JPH09195029A - 耐硫酸露点腐食性構造部材 - Google Patents
耐硫酸露点腐食性構造部材Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
- F16L58/02—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
- F16L58/04—Coatings characterised by the materials used
- F16L58/08—Coatings characterised by the materials used by metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い耐硫酸露点腐食性を有し、硫酸露点腐食
の生じやすい環境においても長時間の使用が可能で、し
かも安価かつ容易に作製できる耐硫酸露点腐食性に優れ
た伝熱管などの構造部材を提供すること。 【解決手段】 重量％でＣｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３
〜１０％、Ｓｉ：８〜１０％、Ｃｕ：０．５〜３％を含
み、残部がＮｉと不可避的不純物とからなる溶射材料を
使用し、溶射法により表面に耐硫酸露点腐食性の溶射皮
膜を形成させてなることを特徴とする耐硫酸露点腐食性
構造部材。
の生じやすい環境においても長時間の使用が可能で、し
かも安価かつ容易に作製できる耐硫酸露点腐食性に優れ
た伝熱管などの構造部材を提供すること。 【解決手段】 重量％でＣｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３
〜１０％、Ｓｉ：８〜１０％、Ｃｕ：０．５〜３％を含
み、残部がＮｉと不可避的不純物とからなる溶射材料を
使用し、溶射法により表面に耐硫酸露点腐食性の溶射皮
膜を形成させてなることを特徴とする耐硫酸露点腐食性
構造部材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫酸が付着して腐
食するおそれのある環境下で使用するのに好適な耐硫酸
露点腐食性に優れた伝熱管などの構造部材に関する。
食するおそれのある環境下で使用するのに好適な耐硫酸
露点腐食性に優れた伝熱管などの構造部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボイラの燃料である重油や石炭中には約
３０％以下のＮａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｐ2Ｏ5 、ＳＯ3 、Ｍ
ｇＯ、ＴｉＯ2 、ＣａＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2などの無機物質が存在し、これらは燃焼によって
分解、蒸発する。その際、排ガスとしてＳＯ2 などのＳ
Ｏｘ、ＣＯ2 、ＣＯ、Ｏ、Ｈ2 Ｏ、ＮＯｘ等が発生し、
このうちＳＯ2 とＨ2 Ｏは１００℃前後の低温において
反応し硫酸を生成し、ボイラを構成する伝熱管などに付
着する。この硫酸は濃度が最大４０〜５０％に達し腐食
性が非常に激しいために、炭素鋼あるいはオーステナイ
ト系ステンレス鋼からなる伝熱管を腐食する。そのた
め、定期的に設備の保全を行い、腐食や減肉の激しい伝
熱管を取り替えるようにしており、多大な時間と経費を
必要としている。
３０％以下のＮａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｐ2Ｏ5 、ＳＯ3 、Ｍ
ｇＯ、ＴｉＯ2 、ＣａＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2などの無機物質が存在し、これらは燃焼によって
分解、蒸発する。その際、排ガスとしてＳＯ2 などのＳ
Ｏｘ、ＣＯ2 、ＣＯ、Ｏ、Ｈ2 Ｏ、ＮＯｘ等が発生し、
このうちＳＯ2 とＨ2 Ｏは１００℃前後の低温において
反応し硫酸を生成し、ボイラを構成する伝熱管などに付
着する。この硫酸は濃度が最大４０〜５０％に達し腐食
性が非常に激しいために、炭素鋼あるいはオーステナイ
ト系ステンレス鋼からなる伝熱管を腐食する。そのた
め、定期的に設備の保全を行い、腐食や減肉の激しい伝
熱管を取り替えるようにしており、多大な時間と経費を
必要としている。
【０００３】このような硫酸露点腐食を生じる環境下で
使用する伝熱管などの構造部材の硫酸露点腐食を防止す
るため、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 等を溶媒中に混合さ
せ、これを目的物に塗布し、その後７００〜８００℃に
加熱して焼結させる無機系のライニングや１７％Ｃｒ−
１７％Ｎｉ−６％Ｓｉ−Ｆｅ（Ｂａｌ．）等の組成の高
Ｓｉ系の材料が使用あるいは検討されている。しかしな
がら、無機系のライニングは２０００時間を超える長時
間の使用に際しての耐久性がなく、また、高Ｓｉ系の材
料は優れた耐食性を有するものの高価なため、大面積を
有するボイラの伝熱管などでは材料コストが非常に高く
なり実用的でない。
使用する伝熱管などの構造部材の硫酸露点腐食を防止す
るため、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 等を溶媒中に混合さ
せ、これを目的物に塗布し、その後７００〜８００℃に
加熱して焼結させる無機系のライニングや１７％Ｃｒ−
１７％Ｎｉ−６％Ｓｉ−Ｆｅ（Ｂａｌ．）等の組成の高
Ｓｉ系の材料が使用あるいは検討されている。しかしな
がら、無機系のライニングは２０００時間を超える長時
間の使用に際しての耐久性がなく、また、高Ｓｉ系の材
料は優れた耐食性を有するものの高価なため、大面積を
有するボイラの伝熱管などでは材料コストが非常に高く
なり実用的でない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来技術
における問題点を解決し、高い耐硫酸露点腐食性を有
し、硫酸露点腐食の生じやすい環境においても長時間の
使用が可能で、しかも安価かつ容易に作製できる耐硫酸
露点腐食性に優れた伝熱管などの構造部材を提供しよう
とするものである。
における問題点を解決し、高い耐硫酸露点腐食性を有
し、硫酸露点腐食の生じやすい環境においても長時間の
使用が可能で、しかも安価かつ容易に作製できる耐硫酸
露点腐食性に優れた伝熱管などの構造部材を提供しよう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量％でＣ
ｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３〜１０％、Ｓｉ：８〜１０
％、Ｃｕ：０．５〜３％を含み、残部がＮｉと不可避的
不純物とからなる溶射材料を使用し、溶射法により表面
に耐硫酸露点腐食性の溶射皮膜を形成させてなることを
特徴とする耐硫酸露点腐食性構造部材である。
ｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３〜１０％、Ｓｉ：８〜１０
％、Ｃｕ：０．５〜３％を含み、残部がＮｉと不可避的
不純物とからなる溶射材料を使用し、溶射法により表面
に耐硫酸露点腐食性の溶射皮膜を形成させてなることを
特徴とする耐硫酸露点腐食性構造部材である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の耐硫酸露点腐食性構造部
材は、重量％でＣｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３〜１０
％、Ｓｉ：８〜１０％、Ｃｕ：０．５〜３％を含み、残
部がＮｉと不可避的不純物とからなる溶射材料を使用
し、溶射法により、構造部材の材料として通常使用され
ている炭素鋼などからなる伝熱管などの構造部材の表面
に溶射皮膜を形成させたものである。前記の溶射材料を
使用して溶射法により形成させた皮膜は強度が高く優れ
た耐久性を有し、硫酸に対する耐食性が優れており、こ
のような皮膜を形成させることによって伝熱管などの構
造部材の耐食性が著しく向上する。溶射皮膜の厚さが
０．２ｍｍ未満では皮膜厚さに不均一な部分が生じ、耐
食性付与効果が小さく、また、１ｍｍを超えると剥離や
割れが生じることがあるので、溶射皮膜の厚みは０．２
〜１ｍｍの範囲とするのが好ましい。
材は、重量％でＣｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３〜１０
％、Ｓｉ：８〜１０％、Ｃｕ：０．５〜３％を含み、残
部がＮｉと不可避的不純物とからなる溶射材料を使用
し、溶射法により、構造部材の材料として通常使用され
ている炭素鋼などからなる伝熱管などの構造部材の表面
に溶射皮膜を形成させたものである。前記の溶射材料を
使用して溶射法により形成させた皮膜は強度が高く優れ
た耐久性を有し、硫酸に対する耐食性が優れており、こ
のような皮膜を形成させることによって伝熱管などの構
造部材の耐食性が著しく向上する。溶射皮膜の厚さが
０．２ｍｍ未満では皮膜厚さに不均一な部分が生じ、耐
食性付与効果が小さく、また、１ｍｍを超えると剥離や
割れが生じることがあるので、溶射皮膜の厚みは０．２
〜１ｍｍの範囲とするのが好ましい。
【０００７】皮膜形成方法として溶射法を採用すること
により、基材表面に前記組成の皮膜を容易に形成させる
ことができる。また、溶射法は構造部材の製作工場だけ
ではなく、使用現場においても施行が可能という利点が
あり、使用中の部材の一部が硫酸露点腐食により減肉し
ている部分の補修などを容易に行うこともできる。さら
に、エナメルコーティングのように基材を高温にさらす
ことがないので、基材の変形あるいは材料劣化等を生じ
るおそれがない。
により、基材表面に前記組成の皮膜を容易に形成させる
ことができる。また、溶射法は構造部材の製作工場だけ
ではなく、使用現場においても施行が可能という利点が
あり、使用中の部材の一部が硫酸露点腐食により減肉し
ている部分の補修などを容易に行うこともできる。さら
に、エナメルコーティングのように基材を高温にさらす
ことがないので、基材の変形あるいは材料劣化等を生じ
るおそれがない。
【０００８】本発明において溶射材料の成分範囲を前記
のように定めた理由は次のとおりである。Ｃｒは酸化被
膜を構成するのに重要な元素であるが、効果を発揮させ
るためには最低１５重量％の添加が必要である。しかし
３０重量％を超えるとδ相などを形成して脆くなるので
３０重量％を上限とした。
のように定めた理由は次のとおりである。Ｃｒは酸化被
膜を構成するのに重要な元素であるが、効果を発揮させ
るためには最低１５重量％の添加が必要である。しかし
３０重量％を超えるとδ相などを形成して脆くなるので
３０重量％を上限とした。
【０００９】Ｍｏは塩化物に対する応力腐食割れ、孔食
を防止するのに重要な元素であり、その効果を発揮させ
るためには３重量％以上の添加が必要である。しかし１
０重量％を超えて含有されると材料が脆くなるのでその
上限を１０重量％とした。
を防止するのに重要な元素であり、その効果を発揮させ
るためには３重量％以上の添加が必要である。しかし１
０重量％を超えて含有されると材料が脆くなるのでその
上限を１０重量％とした。
【００１０】Ｓｉは酸化被膜を構成するのに重要な元素
であり、また、融点を低下させ膜を密にするには８〜１
０重量％の範囲とするのが好ましい。
であり、また、融点を低下させ膜を密にするには８〜１
０重量％の範囲とするのが好ましい。
【００１１】Ｃｕは硫酸腐食の防止に効果のある元素で
あるが、０．５重量％未満では効果が小さく、含有量が
多すぎると金属間化合物を形成し、脆くなるのでその上
限を３重量％とした。
あるが、０．５重量％未満では効果が小さく、含有量が
多すぎると金属間化合物を形成し、脆くなるのでその上
限を３重量％とした。
【００１２】Ｎｉは組織的に安定なオーステナイトを形
成するのに重要な元素である。オーステナイトの形成に
より組織が安定し、腐食が軽減される効果がある。
成するのに重要な元素である。オーステナイトの形成に
より組織が安定し、腐食が軽減される効果がある。
【００１３】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。 （実施例１）溶射材料として表２に示す１６種類の材料
をアトマイズ法により作製した。次にこれらの粉末を用
いて直径５０．６ｍｍ、厚さ６ｍｍの炭素鋼管の表面に
プラズマ溶射し、厚さ０．２５ｍｍの溶射皮膜を形成さ
せた。溶射条件は表１に示すとおりである。得られた試
料について溶射後の断面からの硬さの測定（炭素鋼管の
表面に溶射した後、これを切断してその断面で硬さを測
定）と硫酸環境中での耐食性の試験を行った。耐食性の
試験は５０℃に加熱した５０％硫酸中に浸漬し、腐食量
を測定することによって行った。これらの試験結果を表
２にまとめて示す。
明する。 （実施例１）溶射材料として表２に示す１６種類の材料
をアトマイズ法により作製した。次にこれらの粉末を用
いて直径５０．６ｍｍ、厚さ６ｍｍの炭素鋼管の表面に
プラズマ溶射し、厚さ０．２５ｍｍの溶射皮膜を形成さ
せた。溶射条件は表１に示すとおりである。得られた試
料について溶射後の断面からの硬さの測定（炭素鋼管の
表面に溶射した後、これを切断してその断面で硬さを測
定）と硫酸環境中での耐食性の試験を行った。耐食性の
試験は５０℃に加熱した５０％硫酸中に浸漬し、腐食量
を測定することによって行った。これらの試験結果を表
２にまとめて示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】表２の測定結果から次のことがわかる。す
なわち、試料１〜１５の硬さは、最大２６５Ｈｖである
が、Ｃｒ含有量の多い試料１６、Ｍｏの多い試料１７、
Ｃｕの多い試料１８及びＳｉの多い試料１９、２０は、
これらの成分の含有量が本発明の範囲内で、他の成分の
含有量が同じである試料に比較すると高硬度を示してお
り、割れが発生する可能性が高いことを示唆している。
なわち、試料１〜１５の硬さは、最大２６５Ｈｖである
が、Ｃｒ含有量の多い試料１６、Ｍｏの多い試料１７、
Ｃｕの多い試料１８及びＳｉの多い試料１９、２０は、
これらの成分の含有量が本発明の範囲内で、他の成分の
含有量が同じである試料に比較すると高硬度を示してお
り、割れが発生する可能性が高いことを示唆している。
【００１７】耐食性については、Ｃｒ含有量の少ない試
料１、２、Ｍｏ含有量の少ない試料４、１１、Ｃｕ含有
量の少ない試料５、１２及びＳｉ含有量の少ない試料
８、９は腐食量が４．２〜３０．６ｇ／ｍ2 ・ｈと大き
い値を示している。これに対して各成分の含有量が本発
明の範囲内にある試料３、６、７、１０及び１３〜１５
は０．２〜０．５ｇ／ｍ2 ・ｈの範囲内にあり、良好な
耐食性を示している。
料１、２、Ｍｏ含有量の少ない試料４、１１、Ｃｕ含有
量の少ない試料５、１２及びＳｉ含有量の少ない試料
８、９は腐食量が４．２〜３０．６ｇ／ｍ2 ・ｈと大き
い値を示している。これに対して各成分の含有量が本発
明の範囲内にある試料３、６、７、１０及び１３〜１５
は０．２〜０．５ｇ／ｍ2 ・ｈの範囲内にあり、良好な
耐食性を示している。
【００１８】（実施例２）実施例１における試料番号３
及び１５の組成の溶射材料を使用し、実施例１と同様の
方法により炭素鋼管の表面に厚さの異なる皮膜を形成さ
せ、得られた皮膜について剥離や割れの有無を観察し
た。結果は表３に示すとおりであり、皮膜厚さ１ｍｍ以
下では剥離や割れは見られないが、１．２ｍｍの場合は
割れが認められた。
及び１５の組成の溶射材料を使用し、実施例１と同様の
方法により炭素鋼管の表面に厚さの異なる皮膜を形成さ
せ、得られた皮膜について剥離や割れの有無を観察し
た。結果は表３に示すとおりであり、皮膜厚さ１ｍｍ以
下では剥離や割れは見られないが、１．２ｍｍの場合は
割れが認められた。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】本発明の、重量％でＣｒ：１５〜３０
％、Ｍｏ：３〜１０％、Ｓｉ：８〜１０％、Ｃｕ：０．
５〜３％を含み、残部がＮｉと不可避的不純物とからな
る溶射材料を使用して表面に溶射皮膜を形成させた構造
部材は、組織安定性が良好で優れた耐硫酸露点腐食性を
有しており、硫酸腐食性の高い環境で使用されるボイラ
の伝熱管などの構造部材として有用なものである。
％、Ｍｏ：３〜１０％、Ｓｉ：８〜１０％、Ｃｕ：０．
５〜３％を含み、残部がＮｉと不可避的不純物とからな
る溶射材料を使用して表面に溶射皮膜を形成させた構造
部材は、組織安定性が良好で優れた耐硫酸露点腐食性を
有しており、硫酸腐食性の高い環境で使用されるボイラ
の伝熱管などの構造部材として有用なものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％でＣｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３
〜１０％、Ｓｉ：８〜１０％、Ｃｕ：０．５〜３％を含
み、残部がＮｉと不可避的不純物とからなる溶射材料を
使用し、溶射法により表面に耐硫酸露点腐食性の溶射皮
膜を形成させてなることを特徴とする耐硫酸露点腐食性
構造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP300596A JPH09195029A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 耐硫酸露点腐食性構造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP300596A JPH09195029A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 耐硫酸露点腐食性構造部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09195029A true JPH09195029A (ja) | 1997-07-29 |
Family
ID=11545247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP300596A Withdrawn JPH09195029A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 耐硫酸露点腐食性構造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09195029A (ja) |
-
1996
- 1996-01-11 JP JP300596A patent/JPH09195029A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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