JPS6380918A - 管内面のライニング方法 - Google Patents
管内面のライニング方法Info
- Publication number
- JPS6380918A JPS6380918A JP22689486A JP22689486A JPS6380918A JP S6380918 A JPS6380918 A JP S6380918A JP 22689486 A JP22689486 A JP 22689486A JP 22689486 A JP22689486 A JP 22689486A JP S6380918 A JPS6380918 A JP S6380918A
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- Japan
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- layer
- lining
- tube
- core metal
- pipe
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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。
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、管の内面にライニング層を形成する方法に関
する。
する。
管の用途、使用条件等により、管の内面には、耐食性、
耐摩耗性等を付与するためのライニング層が形成される
。
耐摩耗性等を付与するためのライニング層が形成される
。
管内面のライニング方法としては、ＴＩＧ溶接等により
ライニング材のビードを管内面に形成する溶接肉盛法、
ライニング材を溶射し、その溶滴を管内面に付着堆積さ
せる溶射法、または管を回転させながら、管内にライニ
ング材の溶融物を注入し、遠心力により管内面をその溶
融物で被覆して凝固させる遠心力鋳造法等が知られてい
る。
ライニング材のビードを管内面に形成する溶接肉盛法、
ライニング材を溶射し、その溶滴を管内面に付着堆積さ
せる溶射法、または管を回転させながら、管内にライニ
ング材の溶融物を注入し、遠心力により管内面をその溶
融物で被覆して凝固させる遠心力鋳造法等が知られてい
る。
溶接肉盛法による場合は、溶接トーチ等の操作の都合上
、また溶射法では溶射ガンの操作の必要上、更に遠心力
鋳造法では、溶融物を鋳込むための鋳込みホッパを管内
に装入する都合上、いずれの方法も、適用対象は大径管
に限定され、小径管の内面にライニング層を形成するこ
とができない。
、また溶射法では溶射ガンの操作の必要上、更に遠心力
鋳造法では、溶融物を鋳込むための鋳込みホッパを管内
に装入する都合上、いずれの方法も、適用対象は大径管
に限定され、小径管の内面にライニング層を形成するこ
とができない。
しかも、溶接肉盛法による場合、層厚の薄いライニング
層を形成しようとすると、ライニング層（ビード）と母
材（管）とが融合・希釈化するので、所定の性質を有す
るライニング層を形成することができない。溶射法では
そのような欠点はない反面、形成されるライニング層が
ポーラスで、管内面との密着力も弱く、剥離し易い欠点
がある。
層を形成しようとすると、ライニング層（ビード）と母
材（管）とが融合・希釈化するので、所定の性質を有す
るライニング層を形成することができない。溶射法では
そのような欠点はない反面、形成されるライニング層が
ポーラスで、管内面との密着力も弱く、剥離し易い欠点
がある。
また、遠心力鋳造法では、層厚の薄いライニング層を形
成する場合、鋳込み量が少ないので、管内に鋳込まれた
溶融物が急速に降温・粘稠化してしまう結果、管内面の
全周全長にわたって均一なライニング層を形成すること
ができない。
成する場合、鋳込み量が少ないので、管内に鋳込まれた
溶融物が急速に降温・粘稠化してしまう結果、管内面の
全周全長にわたって均一なライニング層を形成すること
ができない。
本発明は、上記実情に鑑み、管径の大小に拘らず、特に
小口径長尺管の内面にも、緻密で、管内面との強固な密
