JPH09256089A - 耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管 - Google Patents
耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管Info
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- JPH09256089A JPH09256089A JP6128596A JP6128596A JPH09256089A JP H09256089 A JPH09256089 A JP H09256089A JP 6128596 A JP6128596 A JP 6128596A JP 6128596 A JP6128596 A JP 6128596A JP H09256089 A JPH09256089 A JP H09256089A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温耐食性、特に高温耐粒界腐食性にに優れ
たごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管を提供
する。 【解決手段】 重量％で、Ｃｒ：２３〜２７％、Ｍｏ：
７〜１０％、Ｆｅ：０．０１〜７％、Ｎｂ：０．５〜５
％、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下を含有し、さらに、必要に応じ
て、下記の（ａ）および／または（ｂ）および／または
（ｃ）を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組
成を有するＮｉ基合金で構成した外層と通常のボイラ用
鋼からなる伝熱用複合管。ただし、（ａ）Ｗ：０．１〜
２％、（ｂ）希土類元素：０．００１〜０．１％、Ｙ：
０．００１〜０．１％、Ｚｒ：０．００１〜０．１％、
Ｈｆ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以
上、（Ｃ）Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ｃａ：０．００
１〜０．１１％のうちの１種または２種。
たごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管を提供
する。 【解決手段】 重量％で、Ｃｒ：２３〜２７％、Ｍｏ：
７〜１０％、Ｆｅ：０．０１〜７％、Ｎｂ：０．５〜５
％、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下を含有し、さらに、必要に応じ
て、下記の（ａ）および／または（ｂ）および／または
（ｃ）を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組
成を有するＮｉ基合金で構成した外層と通常のボイラ用
鋼からなる伝熱用複合管。ただし、（ａ）Ｗ：０．１〜
２％、（ｂ）希土類元素：０．００１〜０．１％、Ｙ：
０．００１〜０．１％、Ｚｒ：０．００１〜０．１％、
Ｈｆ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以
上、（Ｃ）Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ｃａ：０．００
１〜０．１１％のうちの１種または２種。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高温耐食性、特
に高温耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボ
イラの伝熱用複合管に関するものである。
に高温耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボ
イラの伝熱用複合管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ごみ焼却施設には排ガスのもつ
高温潜熱を利用する目的で、廃熱ボイラが設置されてい
る。また、前記廃熱ボイラの構造部材である伝熱管は、
腐食性の強いＨＣｌやＳＯ2 ガス、Ｎａ2 ＳＯ4 などの
溶融硫酸塩、さらにＮａＣｌやＫＣｌなどの溶融塩化物
などの腐食性生成物を含有する高温の排ガスにさらさ
れ、かつ前記硫酸塩や塩化物などが表面に堆積した環境
下におかれることから、その製造には高温耐食性の優れ
た各種の材料が用いられている。
高温潜熱を利用する目的で、廃熱ボイラが設置されてい
る。また、前記廃熱ボイラの構造部材である伝熱管は、
腐食性の強いＨＣｌやＳＯ2 ガス、Ｎａ2 ＳＯ4 などの
溶融硫酸塩、さらにＮａＣｌやＫＣｌなどの溶融塩化物
などの腐食性生成物を含有する高温の排ガスにさらさ
れ、かつ前記硫酸塩や塩化物などが表面に堆積した環境
下におかれることから、その製造には高温耐食性の優れ
た各種の材料が用いられている。
【０００３】ごみ焼却施設には排ガスのもつ高温潜熱を
利用する廃熱ボイラの伝熱管の材料として、重量％で
（以下、％は重量％を示す）、Ｃｒ：２０〜２５％、Ｍ
ｏ：１８〜２５％、Ｎｂ：０．５〜５％、Ｆｅ：０．０
１〜７％、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．１％以下、
Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下を含有し、さ
らに必要に応じて、（ａ） Ｗ：０．１〜２％、（ｂ）
希土類元素：０．００１〜０．１％、Ｙ：０．００ｌ
〜０．１％、Ｚｒ：０．００１〜０．１％、Ｈｆ：０．
００１〜０．０１％、Ｂ：０．００１〜０．０１％のう
ちの１種または２種以上、以上（ａ）および／または
（ｂ）を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組
成を有するＮｉ基合金で構成された伝熱管が提案されて
いる（特開平７−２５８７８１号公報参照）。このＮｉ
基合金で構成された伝熱管を廃熱ボイラに組み込み、こ
の廃熱ボイラを処理能力：２００ton ／日のごみ焼却施
設に設置し、前記伝熱管の表面温度：５００℃、排ガス
温度：６５０℃の条件で１０００時間の操業を行ない、
操業終了後伝熱管を取り出し、表面に付着した灰分や生
成スケールを除去した状態で周方向における肉厚および
断面ミクロ組織を測定した結果、最大減肉量は０．１８
〜０．２５ｍｍ、最大粒界腐食長さは０．０１〜０．０
４ｍｍとなっており、優れた高温耐食性を示していた。
これらＮｉ基合金で構成された伝熱管は一般に高価であ
るところから、通常のボイラ用鋼の外側に被覆し、通常
のボイラ用鋼からなる内層と新しく開発されたＮｉ基合
金で構成された外層からなる複合管を伝熱用複合管とし
て使用することも知られている。
利用する廃熱ボイラの伝熱管の材料として、重量％で
（以下、％は重量％を示す）、Ｃｒ：２０〜２５％、Ｍ
ｏ：１８〜２５％、Ｎｂ：０．５〜５％、Ｆｅ：０．０
１〜７％、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．１％以下、
Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下を含有し、さ
らに必要に応じて、（ａ） Ｗ：０．１〜２％、（ｂ）
希土類元素：０．００１〜０．１％、Ｙ：０．００ｌ
〜０．１％、Ｚｒ：０．００１〜０．１％、Ｈｆ：０．
００１〜０．０１％、Ｂ：０．００１〜０．０１％のう
ちの１種または２種以上、以上（ａ）および／または
（ｂ）を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組
成を有するＮｉ基合金で構成された伝熱管が提案されて
いる（特開平７−２５８７８１号公報参照）。このＮｉ
基合金で構成された伝熱管を廃熱ボイラに組み込み、こ
の廃熱ボイラを処理能力：２００ton ／日のごみ焼却施
設に設置し、前記伝熱管の表面温度：５００℃、排ガス
温度：６５０℃の条件で１０００時間の操業を行ない、
操業終了後伝熱管を取り出し、表面に付着した灰分や生
成スケールを除去した状態で周方向における肉厚および
断面ミクロ組織を測定した結果、最大減肉量は０．１８
〜０．２５ｍｍ、最大粒界腐食長さは０．０１〜０．０
４ｍｍとなっており、優れた高温耐食性を示していた。
これらＮｉ基合金で構成された伝熱管は一般に高価であ
るところから、通常のボイラ用鋼の外側に被覆し、通常
のボイラ用鋼からなる内層と新しく開発されたＮｉ基合
金で構成された外層からなる複合管を伝熱用複合管とし
て使用することも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切迫した
エネルギー事情から、ごみ焼却による廃熱を最大限に利
用するために廃熱ボイラの蒸気条件を高温高圧化する傾
向にあり、これに伴ない伝熱用複合管の管壁温度はさら
に上昇し、かつごみの高カロリー化およびプラスチック
の増加により排ガスの腐食性も一段と激しさを増す傾向
にあり、この激しい腐食部分では粒界腐食が発生し易
い。かかる点から廃熱ボイラの伝熱用複合管には、より
一層の耐粒界腐食性が要求され、この要求に対して提供
された上記従来の特開平７−２５８７８１号公報記載の
Ｎｉ基合金は、排ガスに対する高温耐食性がかなり向上
しているが未だ十分でなく、したがって、この従来のＮ
ｉ基合金からなる伝熱用複合管の寿命は、十分に満足の
いくものではなかった。
エネルギー事情から、ごみ焼却による廃熱を最大限に利
用するために廃熱ボイラの蒸気条件を高温高圧化する傾
向にあり、これに伴ない伝熱用複合管の管壁温度はさら
に上昇し、かつごみの高カロリー化およびプラスチック
の増加により排ガスの腐食性も一段と激しさを増す傾向
にあり、この激しい腐食部分では粒界腐食が発生し易
い。かかる点から廃熱ボイラの伝熱用複合管には、より
一層の耐粒界腐食性が要求され、この要求に対して提供
された上記従来の特開平７−２５８７８１号公報記載の
Ｎｉ基合金は、排ガスに対する高温耐食性がかなり向上
しているが未だ十分でなく、したがって、この従来のＮ
ｉ基合金からなる伝熱用複合管の寿命は、十分に満足の
いくものではなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、より一段と優れた耐粒界腐食性
を有する高温耐食性に優れた長寿命のごみ焼却排ガス利
用廃熱ボイラ用伝熱用複合管を開発すべく研究を行なっ
た結果、（ａ）従来の特開平７−２５８７８１号公報記
載のＮｉ基合金で構成された外層を有するごみ焼却排ガ
