JPH0517841A - Ｖ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼環境において耐食性 を有する合金および複層鋼管 - Google Patents
Ｖ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼環境において耐食性 を有する合金および複層鋼管Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 、Ｎ
ａＣｌ等が存在する高温燃焼環境において、高耐腐食性
を有する合金と耐水蒸気酸化性を有する合金および該合
金からなる複層鋼管を低コストで提供することにある。 【構成】重量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．０
２〜０．５％、Ｍｎ：０．０２〜０．５％、Ｃｒ：１５
〜３５％、Ｍｏ：０．５〜４％、Ｃｏ：４０超〜６０
％、Ｆｅ：５〜１５％、Ｗ：０．５〜５％、Ｃａ：０．
０００３〜０．００５％、残りが、下限を４％とするＮ
ｉおよび不可避不純物からなり、かつ、Ｃｒ（％）＋
０．５Ｎｉ（％）＋３Ｍｏ（％）が３０（％）以上であ
ることを特徴とするＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼
環境において耐食性を有する合金。
ａＣｌ等が存在する高温燃焼環境において、高耐腐食性
を有する合金と耐水蒸気酸化性を有する合金および該合
金からなる複層鋼管を低コストで提供することにある。 【構成】重量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．０
２〜０．５％、Ｍｎ：０．０２〜０．５％、Ｃｒ：１５
〜３５％、Ｍｏ：０．５〜４％、Ｃｏ：４０超〜６０
％、Ｆｅ：５〜１５％、Ｗ：０．５〜５％、Ｃａ：０．
０００３〜０．００５％、残りが、下限を４％とするＮ
ｉおよび不可避不純物からなり、かつ、Ｃｒ（％）＋
０．５Ｎｉ（％）＋３Ｍｏ（％）が３０（％）以上であ
ることを特徴とするＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼
環境において耐食性を有する合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｖ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの
存在する原油、重油、タール、石炭等を燃焼するボイラ
ー等の環境およびごみ焼却環境で使用される鋼管用合金
に係り、さらに上記環境中で形成されるＶ2 Ｏ5 、Ｎａ
2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等の存在下で高い耐ホットコロージ
ョン（Ｈｏｔ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）性、耐ホットエロ
ージョン（Ｈｏｔ Ｅｒｏｓｉｏｎ）性を有する複層鋼
管に関するものである。
存在する原油、重油、タール、石炭等を燃焼するボイラ
ー等の環境およびごみ焼却環境で使用される鋼管用合金
に係り、さらに上記環境中で形成されるＶ2 Ｏ5 、Ｎａ
2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等の存在下で高い耐ホットコロージ
ョン（Ｈｏｔ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）性、耐ホットエロ
ージョン（Ｈｏｔ Ｅｒｏｓｉｏｎ）性を有する複層鋼
管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原油、重油等を燃料とするボイラー等の
燃焼装置において、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 が形成さ
れ、かつ酸化スケール中にこれらの酸化物等が付着−堆
積して低融点化合物を形成し、いわゆるバナジウムアタ
ックと称される局部腐食状の酸化を発生することはよく
知られている。また、これらの腐食に対してＣｒ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ等の合金が一定の耐食性を有することは、技術
文献（例えば鉄と鋼、第６７巻、第９９６頁）で公知で
ある。
燃焼装置において、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 が形成さ
れ、かつ酸化スケール中にこれらの酸化物等が付着−堆
積して低融点化合物を形成し、いわゆるバナジウムアタ
ックと称される局部腐食状の酸化を発生することはよく
知られている。また、これらの腐食に対してＣｒ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ等の合金が一定の耐食性を有することは、技術
文献（例えば鉄と鋼、第６７巻、第９９６頁）で公知で
ある。
【０００３】二重管を製造する方法としても多数のプロ
セスが公知である。例えば炭素鋼、低合金鋼に合金合せ
材を溶接等により仮接着し、さらに熱間圧延により所謂
クラッド鋼板を製造し、クラッド鋼板をサブマージドア
ーク溶接等を用いて溶接複層鋼管とする方法がある。ま
た最終製品に直接金属被覆することにより、複層鋼管を
製造する方法も知られている。例えば特開昭６１−２２
３１０６号公報には熱間静水圧プレス法を用いて高合金
