JPH09106892A - Ｓｕｓシース型部品及びその製造方法 - Google Patents
Ｓｕｓシース型部品及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH09106892A JPH09106892A JP28919395A JP28919395A JPH09106892A JP H09106892 A JPH09106892 A JP H09106892A JP 28919395 A JP28919395 A JP 28919395A JP 28919395 A JP28919395 A JP 28919395A JP H09106892 A JPH09106892 A JP H09106892A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- sus
- sheath type
- type component
- thermocouple
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、導体線材の断線が防止できる耐熱
性で耐腐食性のＳＵＳシース型部品及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 このＳＵＳシース型部品は、グローヒー
タ６の保護管７として適用される。保護管７は、ＳＵＳ
基体で作製された中空部を有するパイプ１、パイプ１の
表面を被覆する少なくともＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全ての元
素を含む均一な層を形成する被覆層５、及びパイプ１と
被覆層５との間に介在されたＡｌがリッチな組成の中間
層４から構成されている。パイプ１内にコイル２が埋め
込まれるようにＭｇＯ粉末から成る充填部材３が充填さ
れている。コイル２は発熱部線材２Ｈと抵抗部線材２Ｒ
とから構成されている。
性で耐腐食性のＳＵＳシース型部品及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 このＳＵＳシース型部品は、グローヒー
タ６の保護管７として適用される。保護管７は、ＳＵＳ
基体で作製された中空部を有するパイプ１、パイプ１の
表面を被覆する少なくともＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全ての元
素を含む均一な層を形成する被覆層５、及びパイプ１と
被覆層５との間に介在されたＡｌがリッチな組成の中間
層４から構成されている。パイプ１内にコイル２が埋め
込まれるようにＭｇＯ粉末から成る充填部材３が充填さ
れている。コイル２は発熱部線材２Ｈと抵抗部線材２Ｒ
とから構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、グローヒータ、熱電
対、熱交換器等のパイプとして適用できるＳＵＳシース
型部品及びその製造方法に関する。
対、熱交換器等のパイプとして適用できるＳＵＳシース
型部品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シース型部品は、金属製グロープ
ラグや高温で使用されるシース型熱電対の保護管として
使用され、ＳＵＳ等の金属で作製されたものがある。ま
た、シース型部品は、１０００℃以上の雰囲気で使用さ
れるものがあり、その場合には、インコネル等の特殊耐
熱合金で作製されている。また、セラミックシース型部
品は、ディーゼルエンジンにおいて燃料の着火補助装置
のグロープラグ即ちグローヒータとして開発されたり、
高温度の液体や気体の温度を正確に計測する熱電対とし
て開発されている。熱電対は、３００℃〜１４００℃の
温度範囲の温度を計測するため、各種の測定材を適合さ
せている。ところで、グローヒータの作製については、
ＷコイルにＳｉ，Ｔｉを含む原料を着肉させて成形体を
作製し、該成形体をＳｉ3 Ｎ4 製の鞘又はパイプに挿入
した後、これを反応焼結し、グローヒータは均一な組成
に構成されていた（例えば、特開平７−２１７８８６号
公報参照）。また、熱電対の作製についても同様に構成
されていた。即ち、熱電対の素線は、酸化性又は還元性
の雰囲気に対して弱い場合が多く、一般的には素線を保
護パイプに入れて使用されている。
ラグや高温で使用されるシース型熱電対の保護管として
使用され、ＳＵＳ等の金属で作製されたものがある。ま
た、シース型部品は、１０００℃以上の雰囲気で使用さ
れるものがあり、その場合には、インコネル等の特殊耐
熱合金で作製されている。また、セラミックシース型部
品は、ディーゼルエンジンにおいて燃料の着火補助装置
のグロープラグ即ちグローヒータとして開発されたり、
高温度の液体や気体の温度を正確に計測する熱電対とし
て開発されている。熱電対は、３００℃〜１４００℃の
温度範囲の温度を計測するため、各種の測定材を適合さ
せている。ところで、グローヒータの作製については、
ＷコイルにＳｉ，Ｔｉを含む原料を着肉させて成形体を
作製し、該成形体をＳｉ3 Ｎ4 製の鞘又はパイプに挿入
した後、これを反応焼結し、グローヒータは均一な組成
に構成されていた（例えば、特開平７−２１７８８６号
公報参照）。また、熱電対の作製についても同様に構成
されていた。即ち、熱電対の素線は、酸化性又は還元性
の雰囲気に対して弱い場合が多く、一般的には素線を保
護パイプに入れて使用されている。
【０００３】また、特開平６−１６０２００号公報に
は、気密端子付シース型熱電対が開示されている。該熱
