JPH09256114A - 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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- JPH09256114A JPH09256114A JP6128796A JP6128796A JPH09256114A JP H09256114 A JPH09256114 A JP H09256114A JP 6128796 A JP6128796 A JP 6128796A JP 6128796 A JP6128796 A JP 6128796A JP H09256114 A JPH09256114 A JP H09256114A
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- intergranular corrosion
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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、Ｎｉ：２５〜４３％、Ｃｒ：
２０〜３２％、Ｎｂ：およびＴａのうちの１種または２
種：０．１〜５％、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｂ：
０．００１〜０．１、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓ
ｉ：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、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Ｆｅと不可避不純物からなる組成を有するオ−ステ
ナイトステンレス鋼で構成された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からな
る。ただし、（ａ）は、Ｗ：０．１〜５％、（ｂ）は、
希土類元素：０．００１〜０．１％、Ｙ：０．００１〜
０．１％、Ｚｒ：０．００１〜０．１％、Ｈｆ：０．０
０１〜０．５％のうちの１種または２種以上、（ｃ）
は、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ｃａ：０．００１〜
０．１％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、Ｎｉ：２５〜４３％、Ｃｒ：
２０〜３２％、Ｎｂ：およびＴａのうちの１種または２
種：０．１〜５％、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｂ：
０．００１〜０．１、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓ
ｉ：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、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Ｆｅと不可避不純物からなる組成を有するオ−ステ
ナイトステンレス鋼で構成された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からな
る。ただし、（ａ）は、Ｗ：０．１〜５％、（ｂ）は、
希土類元素：０．００１〜０．１％、Ｙ：０．００１〜
０．１％、Ｚｒ：０．００１〜０．１％、Ｈｆ：０．０
０１〜０．５％のうちの１種または２種以上、（ｃ）
は、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ｃａ：０．００１〜
０．１％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】ボイラの伝熱管用高耐食合金材料として、
特開平５−１９５１２６特許公報に見られる様に、重量
％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍ
ｎ：７．５％以下、Ｃｒ：２５〜３５％、Ｎｉ：２５〜
５５％および下記（１）式を満足するＭｏを含有し、残
部がＦｅおよび不可避不純物からなり、不純物中のＰが
０．０１５％以下である化学組成 ０．３（％）≦Ｍｏ（％）≦５．８（％）−｛Ｎｉ（％）／１０｝…（１） のオ−ステナイト組織の高Ｎｉ、高Ｃｒ合金も知られて
いる。この合金は、ごみ焼却ボイラの腐食性環境を模擬
した５５０℃の温度での２０時間の試験で、最大粒界浸
食深さは０．００５〜０．０３ｍｍとなっており、また
別のごみ焼却ボイラの腐食性環境を模擬した６００℃の
温度での２０時間の試験で、最大粒界浸食深さは０．０
０２５〜０．０２ｍｍとなっており、優れた高温耐食性
を示していた。これら高Ｎｉ、高Ｃｒ合金は伝熱管とし
ても利用されるが、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
る内層と上記高Ｎｉ、高Ｃｒ合金と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。
特開平５−１９５１２６特許公報に見られる様に、重量
％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍ
ｎ：７．５％以下、Ｃｒ：２５〜３５％、Ｎｉ：２５〜
５５％および下記（１）式を満足するＭｏを含有し、残
部がＦｅおよび不可避不純物からなり、不純物中のＰが
０．０１５％以下である化学組成 ０．３（％）≦Ｍｏ（％）≦５．８（％）−｛Ｎｉ（％）／１０｝…（１） のオ−ステナイト組織の高Ｎｉ、高Ｃｒ合金も知られて
いる。この合金は、ごみ焼却ボイラの腐食性環境を模擬
した５５０℃の温度での２０時間の試験で、最大粒界浸
食深さは０．００５〜０．０３ｍｍとなっており、また
別のごみ焼却ボイラの腐食性環境を模擬した６００℃の
温度での２０時間の試験で、最大粒界浸食深さは０．０
０２５〜０．０２ｍｍとなっており、優れた高温耐食性
を示していた。これら高Ｎｉ、高Ｃｒ合金は伝熱管とし
ても利用されるが、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
る内層と上記高Ｎｉ、高Ｃｒ合金と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か発生し易
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５−１９５１２６号公報記載の
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か発生し易
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５−１９５１２６号公報記載の
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５−１９５１２６号公報記載の合金
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 Ｓ
Ｏ4 、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５−１９５１２６号公報記載の
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オ−ステナイトステンレス
鋼が得られ、この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０．００１〜０．１％含有するオ
−ステナイトステンレス鋼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５−１９５１２６号公報記載の合金
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 Ｓ
Ｏ4 、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５−１９５１２６号公報記載の
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オ−ステナイトステンレス
鋼が得られ、この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０．００１〜０．１％含有するオ
−ステナイトステンレス鋼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、Ｎｉ：２５〜４３％、Ｃｒ：２
０〜３２％、ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種：
０．１〜５％、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｂ：０．
００１〜０．１、Ｃ：０．００１〜０．０５％、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
〜５％、（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（ｃ）Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ｃａ：０．００
１〜０．１％、以上（ａ）および／または（ｂ）および
／または（ｃ）を含有し、残りがＦｅと不可避不純物か
らなる組成を有するオ−ステナイトステンレス鋼で構成
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、Ｎｉ：２５〜４３％、Ｃｒ：２
０〜３２％、ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種：
