JPS5919188B2 - Metal tube protective coating processing method and equipment for carrying out this method - Google Patents
Metal tube protective coating processing method and equipment for carrying out this methodInfo
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- JPS5919188B2 JPS5919188B2 JP16093978A JP16093978A JPS5919188B2 JP S5919188 B2 JPS5919188 B2 JP S5919188B2 JP 16093978 A JP16093978 A JP 16093978A JP 16093978 A JP16093978 A JP 16093978A JP S5919188 B2 JPS5919188 B2 JP S5919188B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属の耐食防護法に関するものであり、特に金
属管に対して保護コーテイング加工を実施する方法と装
置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for protecting metal against corrosion, and more particularly to a method and apparatus for applying a protective coating to a metal tube.
熱交換器の製造に際して、管壁が相異る化学/物理特性
を有する媒質に対する仕切壁として使用される場合、例
えば熱エネルギーエ業部門において、外部媒質が高硫黄
分燃料の燃焼生成物であり、内部媒質が水及び水蒸気で
ある場合に、本発明ば特に適当である。In the production of heat exchangers, if the tube wall is used as a partition between media with different chemical/physical properties, e.g. in the thermal energy sector, it may be necessary to The invention is particularly suitable when the internal medium is water and steam.
相異る化学/物理特性を有する2種の媒質中において十
分な耐食性を示す金属から管を製造するには、多くの場
合、特殊高合金を使用する必要があり、これは経済的に
有効でない。Producing tubes from metals that exhibit sufficient corrosion resistance in two media with different chemical/physical properties often requires the use of special high alloys, which is not economically viable. .
その上、所要.合金の選択が実際上不可能な場合がある
。そのため、耐食性を持たすことができるバイメタル管
および保護コーテイング管が特殊高合金管に代わり得る
。Besides, it is necessary. In some cases, alloy selection is practically impossible. Therefore, bimetallic tubes and protective coating tubes that can be corrosion resistant can replace special high alloy tubes.
第1の場合は、相当の技術上の問題点が含まれ、9その
製造技術は経済的に不利である。The first case involves considerable technical problems, 9 and the manufacturing technique is economically disadvantageous.
第2のコーテイング管の製造に関しては、管に被覆され
る保護コーテイングは多くの場合、低価格の低合金/低
炭素鋼であるから、二種の相異る腐食性媒質中に管を配
置した場合、十分に耐食性4でない事を注意しなければ
ならない。Regarding the manufacture of the second coated tube, since the protective coating applied to the tube is often a low cost, low alloy/low carbon steel, the tube is placed in two different corrosive media. In this case, care must be taken that the corrosion resistance is not sufficiently high.
従来公知の金属管に対する保護コーテイング付着法にお
いては、金属管の内側面と外側面に同一組成または実質
的に同一組成のコーテイングを付着させる。Previously known methods of applying protective coatings to metal tubes include applying coatings of the same or substantially the same composition to the interior and exterior surfaces of the metal tube.
パイプに付着される多くの公知型のコーテイングのうち
、拡散コーテイングが最高の技術特性を持つている。Among the many known types of coatings applied to pipes, diffusion coatings have the best technical properties.
工業においては、亜鉛被覆管が最も広く利用され、次に
アルミニウム被覆管が利用されている。In industry, zinc-clad tubes are most widely used, followed by aluminum-clad tubes.
