JPS6262103A - 腐食減肉したボイラ伝熱管の補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は腐食減肉したボイラ伝熱管の補修方法に関し、
特に、燃料灰等が付着堆積した伝熱管表面を清浄にした
後に減肉部分とその周辺に耐食性合金を肉盛補修する方
法に関する。

（従来の技術） 重油燃焼ボイラの断面構造を第１図に示す。

バーナ１部から燃焼室２へ注入された重油は、ここで燃
焼し、燃焼室の周囲に配置されている蒸発管３に熱を与
え、管内部を流通しているボイラ水を蒸発させる。燃焼
領域の最高ガス温度は１５００〜１６００℃に達するが
、蒸発管への熱の供給によって１０００〜１２００℃の
ガス沢度となって、−次週熱器４、二次過熱器５、高温
再熱器６、三次過熱器７、低温過熱器８、低温再熱器９
、節炭器１０、空気予熱器（図面に示していない）を通
シながら、それぞれの器管に熱を供給し煙突から外部へ
排出される。空気予熱器出口のガス温度は通常１５０℃
前後である。このようなボイラの伝熱管には燃料灰が多
量に付着するばかりでなく、ボイラの運転時にこの燃料
灰と伝熱管が化学反応して伝熱管材料を主成分とする酸
化物スケールと共にその直下に硫化物層（主として硫化
鉄）が生成する。

伝熱管の表面部近傍の断面を観察すると第２図に示す通
りである。この燃料灰やスケールをサンドブラストによ
シ完全に除去するには長時間を要し、硫化物の除去につ
いては適当な方法が見い出されていなかった。

一方、υｆしいボイラの伝熱管表面の肉盛方法として溶
射法を採用することはあったが、ボイラ運転後腐食減肉
部の補修に溶射法を適用することは考えられていなかっ
た。発明者らはとの溶射法の適用に“りいて鋭意研究に
努めた。

溶射法は、被溶射金属面と溶射された金属層とが物理的
に付着しているためその付着力は一般に小嘔く場合によ
っては剥離脱落することがある。このため被溶射金属面
は油脂類はもとより酸化物スケールなどを除去すると共
にサンドブラストやグリッドブラストなどによって金属
面に適当な凹凸を与えた後金属を溶射して両者の密うヒ
性を向上させる方法を採用している。

ところで、ボイラ伝熱管の腐食減肉部の補修に溶射法を
採用するためには、被溶射金属面の清浄化は重要な意味
を持っておシ、中でも上記の硫化物の除去が必須となる
。この硫化物の除去が不十分な状態で溶射作業を行なう
と、溶射皮膜はμ（１雅じやすく、又残存している硫化
物はボイラの側転開始にともない１、腐食成分として作
用するため溶射皮ｌｌｚの下からＮ’！＝食反応が起り
皮膜を／／ｌ離する原因となる。

発明者らは燃料灰の化学的性質に着目し、伝熱管表面に
付着する燃料灰に水分を供給して酸化物スケールやその
下に生成している硫化物を溶解することを考えた。しか
し、これに続く溶射工程において、湿度が８０％以上の
環境では水分が金に面に結露１／　、サビを誘発して溶
射皮膜の密着性を低下させるために、水分を避けること
が常識であった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はボイラ伝熱管表面上の燃料灰、酸化スケール及
び硫化物層を完全に除去し、溶射皮膜の密着性を向上さ
せた、腐食減肉したボイラ伝熱管の補修方法を提供しよ
うとするものである。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明はボイラ伝熱管上に付着堆積した燃料灰等を除去
して腐食減肉した伝熱管表面を補修する方法において、
前記燃料灰に水分を供給して伝熱管表面に生成した酸化
物、硫化物等を溶解し、サンドブラストすることにより
燃料灰等を除去して清浄な金属面を露出させた後に耐食
性合金を減肉部およびその周辺部に溶射することを特徴
とするボイラ伝熱管の補修方法である。

（作用） ボイラを運転するときに燃焼ガスと接触した各器管の表
面にはガス中に含まれている燃料灰成分が付着するが、
ガス眞度及び管表面の温度によって同じ燃料を燃焼させ
ても付着する・燃料灰の化学成分が異なる。勿論燃料中
に含まれている硫芭、ナトリウム、バナジウムなどの燃
料灰成分となる元素含有面の異なる燃料を使用すると同
一ガス温度、同一ガス温度でも化学成分が変化する。第
１表及び第２表はバナジウム惜の異なる燃料を用いた場
合の燃料灰の化学分析結果を示す。

しかし、化学成分が畏っていても、それぞれの燃料灰の
ｐＨ＜燃料灰１１を１００　ｔ、４の水に溶解したとき
の水素イオンＩｊ？度）はすべて酸性を示している特徴
がある。特に燃焼室の伝熱管上に付着している：黙料灰
はｐＨ５，２，３，１５の強い酸性を示しておシボイラ
が停止した状態で、この燃料灰に水分を供給すれば、水
分中に燃料灰中の可溶成分が溶出し酸性を呈することが
理解できよう。

