JPS59182962A - 苛性アルカリ溶液用機器 - Google Patents

苛性アルカリ溶液用機器

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JPS59182962A
JPS59182962A JP5800983A JP5800983A JPS59182962A JP S59182962 A JPS59182962 A JP S59182962A JP 5800983 A JP5800983 A JP 5800983A JP 5800983 A JP5800983 A JP 5800983A JP S59182962 A JPS59182962 A JP S59182962A
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sprayed
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Takashi Sakaki
孝 榊
Yoshinao Ihara
伊原 義尚
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Tosoh Corp
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Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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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】 するものであり、更に詳しくは苛性アルカリ溶液を蒸発
,濃縮,精製,輸送および貯蔵などの目的で取扱う機器
材料に対して耐食性および耐摩耗性を向上せしめた技術
に関するものである。
苛性アルカリ、例えば苛性ソーダの製造法としては水銀
電解法,隔膜電解法およびイオン交換膜電解法などかあ
シ、夫々の製造法によって苛性ソーダ中の不純物、例え
ばNaClO2やNa CLなどの混入量が異なるため
、これらを取扱う装置材料はそれぞれ異なった腐食性を
呈する。特に高温下においては腐食がはなはだしく、遂
には苛性アルカリ溶液自体が汚染されるようになり、種
々のトラブルを発生させるまで至る場合もしばしばある
従来、これらに使用される装置材料としては金属N1あ
るいはオーステナイト系ステンレス鋼などであるが、高
価な割りには耐食性が劣っている。
またこのような苛性ソーダ溶液機器は一般に溶接構造を
採用しており、溶接部および溶接部近傍における腐食は
母材部に比べて数倍或いは数10倍大きい腐食速度の下
で進行する。従って母材部が腐食損傷されなくても溶接
部および溶接部の近傍は定期的に補修を行う必要性を生
じる。
苛性ソーダ製造法の中でも隔膜法の場合は電解生成液中
にNaCLが多量存在するため、これを蒸発濃縮する工
程でFiNactが析出してくる。従来の機器材料は耐
摩耗性の不十分なことも関与して流速の大きな部位や突
起部においてはエロージョン、コロ−ジョンが進行し、
機器の寿命を著しく短かくしている。従ってこのような
腐食を防止するだめの経済性を加味した適切な材料が要
求されている。
本発明は、このような背景と状況下においてこれらの欠
点および問題点を一挙に解決すべく鋭意研究の結果、完
成したものである。
すなわち、本発明は苛性アルカリ溶液を取扱う金属製機
器の内面金属素地上に溶射金属、その酸化物、炭化物お
よび窒化物から選ばれる少なくとも1種以上を溶射によ
り被覆層を形成させることにより、耐食性および耐摩耗
性が極めて驚異的に改善できることを見い出し得た。本
発明はこの知見に基づいて完成したものである。
本発明は機器内面の一部または全面を溶射被覆すること
により、たとえ高温度高濃度のアルカリ溶液と接するよ
うなきびしい腐食性環境下においても全く腐食されるこ
とはなく、また耐食性が劣る溶接部および溶接部近傍に
おいても腐食されることはない。またNacto3やN
aO4の影響を受けにくい性質を持っている。さらに流
速の大きい箇所でもエロージョンによる損傷を全く生じ
ることなく、機器の寿命を著しく長期間維持でき、機器
構成材料として高価な材料を用いなくても十分な耐食性
、耐久性を有する極めて経済的な苛性アルカリ溶液用機
器を提供するものである。
本発明の苛性アルカリ溶液用機器とは苛性アルカリ溶液
を蒸発、濃縮、精製、輸送および貯蔵などの目的で取扱
う機器のことである。
本発明に用いられる溶射金属としてはニッケル。
コバルト、クロム、モリブデン、タングステン。