電対は、過渡的な温度変化等により、端子部に温度勾配
が生じても測定誤差を生じさせないものであり、アルメ
ル線とクロメル線の異種金属線からなる熱電対素線をス
テンレス製シース内に無機絶縁材と共に、相互に絶縁し
て収納し、シースの基端側を気密端子部により気密に封
止する。気密端子部のセラミック端板に取り付けられた
２本のコパール製の貫通パイプの内部に絶縁スリーブが
挿入され、各熱電対素線はその内部を通って貫通パイプ
と直接接触せずに外部に引き出されている。
は、気密端子付シース型熱電対が開示されている。該熱
電対は、過渡的な温度変化等により、端子部に温度勾配
が生じても測定誤差を生じさせないものであり、アルメ
ル線とクロメル線の異種金属線からなる熱電対素線をス
テンレス製シース内に無機絶縁材と共に、相互に絶縁し
て収納し、シースの基端側を気密端子部により気密に封
止する。気密端子部のセラミック端板に取り付けられた
２本のコパール製の貫通パイプの内部に絶縁スリーブが
挿入され、各熱電対素線はその内部を通って貫通パイプ
と直接接触せずに外部に引き出されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
保護管をＳＵＳで作製した場合には、保護管は、その耐
熱使用限界温度が９００℃程度と低い耐熱温度である
上、硫黄ガス中での使用では保護管の金属が硫黄ガスに
侵されるので、硫黄ガス中での使用が困難である。ま
た、保護管をインコネル等の特殊耐熱合金で作製した場
合には、その保護管はＳＵＳの保護管に比較して耐熱温
度が高くなるが、コストが約２倍とアップすることにな
る。
保護管をＳＵＳで作製した場合には、保護管は、その耐
熱使用限界温度が９００℃程度と低い耐熱温度である
上、硫黄ガス中での使用では保護管の金属が硫黄ガスに
侵されるので、硫黄ガス中での使用が困難である。ま
た、保護管をインコネル等の特殊耐熱合金で作製した場
合には、その保護管はＳＵＳの保護管に比較して耐熱温
度が高くなるが、コストが約２倍とアップすることにな
る。
【０００５】また、前掲特開平６−１６０２００号公報
に開示された気密端子付シース型熱電対は、保護管とし
てステンレス製シースを用いているが、該ステンレス製
シースは外部雰囲気中に直接晒された状態であり、例え
ば、雰囲気中に硫黄ガス等のガスが存在する場合には、
シース自体に腐食が発生し、耐久性が低下するという問
題を有している。
に開示された気密端子付シース型熱電対は、保護管とし
てステンレス製シースを用いているが、該ステンレス製
シースは外部雰囲気中に直接晒された状態であり、例え
ば、雰囲気中に硫黄ガス等のガスが存在する場合には、
シース自体に腐食が発生し、耐久性が低下するという問
題を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決することであり、ＳＵＳ基体によって中空状のパ
イプを作製し、該パイプの表面に金属粒子を融着させ、
次いでスエージングによって均一な粒子融着皮膜を形成
してＳＵＳの耐熱性及び耐腐食性を向上させて耐久性を
向上させたＳＵＳシース型部品及びその製造方法に関す
る。
を解決することであり、ＳＵＳ基体によって中空状のパ
イプを作製し、該パイプの表面に金属粒子を融着させ、
次いでスエージングによって均一な粒子融着皮膜を形成
してＳＵＳの耐熱性及び耐腐食性を向上させて耐久性を
向上させたＳＵＳシース型部品及びその製造方法に関す
る。
【０００７】この発明は、ＳＵＳ基体で作製された中空
部を有するパイプ、及び該パイプの表面を被覆する少な
くともＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全ての元素を含む均一な被覆
層から成ることを特徴とするＳＵＳシース型部品に関す
る。また、前記パイプと前記被覆層との間にＡｌがリッ
チな中間層を介在させたものである。
部を有するパイプ、及び該パイプの表面を被覆する少な
くともＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全ての元素を含む均一な被覆
層から成ることを特徴とするＳＵＳシース型部品に関す
る。また、前記パイプと前記被覆層との間にＡｌがリッ
チな中間層を介在させたものである。
【０００８】また、このＳＵＳシース型部品において、
前記中間層はＡｌとＳｉとの合金から構成されているも
のである。
前記中間層はＡｌとＳｉとの合金から構成されているも
のである。
【０００９】また、このＳＵＳシース型部品は、前記パ
イプ内にヒータコイルが埋め込まれるように充填部材を
充填してグローヒータに適用されている。
イプ内にヒータコイルが埋め込まれるように充填部材を
充填してグローヒータに適用されている。
【００１０】また、このＳＵＳシース型部品は、前記パ
イプ内に種類の異なる一対の線材が埋め込まれるように
充填部材を充填して熱電対に適用されている。
イプ内に種類の異なる一対の線材が埋め込まれるように
充填部材を充填して熱電対に適用されている。
【００１１】また、このＳＵＳシース型部品は、前記パ
イプ内外に流体が流れる熱交換を行う熱交換器に適用さ
れる。
イプ内外に流体が流れる熱交換を行う熱交換器に適用さ
れる。
【００１２】或いは、この発明は、ＳＵＳ基体で作製さ
れた中空部を有するパイプの表面にＡｌ及びＡｌ合金の
いずれかの材料を含むＡｌ膜を形成するステップ、前記
パイプに形成された前記Ａｌ膜上にＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの
全ての元素を含む粒子を加熱融着して粒子膜を形成する
ステップ、及び前記粒子膜で被覆した前記パイプをスエ
ージングによって前記粒子膜を均一にして被覆層を形成
するステップ、から構成したことを特徴とするＳＵＳシ
ース型部品の製造方法に関する。
れた中空部を有するパイプの表面にＡｌ及びＡｌ合金の
いずれかの材料を含むＡｌ膜を形成するステップ、前記
パイプに形成された前記Ａｌ膜上にＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの
全ての元素を含む粒子を加熱融着して粒子膜を形成する
ステップ、及び前記粒子膜で被覆した前記パイプをスエ
ージングによって前記粒子膜を均一にして被覆層を形成
するステップ、から構成したことを特徴とするＳＵＳシ
ース型部品の製造方法に関する。
【００１３】このＳＵＳシース型部品は、上記のような
構成によって、ＳＵＳ基体の表面にＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ粒
子を加熱融着させる過程で、パイプを構成する基体のＳ
ＵＳとＮｉ−Ｃｒ−Ａｌの粒子との間には反応層を形成
し、両者は強固に結合される。Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌの粒子
のうち、ＣｒとＡｌとは表面に酸化物保護膜を形成し、
内部への酸素拡散量が低減し、それ自体の酸化の進行が
抑制される。また、中間層としてのＡｌリッチ層がＳＵ
Ｓ基体の表面に介在しているので、被覆層と中間層との
結合が強固になると共に、酸化物保護膜がより長時間に
わたって安定し、それにともない耐久性も改善される。
また、このＳＵＳシース型部品は、被覆層の表面層はＮ
ｉが主成分であるため、硫黄ガス等の腐食性ガスを含む
雰囲気においても安定となる。
構成によって、ＳＵＳ基体の表面にＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ粒
子を加熱融着させる過程で、パイプを構成する基体のＳ
ＵＳとＮｉ−Ｃｒ−Ａｌの粒子との間には反応層を形成
し、両者は強固に結合される。Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌの粒子
のうち、ＣｒとＡｌとは表面に酸化物保護膜を形成し、
内部への酸素拡散量が低減し、それ自体の酸化の進行が
抑制される。また、中間層としてのＡｌリッチ層がＳＵ
Ｓ基体の表面に介在しているので、被覆層と中間層との
結合が強固になると共に、酸化物保護膜がより長時間に
わたって安定し、それにともない耐久性も改善される。
また、このＳＵＳシース型部品は、被覆層の表面層はＮ
ｉが主成分であるため、硫黄ガス等の腐食性ガスを含む
雰囲気においても安定となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照して、この発明
によるＳＵＳシース型部品及びその製造方法の実施例を
説明する。図１はこのＳＵＳシース型部品としてのグロ
ーヒータの一実施例を示す断面図である。
によるＳＵＳシース型部品及びその製造方法の実施例を
説明する。図１はこのＳＵＳシース型部品としてのグロ
ーヒータの一実施例を示す断面図である。
【００１５】図１に示すように、このＳＵＳシース型部
品をグローヒータ６の保護管７に適用した実施例が示さ
れている。このＳＵＳシース型部品の保護管７は、ＳＵ
Ｓ基体で作製された中空部を有するパイプ１、パイプ１
の表面を被覆する少なくともＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全ての
元素を含む均一な層を形成する被覆層５から構成されて
いる。また、パイプ１と被覆層５との間にはＡｌがリッ
チな組成の中間層４が介在されている。詳しくは、中間
層４は、ＡｌとＳｉとの合金から構成されている。この
ＳＵＳシース型部品を保護管７として使用したグローヒ
ータ６は、パイプ１内に導体線材としてのコイル２が埋
め込まれた充填部材３が充填されている。また、このＳ
ＵＳシース型部品をグローヒータ６の保護管７として構
成する場合には、コイル２を、例えば、Ｆｅ−Ｃｒコイ
ルから成る発熱部線材２ＨとＮｉコイルから成る抵抗部
線材２Ｒとから構成する。また、充填部材３としては、
ＭｇＯ粉末を使用し、パイプ１内に高密度に充填するこ
とができる。
品をグローヒータ６の保護管７に適用した実施例が示さ
れている。このＳＵＳシース型部品の保護管７は、ＳＵ
Ｓ基体で作製された中空部を有するパイプ１、パイプ１
の表面を被覆する少なくともＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全ての
元素を含む均一な層を形成する被覆層５から構成されて
いる。また、パイプ１と被覆層５との間にはＡｌがリッ
チな組成の中間層４が介在されている。詳しくは、中間
層４は、ＡｌとＳｉとの合金から構成されている。この
ＳＵＳシース型部品を保護管７として使用したグローヒ
ータ６は、パイプ１内に導体線材としてのコイル２が埋
め込まれた充填部材３が充填されている。また、このＳ
ＵＳシース型部品をグローヒータ６の保護管７として構
成する場合には、コイル２を、例えば、Ｆｅ−Ｃｒコイ
ルから成る発熱部線材２ＨとＮｉコイルから成る抵抗部
線材２Ｒとから構成する。また、充填部材３としては、
ＭｇＯ粉末を使用し、パイプ１内に高密度に充填するこ
とができる。
【００１６】次に、このＳＵＳシース型部品の製造方法
について説明する。このＳＵＳシース型部品の製造方法