クロム、マンガン、ケイ素等の耐火性金属から成る拡散
コーテイングを備えた管の生産量は極めて限られている
。その理由は、現在使用されている金属コーテイング技
術は生産性が低く、同時に労力消耗型であり、保護され
,る金属の所要の品質を常に保証する事ができないから
である。例えば現在広く使用されている拡散金属コーテ
イング法は使用される金属の粉末と、不活性添剤と、使
用される金属のハロゲン化合物で飽和されたハロゲン化
物またはセラミツクの粉末とを含有する金属拡散混合物
の中に管を配置するにある。その生産工程は下記の諸段
階を含む。即ち、金属拡散処理される管を準備する段階
、管を容器中に装入する段階、管相互間の間隙と管内部
に金属拡散用混合物を充填する段階(充填段階)、容器
を密封しこれを熱処理炉の中で加熱する段階、所定温度
に等温保持する段階、容器を炉中で冷却する段階、容器
を炉外で冷却する段階、容器を密封する段階、管の表面
から金属拡散混合物粒子を除去する段階、低炭素鋼の管
の0.2nまでの厚の拡散クロムコーテイングを実施す
る際に、等温保持時間は10〜15時間に達し、加熱期
間と冷却期間を含めて金属コーテイング工程の全体時間
は30時間から50時間となる。金属をこの様な長時間
、高温(1000〜1150を)に露出すると、金属の
組織と物理特性が変化をこうむり、あとで管の熱処理を
実施しても必ずしも回復可能ではなt〜。また、保護拡
散層に隣接した区域においても、金属の化学組成が変化
する傾向を示す(脱炭作用を受ける)。上述の様な問題
点から、管に対する保護コーテイングの付着技術は制限
を受ける。保護コーテイングが、高強度/耐火性低合金
鋼から成る管の保護において限られた用途しか有しない
の&ζ管素地金属の強度特性の劣化によるのである。一
般に拡散金属コーテイング法は間欠作用の1チヤンバか
ら成る熱処理装置において実施される。The production volumes of tubes with diffusion coatings of refractory metals such as chromium, manganese, silicon, etc. are extremely limited. The reason for this is that the currently used metal coating techniques are low-productive and at the same time labor-intensive and cannot always guarantee the required quality of the metal to be protected. For example, the currently widely used diffusion metal coating method involves a metal diffusion mixture containing a powder of the metal used, an inert additive, and a halide or ceramic powder saturated with a halide compound of the metal used. Place the tube inside. The production process includes the following steps: That is, the steps of preparing the tubes to be subjected to metal diffusion treatment, loading the tubes into a container, filling the gaps between the tubes and inside the tubes with a mixture for metal diffusion (filling step), and sealing the container. heating the container in a heat treatment furnace, isothermally holding the container at a predetermined temperature, cooling the container in the furnace, cooling the container outside the furnace, sealing the container, and removing metal diffusion mixture particles from the surface of the tube. When carrying out the diffusion chromium coating with a thickness of up to 0.2n on low carbon steel pipes, the isothermal holding time reaches 10-15 hours, including the heating period and cooling period, the metal coating process The total time will be 30 to 50 hours. When metal is exposed to high temperatures (1000-1150) for such long periods of time, the structure and physical properties of the metal undergo changes that cannot necessarily be recovered by subsequent heat treatment of the tube. The chemical composition of the metal also tends to change in areas adjacent to the protective diffusion layer (subject to decarburization). Due to the problems described above, techniques for applying protective coatings to tubes are limited. Protective coatings have limited use in protecting tubes made of high strength/refractory low alloy steels due to the deterioration of the strength properties of the tube base metal. Diffusion metal coating processes are generally carried out in intermittent action, single chamber heat treatment equipment.
この型の装置は生産性の顕著な増大に適しない点が欠点
である。使用電力を増大し、また装入され管の数を増大
すれば、加熱期間と冷却期間が増大され、また管の加熱
不均一性を生じるからである。公知のクロム散被コーテ
イング技術は、3チヤンバから成る熱処理炉において実
施され、その第1チヤンバは管とクロム(金属拡散剤)
を加熱するために使用され、第2チヤンバにおいては、
被覆される管はクロムで飽和され、第3チヤンバにおい
て管と金属拡散剤が冷却される。これらのチャンバは順
次に配列され、また真空ゲートによつて相互に分離され
てX.込。拡散クロムコーテイング法を実施するため、
管を箱状の開放容器中に配置し、これらの管をクロム粉
末またはフエロクロム粉末によつて被覆する。そののち
、この容器を可動トロリ上に配置し、このトロリを上記
の第1チヤンバの内部に入れる。これらの炉の生産性は
改良される事なく、またこの拡散クロムコーテイングを
受ける管の金属は強い脱炭作用を受け易い。管の拡散金
属コーテイング用の真空直流型装置またはその他の連続
作動型装置は、まだ使用されていることを聞かない。し
かし、類似型の装置が鋼ストリツプの拡散コーテイング
加工に使用されている。この種の装置の内部においては
、活溌な蒸発温度まで加熱された金属拡散剤の上方にス
トリツプを通過させる際に金属拡散作用を受ける。この
型の装置は、内部においてロールからストリツプを巻戻
すチヤンバと、”内部に金属蒸発器を備え、ストリツプ
の金属拡散処理を実施する金属拡散チャンバと、金属拡
散処理後にストリツプをロール状に巻取るチヤンバとか
ら成る。加熱チヤンバの中を管を搬送するために使用さ
れる二種の搬送手段が公知である。The disadvantage of this type of device is that it is not suitable for a significant increase in productivity. This is because increasing the power used and increasing the number of tubes loaded increases the heating and cooling periods and causes uneven heating of the tubes. The known chromium scattering coating technique is carried out in a three-chamber heat treatment furnace, the first chamber containing tubes and chromium (metallic diffusion agent).
