JPS59144884A - 耐燃焼性と耐穿孔性に優れた酸素送配用管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐燃焼性と耐穿孔性に優れた酸素送配用管に関
する。

一般に酸素送配用管としては炭素鋼管がコストや加工性
、強度の面で手ごろであるため多用されている。しかし
ながらこれらの鋼管はその曲は部などで燃焼による穿孔
から爆発事故をおこすことがあり、これ１で″に大事故
になったケースもいくつかあった。このような酸素送配
用管の燃焼の原因は管内を飛走するスケールや乾燥材の
破片が管の曲げ部で内壁に衝突して鉄粉を生じ、これが
次の曲げ部の内壁に衝突して発熱発火し、更に管内に付
着している油脂や有機物のバッキング等に着火して鋼管
が発火、燃焼するためと言われている。

かかる酸素送配用管の燃焼事故に対して銅やモネルメタ
ル（Ｃｕ−Ｎｉ合金）は酸素中で燃えない材料として知
られ、特に燃焼事故の生じ易い部分や延焼停止管として
部分的に使用てれている。しかしながらこれらの管は鋼
管との溶接が難しく、また鋼管は強度が低く、モネルメ
タル管は高価である点などの難点がある。一方一般のス
テンレス鋼は炭素鋼に比べて着火はしにくいものの、酸
素中で可燃であるため無条件で安全な材料であるとは言
い難い。

このような状況に鑑み本発明者らは先に特開昭５７−７
９１５３号公報において高Ｓｉオーステナイト系ステン
レス鋼を酸素中の不燃材として提案したところである。

ところが高Ｓｉオーステナイト系ステンレス鋼はそのＳ
ｔ含有量が３％以上になると熱伝導率が特に低くなシ、
このため管の肉厚が充分に大きくない場合に前記の着火
エネルギーが周囲に放散することなく局部的に集中する
ため比較的低い着火エネルギーによって管壁が溶融、穿
孔する傾向にあシ、この材料が酸素中で不燃である利点
が生かされ難い。

本発明は高Ｓｔオーステナイト系ステンレス鋼の熱伝導
の低いことに由来する欠点を他のよシ熱伝導率の高い材
料との複合化によって解決し、耐燃焼性と耐穿孔性の双
方のきわめて優れた酸素送配用管を提供することを目的
とする。すなわち本発明は内表面に高８１オーステナイ
ト系ステンレス層を有し、外側にはそれよｐ熱伝導率の
高い金属層を有することを特徴とする耐穿孔性に侵れた
酸素送配用管を要旨とするものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

まず本発明においては酸素送配用管の内表面に高Ｓｌオ
ーステナイト系ステンレス層を有するものであるが、こ
の高８１オーステナイト系ステンレス層とはＣＯ，’０
１〜０．５％、　Ｓｉ　１．３〜１５　％　、　ＭｎＯ
，１〜５　％　、　Ｃｒ　１２〜３０％、Ｎｉ８〜３０
％を基本成分とし、その他必硯に応じて、Ｍｏ　、　Ｃ
ｕ　。

ＷおよびＣｏからなるＡ群の元素の１種または２種以上
１０％以下、Ｔｉｒ　Ｖ　ｒ　ＺｒおよびＮｂからなる
Ｂ群の元素の１種または２机り上２ヴ以下、Ｃａ。

Ｙ　ｌ　ｃｅおよびＬａからなるＣ群の元素の１棟また
は２種以上ｏ、　ｉ係以上０．１係以下のＡ、Ｂ、Ｃ群
の１種または２種以上を含有するむのであって、Ｓｔを
高めることによって前述の通シ銅に酸素中におけるすぐ
れた不燃性全付与することがＢＪ能となるものである。

この場合高Ｓｊオーステナイト系ステンレス層の屑さと
しては５０μ〜２．０ｍｍ程度が芙用的であり、・厚す
ぎると前記の着火エネルギーの熱伝導による分散が充分
でなくなシ、捷た薄すぎると耐燃焼性に優れた高Ｓ１層
の効果が発揮できないばかシか、曲管部等で管内を飛走
する鉄粉等にショツトブラストを受けた場合に簡単に夕
１層が管内に露出することとなシ、いずれも不都合であ
る。該内層の形成手段としては」二記ステンレス鋼製の
鋼管を後述の外側管に４層１人、して冷間又は熱間の引
抜を行って密着させるか、又はマンネスマン法や熱押し
又は複合遠心鋳造法によって管の粗材段階から複合化す
る方法が可能である。また特に外側管の月間が高Ｓｔオ
ーステナイト系ステンレス鋼と基本成分系が類似してい
る場合には外側管の内表面に浸硫処理をガス法又はパッ
ク法等の通常の手段で施して厚さをほぼ５０μ〜５００
μ程度の浸硅層を設けても本発明の効果は全くかわりな
いものであシ、かかる態様のものも本発明の範囲に含ま
れることは招うまでもない。