粉末を金属素材に固着せしめて複層鋼管の最終製品を直
接製造する方法が開示されている。
セスが公知である。例えば炭素鋼、低合金鋼に合金合せ
材を溶接等により仮接着し、さらに熱間圧延により所謂
クラッド鋼板を製造し、クラッド鋼板をサブマージドア
ーク溶接等を用いて溶接複層鋼管とする方法がある。ま
た最終製品に直接金属被覆することにより、複層鋼管を
製造する方法も知られている。例えば特開昭６１−２２
３１０６号公報には熱間静水圧プレス法を用いて高合金
粉末を金属素材に固着せしめて複層鋼管の最終製品を直
接製造する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】火力発電等の化石燃料
またはごみ類を燃焼せしめてエネルギー源とする設備に
おいて、その燃料がタール、石炭、重油等またはプラス
チックの混入するごみ類である場合、それらの燃料等の
燃焼生成物には多量のＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌを含有する場
合が多く、発電設備または燃焼設備の炉壁管、蒸気過熱
器管等の表面にはＶ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等
を含有する低融点化合物が形成され、その結果管表面に
形成されたスケールが溶融して腐食（ホットコロージョ
ン）を発生し、長期間の使用中には炉壁管、蒸気過熱器
管等を破壊するに至る。
またはごみ類を燃焼せしめてエネルギー源とする設備に
おいて、その燃料がタール、石炭、重油等またはプラス
チックの混入するごみ類である場合、それらの燃料等の
燃焼生成物には多量のＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌを含有する場
合が多く、発電設備または燃焼設備の炉壁管、蒸気過熱
器管等の表面にはＶ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等
を含有する低融点化合物が形成され、その結果管表面に
形成されたスケールが溶融して腐食（ホットコロージョ
ン）を発生し、長期間の使用中には炉壁管、蒸気過熱器
管等を破壊するに至る。
【０００５】さらに、石炭専燃ボイラーまたは流動床炉
形式のごみ焼却／発電設備の場合、燃焼灰、流動砂によ
るホットエロージョンが炉壁管、蒸気過熱器管等の表面
に発生し、ホットコロージョンを加速する。本発明の目
的は、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等が存在する
高温燃焼環境において、高耐腐食性を有する合金と耐水
蒸気酸化性を有する合金および該合金からなる複層鋼管
を低コストで提供することにある。
形式のごみ焼却／発電設備の場合、燃焼灰、流動砂によ
るホットエロージョンが炉壁管、蒸気過熱器管等の表面
に発生し、ホットコロージョンを加速する。本発明の目
的は、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等が存在する
高温燃焼環境において、高耐腐食性を有する合金と耐水
蒸気酸化性を有する合金および該合金からなる複層鋼管
を低コストで提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等の研究結果で
は、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等が合金の表面
に形成された酸化スケール中に混入する環境における耐
食性はＣｒ含有量のみでなく、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｏ
との組み合わせに依存することが判った。一般にＯ2 含
有量の高い高温酸化環境においてはＣｒ含有量の高い合
金が耐食性が高い。しかし、通常原油、重油、タール、
石炭等を燃料とする発電設備およびごみ焼却／発電設備
では、ＮＯｘ低減対策のために、燃焼環境におけるＯ2
含有量を低減している。このため当該環境においては高
Ｃｒ含有量合金が必ずしも耐食性を有しないことが判っ
た。
は、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等が合金の表面
に形成された酸化スケール中に混入する環境における耐
食性はＣｒ含有量のみでなく、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｏ
との組み合わせに依存することが判った。一般にＯ2 含
有量の高い高温酸化環境においてはＣｒ含有量の高い合
金が耐食性が高い。しかし、通常原油、重油、タール、
石炭等を燃料とする発電設備およびごみ焼却／発電設備
では、ＮＯｘ低減対策のために、燃焼環境におけるＯ2
含有量を低減している。このため当該環境においては高
Ｃｒ含有量合金が必ずしも耐食性を有しないことが判っ
た。
【０００７】Ｖ2 Ｏ5 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌ等がス
ケール中に形成される環境においては、合金表面に形成
されるスケール内で低融点化合物（例えば、Ｎａ2 Ｏ・
Ｖ2 Ｏ5 等の共晶化合物）を生成する。その結果、合金
表面のスケールが局所的に溶融して保護性スケールが消
失するために腐食速度が異常に大きくなる。さらに、上
述したように流動砂、石炭灰等によるホットエロージョ
ンが腐食速度を増加させる。
ケール中に形成される環境においては、合金表面に形成
されるスケール内で低融点化合物（例えば、Ｎａ2 Ｏ・
