JPH10140320A - 過熱器細管、曲管または同等の部品の製造方法および使用方法 - Google Patents

過熱器細管、曲管または同等の部品の製造方法および使用方法

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JPH10140320A
JPH10140320A JP29815697A JP29815697A JPH10140320A JP H10140320 A JPH10140320 A JP H10140320A JP 29815697 A JP29815697 A JP 29815697A JP 29815697 A JP29815697 A JP 29815697A JP H10140320 A JPH10140320 A JP H10140320A
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tube
curved
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superheater
producing
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JP29815697A
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English (en)
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Sten Gustafsson
ステン・グスタフソン
Christopher Wasserman
クリストファー・ヴァッセルマン
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ECG Immobilier SA
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Castolin SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18After-treatment

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自己流動性を持つ硬質合金が被覆された、特
に大規模な燃焼施設用の湾曲した過熱器管、曲管、又は
これらと同等の部品の製造方法および使用方法を提供す
る。 【解決手段】 直線状のチューブ素材を熱溶射により0.
05から2.0mmの間の層厚で被覆し、続いてこの被膜を融
合(fuse)させた後、初めて最終の形状に曲げ、曲管10
を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己流動性を持つ
硬質合金が被覆された、特に大規模な燃焼施設用の湾曲
した過熱器管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造方
法に関するものである。本発明は、また、かかる過熱器
管、曲管、又はこれらと同等の機器部品の使用方法に関
するものでもある。
【0002】
【従来の技術】管、曲管、又はそれらの一部の被膜は、
大規模燃焼施設において広範囲に使用されており、自己
流動性硬質合金の熱溶射により被膜が施された後に、い
わゆる過熱器細管が加熱ボイラにおいて溶接により取付
けられるか、或いは最終的な組立て後に被膜が施され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】腐食および磨耗から守
る為に自己流動性硬質合金の被膜が外面に施されたボイ
ラ製造用の過熱器細管および他の曲がった管の製造は、
極めてコスト高につく為に、それらは腐食、又は磨耗か
ら絶対に守られねばならぬ場所にしか設置されない。こ
の為に、現在では大抵の大規模な燃焼施設において、過
熱器のチューブ及び細管、又は曲管は僅かしか被覆され
ない結果を招いている。これまで、自社内で先ず被膜を
施し、次に曲げることにより、かかる曲管の製造を試み
たが、失敗に終わった。何故ならば合金は、高い硬度と
共融構造を持つからである。従って冷間加工は、僅かな
度合いにとどまらざるを得ず、又、曲げ作業に際して被
膜層が、著しいクラッキングを生じた。
【0004】かかるチューブ部材の使用が、ボイラの製
造の際の他の部位にとっても有利となるように、発明者
は上記チューブ部材が低コストで製造されると同時にそ
の強度と安定性を高めることの出来る方法を提供するこ
とを意図した。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的は、独立請求項
の教示により果たされ、他方従属請求項は有利な実施形
態を定める。
【0006】本発明によれば、直線状のチューブ素材
は、熱溶射により0.05から2.0mmの間の層厚で被覆さ
れ、次にこの被膜を融合(fuse)させた後、初めて最終の
形状に曲げられる。この場合に熱溶射により被膜を施
し、次に融合させる為に用いられる自己流動性合金は、
ニッケル−クロム−硼素−シリコンを主成分とするか、
ニッケル−硼素−シリコンを主成分とするか、または硼
素とシリコンが添加されたコバルト−クロムを主成分と
することが望ましい。
【0007】本発明の別の構成によれば、被覆されて曲
げられるチューブ素材の好ましい周壁の肉厚は2.5から8
mm、より好ましくは3.0から6.0mmの場合に、被膜の好ま
しい厚みは0.1から1.5mm、より好ましくは0.3から1.0mm
である。被覆されて曲げられるチューブ素材の直径は、
20から100mm、好ましくは30から70mmである。熱溶射に
より硬質合金で被覆され、その後に融合を施されるチュ
ーブの曲げ半径は、50から2500mm、好ましくは60から15
00mmである。
【0008】本発明によれば、曲げ作業は融合作業の直
後に中間冷却なしに、又は中間冷却後には再加熱の後に
行われる。更に曲げ作業は、400から1000℃、好ましく
は500から900℃の温度範囲で行われる。
【0009】本発明によれば、曲げ作業の前の被覆され
たチューブの加熱は、誘導加熱、火炎加熱、又は通電に
よる加熱により行われ、好ましくはこれに融合熱を加え
て行われる。ガス火炎溶射(autogenous flame spray)、
高速火炎溶射法(HVOF)、プラズマ溶射、又はアークワ
イヤ(arc wire)溶射法は、自己流動性硬質合金を付着す
るのに適している。溶射された自己流動被膜の融合は、
火炎、または誘導コイルにより行うことが出来る。ま
た、溶射された自己流動性硬質合金を電気炉、又はガス
炉の中でチューブ上において融合させることが望ましい
ことも判った。
【0010】上記の方法で製造された過熱器管、曲管、
又はこれらと同等の部品は、特に化石燃料の燃焼装置、
又は黒液ボイラ施設に適しているが、又この外、廃棄物
焼却装置にも適している。さらに、化学工業、又は火力
発電所における使用にも適している。
【0011】
【発明の実施の形態】図1の点線で一部を示された直線
状チューブ片10aは、支持部材としての中心アンビル
16の両側の放射方向に作用する加圧ラム14により、
チューブ片10aの軸心Aからその2つの自由端12を曲
げられることによって曲管10に成形される。この場
合、アンビルキャップ20の湾曲した頂面18によって
曲率が決まる。
【0012】図2および図3に於いて、半円形曲管10
の半径は、R であらわされ、その部分円センターライン
は、Mによりあらわされる。この場合過熱器細管22で
は半径Rは、例えば60mmであり、過熱器細管22の2つ
の平行部分の間隔aは120mmであり、チューブの直径d は
約40mmである。
【0013】黒液ボイラ(図示されていない)において
は、図4の過熱器細管22aの2つの平行部24は、直
線状の中間チューブ部26により接続され、しかもその
長手方向軸Bは直線状の平行部24の長手方向軸Aに対し
て傾くことにより、2つの鋭角Wを形成する。この場合
にも、チューブ24,26は、湾曲した、又は曲がった
中間部11により接続される。
【0014】図5の過熱器細管22bは、U字形の構成で
あり、中間チューブ部26は、平行部24に直角に接続
されている。この場合、半径Rが60mmの4分の1円を描
く2つの曲管10b が接続管の役割を示す。
【0015】本発明による過熱器細管22,22a,2
2b,又は曲管10,10b,11の製造方法は下記の通
りである。破砕されたスチールショットによりクリーニ
ングされ、シリコンカーバイド、又は鋼球が微細噴射さ
れたチューブ10bは、真直な状態で熱溶射法、例えば
ガス火炎溶射、高速火炎溶射、又はプラズマ溶射により
自己流動性硬質合金が被覆され、続いて付着層30は、
ガスフレームを用いて炉の中で、又は誘導加熱により融
合する。この融合により、被膜とチューブ素材との密着
度が高められる。
【0016】この時、0.05から2.0mm、好ましくは0.1か
ら1.5mm、又は0.3から1.0mmの層厚を持つ融合状態にあ
る自己流動性の硬質合金の被膜は、チューブと共に400
から1000℃、好ましくは500から900℃の温度範囲に維持
されて曲げられる。チューブの外径dは、20から100mm、
好ましくは30から70mmの範囲であり、周壁の肉厚e は2.
5から8.0mm、好ましくは3.0から6.0mmの範囲である。
【0017】保温又は加熱の為に、加熱ゾーンは低温、
つまり加熱ゾーンの外側に在るチューブ10に曲げ応力
の生じることのないサイズでなければならない。融合熱
は、曲げ作業用の予備熱(heat potential)として用いる
ことが出来る。多くの場合、チューブ10は、被覆作業
後に冷却され、その後曲げ作業の為に再び加熱されるこ
とが望ましい。
【0018】曲げ半径Rは、50から2000mm、好ましくは6
0から1500mmの間が好ましいことが判った。曲げ半径Rが
200mm以下の場合には、適切な温度を精密に保つことに
特に留意が必要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】曲げ装置の中のチューブの側面図である。
【図2】過熱器細管の側面形状を示す側面図である。
【図3】図2の一部の拡大側面線図である。
【図4】過熱器細管の側面形状を示す側面図である。
【図5】過熱器細管の側面形状を示す側面図である。
【図6】図5の一部の拡大側面線図である。
【符号の説明】
10,10b,11…曲管、22,22a,22b…過
熱器細管、30…付着層、e…チューブ素材の周壁の肉
厚、d…チューブ素材の直径、R…チューブの曲げ半
径。

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自己流動性硬質合金で被覆された湾曲し
    た過熱器管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造方法
    において、 直線状のチューブ素材が熱溶射により0.05から2.0mmの
    層厚に被覆され、続いてこの被膜を融合させた後に初め
    て最終の形状に曲げられることを特徴とする湾曲した過
    熱器管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記熱溶射による被
    覆が、ニッケル−クロム−硼素−シリコンを主成分とす
    る自己流動性合金を用いて行われ、続いて融合されるこ
    とを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれらと
    同等の部品の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記熱溶射による被
    覆が、ニッケル−硼素−シリコンを主成分とする自己流
    動性合金を用いて行われ、続いて融合されることを特徴
    とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれらと同等の部
    品の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記熱溶射による被
    覆が、硼素とシリコンが添加されたコバルト−クロムを
    主成分とする自己流動性合金を用いて行われ、続いて融
    合されることを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又
    はこれらと同等の部品の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1から4の何れかにおいて、前記
    被膜が0.1から1.5mm、好ましくは0.3から1.0mmに積層さ
    れることを以て特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又
    はこれらと同等の部品の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1から5の何れかにおいて、被覆
    されて曲げられるチューブ素材の周壁の肉厚が2.5から8
    mm、好ましくは3.0から6.0mmであることを特徴とする湾
    曲した過熱器管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造
    方法。
  7. 【請求項7】 請求項1から6の何れかにおいて、被覆
    されて曲げられるチューブ素材の直径が20から100mm、
    好ましくは30から70mmであることを特徴とする湾曲した
    過熱器管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項1から7の何れかにおいて、熱溶
    射により硬質合金が被覆され、その後に融合が行われる
    チューブの曲げ半径が、50から2500mm、好ましくは60か
    ら1500mmの範囲内に設定されることを特徴とする湾曲し
    た過熱器管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造方
    法。
  9. 【請求項9】 請求項1から8の何れかにおいて、曲げ
    作業が融合作業の後に中間冷却なしに直ちに行われるこ
    とを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれらと
    同等の部品の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項1から8の何れにおいて、曲げ
    作業が中間冷却作業および再加熱の後に行われることを
    特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれらと同等
    の部品の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項1,9および10の何れかにお
    いて、曲げ作業が400から1000℃、好ましくは500から90
    0℃の温度範囲で行われることを特徴とする湾曲した過
    熱器管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項1から11の何れかにおいて、
    被覆されたチューブが曲げ作業の前に誘導加熱されるこ
    とを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれらと
    同等の部品の製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項1から11の何れかにおいて、
    被覆されたチューブが曲げ作業の前に火炎加熱されるこ
    とを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれらと
    同等の部品の製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項1から11の何れかにおいて、
    被覆されたチューブが曲げ作業の前に通電による加熱に
    より加熱されることを特徴とする湾曲した過熱器管、曲
    管、又はこれらと同等の部品の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項1から14の何れかにおいて、
    曲げ作業が融合熱を用いて行われることを特徴とする湾
    曲した過熱器管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造
    方法。
  16. 【請求項16】 請求項1から15の何れかにおいて、
    自己流動性硬質合金がガス火炎溶射により付着されるこ
    とを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれらと
    同等の部品の製造方法。
  17. 【請求項17】 請求項1から15の何れかにおいて、
    自己流動性硬質合金が高速火炎溶射法(HVOF)により付
    着されることを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又
    はこれらと同等の部品の製造方法。
  18. 【請求項18】 請求項1から15の何れかにおいて、
    自己流動性硬質合金がプラズマ溶射により付着されるこ
    とを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれらと
    同等の部品の製造方法。
  19. 【請求項19】 請求項1から15の何れかにおいて、
    自己流動性硬質合金がアークワイヤ溶射法により付着さ
    れることを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこ
    れらと同等の部品の製造方法。
  20. 【請求項20】 請求項1から19の何れかにおいて、
    溶射された自己流動性硬質合金被膜が火炎により融合す
    ることを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又はこれ
    らと同等の部品の製造方法。
  21. 【請求項21】 請求項1から19の何れかにおいて、
    溶射された自己流動性硬質合金被膜が誘導コイルにより
    融合することを特徴とする湾曲した過熱器管、曲管、又
    はこれらと同等の部品の製造方法。
  22. 【請求項22】 請求項1から19の何れかにおいて、
    溶射された自己流動性硬質合金被膜が電気炉、又はガス
    燃焼炉の中で融合することを特徴とする湾曲した過熱器
    管、曲管、又はこれらと同等の部品の製造方法。
  23. 【請求項23】 請求項1から22の何れかに記載の方
    法により製造された過熱器管、曲管、又はこれらと同等
    の部品を、化石燃料の燃焼装置、又は黒液ボイラ施設に
    使用する使用方法。
  24. 【請求項24】 請求項1から22の何れかに記載の方
    法により製造された過熱器管、曲管、又はこれらと同等
    の部品を、廃棄物燃焼炉、化学工業、又は火力発電所に
    使用する使用方法。
JP29815697A 1996-11-08 1997-10-30 過熱器細管、曲管または同等の部品の製造方法および使用方法 Pending JPH10140320A (ja)

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