金属パイプに関するものである。

（従来の技術） 粉体輸送用配管において、粉体との接触による摩耗が
著しい部位の耐用性向上を目的として、従来、ステンレ
ス鋼、ステライト等の耐摩耗性金属製パイプを使用した
り、あるいは金属製パイプの内面にセラミックをライニ
ングして使用している。

金属層の内層にセラミック層を設ける方法として、
焼嵌め法、接着剤による固定法、あるいは自己燃焼
反応焼結を利用した方法があり、パイプ径が大きい場合
はセラミック焼成タイルを接着剤により貼り付ける等
の方法がある。

このうち、小径金属パイプの内層にセラミック層を設
ける方法としては焼嵌め法、接着剤による固定法が
有効である。

（考案が解決しようとする課題） 従来の焼嵌め法は各層を形成するパイプの熱間線膨張
係数差を応用して行なうため、焼嵌め効果を増すために
は、寸法公差を厳密に管理する必要がある。それにもか
かわらず、使用温度は焼嵌め温度以下に限定される。接
着剤による固定法は充分な量の接着剤を接着層に充填す
るのは技術上困難であり、特に長尺パイプの場合顕著で
ある。さらに、使用温度も限定され、熱間における信頼
性は必ずしも優れていない。

次に自己燃焼反応焼結を利用した方法は、原理上、曲
管部には適用し難い上に生成したセラミック層は必ずし
も緻密質ではなく、耐摩耗性に対する信頼性は低い。又
セラミック焼成タイルを接着剤により貼り付ける方法
は、接着剤の施工技術の影響を受けやすく、又タイプと
タイル間の接合部で摩耗が進行しやすい傾向がある。

さらに、焼嵌め法、接着剤による固定法、自己燃焼反
応焼結を利用した方法の適用は、直管パイプに限定され
る。また、セラミック焼成タイルの接着剤による貼り付
け法は作業上、小径パイプ内面への施工には限界があ
る。

以上述べた方法はいずれも技術的に精度あるいは複雑
な工程を必要とする。

従って、比較的容易でかつ信頼性の高い方法による小
径サイズあるいは曲管形状の金属パイプ内層に、セラミ
ック層を設けた金属パイプの開発が望まれている。特に
小径サイズの曲管内側へのセラミック内層施工方法がな
いために、この分野の金属パイプの要求が大きい。

（課題を解決するための手段） 本考案は、内層を形成するセラミック焼結体パイプの
外面に、フレーム溶射ガンを用いて溶射肉盛により外層
となるべき金属層を形成し、金属パイプとしたセラミッ
ク内挿金属パイプである。

セラミックパイプを保持装置にセットし回転させた状
態で、金属線材あるいは粉末をフレーム溶射ガンを用い
てセラミックパイプの外表面に溶射肉盛し、金属層を形
成する。溶射条件は使用するセラミックパイプの耐熱衝
撃性、熱膨張係数等の物性および溶射する金属の熱膨張
係数、溶射施工性等によって決定する。

第１表に示すように、セラミックパイプの回転数、冷
却条件、ガン移動速度、溶射距離、およびガス条件等の
溶射条件を選定することにより、健全な金属層を厚肉溶
射施工できる。

（作用） このように本考案のセラミック内挿金属パイプによれ
ば、従来法では得られなかった緻密質の高耐摩耗性セラ
ミック層を金属層の内面に容易に設けることが可能であ
る。さらに製法上、セラミック層の寸法公差制約もな
く、セラミック層と金属層間に隙間も生じないので、使
用時の信頼性が高い。

また、溶射する金属層は２種類以上を層状に形成する
ことにより、セラミック層と金属層接合部に生ずる応力
制御が可能であり、さらに、従来法では制約の大きかっ
た小径、長尺、曲管形状のパイプに対し容易に適用が可
能である。

（実施例１） 第１図に施工装置を、第２表に施工条件を示す。

内径15mm、外径20mm、長さ1000mmのサイアロンパイプ
１を回転装置２に取り付け430rpmで回転させながら、フ
レーム溶射ガン３を用いてサイアロンパイプ１の外表面
にステンレス鋼線材（SUS420J2）４を溶射した。フレー
ム溶射ガン３は移動装置５上に取り付け、サイアロンパ
イプ１の長さ方向と平行に往復移動させた。移動速度は
30cm/secで溶射した。さらに溶射しながら、エアノズル
６によりサイアロンパイプ１をエア冷却した。

かくして得られた肉厚約10mmの金属層（肉盛溶射部）
はサイアロンパイプとの接着性も良好であり、剥離現象
は認められなかった。また、切削加工性を有し外面の仕
上げ加工が可能であるので、必要により肉厚を0.5mm程
度に薄くしても構造体として使用可能である。

（実施例２） 従来スクラップ溶解炉には、溶融鉄浴面下から溶融鉄
中にガスを吹き込む三重管羽口が使用されており、第２
図に示したような管路断面を有する。即ち三重管羽口７
は内管８より、非酸化性ガスで炭素質粉末を、リブ10に
よって形成される内管８と中管９の環状間隙11より酸化
性ガスを、中管９と外管12の環状間隙13より冷却用非酸
化性ガスを溶融鉄浴面下から溶融鉄中に吹き込んでい
る。従来は三重管羽口７には全てステンレス鋼製パイプ
が使用されている。

第３図（ａ）に示すごとく内径15mm、外径20mm、長さ
2000mmのサイアロンパイプ１の外側に実施例１の方法で
肉厚約10mmの肉盛溶射部14を設け、その後（ｂ）の如く
リブ10を切削加工したパイプ８を製作した。

本考案のパイプ８は、内層のサイアロン層１と、その
外層の金属溶射層14および金属溶射層14と一体であるリ
ブ10で構成される。これを三重管羽口の内管として使用
した。

その結果、従来内管の内面摩耗量が0.01mm/ton−coal
であったものが、本考案の内管の内面摩耗量は８×10^-4
mm/ton−coal以下となり摩耗量は大幅に低減した。

（考案の効果） このように本考案によるセラミック内挿金属パイプの
使用により、従来の金属製配管に比較し、耐摩耗性が大
幅に向上した。また従来の、金属層の内層にセラミック
層を設ける種々の方法の欠点を解消できるので、新な用
途を期待できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本考案によるセラミック内挿金属パイプの製
造方法の説明図、第２図は従来の三重管羽口の構造の説
明図、第３図（ａ），（ｂ）は、本考案によるセラミッ
ク内挿金属パイプの三重管羽口の内管への使用例の説明
図を示す。 1:サイアロンパイプ、2:回転装置 3:フレーム溶射ガン、4:ステンレス鋼線材 5:移動装置、6:エアノズル 7:三重管羽口、8:内管 14:金属層（肉盛溶射部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−45357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−67158（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−32174（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内層を形成するセラミック焼結体パイプの
   外側に、溶射肉盛による金属層を形成して金属パイプと
   したセラミック内挿金属パイプ。