この酸性の水が（正確にｔよ硫酸酸性）伝熱管面に達す
ると醇化スケール及び硫化物層と次に示すように反応す
る。

（４６ｆｔ化物　　十酸性の水分　）（硫酸基）（硫化
水素）ＭＳ　　　　＋ＨｚＳ○４　→　ＭＳＯ４＋　　
Ｈ２Ｓ但しＭ　：　Ｆｅ、　Ｃｒなどの金属元素を示す
。

この結果、酸化スケール及び硫化物は化学的に溶解除去
されたり不完全溶解の場合でも、割れや、ふくれなどが
発生して、非常に除去され易い状態となるので、後工程
で実施するサンドブラストやグリッドブラストによって
、燃料灰と共に完全に除去できることとなる。

（実施例） 次に、実施例を説明する。燃料灰に水分を供給するため
に次の方法を採用した。

■　燃焼室内に８０〜９５％の湿度の空気を送シ込んだ
。（燃焼室に設けられている空気供給ダクトを利用し、
水をシャワーしながら送風機を運転した。） ■　伝熱管の燃料灰に水を噴霧した。

■　燃料灰表面にメチルセルローズに水を添加し、ソフ
トクリーム状態としたものを塗布した。

いずれも２４時間そのまま放置し、その後０項の送風機
のみを運転して燃料灰表面の水分を乾燥させた。（内部
の水分は残留している）その後粒径ａ５〜２−０ｍを主
成分とする砂を空気圧５〜７気圧で水分を供給した燃料
灰上に吹付けてこれを除去した。

除去後の表面状態はいずれも金、属体らしい色調をした
梨地状態を呈しており黒色の酸化スケールは完全に除去
されいることは目視観察によって十分判断できた。しか
し硫化物層の有無は判断できなかったため写真用の印画
紙に５％硫酸をつけこれをサンドブラスト面に５分間貼
布した。（一般にサルファプリントと呼ばれるもので硫
化物が存在するとその部分がセピア色となるため判別で
きる方法）その結果は第３表に示す通りである。この表
には本発明の燃料灰に水を供給しない場合のものを比較
例として併記するとともに伝熱管表面から黒色の酸化ス
ケールが除去されるまでの時間比も比較のため記載した
。

この結果から明らかなように燃料灰に水を供給しない場
合はサンドブラストによって黒色の酸化スケールを除去
したとしてもその下に生成している硫化物層は除去でき
ていないが、水分を供給した本発明の方法を適用したも
のはすべて硫化物層本除去できていた。

水分を供給しない状態でもサンドブラストを長時間続け
ると硫化物層をある程度除去することができるがそれに
要する時間は本発明のものよ９５〜６倍必要とししかも
完全な除去はできなかった。

次いで、本発明を使用して燃料灰を除去したものと従来
の方法で除去した伝熱管上に５０％Ｃｒ−５０％Ｎ１　
　合金を０．３穏厚さとなるようにプラズマを熱源とし
た溶射法によって皮膜を形成させその密着性を評価した
。評価方法としては、ボイラの伝熱管そのものを用い、
５日間ボイラを正規の状態で運転させその後の溶射膜の
付着状況をテストハンマで溶射層を軽く叩く方法を用い
た。この試験の結果、伝熱管上の硫化物層を完全に除去
した本発明の方法では全く溶射層の剥離が認められず良
好であったが従来の方法による比較例のもの（硫化層が
残っている上に溶射したもの）では小さな剥離部が点在
するような状態となり密着性に乏しいことがＷ′認でき
た。

第３表 〔発明の効果〕 本発明は上記構成を採用することにより、下記の効果を
奏する。

（１）燃料灰が付着している伝熱管の゛減肉部に耐食金
属を溶射する場合、除去すべき燃料灰の化学的性質すな
わち水を含むことによって管表面の酸化スケール及び硫
化物層を溶解したシ物理的に除去しやすい状態とした後
、サンドブラストによって、燃料灰、酸化スケール、硫
化物層を完全に除去でき、適切な溶射下地面ができるの
でこの上に処理した溶射皮膜の密着性は向上した。

（２）　　この結果通常のサンドブラストのみでは除去
できない硫化物層をも含めた溶射下地面をつくるのに短
時間で済み、作業能率が向上した。

（３）燃料灰中に水分が存在しているので、サンドブラ
ストを行っても粉じんの発生が少なく衛生面でも勝る。

【図面の簡単な説明】

第１図は重油燃焼ボイラの断面構造図、第２図は蒸発管
の外面付着物の状況を示す断面図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラ伝熱管上に付着堆積した燃料灰等を除去して腐食
   減肉した伝熱管表面を補修する方法において、前記燃料
   灰に水分を供給して伝熱管表面に生成した酸化物、硫化
   物等を溶解し、サンドブラストすることにより燃料灰等
   を除去して清浄な金属面を露出させた後に耐食性合金を
   減肉部およびその周辺部に溶射することを特徴とするボ
   イラ伝熱管の補修方法。