JPH0535215B2 - - Google Patents

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JPH0535215B2
JPH0535215B2 JP60252527A JP25252785A JPH0535215B2 JP H0535215 B2 JPH0535215 B2 JP H0535215B2 JP 60252527 A JP60252527 A JP 60252527A JP 25252785 A JP25252785 A JP 25252785A JP H0535215 B2 JPH0535215 B2 JP H0535215B2
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JP
Japan
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sprayed layer
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metal material
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Juji Fukuda
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18After-treatment

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐食処理金属材料に係り、特にボイ
ラ等の高温で使用する機器類の高温腐食を防止す
るための耐食処理金属材料に関するものである。
(従来の技術) 重(原)油、石炭またはこれらの混合物を燃料
として利用する装置(例えばボイラ)では、伝熱
管の表面メタル温度が500℃を超えるような領域
において、伝熱管表面に付着した燃焼灰により伝
熱管が浸食される現象、すなわち高温腐食が生じ
ることがよく知られている。高温腐食の発生要因
としては、付着灰の性状、ガス温度、ガス組成、
メタル温度等種々のものが考えられるが、それら
の中で最も影響の大きいものは付着灰の性状であ
る。すなわち、一般に高温伝熱管にはナトリウ
ム、硫黄、バナジウムを主成分とする燃焼灰が付
着するがその融点は700〜900℃を示すものが多
く、管表面(500〜650℃)では固化しており、付
着灰と伝熱管は固体と固定との接触であり、腐食
反応は生じない。しかし、付着物中で、Na2
SO4、Na・V・O系化合物や鉄アルカリ硫酸錯
塩等の低融点化合物が生成すると、付着灰は溶融
状態となり、液体−固体(伝熱管)の関係にな
り、急激な腐食反応が発生する。なお、この低融
点化合物としては、実機付着灰において最も低い
もので500℃前後のものも検出されている。
これらの低融点化合物による高温腐食の発生を
防止する方法として、燃料中にCa、Mg化合物
(例えばMg(OH)2)を添加し、これらがボイラ
内で2000℃以上の高融点を有するCaO、MgOと
なつて溶融状態の付着物と反応し、融点を上昇さ
せることによつて付着灰の腐食作用を抑制させる
方法が知られている。(特公昭58−36676号公報)。
本方法はMg、Ca化合物を燃料に添加したり、直
接炉内に添加するものであるが、従来の実機での
使用経験によると、効果が明らかになるまで、半
年〜1年とかなり長時間を要している。また早期
にこれらの添加剤の効果を高めるために、その添
加量を増加させると、経済的負担および付着灰の
増加により熱吸収が低下し、ボイラ効率に悪影響
を及ぼすことになる。この方法以外に、Mg、Ca
化合物を直接伝熱管表面に塗布する方法があり、
この方法においては、Mg、Ca化合物をスプレー
や刷毛等で塗布するが、このような方法で形成さ
れた化合物層と伝熱管の密着性は悪く、ボイラの
起動、停止時には簡単に剥離してしまい、所期の
効果を上げることができない。
一方、伝熱管表面に耐食性に優れた材料、例え
ばNi−Cr系の溶射材料を溶射する方法がある。
本方法の場合の問題点としては、通常の溶射方法
では溶射層中に多数の気孔が生成するため、溶射
層表面に付着した燃焼灰が溶融し、溶射層中の気
孔を通じて内部に侵入し、伝熱管を腐食する恐れ
があることである。これを防止するためには無気
孔の溶射層とする必要があるが、現状の溶射技術
ではまだ不可能である。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、ボイラの熱吸収の低下を生じさせることな
く、低融点化合物に起因する伝熱管の減肉を確実
に防止するための耐食処理金属材料を提供するこ
とにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、金属材料の表面に形成した多孔質溶
射層に粒径が0.01〜0.1μmのMgO、CaO、SiO2
NiO、Al2O3、TiO2およびZrO2からなる群から
選ばれる少なくとも1種の金属酸化物粉末を分散