は、まず、ＳＵＳ基体で作製された中空部を有するパイ
プ１の表面に、Ａｌ及びＡｌ合金のいずれかの材料から
成る中間層４を形成する（ステップ１）。次いで、パイ
プ１に形成された中間層４上にＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全て
の元素を含む粒子を加熱融着して粒子膜を形成する（ス
テップ２）。最後に、粒子膜で被覆したパイプ１をスエ
ージング加工によって所定の形状のサイズに縮小して粒
子膜を均一にした被覆層５に形成する（ステップ３）。
について説明する。このＳＵＳシース型部品の製造方法
は、まず、ＳＵＳ基体で作製された中空部を有するパイ
プ１の表面に、Ａｌ及びＡｌ合金のいずれかの材料から
成る中間層４を形成する（ステップ１）。次いで、パイ
プ１に形成された中間層４上にＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全て
の元素を含む粒子を加熱融着して粒子膜を形成する（ス
テップ２）。最後に、粒子膜で被覆したパイプ１をスエ
ージング加工によって所定の形状のサイズに縮小して粒
子膜を均一にした被覆層５に形成する（ステップ３）。
【００１７】次に、図２を参照して、このＳＵＳシース
型部品を熱電対１０の保護管１７に適用した実施例を説
明する。図２はこのＳＵＳシース型部品を熱電対の保護
管に適用した一実施例を示す断面図である。このＳＵＳ
シース型部品を熱電対１０の保護管１７として作製する
場合には、導体線材１２を２種類の線材から構成し、一
方の線材１２ＡをＷ−５％Ｒｅから構成し、他方の線材
１２ＢをＷ−２６％Ｒｅから構成する。また、保護管１
７としては、径の小さい長尺のパイプ１１を使用する。
充填部材１３は、上記実施例と同様に、ＭｇＯ粉末を使
用することができる。熱電対１０は、パイプ１１内に線
材１２が埋め込まれた充填部材１３が充填されている。
パイプ１１は、ＳＵＳ基体で作製された中空部を有し、
パイプ１１の表面を被覆する少なくともＮｉ，Ｃｒ，Ａ
ｌの全ての元素を含む均一な層を形成する被覆層１５、
及びパイプ１１と被覆層１５との間に介在されたＡｌが
リッチな組成の中間層１４から構成されている。又は、
中間層１４は、ＡｌとＳｉとの合金から構成されてい
る。
型部品を熱電対１０の保護管１７に適用した実施例を説
明する。図２はこのＳＵＳシース型部品を熱電対の保護
管に適用した一実施例を示す断面図である。このＳＵＳ
シース型部品を熱電対１０の保護管１７として作製する
場合には、導体線材１２を２種類の線材から構成し、一
方の線材１２ＡをＷ−５％Ｒｅから構成し、他方の線材
１２ＢをＷ−２６％Ｒｅから構成する。また、保護管１
７としては、径の小さい長尺のパイプ１１を使用する。
充填部材１３は、上記実施例と同様に、ＭｇＯ粉末を使
用することができる。熱電対１０は、パイプ１１内に線
材１２が埋め込まれた充填部材１３が充填されている。
パイプ１１は、ＳＵＳ基体で作製された中空部を有し、
パイプ１１の表面を被覆する少なくともＮｉ，Ｃｒ，Ａ
ｌの全ての元素を含む均一な層を形成する被覆層１５、
及びパイプ１１と被覆層１５との間に介在されたＡｌが
リッチな組成の中間層１４から構成されている。又は、
中間層１４は、ＡｌとＳｉとの合金から構成されてい
る。
【００１８】図示していないが、このＳＵＳシース型部
品は、パイプ内に流体が流れる熱交換器に適用すること
もできる。熱交換器のパイプとして適用した場合には、
パイプの外側を流れる流体が、たとえ硫黄ガス等の流体
であったとしても、パイプ自体の耐腐食性を向上させ、
耐久性を向上できる。
品は、パイプ内に流体が流れる熱交換器に適用すること
もできる。熱交換器のパイプとして適用した場合には、
パイプの外側を流れる流体が、たとえ硫黄ガス等の流体
であったとしても、パイプ自体の耐腐食性を向上させ、
耐久性を向上できる。
【００１９】〔実施例１〕このＳＵＳシース型部品の製
造方法において、グローヒータを作製する実施例を図１
を参照して説明する。まず、ＳＵＳ３０４Ｌから作製さ
れた外径φ８ｍｍのパイプ１をＡｌ溶湯に浸漬し、パイ
プ１の表面にＡｌ膜を形成した。次に、パイプ１に形成
されているＡｌ膜上に糊等の固着剤を塗布し、これを、
Ｎｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末床内を潜らせて、パイプ１のＡ
ｌ膜上にこれらの粉末を付着させた。Ｎｉ，Ｃｒ及びＡ
ｌ粉末が付着したパイプ１を、真空中で１１００℃まで
加熱し、パイプ１のＡｌ膜上にＮｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末
を加熱融着させ、ＳＵＳシース型部品としての保護管７
を作製した。次に、保護管７内にＦｅ−Ｃｒ線２ＡとＮ
ｉ線２Ｂとの端部８を溶接して直列に結線したコイル２
を配置し、コイル２が埋設されるように保護管７内にＭ
ｇＯ粉末から成る充填部材３を充填した。
造方法において、グローヒータを作製する実施例を図１
を参照して説明する。まず、ＳＵＳ３０４Ｌから作製さ
れた外径φ８ｍｍのパイプ１をＡｌ溶湯に浸漬し、パイ
プ１の表面にＡｌ膜を形成した。次に、パイプ１に形成
されているＡｌ膜上に糊等の固着剤を塗布し、これを、
Ｎｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末床内を潜らせて、パイプ１のＡ
ｌ膜上にこれらの粉末を付着させた。Ｎｉ，Ｃｒ及びＡ
ｌ粉末が付着したパイプ１を、真空中で１１００℃まで