and in the second chamber,
The tube to be coated is saturated with chromium and the tube and metal diffuser are cooled in the third chamber. These chambers are arranged sequentially and separated from each other by vacuum gates. Including. To implement the diffusion chrome coating method,
The tubes are placed in a box-like open container and coated with chromium or ferrochrome powder. The container is then placed on a movable trolley and the trolley is placed inside the first chamber. The productivity of these furnaces is not improved, and the metal of the tubes receiving this diffusion chromium coating is susceptible to strong decarburization. I do not yet hear of vacuum direct current type equipment or other continuously operating type equipment for diffusion metal coating of tubes being used. However, similar types of equipment are used for diffusion coating steel strips. Inside this type of device, metal diffusion occurs as the strip is passed over a metal diffusion agent that has been heated to its active vaporization temperature. This type of equipment consists of a chamber in which the strip is unwound from the roll, a metal diffusion chamber with a metal evaporator therein for carrying out the metal diffusion treatment of the strip, and a chamber for winding the strip into a roll after the metal diffusion treatment. Two types of conveying means are known for use in conveying tubes through heating chambers.
即ち6ローラ型搬送手段とホイール型搬送手段とが公知
である。これら両方の型の手段は複数の管の同時的搬送
を実施することができ、これらの管はそれぞれの軸線回
りに回転しながら前進する事ができる。管の1側面加熱
を必要とする場合、ホイール型搬送機構は、管走行路に
沿つた所定長における管の回転数を増大する事ができる
ので好ましい型である。その結果、管表面のより均一な
加熱を生じる。これと同一型の管搬送手段を真空金属コ
ーティング装置において使用しても、管の均一な加熱と
金属拡散処理を実施する事ができない。これは輻射熱と
熱ガスの還流とによつて伝熱が実施される火床型伝熱炉
の場合と異り、真空炉においては、熱源(金属から蒸気
を蒸発させる熱源)からの伝熱作用はもつばら熱幅射に
よつて実施されるので、一列に配置された複数の管の同
時的搬送に際しては、この列の中心部にある管は列の外
縁部にある管と比較して、熱源から等距離にあつても、
高温に加熱されるからである。熱換の故に、熱源そのも
のはその中心部よりも炉の外縁部において、少し低い温
度を有する。従つて、本発明の目的は、上記の欠点を防
止するにある。That is, six-roller type conveyance means and wheel type conveyance means are known. Both types of means are capable of carrying out simultaneous transport of a plurality of tubes, which can be advanced while rotating about their respective axes. If heating of one side of the tube is required, a wheel-type transport mechanism is the preferred type because it allows for an increased number of rotations of the tube over a given length along the tube path. This results in more uniform heating of the tube surface. Using this same type of tube transport in a vacuum metal coating system does not provide uniform heating and metal diffusion of the tube. This is different from the case of a grate-type heat transfer furnace, where heat transfer is performed by radiant heat and hot gas return, whereas in a vacuum furnace, heat transfer from the heat source (the heat source that evaporates steam from the metal) is carried out. This is also carried out by means of beam radiation, so that when simultaneously transporting several tubes arranged in a row, the tubes in the center of this row have a lower Even if they are equidistant from the heat source,
This is because it is heated to a high temperature. Due to heat exchange, the heat source itself has a slightly lower temperature at the outer edge of the furnace than at its center. It is therefore an object of the invention to prevent the above-mentioned disadvantages.
本発明の主旨は、管の金属拡散処理と熱処理ののちに、
保護コーテイングを有しない管と同一の組織特性と機械
特性とを有する様にする管保護コーテイング法並びに装
置を提供するにある。The gist of the present invention is that after metal diffusion treatment and heat treatment of the tube,
It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for providing a protective coating on a tube that provides the same tissue and mechanical properties as a tube without the protective coating.
蒸発される金属を含む真空チヤンバ中において管の拡散
金属コーテイングを実施する金属管保護コーテイング法
において、本発明によれば、管のコーテイングを実施す
る前に、管金属の融点より相当に低い融点を有する金属
を各管の内部に装入し、真空室内部において蒸発する金
属の上方を縦方向に前進しながら軸線回りに連続的に回
転する管の内部に装入された上記金属の融点以上の温度
で管の金属コーテイングを実施する様にした方法によつ
て上記本発明の主旨は達成される。本発明による金属管
保護コーテイングカ旺法は、管を使用する腐食性媒質に
対して耐食性の各種金属から成る保護拡散コーテイング
を管の外面と内面上に形成する事が可能である。In a metal tube protective coating process in which a diffusion metal coating of the tube is carried out in a vacuum chamber containing the metal to be evaporated, the present invention provides that, before carrying out the coating of the tube, the melting point is significantly lower than that of the tube metal. A metal having a melting point or higher than the melting point of the metal charged into the tube is charged into each tube and continuously rotates around the axis while advancing vertically above the metal that evaporates inside the vacuum chamber. The object of the invention is achieved by means of a method for carrying out the metal coating of tubes at high temperatures. The method of applying a protective coating to a metal tube according to the present invention is capable of forming a protective diffusion coating on the exterior and interior surfaces of the tube, consisting of a variety of metals that are resistant to the corrosive media in which the tube is used.
