JP5088748B2 - Durable member and open rack type vaporizer using the same - Google Patents

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Description

本発明は、オープンラック式気化器の伝熱管、または、伝熱管および下部ヘッダー管に用いられる耐久性部材、および、この耐久性部材を用いたオープンラック式気化器に関する。   The present invention relates to a heat transfer tube of an open rack type vaporizer, or a durable member used for a heat transfer tube and a lower header tube, and an open rack type vaporizer using the durable member.

液化天然ガス(以下、LNGと称する場合がある)の気化にはオープンラック式気化器(以下、ORVと称する場合がある)が適用されている。ORVは、熱源である海水との熱交換によってLNGを気化させる熱交換器である。図5は、従来のORVの概略図であり、(a)はその正面図、(b)はその断面図、(c)は伝熱管と下部ヘッダー管との溶接接合部を示す模式図である。   An open rack type vaporizer (hereinafter sometimes referred to as ORV) is applied to vaporize liquefied natural gas (hereinafter sometimes referred to as LNG). The ORV is a heat exchanger that vaporizes LNG by heat exchange with seawater, which is a heat source. 5A and 5B are schematic diagrams of a conventional ORV, in which FIG. 5A is a front view thereof, FIG. 5B is a cross-sectional view thereof, and FIG. 5C is a schematic diagram showing a welded joint between a heat transfer tube and a lower header tube. .

図5(a)、(b)に示すように、ORV200では、海水は、トラフ170に溜められる。そして、多数の伝熱管120をパネル状に配置してヘッダー管(下部ヘッダー管130、上部ヘッダー管140)に接合してなる伝熱パネル(伝熱管パネル)110の外面を、トラフ170から放出された海水が、上から下に流れ落ちる。一方、LNGは、下部マニホールド150を経て、下部ヘッダー管130に送られ、海水との熱交換によって加熱されて伝熱パネル110の各伝熱管120内で気化し上昇する。そして、天然ガスが上部ヘッダー管140を経て上部マニホールド160から導出される。また、図5(c)に示すように、伝熱管120はその下部が下部ヘッダー管130に溶接接合されている。   As shown in FIGS. 5A and 5B, seawater is stored in the trough 170 in the ORV 200. The outer surface of the heat transfer panel (heat transfer tube panel) 110 formed by arranging a large number of heat transfer tubes 120 in a panel shape and joining to the header tubes (lower header tube 130 and upper header tube 140) is discharged from the trough 170. Seawater flows down from the top. On the other hand, LNG is sent to the lower header pipe 130 via the lower manifold 150, heated by heat exchange with seawater, and vaporized and raised in each heat transfer pipe 120 of the heat transfer panel 110. Then, natural gas is led out from the upper manifold 160 through the upper header pipe 140. Further, as shown in FIG. 5C, the lower portion of the heat transfer tube 120 is welded to the lower header tube 130.

そして、ORV用の伝熱管120では、ヘッダー管(下部ヘッダー管130、上部ヘッダー管140)との溶接接合部付近(溶接部を含む)が、溶接による化合物析出等の金属組織変化を受け、腐食しやすい状態になる場合が多い。またLNG導入側となる下部ヘッダー管130と伝熱パネル110下部(伝熱管120下部)は、LNG(約−160℃)によって加熱源の海水が低温(約0℃)になっているため、溶存酸素濃度が高く、腐食の厳しい環境となっている。このような理由で、伝熱管120と下部ヘッダー管130との溶接接合部付近での腐食による損耗が顕著であり、このことがORV200の寿命に影響している。また、前記したように、LNG導入側となる下部ヘッダー管130と伝熱管120下部は、LNGの気化に伴い、それぞれの管内は極低温(−160℃)に曝されており、そこからの熱伝導で海水と接触する管表面も極低温となる可能性が非常に高い。さらに、LNG気化時(運転時)の熱交換による海水が下部ヘッダー管130と伝熱パネル110に常にかかり続けることから、下部ヘッダー管130と伝熱パネル110表面はいわゆるエロージョン−コロージョンによる金属の損耗の危惧が避けられない。   In the ORV heat transfer tube 120, the vicinity of the welded joint portion (including the welded portion) with the header tube (the lower header tube 130 and the upper header tube 140) is subjected to changes in the metal structure such as compound precipitation due to welding, and is corroded. It is often easy to do. In addition, the lower header pipe 130 and the lower part of the heat transfer panel 110 (lower part of the heat transfer pipe 120) on the LNG introduction side are dissolved because the seawater of the heating source is low temperature (about 0 ° C) due to LNG (about -160 ° C). The environment is highly corrosive due to high oxygen concentration. For this reason, wear due to corrosion in the vicinity of the weld joint between the heat transfer tube 120 and the lower header tube 130 is significant, which affects the life of the ORV 200. Further, as described above, the lower header pipe 130 and the lower part of the heat transfer pipe 120 on the LNG introduction side are exposed to extremely low temperatures (−160 ° C.) due to the vaporization of LNG, and the heat from there There is a very high possibility that the surface of the pipe that is in contact with seawater by conduction will be at a very low temperature. Further, since seawater due to heat exchange during LNG vaporization (during operation) is constantly applied to the lower header pipe 130 and the heat transfer panel 110, the lower header pipe 130 and the surface of the heat transfer panel 110 are worn out by so-called erosion-corrosion. Is inevitable.

そこで、ORVの防食技術に関し、種々の提案がなされている。
例えば、特許文献1では、犠牲防食金属(Al−Zn合金等)を溶射やクラッド等で伝熱管表面(アルミニウム母材表面)に形成し、それにより耐食性の向上を図る技術が提案されている。
特開平5−164496号公報
Therefore, various proposals have been made regarding the anticorrosion technology of ORV.
For example, Patent Document 1 proposes a technique in which a sacrificial anticorrosive metal (Al—Zn alloy or the like) is formed on a heat transfer tube surface (aluminum base material surface) by thermal spraying or cladding, thereby improving the corrosion resistance.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-16496

しかしながら、犠牲防食金属層の形成による防食では、下部ヘッダー管や伝熱管下部において、溶射による犠牲防食金属層の施工のみでは、アルミニウム母材表面を保護することはできるが、使用環境によっては犠牲防食金属層の消耗が著しく速く、十分にその機能を発揮できない場合が多かった。また、溶射による防食では、溶接接合部に溶射不足や犠牲防食金属層に欠陥が含まれていて腐食するという問題があった。さらに、犠牲防食金属層をクラッドで形成した材料を用いる場合、伝熱管とヘッダー管との溶接接合部では、犠牲防食金属層を除去する必要があるので、別途防食処置が必要であった。   However, in the case of anticorrosion by forming a sacrificial anticorrosive metal layer, the surface of the aluminum base material can be protected only by applying the sacrificial anticorrosive metal layer by thermal spraying at the lower header tube or the lower part of the heat transfer tube. In many cases, the metal layer was consumed so rapidly that it could not fully perform its function. Moreover, in the corrosion protection by thermal spraying, there is a problem that the weld joint is insufficiently sprayed or the sacrificial corrosion-resistant metal layer contains defects and corrodes. Furthermore, when using a material in which a sacrificial anticorrosive metal layer is formed of a clad, it is necessary to remove the sacrificial anticorrosive metal layer at the welded joint between the heat transfer tube and the header tube, and thus a separate anticorrosion treatment is required.

なお、タールエポキシ塗料等の防食塗装を形成することも可能ではあるものの、下部ヘッダーや伝熱管下部(特に伝熱管と下部ヘッダー管との溶接接合部付近)では、運転時の極低温と停止時の常温との繰り返しによる熱サイクルによって、防食塗料が凍結剥離する問題があるため、実用例はほとんどない。   Although it is possible to form anti-corrosion coating such as tar epoxy paint, at the lower header and the lower part of the heat transfer tube (especially near the welded joint between the heat transfer tube and the lower header tube) Since there is a problem that the anticorrosion paint freezes and peels due to the thermal cycle by repeating with normal temperature, there are few practical examples.