Ｖ2 Ｏ5 等の共晶化合物）を生成する。その結果、合金
表面のスケールが局所的に溶融して保護性スケールが消
失するために腐食速度が異常に大きくなる。さらに、上
述したように流動砂、石炭灰等によるホットエロージョ
ンが腐食速度を増加させる。
【０００８】本発明者らの研究によると、局所的なスケ
ールの溶融は最初にスケール内に形成されるＮａ2 Ｏ・
Ｖ2 Ｏ5 等の低融点化合物の融液の中に合金のスケール
（例えばＦｅ2 Ｏ3 ）が溶解することにより発生するこ
とがわかった。このため上記融液に溶融し難いスケール
組成にすることが当該環境における使用合金の耐食性を
高めるために有効である。換言すればそのような組成の
スケールを形成する合金成分を設定することが必要であ
る。
ールの溶融は最初にスケール内に形成されるＮａ2 Ｏ・
Ｖ2 Ｏ5 等の低融点化合物の融液の中に合金のスケール
（例えばＦｅ2 Ｏ3 ）が溶解することにより発生するこ
とがわかった。このため上記融液に溶融し難いスケール
組成にすることが当該環境における使用合金の耐食性を
高めるために有効である。換言すればそのような組成の
スケールを形成する合金成分を設定することが必要であ
る。
【０００９】また、本発明の鋼管は４００〜７００℃の
温度範囲で使用される。この温度域は種々の析出物が生
成する温度であるが、炭化物は低融点化合物を生成する
ために、特に連続した炭化物の析出（例えば、粒界の連
続した炭化物析出）は腐食量を増加させる。このため、
外管材のＣ含有量を低減する必要がある。また、耐ホッ
トエロージョン性を付与するためには、マトリックスの
強化とともに巨大析出物の形成を抑制することが必要で
ある。粒界、粒内を問わず、析出する金属間化合物、炭
窒化物が成長すると、耐ホットエロージョン性を劣化せ
しめる。従って、これらの析出物を形成するかまたは助
長する合金成分を低減することが必要であり、後述する
ように析出の抑制と高温強度の付与の両者を満足する合
金設計が必要である。
温度範囲で使用される。この温度域は種々の析出物が生
成する温度であるが、炭化物は低融点化合物を生成する
ために、特に連続した炭化物の析出（例えば、粒界の連
続した炭化物析出）は腐食量を増加させる。このため、
外管材のＣ含有量を低減する必要がある。また、耐ホッ
トエロージョン性を付与するためには、マトリックスの
強化とともに巨大析出物の形成を抑制することが必要で
ある。粒界、粒内を問わず、析出する金属間化合物、炭
窒化物が成長すると、耐ホットエロージョン性を劣化せ
しめる。従って、これらの析出物を形成するかまたは助
長する合金成分を低減することが必要であり、後述する
ように析出の抑制と高温強度の付与の両者を満足する合
金設計が必要である。
【００１０】また、以上に述べた燃焼環境にはＮａＣｌ
が存在する。このため設備が定期整備または一時的な休
止状態にある場合に、露点に達した環境中の水蒸気が凝
結し、その中にＮａＣｌが溶解することによって、高Ｎ
ａＣｌ濃度の溶液環境が形成される。さらに、凝結水が
スケールの割れ目に侵入することによりスケール下面に
隙間腐食が形成され、高温での使用時と同様に鋼管の破
壊事故を発生させるため、この対策が必要である。
が存在する。このため設備が定期整備または一時的な休
止状態にある場合に、露点に達した環境中の水蒸気が凝
結し、その中にＮａＣｌが溶解することによって、高Ｎ
ａＣｌ濃度の溶液環境が形成される。さらに、凝結水が
スケールの割れ目に侵入することによりスケール下面に
隙間腐食が形成され、高温での使用時と同様に鋼管の破
壊事故を発生させるため、この対策が必要である。
【００１１】一方、本発明の複層鋼管の場合、管内面の
環境は通常、水蒸気である。このため、複層鋼管の内管
材は水蒸気環境において耐酸化性を有するものであるこ
とが必要である。通常、火力発電設備の過熱器管等には
ＪＩＳ Ｇ３４６２に規定されるＣｒ：０．５〜１０％
を含有するＳＴＢＡ２０、ＳＴＢＡ２６等の合金鋼管、
ＪＩＳＧ３４６３に規定されるＣｒ：１８％、Ｎｉ：９
〜１４％を含有するオーステナイト鋼、ＳＵＳ３０４Ｔ
Ｂ、３２１ＴＢ、３１６ＴＢ、３４７ＴＢ等が使用され
ている。本発明の場合も、内管材にはこれらのボイラー
用鋼管として規定された合金を使用する。
環境は通常、水蒸気である。このため、複層鋼管の内管
材は水蒸気環境において耐酸化性を有するものであるこ
とが必要である。通常、火力発電設備の過熱器管等には
ＪＩＳ Ｇ３４６２に規定されるＣｒ：０．５〜１０％
を含有するＳＴＢＡ２０、ＳＴＢＡ２６等の合金鋼管、
ＪＩＳＧ３４６３に規定されるＣｒ：１８％、Ｎｉ：９
〜１４％を含有するオーステナイト鋼、ＳＵＳ３０４Ｔ
Ｂ、３２１ＴＢ、３１６ＴＢ、３４７ＴＢ等が使用され
ている。本発明の場合も、内管材にはこれらのボイラー
用鋼管として規定された合金を使用する。
【００１２】以上の知見に基づいて構成された本発明の
要旨は以下の通りである。１ 重量％で、Ｃ：０．０５
％以下、Ｓｉ：０．０２〜０．５％、Ｍｎ：０．０２〜
０．５％、Ｃｒ：１５〜３５％、Ｍｏ：０．５〜４％、
Ｃｏ：４０超〜６０％、Ｆｅ：５〜１５％、Ｗ：０．５
〜５％、Ｃａ：０．０００３〜０．００５％、残りが下
限を４％とするＮｉおよび不可避不純物からなり、かつ
Ｃｒ（％）＋０．５Ｎｉ（％）＋３Ｍｏ（％）が３０
（％）以上であることを特徴とするＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌ
の存在する燃焼環境において耐食性を有する合金。
要旨は以下の通りである。１ 重量％で、Ｃ：０．０５