ス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管は、高温耐粒界腐食性
が十分でないために、腐食性の強いＨＣｌやＳＯ2 ガ
ス、Ｎａ2 ＳＯ4 、Ｋ2 ＳＯ 4 などの溶融硫酸塩、さら
にＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＰｂＣｌ2 、ＺｎＣｌ2 などの溶
融塩化物などが表面に付着堆積した状態で３００〜１０
００℃の高温の排ガスにさらされると、粒界腐食が進行
し、その結果として十分な高温耐食性が得られず、従っ
て、十分な寿命が得られない、（ｂ）上記従来の特開平
７−２５８７８１号公報記載のＮｉ基合金の成分組成を
一部組み替え、更にＭｇ：０．００１〜０．１％含有せ
しめると、熱間加工性が優れると共に高温耐粒界腐食性
が向上したＮｉ基合金が得られ、このＮｉ基合金で構成
された外層を有するごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝
熱用複合管を塑性加工で製造すると、このＭｇを０．０
０１〜０．１％含有するＮｉ基合金で構成された外層は
熱間加工性が優れるところから通常のボイラ用鋼からな
る内層との間の密着性に優れた伝熱用複合管が得られ、
さらに高温耐粒界腐食性が優れるところから、結果とし
て高温耐食性が一層向上し、伝熱用複合管の寿命が一層
伸びる、などの研究結果を得たのである。
上述のような観点から、より一段と優れた耐粒界腐食性
を有する高温耐食性に優れた長寿命のごみ焼却排ガス利
用廃熱ボイラ用伝熱用複合管を開発すべく研究を行なっ
た結果、（ａ）従来の特開平７−２５８７８１号公報記
載のＮｉ基合金で構成された外層を有するごみ焼却排ガ
ス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管は、高温耐粒界腐食性
が十分でないために、腐食性の強いＨＣｌやＳＯ2 ガ
ス、Ｎａ2 ＳＯ4 、Ｋ2 ＳＯ 4 などの溶融硫酸塩、さら
にＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＰｂＣｌ2 、ＺｎＣｌ2 などの溶
融塩化物などが表面に付着堆積した状態で３００〜１０
００℃の高温の排ガスにさらされると、粒界腐食が進行
し、その結果として十分な高温耐食性が得られず、従っ
て、十分な寿命が得られない、（ｂ）上記従来の特開平
７−２５８７８１号公報記載のＮｉ基合金の成分組成を
一部組み替え、更にＭｇ：０．００１〜０．１％含有せ
しめると、熱間加工性が優れると共に高温耐粒界腐食性
が向上したＮｉ基合金が得られ、このＮｉ基合金で構成
された外層を有するごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝
熱用複合管を塑性加工で製造すると、このＭｇを０．０
０１〜０．１％含有するＮｉ基合金で構成された外層は
熱間加工性が優れるところから通常のボイラ用鋼からな
る内層との間の密着性に優れた伝熱用複合管が得られ、
さらに高温耐粒界腐食性が優れるところから、結果とし
て高温耐食性が一層向上し、伝熱用複合管の寿命が一層
伸びる、などの研究結果を得たのである。
【０００６】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Ｃｒ：２３〜２７％、Ｍｏ：７
〜１０％、Ｆｅ：０．０１〜７％、Ｎｂ：０．５〜５
％、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下を含有し、さらに、必要に応じ
て、（ａ）Ｗ：０．１〜２％、（ｂ）希土類元素：０．
００１〜０．１％、Ｙ：０．００１〜０．１％、Ｚｒ：
０．００１〜０．１％、Ｈｆ：０．００１〜０．５％の
うちの１種または２種以上、（ｃ）Ｍｎ：０．００１〜
１．０％、Ｃａ：０．００１〜０．１％、上記（ａ）お
よび／または（ｂ）および／または（ｃ）を含有し、残
りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有するＮｉ基合
金で構成した外層と通常のボイラ用鋼からなる内層とで
構成した高温耐食性、特に高温耐粒界腐食性に優れたご
み焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管に特徴を有
するものである。
なされたものであって、Ｃｒ：２３〜２７％、Ｍｏ：７
〜１０％、Ｆｅ：０．０１〜７％、Ｎｂ：０．５〜５
％、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下を含有し、さらに、必要に応じ
て、（ａ）Ｗ：０．１〜２％、（ｂ）希土類元素：０．
００１〜０．１％、Ｙ：０．００１〜０．１％、Ｚｒ：
０．００１〜０．１％、Ｈｆ：０．００１〜０．５％の
うちの１種または２種以上、（ｃ）Ｍｎ：０．００１〜
１．０％、Ｃａ：０．００１〜０．１％、上記（ａ）お
よび／または（ｂ）および／または（ｃ）を含有し、残
りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有するＮｉ基合
金で構成した外層と通常のボイラ用鋼からなる内層とで
構成した高温耐食性、特に高温耐粒界腐食性に優れたご
み焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管に特徴を有
するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の高温耐食性に優れたごみ焼却排ガ
ス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管は、通常の高周波溶解
炉を用いて、上述せる成分組成をもったＮｉ基合金溶湯
を調製し、インゴットに鋳造し、このインゴットに１０
００〜１２５０℃の範囲内の所定温度で熱間鍛造を施し
て丸棒材とし、ついでこの丸棒材から削り出すことによ
り、所定の直径、肉厚を有する外管を作製し、さらに内
管として所定の直径、肉厚を有する通常のボイラ用鋼を
作製し、これら外管および内管を脱スケ−ルした後、外
管の内側に内管を挿入し、所定の減面率で引き抜き加工
を行い、外管を塑性変形させて外管を内管に密着させる
ことにより複合素管を作製した。これら複合素管を加熱
炉に入れ、所定の温度、時間で熱処理した後、ヘリカル
ロ−ルミルにより、さらに圧延して作製される。
て説明する。本発明の高温耐食性に優れたごみ焼却排ガ
ス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管は、通常の高周波溶解
炉を用いて、上述せる成分組成をもったＮｉ基合金溶湯
を調製し、インゴットに鋳造し、このインゴットに１０
００〜１２５０℃の範囲内の所定温度で熱間鍛造を施し
て丸棒材とし、ついでこの丸棒材から削り出すことによ
り、所定の直径、肉厚を有する外管を作製し、さらに内
管として所定の直径、肉厚を有する通常のボイラ用鋼を
作製し、これら外管および内管を脱スケ−ルした後、外
管の内側に内管を挿入し、所定の減面率で引き抜き加工
を行い、外管を塑性変形させて外管を内管に密着させる
ことにより複合素管を作製した。これら複合素管を加熱
炉に入れ、所定の温度、時間で熱処理した後、ヘリカル
ロ−ルミルにより、さらに圧延して作製される。
【０００８】本発明のＮｉ基合金は、従来のＮｉ基合金
組成に加え、特にＭｇ：０．００１〜０．１％が含有さ
れているため、熱間加工性が優れると共に高温耐粒界腐
食性が向上したＮｉ基合金となり、このＮｉ基合金で構
成された外層は熱間加工性が優れるところから通常のボ
イラ用鋼からなる内層との間の密着性に優れた伝熱用複
合管が得られ、さらに高温耐粒界腐食性が優れるところ
から、結果として高温耐食性が一層向上し、腐食性の強
いＨＣｌやＳＯ2 ガス、Ｎａ2 ＳＯ4 、Ｋ2 ＳＯ4 など
の溶融硫酸塩、さらにＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＰｂＣｌ2 、
ＺｎＣｌ2 などの溶融塩化物などが表面に付着堆積した
状態で３００〜１０００℃の高温の排ガスにさらされる
環境下でも、最大減肉量が少なく、かつ最大粒界腐食長
さも短く、従来では見られない長寿命を有する伝熱用複
合管が得られ、近年のエネルギ−事情下でも、ごみ焼却
による廃熱を最大限に利用出来る優れたごみ焼却排ガス
利用廃熱ボイラの伝熱用複合管として十分に満足し得る
ものである。この場合、Ｎｉ基合金で構成した外層が高
温耐食性、特に高温耐粒界腐食性を確保する作用をな
し、通常のボイラ用鋼からなる内層は強度および耐水蒸
気酸化性を持たせる作用をなすものである。
組成に加え、特にＭｇ：０．００１〜０．１％が含有さ
れているため、熱間加工性が優れると共に高温耐粒界腐
食性が向上したＮｉ基合金となり、このＮｉ基合金で構
成された外層は熱間加工性が優れるところから通常のボ
イラ用鋼からなる内層との間の密着性に優れた伝熱用複
合管が得られ、さらに高温耐粒界腐食性が優れるところ
から、結果として高温耐食性が一層向上し、腐食性の強
いＨＣｌやＳＯ2 ガス、Ｎａ2 ＳＯ4 、Ｋ2 ＳＯ4 など
の溶融硫酸塩、さらにＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＰｂＣｌ2 、
ＺｎＣｌ2 などの溶融塩化物などが表面に付着堆積した
状態で３００〜１０００℃の高温の排ガスにさらされる
環境下でも、最大減肉量が少なく、かつ最大粒界腐食長
さも短く、従来では見られない長寿命を有する伝熱用複
合管が得られ、近年のエネルギ−事情下でも、ごみ焼却
による廃熱を最大限に利用出来る優れたごみ焼却排ガス
利用廃熱ボイラの伝熱用複合管として十分に満足し得る
ものである。この場合、Ｎｉ基合金で構成した外層が高
温耐食性、特に高温耐粒界腐食性を確保する作用をな
し、通常のボイラ用鋼からなる内層は強度および耐水蒸
気酸化性を持たせる作用をなすものである。
【０００９】この発明の高温耐食性に優れたごみ焼却排
ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管で使用する「通常の
ボイラ用鋼」とは、具体的には、ＪＩＳ３４６１〜３４
６４および３４６７で規定されるボイラ熱交換器炭素
鋼、低合金鋼、フェライト系ステンレス鋼、オ−ステナ
イト系ステンレス鋼などであるが、その使用条件によっ
てその鋼種は適宜選択し得るもので、特に限定されるも
のではない。
ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管で使用する「通常の
ボイラ用鋼」とは、具体的には、ＪＩＳ３４６１〜３４