また、異種の導体が接触している状態で、異種の導体に温度差が存在するとき、ゼーベック効果(熱電効果)により、導体間に電位差が生じることが知られている。ORVにおいても、下部ヘッダー管や伝熱管(アルミニウム母材)と犠牲防食金属層との間で、このゼーベック効果により熱起電力が生じていると考えられる。異種の導体間で生じる熱起電力は、半導体で生じる起電力に比較すると小さいため、これまで着眼された例は無いが、ORVのように大きな温度差が短距離にて生じ、かつ長期間その状態に置かれる場合、熱起電力による腐食の加速が存在することがわかった。前述の如く、管表面が極低温となるLNG導入側の下部ヘッダー管や伝熱管下部において、犠牲防食金属層の消耗が著しく速いのは、熱起電力による影響であると考えられる。   Further, it is known that when there is a temperature difference between different types of conductors in contact with different types of conductors, a potential difference is generated between the conductors due to the Seebeck effect (thermoelectric effect). Even in the ORV, it is considered that a thermoelectromotive force is generated by the Seebeck effect between the lower header tube or the heat transfer tube (aluminum base material) and the sacrificial anticorrosive metal layer. Since the thermoelectromotive force generated between different types of conductors is small compared to the electromotive force generated in a semiconductor, there has been no example so far. However, a large temperature difference like an ORV occurs in a short distance, and the long-term When placed in the state, it was found that there was an acceleration of corrosion due to thermoelectric power. As described above, the consumption of the sacrificial anticorrosive metal layer in the lower header tube or the heat transfer tube lower part on the LNG introduction side where the tube surface is extremely low is considered to be due to the influence of the thermoelectromotive force.

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、腐食による損耗が生じにくい、極低温耐久性に優れた、オープンラック式気化器の伝熱管、または、伝熱管および下部ヘッダー管に用いられる耐久性部材、および、これを用いたオープンラック式気化器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object thereof is an open rack type vaporizer heat transfer tube, or a heat transfer tube and a lower portion, which are less susceptible to wear due to corrosion and excellent in cryogenic durability. An object of the present invention is to provide a durable member used for a header pipe and an open rack type vaporizer using the same.

本発明に係る耐久性部材は、熱源である海水との熱交換によって液化天然ガスを気化させるオープンラック式気化器の伝熱管、または、伝熱管および下部ヘッダー管として用いる耐久性部材であって、金属製の管状の基材と、前記基材の表面の一部または全部を被覆する犠牲防食金属層と、前記犠牲防食金属層の表面において、前記オープンラック式気化器の運転時に、海水凝固温度以下になる低温部位、および、海水凝固温度まで降下しない高温部位の両部位を少なくとも被覆する導電性樹脂層とを備え、前記導電性樹脂層の電気抵抗率が、0℃において1×10Ωcm以下であることを特徴とする。 The durable member according to the present invention is a durable member used as a heat transfer tube of an open rack type vaporizer that vaporizes liquefied natural gas by heat exchange with seawater as a heat source, or as a heat transfer tube and a lower header tube, A metal tubular base material, a sacrificial anticorrosive metal layer covering a part or all of the surface of the base material, and a surface of the sacrificial anticorrosive metal layer, when the open rack type vaporizer is operated, A conductive resin layer that covers at least both the low temperature portion and the high temperature portion that does not drop to the seawater coagulation temperature, and the electrical resistivity of the conductive resin layer is 1 × 10 2 Ωcm at 0 ° C. It is characterized by the following.

このような伝熱管に用いられる耐久性部材によれば、基材表面を被覆する犠牲防食金属層の低温部位および高温部位の両部位を少なくとも被覆し、かつ、所定の電気抵抗率を有する導電性樹脂層を備えることによって、オープンラック式気化器の運転時に、海水と接触する側の犠牲防食金属層と、液化天然ガスと接触する側の基材との温度差によって生じる熱起電力(電荷)が、大きな熱起電力が生じる低温部位から小さな熱起電力が生じる高温部位に、導電性樹脂層が電子バイパスとなって、移動する。それにより、伝熱管に用いられる耐久性部材で生じる熱起電力が低減され、熱電効果に起因した腐食による損耗が抑制される。   According to the durable member used for such a heat transfer tube, the conductive material having at least a predetermined electrical resistivity, covering at least both the low temperature portion and the high temperature portion of the sacrificial anticorrosive metal layer covering the surface of the base material. By providing a resin layer, the thermoelectromotive force (charge) generated by the temperature difference between the sacrificial anti-corrosion metal layer on the side in contact with seawater and the substrate on the side in contact with liquefied natural gas during the operation of the open rack type vaporizer However, the conductive resin layer moves as an electronic bypass from a low temperature region where a large thermoelectromotive force is generated to a high temperature region where a small thermoelectromotive force is generated. Thereby, the thermoelectromotive force generated in the durable member used for the heat transfer tube is reduced, and wear due to corrosion due to the thermoelectric effect is suppressed.

また、このような伝熱管および下部ヘッダー管に用いられる耐久性部材によれば、前記伝熱管に用いられる耐久性部材の作用に加えて、下部ヘッダー管に用いられる耐久性部材が基材表面を被覆する犠牲防食金属層を被覆し、かつ、所定の電気抵抗率を有する導電性樹脂層を備えることによって、オープンラック式気化器の運転時に、海水と接触する側の犠牲防食金属層と、液化天然ガスと接触する側の基材との温度差によって生じる熱起電力(電荷)が、大きな熱起電力が生じる下部ヘッダー管から小さな熱起電力が生じる伝熱管に、両管の導電性樹脂層が電子バイパスとなって、移動する。それにより、下部ヘッダー管に用いられる耐久性部材で生じる熱起電力が低減され、熱電効果に起因した腐食による損耗が抑制される。   Further, according to the durable member used for such a heat transfer tube and the lower header tube, in addition to the action of the durable member used for the heat transfer tube, the durable member used for the lower header tube covers the surface of the substrate. By covering the sacrificial anticorrosive metal layer to be coated and providing a conductive resin layer having a predetermined electrical resistivity, the sacrificial anticorrosive metal layer on the side in contact with seawater during operation of the open rack vaporizer, and liquefaction Conductive resin layers of both tubes from the lower header tube where large thermoelectromotive force is generated to the heat transfer tube where small thermoelectromotive force is generated due to the temperature difference with the base material in contact with natural gas Moves as an electronic bypass. Thereby, the thermoelectromotive force generated in the durable member used for the lower header pipe is reduced, and wear due to corrosion due to the thermoelectric effect is suppressed.

また、本発明に係る耐久性部材は、前記導電性樹脂層の表面を被覆する有機樹脂層をさらに備え、前記有機樹脂層の電気抵抗率が、0℃において1×10Ωcm以上であることを特徴とする。 The durable member according to the present invention further includes an organic resin layer covering the surface of the conductive resin layer, and the electrical resistivity of the organic resin layer is 1 × 10 5 Ωcm or more at 0 ° C. It is characterized by.

このような耐久性部材によれば、導電性樹脂層を被覆し、かつ、所定の電気抵抗率を有する有機樹脂層をさらに備えることによって、犠牲防食金属層と樹脂層(導電性樹脂層+有機樹脂層)との標準電極電位差が小さくなり、犠牲防食金属層と樹脂層とで生じるガルバニック腐食が抑制される。   According to such a durable member, the sacrificial anticorrosive metal layer and the resin layer (conductive resin layer + organic) are provided by covering the conductive resin layer and further including an organic resin layer having a predetermined electrical resistivity. The standard electrode potential difference with the resin layer) is reduced, and galvanic corrosion occurring between the sacrificial anticorrosive metal layer and the resin layer is suppressed.

本発明に係るオープンラック式気化器は、請求項1または請求項2に記載の耐久性部材を用いたことを特徴とする。   An open rack type vaporizer according to the present invention is characterized in that the durable member according to claim 1 or 2 is used.