％以下、Ｓｉ：０．０２〜０．５％、Ｍｎ：０．０２〜
０．５％、Ｃｒ：１５〜３５％、Ｍｏ：０．５〜４％、
Ｃｏ：４０超〜６０％、Ｆｅ：５〜１５％、Ｗ：０．５
〜５％、Ｃａ：０．０００３〜０．００５％、残りが下
限を４％とするＮｉおよび不可避不純物からなり、かつ
Ｃｒ（％）＋０．５Ｎｉ（％）＋３Ｍｏ（％）が３０
（％）以上であることを特徴とするＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌ
の存在する燃焼環境において耐食性を有する合金。
【００１３】２ Ｃｒを含有するボイラー用鋼管を内管
とし、前項１に記載の合金を外管としたことを特徴とす
るＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼環境において耐食
性を有する複層鋼管。以下に本発明を詳細に説明する。
とし、前項１に記載の合金を外管としたことを特徴とす
るＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼環境において耐食
性を有する複層鋼管。以下に本発明を詳細に説明する。
【００１４】
【作用】図１、図２および図３は外管材の使用環境をシ
ミュレートした試験環境における腐食試験結果を示す。 試験条件は、（Ａ）：〔３０％Ｖ2 Ｏ5 ＋３０％Ｎａ2
ＳＯ4 ＋２０％ＮａＣｌ＋２０％Ｆｅ2 Ｏ3 〕、
（Ｂ）：〔３０％ＮａＣｌ＋２０％Ｎａ2 ＳＯ4 ＋５０
％ＦｅＣｌ2 〕の、それぞれシミュレート低融点スケー
ルを表面に１ｍｍ厚乗せた試験片を７００℃で２４ｈｒ
大気中で保持する。これらの試験により、低融点スケー
ルによる異常腐食に対する耐食性を評価することができ
る。
ミュレートした試験環境における腐食試験結果を示す。 試験条件は、（Ａ）：〔３０％Ｖ2 Ｏ5 ＋３０％Ｎａ2
ＳＯ4 ＋２０％ＮａＣｌ＋２０％Ｆｅ2 Ｏ3 〕、
（Ｂ）：〔３０％ＮａＣｌ＋２０％Ｎａ2 ＳＯ4 ＋５０
％ＦｅＣｌ2 〕の、それぞれシミュレート低融点スケー
ルを表面に１ｍｍ厚乗せた試験片を７００℃で２４ｈｒ
大気中で保持する。これらの試験により、低融点スケー
ルによる異常腐食に対する耐食性を評価することができ
る。
【００１５】さらに、（Ｃ）：〔８０℃、大気開放、２
０％ＮａＣｌ＋０．１％ＦｅＣｌ3 〕溶液に重ね合わせ
た試験片を２００ｈｒ浸漬する。本試験により凝結水に
よるスケール下面に形成される隙間腐食に対する耐食性
を評価することができる。図１は環境（Ａ）における腐
食深さにおよぼすＣｒの影響を示す。Ｃｒ含有量は１５
〜３５％の間が最適成分範囲である。
０％ＮａＣｌ＋０．１％ＦｅＣｌ3 〕溶液に重ね合わせ
た試験片を２００ｈｒ浸漬する。本試験により凝結水に
よるスケール下面に形成される隙間腐食に対する耐食性
を評価することができる。図１は環境（Ａ）における腐
食深さにおよぼすＣｒの影響を示す。Ｃｒ含有量は１５
〜３５％の間が最適成分範囲である。
【００１６】図２は環境（Ｂ）における腐食深さにおよ
ぼすＣｏの影響を示す。この環境で耐食性を確保するた
めにはＣｏ含有量は４０％超とすることが必要である。
図３は環境（Ｃ）における耐隙間腐食性におよぼすＣ
ｒ、Ｎｉ、Ｍｏ含有量の影響を示す。耐隙間腐食性を保
有するためにはＣｒ＋０．５Ｎｉ＋３Ｍｏが３０％以上
であることが必要である。
ぼすＣｏの影響を示す。この環境で耐食性を確保するた
めにはＣｏ含有量は４０％超とすることが必要である。
図３は環境（Ｃ）における耐隙間腐食性におよぼすＣ
ｒ、Ｎｉ、Ｍｏ含有量の影響を示す。耐隙間腐食性を保
有するためにはＣｒ＋０．５Ｎｉ＋３Ｍｏが３０％以上
であることが必要である。
【００１７】次に外管材として用いる耐食合金の成分限
定理由を以下に示す。 Ｃ：炭化物が低融点スケールによる異常腐食の起点にな
る。特に粒界への連続した炭化物の析出を抑制すること
が必要である。Ｃ含有量は０．０５％を上限として製造
時に低減する。
定理由を以下に示す。 Ｃ：炭化物が低融点スケールによる異常腐食の起点にな
る。特に粒界への連続した炭化物の析出を抑制すること
が必要である。Ｃ含有量は０．０５％を上限として製造
時に低減する。
【００１８】Ｓｉ：Ｓｉは耐酸化性を向上させる成分と
して添加されることが多い。しかし、本発明においては
Ｓｉが合金中のＣの活量を大にし、その結果炭化物の析
出を増加させるので、添加量を低減する。一方、Ｓｉは
脱酸材として添加することが合金溶製時に必要である。
０．０２％未満では脱酸効果が低く、０．５％超では脱
酸効果が飽和するので、添加量は０．０２％以上、０．
５％以下とした。
して添加されることが多い。しかし、本発明においては
Ｓｉが合金中のＣの活量を大にし、その結果炭化物の析
出を増加させるので、添加量を低減する。一方、Ｓｉは
脱酸材として添加することが合金溶製時に必要である。
０．０２％未満では脱酸効果が低く、０．５％超では脱
酸効果が飽和するので、添加量は０．０２％以上、０．
５％以下とした。
【００１９】Ｍｎ：Ｓｉと同様に脱酸材として添加する
ことが合金溶製時に必要である。０．０２％未満では脱
酸効果が低く、０．５％超では脱酸効果が飽和するの
で、添加量は０．０２％以上、０．５％以下とした。 Ｃｒ：低融点スケール形成による異常腐食を抑制する耐
食酸化膜を形成する主要元素の一つである。しかし、Ｃ
ｒはフェライト形成元素であり、合金製造時にＤｅｌｔ
ａ−フエライトを形成し、かつ強力な炭化物形成元素で
ある。Ｄｅｌｔａ−フェライトは炭化物とともに異常腐
食の原因となる。このため、過剰な添加はかえって耐食
