JPH04354822A - 焼なまし加熱炉用ラジアントチューブ - Google Patents
焼なまし加熱炉用ラジアントチューブInfo
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- JPH04354822A JPH04354822A JP3344642A JP34464291A JPH04354822A JP H04354822 A JPH04354822 A JP H04354822A JP 3344642 A JP3344642 A JP 3344642A JP 34464291 A JP34464291 A JP 34464291A JP H04354822 A JPH04354822 A JP H04354822A
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- F27D99/0001—Heating elements or systems
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- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼ガスの燃焼熱を用
いて、間接加熱によって熱処理を行う焼なまし加熱炉用
ラジアントチューブバーナのラジアントチューブに関す
るものであり、より詳しくは、高温酸化腐食が防止され
るラジアントチューブに関するものである。
いて、間接加熱によって熱処理を行う焼なまし加熱炉用
ラジアントチューブバーナのラジアントチューブに関す
るものであり、より詳しくは、高温酸化腐食が防止され
るラジアントチューブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】焼なまし加熱用のラジアントチューブバ
ーナの構成品であるラジアントチューブは、高温の燃焼
ガスに露出されているせいで、ラジアントチューブ裏面
が、高温酸化腐食によるラジアントチューブの厚さの減
少が著しく発生することによって、寿命の短縮を招く。
ーナの構成品であるラジアントチューブは、高温の燃焼
ガスに露出されているせいで、ラジアントチューブ裏面
が、高温酸化腐食によるラジアントチューブの厚さの減
少が著しく発生することによって、寿命の短縮を招く。
【０００３】従来、上記のような高温酸化腐食を抑える
ため、表面にＣｒ２Ｏ３ 保護酸化膜が設けられるよう
に２０重量％のＣｒと、１０〜１３重量％のＮｉが含ま
れているＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉの耐熱鋳造合金として、ラジ
アントチューブが記載されている（Ｊ．Ｊ．Ｊｏｎｅｓ
，”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｈｅａｔ ｒ
ｅｓｉｓｔｉｎｇ Ａｉｌｏｙｓ ｆｏｒ Ｐｅｔｒｏ
ｓｈｅｍｉｃａｌ Ｐｌａｎｔ”， Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｉｇｈ
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐ．３１，１９８９）。
ため、表面にＣｒ２Ｏ３ 保護酸化膜が設けられるよう
に２０重量％のＣｒと、１０〜１３重量％のＮｉが含ま
れているＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉの耐熱鋳造合金として、ラジ
アントチューブが記載されている（Ｊ．Ｊ．Ｊｏｎｅｓ
，”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｈｅａｔ ｒ
ｅｓｉｓｔｉｎｇ Ａｉｌｏｙｓ ｆｏｒ Ｐｅｔｒｏ
ｓｈｅｍｉｃａｌ Ｐｌａｎｔ”， Ｒｅｓｅａｒｃｈ
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Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐ．３１，１９８９）。
【０００４】しかし、Ｃｒ２ Ｏ３ 酸化物は、９００
℃以上の高温では、ＣｒＯ３ として蒸発してしまうの
で、Ｃｒ２ Ｏ３ を高温の燃焼ガス雰囲気中に露出さ
れるラジアントチューブ用材料の保護酸化被膜として利
用するには限界がある。
℃以上の高温では、ＣｒＯ３ として蒸発してしまうの
で、Ｃｒ２ Ｏ３ を高温の燃焼ガス雰囲気中に露出さ
れるラジアントチューブ用材料の保護酸化被膜として利
用するには限界がある。
【０００５】上記のようなＣｒ２ Ｏ３ 保護被膜が設
けられるＦｅＣｒＡｌの合金が開発され、さらにＦｅＣ
ｒＡｌＸ合金のように、Ａｌ２ Ｏ３ 酸化物の接着力