白金、マンガン、鉄、タンタル、チタン、ニオブ。
ジルコニウム、銀、ボロン、シリコンおよびそれらの合
金から選ばれる少なくとも一種の金属である。好ましく
けニッケルとクロムの合金である。
よシ好ましくはニッケル40〜75チ、クロム25〜6
0係の組成よりなる合金である。さらに好寸しくけニッ
ケル45〜70チ、クロム50〜50チの組成よりなる
合金であり、この範囲の溶射金属を溶射すると苛性アル
カリ溶液に対して抜群の耐食性および耐摩耗性を示す。
これはニッケルが75%を越えると、耐食性は変化しな
いが、耐摩耗性が若干低下してくる。一方ニッケルが4
0%未満では逆に耐食性が若干低下してくる傾向にある
。従って十分な耐食性かつ十分な耐摩耗性が要求される
ような苛性アルカリ溶液用機器に用いられる溶射金属と
してはニッケルとして40〜75チ、クロムとして25
〜60チの範囲の合金であることが望オしい。
本発明に用いられる溶射酸化物、炭化物、窒化物として
はニッケル、コバルト、クロム、モリブデン、タングス
テン、白金、マンガン、鉄、タンタル、チタン、ニオブ
、ジルコニウム、銀、ボロン、シリコンから選ばれる少
なくとも一種酸化物。
炭化物あるいは窒化物である。
溶射金属としては一般に粉末状金属あるいは金属の溶練
が用いられるが、いずれの態様も本発明に用いられる。
また溶射酸化物、炭化物および窒化物としては一般に粉
末状のものが用いられる。
溶射により被覆を施こされた溶射層の厚さは20μ以上
5000μ以下が適当である。20μ未満の厚さでは耐
食性、耐摩耗性に乏しく、まだ5000μ以上の厚さに
溶射を行うことはコスト高になる。
本発明の苛性アルカリ溶液用機器に溶射する前処理とし
ては一般にブラスト処理がある。金属素地表面と溶射被
膜との密着性を向上させる目的で溶射を実施する前にプ
ラスト処理を行うことが好ましい。ブラストの条件とし
ては通常行われる条件が適用される。
本発明に用いられる溶射被覆法には一般に火炎溶射法、
アーク溶射法およびプラズマ溶射法が有り、特にその方
法は限定されない。本発明の知見によればいずれの方法
を採用しても十分な耐久性。
密着性を有する溶射被覆を施こすことができる。
なお、溶射用粉末あるいは溶練の供給速度、ガス流量、
アーク溶射あるいはプラズマ溶射の場合はアーク電流、
電圧、捷た溶射距離等の溶射条件は特に限定されず、い
かなる態様も採用しうろことは勿論である。
苛性アルカリ溶液を取扱う金属製機器の内面金属素地上
に溶射金属、その酸化物、炭化物および窒化物から選ば
れた少々くとも1種以上を溶射により被覆を施こす場合
必ずしも機器の内面金属素地上全面に亘って溶射被覆す
る必要性はなく、内面金属素地上の一部に溶射を実施す
ることによっても本発明の目的は十分に達せられる。例
えば金属製機器内面の溶接部が特に激しい腐食損傷を受
けている場合は、その部分だけを溶射被覆すれば良いし
、エロージョン、コロ−ジョン(摩耗腐食)により突起
箇所が特に損傷を受ける場合は、その部分だけ溶射を実
施すればよい。溶接部は特に溶接肉盛部が突起している
ので液流速の速い箇所では腐食のみならずエロージョン
も加わり激しい腐食損傷を生じるのであるが、この場合
は突起ケ所を機械研摩あるいけ化学研摩により平滑にし
、その後溶射を実施するような施工法も本発明を遂行す
る上において特に耐摩耗性の若干劣るような溶射金属、
その酸化物、炭化物および窒化物から選ばれた少なくと
も1種以上を溶射する場合は非常に有効な方法の1つで
ある。また、本発明の苛性アルカリ溶液用機器の施工方
法としては主として金属製機器を製作、加工してから後
に内面の溶射を実施する方法が採用されるが、機器の構
造上の制約から金属製機器製作用素材をあらかじめ溶射
処理しておいてから金属製機器の製作、加工に取りかか
るような施工方法も本発明を実施するに当たっては有効
な方法である。
本発明の機器は高温高アルカリ濃度という厳しい条件下
において耐食性、耐摩耗性に優れ、かつ溶液中にNa0
t03やNaC1等の不純物の含有にかかわりなく、す
ぐれた耐久性を有し、機器の寿命を著しく長期間維持で
き、機器構成素材料として高価な材料を用いなくても十
分な耐食性、耐摩耗性を有する極めて経済的な苛性アル
カリ溶液(苛性ソーダ等)用機器である。また特に耐摩
耗性も大きいので高速輸送用のパイプ、パルプ、ポ/ブ
ケーシング、インペラー等にも適している。
さらに本発明の大きな利点は従来から問題となっていた
溶接部および溶接部近傍の腐食され易い箇所を熱をかけ
ることなく、溶射被覆することにより定期的な補修が皆
無となり、極めてメンテナンスが軽減でき、全く運転を
とめることなく、長期間安定な操業が可能である。