加熱し、パイプ１のＡｌ膜上にＮｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末
を加熱融着させ、ＳＵＳシース型部品としての保護管７
を作製した。次に、保護管７内にＦｅ−Ｃｒ線２ＡとＮ
ｉ線２Ｂとの端部８を溶接して直列に結線したコイル２
を配置し、コイル２が埋設されるように保護管７内にＭ
ｇＯ粉末から成る充填部材３を充填した。
【００２０】コイル２と充填部材３とを充填した保護管
７をスウェージングマシン等を用いてスウェージング加
工し、保護管７の外径をφ４ｍｍまで縮小し、内部の充
填部材３の充填密度を高めると共に、表面の耐熱粒子層
の厚さを均一に膜状の被覆層５に形成してグローヒータ
６を作製した。グローヒータ６では、パイプ１と被覆層
５との間に介在するＡｌ膜が中間層４を形成し、中間層
４がＮｉ，Ｃｒ及びＡｌの粒子から成る被覆層５との結
合強度を高めると共に、高温酸化雰囲気中ではＡｌ2 Ｏ
3 が生成され、耐酸化性を向上させることができた。ま
た、グローヒータ６は、飽和温度が１０００℃となるよ
うにコイル２は設計されている。
７をスウェージングマシン等を用いてスウェージング加
工し、保護管７の外径をφ４ｍｍまで縮小し、内部の充
填部材３の充填密度を高めると共に、表面の耐熱粒子層
の厚さを均一に膜状の被覆層５に形成してグローヒータ
６を作製した。グローヒータ６では、パイプ１と被覆層
５との間に介在するＡｌ膜が中間層４を形成し、中間層
４がＮｉ，Ｃｒ及びＡｌの粒子から成る被覆層５との結
合強度を高めると共に、高温酸化雰囲気中ではＡｌ2 Ｏ
3 が生成され、耐酸化性を向上させることができた。ま
た、グローヒータ６は、飽和温度が１０００℃となるよ
うにコイル２は設計されている。
【００２１】グローヒータ６の特性を測定するため、保
護管７を酸化雰囲気中に暴露した後の酸化温度（℃）に
対する引張り強度（ＭＰａ）を測定すると共に、保護管
７の使用回数に対する寿命を測定した。グローヒータ６
を従来のグローヒータと比較するため、従来のグローヒ
ータとして、保護管をＳＵＳそのもので作製したものを
準備した。グローヒータ６（本発明品）と従来のグロー
ヒータ（従来品）との酸化雰囲気中に暴露した後の酸化
温度（℃）に対する引張り強度（ＭＰａ）の測定結果を
図３に示す。図３に示すように、本発明品は酸化温度が
１１００℃の雰囲気中でも、引張り強度がほとんど低下
しなかったが、従来品では酸化温度が７００℃以上では
引張り強度が大幅に低下し、酸化温度が１１００℃の雰
囲気中ではほとんど引張り強度が無くなり、耐熱性も大
幅に低下することが分かった。
護管７を酸化雰囲気中に暴露した後の酸化温度（℃）に
対する引張り強度（ＭＰａ）を測定すると共に、保護管
７の使用回数に対する寿命を測定した。グローヒータ６
を従来のグローヒータと比較するため、従来のグローヒ
ータとして、保護管をＳＵＳそのもので作製したものを
準備した。グローヒータ６（本発明品）と従来のグロー
ヒータ（従来品）との酸化雰囲気中に暴露した後の酸化
温度（℃）に対する引張り強度（ＭＰａ）の測定結果を
図３に示す。図３に示すように、本発明品は酸化温度が
１１００℃の雰囲気中でも、引張り強度がほとんど低下
しなかったが、従来品では酸化温度が７００℃以上では
引張り強度が大幅に低下し、酸化温度が１１００℃の雰
囲気中ではほとんど引張り強度が無くなり、耐熱性も大
幅に低下することが分かった。
【００２２】また、グローヒータ６の耐久性を試験する
ため、グローヒータ６に１１Ｖを印加し、その時の寿命
を測定した。グローヒータ６（本発明品）と従来のグロ
ーヒータ（従来品）との耐久試験の結果を図５に示す。
図５から分かるように、従来品は、４００サイクル数
（回）以下で保護管を構成するＳＵＳに損傷し、コイル
が酸化されて断線した。これに対して、本発明品は、そ
の寿命が４４００サイクル数（回）にも到達し、十分に
耐久性を有することが分かった。
ため、グローヒータ６に１１Ｖを印加し、その時の寿命
を測定した。グローヒータ６（本発明品）と従来のグロ
ーヒータ（従来品）との耐久試験の結果を図５に示す。
図５から分かるように、従来品は、４００サイクル数
（回）以下で保護管を構成するＳＵＳに損傷し、コイル
が酸化されて断線した。これに対して、本発明品は、そ
の寿命が４４００サイクル数（回）にも到達し、十分に
耐久性を有することが分かった。
【００２３】〔実施例２〕このＳＵＳシース型部品の製
造方法において、熱電対の保護管を作製する実施例を図
２を参照して説明する。この実施例では、線材１２とし
てＷ−５％Ｒｅから成る線材１２ＡとＷ−２６％Ｒｅか
ら成る線材１２Ｂとの端部１８を結合した２種類の直列
に結線した線材１２を選定した。保護管１７として、上
記実施例と同様に作製した。即ち、ＳＵＳ３０４Ｌから
作製された内径φ６ｍｍのパイプ１１をＡｌ溶湯に浸漬
し、パイプ１１の表面にＡｌ膜を形成した。次に、パイ
プ１１に形成されているＡｌ膜上に糊等の固着剤を塗布
し、これを、Ｎｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末床内を潜らせて、
パイプ１１のＡｌ膜上にこれらの粉末を付着させた。Ｎ
ｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末が付着したパイプ１１を、真空中
で１１００℃まで加熱し、パイプ１１のＡｌ膜上にＮ
ｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末を加熱融着させ、ＳＵＳシース型