６４および３４６７で規定されるボイラ熱交換器炭素
鋼、低合金鋼、フェライト系ステンレス鋼、オ−ステナ
イト系ステンレス鋼などであるが、その使用条件によっ
てその鋼種は適宜選択し得るもので、特に限定されるも
のではない。
【００１０】また、この発明の高温耐食性に優れたごみ
焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管は、Ｎｉ基合
金で構成された管の中に通常のボイラ用鋼管を挿入し、
通常の塑性加工による方法で作られるが、Ｎｉ基合金で
構成された外層をこの発明の新しいＮｉ基合金を溶射ま
たは肉盛り溶接することによっても製造することが出来
る。
焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管は、Ｎｉ基合
金で構成された管の中に通常のボイラ用鋼管を挿入し、
通常の塑性加工による方法で作られるが、Ｎｉ基合金で
構成された外層をこの発明の新しいＮｉ基合金を溶射ま
たは肉盛り溶接することによっても製造することが出来
る。
【００１１】次いで、この発明の伝熱用複合管の外層を
構成するＮｉ基合金の成分組成を上記の通りに限定した
理由を説明する。 （ａ） ＣｒおよびＭｏ これらの成分には、共存した状態で高温のごみ焼却排ガ
スに対する高温耐食性および高温耐酸化性を向上させる
と共に、高温強度を向上させる作用があるが、その含有
量がＣｒおよびＭｏのいずれかでもＣｒ：２３％未満お
よびＭｏ：７％未満になると前記作用に所望の効果が得
られず、一方その含有量がＣｒ：２７％およびＭｏ：１
０％を越えても高温耐食性により一層の向上効果が現れ
ないことから、その含有量を、Ｃｒ：２３〜２７％、望
ましくは２４〜２６％、Ｍｏ：７〜１０％、望ましくは
８．５〜１０％と定めた。
構成するＮｉ基合金の成分組成を上記の通りに限定した
理由を説明する。 （ａ） ＣｒおよびＭｏ これらの成分には、共存した状態で高温のごみ焼却排ガ
スに対する高温耐食性および高温耐酸化性を向上させる
と共に、高温強度を向上させる作用があるが、その含有
量がＣｒおよびＭｏのいずれかでもＣｒ：２３％未満お
よびＭｏ：７％未満になると前記作用に所望の効果が得
られず、一方その含有量がＣｒ：２７％およびＭｏ：１
０％を越えても高温耐食性により一層の向上効果が現れ
ないことから、その含有量を、Ｃｒ：２３〜２７％、望
ましくは２４〜２６％、Ｍｏ：７〜１０％、望ましくは
８．５〜１０％と定めた。
【００１２】（ｂ） Ｆｅ Ｆｅ成分には熱間加工性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が０．０１％未満では所望の熱間加工性を確保
することができず、一方その含有量が７％を越えると靱
性が低下するようになることから、その含有量を０．０
１〜７％と定めた。
の含有量が０．０１％未満では所望の熱間加工性を確保
することができず、一方その含有量が７％を越えると靱
性が低下するようになることから、その含有量を０．０
１〜７％と定めた。
【００１３】（ｃ） Ｎｂ Ｎｂ成分には、高温排ガス中の腐食性生成物である硫酸
塩や塩化物などに対する耐食性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．５％未満では前記の高温耐食性に
所望の向上効果が得られず、一方その含有量が５％を越
えると曲げ加工性が低下するようになることから、その
含有量を０．５〜５％、望ましくは０．５〜２％と定め
た。
塩や塩化物などに対する耐食性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．５％未満では前記の高温耐食性に
所望の向上効果が得られず、一方その含有量が５％を越
えると曲げ加工性が低下するようになることから、その
含有量を０．５〜５％、望ましくは０．５〜２％と定め
た。
【００１４】（ｄ） Ｃ Ｃ成分は高温強度を向上させる作用があるが、その含有
量が０．００１％未満では所望の高温強度を確保するこ
とができず、一方、その含有量が０．０５％を越える
と、粒界に存在する炭化物の量が増大するようになっ
て、特に高温排ガス中に含有する溶融塩化物による粒界
腐食の進行が促進されるようになることから、その含有
量を０．００１〜０．０５％と定めた。
量が０．００１％未満では所望の高温強度を確保するこ
とができず、一方、その含有量が０．０５％を越える
と、粒界に存在する炭化物の量が増大するようになっ
て、特に高温排ガス中に含有する溶融塩化物による粒界
腐食の進行が促進されるようになることから、その含有
量を０．００１〜０．０５％と定めた。
【００１５】（ｅ） Ｓｉ Ｓｉ成分には脱酸作用があるので、溶湯の脱酸に用いる
が、この場合その含有量が０．１％を越えると、靱性が
低下するようになることから、その含有量を０．１％以
下と定めた。
が、この場合その含有量が０．１％を越えると、靱性が
低下するようになることから、その含有量を０．１％以
下と定めた。
【００１６】（ｆ） Ｍｇ Ｍｇ成分には、熱間加工性を向上させ、かつ高温耐粒界
腐食性も向上させることによって一段と高温耐食性を向
上させる作用があるが、その含有量が０．００１％未満
では前記作用に所望の効果得られず、一方その含有量が
０．１％を越えると粒界に金属化合物を生成し、熱間加