を向上させたのが開発されている（スウェーデン特許Ｓ
Ｅ８７４，８５９）。
けられるＦｅＣｒＡｌの合金が開発され、さらにＦｅＣ
ｒＡｌＸ合金のように、Ａｌ２ Ｏ３ 酸化物の接着力
を向上させたのが開発されている（スウェーデン特許Ｓ
Ｅ８７４，８５９）。
【０００６】また、表面にＡｌ２ Ｏ３ 保護被膜を持
速的に、形成させるように拡散被覆方法でＡｌを拡散さ
せる方法も利用している（米国特許ＵＳ３，７６２，８
８４）。
速的に、形成させるように拡散被覆方法でＡｌを拡散さ
せる方法も利用している（米国特許ＵＳ３，７６２，８
８４）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ラジアント
チューブが、図１に示したような”Ｗ”字形の場合、図
１のバーナ１から燃焼し始めた燃焼ガスが、第１直管部
２を通るとき、燃焼ガスの流れが、チューブの裏側と平
行であるが、第１曲管部３を通るときは、曲率半径の大
きい曲管部の表面と、曲率半径の短い曲管部の裏側のガ
ス移動距離が異なっているし、それによる流速の差が生
じることにより、第２直管部４の先端では燃焼ガスの流
れが、それ以上チューブの裏面とは平行となっていらず
、第２直管部の先端部５に衝突する現状が生じる。しか
も、バーナに供給される燃料ガスと空気比調節の不安定
性によって、燃焼ガス炎の衝突が、第１直管部２でも生
じたりもする。
チューブが、図１に示したような”Ｗ”字形の場合、図
１のバーナ１から燃焼し始めた燃焼ガスが、第１直管部
２を通るとき、燃焼ガスの流れが、チューブの裏側と平
行であるが、第１曲管部３を通るときは、曲率半径の大
きい曲管部の表面と、曲率半径の短い曲管部の裏側のガ
ス移動距離が異なっているし、それによる流速の差が生
じることにより、第２直管部４の先端では燃焼ガスの流
れが、それ以上チューブの裏面とは平行となっていらず
、第２直管部の先端部５に衝突する現状が生じる。しか
も、バーナに供給される燃料ガスと空気比調節の不安定
性によって、燃焼ガス炎の衝突が、第１直管部２でも生
じたりもする。
【０００８】このように、燃焼ガス炎の衝突が発生する
部分は、高温に露出されると共に、甚だしい熱疲労を受
けるようになり、裏面に設けられたＣｒ２ Ｏ３ 、ま
たはＡｌ２ Ｏ３ の保護被膜が破壊しやすくなること
によって、高温酸化腐食による厚さの減少が相当進み、
結局、炎の衝突部分だけが局部的に穴が開いてしまう問
題点を有している。
部分は、高温に露出されると共に、甚だしい熱疲労を受
けるようになり、裏面に設けられたＣｒ２ Ｏ３ 、ま
たはＡｌ２ Ｏ３ の保護被膜が破壊しやすくなること
によって、高温酸化腐食による厚さの減少が相当進み、
結局、炎の衝突部分だけが局部的に穴が開いてしまう問
題点を有している。
【０００９】したがって、酸化物保護被膜を利用して高
温耐食性を向上させる耐熱合金や保護被膜の形成能力を
一段と高めるために行う金属拡散被膜としては、燃焼ガ
ス炎の衝突による高温酸化腐食の防止には限界がある。
温耐食性を向上させる耐熱合金や保護被膜の形成能力を
一段と高めるために行う金属拡散被膜としては、燃焼ガ
ス炎の衝突による高温酸化腐食の防止には限界がある。
【００１０】そこで本発明の目的は、高温酸化腐食を防
止できる、より改善した焼なまし加熱炉用ラジアントチ
ューブを提供することにある。
止できる、より改善した焼なまし加熱炉用ラジアントチ
ューブを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記のような、本発明の
目的は、ラジアントチューブにおいて高温の燃焼ガス雰
囲気に露出されることによって、高温酸化腐食による厚
さの減少が急速に進むところをＡｌ拡散被覆処理し、燃
焼ガス炎の衝突が生じている裏面にはセラミックス被覆
処理を行うことにより達成する。
目的は、ラジアントチューブにおいて高温の燃焼ガス雰
囲気に露出されることによって、高温酸化腐食による厚
さの減少が急速に進むところをＡｌ拡散被覆処理し、燃
焼ガス炎の衝突が生じている裏面にはセラミックス被覆
処理を行うことにより達成する。
【００１２】
【作用】本発明によると、高温酸化腐食によって厚さの
減少が急速に進む第１直管部、第１曲管部、第２直管部
の表面はＡｌ拡散被覆処理によってアルミナイド層とＡ
ｌ相互拡散層とが設けられ、燃焼ガス炎の衝突が生じる
裏面はＭＣｒＡｌＹ（ただし、式中ＭはＮｉ、Ｆｅまた
はＣｏを表す）の被覆後、該層上にセラミックスが被覆
された曲げ形のラジアントチューブが提供される。
減少が急速に進む第１直管部、第１曲管部、第２直管部
の表面はＡｌ拡散被覆処理によってアルミナイド層とＡ
ｌ相互拡散層とが設けられ、燃焼ガス炎の衝突が生じる
裏面はＭＣｒＡｌＹ（ただし、式中ＭはＮｉ、Ｆｅまた
はＣｏを表す）の被覆後、該層上にセラミックスが被覆