部品としての保護管１７を作製した。次に、保護管１７
内にＷ−５％Ｒｅから成る線材１２ＡとＷ−２６％Ｒｅ
から成る線材１２Ｂとを結線した線材１２を配置し、線
材１２が埋設されるように保護管１７内にＭｇＯ粉末か
ら成る充填部材１３を充填した。
造方法において、熱電対の保護管を作製する実施例を図
２を参照して説明する。この実施例では、線材１２とし
てＷ−５％Ｒｅから成る線材１２ＡとＷ−２６％Ｒｅか
ら成る線材１２Ｂとの端部１８を結合した２種類の直列
に結線した線材１２を選定した。保護管１７として、上
記実施例と同様に作製した。即ち、ＳＵＳ３０４Ｌから
作製された内径φ６ｍｍのパイプ１１をＡｌ溶湯に浸漬
し、パイプ１１の表面にＡｌ膜を形成した。次に、パイ
プ１１に形成されているＡｌ膜上に糊等の固着剤を塗布
し、これを、Ｎｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末床内を潜らせて、
パイプ１１のＡｌ膜上にこれらの粉末を付着させた。Ｎ
ｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末が付着したパイプ１１を、真空中
で１１００℃まで加熱し、パイプ１１のＡｌ膜上にＮ
ｉ，Ｃｒ及びＡｌ粉末を加熱融着させ、ＳＵＳシース型
部品としての保護管１７を作製した。次に、保護管１７
内にＷ−５％Ｒｅから成る線材１２ＡとＷ−２６％Ｒｅ
から成る線材１２Ｂとを結線した線材１２を配置し、線
材１２が埋設されるように保護管１７内にＭｇＯ粉末か
ら成る充填部材１３を充填した。
【００２４】線材１２と充填部材１３とを充填した保護
管１７をスウェージングマシン等を用いてスウェージン
グ加工し、保護管１７の外径を縮小し、内部の充填部材
１３の充填密度を高めると共に、表面の耐熱粒子層の厚
さを均一に膜状の被覆層１５に形成して熱電対１０を作
製した。熱電対１０は、上記実施例と同様に、パイプ１
１と被覆層１５との間に介在するＡｌ膜が中間層１４を
形成し、中間層１４がＮｉ，Ｃｒ及びＡｌの粒子から成
る被覆層１５との結合強度を高め、高温酸化雰囲気中で
はＡｌ2 Ｏ3 が生成され、耐酸化性を向上させることが
できた。
管１７をスウェージングマシン等を用いてスウェージン
グ加工し、保護管１７の外径を縮小し、内部の充填部材
１３の充填密度を高めると共に、表面の耐熱粒子層の厚
さを均一に膜状の被覆層１５に形成して熱電対１０を作
製した。熱電対１０は、上記実施例と同様に、パイプ１
１と被覆層１５との間に介在するＡｌ膜が中間層１４を
形成し、中間層１４がＮｉ，Ｃｒ及びＡｌの粒子から成
る被覆層１５との結合強度を高め、高温酸化雰囲気中で
はＡｌ2 Ｏ3 が生成され、耐酸化性を向上させることが
できた。
【００２５】熱電対１０を構成する保護管１７を酸化雰
囲気中に暴露した後の酸化温度（℃）に対する引張り強
度（ＭＰａ）を測定すると共に、保護管７の使用回数に
対する寿命を測定した。熱電対１０の保護管１７の特性
は、実施例１と同様の結果を得ることができた。即ち、
本発明品は酸化温度が１１００℃の雰囲気中でも、引張
り強度がほとんど低下しなく、耐酸化性が向上したこと
が分かった。
囲気中に暴露した後の酸化温度（℃）に対する引張り強
度（ＭＰａ）を測定すると共に、保護管７の使用回数に
対する寿命を測定した。熱電対１０の保護管１７の特性
は、実施例１と同様の結果を得ることができた。即ち、
本発明品は酸化温度が１１００℃の雰囲気中でも、引張
り強度がほとんど低下しなく、耐酸化性が向上したこと
が分かった。
【００２６】熱電対１０の耐久性を試験するため、熱電
対１０が化学プラントに使用されて温度測定が行われる
ことを想定し、熱電対１０を硫黄ガス雰囲気中の６００
℃の下で使用し、熱電対１０の使用回数即ちサイクル数
（回）に対する熱起電力変化（％）を測定した。また、
熱電対１０を従来の熱電対と比較するため、従来の熱電
対として、保護管をＳＵＳそのもので作製したものを準
備した。熱電対１０（本発明品）と従来の熱電対（従来
品）とのサイクル数（回）に対する熱起電力変化の結果
を図４に示す。図４から分かるように、従来品は、３０
０サイクル数（回）を越えた時点で、保護管を構成する
ＳＵＳに損傷し、内部の線材が酸化されて変質し、熱起
電力変化が１％以上となり、回数を加えるに従って熱起
電力変化が大きくなった。これに対して、本発明品は、
その寿命が５００サイクル数（回）以上に達しても熱起
電力変化が１％以下であり、十分に耐久性を有すること
が分かった。
対１０が化学プラントに使用されて温度測定が行われる
ことを想定し、熱電対１０を硫黄ガス雰囲気中の６００
℃の下で使用し、熱電対１０の使用回数即ちサイクル数
（回）に対する熱起電力変化（％）を測定した。また、
熱電対１０を従来の熱電対と比較するため、従来の熱電
対として、保護管をＳＵＳそのもので作製したものを準
備した。熱電対１０（本発明品）と従来の熱電対（従来
品）とのサイクル数（回）に対する熱起電力変化の結果
を図４に示す。図４から分かるように、従来品は、３０
０サイクル数（回）を越えた時点で、保護管を構成する
ＳＵＳに損傷し、内部の線材が酸化されて変質し、熱起
電力変化が１％以上となり、回数を加えるに従って熱起
電力変化が大きくなった。これに対して、本発明品は、
その寿命が５００サイクル数（回）以上に達しても熱起
電力変化が１％以下であり、十分に耐久性を有すること
が分かった。
【００２７】〔実施例３〕この実施例では、実施例１に
おいて、中間層４としてＡｌ層を用いたが、Ａｌ層の代
わりに、Ａｌ−Ｓｉ層を使用した。得られたグローヒー