さらに従来から苛性アルカリ溶液用機器として使用され
てきて腐食損傷によシ再利用が不可能とされる機器に対
しても新しく製作し直す必要性がなく機器内面を溶射被
覆することによシ問題なく使用し得ることで本発明は驚
異的な省資源、省エネルギーを加味した機器であること
は明らかである。
以下実施例により詳細に説明する。
実施例1 10−の鉄製苛性アルカリ濃縮缶を溶接接合によシ製作
し、その鉄内面素地上をすべて火炎溶射により溶射金属
N1を被覆させた。
濃縮設置としては濃縮缶以外にNi製循環ポンプ。
Ni製ヒーターを設け、スチームを熱源としだ外部強襲
循環加熱方式を採用した。循環ポンプの液送り速度は約
5WvBecとした。また用いられた苛性アルカリ溶液
はNaOH48% −NaC415%−NaO/−03
o、 1 %でかつ析出塩が約30チ存在する溶液であ
り、濃縮缶内温度は約150℃に設定した。
かような条件の下で約1年間の濃縮運転を行い、その後
濃縮缶内の解体検査を行ってみた。その結果溶接部上に
N1溶射被覆した凸部に若干エロージョンによる損傷が
認められたが、それ以外の缶体内部の損傷箇所は全く検
出されなかった。N1溶射を施屯す以前の鉄製苛性アル
カリ濃縮缶の寿命は約1箇月程度であるから、Ni溶射
を施すことにより約10倍以上機器の寿命を長時間維持
することができた。
実施例2 実施例1において溶接肉盛突起部を機械研摩により平滑
にし、その後N1溶射を実施した。
その結果1年間濃縮運転後も溶接部上に溶射した箇所の
損傷は全く認められず、約2年間全く補修することなく
安定な濃縮運転が可能であった。
このことから、たとえ耐エロージヨン性が若干劣る溶射
材であってもこのような平滑処理を実施して溶射すれば
問題なく本発明を遂行することができる。
実施例5 10−の苛性アルカリ濃縮缶を工業用Ni−200(9
94qbN1)で製作し、溶接肉盛突起部は特別な機械
加工はせずに、そのまま溶射材50Cr−5ON1合金
を火炎溶射し、溶接部を溶射被覆した。
濃縮運転条件は実施例1.2と同様である。
その結果、濃縮運転を開始してから約3年間経過しても
溶接部上に施した溶射層の損傷は全く認められなかった
。N1溶接部は伺も処理しないと約1年間の濃縮運転で
エロージョン、コロ−ジョンにより貫通する程の激しい
損傷を受けることから、500r−5ONi合金の溶射
は極めて有効であシ、寸た溶接部の平滑処理を行わなく
とも、平滑処理した上に溶射したN1と同様あるいはそ
れ以上の耐久性を有することから、この50Cr−5O
Ni合金は特に、耐食性、耐摩耗性の優れた苛性アルカ
リ溶液用機器を提供できる驚異的な溶射材であることが
明らかとなった。
実施例4 第1表に示した本発明機器用材料と比較材について、温
度150℃、溶液組成NaOH48チーN&C115%
およびNaOH48%−NaO415fly−Na0t
O3(11%溶液において7日間の自然静止浸漬腐食試
験を行った。
第  1  表 ※8υB  304  180r −8Ni鋼8U8 
316   180r−12Ni−2Mo鋼8U8 1
5108  250r−2ONi鋼得られた結果を第2
表に示した。
第2表 腐食速度−yθar 150℃48%Na0Bl−154Na屋 1       [1001α001 2      [1002[1001 本  5     [1,001[10024α001
       α001 発  5     (LOOI      0.001
明  6    α001      α001機  
7     (LOlB      G、0218  
   Q、017       α018器  9  
   [1006αロ07用  10    α001
       [LOOlll      (Long
        Q、004材 12    [1028(1030 料  13    [10300,03014[102
1α022 15    (LO25α024 1S      2.545       1.320
比  R1,598五280 較  1B    +1232      CL869
材  19    (10450,084第2表より明
らかなように本発明機器用材料1〜15は苛性アルカリ
溶液中において優れた耐食性を有しており、アルカリ溶
液中にNa0t03のような酸化剤が存在するような腐
食環境においてもほとんど腐食の進行はみられなかった
。一方、溶射を施こしていない比較材16〜20につい
ては材質によって腐食速度が異なり、一般にN1含有量
が増加する程腐食速度は小さくなるが、良好な耐食性を
有するN1でさえ、溶液中にNa0t03が存在すると
著しく腐食速度が増加した。また溶接材については溶接