工性および耐食性を低下させるることから、その含有量
を０．００１〜０．１％と定めた。
腐食性も向上させることによって一段と高温耐食性を向
上させる作用があるが、その含有量が０．００１％未満
では前記作用に所望の効果得られず、一方その含有量が
０．１％を越えると粒界に金属化合物を生成し、熱間加
工性および耐食性を低下させるることから、その含有量
を０．００１〜０．１％と定めた。
【００１７】（ｇ） ＰおよびＳ これらの成分がそれぞれＰ：０．０３％およびＳ：０．
０３％をこえると、粒界に偏析するようになって熱間加
工性を低下させ、かつ高温耐食性も低下するようになる
ことから、その含有量をＰ：０．０３％以下およびＳ：
０．０３％以下と定めた。
０３％をこえると、粒界に偏析するようになって熱間加
工性を低下させ、かつ高温耐食性も低下するようになる
ことから、その含有量をＰ：０．０３％以下およびＳ：
０．０３％以下と定めた。
【００１８】（ｈ） Ｗ Ｗ成分には、より一段と高温耐食性を向上させる作用が
あるので必要に応じて含有されるが、その含有量が０．
１％未満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一
方その含有量が２％を越えると熱間加工性が低下するよ
うになることから、その含有量を０．１〜２％、望まし
くは０．５〜１．５％と定めた。
あるので必要に応じて含有されるが、その含有量が０．
１％未満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一
方その含有量が２％を越えると熱間加工性が低下するよ
うになることから、その含有量を０．１〜２％、望まし
くは０．５〜１．５％と定めた。
【００１９】（ｉ） 希土類元素、Ｙ、ＺｒおよびＨｆ これらの成分には、いずれも管材表面に形成される保護
スケ−ルの熱間加工性を向上させる作用があるので必要
に応じて含有させるが、その含有量が、いずれかの成分
も０．００１％未満では所望の熱間加工性向上効果が得
られず、一方その含有量が、希土類元素、ＹおよびＺｒ
にあっては０．１％、Ｈｆにあっては０．５％を越えて
も熱間加工性により一層の向上効果が得られないことか
ら、その含有量を、希土類元素：０．００１〜０．１
％、Ｙ：０．００１〜０．１％、Ｚｒ：０．００１〜
０．１％、およびＨｆ：０．００１〜０．５％と定め
た。
スケ−ルの熱間加工性を向上させる作用があるので必要
に応じて含有させるが、その含有量が、いずれかの成分
も０．００１％未満では所望の熱間加工性向上効果が得
られず、一方その含有量が、希土類元素、ＹおよびＺｒ
にあっては０．１％、Ｈｆにあっては０．５％を越えて
も熱間加工性により一層の向上効果が得られないことか
ら、その含有量を、希土類元素：０．００１〜０．１
％、Ｙ：０．００１〜０．１％、Ｚｒ：０．００１〜
０．１％、およびＨｆ：０．００１〜０．５％と定め
た。
【００２０】（ｊ） ＭｎおよびＣａ ＭｎおよびＣａ成分には、脱酸作用があり耐食性を向上
させる効果があるので、必要に応じて含有されるが、そ
の含有量がＭｎ成分で０．０１％、Ｃａ成分で０．００
１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方そ
の含有量がＭｎ成分で０．１％、Ｃａ成分で０．１％越
えると、それらの析出相が生成し熱間加工性および耐食
性が低下することから、その含有量をＭｎ成分で０．０
１〜１．０％、さらにＣａ成分で０．００１〜０．１％
と定めた。
させる効果があるので、必要に応じて含有されるが、そ
の含有量がＭｎ成分で０．０１％、Ｃａ成分で０．００
１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方そ
の含有量がＭｎ成分で０．１％、Ｃａ成分で０．１％越
えると、それらの析出相が生成し熱間加工性および耐食
性が低下することから、その含有量をＭｎ成分で０．０
１〜１．０％、さらにＣａ成分で０．００１〜０．１％
と定めた。
【００２１】（ｋ） 不可避不純物 不可避不純物としてＴｉおよびＡｌを含有する場合があ
るが、これらの成分の含有量がそれぞれ０．４％を越え
ると熱間加工性が損なわれるようになることから、その
含有量をそれぞれ０．４％以下にとどめなければならな
い。
るが、これらの成分の含有量がそれぞれ０．４％を越え
ると熱間加工性が損なわれるようになることから、その
含有量をそれぞれ０．４％以下にとどめなければならな
い。
【００２２】
【実施例】次いで、本発明の実施例について、具体的に
説明する。通常の高周波溶解炉を用いて、表１〜５に示
される成分組成をもったＮｉ基合金溶湯を調製し、イン
ゴットに鋳造し、このインゴットに１１５０℃の所定温
度で熱間鍛造を施して直径：５５ｍｍの丸棒材とし、つ
いでこの丸棒材から直径：５０ｍｍ×肉厚：６ｍｍの寸
法に削り出すことにより表１〜３に示される成分組成を
もった外管を作製した。さらに内管として外径：４２ｍ
ｍ×肉厚：６．０ｍｍの寸法を有するＳＵＳ３０４ステ
ンレス鋼管を用意した。これら外管および内管を脱スケ
−ルしたのち、外管内側に内管を挿入し、所定の減面率
で引抜加工を行い、外管を塑性変形させて外管を内管に
密着させることにより複合素管を作製した。これら複合
素管を加熱炉にいれ、１１８０℃に１時間保持したの
ち、ヘリカルロ−ルミルにより、さらに圧延し、外層厚