タについて実施例１と同様の試験を行ったところ、実施
例１と同等以上の耐久性を有していることが分かった。
おいて、中間層４としてＡｌ層を用いたが、Ａｌ層の代
わりに、Ａｌ−Ｓｉ層を使用した。得られたグローヒー
タについて実施例１と同様の試験を行ったところ、実施
例１と同等以上の耐久性を有していることが分かった。
【００２８】
【発明の効果】この発明によるＳＵＳシース型部品及び
その製造方法は、上記のように構成され、次のような効
果を有する。即ち、このＳＵＳシース型部品は、ＳＵＳ
基体で作製されたパイプの表面を、少なくともＮｉ，Ｃ
ｒ，Ａｌの全ての元素を含む均一な層を形成する被覆層
で被覆し、前記パイプと前記被覆層との間にＡｌがリッ
チな組成の中間層を介在されたので、前記パイプ自体の
ＳＵＳが前記被覆層で保護され、酸化雰囲気中に暴露し
た後にも強度を低下させることなく、耐腐食性を向上で
きると共に、耐熱性を向上できる。しかも、このＳＵＳ
シース型部品は、前記保護管内に配置した前記線材を前
記充填部材の密度をアップした状態で強固に保持し、し
かも、耐酸化性で且つ耐熱性の前記保護管で保護するの
で、耐久性に優れ、熱電対に適用した場合には温度測定
精度が高精度となり、安定した信頼性のある熱電対を提
供でき、特に、酸化・還元性の雰囲気中で高温度を測定
するのに適している。
その製造方法は、上記のように構成され、次のような効
果を有する。即ち、このＳＵＳシース型部品は、ＳＵＳ
基体で作製されたパイプの表面を、少なくともＮｉ，Ｃ
ｒ，Ａｌの全ての元素を含む均一な層を形成する被覆層
で被覆し、前記パイプと前記被覆層との間にＡｌがリッ
チな組成の中間層を介在されたので、前記パイプ自体の
ＳＵＳが前記被覆層で保護され、酸化雰囲気中に暴露し
た後にも強度を低下させることなく、耐腐食性を向上で
きると共に、耐熱性を向上できる。しかも、このＳＵＳ
シース型部品は、前記保護管内に配置した前記線材を前
記充填部材の密度をアップした状態で強固に保持し、し
かも、耐酸化性で且つ耐熱性の前記保護管で保護するの
で、耐久性に優れ、熱電対に適用した場合には温度測定
精度が高精度となり、安定した信頼性のある熱電対を提
供でき、特に、酸化・還元性の雰囲気中で高温度を測定
するのに適している。
【００２９】また、このＳＵＳシース型部品をグローヒ
ータの保護管として使用した場合には、飽和温度を１０
００℃とした場合の使用回数は大幅に延び、寿命を長く
できた。即ち、前記保護管には腐食が発生せず、酸化に
よる線材の断線等が発生せず、耐久性に富んだグローヒ
ータを提供できた。また、このＳＵＳシース型部品を熱
電対の保護管として使用した場合には、硫黄ガス中での
使用状態でも、耐腐食性を向上でき、熱起電力変化が小
さく、耐久性に富んだ熱電対を提供できた。
ータの保護管として使用した場合には、飽和温度を１０
００℃とした場合の使用回数は大幅に延び、寿命を長く
できた。即ち、前記保護管には腐食が発生せず、酸化に
よる線材の断線等が発生せず、耐久性に富んだグローヒ
ータを提供できた。また、このＳＵＳシース型部品を熱
電対の保護管として使用した場合には、硫黄ガス中での
使用状態でも、耐腐食性を向上でき、熱起電力変化が小
さく、耐久性に富んだ熱電対を提供できた。
【図１】この発明によるＳＵＳシース型部品をグローヒ
ータに適用した一実施例を示す断面図である。
ータに適用した一実施例を示す断面図である。
【図２】この発明によるＳＵＳシース型部品を熱電対に
適用した一実施例を示す断面図である。
適用した一実施例を示す断面図である。
【図３】本発明品と従来品との酸化温度に対する引張り
強度を示すグラフである。
強度を示すグラフである。
【図４】本発明品と従来品とのサイクル数に対する熱起
電力変化を示すグラフである。
電力変化を示すグラフである。
【図５】本発明品と従来品とのサイクル数の寿命を示す
グラフである。
グラフである。
１，１１ パイプ ２ コイル（導体線材） ２Ｈ 発熱部線材 ２Ｒ 抵抗部線材 ３，１３ 充填部材 ４，１４ 中間層 ５，１５ 被覆層 ６ グローヒータ ７，１７ 保護管 １０ 熱電対 １２，１２Ａ，１２Ｂ 線材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｂ // Ｂ２１Ｄ 53/06 Ｂ２１Ｄ 53/06 Ｚ
Claims (7)
- 【請求項１】 ＳＵＳ基体で作製された中空部を有する
パイプ、及び該パイプの表面を被覆する少なくともＮ
ｉ，Ｃｒ，Ａｌの全ての元素を含む均一な被覆層から成
ることを特徴とするＳＵＳシース型部品。 - 【請求項２】 前記パイプと前記被覆層との間にＡｌが
リッチな中間層を介在させたことを特徴とする請求項１
にＳＵＳシース型部品。 - 【請求項３】 前記中間層はＡｌとＳｉとの合金から構
成されていることを特徴とする請求項２に記載のＳＵＳ
シース型部品。 - 【請求項４】 前記パイプ内にヒータコイルが埋め込ま
れるように充填部材を充填してグローヒータに適用され
ていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載のＳＵＳシース型部品。 - 【請求項５】 前記パイプ内に種類の異なる一対の線材
が埋め込まれるように充填部材を充填して熱電対に適用
されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載のＳＵＳシース型部品。 - 【請求項６】 前記パイプ内外に流体が流れる熱交換を
行う熱交換器に適用されることを特徴とする請求項１〜