０．１〜５％、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｂ：０．
００１〜０．１、Ｃ：０．００１〜０．０５％、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
〜５％、（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（ｃ）Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ｃａ：０．００
１〜０．１％、以上（ａ）および／または（ｂ）および
／または（ｃ）を含有し、残りがＦｅと不可避不純物か
らなる組成を有するオ−ステナイトステンレス鋼で構成
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オ−ステナイト
ステンレス鋼を調製し、インゴットに鋳造し、このイン
ゴットに１０００〜１２５０℃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オ−ステナイト
ステンレス鋼を調製し、インゴットに鋳造し、このイン
ゴットに１０００〜１２５０℃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】本発明のオ−ステナイトステンレス鋼は、
従来の高Ｎｉ、高Ｃｒ合金の一部成分組成を組み替え、
更にＭｇ：０．００１〜０．１％を含有せしめたため、
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
本発明のオ−ステナイトステンレス鋼となり、このオ−
ステナイトステンレス鋼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、Ｎ
ａ2 ＳＯ4 、Ｋ 2 ＳＯ4 などの溶融硫酸塩、さらにＮａ
Ｃｌ、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、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、
本発明のオ−ステナイトステンレス鋼で構成した外層が
高温耐食性、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。
従来の高Ｎｉ、高Ｃｒ合金の一部成分組成を組み替え、
更にＭｇ：０．００１〜０．１％を含有せしめたため、
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
本発明のオ−ステナイトステンレス鋼となり、このオ−
ステナイトステンレス鋼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、Ｎ
ａ2 ＳＯ4 、Ｋ 2 ＳＯ4 などの溶融硫酸塩、さらにＮａ
Ｃｌ、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、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、
本発明のオ−ステナイトステンレス鋼で構成した外層が
高温耐食性、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、オ−ステ
ナイトステンレス鋼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、オ−ステナイトステンレス鋼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、オ−ステ
ナイトステンレス鋼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、オ−ステナイトステンレス鋼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
構成するオ−ステナイトステンレス鋼の成分組成を上記
の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） ＮｉおよびＣｒ 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Ｎｉ：２５％未満或いはＣｒ：２０％未満のいずれ
かになると前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が同じくＮｉ：４３％或いはＣｒ：３２％のいず
れか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、Ｎｉ：２５〜４３％、望ましくは２
８〜３２％、Ｃｒ：２５〜３２％、望ましくは２８〜３
２％と定めた。
構成するオ−ステナイトステンレス鋼の成分組成を上記
の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） ＮｉおよびＣｒ 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Ｎｉ：２５％未満或いはＣｒ：２０％未満のいずれ
かになると前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が同じくＮｉ：４３％或いはＣｒ：３２％のいず
れか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、Ｎｉ：２５〜４３％、望ましくは２
８〜３２％、Ｃｒ：２５〜３２％、望ましくは２８〜３
２％と定めた。
【００１２】（ｂ） ＮｂおよびＴａ ＮｂおよびＴａ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含有されるが、その含有量が合わ
せて０．１％未満では高温耐食性向上の十分な効果が得
られず、一方その含有量が合わせて５％を越えると金属
間化合物の生成により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０．１〜５％、望ましくは０．
５〜３％と定めた。
させる作用があるので含有されるが、その含有量が合わ
せて０．１％未満では高温耐食性向上の十分な効果が得
られず、一方その含有量が合わせて５％を越えると金属
間化合物の生成により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０．１〜５％、望ましくは０．
５〜３％と定めた。
【００１３】（ｃ） Ｍｇ Ｍｇ成分には熱間加工性を向上させ、かつ耐粒界浸食性
も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が得られず、一方その含
有量が０．１％を越えると粒界に金属間化合物を生成
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。
も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が得られず、一方その含
有量が０．１％を越えると粒界に金属間化合物を生成
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。
【００１４】（ｄ） Ｂ Ｂ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０．００１％未満では所望の熱間加工性向上
の効果が得られず、一方その含有量が０．１％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０．００１〜０．１％、望ましくは
０．００１〜０．０１％と定めた。
の含有量が０．００１％未満では所望の熱間加工性向上
の効果が得られず、一方その含有量が０．１％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０．００１〜０．１％、望ましくは
０．００１〜０．０１％と定めた。
【００１５】（ｅ） 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。
【００１６】（ｆ） 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。
【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％を越えると、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％を越えると、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５％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０．１〜５％、望まし
くは０．５〜２％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５％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０．１〜５％、望まし
くは０．５〜２％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、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、希土類
元素、Ｙ、およびＺｒにあっては０．００１％、Ｈｆの
あっては０．０１％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：０．００
１〜０．１％、およびＨｆ：０．００１〜０．５％と定
めた。
ので必要に応じて含有させるが、その含有量が、希土類
元素、Ｙ、およびＺｒにあっては０．００１％、Ｈｆの
あっては０．０１％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：０．００
１〜０．１％、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１．０％、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１．０％、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１〜４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℃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１〜４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：４２ｍｍ×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：３ｍ
ｍ、直径：３８．１ｍｍの寸法を有する本発明伝熱用複
合管１〜３５、比較伝熱用複合管１〜２をそれぞれ製造
した。また従来技術として特開平５−１９５１２６号公
報に見られる合金を用いて、上記と同様の方法で従来伝
熱用複合管を製造した。なお、比較伝熱用複合管１〜２
は、外層を構成する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１〜４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℃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１〜４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：４２ｍｍ×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：３ｍ
ｍ、直径：３８．１ｍｍの寸法を有する本発明伝熱用複
合管１〜３５、比較伝熱用複合管１〜２をそれぞれ製造
した。また従来技術として特開平５−１９５１２６号公
報に見られる合金を用いて、上記と同様の方法で従来伝
熱用複合管を製造した。なお、比較伝熱用複合管１〜２
は、外層を構成する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：５００℃、排ガス温度：６７
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５〜６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：５００℃、排ガス温度：６７
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５〜６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１〜６に示される結果から、本発明伝
熱用複合管１〜３５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、これを構成するオ−
ステナイトステンレス鋼の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。
熱用複合管１〜３５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、これを構成するオ−
ステナイトステンレス鋼の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。
【００３１】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、高価な本発明オ
−ステナイトステンレス鋼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。
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、高価な本発明オ
−ステナイトステンレス鋼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、Ｎｉ：２５〜４３％、Ｃｒ：
２０〜３２％、Ｎｂ：およびＴａのうちの１種または２
種：０．１〜５％、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｂ：
０．００１〜０．１、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓ
ｉ：０．１％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３
％以下を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組
成を有するオ−ステナイトステンレス鋼で構成したこと
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、Ｎｉ：２５〜４３％、Ｃｒ：
２０〜３２％、Ｎｂ：およびＴａのうちの１種または２
種：０．１〜５％、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｂ：
０．００１〜０．１、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓ
ｉ：０．１％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３
％以下を含有し、さらに、Ｗ：０．１〜５％を含有し、
残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有するオ−ス
テナイトステンレス鋼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、Ｎｉ：２５〜４３％、Ｃｒ：
２０〜３２％、Ｎｂ：およびＴａのうちの１種または２
種：０．１〜５％、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｂ：
０．００１〜０．１、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓ
ｉ：０．１％以下、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：０．０、０１〜０．１％、Ｚｒ：０．０
０１〜０．１％、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Ｆｅと不可避不純
物からなる組成を有するオ−ステナイトステンレス鋼で
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、Ｎｉ：２５〜４３％、Ｃｒ：
２０〜３２％、Ｎｂ：およびＴａのうちの１種または２
種：０．１〜５％、Ｍｇ：０．００１〜０．１％、Ｂ：
０．００１〜０．１、Ｃ：０．００１〜０．０５％、Ｓ
ｉ：０．１％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３
％以下を含有し、Ｗ：０．１〜５％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：０．０
０１〜０．５％のうちの１種または２種以上を含有し、
残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有するオ−ス
テナイトステンレス鋼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、さらに含有することを特徴とする請求項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 |
|---|---|---|---|
| JP6128796A JPH09256114A (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 |
|---|---|---|---|
| JP6128796A JPH09256114A (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 |
|---|---|
| JPH09256114A true JPH09256114A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13166841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6128796A Pending JPH09256114A (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) | JPH09256114A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013227644A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | オーステナイト系耐熱合金 |
| JP2016050331A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系耐熱合金 |
-
1996
- 1996-03-18 JP JP6128796A patent/JPH09256114A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013227644A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | オーステナイト系耐熱合金 |
| JP2016050331A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系耐熱合金 |
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