性を劣化する。図１に示すようにＣｒの含有量は１５〜
３５％が最適範囲である。一方、Ｃｒは凝結水による隙
間腐食に対しては耐食性形成に有効な元素である。図３
にみられるように、耐隙間腐食性を保持するためにＮ
ｉ、Ｍｏと共にＣｒ＋０．５Ｎｉ＋３Ｍｏ≧３０である
ことが必要である。
ことが合金溶製時に必要である。０．０２％未満では脱
酸効果が低く、０．５％超では脱酸効果が飽和するの
で、添加量は０．０２％以上、０．５％以下とした。 Ｃｒ：低融点スケール形成による異常腐食を抑制する耐
食酸化膜を形成する主要元素の一つである。しかし、Ｃ
ｒはフェライト形成元素であり、合金製造時にＤｅｌｔ
ａ−フエライトを形成し、かつ強力な炭化物形成元素で
ある。Ｄｅｌｔａ−フェライトは炭化物とともに異常腐
食の原因となる。このため、過剰な添加はかえって耐食
性を劣化する。図１に示すようにＣｒの含有量は１５〜
３５％が最適範囲である。一方、Ｃｒは凝結水による隙
間腐食に対しては耐食性形成に有効な元素である。図３
にみられるように、耐隙間腐食性を保持するためにＮ
ｉ、Ｍｏと共にＣｒ＋０．５Ｎｉ＋３Ｍｏ≧３０である
ことが必要である。
【００２０】Ｎｉ：Ｃｒ，Ｃｏと共に耐食酸化膜を形成
する主要元素の一つであるが、本発明においてはＣｏと
共にオーステナイト組織を保持する目的で添加される。
また、図３に示すようにＣｒ，Ｍｏと共に凝結水による
隙間腐食に対して耐食性を保持するために有効であり、
そのため４％以上で、かつＣｒ＋０．５Ｎｉ＋３Ｍｏ≧
３０を満足する添加量が必要である。
する主要元素の一つであるが、本発明においてはＣｏと
共にオーステナイト組織を保持する目的で添加される。
また、図３に示すようにＣｒ，Ｍｏと共に凝結水による
隙間腐食に対して耐食性を保持するために有効であり、
そのため４％以上で、かつＣｒ＋０．５Ｎｉ＋３Ｍｏ≧
３０を満足する添加量が必要である。
【００２１】Ｍｏ：図３にみられるように、凝結水によ
る隙間腐食に対する耐食性形成のために、Ｃｒ、Ｎｉと
共にＣｒ＋０．５Ｎｉ＋３Ｍｏ≧３０となるように添加
される。しかし、過剰の添加は金属間化合物を析出し、
低融点スケールによる異常腐食に対する耐食性を劣化さ
せるので、最高含有量を４％とした。また、Ｃｏ、Ｗと
共に耐ホットエロージョン性に有効な成分である。０．
５％未満では耐食性、耐ホットエロージョン性ともに効
果がないので、下限を０．５％とした。
る隙間腐食に対する耐食性形成のために、Ｃｒ、Ｎｉと
共にＣｒ＋０．５Ｎｉ＋３Ｍｏ≧３０となるように添加
される。しかし、過剰の添加は金属間化合物を析出し、
低融点スケールによる異常腐食に対する耐食性を劣化さ
せるので、最高含有量を４％とした。また、Ｃｏ、Ｗと
共に耐ホットエロージョン性に有効な成分である。０．
５％未満では耐食性、耐ホットエロージョン性ともに効
果がないので、下限を０．５％とした。
【００２２】Ｃｏ：Ｃｏは低融点スケールによる異常腐
食に対する耐食性形成および耐ホットエロージョン性の
ために有効な成分である。図２にみられるように、耐食
性形成のためには４０％超の含有量が必要である。しか
し、６０％超の添加では耐食性形成の効果が飽和するの
で、最適成分範囲は４０％超、６０％以下である。
食に対する耐食性形成および耐ホットエロージョン性の
ために有効な成分である。図２にみられるように、耐食
性形成のためには４０％超の含有量が必要である。しか
し、６０％超の添加では耐食性形成の効果が飽和するの
で、最適成分範囲は４０％超、６０％以下である。
【００２３】Ｆｅ：Ｆｅは夫自体では低融点スケールに
よる異常腐食に対して耐食性を形成することはない。し
かし、Ｆｅを添加することによってスピネル型の安定な
耐食酸化膜形成が促進される。過剰の添加は、耐食性を
劣化させるので、５〜１５％の範囲で添加される。
よる異常腐食に対して耐食性を形成することはない。し
かし、Ｆｅを添加することによってスピネル型の安定な
耐食酸化膜形成が促進される。過剰の添加は、耐食性を
劣化させるので、５〜１５％の範囲で添加される。
【００２４】Ｗ：本発明合金に耐ホットエロージョン性
を形成せしめるために添加する。５％超の添加では金属
間化合物を析出して低融点スケールによる異常腐食に対
する耐食性を劣化させる。また、０．５％未満の添加量
では耐ホットエロージョン性形成に効果がないので、下
限を０．５％とした。
を形成せしめるために添加する。５％超の添加では金属
間化合物を析出して低融点スケールによる異常腐食に対
する耐食性を劣化させる。また、０．５％未満の添加量
では耐ホットエロージョン性形成に効果がないので、下
限を０．５％とした。
【００２５】Ｃａ：本発明の複層鋼管は、後述するよう
に例えば本発明による外管材合金の粉末を静水圧プレス
法を用いて、内管用ビレット材の表面に圧着して複層鋼
管の素材ビレットを製造し、このビレットを用いて製造
される。従って、この場合は本発明合金は溶製後に粉末
とされる。この粉末製造時に、溶製時に脱酸材としてＡ
ｌ、Ｔｉを用いて得られた合金を原料とすると、Ａｌ酸
化物、Ｔｉ窒化物等が溶融金属噴出ノズルに析出して粉
末の製造を阻害する。このため、溶製時の脱酸はＳｉと
共にＣａを用いて行なわれる。しかし、多量のＣａの使
用は、Ｃａ硫化物、Ｃａ酸化物の形成をもたらし、凝結
水による隙間腐食に対する耐食性を劣化せしめる。この
ため、最高含有量を０．００５％とした。０．０００３
％未満の添加では脱酸効果が得られないので、成分範囲
は０．０００３〜０．００５％とした。
に例えば本発明による外管材合金の粉末を静水圧プレス
法を用いて、内管用ビレット材の表面に圧着して複層鋼
管の素材ビレットを製造し、このビレットを用いて製造
される。従って、この場合は本発明合金は溶製後に粉末
とされる。この粉末製造時に、溶製時に脱酸材としてＡ
ｌ、Ｔｉを用いて得られた合金を原料とすると、Ａｌ酸
化物、Ｔｉ窒化物等が溶融金属噴出ノズルに析出して粉
末の製造を阻害する。このため、溶製時の脱酸はＳｉと
共にＣａを用いて行なわれる。しかし、多量のＣａの使
用は、Ｃａ硫化物、Ｃａ酸化物の形成をもたらし、凝結
水による隙間腐食に対する耐食性を劣化せしめる。この
ため、最高含有量を０．００５％とした。０．０００３
％未満の添加では脱酸効果が得られないので、成分範囲
は０．０００３〜０．００５％とした。
【００２６】次に、本発明の複層鋼管の製造法の一例を
述べる。通常のステンレス鋼の溶製−鋳造プロセスで製
造された所定の内管用ステンレス鋼ビレットの表面に、
本発明の外管用合金の粉末を静水圧プレス法（ＨＩＰ
法）を用いて圧着する。この二重管ビレットを均熱した
後、熱間押出法（ＨｏｔＥｘｔｒｕｓｉｏｎ法）を用い
て所定のサイズに成形する。
述べる。通常のステンレス鋼の溶製−鋳造プロセスで製
造された所定の内管用ステンレス鋼ビレットの表面に、
本発明の外管用合金の粉末を静水圧プレス法（ＨＩＰ
法）を用いて圧着する。この二重管ビレットを均熱した
後、熱間押出法（ＨｏｔＥｘｔｒｕｓｉｏｎ法）を用い
て所定のサイズに成形する。
【００２７】外管素材が板または管である場合は、上に
述べたＨＩＰ法を用いて粉末を圧着するプロセスの代り
に、内管用ステンレス鋼ビレットの表面に、外管材の成
分を有する板を巻きつけるか、または管をはめ込む工程
の後に、外管材素材と内管材ビレットを溶接により接合
し、このように製造された二重管ビレットを用いて先に
述べた方法により複層鋼管を製造する。
述べたＨＩＰ法を用いて粉末を圧着するプロセスの代り
に、内管用ステンレス鋼ビレットの表面に、外管材の成
分を有する板を巻きつけるか、または管をはめ込む工程
の後に、外管材素材と内管材ビレットを溶接により接合
し、このように製造された二重管ビレットを用いて先に
述べた方法により複層鋼管を製造する。
【００２８】本発明の複層鋼管の製造方法は前記の製造
方法に限定されるものではなく、公知の複合（複層）鋼
管の製造方法を採用し得ることは言うまでもない。本発
明は、本発明合金を、ＬＰＰＳ等の溶射法によって鋼管
または同様の形状を有する高温用資材（例えば、ノズ
ル）を複層化することによっても実施することが可能で
ある。
方法に限定されるものではなく、公知の複合（複層）鋼
管の製造方法を採用し得ることは言うまでもない。本発
明は、本発明合金を、ＬＰＰＳ等の溶射法によって鋼管
または同様の形状を有する高温用資材（例えば、ノズ
ル）を複層化することによっても実施することが可能で
ある。
【００２９】
【実施例】表１（本発明合金および比較合金の化学成
分）および表２（試験結果）に実施例を示した。表１の
試験材は、先に述べたＨＩＰ−熱間押出法で製造した二
重管から外管を２ｍｍ厚に切削したものである。試験方
法は、図１、図２および図３の場合と同じである。
分）および表２（試験結果）に実施例を示した。表１の
試験材は、先に述べたＨＩＰ−熱間押出法で製造した二
重管から外管を２ｍｍ厚に切削したものである。試験方
法は、図１、図２および図３の場合と同じである。
【００３０】表２の本発明合金の腐食深さの限界値は、
０．０５ｍｍである。
０．０５ｍｍである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【発明の効果】本発明に従い、水蒸気酸化に対して耐食
性を有するボイラー用鋼管を内管とし、Ｖ、Ｎａ、Ｓ、
Ｃｌを含有する燃料を燃焼する環境およびごみまたは産
業廃棄物焼却環境で優れた耐食性を有する合金を外管と
する複層鋼管は、上記環境等において使用される高い耐
食性を有する炉壁管、蒸気過熱器管等を提供することを
可能にした。
性を有するボイラー用鋼管を内管とし、Ｖ、Ｎａ、Ｓ、
Ｃｌを含有する燃料を燃焼する環境およびごみまたは産
業廃棄物焼却環境で優れた耐食性を有する合金を外管と
する複層鋼管は、上記環境等において使用される高い耐
食性を有する炉壁管、蒸気過熱器管等を提供することを
可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は低温溶融スケール環境における腐食の腐
食深さにおよぼすＣｒ含有量の影響を示すグラフであ
る。
食深さにおよぼすＣｒ含有量の影響を示すグラフであ
る。
【図２】図２は同じくＣｏ含有量の影響を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】図３は凝結水シミュレート環境における隙間腐
食量におよぼすＣｒ（％）＋０．５Ｎｉ（％）＋３Ｍｏ
（％）の影響を示すグラフである。
食量におよぼすＣｒ（％）＋０．５Ｎｉ（％）＋３Ｍｏ
（％）の影響を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮坂 明博
愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株
式会社名古屋製鐵所内
(72)発明者 武田 紘一
神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日
本製鐵株 式会社 先端技術研究所内
(72)発明者 荒木 敏