次に外側管として用いられる材料としてはたとえばＳＯ
８３０４等の比較的Ｃｒ　、　Ｎｉ含有最の低いオース
テナイト系ステンレス層ｉや炭素鋼、あるいは銅などを
用いることができる。この場合前記の高Ｓ１オーステナ
イト系ステンレス鋼の熱伝導率が７〜９　ｋｃａｌ　／
ｍｈｒ　℃でちるのに対し、外側管として用いられる月
料の熱伝導率は最低でも５ＵＳ３０４の１４　ｋ　ｃａ
ｌ　／　ｍｈｒ　℃であり、すくなくとも内層に対して
１．５倍以上の熱伝導率金屑する外１ｆｔｔｌ管を用い
るものである。このよう（（外側管に熱伝導率の高い材
料を用いるのは、前述のように着火エネルギーの放散を
容易に行わしめるためのものである。

このような組合せの複合管を採用することによシ酸素配
管では前記のごとき着火源が発生しても管壁の酸化によ
る自己発熱はきわめて少なく、着火源からもたらされた
熱は１材を通して容易に周囲に放散されるので局部的な
熱の集中がなく、管の燃焼は勿論、溶融による穿孔もき
わめて生じ難いという優れた効果を発−１オするもので
ある。

次に実施例により本発明の効果をさらに具体的に説明す
る。

実施例 各種の管の耐燃焼性および附穿孔性金第１図に示す方法
で測定した。すなわちほぼ３０φＸ３ｔに寸法をそろえ
た被試験材管１の先端伺近の内側に着火用針金２として
１．１φの亜鉛メッキ鋼線を１０ｃｍの長さに何本も折
シ曲げたもの全挿入し、これにあらかじめ軽油をしみ込
ませたぼるぎれ３をからませて肯の先端からその一部が
たれ下るようにしておく。次に被試験材管１の内側・疋
酸素４゜を２〜１０ｍ／秒の速度で流した状態で該ぼろ
ぎれ３に点火すると、ぼろぎれの燃焼によって着火用針
金２が燃焼し、被試験材管１の内壁の下側部分全中心に
加熱される。この場合着火用針金、２の本数が少なけれ
ば単に該針金が燃焼するのみであるが、該針金の本数が
充分に多いと被試験材管は溶融穿孔し、場合Ｗよっては
周辺部へ燃焼が拡がる。

この穿孔に必要な着火用針金の最低本数は被試験材管の
釉類によって異るのでその本数の大小によって被試験拐
管の耐燃焼・耐穿孔性の大小を表すことができる。

以上の測定手段を用いて第１表に示す各種の管の耐燃焼
・耐穿孔性を測定した。ここで高Ｓｔオーステナイト系
ステンレス＠（１６Ｃｒ　−１２Ｎｉ　−３，５Ｓｉ）
とＳＵＳ　３０４又は銅管の複合鋼管は５ＵＳ３０４又
は銅管（３４脚φＸ　２　ｒａｎ　ｔ　）の内側に該高
８１オーステナイト系ステンレス鋼管（３０喘φＸ　１
　ｒｒａｎ　ｔ）の溶接管を挿入し、冷間引抜きによシ
３　’ＯｍｍφＸ　３　ｔｒｒｒｎ　ｔに仕上げること
によシ内外の管を完全に密着させたものである。丑たＳ
ＵＳ　３０４鋼管のが・！硅処理はガス浸硫法によシ行
い、断面のＥＩＭＰＡ解析によれば管の内側表層部のｓ
ｉ濃度は約８係で、浸硅層の深さは表面から１４０μで
あった０ 第１表に耐燃焼・耐ヌ孔件の測定結果を示すが、炭素鋼
管では最低”２４本の着火用針金で穿孔後燃焼したのに
対し、高Ｓｉオーステナイト系ステンレス鋼とＳＵＳ　
３０４の複合鋼管およびＳＵＳ　３０４の浸硼処理した
ものは鋼管と同程展の面」穿孔性を示した。１だ高８１
オーステナイト系ステンレス鋼と′銅管との複合併に管
は銅管より更に高いｉ′１穿孔伯−を示した。これは銅
の単管では融点が比較的低いのと高温では自己の酸化発
熱も犬４くなるためその耐穿孔性はその大きな熱伝層率
のわりには大きくないのに対し、高Ｓｉオーステナイト
系ステンレス鋼を内側に組合せたものでは、内側の管の
酸点が高くまた高温での自己の酸化発熱も小さいため銅
管より優れた耐穿孔性を示したものである。

第１表 Ｈ８ＡＳは高Ｓｉオーステナイト系ステンレス鋼（１６
Ｃｒ−１２Ｎｉ−３，５Ｓｊ　、０．０５Ｃ，１，０Ｍ
ｎ。

０．７Ｃｕ、０．０２Ｐ、０．００４５Ｐ）を表わす。

以上の実施例が示す通シ、本発明はきわめて安全性の尚
い酸素送配用管を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸素送配用管の＋ｉｉＪ燃焼・而」穿孔性を測
定する方法を示す図である。 １・・・被試験材管、２・・・着火用針金、３・・・軽
油をしみ込はせたぼろぎれ、４・・・酸素。 第　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内表面に高Ｓｉオーステナイト系ステンレス層を有し、
   外側にそれよシ熱伝導軍の高い金属層を有すること全特
   徴とする耐燃焼性と耐穿孔佳に優れた酸素送配用管。