された曲げ形のラジアントチューブが提供される。
【００１３】Ａｌ拡散被覆は、焼結防止剤のＡｌ２ Ｏ
３ 粉末とＡｌまたはＡｌ合金粉末、ＮＨ４ かＮＨ４
Ｆのような活性剤粉末が混ぜられた混合粉末中に、被
処理ラジアントチューブを挿入して不活性、あるいは還
元性の雰囲気ガスを流し込みながら８００〜１１００℃
の温度で、熱処理することによって行われる。
３ 粉末とＡｌまたはＡｌ合金粉末、ＮＨ４ かＮＨ４
Ｆのような活性剤粉末が混ぜられた混合粉末中に、被
処理ラジアントチューブを挿入して不活性、あるいは還
元性の雰囲気ガスを流し込みながら８００〜１１００℃
の温度で、熱処理することによって行われる。
【００１４】図２は、Ａｌ拡散被覆によって設けられた
（Ｎｉ，Ｆｅ）Ａｌからなるアルミナイド層９とＡｌ相
互拡散層１０を示している。
（Ｎｉ，Ｆｅ）Ａｌからなるアルミナイド層９とＡｌ相
互拡散層１０を示している。
【００１５】ここで、アルミナイド層９とＡｌ相互拡散
層１０は、いずれもＡｌ拡散によって形成されているも
のであるが、その微細な組織構造に著しい差があるので
区別しており、アルミナイド層９は塩化セシウム型の結
晶構造であり、Ａｌ相互拡散層１０は体心立方型の結晶
構造で、フェライト層にアルミナイドが微細に析出され
ている状態である。
層１０は、いずれもＡｌ拡散によって形成されているも
のであるが、その微細な組織構造に著しい差があるので
区別しており、アルミナイド層９は塩化セシウム型の結
晶構造であり、Ａｌ相互拡散層１０は体心立方型の結晶
構造で、フェライト層にアルミナイドが微細に析出され
ている状態である。
【００１６】このようなＡｌ拡散被覆層が表面に設けら
れると、該被覆層によって、９００℃以上の高温でも安
定したＡｌ２ Ｏ３ 保護被膜を形成するに必要なＡｌ
が、持速的に供給できるため、高温酸化腐食による厚さ
の減少が低下されるだけでなく、高温腐食によって生じ
たスケールが曲管部を通って、直管部の入り口に積み重
なること（以下、体積スケールという）を防ぐことによ
って、体積スケールによる熱の遮断効果として発生され
る上部への熱集積現象を防止できる。
れると、該被覆層によって、９００℃以上の高温でも安
定したＡｌ２ Ｏ３ 保護被膜を形成するに必要なＡｌ
が、持速的に供給できるため、高温酸化腐食による厚さ
の減少が低下されるだけでなく、高温腐食によって生じ
たスケールが曲管部を通って、直管部の入り口に積み重
なること（以下、体積スケールという）を防ぐことによ
って、体積スケールによる熱の遮断効果として発生され
る上部への熱集積現象を防止できる。
【００１７】一方、Ａｌ拡散被覆は、ラジアントチュー
ブの裏面だけで行うこともできる。また、本発明では上
記のように、金属材料だけとしては限界のある燃焼ガス
炎の衝突によるラジアントチューブの高温酸化腐食によ
る破損を防ぐため、プラズマ溶射セラミックス被覆を利
用した。
ブの裏面だけで行うこともできる。また、本発明では上
記のように、金属材料だけとしては限界のある燃焼ガス
炎の衝突によるラジアントチューブの高温酸化腐食によ
る破損を防ぐため、プラズマ溶射セラミックス被覆を利
用した。
【００１８】プラズマ溶射法によるセラミックス被覆の
技術は、航空機用タービンの燃焼筒に用いられているが
、燃焼筒の裏面にプラズマ溶射被覆法としてセラミック
スの断熱被覆を行うことによってエンジンの性能を大幅
に向上させている（特開昭６３−１１８，０５９、米国
特許ＵＳ６８６，４４９およびＵＳ４，８６１６１８）
。
技術は、航空機用タービンの燃焼筒に用いられているが
、燃焼筒の裏面にプラズマ溶射被覆法としてセラミック
スの断熱被覆を行うことによってエンジンの性能を大幅
に向上させている（特開昭６３−１１８，０５９、米国
特許ＵＳ６８６，４４９およびＵＳ４，８６１６１８）
。
【００１９】しかしながら、タービンの燃焼筒に行われ
ているセラミックスのプラズマ溶射被服は燃焼筒の全面
に亙って行うため、別に問題はないが、本発明に関わる
ラジアントチューブでは、部分的な燃焼ガス炎の衝突部
だけを部分的に被覆する場合、セラミックス被覆層が被
処理剤の表面から突き出されることによって、熱疲労の
負荷を受けると、被覆層の端から急に剥離する問題点を
有している。
ているセラミックスのプラズマ溶射被服は燃焼筒の全面
に亙って行うため、別に問題はないが、本発明に関わる
ラジアントチューブでは、部分的な燃焼ガス炎の衝突部
だけを部分的に被覆する場合、セラミックス被覆層が被
処理剤の表面から突き出されることによって、熱疲労の
負荷を受けると、被覆層の端から急に剥離する問題点を
有している。
【００２０】このような問題点は、図１の燃焼バーナ１
、第１直管部２、第１曲管部３、第２直管部４だけとな
る”Ｕ”字形のラジアントチューブでも生じる。