このようなオープンラック式気化器によれば、前記耐久性部材を用いたことによって、オープンラック式気化器では、犠牲防食金属層と基材との温度差によって生じる熱起電力(電荷)が、犠牲防食金属層の低温部位から高温部位に、導電性樹脂層が電子バイパスとなって、移動する。それにより、オープンラック式気化器で生じる熱起電力が低減され、熱電効果に起因した腐食による損耗が抑制される。   According to such an open rack type vaporizer, by using the durable member, in the open rack type vaporizer, the thermoelectromotive force (charge) generated by the temperature difference between the sacrificial anticorrosive metal layer and the substrate is The conductive resin layer moves as an electronic bypass from the low temperature portion to the high temperature portion of the sacrificial anticorrosive metal layer. Thereby, the thermoelectromotive force generated in the open rack type vaporizer is reduced, and wear due to corrosion due to the thermoelectric effect is suppressed.

また、耐久性部材の導電性樹脂層を所定の電気抵抗率を有する有機樹脂層で被覆することによって、犠牲防食金属層と樹脂層(導電性樹脂層+有機樹脂層)との標準電極電位差が小さくなり、犠牲防食金属層と樹脂層とで生じるガルバニック腐食が抑制される。   In addition, by covering the conductive resin layer of the durable member with an organic resin layer having a predetermined electrical resistivity, the standard electrode potential difference between the sacrificial anticorrosive metal layer and the resin layer (conductive resin layer + organic resin layer) can be reduced. The galvanic corrosion generated by the sacrificial anticorrosive metal layer and the resin layer is suppressed.

本発明に係る耐久性部材によれば、基材表面の犠牲防食金属層を被覆する導電性樹脂層を備えるため、熱起電力に起因した腐食による損耗が抑制され、極低温耐久性が優れたものとなる。そして、オープンラック式気化器の伝熱管、または、伝熱管および下部ヘッダー管に用いることが可能となる。なお、耐久性部材の導電性樹脂層が、犠牲防食金属層の表面の全部を被覆しない、すなわち、犠牲防食金属層が、導電性樹脂層で被覆されていない部位を有することによって、伝熱管または下部ヘッダー管における熱交換効率を向上させることができる。   According to the durable member of the present invention, since the conductive resin layer covering the sacrificial anticorrosive metal layer on the surface of the substrate is provided, wear due to corrosion due to thermoelectromotive force is suppressed, and the cryogenic durability is excellent. It will be a thing. And it becomes possible to use for a heat transfer tube of an open rack type vaporizer, or a heat transfer tube and a lower header tube. Note that the conductive resin layer of the durable member does not cover the entire surface of the sacrificial anticorrosive metal layer, that is, the sacrificial anticorrosive metal layer has a portion that is not covered with the conductive resin layer. The heat exchange efficiency in the lower header pipe can be improved.

また、本発明に係る耐久性部材によれば、耐久性部材が導電性樹脂層を被覆する有機樹脂層をさらに備えるため、ガルバニック腐食が抑制され、極低温耐久性がより一層優れたものとなる。   Moreover, according to the durable member which concerns on this invention, since a durable member is further provided with the organic resin layer which coat | covers a conductive resin layer, galvanic corrosion is suppressed and cryogenic durability becomes still more excellent. .

本発明に係るオープンラック式気化器によれば、前記耐久性部材を用いたため、熱起電力に起因した腐食による損耗が抑制され、極低温耐久性が優れたものとなる。なお、伝熱管、または、伝熱管および下部ヘッダー管の導電性樹脂層が、犠牲防食金属層の表面の全部を被覆しない、すなわち、犠牲防食金属層が、導電性樹脂層で被覆されていない部位を有することによって、オープンラック式気化器における熱交換効率を向上させることができる。   According to the open rack type vaporizer according to the present invention, since the durable member is used, wear due to corrosion caused by the thermoelectromotive force is suppressed, and the cryogenic durability is excellent. Note that the heat transfer tube or the conductive resin layer of the heat transfer tube and the lower header tube does not cover the entire surface of the sacrificial anticorrosive metal layer, that is, the portion where the sacrificial anticorrosive metal layer is not covered with the conductive resin layer. The heat exchange efficiency in the open rack type vaporizer can be improved.

また、本発明に係るオープンラック式気化器によれば、耐久性部材(伝熱管、または、伝熱管および下部ヘッダー管)が導電性樹脂層を被覆する有機樹脂層をさらに備えるため、ガルバニック腐食が抑制され、極低温耐久性がより一層優れたものとなる。   Moreover, according to the open rack type vaporizer | carburetor which concerns on this invention, since a durable member (a heat exchanger tube or a heat exchanger tube and a lower header tube) further comprises the organic resin layer which coat | covers a conductive resin layer, a galvanic corrosion is carried out. It is suppressed and the cryogenic durability is further improved.

次に、図面を参照して本発明に係る耐久性部材、および、オープンラック式気化器ついて詳細に説明する。
なお、参照する図面において、図1は、本発明に係るオープンラック式気化器の構成を示す概略図、図2は、伝熱管に用いられる耐久性部材の構成を示す斜視図、図3(a)は、図2の管軸方向の断面図、(b)は耐久性部材の他の実施形態を示す管軸方向の断面図、図4は、下部ヘッダー管に用いられる耐久性部材の構成を示す管軸方向の断面図である。
Next, a durable member and an open rack type vaporizer according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an open rack type vaporizer according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a durable member used in a heat transfer tube, and FIG. 2) is a cross-sectional view in the tube axis direction of FIG. 2, (b) is a cross-sectional view in the tube axis direction showing another embodiment of the durable member, and FIG. 4 shows the configuration of the durable member used in the lower header tube. It is sectional drawing of the pipe-axis direction shown.

≪耐久性部材≫
本発明に係る耐久性部材は、オープンラック式気化器の伝熱管、または、伝熱管および下部ヘッダー管に用いられる。まず、伝熱管に用いられる耐久性部材について説明する。
図1、図2、図3(a)に示すように、伝熱管20に用いられる耐久性部材は、基材21と、犠牲防食金属層22と、導電性樹脂層23とを備える。以下、各構成について説明する。
≪Durable material≫
The durable member according to the present invention is used for a heat transfer tube of an open rack type vaporizer, or a heat transfer tube and a lower header tube. First, the durable member used for the heat transfer tube will be described.
As shown in FIGS. 1, 2, and 3 (a), the durable member used for the heat transfer tube 20 includes a base material 21, a sacrificial anticorrosive metal layer 22, and a conductive resin layer 23. Each configuration will be described below.

<基材>
基材21は、金属製の管状部材からなる。そして、基材21の材質は、オープンラック式気化器の伝熱管に用いられるものであれば、特に限定はないが、通常、JIS規定の3000系、5000系、あるいは6000系アルミニウム合金が用いられる。
<Base material>
The base material 21 is made of a metallic tubular member. The material of the base material 21 is not particularly limited as long as it is used for a heat transfer tube of an open rack type vaporizer. Usually, a JIS standard 3000 series, 5000 series, or 6000 series aluminum alloy is used. .

<犠牲防食金属層>
犠牲防食金属層22は、基材21の表面の一部もしくは全部を被覆するものである。
なお、表面の一部を被覆するとは、基材21の表面全てを犠牲防食金属層22で被覆しなくとも、耐久性部材が極低温耐久性を発揮できるものであれば、基材21に犠牲防食金属層22で被覆されていない部位があってもよく、ところどころ基材21の露出した部位があってもよい状態をいう。
<Sacrificial anticorrosive metal layer>
The sacrificial anticorrosive metal layer 22 covers part or all of the surface of the substrate 21.
Note that covering a part of the surface means that the base material 21 is sacrificed if the durable member can exhibit the extreme low temperature durability without covering the entire surface of the base material 21 with the sacrificial anticorrosive metal layer 22. There may be a portion that is not covered with the anticorrosion metal layer 22, and there may be a portion where the substrate 21 is exposed.