さ：３ｍｍ、直径：３８．１ｍｍの寸法を有する本発明
伝熱用複合管１〜４５、比較伝熱用複合管１〜２および
従来伝熱用複合管をそれぞれ製造した。なお、比較伝熱
用複合管１〜２は、外層構成するＮｉ基合金の構成成分
のうち、高温耐粒界腐食性に影響を及ぼすＭｇの含有量
がこの発明の範囲から外れたものである。
説明する。通常の高周波溶解炉を用いて、表１〜５に示
される成分組成をもったＮｉ基合金溶湯を調製し、イン
ゴットに鋳造し、このインゴットに１１５０℃の所定温
度で熱間鍛造を施して直径：５５ｍｍの丸棒材とし、つ
いでこの丸棒材から直径：５０ｍｍ×肉厚：６ｍｍの寸
法に削り出すことにより表１〜３に示される成分組成を
もった外管を作製した。さらに内管として外径：４２ｍ
ｍ×肉厚：６．０ｍｍの寸法を有するＳＵＳ３０４ステ
ンレス鋼管を用意した。これら外管および内管を脱スケ
−ルしたのち、外管内側に内管を挿入し、所定の減面率
で引抜加工を行い、外管を塑性変形させて外管を内管に
密着させることにより複合素管を作製した。これら複合
素管を加熱炉にいれ、１１８０℃に１時間保持したの
ち、ヘリカルロ−ルミルにより、さらに圧延し、外層厚
さ：３ｍｍ、直径：３８．１ｍｍの寸法を有する本発明
伝熱用複合管１〜４５、比較伝熱用複合管１〜２および
従来伝熱用複合管をそれぞれ製造した。なお、比較伝熱
用複合管１〜２は、外層構成するＮｉ基合金の構成成分
のうち、高温耐粒界腐食性に影響を及ぼすＭｇの含有量
がこの発明の範囲から外れたものである。
【００２３】ついで、この結果得られた各種の伝熱用複
合管を廃熱ボイラに組み込み、この廃熱ボイラを処理能
力：２００ｔｏｎ ／日のごみ焼却施設に設置し、前記
伝熱用複合管の表面温度：５６０℃、排ガス温度：６５
０℃の条件で１５００時間の操業を行ない、操業終了後
伝熱用複合管を取り出し、表面に付着した灰分や生成ス
ケールを除去した状態で周方向における肉厚を測定し、
最大減肉量を求めると共に、表面部の断面ミクロ組織を
観察し、最大粒界腐食長さを測定した。これらの測定結
果を表６に示した。
合管を廃熱ボイラに組み込み、この廃熱ボイラを処理能
力：２００ｔｏｎ ／日のごみ焼却施設に設置し、前記
伝熱用複合管の表面温度：５６０℃、排ガス温度：６５
０℃の条件で１５００時間の操業を行ない、操業終了後
伝熱用複合管を取り出し、表面に付着した灰分や生成ス
ケールを除去した状態で周方向における肉厚を測定し、
最大減肉量を求めると共に、表面部の断面ミクロ組織を
観察し、最大粒界腐食長さを測定した。これらの測定結
果を表６に示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【表５】
【００２９】
【表６】
【００３０】
【発明の効果】表１〜５に示される結果から、本発明伝
熱用複合管１〜４５は、従来伝熱用複合管に比べて、高
温のごみ焼却排ガス雰囲気にさらされた場合、最大減肉
量が少なくかつ最大粒界腐食長さも短いところから、優
れた高温耐食性を示すことが分かる。しかし、比較伝熱
用複合管１〜２に見られるように、これを構成するＮｉ
基合金のＭｇ含有量がこの発明の範囲から外れると高温
耐食性、特に高温耐粒界腐食性が劣り、結果として高温
耐食性が劣ったものになることが明らかである。上述の
ように、この発明の伝熱用複合管は、一段と優れた高温
耐食性を有するので、ごみ焼却による廃熱を有効に利用
するための廃熱ボイラの蒸気条件の高温・高圧化に対応
することができ、高価なＮｉ基合金からなる外層の薄肉
化が可能となるとともに、伝熱用複合管の一層の長寿命
化が可能となり、ごみ焼却による廃熱を有効に利用する
ための廃熱ボイラの技術の向上に大いに貢献し得るもの
である。
熱用複合管１〜４５は、従来伝熱用複合管に比べて、高
温のごみ焼却排ガス雰囲気にさらされた場合、最大減肉
量が少なくかつ最大粒界腐食長さも短いところから、優
れた高温耐食性を示すことが分かる。しかし、比較伝熱
用複合管１〜２に見られるように、これを構成するＮｉ
基合金のＭｇ含有量がこの発明の範囲から外れると高温
耐食性、特に高温耐粒界腐食性が劣り、結果として高温
耐食性が劣ったものになることが明らかである。上述の
ように、この発明の伝熱用複合管は、一段と優れた高温
耐食性を有するので、ごみ焼却による廃熱を有効に利用
するための廃熱ボイラの蒸気条件の高温・高圧化に対応
することができ、高価なＮｉ基合金からなる外層の薄肉
化が可能となるとともに、伝熱用複合管の一層の長寿命
化が可能となり、ごみ焼却による廃熱を有効に利用する
ための廃熱ボイラの技術の向上に大いに貢献し得るもの
である。
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃｒ：２３〜２７％、Ｍｏ：
７〜１０％、Ｆｅ：０．０１〜７％、Ｎｂ：０．５〜５
％、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下を含有し、残りがＮｉと不可避
不純物からなる組成を有するＮｉ基合金で構成したこと
を特徴とする耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用
廃熱ボイラの伝熱用複合管。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃｒ：２３〜２７％、Ｍｏ：