含有させることを特徴とする。具体的には、本発
明は、例えば、伝熱管等の金属材料の表面に多孔
質の溶射層を設けた後、特定の金属酸化物の微粒
子を分散、懸濁させた溶液を前記溶射層に塗布ま
たは含浸させ、乾燥して該溶射層内に前記金属酸
化物粒子を分散させたものである。
本発明が適用される金属材料としては、腐食が
問題になる金属材料であれば、特に限定されない
が、特にボイラ等の伝熱管のように燃焼灰との反
応により、腐食が懸念される材料が好適である。
前記金属材料の表面に溶射層を形成するための
溶射材としては、耐食性に優れるとともに、被処
理金属との密着性に優れたものであれば、どのよ
うなものでもよく、例えばニツケル、クロム、ニ
ツケルクロム合金、アルミナ、ジルコニア等を上
げることができる。これの溶射材の溶射方法は後
述するような気孔率を与えるように被処理金属の
表面に均一に溶射材を付着させる公知の方法でよ
く、例えばプラズマ法、スプレーガン等による方
法があげられる。
本発明においては、被処理金属材料の表面に溶
射層を少なくとも2層形成することが好ましい。
この場合、内層溶射層の材料としては、耐食性お
よび被処理金属との密着性に優れたニツケル−ク
ロム系が適しており、また外層溶射層の材料とし
ては、後述する気孔内へ分散させる金属酸化物と
のぬれ性が良好であることが望ましいことから、
アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物系が適して
いる。さらに本発明の溶射層においては、その外
側の溶射層が内側の溶射層よりも気孔率が大き
く、かつ最外溶射層の気孔率を10〜30%とするこ
とが好ましい。また内層溶射層の気孔率は10%以
下とすることが好ましい。内層溶射層の気孔率を
10%以下とすることにより、被処理金属と内層溶
射層の結合力を強くするとともに、内層溶射層の
熱伝導性の低下を防止することができる。この気
孔率10%に相当する状態は、溶射層における各気
孔が連続的に結びつきはじめる状態、すなわち、
コーテイング液が気孔内に浸透するに必要な程度
の気孔が存在する状態に相当する。このような状
態は通常のプラズマ溶射であれば容易に調整する
ことができ、施工上の特別な問題はない。また外
層溶射層の気孔率を10〜30%とすることにより、
コーテイング液を外層溶射層の内部まで充分に浸
透させることができる。この気孔率の範囲では、
溶射層における各粒子が点接触なり始める状態に
相当する。溶射層の厚さは耐剥離性、熱伝導性お
よび経済性を考慮すれば、内層溶射層、外層溶射
層ともに100〜200μmが好ましく、全体の厚さが
300μm前後とすることが最も好ましい。
上記のように金属材料の表面に形成された多孔
質の溶射層には特定の金属酸化物、すなわち粒径
が0.01〜0.1μmMgO、CaO、SiO2、NiO、Al2O3
TiO2およびZrO2からなる群から選ばれた少なく
とも一種の金属酸化物が分散含有されるが、その
分散方法としては、金属酸化物の微粒子を水また
はエチルアルコール等の有機溶剤に混合懸濁させ
たコロイド液を前記溶射層の表面に塗布または含
浸させた後に乾燥する方法が好ましく用いられ
る。
上記溶射層に含有させる金属酸化物の微粉末と
しては、前記金属酸化物のうち、特にMgOが好
ましい。これらの金属酸化物は、ボイラ伝熱管壁
に付着する燃焼灰中のV2O5、V2O5−Na2O、V2
O5−Na2SO4と反応して融点を上昇させ、腐食性
を抑制する。
前記金属酸化物微粒子は、上記のような反応を
充分に行わせるためにはできるだけ小さく、表面
積が大きい方が好ましいが、非常に粒径の小さい
粒子は高価であり、多量に使用する場合は経済性
の点で問題があり、一方粒子径が大きすぎる場合
には気孔中に充分含浸させることができないの
で、金属酸化物の粒子径は0.01〜0.1μm程度とす
る。
以下、本発明を図面に示す実施例によつて具体
的に説明する。
(実施例) 第1図は、本発明による耐食処理を施した金属
材料の断面を示す模式図、第2図A,Bは、第1
図における溶射層の拡大断面図で、Aは気孔を含
む溶射層の状態、Bは金属酸化物微粉末を含有さ
せた後の溶射層を示す図、第3図は、第2図Bに
おけるの部分の拡大図である。第1図におい
て、粗面加工を施した被処理金属1の表面には内
層溶射層2とさらにその上に外層溶射層3が形成
されている。この外溶射層3は、第2図Aに示す
ように多数の気孔4を有している。これらの溶射
層を形成した後、MgOのような金属酸化物微粒
子を含むコーテイング液を塗布または含浸させ、
気孔4内に浸透させた後、乾燥すると、第2図B
に示すように気孔4中に金属酸化物微粒子5が分
散した形で形成される。第3図はこのように気孔
4の内壁に金属酸化物微粒子が分散、付着した状
態を示すものである。
このように分散処理により最外溶射層3の気孔
5中に含浸された金属酸化物は、気孔4中に進入
した腐食性化合物、例えばボイラ燃焼灰中の溶融
塩(例えばV2O5−Na2O系)と反応し、該溶融
塩の融点上昇によつて固形化し、燃焼灰の腐食性