、第１直管部２、第１曲管部３、第２直管部４だけとな
る”Ｕ”字形のラジアントチューブでも生じる。
【００２１】したがって、本発明では、セラミックス被
覆層と母材の結合力を増大させるために、セラミックス
層を形成する前に、１次的にＭＣｒＡｌＹ被覆層を形成
させて、セラミックス被覆層が該被覆層の端から剥離さ
れることを防ぐために、被覆層の高さをラジアントチュ
ーブの裏面と一致させる。
覆層と母材の結合力を増大させるために、セラミックス
層を形成する前に、１次的にＭＣｒＡｌＹ被覆層を形成
させて、セラミックス被覆層が該被覆層の端から剥離さ
れることを防ぐために、被覆層の高さをラジアントチュ
ーブの裏面と一致させる。
【００２２】これをより詳しく説明すれば、Ａｌ拡散被
覆されたラジアントチューブをプラズマ溶射による被覆
実施によって被覆すべきラジアントチューブの内部をＡ
ｌ粉末の噴射研磨を行い、この場合に研磨の深さはプラ
ズマ溶射被覆層がラジアントチューブの表面から突出さ
れず、被覆層の高さとラジアントチューブ裏面と一致す
るように被覆を行う。
覆されたラジアントチューブをプラズマ溶射による被覆
実施によって被覆すべきラジアントチューブの内部をＡ
ｌ粉末の噴射研磨を行い、この場合に研磨の深さはプラ
ズマ溶射被覆層がラジアントチューブの表面から突出さ
れず、被覆層の高さとラジアントチューブ裏面と一致す
るように被覆を行う。
【００２３】このように、Ａｌ粉末を利用して被覆すべ
き表面部分の前処理をすれば、機械的な結合によって、
被覆層の結合力を増加させるだけでなく、端から始まる
セラミックス被覆層の剥離が防げる。そして、噴射研磨
用のＡｌ粉末はＭＣｒＡｌＹ被覆粉末の粒度が１５０〜
１１０μｍであるものを使う。
き表面部分の前処理をすれば、機械的な結合によって、
被覆層の結合力を増加させるだけでなく、端から始まる
セラミックス被覆層の剥離が防げる。そして、噴射研磨
用のＡｌ粉末はＭＣｒＡｌＹ被覆粉末の粒度が１５０〜
１１０μｍであるものを使う。
【００２４】ＭＣｒＡｌＹ被覆は、１０〜９０μｍ粒度
のＭＣｒＡｌＹ粉末をプラズマ溶射として行い、ＭＣｒ
ＡｌＹ粉末を利用するにあたって、各元素の組成比率の
限定はしない。
のＭＣｒＡｌＹ粉末をプラズマ溶射として行い、ＭＣｒ
ＡｌＹ粉末を利用するにあたって、各元素の組成比率の
限定はしない。
【００２５】セラミックス被覆は、１０−７５μｍの粒
度分布のセラミックス粉末をプラズマ溶射によって実施
し、セラミックス粉末として、安定化剤であるＹ２ Ｏ
３ 、ＭｇＯ、ＣａＯ等によって安定化されたＺｒＯ２
を利用するが、各々安定化剤の組成比率を限定するわ
けではない。
度分布のセラミックス粉末をプラズマ溶射によって実施
し、セラミックス粉末として、安定化剤であるＹ２ Ｏ
３ 、ＭｇＯ、ＣａＯ等によって安定化されたＺｒＯ２
を利用するが、各々安定化剤の組成比率を限定するわ
けではない。
【００２６】図１のように溶接によって曲管部とつなが
る溶接施行部６の近くに燃焼ガス炎の衝突部５が発生す
る場合、プラズマ溶射被覆を行う範囲は、プラズマ溶射
後、曲管部との溶接に支障がないように、図２のように
直管部先端８から始める曲管部との溶接施行部１３は、
プラズマ溶射の時、札をしてから行い、溶接施行部１３
の長さは、１０〜２０ｍｍとするのが望ましい。
る溶接施行部６の近くに燃焼ガス炎の衝突部５が発生す
る場合、プラズマ溶射被覆を行う範囲は、プラズマ溶射
後、曲管部との溶接に支障がないように、図２のように
直管部先端８から始める曲管部との溶接施行部１３は、
プラズマ溶射の時、札をしてから行い、溶接施行部１３
の長さは、１０〜２０ｍｍとするのが望ましい。
【００２７】上記のように、高温酸化腐食によっての厚
さの減少が急速に起こるラジアントチューブの表面をＡ
ｌ拡散被覆処理をすれば、高温の燃焼ガスによる高温酸
化腐食を抑え、腐食スケールによる上部への熱集積減少
が防げる。燃焼ガス炎の衝突が生じる所に対しては、Ａ
ｌ粉末の噴射研磨を行った後、プラズマ溶射によりＭＣ
ｒＡｌＹ被覆とセラミックス被覆を行うことによって、
燃焼ガス炎の衝突が生じてもセラミックス被覆層の断熱
効果によって、ラジアントチューブの温度が低くなるだ
けでなく、熱疲労によるセラミックス被覆層の剥離が抑
えられることによって、ラジアントチューブの甚だしい
高温酸化腐食によって発生される局部的な破損を効果的
に防げる。
さの減少が急速に起こるラジアントチューブの表面をＡ
ｌ拡散被覆処理をすれば、高温の燃焼ガスによる高温酸
化腐食を抑え、腐食スケールによる上部への熱集積減少
が防げる。燃焼ガス炎の衝突が生じる所に対しては、Ａ
ｌ粉末の噴射研磨を行った後、プラズマ溶射によりＭＣ
ｒＡｌＹ被覆とセラミックス被覆を行うことによって、
燃焼ガス炎の衝突が生じてもセラミックス被覆層の断熱