着強度を有し、かつ厚薄任意の層厚を有するライニング
層を形成することのできるライニング方法を提供しよう
とするものである。
小口径長尺管の内面にも、緻密で、管内面との強固な密
着強度を有し、かつ厚薄任意の層厚を有するライニング
層を形成することのできるライニング方法を提供しよう
とするものである。
本発明の管内面のライニング方法は、
管の内面形状に相応する外形状に加工された芯金の表面
に、管のライニング層となるライニング材からなる溶射
層を形成し、これを外層材である管の内部に嵌装したの
ち、管の周囲に配置された高周波加熱コイルを管軸方向
に移動させながら、前記溶射層を管の一端側から他端側
に向かって順次溶解し、凝固したのち芯金を除去するこ
とを特徴としている。
に、管のライニング層となるライニング材からなる溶射
層を形成し、これを外層材である管の内部に嵌装したの
ち、管の周囲に配置された高周波加熱コイルを管軸方向
に移動させながら、前記溶射層を管の一端側から他端側
に向かって順次溶解し、凝固したのち芯金を除去するこ
とを特徴としている。
本発明方法によれば、まず目的とする管の内面形状に相
応する外形状に加工された芯金を準備し、その表面に、
管内面のライニング層となるべきライニング材を溶射し
て、第１図に示すように、芯金（４）の表面を被覆する
溶射層（２′）を所要の層厚に形成する。
応する外形状に加工された芯金を準備し、その表面に、
管内面のライニング層となるべきライニング材を溶射し
て、第１図に示すように、芯金（４）の表面を被覆する
溶射層（２′）を所要の層厚に形成する。
ライニング材は、ライニング層として要求される材料特
性（例えば、耐食性、耐摩耗性等）に応じて、純ニッケ
ル、純モリブデン、Ｃｏ系合金（例えば、Ｍｏ：２４〜
３５％、Ｃｒ：４〜２０％、Ｓｉ；５％以下、残部Ｃｏ
）、Ｎｉ系自溶性合金（例えば、Ｃｒ：４〜２０％、Ｂ
：１〜４％、Ｓｉ：５％以下、残部Ｎｉ）等の金属、ま
たはアルミナ、ジルコニア、炭化クロム、窒化珪素等の
セラミックと金属の混合物等が使用される。他方、芯金
（４）は最終的には除去されるものであるから、機械加
工が容易で安価な材料を使用すればよい。
性（例えば、耐食性、耐摩耗性等）に応じて、純ニッケ
ル、純モリブデン、Ｃｏ系合金（例えば、Ｍｏ：２４〜
３５％、Ｃｒ：４〜２０％、Ｓｉ；５％以下、残部Ｃｏ
）、Ｎｉ系自溶性合金（例えば、Ｃｒ：４〜２０％、Ｂ
：１〜４％、Ｓｉ：５％以下、残部Ｎｉ）等の金属、ま
たはアルミナ、ジルコニア、炭化クロム、窒化珪素等の
セラミックと金属の混合物等が使用される。他方、芯金
（４）は最終的には除去されるものであるから、機械加
工が容易で安価な材料を使用すればよい。
ライニング材は、所望により、異種の材料、例えば耐食
性材料と耐摩耗性材料とを併用し、第１図に示すように
、ａ領域に耐食性材料を、ｂ領域に耐摩耗性材料をそれ
ぞれ溶射することもできる。
性材料と耐摩耗性材料とを併用し、第１図に示すように
、ａ領域に耐食性材料を、ｂ領域に耐摩耗性材料をそれ
ぞれ溶射することもできる。
また、目的とする管が高温ないしは熱衝撃をうける用途
に使用されるものである場合には、必要に応じて、その
ライニング材として、熱膨張係数の異なる２種以上の材
料を用い、これを熱膨張係数の順に溶射し、芯金（４）
の表面に複数層の溶射層を形成することにより、熱膨張
係数の勾配を有するライニング層を形成することができ
る。例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（インバー）を用いる場合
、その熱膨張係数（α）は、Ｎｉ含有量：２５〜３６ａ
ｔ％の範囲において、ｌＸｌ０−６から１６ Ｘ １
０−６／ ’Ｃと広範囲に恒って変化するので、Ｎｉ含
有量の異なるＦｅ−Ｎｉ合金を併用することにより、任
意の熱膨張係数の勾配を有するライニング層を形成する
ことができる。また、金属とセラミックとの混合物をラ
イニング材として使用する場合にも、セラミックの配合
割合によって熱膨張係数を変えることができるので、こ
の場合にも、セラミック配合量の調整により、熱膨張係