犠牲防食金属層22の被覆方法は、前記基材21を構成する金属に対して、海水中での自然電位が卑となる(イオン化傾向が大きい)金属を用いて、溶射(フレーム溶射、電気式溶射、高速フレーム溶射等)やクラッド等で行う。犠牲防食金属層22を構成する金属は、例えば、基材21を構成する金属がアルミニウム合金からなる場合には、Al−Zn合金、Al−Mg合金、Al−Zn−Mg合金等を用いることができる。また、Al−Zn合金を用いる場合は、例えば、Al−2質量%Zn合金が挙げられる。なお、犠牲防食金属層22の厚さは、特に規定されるものではないが、数十μm〜数mm程度とすればよい。   The method for coating the sacrificial anticorrosive metal layer 22 is to use a metal having a natural potential in seawater (high ionization tendency) with respect to the metal constituting the substrate 21 and spraying (frame spraying, electric type). Spraying, high-speed flame spraying, etc.) or cladding. As the metal constituting the sacrificial anticorrosive metal layer 22, for example, when the metal constituting the substrate 21 is made of an aluminum alloy, an Al—Zn alloy, an Al—Mg alloy, an Al—Zn—Mg alloy, or the like may be used. it can. Moreover, when using an Al-Zn alloy, an Al-2 mass% Zn alloy is mentioned, for example. The thickness of the sacrificial anticorrosive metal layer 22 is not particularly specified, but may be about several tens of μm to several mm.

<導電性樹脂層>
導電性樹脂層23は、犠牲防食金属層22における低温部位22aおよび高温部位22bの両部位を少なくとも被覆するものである。導電性樹脂層23を備えることによって、基材21と、その表面を被覆した犠牲防食金属層22との温度差によって生じる熱起電力を、導電性樹脂層23が電子バイパスとなることにより、低減することができる。その結果、耐久性部材の熱電効果による腐食による損耗を抑制でき、耐久性部材の極低温耐久性が向上する。
<Conductive resin layer>
The conductive resin layer 23 covers at least both the low temperature portion 22a and the high temperature portion 22b in the sacrificial anticorrosive metal layer 22. By providing the conductive resin layer 23, the thermoelectromotive force generated by the temperature difference between the base material 21 and the sacrificial anticorrosive metal layer 22 covering the surface is reduced by the conductive resin layer 23 being an electronic bypass. can do. As a result, wear due to corrosion due to the thermoelectric effect of the durable member can be suppressed, and the durability at the cryogenic temperature of the durable member is improved.

ここで、低温部位22aとは、ORV100の運転時に、下部ヘッダー管30から伝熱管20の管内部に供給されるLNG(極低温:T℃)の熱伝導によって、海水凝固温度以下になる部位(T℃、LNGが気化していない部位)で、伝熱管20の下部を被覆する犠牲防食金属層22の表面部位に相当する。そして、高温部位22bとは、ORV100の運転時に、伝熱管20の管外表面に供給される海水との熱交換で管内部を流通するLNGが気化することによって、海水凝固温度まで降下しない部位(T℃)で、伝熱管20の上部を被覆する犠牲防食金属層22の表面部位に相当する。 Here, the low temperature part 22a is a part which becomes below the seawater coagulation temperature due to heat conduction of LNG (extremely low temperature: T 0 ° C) supplied from the lower header pipe 30 to the inside of the heat transfer pipe 20 during operation of the ORV 100. It corresponds to the surface portion of the sacrificial anticorrosive metal layer 22 that covers the lower portion of the heat transfer tube 20 (T 1 ° C., the portion where LNG is not vaporized). And the high temperature site | part 22b is a site | part which does not fall to seawater coagulation temperature, when LNG which distribute | circulates the inside of a pipe | tube is vaporized by the heat exchange with the seawater supplied to the pipe outer surface of the heat exchanger tube 20 at the time of operation of ORV100. T 2 ° C.) corresponding to the surface portion of the sacrificial anticorrosion metal layer 22 covering the top of the heat transfer tube 20.

また、低温部位22aは、基材21(T℃)と犠牲防食金属層22(T℃)との温度差が大きく、基材21と犠牲防食金属層22との間の熱起電力が大きくなる部位である。そして、高温部位22bは、基材21(T℃:LNGの気化後の温度)と犠牲防食金属層22(T℃)との温度差が小さく(無く)、基材21と犠牲防食金属層22との間の熱起電力が小さくなる(無くなる)部位である。 The low temperature portion 22a has a large temperature difference between the base material 21 (T 0 ° C) and the sacrificial anticorrosion metal layer 22 (T 1 ° C), and the thermoelectromotive force between the base material 21 and the sacrificial anticorrosion metal layer 22 is large. It is a part that grows. The high-temperature portion 22b has a small (no) temperature difference between the base material 21 (T 3 ° C: temperature after LNG vaporization) and the sacrificial anticorrosive metal layer 22 (T 2 ° C), and the base material 21 and the sacrificial anticorrosive metal. This is the site where the thermoelectromotive force between the layer 22 is small (can be eliminated).

そして、低温部位22aおよび高温部位22bの両部位を少なくとも被覆、すなわち、犠牲防食金属層22(伝熱管20)の高さ方向に広範囲に被覆した導電性樹脂層23を備えることによって、低温部位22a(温度差が大きい部位)の犠牲防食金属層外面側の電荷を、導電性樹脂層23を通して、高温部位22b(温度差が小さい部位)の犠牲防食金属層外面側に逃がすことが可能である。すなわち、導電性樹脂層23が、電子バイパス効果を有する。   And by providing the conductive resin layer 23 covering at least the low temperature portion 22a and the high temperature portion 22b, that is, covering the sacrificial anticorrosion metal layer 22 (heat transfer tube 20) in a wide range, the low temperature portion 22a. The charge on the outer surface side of the sacrificial anticorrosive metal layer (part having a large temperature difference) can be released to the outer surface side of the sacrificial anticorrosive metal layer in the high temperature part 22b (part having a small temperature difference) through the conductive resin layer 23. That is, the conductive resin layer 23 has an electronic bypass effect.

なお、犠牲防食金属層22を通じても、電荷は温度差が大きい部分から温度差が小さい部分に移動すると考えられる。しかしながら、犠牲防食金属層22は、酸化物や気孔、浸透した封孔剤を含み、導電性に劣るため、電荷移動量は少ない。   Even through the sacrificial anticorrosive metal layer 22, the charge is considered to move from a portion having a large temperature difference to a portion having a small temperature difference. However, the sacrificial anticorrosive metal layer 22 includes an oxide, pores, and a penetrating sealant, and is inferior in conductivity, so that the amount of charge transfer is small.

導電性樹脂層23は、前記した電子バイパス効果を発揮するには、犠牲防食金属層22の低温部位22aおよび高温部位22bの両部位が被覆されていれば、犠牲防食金属層22を全面被覆する必要はない。そして、導電性樹脂層23の形状は、犠牲防食金属層22を被覆しない開口部24を有する網形状または多孔形状であることが好ましい。   In order to exhibit the above-described electron bypass effect, the conductive resin layer 23 covers the entire sacrificial anticorrosive metal layer 22 as long as both the low temperature portion 22a and the high temperature portion 22b of the sacrificial anticorrosive metal layer 22 are covered. There is no need. The shape of the conductive resin layer 23 is preferably a net shape or a porous shape having an opening 24 that does not cover the sacrificial anticorrosive metal layer 22.

導電性樹脂層23による犠牲防食金属層22の被覆率は高い方が、電子バイパス効果による熱起電力抑制効果が高いが、ORV100の熱交換効率が低下する。したがって、導電性樹脂層23に開口部(非被覆部)24を形成することによって、ORV100の熱交換効率の低下を抑制する。また、導電性樹脂層23が開口部(非被覆部)24を有することによって、複雑形状の基材21(犠牲防食金属層22)に導電性樹脂層23を被覆し易くなる。   The higher the coverage of the sacrificial anticorrosive metal layer 22 by the conductive resin layer 23, the higher the thermoelectromotive force suppression effect by the electronic bypass effect, but the heat exchange efficiency of the ORV 100 is lowered. Therefore, by forming the opening (non-covering portion) 24 in the conductive resin layer 23, a decrease in the heat exchange efficiency of the ORV 100 is suppressed. Further, since the conductive resin layer 23 has the opening (non-covered portion) 24, the conductive resin layer 23 can be easily coated on the base material 21 (sacrificial anticorrosive metal layer 22) having a complicated shape.

導電性樹脂層23(網形状または多孔形状の導電性樹脂層23)の開口部(非被覆部)24の面積率は、50面積%以上が好ましい。網形状または多孔形状の導電性樹脂層23の厚さは、0.01〜5mmが好ましい。厚さが0.01mm未満であると、導電性樹脂層23の強度が低下し易い。厚さが5mmを超えると、導電性樹脂層23で被覆された部位における熱交換効率が低下し易くなると共に、複雑形状の基材21(犠牲防食金属層22)に導電性樹脂層23を被覆し難くなる。   The area ratio of the opening (non-covered portion) 24 of the conductive resin layer 23 (net-shaped or porous conductive resin layer 23) is preferably 50 area% or more. The thickness of the net-like or porous conductive resin layer 23 is preferably 0.01 to 5 mm. If the thickness is less than 0.01 mm, the strength of the conductive resin layer 23 tends to be reduced. When the thickness exceeds 5 mm, the heat exchange efficiency at the portion covered with the conductive resin layer 23 is likely to be lowered, and the base material 21 (sacrificial anticorrosion metal layer 22) having a complicated shape is covered with the conductive resin layer 23. It becomes difficult to do.

導電性樹脂層23を構成する導電性樹脂は、有機樹脂に導電性材料を付与(含有)した複合材料である。有機樹脂としては、その種類は限定されず、例えば、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリスチレン系、アクリロニトリル系、フッ素系、ナイロン系、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、不飽和ポリエステル系など各種樹脂が用いられる。そして、導電性材料としては、その種類は限定されず、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノ材料や金属・合金粒子などが用いられる。   The conductive resin constituting the conductive resin layer 23 is a composite material in which a conductive material is added (contained) to an organic resin. The type of the organic resin is not limited, and for example, various resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile, fluorine, nylon, polyester, polyvinyl alcohol, and unsaturated polyester are used. The type of the conductive material is not limited, and for example, carbon black, carbon fiber, carbon nanomaterial, metal / alloy particles, and the like are used.

導電性材料の含有量は、1〜30質量%が好ましい。導電性材料が1質量%未満であると、後記する導電性樹脂層23の電気抵抗率を所定値以下に制御し難くなる。導電性材料が30質量%を超えると。導電性樹脂としての安定性、成形性や極低温耐久性が損なわれる傾向にある。   The content of the conductive material is preferably 1 to 30% by mass. When the conductive material is less than 1% by mass, it is difficult to control the electrical resistivity of the conductive resin layer 23 described later to a predetermined value or less. When the conductive material exceeds 30% by mass. The stability, moldability and durability at cryogenic temperatures as a conductive resin tend to be impaired.

導電性樹脂層23は、導電性樹脂からなる単一層で構成されたものに限定されず、導電性樹脂からなる複層で構成されていてもよい。複層の場合には、同一系の有機樹脂で、有機樹脂に含有させる導電性材料の含有量が異なる(導電性材料を減らす、もしくは、含有しない)導電性樹脂で2層目以上を構成することが、複層が容易であるため、好ましい。   The conductive resin layer 23 is not limited to a single layer composed of a conductive resin, and may be composed of a plurality of layers composed of a conductive resin. In the case of multiple layers, the second layer or more is composed of conductive resins containing the same type of organic resin but containing different conductive materials in the organic resin (reducing or not including conductive materials). It is preferable because a multilayer is easy.

導電性樹脂層23は、その電気抵抗率が0℃において1×10Ωcm以下である。電気抵抗率が1×10Ωcmを超えると、前記した電子バイパス効果が発揮されず、犠牲防食金属層22の低温部位22aにおける熱起電力が大きくなり、腐食による損耗が促進される。 The conductive resin layer 23 has an electrical resistivity of 1 × 10 2 Ωcm or less at 0 ° C. When the electrical resistivity exceeds 1 × 10 2 Ωcm, the above-described electron bypass effect is not exhibited, the thermoelectromotive force at the low temperature portion 22a of the sacrificial anticorrosive metal layer 22 is increased, and wear due to corrosion is promoted.

そして、導電性樹脂自体、または、導電性樹脂層23の電気抵抗率は、市販の電気抵抗率計や電気伝導率計により測定可能である。また、導電性樹脂層23の電気抵抗率(導電性樹脂層23の表面での電気抵抗率)は、JISK6911の二重リング電極法やJISK7194の四探針法によっても測定可能である。なお、導電性樹脂層23の電気伝導値の測定は、単一層であればいずれの方法によってもよいが、複層の場合は後者の方法によって測定する。   And the electrical resistivity of conductive resin itself or the conductive resin layer 23 can be measured with a commercially available electrical resistivity meter or electrical conductivity meter. The electrical resistivity of the conductive resin layer 23 (the electrical resistivity at the surface of the conductive resin layer 23) can also be measured by the double ring electrode method of JISK6911 or the four probe method of JISK7194. The electrical conductivity value of the conductive resin layer 23 may be measured by any method as long as it is a single layer, but in the case of multiple layers, the latter method is used.

導電性樹脂層23の被覆方法は、特に限定されないが、例えば、以下の方法が推奨される。   Although the coating method of the conductive resin layer 23 is not particularly limited, for example, the following method is recommended.

(1)浸漬、刷毛塗り、スプレー等の通常方法で、導電性樹脂溶液を犠牲防食金属層22に塗布する。 (1) The conductive resin solution is applied to the sacrificial anticorrosive metal layer 22 by a usual method such as dipping, brushing, spraying or the like.

(2)導電性樹脂からなるシートまたはフィルムを犠牲防食金属層22に密着させる。また、網形状または多孔形状の導電性樹脂層23を形成する場合には、導電性樹脂からなる糸を網形状または多孔形状に編んだもの、または、導電性樹脂からなるシートやフィルムを網形状または多孔形状に成形したものを犠牲防食金属層22に巻き付けて密着させればよい。 (2) A sheet or film made of a conductive resin is adhered to the sacrificial anticorrosive metal layer 22. Further, when forming the net-like or porous conductive resin layer 23, a thread made of conductive resin is knitted into a net-like or porous shape, or a sheet or film made of conductive resin is net-like. Or what was shape | molded in the porous shape should just be wound around the sacrificial anticorrosion metal layer 22, and may be stuck.

(3)導電性樹脂からなるシートまたはフィルムを、熱接着、ハンダ接着、接着剤等で、犠牲防食金属層22へ接着する。また、網形状または多孔形状の導電性樹脂層23を形成する場合には、導電性樹脂からなる糸を網形状または多孔形状に編んだもの、または、導電性樹脂からなるシートやフィルムを網形状または多孔形状に成形したものを犠牲防食金属層22に接着すればよい。 (3) A sheet or film made of a conductive resin is bonded to the sacrificial anticorrosive metal layer 22 by thermal bonding, solder bonding, adhesive, or the like. Further, when forming the net-like or porous conductive resin layer 23, a thread made of conductive resin is knitted into a net-like or porous shape, or a sheet or film made of conductive resin is net-like. Or what was shape | molded by the porous shape should just be adhere | attached on the sacrificial anticorrosion metal layer 22. FIG.

なお、ハンダ、接着剤等の異種材料によって接着を施す場合は、異種材料は、導電性樹脂よりも導電性に優れた(電気抵抗率が小さい)材料で、かつ、犠牲防食金属層22とのガルバニック腐食が小さい材料であることが必要である。   When bonding is performed using a different material such as solder or adhesive, the different material is a material that is more conductive (has a lower electrical resistivity) than the conductive resin, and the sacrificial anticorrosive metal layer 22 It is necessary that the material has low galvanic corrosion.

なお、犠牲防食金属層22が溶射皮膜の場合は、溶射皮膜の外表面を導電性樹脂層23で被覆すればよいが、溶射皮膜外面に封孔剤(封孔皮膜)が施される場合は、溶射皮膜外表面を導電性樹脂層23で被覆し、導電性樹脂層23の外表面に封孔皮膜を施す必要がある。ただし、封孔皮膜は海水によるエロージョン−コロージョンや氷結によって早期に損耗して溶射皮膜が露出するため、露出後に溶射皮膜の外表面を導電性樹脂層23で被覆してもよい。   In the case where the sacrificial anticorrosive metal layer 22 is a thermal spray coating, the outer surface of the thermal spray coating may be coated with the conductive resin layer 23. However, when a sealing agent (sealing coating) is applied to the outer surface of the thermal spray coating. It is necessary to coat the outer surface of the thermal spray coating with the conductive resin layer 23 and apply a sealing film to the outer surface of the conductive resin layer 23. However, since the sealing film is worn early due to erosion-corrosion by seawater or freezing and the sprayed coating is exposed, the outer surface of the sprayed coating may be covered with the conductive resin layer 23 after the exposure.