効果によって、ラジアントチューブの温度が低くなるだ
けでなく、熱疲労によるセラミックス被覆層の剥離が抑
えられることによって、ラジアントチューブの甚だしい
高温酸化腐食によって発生される局部的な破損を効果的
に防げる。
【００２８】ここで、ＭＣｒＡｌＹ被覆層の厚さは１０
〜１００μｍとし、セラミックス層は５０〜２５０の厚
さで被覆するのが望ましい。
〜１００μｍとし、セラミックス層は５０〜２５０の厚
さで被覆するのが望ましい。
【００２９】本発明の一つの例である”Ｗ”字形の焼な
まし加熱炉用ラジアントチューブを製作する場合、図１
に示したように第１直管部２、第１曲管部３、第２直管
部４と第２曲管部７を溶接によって、溶接部６を施行す
る前に図２のように高温酸化腐食によって厚さの減少が
急に進むラジアントチューブの第１直管部２、第１直管
部３、第１曲管部３、第２直管部４の両表面、あるいは
裏面にアルミナイド層９とＡｌ相互拡散層１０を形成さ
せて、燃焼ガス炎の衝突が生じる裏面５にＭＣｒＡｌＹ
被覆層１１およびセラミックス被覆層１２を形成させる
ようになる。
まし加熱炉用ラジアントチューブを製作する場合、図１
に示したように第１直管部２、第１曲管部３、第２直管
部４と第２曲管部７を溶接によって、溶接部６を施行す
る前に図２のように高温酸化腐食によって厚さの減少が
急に進むラジアントチューブの第１直管部２、第１直管
部３、第１曲管部３、第２直管部４の両表面、あるいは
裏面にアルミナイド層９とＡｌ相互拡散層１０を形成さ
せて、燃焼ガス炎の衝突が生じる裏面５にＭＣｒＡｌＹ
被覆層１１およびセラミックス被覆層１２を形成させる
ようになる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例によって、より詳しく
説明する。
説明する。
【００３１】実施例１次の表１の構成成分からなる被処
理金属材料を、厚さ４ｍｍ×横５０ｍｍ×縦５０ｍｍの
寸法として試験片を作製した。
理金属材料を、厚さ４ｍｍ×横５０ｍｍ×縦５０ｍｍの
寸法として試験片を作製した。
【００３２】
【表１】
【００３３】（１）Ａｌ拡散被覆処理Ａｌ拡散被覆用の
混合粉末は、３％ＮＨ４ Ｃｌ、５％Ａｌ粉末、９２％
Ａｌ２ Ｏ３ 粉末を混合して使用し、拡散熱処理はＡ
ｒガス雰囲気の炉内で９００℃で１０時間保持しながら
行った。
混合粉末は、３％ＮＨ４ Ｃｌ、５％Ａｌ粉末、９２％
Ａｌ２ Ｏ３ 粉末を混合して使用し、拡散熱処理はＡ
ｒガス雰囲気の炉内で９００℃で１０時間保持しながら
行った。
【００３４】（２）Ａｌ粉末噴射研磨処理上記のような
Ａｌ拡散被覆処理された試験片に対して、一部は、プラ
ズマ溶射処理の前にＡｌ２ Ｏ３ 粉末噴射研磨処理を
行ったが、プラズマ被覆層がラジアントチューブの表面
から突出されないように被処理試験片の両面を横４５ｍ
ｍ×縦４５ｍｍの面積の程、１２０μｍの深さまで、Ａ
ｌ粉末で噴射研磨処理した。
Ａｌ拡散被覆処理された試験片に対して、一部は、プラ
ズマ溶射処理の前にＡｌ２ Ｏ３ 粉末噴射研磨処理を
行ったが、プラズマ被覆層がラジアントチューブの表面
から突出されないように被処理試験片の両面を横４５ｍ
ｍ×縦４５ｍｍの面積の程、１２０μｍの深さまで、Ａ
ｌ粉末で噴射研磨処理した。
【００３５】Ａｌ２ Ｏ３ 粉末の噴射研磨条件Ａｌ２
Ｏ３ 粉末の粒度：５００μｍ、空気の圧力：５〜１
０ｋｇ／ｃｍ２、 表面照度：Ｒｍａｘ６０。
Ｏ３ 粉末の粒度：５００μｍ、空気の圧力：５〜１
０ｋｇ／ｃｍ２、 表面照度：Ｒｍａｘ６０。
【００３６】（３）プラズマ溶射被覆処理上記のＡｌ２
Ｏ３ 粉末の噴射研磨処理の後、次のような条件とし
て、プラズマ溶射の被覆処理を行った。そして、プラズ
マ溶射の時、Ａｌ２ Ｏ３ 粉末で噴射研磨された部分
だけが、被覆されるように補助の札を使用した。
Ｏ３ 粉末の噴射研磨処理の後、次のような条件とし
て、プラズマ溶射の被覆処理を行った。そして、プラズ
マ溶射の時、Ａｌ２ Ｏ３ 粉末で噴射研磨された部分
だけが、被覆されるように補助の札を使用した。
【００３７】プラズマ溶射の条件
プラズマガス：１次ガス Ａｒ，３５−４７ＳＬＰＭ
（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｌｉｔｅｒ／Ｍｉｎｕｔｅ） ，
５ｋｇ／ｃｍ２、粉末ガス：Ａｒ，２．３−２．６ＳＬ
ＰＭ，５ｋｇ／ｃｍ２供給速度 １０％ｒｐｍ、 溶射距離：１００−１２５ｍｍ、 余熱：５０−８０℃、 被覆の厚さ：１次被覆 ２０μｍ，２次被覆 １０
０μｍ、溶射材料：溶射材料は表２に示した３種類を使
った。
（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｌｉｔｅｒ／Ｍｉｎｕｔｅ） ，
５ｋｇ／ｃｍ２、粉末ガス：Ａｒ，２．３−２．６ＳＬ