数の勾配をもたせたライニング層を形成することができ
る。
に使用されるものである場合には、必要に応じて、その
ライニング材として、熱膨張係数の異なる２種以上の材
料を用い、これを熱膨張係数の順に溶射し、芯金（４）
の表面に複数層の溶射層を形成することにより、熱膨張
係数の勾配を有するライニング層を形成することができ
る。例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（インバー）を用いる場合
、その熱膨張係数（α）は、Ｎｉ含有量：２５〜３６ａ
ｔ％の範囲において、ｌＸｌ０−６から１６ Ｘ １
０−６／ ’Ｃと広範囲に恒って変化するので、Ｎｉ含
有量の異なるＦｅ−Ｎｉ合金を併用することにより、任
意の熱膨張係数の勾配を有するライニング層を形成する
ことができる。また、金属とセラミックとの混合物をラ
イニング材として使用する場合にも、セラミックの配合
割合によって熱膨張係数を変えることができるので、こ
の場合にも、セラミック配合量の調整により、熱膨張係
数の勾配をもたせたライニング層を形成することができ
る。
更に、芯金を外層材である管の内部に嵌装した後に行わ
れる溶射層の加熱溶融工程において、ライニング層とな
る溶射層（２′）と芯金（４）との界面とが溶着し、ま
たは芯金成分の拡散により溶射層（２′）が汚染される
ような場合には、これを防止するために、第２図に示す
ように、芯金（４）に、まず下地層（３）として、アル
ミナ等のセラミックの溶射層を設け、その上にライニン
グ材の溶射層（２′）を積層形成するとよい。その下地
層（３） は、芯金（４）を除去する際に、芯金と共に
除去される。
れる溶射層の加熱溶融工程において、ライニング層とな
る溶射層（２′）と芯金（４）との界面とが溶着し、ま
たは芯金成分の拡散により溶射層（２′）が汚染される
ような場合には、これを防止するために、第２図に示す
ように、芯金（４）に、まず下地層（３）として、アル
ミナ等のセラミックの溶射層を設け、その上にライニン
グ材の溶射層（２′）を積層形成するとよい。その下地
層（３） は、芯金（４）を除去する際に、芯金と共に
除去される。
なお、その場合、溶射したままの下地層（３）の上にラ
イニング材を溶射したのでは、下地層（３）の表面の凹
凸がライニング層の内面に転写されるので、下地層（３
）の表面を所要の粗度に研磨したうえ、ライニング材を
溶射するようにするとよい。
イニング材を溶射したのでは、下地層（３）の表面の凹
凸がライニング層の内面に転写されるので、下地層（３
）の表面を所要の粗度に研磨したうえ、ライニング材を
溶射するようにするとよい。
こうすれば、芯金と共に下地層を抜き取ることが容易に
なり、また抜き取り後のライニング層表面の研磨加工を
省略することもできる。
なり、また抜き取り後のライニング層表面の研磨加工を
省略することもできる。
叙上のように、芯金（４）表面にライニング材を溶射し
た後、第３図に示すように、外層材である管（１）の内
部に嵌装し、底部に底板（５）を取付けたうえ、その周
囲に高周波加熱コイル（７）を配設する。溶射層（２′
）や外層材（１）が酸化し易い材質である場合には、外
層材（１）と芯金（４）との間に不活性ガスを充填し、
または真空脱気したうえ、開口端部を蓋材（６）で封止
しておく。
た後、第３図に示すように、外層材である管（１）の内
部に嵌装し、底部に底板（５）を取付けたうえ、その周
囲に高周波加熱コイル（７）を配設する。溶射層（２′
）や外層材（１）が酸化し易い材質である場合には、外
層材（１）と芯金（４）との間に不活性ガスを充填し、
または真空脱気したうえ、開口端部を蓋材（６）で封止
しておく。
こうして、高周波加熱コイル（７）を外層材（１）の底
部から頂部にかけて適当な速度で管軸方向に移動させな
がら、溶射層（２′）を溶解していく。必要に応じ、高
周波加熱コイル（７）を管軸に沿って適当回数往復移動
させる。この加熱溶融工程において、図示のように、回
転台（８）を適当な回転速度で回転させることは、溶射
層（２′）の周方向の加熱溶融温度を均一化することが
できる点で好ましいことである。
部から頂部にかけて適当な速度で管軸方向に移動させな