図3(b)に示すように、本発明に係る、伝熱管20に用いられる耐久性部材は、基材21、犠牲防食金属層22および導電性樹脂層23に加えて、導電性樹脂層23の表面を被覆する有機樹脂層25を備えてもよい。   As shown in FIG. 3 (b), the durable member used for the heat transfer tube 20 according to the present invention includes the conductive resin layer 23 in addition to the base material 21, the sacrificial anticorrosive metal layer 22 and the conductive resin layer 23. You may provide the organic resin layer 25 which coat | covers the surface of these.

導電性樹脂層23の電気抵抗率は前記の如く、低い方がより電子バイパス効果を発揮できるが、電気抵抗率が低くなると犠牲防食金属層22とのガルバニック腐食が問題となる可能性がある。そのため、導電性樹脂層23の表面(犠牲防食金属層22と接触していない面)が、0℃の電気抵抗率が1×10Ωcm以上の有機樹脂層25で被覆されていることが好ましい。 As described above, the lower the electrical resistivity of the conductive resin layer 23 can exhibit the electron bypass effect. However, if the electrical resistivity is lowered, there is a possibility that galvanic corrosion with the sacrificial anticorrosive metal layer 22 becomes a problem. Therefore, the surface of the conductive resin layer 23 (the surface not in contact with the sacrificial anticorrosive metal layer 22) is preferably covered with an organic resin layer 25 having an electrical resistivity of 0 ° C. of 1 × 10 5 Ωcm or more. .

<有機樹脂層>
有機樹脂層25は、有機樹脂に導電性材料を付与(含有)した複合材料で構成される。有機樹脂、または、導電性材料としては、その種類は限定されず、例えば、前記導電性樹脂層23で記載した有機樹脂、または、導電性材料が用いられる。そして、有機樹脂層25の電気抵抗率が1×10Ωcm以上となるように、有機樹脂、または、導電性材料を適宜選択する。なお、有機樹脂層25の厚さは10mm以下が好ましい。厚さが10mmを超えると。有機樹脂層25で被覆された部位における熱交換効率が低下し易くなると共に、複雑形状の導電性樹脂層23に有機樹脂層25を被覆し難くなる。
<Organic resin layer>
The organic resin layer 25 is composed of a composite material obtained by adding (containing) a conductive material to an organic resin. The kind of the organic resin or the conductive material is not limited, and for example, the organic resin or the conductive material described in the conductive resin layer 23 is used. Then, an organic resin or a conductive material is appropriately selected so that the electric resistivity of the organic resin layer 25 is 1 × 10 5 Ωcm or more. The thickness of the organic resin layer 25 is preferably 10 mm or less. When the thickness exceeds 10 mm. The heat exchange efficiency in the portion covered with the organic resin layer 25 is likely to be lowered, and the conductive resin layer 23 having a complicated shape is hardly covered with the organic resin layer 25.

次に、本発明に係る、伝熱管および下部ヘッダー管に用いられる耐久性部材について説明する。
図1、図4に示すように、下部ヘッダー管30に用いられる耐久性部材は、基材31と、犠牲防食金属層32と、導電性樹脂層33とを備える。また、伝熱管20に用いられる耐久性部材は前記と同様である。
Next, the durable member used for the heat exchanger tube and the lower header tube according to the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 4, the durable member used for the lower header tube 30 includes a base material 31, a sacrificial anticorrosive metal layer 32, and a conductive resin layer 33. Moreover, the durable member used for the heat exchanger tube 20 is the same as that described above.

基材31、犠牲防食金属層32、導電性樹脂層33および有機樹脂層35は、前記した伝熱管20に用いられる耐久性部材の基材21、犠牲防食金属層22、導電性樹脂層23および有機樹脂層25と同一であるので、説明を省略する。   The base material 31, the sacrificial anticorrosive metal layer 32, the conductive resin layer 33, and the organic resin layer 35 are composed of the base material 21, the sacrificial anticorrosive metal layer 22, the conductive resin layer 23, and the durable member used in the heat transfer tube 20. Since it is the same as the organic resin layer 25, description is abbreviate | omitted.

なお、導電性樹脂層33は、犠牲防食金属層32の表面の一部または全面を被覆するものである。ここで、表面の一部を被覆するとは、犠牲防食金属層32の表面全てを被覆しなくとも、耐久性部材が、ORV100の運転時に極低温耐久性を発揮できるものであれば、犠牲防食金属層32に導電性樹脂層33で被覆されていない部位があってもよい状態をいう。具体的には、下部ヘッダー管30において、その両端部に近い部位、伝熱管20が溶接接合されていない部位、または、導電性樹脂層33を網形状または多孔形状で形成した場合の開口部34に対応する部位のように、ところどころ犠牲防食金属層32が露出した部位があってもよい状態をいう。   The conductive resin layer 33 covers a part or the entire surface of the sacrificial anticorrosive metal layer 32. Here, covering a part of the surface means that the sacrificial anticorrosive metal can be used as long as the durable member can exhibit the extreme low temperature durability during the operation of the ORV 100 without covering the entire surface of the sacrificial anticorrosive metal layer 32. This refers to a state where the layer 32 may have a portion not covered with the conductive resin layer 33. Specifically, in the lower header tube 30, a portion near both ends thereof, a portion where the heat transfer tube 20 is not welded, or an opening 34 when the conductive resin layer 33 is formed in a net shape or a porous shape. In other words, there may be a portion where the sacrificial anticorrosive metal layer 32 is exposed.

下部ヘッダー管30に用いられた耐久性部材は、ORV100の運転時に極低温耐久性を発揮するためには、導電性樹脂層33は、前記伝熱管20の導電性樹脂層23と電気的に接続されるように、犠牲防食金属層32の表面を被覆する必要がある。また、犠牲防食金属層32は、伝熱管20に用いられる耐久性部材の犠牲防食金属層22における低温部位22a(図3(a)参照)に相当する。   In order for the durable member used for the lower header tube 30 to exhibit cryogenic durability during operation of the ORV 100, the conductive resin layer 33 is electrically connected to the conductive resin layer 23 of the heat transfer tube 20. Thus, it is necessary to cover the surface of the sacrificial anticorrosive metal layer 32. The sacrificial anticorrosive metal layer 32 corresponds to the low temperature portion 22a (see FIG. 3A) in the sacrificial anticorrosive metal layer 22 of the durable member used for the heat transfer tube 20.

そして、導電性樹脂層33を備えることによって、基材31(T℃)と犠牲防食金属層32(T℃)との大きな温度差によって生じた熱起電力(電荷)を、導電性樹脂層33が電子バイパスとなることにより、伝熱管20の導電性樹脂層23(具体的には、図3(a)に示すように、犠牲防食金属層22の高温部位22bを被覆する導電性樹脂層23)に逃がすことが可能となる。その結果、耐久性部材(下部ヘッダー管30)の熱電効果による腐食による損耗を抑制することができ、耐久性部材の極低温耐久性が向上する。 And by providing the conductive resin layer 33, the electromotive force (charge) generated by the large temperature difference between the base material 31 (T 0 ° C) and the sacrificial anticorrosive metal layer 32 (T 1 ° C) is converted into the conductive resin. When the layer 33 becomes an electron bypass, the conductive resin layer 23 of the heat transfer tube 20 (specifically, as shown in FIG. 3A, the conductive resin that covers the high temperature portion 22 b of the sacrificial anticorrosive metal layer 22). It is possible to escape to layer 23). As a result, wear due to corrosion due to the thermoelectric effect of the durable member (lower header tube 30) can be suppressed, and the cryogenic durability of the durable member is improved.