ＰＭ，５ｋｇ／ｃｍ２供給速度 １０％ｒｐｍ、 溶射距離：１００−１２５ｍｍ、 余熱：５０−８０℃、 被覆の厚さ：１次被覆 ２０μｍ，２次被覆 １０
０μｍ、溶射材料：溶射材料は表２に示した３種類を使
った。
【００３８】
【表２】
【００３９】実施例２Ａｌ拡散被覆処理しただけのもの
およびＡｌ拡散被覆後、それにプラズマ溶射被覆された
ものに対しての高温耐食性の試験を行った。
およびＡｌ拡散被覆後、それにプラズマ溶射被覆された
ものに対しての高温耐食性の試験を行った。
【００４０】（１）Ａｌ拡散被覆処理したものの高温耐
食性試験未被覆の試験片と被覆の試験片をＣＯＧ（Ｃｏ
ｋｅｓ Ｏｖｅｎ Ｇａｓ）と空気の比率が１：１．１
の燃焼排ガス組成の雰囲気の中で、１１００℃温度で４
５分間保持した後、室温で１５分間保持することを繰り
返して、実験を８５０回実施した後、試験前後の重量の
変化から高温耐食性を評価した。その結果を表３に示し
た。
食性試験未被覆の試験片と被覆の試験片をＣＯＧ（Ｃｏ
ｋｅｓ Ｏｖｅｎ Ｇａｓ）と空気の比率が１：１．１
の燃焼排ガス組成の雰囲気の中で、１１００℃温度で４
５分間保持した後、室温で１５分間保持することを繰り
返して、実験を８５０回実施した後、試験前後の重量の
変化から高温耐食性を評価した。その結果を表３に示し
た。
【００４１】
【表３】
【００４２】表３からＡｌ拡散被覆のものの高温耐食性
が優れたことが分かるし、耐熱材料だけでは、防止しに
くい燃焼ガスによる高温酸化腐食を効果的に防げること
が分かる。
が優れたことが分かるし、耐熱材料だけでは、防止しに
くい燃焼ガスによる高温酸化腐食を効果的に防げること
が分かる。
【００４３】（２）Ａｌ拡散被覆後、プラズマ溶射被覆
したものの高温耐食性試験 ＣＯＧと空気の比率を１：１．１として設けられた燃焼
ガス炎が、被覆された試験片表面と被覆されていない試
験片の表面に５００時間かけて垂直に衝突するように保
持した後、試験前後の重量の変化から高温耐食性を評価
した。結果を表４に示す。
したものの高温耐食性試験 ＣＯＧと空気の比率を１：１．１として設けられた燃焼
ガス炎が、被覆された試験片表面と被覆されていない試
験片の表面に５００時間かけて垂直に衝突するように保
持した後、試験前後の重量の変化から高温耐食性を評価
した。結果を表４に示す。
【００４４】
【表４】
【００４５】表４からＡｌ拡散被覆処理されたものに、
被覆の厚さのため、Ａｌ２ Ｏ３ 粉末の噴射研磨を行
った後、プラズマ溶射処理されたものは燃焼炎の衝突の
とき、受けた熱衝撃によって剥離されないことによって
高温酸化腐食を効果的に防ぐことが分かる。
被覆の厚さのため、Ａｌ２ Ｏ３ 粉末の噴射研磨を行
った後、プラズマ溶射処理されたものは燃焼炎の衝突の
とき、受けた熱衝撃によって剥離されないことによって
高温酸化腐食を効果的に防ぐことが分かる。
【００４６】
【発明の効果】上述したように、本発明法によって製造
した焼なまし加熱炉用ラジアントチューブは、表面をＡ
ｌ拡散被覆処理することによって高温酸化腐食を抑える
と共に、腐食堆積物の生成を防いで、熱集積現象が防止
できる。
した焼なまし加熱炉用ラジアントチューブは、表面をＡ
ｌ拡散被覆処理することによって高温酸化腐食を抑える
と共に、腐食堆積物の生成を防いで、熱集積現象が防止
できる。
【００４７】そして、プラズマ溶射被覆の前に行うＡｌ
２ Ｏ３ 粉末の噴射研磨のとき、プラズマ被覆層がラ
ジアントチューブの裏面から突出されず、裏面の高さと
一致するように、噴射研磨の深さの調節で、熱衝撃によ
るプラズマ溶射被覆の剥離が防げる。
２ Ｏ３ 粉末の噴射研磨のとき、プラズマ被覆層がラ
ジアントチューブの裏面から突出されず、裏面の高さと
一致するように、噴射研磨の深さの調節で、熱衝撃によ
るプラズマ溶射被覆の剥離が防げる。
【００４８】このような、プラズマ溶射法によって部分
的なＭＣｒＡｌＹおよびセラミックス被覆を採用して、
燃焼炎の衝突によって生じる局部的な破損を防止するこ
とによってラジアントチューブの寿命が向上される。
的なＭＣｒＡｌＹおよびセラミックス被覆を採用して、
燃焼炎の衝突によって生じる局部的な破損を防止するこ
とによってラジアントチューブの寿命が向上される。
【００４９】一方、ラジアントチューブ用の合金開発と
しては防げない燃焼ガス炎の衝突で、局部的なラジアン
トチューブの破損を部分的なプラズマ溶射被覆によって
効果的に防げるため、経済的に高温腐食性の優れたラジ
アントチューブが製造できる。
しては防げない燃焼ガス炎の衝突で、局部的なラジアン
トチューブの破損を部分的なプラズマ溶射被覆によって
効果的に防げるため、経済的に高温腐食性の優れたラジ
アントチューブが製造できる。
【００５０】そして、本発明は、被金属材料の組成と化