７〜１０％、Ｆｅ：０．０１〜７％、Ｎｂ：０．５〜５
％、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、を含有し、さらに、Ｗ：０．
１〜２％を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる
組成を有するＮｉ基合金で構成したことを特徴とする耐
粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝
熱用複合管。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃｒ：２３〜２７％、Ｍｏ：
７〜１０％、Ｆｅ：０．０１〜７％、Ｎｂ：０．５〜５
％、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、を含有し、さらに、希土類元
素：０．００１〜０．１％、Ｙ：０．００１〜０．１
％、Ｚｒ：０．００１〜０．１％、Ｈｆ：０．００１〜
０．５％のうちの１種または２種以上を含有し、残りが
Ｎｉと不可避不純物からなる組成を有するＮｉ基合金で
構成したことを特徴とする耐粒界腐食性に優れたごみ焼
却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管。 - 【請求項４】 重量％で、Ｃｒ：２３〜２７％、Ｍｏ：
７〜１０％、Ｆｅ：０．０１〜７％、Ｎｂ：０．５〜５
％、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓｉ：０．１％以
下、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、を含有し、さらに、Ｗ：０．
１〜２％を含有し、さらに、希土類元素：０．００１〜
０．１％、Ｙ：０．００１〜０．１％、Ｚｒ：０．００
１〜０．１％、Ｈｆ：０．００１〜０．５％のうちの１
種または２種以上を含有し、残りがＮｉと不可避不純物
からなる組成を有するＮｉ基合金で構成したことを特徴
とする耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボ
イラの伝熱用複合管。 - 【請求項５】 重量％で、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、
Ｃａ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種
を、さらに含有する請求項１〜４記載の耐粒界腐食性に
優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6128596A JPH09256089A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6128596A JPH09256089A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256089A true JPH09256089A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13166785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6128596A Pending JPH09256089A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 耐粒界腐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱用複合管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09256089A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6242112B1 (en) * | 1996-09-05 | 2001-06-05 | Sandvik Ab | Use of a Ni-base alloy for compound tubes for combustion plants |
| JP2015058496A (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 川崎重工業株式会社 | 耐食部材の製造方法およびボイラ |
-
1996
- 1996-03-18 JP JP6128596A patent/JPH09256089A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6242112B1 (en) * | 1996-09-05 | 2001-06-05 | Sandvik Ab | Use of a Ni-base alloy for compound tubes for combustion plants |
| JP2015058496A (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 川崎重工業株式会社 | 耐食部材の製造方法およびボイラ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011204 |