山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵
株式会社光製鐵所内
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：
０．０２〜０．５％、Ｍｎ：０．０２〜０．５％、Ｃ
ｒ：１５〜３５％、Ｍｏ：０．５〜４％、Ｃｏ：４０超
〜６０％、Ｆｅ：５〜１５％、Ｗ：０．５〜５％、Ｃ
ａ：０．０００３〜０．００５％、残りが、下限を４％
とするＮｉおよび不可避不純物からなり、かつ、Ｃｒ
（％）＋０．５Ｎｉ（％）＋３Ｍｏ（％）が３０（％）
以上であることを特徴とするＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在
する燃焼環境において耐食性を有する合金。 - 【請求項２】 Ｃｒを含有するボイラー用鋼管を内管と
し、請求項１に記載の合金を外管としたことを特徴とす
るＶ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼環境において耐食
性を有する複層鋼管。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40528590 | 1990-12-21 | ||
| JP2-405285 | 1990-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517841A true JPH0517841A (ja) | 1993-01-26 |
| JPH07103438B2 JPH07103438B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=18514904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3338902A Expired - Lifetime JPH07103438B2 (ja) | 1990-12-21 | 1991-12-20 | Ｖ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼環境において耐食性 を有する合金および複層鋼管 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5190832A (ja) |
| EP (1) | EP0492489B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07103438B2 (ja) |
| AU (1) | AU630312B2 (ja) |
| DE (1) | DE69110022T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104141066A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-11-12 | 株洲富力达硬质合金有限公司 | 一种钴基合金材料及其制造方法 |
| WO2022102183A1 (ja) | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 日本製鉄株式会社 | 二重管および溶接継手 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2521579B2 (ja) * | 1990-12-21 | 1996-08-07 | 新日本製鐵株式会社 | Ｖ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼環境において耐食性を有する合金および複層鋼管 |
| US5547768A (en) * | 1995-04-07 | 1996-08-20 | The Babcock & Wilcox Company | Corrosion resistant nickel oxide surface coating |
| SE509043C2 (sv) * | 1996-09-05 | 1998-11-30 | Sandvik Ab | Användning av ett kompoundrör med ett yttre skikt av en Ni- legering för överhettare och avfallspannor |
| CA2349137C (en) * | 2000-06-12 | 2008-01-08 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Multi-layered anti-coking heat resistant metal tube and method for manufacture thereof |
| JP4315582B2 (ja) * | 2000-09-19 | 2009-08-19 | 日本発條株式会社 | Ｃｏ−Ｎｉ基耐熱合金およびその製造方法 |
| US6592985B2 (en) * | 2000-09-20 | 2003-07-15 | Camco International (Uk) Limited | Polycrystalline diamond partially depleted of catalyzing material |