３のいずれか１項に記載のＳＵＳシース型部品。 - 【請求項７】 ＳＵＳ基体で作製された中空部を有する
パイプの表面にＡｌ及びＡｌ合金のいずれかの材料を含
むＡｌ膜を形成するステップ、前記パイプに形成された
前記Ａｌ膜上にＮｉ，Ｃｒ，Ａｌの全ての元素を含む粒
子を加熱融着して粒子膜を形成するステップ、及び前記
粒子膜で被覆した前記パイプをスエージングによって前
記粒子膜を均一にして被覆層を形成するステップ、から
構成したことを特徴とするＳＵＳシース型部品の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28919395A JPH09106892A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Ｓｕｓシース型部品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28919395A JPH09106892A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Ｓｕｓシース型部品及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09106892A true JPH09106892A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17739987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28919395A Pending JPH09106892A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Ｓｕｓシース型部品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09106892A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076044A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関における燃焼過程に用いられる始動エレメントを被覆するための方法および装置 |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP28919395A patent/JPH09106892A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076044A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関における燃焼過程に用いられる始動エレメントを被覆するための方法および装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5696348A (en) | Thermocouple structure | |
| JP3819537B2 (ja) | 電気抵抗温度センサー | |
| US5520461A (en) | Airtight thermocouple probe | |
| EP2428781B1 (en) | Temperature sensor and temperature sensor system | |
| JPH09105677A (ja) | セラミックシース型部品及びその製造方法 | |
| US11454551B2 (en) | Temperature sensor and temperature measuring device | |
| JP2009175129A (ja) | 温度センサおよびその製造方法 | |
| JP6250690B2 (ja) | 温度センサシステムおよび温度センサシステムの製造方法 | |
| US6040519A (en) | Unit sheath | |
| US7360947B2 (en) | Temperature sensor apparatus | |
| JPH09106892A (ja) | Ｓｕｓシース型部品及びその製造方法 | |
| JP4203346B2 (ja) | 温度センサの製造方法 | |
| JP3124998B2 (ja) | 管壁温度計測用熱電対装置およびその作製方法 | |
| JP3416101B2 (ja) | 二重金属管シース | |
| JP6627073B1 (ja) | シース熱電対 | |
| JPH0774790B2 (ja) | 通電加熱法に用いられるセンサ− | |
| JP3641759B2 (ja) | 熱電対と保護管が一体となった測温センサーの製造方法 | |
| JP7042087B2 (ja) | 温度センサ | |
| JP7010027B2 (ja) | 温度センサ及びその製造方法 | |
| JPH06213731A (ja) | 熱電対装置 | |
| JP2008145244A (ja) | 熱電対 | |
| JPH0989682A (ja) | 熱電対の構造 | |
| JP3003567B2 (ja) | 温度検出装置 | |
| JPH1114465A (ja) | 熱電対の構造 | |
| JP3627316B2 (ja) | 熱電対の構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041102 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |