JPS5819923B2 - 液体ナトリウム用伝熱管およびその製造方法 - Google Patents
液体ナトリウム用伝熱管およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS5819923B2 JPS5819923B2 JP10132776A JP10132776A JPS5819923B2 JP S5819923 B2 JPS5819923 B2 JP S5819923B2 JP 10132776 A JP10132776 A JP 10132776A JP 10132776 A JP10132776 A JP 10132776A JP S5819923 B2 JPS5819923 B2 JP S5819923B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- heat exchanger
- tube
- exchanger tube
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Cr −M □ (クロム・モリブデン)鋼
よりなる液体Na(ナトリウム)用伝熱管に関するもの
であり、さらに、その製造方法に関するものである。
よりなる液体Na(ナトリウム)用伝熱管に関するもの
であり、さらに、その製造方法に関するものである。
CrMo鋼は、高温における機械的強度に優れ、かつ水
に対する応力腐食割れ抵抗性が高いため、液体金属冷却
高速増殖炉(LMFBR)の蒸気発生器、特にその伝熱
管に使用されている。
に対する応力腐食割れ抵抗性が高いため、液体金属冷却
高速増殖炉(LMFBR)の蒸気発生器、特にその伝熱
管に使用されている。
この液体金属冷却高速増殖炉の蒸気発生器は高温液体金
属と水とが熱交換して高温高圧水蒸気を発生する役目を
有し、かつ蒸気発生器伝熱管は高温液体金属と水とが直
接熱交換を行なう部分である。
属と水とが熱交換して高温高圧水蒸気を発生する役目を
有し、かつ蒸気発生器伝熱管は高温液体金属と水とが直
接熱交換を行なう部分である。
第1図は液体金属としてNaを用いる蒸気発生器の概略
構造を示すもので、蒸気発生器の主なる部分は、上部胴
体1、下部胴体2、上部鏡板3、下部鏡板4、熱しゃへ
い構造体膜6、内部シュラウド7および伝熱管8および
9からなっている。
構造を示すもので、蒸気発生器の主なる部分は、上部胴
体1、下部胴体2、上部鏡板3、下部鏡板4、熱しゃへ
い構造体膜6、内部シュラウド7および伝熱管8および
9からなっている。
原子炉反応容器で発生した熱は中間熱交換により一度非
放射性の液体Naで熱交換され、この非放射性の液体N
aはNa入口管11から蒸気発生器内部へ流入する。
放射性の液体Naで熱交換され、この非放射性の液体N
aはNa入口管11から蒸気発生器内部へ流入する。
Na入口管11から入った高温の液体Naは内部シュラ
ウド7の外側と熱しゃへい構造体膜6の内側の間を通り
上昇し、ついで伝熱管9に沿って下降しNa出口ノズル
14から蒸気発生器外へ流出し、中間熱交換器へ戻る。
ウド7の外側と熱しゃへい構造体膜6の内側の間を通り
上昇し、ついで伝熱管9に沿って下降しNa出口ノズル
14から蒸気発生器外へ流出し、中間熱交換器へ戻る。
また、水は給水リングへツタ−12から蒸気発生器胴体
内に入り、上部および下部胴体1および2の内側と熱し
ゃへい構造体膜6の外側の間にある下降伝熱管8内を通
り、さらに熱しゃへい構造体膜6の内側と内部シュラウ
ド7の外側にある螺線状の上昇伝熱管9内を通過し蒸気
出口フランジ10より出て、発電機を回転させるために
タービンヘ導かれる。
内に入り、上部および下部胴体1および2の内側と熱し
ゃへい構造体膜6の外側の間にある下降伝熱管8内を通
り、さらに熱しゃへい構造体膜6の内側と内部シュラウ
ド7の外側にある螺線状の上昇伝熱管9内を通過し蒸気
出口フランジ10より出て、発電機を回転させるために
タービンヘ導かれる。
か(の如く、水は伝熱管の内側を逼り、Naは伝熱管の
外側を流動し、Naと水との熱交換は下降伝熱管8と上
昇伝熱管9で行なわれるが、下降伝熱管8に比し上昇伝
熱管9で行なわれる方が太き(、蒸気発生器の蒸発器の
場合、上昇伝熱管9内で水から蒸気になる。
外側を流動し、Naと水との熱交換は下降伝熱管8と上
昇伝熱管9で行なわれるが、下降伝熱管8に比し上昇伝
熱管9で行なわれる方が太き(、蒸気発生器の蒸発器の
場合、上昇伝熱管9内で水から蒸気になる。
通常、高速増殖炉の蒸気発生器では、Na入口温度は約
500℃、Na出口温度は約320℃であり、給水温度
は約300℃、蒸気出口温度は約450℃である。
500℃、Na出口温度は約320℃であり、給水温度
は約300℃、蒸気出口温度は約450℃である。
即ち、蒸気発生器は、高温のNaと高温高圧の水もしく
は水蒸気の共存する機器であり、高速増殖炉のプラント
の中でも最も重要な機器である。
は水蒸気の共存する機器であり、高速増殖炉のプラント
の中でも最も重要な機器である。
蒸気発生器の中でも、特に、伝熱管は管壁を通して高温
のNaと高温高圧の水もしくは水蒸気が熱交換を行なう
ため極めて重要な部分である。
のNaと高温高圧の水もしくは水蒸気が熱交換を行なう
ため極めて重要な部分である。
従って、もしも、蒸気発生器伝熱管に何らかの欠陥があ
り、内圧の高い水蒸気が管外側の液体Na中に漏洩する
ようなことがあれば、Naと水とが化学反応を生ずるこ
とになる。
り、内圧の高い水蒸気が管外側の液体Na中に漏洩する
ようなことがあれば、Naと水とが化学反応を生ずるこ
とになる。
Naと水との反応熱は高(、この反応熱により伝熱管は
さらに裂けて漏洩が増加し大事故となる。
さらに裂けて漏洩が増加し大事故となる。
従って、蒸気発生器伝熱管材料に何を選ぶかについては
多大の配慮が必要である。
多大の配慮が必要である。
このように、蒸気発生器の伝熱管材料は、高温液体Na
と高温高圧水の環境下にさらされることから、高温強度
、クリープ強度等の機械的強度が優れ、かつ高温液体N
a中で化学的に安定で、水中に含まれる不純物に対する
応力腐食割れ抵抗性の高いものが望ましい。
と高温高圧水の環境下にさらされることから、高温強度
、クリープ強度等の機械的強度が優れ、かつ高温液体N
a中で化学的に安定で、水中に含まれる不純物に対する
応力腐食割れ抵抗性の高いものが望ましい。
このような要求を満足する材料として現在用いられてい
るものには、Cr元素2〜9%、MO元素を0.5〜2
%含むCr−Mo鋼がある。
るものには、Cr元素2〜9%、MO元素を0.5〜2
%含むCr−Mo鋼がある。
例えば、高速炉“もんじゆ”の蒸気発生器の蒸発器には
、Cr含有量2.25%、MO含有量1%のCr −M
o鋼が使われている。
、Cr含有量2.25%、MO含有量1%のCr −M
o鋼が使われている。
Cr−M□鋼は、高温における機械的強度に優れ、かつ
、水に対する応力腐食割れ抵抗性が高いが、高温液体N
a中に長時間浸漬していると次第に表面から脱炭される
。
、水に対する応力腐食割れ抵抗性が高いが、高温液体N
a中に長時間浸漬していると次第に表面から脱炭される
。
第2図は、2.25%Cr−1%M、鋼の表面から板厚
内部への脱炭状態の一例を示すもので、横軸は鋼表面か
らの深さくμm)、縦軸には炭素濃度がとってあり、5
00℃、5000時間Naに浸漬されたもので、0.0
9係の初期炭素濃度が表面で約0.06%の炭素濃度に
低下している。
内部への脱炭状態の一例を示すもので、横軸は鋼表面か
らの深さくμm)、縦軸には炭素濃度がとってあり、5
00℃、5000時間Naに浸漬されたもので、0.0
9係の初期炭素濃度が表面で約0.06%の炭素濃度に
低下している。
従って、蒸気発生器の寿命30年に亘る長期間ではさら
に著しい脱炭がおこる。
に著しい脱炭がおこる。
このように鋼表面かう脱炭を生じ、炭素濃度が低下する
と、高温強度およびクリープ強度が劣化する。
と、高温強度およびクリープ強度が劣化する。
従って、高温液体Na中で長期間にわたりCr−Mo鋼
を使用することは蒸気発生器の構造強度上の信頼性を低
下する。
を使用することは蒸気発生器の構造強度上の信頼性を低
下する。
このため。
Cr −M o鋼に約1%のNbにオブ)あるいはTi
(チタン)を添加して安定化したCr−Mo鋼を用いる
ことも考えられているが、これはCr−Mo鋼の溶解中
に約1%重量のNbあるいはTiを添加し、鋼中に含ま
れるC(炭素)と結合させNbCまたはTiCのような
安定な炭化物を生成させたものである。
(チタン)を添加して安定化したCr−Mo鋼を用いる
ことも考えられているが、これはCr−Mo鋼の溶解中
に約1%重量のNbあるいはTiを添加し、鋼中に含ま
れるC(炭素)と結合させNbCまたはTiCのような
安定な炭化物を生成させたものである。
この安定化Cr−Mo鋼は、高温液体Na中に長時間浸
漬されても脱炭は生じ難い、第3図は、500℃のNa
中に5000時間浸漬させた安定Cr Mo鋼の炭素
濃度分布を示すもので、横軸には、鋼表面からの深さく
μm)、縦軸には炭素濃度(侍がとっである。
漬されても脱炭は生じ難い、第3図は、500℃のNa
中に5000時間浸漬させた安定Cr Mo鋼の炭素
濃度分布を示すもので、横軸には、鋼表面からの深さく
μm)、縦軸には炭素濃度(侍がとっである。
この図から明らかなように若干浸炭が認められるが、鋼
内部までほぼ初期の炭素濃度(約0.09%)のまま保
たれている。
内部までほぼ初期の炭素濃度(約0.09%)のまま保
たれている。
このように、NbあるいはTiを添加した安定化CrM
o鋼は、高温液体Na中で脱炭を生じ難(、脱炭に伴う
機械的強度の劣化の面では、通常のCr −M o鋼よ
り優れている。
o鋼は、高温液体Na中で脱炭を生じ難(、脱炭に伴う
機械的強度の劣化の面では、通常のCr −M o鋼よ
り優れている。
しかしながら、安定化Cr−Mo鋼は通常のCrMo鋼
に比して、価格が約3〜4倍高く、さらに通常のCr
−M o鋼に比して衝撃強度が劣り、溶接性が劣る欠点
がある。
に比して、価格が約3〜4倍高く、さらに通常のCr
−M o鋼に比して衝撃強度が劣り、溶接性が劣る欠点
がある。
さらに、蒸気発生器の伝熱管には多数の溶接箇所があり
、しかも、溶接接合部は溶着金属、熱影響部と金属組織
が不均一な所でもあるので、伝熱管施工上厳重な管理が
なされている。
、しかも、溶接接合部は溶着金属、熱影響部と金属組織
が不均一な所でもあるので、伝熱管施工上厳重な管理が
なされている。
従って、安定化Cr−Mo鋼を使用する伝熱管は、従来
の溶接管理の面からは逆行するものであり、蒸気発生器
の構造強度上極めて大きな欠点となりうる。
の溶接管理の面からは逆行するものであり、蒸気発生器
の構造強度上極めて大きな欠点となりうる。
本発明は、高温液体Na中に長時間浸漬しても脱炭がお
こらず、しかも、機械的強度、溶接性が通常のCr
Mo鋼に劣らないCr Mo鋼製の液体Na用伝熱管
を得ることを目的とするもので、表面にNbおよびTi
よりなる群から選んだ少な(とも1種の炭化物を有する
ことを第一の特徴とし、Cr−Mo鋼の表面にNbおよ
びTiかうなる群より選んだ少なくとも1種の金属を被
着せしめ、Cr −M O鋼の金属組織を調質するため
熱処理した後、450℃〜650℃の液体Na中で表面
に炭化物層を形成せしめることを第二の特徴とするもの
である。
こらず、しかも、機械的強度、溶接性が通常のCr
Mo鋼に劣らないCr Mo鋼製の液体Na用伝熱管
を得ることを目的とするもので、表面にNbおよびTi
よりなる群から選んだ少な(とも1種の炭化物を有する
ことを第一の特徴とし、Cr−Mo鋼の表面にNbおよ
びTiかうなる群より選んだ少なくとも1種の金属を被
着せしめ、Cr −M O鋼の金属組織を調質するため
熱処理した後、450℃〜650℃の液体Na中で表面
に炭化物層を形成せしめることを第二の特徴とするもの
である。
本発明は、発明者等が上記目的の達成のためには、Cr
−M o鋼に脱炭処理を施すことが効果的であること
を想到しなされたものである。
−M o鋼に脱炭処理を施すことが効果的であること
を想到しなされたものである。
なお、表面保護の目的で、金属合金に表面処理を施すこ
とはよく知られている。
とはよく知られている。
すなわち、鋼表面を浸炭あるいは窒化して硬質表面層を
つくり、耐摩耗性を増加させた鉄鋼、耐食性を増すため
にCr表面被覆、またはZn表面被覆した鉄鋼、また、
CutNLFe、Crのいずれかをメッキし、その上に
Moを蒸着させて高温液体Na中での耐食性を増加させ
たV合金、金属表面の保護を目的として、Nb、Ti等
の拡散元素を含むCa溶融浴中にFe(鉄)金属製品を
800℃の温度で浸漬させ、拡散被覆させたFe金属製
品がある。
つくり、耐摩耗性を増加させた鉄鋼、耐食性を増すため
にCr表面被覆、またはZn表面被覆した鉄鋼、また、
CutNLFe、Crのいずれかをメッキし、その上に
Moを蒸着させて高温液体Na中での耐食性を増加させ
たV合金、金属表面の保護を目的として、Nb、Ti等
の拡散元素を含むCa溶融浴中にFe(鉄)金属製品を
800℃の温度で浸漬させ、拡散被覆させたFe金属製
品がある。
さらに、安。価なTi原料を使用し、高温度における耐
硫黄性を向上させる目的で、Fe0.5〜6%を含有す
るTi粉末を非窒化、非酸化性気体中で800〜120
0℃に加熱してTiを拡散浸透させたFe合金等が知ら
れている。
硫黄性を向上させる目的で、Fe0.5〜6%を含有す
るTi粉末を非窒化、非酸化性気体中で800〜120
0℃に加熱してTiを拡散浸透させたFe合金等が知ら
れている。
しかし、何れの技術も、直接のみならず間接的にも、本
発明の目的達成のために利用しうるものはなかったため
、種々検討の上見出されたものが本発明である。
発明の目的達成のために利用しうるものはなかったため
、種々検討の上見出されたものが本発明である。
以下、実施し0について説明する。
まず、Cr−Mo鋼よりなる蒸気発生器伝熱管の基質表
面にNbまたはTiを溶射する。
面にNbまたはTiを溶射する。
溶射を行なうには、溶融したNbまたはTiを伝熱管表
面に噴霧状、滴状に溶射してもよいが、NbおよびTi
は高融点物質(融点は約1500℃)であるため、Nb
またはTiを電極として用い、これを溶射する溶極式を
用いてもよい。
面に噴霧状、滴状に溶射してもよいが、NbおよびTi
は高融点物質(融点は約1500℃)であるため、Nb
またはTiを電極として用い、これを溶射する溶極式を
用いてもよい。
さらに、酸素アセチレン等の火焔により伝熱管に接して
置かれたNbまたはTiを溶射してもよい。
置かれたNbまたはTiを溶射してもよい。
溶射されたこれら金属は、溶射後高温に保持される時間
が短いので、この段階では伝熱管表面には炭化物は殆ん
ど生成されない。
が短いので、この段階では伝熱管表面には炭化物は殆ん
ど生成されない。
この際、伝熱管表面に溶射されるこれら金属の厚さは3
〜20μmであり、3μmより薄い場合は、伝熱管全周
にわたり均一な炭化物の形成層が得られない。
〜20μmであり、3μmより薄い場合は、伝熱管全周
にわたり均一な炭化物の形成層が得られない。
また生成される炭化物の密度あるいは厚さが小になる。
また、20μmより厚い場合には、これらの金属が高価
であるため、経済性の点でも無駄であり、さらに余剰が
ある場合には固溶体をつくる。
であるため、経済性の点でも無駄であり、さらに余剰が
ある場合には固溶体をつくる。
例えば、Nbの場合にはF e 2 N bとなり、T
iの場合には、Te2Ti、FeTLFeTi2となる
。
iの場合には、Te2Ti、FeTLFeTi2となる
。
これらのNbまたはTiとFeとの固溶体がCr −M
o鋼中に存在すると、高温強度が上昇すると言われて
いるが、その性質は未だ明確となってはおらず、少なく
とも脱炭を防止する効果を得る目的ではこれらの固溶体
は必要でではない。
o鋼中に存在すると、高温強度が上昇すると言われて
いるが、その性質は未だ明確となってはおらず、少なく
とも脱炭を防止する効果を得る目的ではこれらの固溶体
は必要でではない。
NbまたはTiを伝熱管表面に溶射する場合、伝熱管自
身の温度も上昇し、製管時に調整された金属組織に影響
がある。
身の温度も上昇し、製管時に調整された金属組織に影響
がある。
例えば、もともとベーナイト組織であったC r −M
o鋼伝熱管の場合、NbまたはTiを溶射することに
よって、一部フエライトとパーライトの組織になり得る
ことが十分考えられる。
o鋼伝熱管の場合、NbまたはTiを溶射することに
よって、一部フエライトとパーライトの組織になり得る
ことが十分考えられる。
従って、NbまたはTiを溶射した後にCr−Mo鋼の
金属組織を調質するために600℃〜800℃で焼鈍あ
るいは900℃〜1100℃で焼準焼戻しの熱処理を行
う。
金属組織を調質するために600℃〜800℃で焼鈍あ
るいは900℃〜1100℃で焼準焼戻しの熱処理を行
う。
この熱処理を行うことにより、伝熱管表面に溶射された
NbまたはTiは鋼中の炭素と一部炭化物を形成するが
高温加熱保持時間は通常0.5〜3時間程度であるので
炭化物の量は少ない。
NbまたはTiは鋼中の炭素と一部炭化物を形成するが
高温加熱保持時間は通常0.5〜3時間程度であるので
炭化物の量は少ない。
また、この焼鈍あるいは焼準焼戻し熱処理によって伝熱
管溶接部の金属組織は溶接したままの組織よりも改善さ
ね、溶接部の残留応力は低減される。
管溶接部の金属組織は溶接したままの組織よりも改善さ
ね、溶接部の残留応力は低減される。
次に、熱処理した伝熱管を450℃〜650℃の液体N
aに浸漬させると、NbまたはTiはまずCrMo鋼の
結晶粒界へ浸透し、遅れて結晶粒内へも浸透する。
aに浸漬させると、NbまたはTiはまずCrMo鋼の
結晶粒界へ浸透し、遅れて結晶粒内へも浸透する。
NbおよびTiのCr −M o鋼における拡散係数は
450℃〜650℃において、おおよそ10′5〜1O
−14cd/secのオーダーである。
450℃〜650℃において、おおよそ10′5〜1O
−14cd/secのオーダーである。
このような拡散係数で4000〜5000時間、Na中
に浸漬していると、Cr−Mo鋼の表面から深さ約30
μm程度にNbまたはTiが拡散する。
に浸漬していると、Cr−Mo鋼の表面から深さ約30
μm程度にNbまたはTiが拡散する。
従ってCr−Mo鋼中に含まれる余剰の炭素とNbまた
はTiは化合し、安定な炭化物を形成する。
はTiは化合し、安定な炭化物を形成する。
この場合、液体Naの浸漬温度が450℃より低〜・場
合には、NbまたはTiの拡散係数は450〜650℃
の場合より著しく小になり、Cr−Mo鋼の内部のNb
またはTiの炭化物層の厚さが小となる。
合には、NbまたはTiの拡散係数は450〜650℃
の場合より著しく小になり、Cr−Mo鋼の内部のNb
またはTiの炭化物層の厚さが小となる。
その上、浸透したNbまたはTiと炭素との化学結合が
生じ難い。
生じ難い。
また、液体Naの浸漬温度が650℃より高い場合には
、NbまたはTiと炭素との化学結合、およびCr −
M o鋼表面からの炭化物層の深さは犬となるが、Cr
−Mo鋼を600〜800℃で焼鈍あるいは900〜1
100℃で焼鈍焼戻して得た調質された金属微細組織が
次第に変化する。
、NbまたはTiと炭素との化学結合、およびCr −
M o鋼表面からの炭化物層の深さは犬となるが、Cr
−Mo鋼を600〜800℃で焼鈍あるいは900〜1
100℃で焼鈍焼戻して得た調質された金属微細組織が
次第に変化する。
従って、NbまたはTiの炭化物を伝熱管表面に形成さ
せるためには、450〜650℃の温度の液体Naに浸
漬させるのが適当である。
せるためには、450〜650℃の温度の液体Naに浸
漬させるのが適当である。
このような方法で処理された高速増殖炉蒸気発生器伝熱
管は約4000〜5000時間で管表面から板厚内部へ
30μmのNbまたはTiの炭化物を形成する。
管は約4000〜5000時間で管表面から板厚内部へ
30μmのNbまたはTiの炭化物を形成する。
この炭化物の密度分布は表面で最も高(、管板厚内部へ
入るほど減少する。
入るほど減少する。
すなわち、炭化物は板厚に沿い濃度勾配を有するが、こ
の濃度勾配に従って鋼中の炭素の活量分布も変化する。
の濃度勾配に従って鋼中の炭素の活量分布も変化する。
Cr −M o鋼の炭素の活量はNaに含まれる炭素に
よる炭素活量より大きいため、Cr−Mo鋼中の炭素が
Na中へ移動する。
よる炭素活量より大きいため、Cr−Mo鋼中の炭素が
Na中へ移動する。
しかし、CrMo鋼の炭素活量がNaの炭素活量より偲
げれば、逆にNa中の炭素がCr −M o鋼へ移動し
、Or−Mo鋼は浸炭する。
げれば、逆にNa中の炭素がCr −M o鋼へ移動し
、Or−Mo鋼は浸炭する。
また、Cr −M 。鋼とNaの炭素活量が等しければ
炭素の移動は発生しない。
炭素の移動は発生しない。
すなわち、通常、高速炉に使用されるNaは5〜30p
pm程度の炭素を含み、CrMo鋼は0.01〜0.1
5重量係の炭素含有量があるので、CrMo鋼はNaよ
り炭素活量が高い。
pm程度の炭素を含み、CrMo鋼は0.01〜0.1
5重量係の炭素含有量があるので、CrMo鋼はNaよ
り炭素活量が高い。
しかしながら、Cr Mo鋼の表面にNbまたはTi
の安定な炭化物を形成させると、Cr−M□鋼の炭素活
量は板厚表面になるほど低下する。
の安定な炭化物を形成させると、Cr−M□鋼の炭素活
量は板厚表面になるほど低下する。
第4図は、Cr −M o鋼側とNa側の炭素活量の状
態を示すもので、A、BはそれぞれCr −M。
態を示すもので、A、BはそれぞれCr −M。
調伏熱管およびNa側の炭素活量な示すもので、両者の
境界からの距離に対する炭素活量を示している。
境界からの距離に対する炭素活量を示している。
図のaはCrMo鋼の表面の炭素活量がNaの炭素活量
に等しい状態まで低下した分布を示し、このよりなNa
とCr −M o鋼の接触部で炭素活量が等しい場合は
、CrMo鋼は脱炭を生じない。
に等しい状態まで低下した分布を示し、このよりなNa
とCr −M o鋼の接触部で炭素活量が等しい場合は
、CrMo鋼は脱炭を生じない。
同図すは、NaとCr−Mo鋼の接触部でCr −M
o鋼の炭素活量がNaより大である分布を示す。
o鋼の炭素活量がNaより大である分布を示す。
この場合には、Cr−Mo鋼はわずかづつではあるが脱
炭する。
炭する。
同図Cは管表面にNbまたはTiを厚さ3〜20μm溶
射したCr−Mo鋼の炭素活量のNa中における変化を
示したものである。
射したCr−Mo鋼の炭素活量のNa中における変化を
示したものである。
伝熱管表面にNbまたはTiを溶射し、調質のための処
理を施すと、CrMo鋼の炭素活量は同図の実線のよう
に、Na接触面でNaより炭素活量は低く、鋼内部で急
激に炭素活量は高くなり炭素活量の勾配が著しい、この
ような分布を有する伝熱管を450〜650℃の液体N
a中に浸漬すると、Na中の炭素がCrMo鋼中へ移動
する。
理を施すと、CrMo鋼の炭素活量は同図の実線のよう
に、Na接触面でNaより炭素活量は低く、鋼内部で急
激に炭素活量は高くなり炭素活量の勾配が著しい、この
ような分布を有する伝熱管を450〜650℃の液体N
a中に浸漬すると、Na中の炭素がCrMo鋼中へ移動
する。
このNa中の炭素をCr −M o鋼が得ることにより
、Cr−Mo鋼の表面の炭素活量は上昇する。
、Cr−Mo鋼の表面の炭素活量は上昇する。
この時、同時にNbまたはTiは鋼内部へ拡散により浸
透するので、同図Cの点線で示すように次第にCr−M
o鋼の表面の炭素活量は上昇するとともに鋼内部の炭素
活量が低下して、同図aの状態に近くなる。
透するので、同図Cの点線で示すように次第にCr−M
o鋼の表面の炭素活量は上昇するとともに鋼内部の炭素
活量が低下して、同図aの状態に近くなる。
Cr−Mo鋼表面の炭素活量がNaの炭素活量と等しく
なるまで上昇したとき、NaからCr −M o鋼への
炭素の移動は停止し、Cr−Mo鋼は脱炭も浸炭も生じ
なくなる。
なるまで上昇したとき、NaからCr −M o鋼への
炭素の移動は停止し、Cr−Mo鋼は脱炭も浸炭も生じ
なくなる。
このようにCr−Mo鋼表面において脱浸炭が進行する
と同時に鋼内部へ拡散により浸透するNbまたはTi元
素は次第に炭化物の形として残り、Cr −M。
と同時に鋼内部へ拡散により浸透するNbまたはTi元
素は次第に炭化物の形として残り、Cr −M。
鋼内部深くへは浸透せず、形成されるNbまたはTiの
炭化物の厚さは約30μmである。
炭化物の厚さは約30μmである。
すなわち、NbまたはTiの炭化物が約30μm形成さ
れると、Cr −M o鋼の炭素活量はNa液面に接触
する面でNaの炭素活量に等しくなり、その後CrMo
鋼は脱浸炭を生じなくなる。
れると、Cr −M o鋼の炭素活量はNa液面に接触
する面でNaの炭素活量に等しくなり、その後CrMo
鋼は脱浸炭を生じなくなる。
すなわち脱炭を表面約30μmのみに限定することがで
きる。
きる。
従って、このようにして製造された液体Na用伝熱管は
液体Na中に長時間浸漬した場合においても、もはや脱
炭は進行せず、CrMo鋼製伝熱管の液体Na中での脱
炭を防止することができる。
液体Na中に長時間浸漬した場合においても、もはや脱
炭は進行せず、CrMo鋼製伝熱管の液体Na中での脱
炭を防止することができる。
以下、この発明を高速増殖炉蒸気発生器伝熱管の溶接部
について実施する場合を図面により説明する。
について実施する場合を図面により説明する。
第5図はその製造組立工程を示すもので、同図aのよう
に蒸気発生器伝熱管は、まず直管を溶接して長い伝熱管
9を得る。
に蒸気発生器伝熱管は、まず直管を溶接して長い伝熱管
9を得る。
ついで同図すに示すごとくコイル状に加工し、同図Cに
示すごとく、内部シュラウド7を入れ、伝熱管サポート
16で伝熱管9を固定する。
示すごとく、内部シュラウド7を入れ、伝熱管サポート
16で伝熱管9を固定する。
次に、同図dに示す如く、伝熱管90両端を溶接して上
昇管上端管9aと上昇管下端管9bに取付ける。
昇管上端管9aと上昇管下端管9bに取付ける。
さらに、同図eで示す如く、伝熱管群の外側に熱しゃへ
い構造体用6を挿入するとともに、上昇管下端管9bと
下降伝熱管8を溶接し、上昇管上端管9aと蒸気連絡管
17を溶接する。
い構造体用6を挿入するとともに、上昇管下端管9bと
下降伝熱管8を溶接し、上昇管上端管9aと蒸気連絡管
17を溶接する。
同図fは完成真近の蒸気発生器を示すが、下降伝熱管8
と給水リングヘッダー管12aの溶接、および蒸気連絡
管17と蒸気管板管18との溶接を行う。
と給水リングヘッダー管12aの溶接、および蒸気連絡
管17と蒸気管板管18との溶接を行う。
最後に上部胴体1と下部胴体2をあわせて完成する。
第5図で示したように、蒸気発生器伝熱管は多数の場所
に、しかも多数の工程ごとに存在する。
に、しかも多数の工程ごとに存在する。
この例で、高温液体Na中に浸漬される溶接部分は第5
図aの直管−直管溶接部、同図dの上昇管上端管9aの
溶接部、上昇管下端管9bの溶接音民同図eの下降伝熱
管8の溶接部である。
図aの直管−直管溶接部、同図dの上昇管上端管9aの
溶接部、上昇管下端管9bの溶接音民同図eの下降伝熱
管8の溶接部である。
このような組立工程における本発明の実施工程を説明す
る。
る。
まず、第5図aの直管−直管溶接の場合、溶接後、これ
らの溶接部表面にNbまたはTiを厚さ3〜20μm溶
射する。
らの溶接部表面にNbまたはTiを厚さ3〜20μm溶
射する。
さらに、同図すの上昇管上端管9aと上昇管下端管9b
の溶接施工後、同溶接部表面にNbまたはTiを厚さ3
〜20μm溶射し、同図eで下降伝熱管8の溶接取付後
、同溶接部にNbまたはTiを溶射する。
の溶接施工後、同溶接部表面にNbまたはTiを厚さ3
〜20μm溶射し、同図eで下降伝熱管8の溶接取付後
、同溶接部にNbまたはTiを溶射する。
次の工程として内部シュラウドに幾層にも巻かれ、溶接
部が溶射された伝熱管の胛体を調質炉へ入れ、600〜
800℃で焼鈍あるいは900〜11o。
部が溶射された伝熱管の胛体を調質炉へ入れ、600〜
800℃で焼鈍あるいは900〜11o。
℃で焼準焼戻しする。
熱しゃへい構造体用と蒸気連絡管の溶接は、溶射した伝
熱管群体を炉に入れる前に取付は施工してもよいし、熱
処理を終ってから取付は施工してもよい。
熱管群体を炉に入れる前に取付は施工してもよいし、熱
処理を終ってから取付は施工してもよい。
熱処理を終った伝熱管群体は同図fに示す溶接後、上部
胴体1と下部。
胴体1と下部。
胴体2に収容される。
収容された伝熱管群体はNa入口管から入る450〜6
50℃の液体Naに浸漬される。
50℃の液体Naに浸漬される。
この時NbおよびTiを溶射した伝熱管は表面にNbま
たはTiの炭化物を形成す六− これらの実施例はNbまたはTiの何れかの炭化物層を
形成せしめる列を示したが、NbおよびTiの両方の炭
化物を形成せしめても同様の効果が得られる。
たはTiの炭化物を形成す六− これらの実施例はNbまたはTiの何れかの炭化物層を
形成せしめる列を示したが、NbおよびTiの両方の炭
化物を形成せしめても同様の効果が得られる。
また、伝熱管溶接部に適用した場合を示したが、伝熱管
母材にも利用できる。
母材にも利用できる。
また、熱処理列として内部シュラウド7に幾層にも巻か
れた伝熱管群体を焼鈍あるいは焼準焼戻しだ場合を示し
たが、直管−直管溶接直後あるいは上昇管上端管溶接直
後、NbまたはTiを溶射しその都度、焼鈍あるいは焼
準焼戻し、熱処理を施してもよい。
れた伝熱管群体を焼鈍あるいは焼準焼戻しだ場合を示し
たが、直管−直管溶接直後あるいは上昇管上端管溶接直
後、NbまたはTiを溶射しその都度、焼鈍あるいは焼
準焼戻し、熱処理を施してもよい。
なお、本発明を施した蒸気発生器伝熱管は、蒸気発生器
の蒸発器、過熱器および再熱器に利用できる。
の蒸発器、過熱器および再熱器に利用できる。
このように処理されたCrMo鋼で作られた蒸気発生器
伝熱管は、高温液体Na中で脱炭を生じないため、機械
的強度を損うことがな(、また、伝熱管溶接施工上、溶
接性を損うことがなく、健全な伝熱管溶接継手を得るこ
とができる。
伝熱管は、高温液体Na中で脱炭を生じないため、機械
的強度を損うことがな(、また、伝熱管溶接施工上、溶
接性を損うことがなく、健全な伝熱管溶接継手を得るこ
とができる。
さらに、従来の脱炭防止を目的とした安定化CrMo鋼
による蒸気発生器伝熱管よりも安価である。
による蒸気発生器伝熱管よりも安価である。
以上の如(、本発明の液体Na用伝熱管は液体Na中に
長時間浸漬しても脱炭がおこらず、機械的強度、溶接性
が通常のCrM□鋼を用いたものに劣らず、また、その
製造方法はこのような伝熱管の製造を可能ならしめたも
ので、技術上のみならず経済上からも浸れたもので、工
業的効果の大なるものである。
長時間浸漬しても脱炭がおこらず、機械的強度、溶接性
が通常のCrM□鋼を用いたものに劣らず、また、その
製造方法はこのような伝熱管の製造を可能ならしめたも
ので、技術上のみならず経済上からも浸れたもので、工
業的効果の大なるものである。
第1図は高速増殖炉蒸気発生器の概略構造を示す断面図
、第2図は500℃〜5000時間、液体Na中に浸漬
された場合のCrMo鋼伝熱管断面の炭素濃度分布を示
すグラフ、第3図は同じく安定化CrM□鋼伝熱管断面
の炭素濃度分布を示すグラフ、第4図は本発明の液体N
a用伝熱管断面および液体Na中の炭素活量分布を示す
グラフ、第5図は蒸気発生器伝熱管の組立て工程を示す
工程図である。 符号の説明 7・・・内部シュラウド、8・・・下降伝
熱管、9・・・上昇伝熱管、16・・・伝熱管サポート
。
、第2図は500℃〜5000時間、液体Na中に浸漬
された場合のCrMo鋼伝熱管断面の炭素濃度分布を示
すグラフ、第3図は同じく安定化CrM□鋼伝熱管断面
の炭素濃度分布を示すグラフ、第4図は本発明の液体N
a用伝熱管断面および液体Na中の炭素活量分布を示す
グラフ、第5図は蒸気発生器伝熱管の組立て工程を示す
工程図である。 符号の説明 7・・・内部シュラウド、8・・・下降伝
熱管、9・・・上昇伝熱管、16・・・伝熱管サポート
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 表面に、ニオブおよびチタンからなる群より選んだ
少くとも1種の炭火物を有するクロムモリブデン鋼より
なることを特徴とする液体ナトリウム用伝熱管。 2 前記液体ナトリウム用伝熱管が高速増殖炉蒸気発生
器の伝熱管である特許請求の範囲第1項記載の液体ナト
リウム用伝熱管。 3 クロムモリブデン鋼の表面にニオブおよびチタンか
らなる群より選んだ少な(とも1種の金属1を被着せし
め、前記クロムモリブデン鋼の金属組織を調質するため
熱処理した後、450℃〜650℃の液体ナトリウム中
で表面に炭化物層を形成せしめることを特徴とする液体
ナトリウム用伝熱管の製造方法。 4 前記金属の厚さが3〜20μmである特許請求の範
囲第3項記載の液体ナトリウム用伝熱管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10132776A JPS5819923B2 (ja) | 1976-08-24 | 1976-08-24 | 液体ナトリウム用伝熱管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10132776A JPS5819923B2 (ja) | 1976-08-24 | 1976-08-24 | 液体ナトリウム用伝熱管およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5326216A JPS5326216A (en) | 1978-03-10 |
JPS5819923B2 true JPS5819923B2 (ja) | 1983-04-20 |
Family