| DE10108581B4 (de) * | 2001-02-22 | 2009-08-27 | Mri Devices Daum Gmbh | Material für die Kernspintomographie |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2704250A (en) * | 1948-12-03 | 1955-03-15 | Crucible Steel Company | High temperature high strength alloys |
| GB686180A (en) * | 1949-10-29 | 1953-01-21 | Jessop William & Sons Ltd | Improvements in or relating to alloys |
| US2977222A (en) * | 1955-08-22 | 1961-03-28 | Int Nickel Co | Heat-resisting nickel base alloys |
| US3241954A (en) * | 1963-08-29 | 1966-03-22 | Martin Metals Company | Cobalt-base alloy |
| US3268327A (en) * | 1963-11-14 | 1966-08-23 | Union Carbide Corp | Alloys with high resistance to sea water corrosion |
| US3620852A (en) * | 1970-02-27 | 1971-11-16 | Robert B Herchenroeder | Process for producing cobalt alloys |
| JPS58151425A (ja) * | 1982-02-27 | 1983-09-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 低温靭性の優れた高耐食性クラツド鋼管の製造方法 |
| JPS58217662A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-17 | Nippon Steel Corp | 使用中脆化に抵抗のある高強度、高耐食性ボイラチユ−ブ |
| DE3668834D1 (de) * | 1986-02-21 | 1990-03-15 | Mannesmann Ag | Aus zwei schichten bestehendes korrosionsbestaendiges rohr oder dergleichen behaelter. |
| JP2521579B2 (ja) * | 1990-12-21 | 1996-08-07 | 新日本製鐵株式会社 | Ｖ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌの存在する燃焼環境において耐食性を有する合金および複層鋼管 |
-
1991
- 1991-12-20 DE DE69110022T patent/DE69110022T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-20 JP JP3338902A patent/JPH07103438B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-20 EP EP91121919A patent/EP0492489B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-20 AU AU89902/91A patent/AU630312B2/en not_active Ceased
- 1991-12-20 US US07/811,066 patent/US5190832A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104141066A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-11-12 | 株洲富力达硬质合金有限公司 | 一种钴基合金材料及其制造方法 |
| WO2022102183A1 (ja) | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 日本製鉄株式会社 | 二重管および溶接継手 |
| KR20230106174A (ko) | 2020-11-13 | 2023-07-12 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 이중관 및 용접 이음 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5190832A (en) | 1993-03-02 |
| DE69110022D1 (de) | 1995-06-29 |
| JPH07103438B2 (ja) | 1995-11-08 |
| AU8990291A (en) | 1992-07-02 |
| EP0492489A1 (en) | 1992-07-01 |
| EP0492489B1 (en) | 1995-05-24 |
| DE69110022T2 (de) | 1995-10-05 |
| AU630312B2 (en) | 1992-10-22 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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