なしサンプルの約5倍の腐食速度を示した。
実施例5 第1表に示した本発明機器用材料と比較材について耐食
性に加えて耐摩耗性を調べるためスエンソン式隔膜法苛
性ソーダ濃縮缶内に試料を取り付け、浸漬腐食試験を行
ってみた。濃縮缶内の環境は温度150℃、溶液組成N
aOH48%+Na0t159g+NaCZOs rl
、191yでかつ析出塩が約50−存在し、約5 m/
s e cの流速で強制循環され、かような環境に1年
間浸漬した試験結果を第3表に示す。
第3表より明らかなように本発明機器用材料1〜15は
NaCtのスラリーが高速で循環されている系内におい
ても優れた耐食性および耐摩耗性を有していた。その中
でも特に本発明の1〜6および9〜11に示したNi 
40〜75 %、 Or 25 N60チの組成よりな
る合金を溶射被覆しだものが抜群の耐食性、耐摩耗性を
示した。
第3表 比較材16〜20についてはスラリーによる摩耗の影響
を受は易く、特にN1については静止状態の約5倍の速
度で腐食が進行した。
以上のように本発明機器用材料は苛性ソーダ溶液に対し
て優れた耐食性を示すとともに耐摩耗性においても優れ
、機器の寿命を著しく長期間維持でき、機器構成素材料
として高価な材料を用いなくても十分な耐食性、耐摩耗
性を保持でき、極めて経済的な苛性アルカリ溶液用機器
を提供するものである。
特許出願人  東洋曹達工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)苛性アルカリ溶液を取扱う金属製機器の内面金属素
    地上に溶射金属、その酸化物、炭化物および窒化物から
    選ばれた少なくとも1種以上を溶射により被覆を施して
    なる耐食性。 耐摩耗性の優れた苛性アルカリ溶液用機器。 2)溶射が火炎溶射、アーク溶射あるいはプラズマ溶射
    である特許請求の範囲第1項記載の苛性アルカリ溶液用
    機器。
JP5800983A 1983-04-04 1983-04-04 苛性アルカリ溶液用機器 Granted JPS59182962A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5800983A JPS59182962A (ja) 1983-04-04 1983-04-04 苛性アルカリ溶液用機器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5800983A JPS59182962A (ja) 1983-04-04 1983-04-04 苛性アルカリ溶液用機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59182962A true JPS59182962A (ja) 1984-10-17
JPH041063B2 JPH041063B2 (ja) 1992-01-09

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ID=13071965

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5800983A Granted JPS59182962A (ja) 1983-04-04 1983-04-04 苛性アルカリ溶液用機器

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4839245A (en) * 1985-09-30 1989-06-13 Union Carbide Corporation Zirconium nitride coated article and method for making same
US4929322A (en) * 1985-09-30 1990-05-29 Union Carbide Corporation Apparatus and process for arc vapor depositing a coating in an evacuated chamber
WO1997024469A1 (en) * 1995-12-29 1997-07-10 Regal Ware, Inc. Coating for cooking vessel

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Publication number Publication date
JPH041063B2 (ja) 1992-01-09

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