ID=14297717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10132776A Expired JPS5819923B2 (ja) | 1976-08-24 | 1976-08-24 | 液体ナトリウム用伝熱管およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5819923B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4644906A (en) * | 1985-05-09 | 1987-02-24 | Stone & Webster Engineering Corp. | Double tube helical coil steam generator |
-
1976
- 1976-08-24 JP JP10132776A patent/JPS5819923B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5326216A (en) | 1978-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12054802B2 (en) | Zinc-coated steel sheet with high resistance spot weldability | |
JP5140660B2 (ja) | 高力鋼のストリップを熱浸漬亜鉛メッキの目的のために連続的に焼なまし及び下準備するための方法 | |
CN103732781B (zh) | 合金化热浸镀锌层和具有该层的钢板以及其制造方法 | |
US4655852A (en) | Method of making aluminized strengthened steel | |
JP2000038640A (ja) | 熱処理後の耐久性に優れた熱間圧延および冷間圧延被覆鋼板 | |
US2501051A (en) | Siliconizing processes | |
US6231996B1 (en) | Part or jig for gas carburizing furnace | |
JPH04214879A (ja) | 基体の保護層および保護層形成方法 | |
US4535034A (en) | High Al heat-resistant alloy steels having Al coating thereon | |
RU2636210C2 (ru) | Состав коррозионно-стойкого покрытия для защиты технологического нефтехимического оборудования | |
JPS5819923B2 (ja) | 液体ナトリウム用伝熱管およびその製造方法 | |
US3868277A (en) | Method of producing a steel product having an oxidation-resistant coating | |
JPS6254021A (ja) | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れる高強度継目無鋼管の製造方法 | |
KR102010076B1 (ko) | 도금성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법 | |
JP2571377B2 (ja) | ア−バスリ−ブ型連続鋳造用ロ−ル | |
CN202968666U (zh) | 一种镀锌锅 | |
JPH03285016A (ja) | 耐食性及び靭性に優れた複合鋼板の製造方法 | |
Sejč et al. | The Structure of the Welded Joints between High-Strength Steel USIBOR 22MnB5 and Mild Steel H340LAD+ Z140-MBO Made by Resistance Spot Welding | |
JPS61186166A (ja) | 溶接部の浸炭防止法 | |
JPS61104056A (ja) | 耐溶接割れ性、耐エロ−ジヨン性及び耐クリ−プ特性にすぐれる高強度高靭性低炭素Cr−Mo鋼板 | |
JPS63176434A (ja) | 溶接部の熱処理方法 | |
JPH07157857A (ja) | 外面耐食鋳鉄管の製造方法 | |
KR20230096257A (ko) | 액화금속취성(lme)에 대한 저항성이 우수한 도금강판 및 그 제조방법 | |
JP4422302B2 (ja) | 形状凍結性に優れた低降伏比高強度鋼板及びその製造方法 | |
JPH04124255A (ja) | 耐ヒートクラック性に優れた連続鋳造ロール |