を著しく抑制することができる。
本発明による耐食処理金属材料と、比較のため
に通常のSUS321HTB、Ni−Cr系の溶射を施し
た金属材料およびMgOをSUS321HTBに塗布し
たものについて腐食試験を行い、耐食性を調べた
結果を第4図に示す。なお、腐食試験としては、
85%V2O5−15%Na2SO4の組成を有する合成灰を
上記試験片の表面に塗布し、650℃の電気炉に100
時間保持後、腐食減量を測定することを行つた。
第4図の結果から、MgOをSUS321HTBに塗
布したものは試験中に塗布層が剥離しており、
SUS321HTBとほぼ同等の腐食料を示した。Ni
−Cr系の溶射材を施したものは、SUS321HTB
よりは優れているが、本発明処理材と比べるとか
なり劣つており、本発明処理材は、他の試験片に
比べて極めて優れた耐食性を有していることが確
認された。
(発明の効果) 本発明によれば、溶射中の気孔に分散した
CaO、MgO、SiO2等の微粒子が、例えばボイラ
起動後、飛来する燃焼灰と反応し、高融点化合物
を形成するため、関連機器、配管等の高温腐食の
発生を抑制することができる。またCaO、MgO、
SiO2からなるコーテイング層を伝熱管表面に直
接形成させたものに比べ、起動停止時の熱衝撃に
よる脱落の恐れもない。また、本発明は高温腐食
が問題となる部位へ部分的に適用するのみでよい
ので、燃焼中にMg、Ca化合物を添加する方法で
問題となる炉内への悪影響は発生せず、長時間に
渡つて伝熱管の寿命を著しく延長することが可能
であり、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2層の溶射層を形成した金属材料の
断面を示す模式図、第2図Aは、第1図の外層溶
射層における気孔を有する金属材料の断面図、第
2図Bは、同図Aの金属材料に金属酸化物を含浸
させた状態を示す模式図、第3図は、第2図の
部の拡大図、第4図は、本発明材料および比較材
の腐食試験結果を示す図である。 1……被処理金属材料、2……内層溶射層、3
……外層溶射層、4……気孔、5……金属酸化物
粒子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属材料の表面に形成した多孔質溶射層に粒
    径が0.01〜0.1μmのMgO、CaO、SiO2、NiO、
    Al2O3、TiO2およびZrO2からなる群から選ばれ
    る少なくとも1種の金属酸化物粉末を分散含有さ
    せることを特徴とする耐食処理金属材料。 2 特許請求の範囲1において、溶射層が少なく
    とも2層形成され、その外側の溶射層が内側の溶
    射層よりも気孔率が大きく、かつ最外溶射層の気
    孔率を10〜30%としたことを特徴とする耐食処理
    金属材料。
JP25252785A 1985-11-11 1985-11-11 耐食処理金属材料 Granted JPS62112768A (ja)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2981184B2 (ja) * 1997-02-21 1999-11-22 トーカロ株式会社 ボイラ伝熱管および管内面デポジット付着抑制効果に優れるボイラ伝熱管の製造方法
JP2000297995A (ja) * 1999-04-14 2000-10-24 Mitsubishi Electric Corp 配管装置とその製造方法、熱交換器
CN103409715B (zh) * 2013-04-07 2016-05-04 常州大学 一种多孔TiO2/SiO2复合涂层的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58104172A (ja) * 1981-12-17 1983-06-21 Nissan Motor Co Ltd 摺動用部材の表面処理方法
JPS594504A (ja) * 1982-06-25 1984-01-11 Hitachi Ltd 物品入出荷設備
JPS59205480A (ja) * 1983-05-09 1984-11-21 Usui Internatl Ind Co Ltd 断熱エンジン部品用セラミツク溶射被覆層の強化法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58104172A (ja) * 1981-12-17 1983-06-21 Nissan Motor Co Ltd 摺動用部材の表面処理方法
JPS594504A (ja) * 1982-06-25 1984-01-11 Hitachi Ltd 物品入出荷設備
JPS59205480A (ja) * 1983-05-09 1984-11-21 Usui Internatl Ind Co Ltd 断熱エンジン部品用セラミツク溶射被覆層の強化法

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