学成分に影響されず、優れた耐食性の効果がある発明で
ある。
学成分に影響されず、優れた耐食性の効果がある発明で
ある。
【図１】 図１は、Ｗ字形のラジアントチューブを示
した概略図である。
した概略図である。
【図２】 図２は、図１中のＡ−Ａ´線の断面拡大図
で、第２直管部の燃焼ガス炎の衝突が生じるチューブの
部分を示す。
で、第２直管部の燃焼ガス炎の衝突が生じるチューブの
部分を示す。
１…燃焼ガスバーナ、 ２…第１直
管部、３…第１曲管部、
４…第２直管部、５…燃焼ガス炎の衝突部、
９…アルミナイド層、１０…Ａｌ相互拡散層、
１１…ＭＣｒＡｌＹ被覆層、 １２…セラミックス被覆層。
管部、３…第１曲管部、
４…第２直管部、５…燃焼ガス炎の衝突部、
９…アルミナイド層、１０…Ａｌ相互拡散層、
１１…ＭＣｒＡｌＹ被覆層、 １２…セラミックス被覆層。
Claims (4)
- 【請求項１】 高温酸化腐食雰囲気に接している表ま
たは裏面にはアルミニウム拡散被覆処理によって、アル
ミナイド層とアルミニウム拡散層とが設けられ、燃焼ガ
ス炎の衝突が発生する裏面には１次的にＭＣｒＡｌＹ（
ただし、式中ＭはＮｉ、ＦｅまたはＣｏを表す）被覆層
がプラズマ溶射によって被覆され、該層上に２次的にセ
ラミック被覆層がプラズマ溶射被覆されたことを特徴と
する焼なまし加熱炉用ラジアントチューブ。 - 【請求項２】 アルミナイド層が（Ｎｉ，Ｆｅ）Ａｌ
からなることを特徴とする請求項１に記載の焼なまし加
熱炉用ラジアントチューブ。 - 【請求項３】 ＭＣｒＡｌＹ（ただし、式中ＭはＮｉ
、ＦｅまたはＣｏを表す）被覆層の厚さが、１０〜１０
０μｍあり、セラミックの被覆層の厚さが、５０〜２５
０μｍあることを特徴とする請求項１に記載の焼なまし
加熱炉用ラジアントチューブ。 - 【請求項４】 ラジアントチューブが、Ｕ字形または
Ｗ字形であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の焼なまし加熱炉用ラジアントチューブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1990-22644 | 1990-12-31 | ||
| KR1019900022644A KR930002869B1 (ko) | 1990-12-31 | 1990-12-31 | 소둔가열로용 방열튜브 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354822A true JPH04354822A (ja) | 1992-12-09 |
| JPH07807B2 JPH07807B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=19309117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3344642A Expired - Lifetime JPH07807B2 (ja) | 1990-12-31 | 1991-12-26 | 焼なまし加熱炉用ラジアントチューブ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5409748A (ja) |
| JP (1) | JPH07807B2 (ja) |
| KR (1) | KR930002869B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004332113A (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | General Electric Co <Ge> | 遮熱コーティングの施工又は補修法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0826076B1 (en) * | 1995-04-27 | 1999-07-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Metal component with a high-temperature protection coating system and a method of coating the component |
| US6585864B1 (en) | 2000-06-08 | 2003-07-01 | Surface Engineered Products Corporation | Coating system for high temperature stainless steel |
| KR20020064042A (ko) * | 2001-01-31 | 2002-08-07 | 한국수력원자력 주식회사 | 원전 부식환경 감시를 위한 기준전극 |