がら、溶射層（２′）を溶解していく。必要に応じ、高
周波加熱コイル（７）を管軸に沿って適当回数往復移動
させる。この加熱溶融工程において、図示のように、回
転台（８）を適当な回転速度で回転させることは、溶射
層（２′）の周方向の加熱溶融温度を均一化することが
できる点で好ましいことである。
溶射層（２′）を全周全長に恒って十分に溶融させ、つ
いで凝固させた後、芯金（４）を除去する。芯金（４）
の除去は機械加工により行うことができるが、セラミッ
クの下地層（３）を設けている場合には、引き抜きによ
り下地層と共に除去することもできる。芯金（４）を除
去したのち、必要に応じ、外層材（１）およびライニン
グ層（２）の表面を機械加工することにより、第４図に
示すように、外層材（１）の内面がライニング層（２）
で被覆された管が得られる。
いで凝固させた後、芯金（４）を除去する。芯金（４）
の除去は機械加工により行うことができるが、セラミッ
クの下地層（３）を設けている場合には、引き抜きによ
り下地層と共に除去することもできる。芯金（４）を除
去したのち、必要に応じ、外層材（１）およびライニン
グ層（２）の表面を機械加工することにより、第４図に
示すように、外層材（１）の内面がライニング層（２）
で被覆された管が得られる。
本発明は、管内面に直接ライニング層を形成するのでな
（、芯金（４）表面にライニング材を溶射し、これに管
を嵌め込み、溶射層（２′）を加熱溶融し凝固させるこ
とにより管内面に接合させることとしているので、大径
管はむろんのこと、小径管の内面にも容易にライニング
層を形成することができる。そのライニング材の溶射層
は高周波加熱コイルによりゾーンメルティング方式で加
熱されるので、十分に緻密化し、管内面に対し強固に接
合される。むろん、そのライニング層の厚さは、溶射層
（２′）の層厚により厚薄任意に調節することができる
。なお、芯金（４）表面にライニング材を溶射する方法
に代え、芯金（４）を外層材（１）に嵌め込み、両者の
隙間に粉末状のライニング材を充填して加熱溶融する方
法も考えられるが、層厚の薄いライニング層を形成する
場合は、芯金（４）と外層材（１）の隙間にライニング
材の粉末を均一に充填することができないが、本発明で
はそのような問題はなく、層厚の薄いライニング層も容
易に形成することができる。
（、芯金（４）表面にライニング材を溶射し、これに管
を嵌め込み、溶射層（２′）を加熱溶融し凝固させるこ
とにより管内面に接合させることとしているので、大径
管はむろんのこと、小径管の内面にも容易にライニング
層を形成することができる。そのライニング材の溶射層
は高周波加熱コイルによりゾーンメルティング方式で加
熱されるので、十分に緻密化し、管内面に対し強固に接
合される。むろん、そのライニング層の厚さは、溶射層
（２′）の層厚により厚薄任意に調節することができる
。なお、芯金（４）表面にライニング材を溶射する方法
に代え、芯金（４）を外層材（１）に嵌め込み、両者の
隙間に粉末状のライニング材を充填して加熱溶融する方
法も考えられるが、層厚の薄いライニング層を形成する
場合は、芯金（４）と外層材（１）の隙間にライニング
材の粉末を均一に充填することができないが、本発明で
はそのような問題はなく、層厚の薄いライニング層も容
易に形成することができる。
実施例１
芯金（ＳＳ４１製、外径：１０φ、長さ：１５ＯＮ 。
ｍｕ）の表面に、下地層としてアルミナセラミック（Ａ
Ｉ！ｚｏ３）を溶射し、表面を研磨したうえで、ライニ
ング材として、Ｎｉ系自溶性合金（Ｃｒ：１４％、Ｂ：
３％、Ｓｉ：４．３％、Ｃ：Ｑ、７％、残部Ｎ ｉ）を
溶射し、その溶射層の表面を研磨したのち、これを外層
材であるＳ４りＣ炭素釦１製円管（外径：３２φ、内径
１２φ、長さ：１５０７！、盲ｍ）の内部に嵌装した（
クリアランス： Ｑ、 ｌ ｍｍ以下）。その底部に底
板を取付け、外層材と芯金との間を真空脱気し、頂部に
蓋材を取付けて密封したうえ、第３図に示すように回転
台（８）上に立設し、一定速度で回転させながら、高周
波加熱コイル（７）を管軸方向に徐々に移動させること
により、溶射層（２′）を順次溶融し、凝固させた。
Ｉ！ｚｏ３）を溶射し、表面を研磨したうえで、ライニ
ング材として、Ｎｉ系自溶性合金（Ｃｒ：１４％、Ｂ：
３％、Ｓｉ：４．３％、Ｃ：Ｑ、７％、残部Ｎ ｉ）を
溶射し、その溶射層の表面を研磨したのち、これを外層
材であるＳ４りＣ炭素釦１製円管（外径：３２φ、内径
１２φ、長さ：１５０７！、盲ｍ）の内部に嵌装した（
クリアランス： Ｑ、 ｌ ｍｍ以下）。その底部に底
板を取付け、外層材と芯金との間を真空脱気し、頂部に
蓋材を取付けて密封したうえ、第３図に示すように回転
台（８）上に立設し、一定速度で回転させながら、高周
波加熱コイル（７）を管軸方向に徐々に移動させること
により、溶射層（２′）を順次溶融し、凝固させた。
凝固完了後、炉外に取出し、芯金（４）を下地層（３）
と共に除去し、外層材（１）およびライニング層（２）
の表面に機械加工を加えて、外径＝３０φ。
と共に除去し、外層材（１）およびライニング層（２）
の表面に機械加工を加えて、外径＝３０φ。
内径：１２φ、長さ：１５０ｊ！ 、ライニング層厚：
１１■の管を得た。ライニング層は、機密であり、管内
面と強固に接合していることが認められた。
１１■の管を得た。ライニング層は、機密であり、管内
面と強固に接合していることが認められた。
実施例２
芯金（ＳＳ４１製、外径：１０φ、長さ：１５（１゜１
ｍ）の表面に、ライニング材として、前記実施例１で使
用したＮｉ系自溶性合金の粉末と炭化タングステン（Ｗ
Ｃ）粉末との混合物であって、ＷＣ粉末の配合割合の異
なる３種の混合粉末を、ＷＣ粉未配合量の多い順に溶射
積層した。その溶射層の最外表面を研磨したのち、外層
材である３４５Ｃ炭素鋼製円管に嵌め込み、溶射層の加
熱温度を１１００℃とし、前記実施例１と同じようにラ
イニング層を有する管を製造した。但し、ライニング層
厚は１１璽であり、各層の熱膨張係数（α）は次のとお
りである。
ｍ）の表面に、ライニング材として、前記実施例１で使
用したＮｉ系自溶性合金の粉末と炭化タングステン（Ｗ
Ｃ）粉末との混合物であって、ＷＣ粉末の配合割合の異
なる３種の混合粉末を、ＷＣ粉未配合量の多い順に溶射
積層した。その溶射層の最外表面を研磨したのち、外層
材である３４５Ｃ炭素鋼製円管に嵌め込み、溶射層の加
熱温度を１１００℃とし、前記実施例１と同じようにラ
イニング層を有する管を製造した。但し、ライニング層
厚は１１璽であり、各層の熱膨張係数（α）は次のとお
りである。
外層（３４５Ｃ炭素鋼製円管）：
α＝１４ｘｌＯ−”７℃
ライニング層（Ｎｉ系自溶性合金＋ＷＣ）：第１層（Ｗ
Ｃ２０％） α−１２×１０−ｈ／℃ 第２層（ＷＣＩＯ％） α＝１３ｘｌＯ−６／℃ 第３１ｔ！１（ＷＣ５％） α＝ １３．５ Ｘ １０−ｈ／ ’Ｃなお、ライニン
グ層は緻密で、管内面と強固に接合していることも確認
された。
Ｃ２０％） α−１２×１０−ｈ／℃ 第２層（ＷＣＩＯ％） α＝１３ｘｌＯ−６／℃ 第３１ｔ！１（ＷＣ５％） α＝ １３．５ Ｘ １０−ｈ／ ’Ｃなお、ライニン
グ層は緻密で、管内面と強固に接合していることも確認
された。
本発明によれば、管径の大小に拘らず、小径・長尺の管
の内面に対しても、Ｊ′７．薄任意のライニング層を形
成することができる。そのライニング層は緻密かつ管内
面と強固に接合している。また、層厚方向に熱膨張係数
の勾配をもたせることも容易である。従って、本発明方
法は、耐食・耐摩耗性等を必要とする用途、高温・熱衝
撃が加わる条件で使用される各種のシリンダやパイプ類
のライニング法として有用である。
の内面に対しても、Ｊ′７．薄任意のライニング層を形
成することができる。そのライニング層は緻密かつ管内
面と強固に接合している。また、層厚方向に熱膨張係数
の勾配をもたせることも容易である。従って、本発明方
法は、耐食・耐摩耗性等を必要とする用途、高温・熱衝
撃が加わる条件で使用される各種のシリンダやパイプ類
のライニング法として有用である。
第１図〜第４図は本発明方法の実施例の断面説明図であ
る。 １：外層材（管）、２ニライニング層、２′ニライニン
グ材溶射層、３：下地層、４：芯金、７：高周波加熱コ
イル。
る。 １：外層材（管）、２ニライニング層、２′ニライニン
グ材溶射層、３：下地層、４：芯金、７：高周波加熱コ
イル。
Claims (3)
- （１）管の内面形状に相応する外形状に加工された芯金
の表面に、管の内面のライニング層となるライニング材
からなる溶射層を形成し、これを外層材である管の内側
に嵌装したのち、管の周囲に設置させた高周波加熱コイ
ルを管の軸心方向に移動させなから、前記溶射層を管の
一端側から他端側へ向かって順次溶解し、凝固したのち
芯金を除去することを特徴とする管内面のライニング方
法。 - （２）熱膨張係数の異なる２種以上のライニング材を、
その熱膨張係数の順に芯金の表面に溶射して複数層の溶
射層を積層形成することを特徴とする上記第１項に記載
の管内面のライニング方法。 - （３）芯金の表面にライニング材を溶射するに先立って
、下地層としてセラミック溶射層を形成することを特徴
とする上記第１項または第２項に記載の管内面のライニ
ング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22689486A JPS6380918A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 管内面のライニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22689486A JPS6380918A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 管内面のライニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6380918A true JPS6380918A (ja) | 1988-04-11 |
Family
ID=16852251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22689486A Pending JPS6380918A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 管内面のライニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6380918A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016095084A (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 三菱重工業株式会社 | キャピラリーチューブ、冷媒流量調整器、空調装置、及びキャピラリ―チューブの製造方法 |
| CN109127772A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种减少内表面擦伤的铝基复合材料热挤压管材制造方法 |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP22689486A patent/JPS6380918A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016095084A (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 三菱重工業株式会社 | キャピラリーチューブ、冷媒流量調整器、空調装置、及びキャピラリ―チューブの製造方法 |
| CN109127772A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种减少内表面擦伤的铝基复合材料热挤压管材制造方法 |
| CN109127772B (zh) * | 2018-10-31 | 2019-10-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种减少内表面擦伤的铝基复合材料热挤压管材制造方法 |
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