≪オープンラック式気化器≫
図1に示すように、本発明に係るオープンラック式気化器100は、前記した耐久性部材を用いたもので、具体的には、前記した耐久性部材を用いた伝熱管20を備えたもの、または、前記した耐久性部材を用いた伝熱管20および下部ヘッダー管30を備えたものである。なお、図示しないが、オープンラック式気化器100は、前記した耐久性部材を用いた伝熱管20を備えていれば、下部ヘッダー管として従来の下部ヘッダー管(例えば、アルミニウム合金管の表面に犠牲防食金属層を有する下部ヘッダー管)を備えたものであってもよい。オープンラック式気化器100が、前記した耐久性部材を用いた伝熱管20、または、伝熱管20および下部ヘッダー管30を備えることによって、オープンラック式気化器100の極低温耐久性が向上する。
≪Open rack type vaporizer≫
As shown in FIG. 1, an open rack type vaporizer 100 according to the present invention uses the above-described durable member, and specifically includes a heat transfer tube 20 using the above-described durable member. Alternatively, the heat transfer tube 20 and the lower header tube 30 using the above-described durable member are provided. Although not shown, if the open rack type vaporizer 100 includes the heat transfer tube 20 using the above-described durable member, the lower header tube is sacrificed on the surface of a conventional lower header tube (for example, an aluminum alloy tube). A lower header pipe having a corrosion-resistant metal layer may be provided. When the open rack type vaporizer 100 includes the heat transfer tube 20 using the above-described durability member, or the heat transfer tube 20 and the lower header tube 30, the cryogenic durability of the open rack type vaporizer 100 is improved.

オープンラック式気化器100としては、前記した耐久性部材を用いた伝熱管20、または、伝熱管20および下部ヘッダー管30を備えること以外については、一般的に用いられるオープンラック式気化器の構成とすればよく、例えば、図1、図2、図4に示すような構成とすればよい。   As the open rack type vaporizer 100, the configuration of the open rack type vaporizer generally used except that the heat transfer tube 20 using the above-described durable member or the heat transfer tube 20 and the lower header tube 30 is provided. For example, the configuration shown in FIGS. 1, 2, and 4 may be used.

すなわち、オープンラック式気化器100は、本発明の耐久性部材を用いて作製した多数の伝熱管20をパネル状に配置し、それらの伝熱管20の下部に、LNGが導入される下部ヘッダー管30を溶接接合して伝熱管パネル10とし、伝熱管パネル10(伝熱管20)の上部には、気化したLNG(天然ガス)が導出される上部ヘッダー管40を溶接接合したものである。また、下部ヘッダー管30には、LNGの導入を制御する下部マニホールド50が配置され、上部ヘッダー管40には、天然ガスの導出を制御する上部マニホールド60が配置される。そして、伝熱管20の上部には、伝熱管20の外表面に海水を供給するトラフ70が配置され、トラフ70から供給された海水が、伝熱管20の外表面を上から下に流れ落ちることで、伝熱管20の管内部を流通するLNGと熱交換する。
なお、伝熱管パネル10では、伝熱管20の導電性樹脂層23と、下部ヘッダー管30の導電性樹脂層33とが電気的に接続されように、伝熱管20と下部ヘッダー管30とが溶接接合されている。具体的には、伝熱管20(基材21+犠牲防食金属層22)と下部ヘッダー管30(基材31+犠牲防食金属層32)とを溶接接合した後、導電性樹脂層23および導電性樹脂層33を形成することが好ましい。
That is, in the open rack type vaporizer 100, a large number of heat transfer tubes 20 produced using the durable member of the present invention are arranged in a panel shape, and a lower header tube in which LNG is introduced below the heat transfer tubes 20. 30 is welded and joined to form a heat transfer tube panel 10, and an upper header tube 40 from which vaporized LNG (natural gas) is led is welded and joined to the upper portion of the heat transfer tube panel 10 (heat transfer tube 20). The lower header pipe 30 is provided with a lower manifold 50 that controls the introduction of LNG, and the upper header pipe 40 is provided with an upper manifold 60 that controls the derivation of natural gas. And the trough 70 which supplies seawater to the outer surface of the heat exchanger tube 20 is arrange | positioned at the upper part of the heat exchanger tube 20, and the seawater supplied from the trough 70 flows down the outer surface of the heat exchanger tube 20 from the top to the bottom. Then, heat exchange is performed with LNG flowing through the inside of the heat transfer tube 20.
In the heat transfer tube panel 10, the heat transfer tube 20 and the lower header tube 30 are welded so that the conductive resin layer 23 of the heat transfer tube 20 and the conductive resin layer 33 of the lower header tube 30 are electrically connected. It is joined. Specifically, after the heat transfer tube 20 (base material 21 + sacrificial anticorrosion metal layer 22) and the lower header tube 30 (base material 31 + sacrificial anticorrosion metal layer 32) are welded, the conductive resin layer 23 and the conductive resin layer are joined. Preferably 33 is formed.

以下に本発明の実施例を示す。
アルミニウム合金A5083製で厚さ5mm、内径100mmの管を300mm長さに切断し、片方の開口部を同厚さのアルミニウム合金A5083製板と溶接して筒状の基材を作成した。基材の外周面および外底面をショットブラスト(アルミナ#16〜#20)にて粗面化し、その外表面にAl−2質量%Zn合金からなる溶射皮膜(犠牲防食金属層)を300μm被覆して(内表面には溶射皮膜を被覆しなかった。)、サンプル(実験No.6)とした。また、サンプル(実験No.6)の外表面に、導電性樹脂層として、穴加工後の樹脂シートを巻いて密着固定し、サンプル(実験No.1、2、7、8)とした。また、サンプル(実験No.6)の外表面に、導電性樹脂層として、樹脂塗料を網目状に塗布し、十分に乾燥して、サンプル(実験No.3〜5、9、10)とした。また、サンプル(実験No.5)は、樹脂溶液の塗布(乾燥)を2回行なった。
Examples of the present invention are shown below.
A tube made of aluminum alloy A5083 and having a thickness of 5 mm and an inner diameter of 100 mm was cut to a length of 300 mm, and one opening was welded to an aluminum alloy A5083 plate of the same thickness to produce a cylindrical base material. The outer peripheral surface and the outer bottom surface of the substrate are roughened by shot blasting (alumina # 16 to # 20), and the outer surface is coated with a 300 μm thermal spray coating (sacrificial anticorrosive metal layer) made of an Al-2 mass% Zn alloy. (The inner surface was not coated with a thermal spray coating.) And a sample (Experiment No. 6) was obtained. Moreover, the resin sheet after hole-drilling was wound around the outer surface of the sample (Experiment No. 6) as a conductive resin layer, and fixed tightly to obtain samples (Experiment No. 1, 2, 7, 8). Further, a resin paint was applied in a mesh form as a conductive resin layer on the outer surface of the sample (Experiment No. 6), and dried sufficiently to obtain samples (Experiment No. 3-5, 9, 10). . The sample (Experiment No. 5) was applied (dried) twice with the resin solution.

ここで、樹脂シートまたは樹脂塗料には、以下の導電性樹脂を用いた。市販のカーボンブラック(ライオン株式会社製:ケッチェンブラック(登録商標)EC600JD)を市販のフッ素樹脂(富士化成工業製:ZX−007−C)、金属用プライマー樹脂(昭和高分子株式会社製:リポキシ(登録商標)RT−833DA)に0〜20質量%添加し、混練し、導電性樹脂とした。樹脂シートは、導電性樹脂を押出成型機により0.1〜3mm厚さのシート状に成形後、穴を空けたものを用いた。樹脂塗料は、0.01〜0.3μmの厚さで網目状に刷毛塗りにて塗布した。   Here, the following conductive resin was used for the resin sheet or the resin paint. Commercially available carbon black (manufactured by Lion Corporation: Ketjen Black (registered trademark) EC600JD), commercially available fluororesin (manufactured by Fuji Kasei Kogyo: ZX-007-C), metal primer resin (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd .: Lipoxy (Registered trademark) RT-833DA) was added in an amount of 0 to 20% by mass and kneaded to obtain a conductive resin. As the resin sheet, a conductive resin was formed into a sheet having a thickness of 0.1 to 3 mm using an extrusion molding machine, and then a hole was formed. The resin coating was applied by brush coating in a mesh shape with a thickness of 0.01 to 0.3 μm.

前記のようにして作製したサンプル(実験No.1〜10)について、導電性樹脂層の被覆方法、カーボンブラック含有量(添加量)、0℃の電気抵抗率、厚さおよび被覆率を表1に示す。また、以下の手順で、各サンプルの極低温耐久性を評価し、その結果を表1に示す。   About the sample (Experiment No. 1-10) produced as mentioned above, the coating method of a conductive resin layer, carbon black content (addition amount), 0 degreeC electrical resistivity, thickness, and coverage are shown in Table 1. Shown in Further, the cryogenic durability of each sample was evaluated by the following procedure, and the results are shown in Table 1.

(極低温耐久性の評価)
水槽中に温度を30℃に調整した人工海水を入れ、その中に前記サンプル(実験No.1〜10)を設置し、外周面に人工海水が循環するようにした。サンプルの外周面および内周面には接点を取り付け(取付位置は20mm高さ)、サンプルの内部に液体窒素を200mm高さまで10分間連続添加し、接点間の電位差を測定した。液体窒素添加している間に測定された電位差のうち、その最大電位差で各サンプルの極低温耐久性を評価した。なお、液体窒素の添加を止めると、液体窒素が蒸発し、内外周面の温度差が無くなって、電位差は0となった。
(Evaluation of cryogenic durability)
Artificial seawater whose temperature was adjusted to 30 ° C. was put in a water tank, and the sample (Experiment No. 1 to 10) was placed therein, so that artificial seawater circulated on the outer peripheral surface. Contacts were attached to the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the sample (attachment position was 20 mm height), liquid nitrogen was continuously added to the inside of the sample to a height of 200 mm for 10 minutes, and the potential difference between the contacts was measured. Of the potential differences measured during the addition of liquid nitrogen, the cryogenic durability of each sample was evaluated based on the maximum potential difference. When the addition of liquid nitrogen was stopped, liquid nitrogen evaporated, the temperature difference between the inner and outer peripheral surfaces disappeared, and the potential difference became zero.

そして、評価結果において(表1参照)、導電性樹脂層を有しないサンプル(実験No.6)では、最大0.36mVの電位差が生じ、熱電効果によって腐食による損耗が生じる可能性があるため、極低温耐久性が低い「×」とした。また、サンプル(実験No.1〜5、7〜10)については、サンプル(実験No.6)と比較して、最大電位差が10%以上低減すれば、極低温耐久性が高い「○」、最大電位差が10%未満の低減または同等であれば、極低温耐久性が低い「×」とした。   And in the evaluation results (see Table 1), in the sample not having the conductive resin layer (Experiment No. 6), a potential difference of 0.36 mV at maximum occurs, and the thermoelectric effect may cause wear due to corrosion. “×” indicates low durability at cryogenic temperature. For the samples (Experiment Nos. 1 to 5, 7 to 10), compared with the sample (Experiment No. 6), if the maximum potential difference is reduced by 10% or more, “C” with high cryogenic durability, If the maximum potential difference is less than 10% reduction or equivalent, “×” indicates low cryogenic durability.

Figure 0005088748
Figure 0005088748

表1の結果から、実施例としてのサンプル(実験No.1〜5)は、比較例としてのサンプル(実験No.6)と比較して、極低温耐久性において優れていることが確認された。一方、導電性樹脂層の電気抵抗率が実施例よりも高い(1×10Ωcmを超える)、比較例としてのサンプル(実験No.7〜10)は、実施例と比較して、極低温耐久性において劣っていることが確認された。 From the results of Table 1, it was confirmed that the samples (experiment Nos. 1 to 5) as examples were superior in durability at cryogenic temperatures as compared to the sample (experiment No. 6) as a comparative example. . On the other hand, a sample (experiment No. 7 to 10) as a comparative example in which the electrical resistivity of the conductive resin layer is higher than that of the example (exceeds 1 × 10 2 Ωcm) is extremely low compared to the example. It was confirmed that the durability was inferior.

以上、本発明に係る耐久性部材、および、これを用いたオープンラック式気化器について最良の実施の形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されることなく、その権利範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈しなければならない。なお、本発明の内容は、前記した記載に基づいて広く改変・変更等することができることはいうまでもない。   As described above, the durable member according to the present invention and the open rack type vaporizer using the durable member have been described in detail with reference to the best mode and examples, but the gist of the present invention is limited to the contents described above. The scope of rights should be broadly interpreted based on the claims. Needless to say, the contents of the present invention can be widely modified and changed based on the above description.

本発明に係るオープンラック式気化器の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the open rack type vaporizer | carburetor which concerns on this invention. 本発明に係る伝熱管に用いられる耐久性部材の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the durable member used for the heat exchanger tube which concerns on this invention. (a)は図1の管軸方向の断面図、(b)は耐久性部材の他の実施形態を示す管軸方向の断面図である。(A) is sectional drawing of the pipe-axis direction of FIG. 1, (b) is sectional drawing of the pipe-axis direction which shows other embodiment of a durable member. 本発明に係る下部ヘッダー管に用いられる耐久性部材の構成を示す管軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the pipe-axis direction which shows the structure of the durable member used for the lower header pipe | tube which concerns on this invention. 従来のオープンラック式気化器の概略図であり、(a)はその正面図、(b)はその断面図、(c)は下部ヘッダー管と伝熱管との溶接接合部を示す模式図である。It is the schematic of the conventional open rack type vaporizer | carburetor, (a) is the front view, (b) is the sectional drawing, (c) is a schematic diagram which shows the welding joint part of a lower header pipe | tube and a heat exchanger tube. .

符号の説明Explanation of symbols

10 伝熱パネル(伝熱管パネル)
20 伝熱管(耐久性部材)
21 基材
22 犠牲防食金属層
22a 低温部位
22b 高温部位
23 導電性樹脂層
30 下部ヘッダー管(耐久性部材)
31 基材
32 犠牲防食金属層
33 導電性樹脂層
100 オープンラック式気化器(ORV)
10 Heat transfer panel (heat transfer tube panel)
20 Heat transfer tube (durable member)
21 Base material 22 Sacrificial anticorrosive metal layer 22a Low temperature part 22b High temperature part 23 Conductive resin layer 30 Lower header pipe (durable member)
31 Substrate 32 Sacrificial anticorrosive metal layer 33 Conductive resin layer 100 Open rack type vaporizer (ORV)

Claims (3)

熱源である海水との熱交換によって液化天然ガスを気化させるオープンラック式気化器の伝熱管、または、伝熱管および下部ヘッダー管として用いる耐久性部材であって、
金属製の管状の基材と、
前記基材の表面の一部または全部を被覆する犠牲防食金属層と、
前記犠牲防食金属層の表面において、前記オープンラック式気化器の運転時に、海水凝固温度以下になる低温部位、および、海水凝固温度まで降下しない高温部位の両部位を少なくとも被覆する導電性樹脂層とを備え、
前記導電性樹脂層の電気抵抗率が、0℃において1×10Ωcm以下であることを特徴とする耐久性部材。
A heat transfer tube of an open rack type vaporizer that vaporizes liquefied natural gas by heat exchange with seawater as a heat source, or a durable member used as a heat transfer tube and a lower header tube,
A metallic tubular substrate;
A sacrificial anticorrosive metal layer covering a part or all of the surface of the substrate;
On the surface of the sacrificial anticorrosive metal layer, a conductive resin layer that covers at least both a low temperature portion that is equal to or lower than the seawater coagulation temperature and a high temperature portion that does not drop to the seawater coagulation temperature when the open rack type vaporizer is operated; With
The durable member, wherein the electrical resistivity of the conductive resin layer is 1 × 10 2 Ωcm or less at 0 ° C.
前記導電性樹脂層の表面を被覆する有機樹脂層をさらに備え、前記有機樹脂層の電気抵抗率が、0℃において1×10Ωcm以上であることを特徴とする請求項1に記載の耐久性部材。 2. The durability according to claim 1, further comprising an organic resin layer covering a surface of the conductive resin layer, wherein the electrical resistivity of the organic resin layer is 1 × 10 5 Ωcm or more at 0 ° C. Sexual member. 請求項1または請求項2に記載の耐久性部材を用いたことを特徴とするオープンラック式気化器。   An open rack type vaporizer using the durable member according to claim 1 or 2.
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