| ES2708984A1 (es) * | 2017-09-22 | 2019-04-12 | Haldor Topsoe As | Quemador para un reactor catalítico con revestimiento de slurry con alta resistencia a la desintegración en polvo métalico |
| KR102476206B1 (ko) * | 2021-03-18 | 2022-12-13 | 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 | 배수관을 부설한 커프를 가지는 타이어 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3762884A (en) * | 1971-10-18 | 1973-10-02 | Nasa | Nickel aluminide coated low alloy stainless steel |
| US3928026A (en) * | 1974-05-13 | 1975-12-23 | United Technologies Corp | High temperature nicocraly coatings |
| US4055705A (en) * | 1976-05-14 | 1977-10-25 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Thermal barrier coating system |
| US4335190A (en) * | 1981-01-28 | 1982-06-15 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Thermal barrier coating system having improved adhesion |
| US4535033A (en) * | 1983-08-16 | 1985-08-13 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Thermal barrier coating system |
| US4861618A (en) * | 1986-10-30 | 1989-08-29 | United Technologies Corporation | Thermal barrier coating system |
| SE459524B (sv) * | 1987-12-04 | 1989-07-10 | Kanthal Ab | Vaermestraalningsroer |
| US4933239A (en) * | 1989-03-06 | 1990-06-12 | United Technologies Corporation | Aluminide coating for superalloys |
-
1990
- 1990-12-31 KR KR1019900022644A patent/KR930002869B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3344642A patent/JPH07807B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-27 US US07/815,078 patent/US5409748A/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2004332113A (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | General Electric Co <Ge> | 遮熱コーティングの施工又は補修法 |
| JP4651970B2 (ja) * | 2003-04-30 | 2011-03-16 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 遮熱コーティングの施工又は補修法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930002869B1 (ko) | 1993-04-12 |
| US5409748A (en) | 1995-04-25 |
| KR920012509A (ko) | 1992-07-27 |
| JPH07807B2 (ja) | 1995-01-11 |
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