また本蒸明の方法は、処理される管の加熱、金属拡散及
び冷却に必要な時間を大幅に低下させる事が可能である
。The present method of vaporization also makes it possible to significantly reduce the time required for heating, metal diffusion and cooling of the tube being treated.
これは、公知の方法においては被覆される管を容器並び
に粉末状金属拡散剤によつて加熱するのと対照的に、本
発明によれば1本または複数の管を直接加熱する事によ
つて可能と,なつたのである。拡散コーテイングを実施
する際、管温度は、金属品質並びにコーテイング速度に
対するその影響を考慮して選定される。コーテイング操
作を終了すると共に、管の冷却も同様に高速で実施され
る。何故ならば、金属拡散処理ののち、]水冷された排
出室に転送されるからである。例えば、管の外面の拡散
クロムコーテイングを実施する際に、0.15〜0.2
01ri11厚のクロム層は、公知の方法による金属コ
ーテイングの場合には10〜15時間を必要とするのに
対して、5〜6分の時間で、低炭素鋼から成る管上に形
成される。また本発明の方法の工程時間は、処理される
管の上に拡散層を形成するのに要する時間のみによつて
制限される事に注意しなければならない。拡散層に隣接
した金属表面層の脱炭が防止されるのは6保護拡散層の
形成が高速で行なわれる事による。According to the invention, this is achieved by directly heating the tube or tubes, in contrast to the known methods in which the tubes to be coated are heated by means of a container and a powdered metal diffusion agent. I decided that it was possible. When carrying out diffusion coatings, the tube temperature is selected taking into account the metal quality and its effect on the coating speed. Upon completion of the coating operation, cooling of the tube is also carried out at high speed. This is because, after the metal diffusion process, it is transferred to a water-cooled discharge chamber. For example, when performing a diffusion chromium coating on the outer surface of a tube, 0.15 to 0.2
A 01ri11 thick chromium layer is formed on a tube made of low carbon steel in a time of 5 to 6 minutes, compared to 10 to 15 hours for metal coating by known methods. It should also be noted that the process time of the method of the invention is limited only by the time required to form the diffusion layer on the tube being treated. The reason why the metal surface layer adjacent to the diffusion layer is prevented from being decarburized is that the protective diffusion layer 6 is formed at a high speed.
更に、高速で管に対して保護被覆を付着する事により、
生産工程を促進し、保護コーテイングを備えた管の原価
を低下させる事が可能となつた。Furthermore, by applying a protective coating to the tube at high speed,
It has become possible to expedite the production process and reduce the cost of tubes with protective coatings.
各種組成の保護コーテイングをもつて内面と外面を被覆
された管は各種の熱交換装置において使用される事が最
も多い。管の内面と外面のコーテイングの選定は使用媒
質中のこれらコiテイングの耐食度に基づX.:て実施
される。この場合に守らなければならない重要なフアク
タを、管の内側面に付着される金属が管素地金属の融点
より低い融点を有し、拡散コーテイングを付着させる際
にこの拡散金属が管金属の中に溶け溶まなければならな
い事である。管の外側面は蒸着される金属について言え
ば、その融点は可変的である(管金属の融点より高く、
或いは等しく、または以下Σまた被覆工程を実施する温
度とその時間は、付着される被覆の所要厚に対応して選
定される。管金属の特性に対してコーテイング工程温度
が有害な作用を生じない場合には、この工程は被覆され
た管の搬送が可能な限り最大温度で実施される。しかし
金属拡散処理中の加熱温度が管金属の組織と特性に影響
して次の熱処理に際して回復され得ない場合には、金属
拡散処理温度は管金属の特性に対する悪影響を最小限に
する様に選定される。本発明の1実施態様によれば、蒸
発される金属の融点は各管の内部に配置される金属の融
点以上とする。Tubes coated on the inside and outside with protective coatings of various compositions are most often used in various heat exchange devices. The selection of coatings for the inner and outer surfaces of the tube is based on the corrosion resistance of these coatings in the medium used. : will be implemented. An important factor that must be observed in this case is that the metal deposited on the inside surface of the tube has a melting point lower than the melting point of the tube base metal, and that when applying the diffusion coating, this diffused metal enters the tube metal. It has to melt and dissolve. The outer surface of the tube has a variable melting point (higher than the melting point of the tube metal,
The temperature and time at which the coating step is carried out are selected corresponding to the required thickness of the coating to be deposited. If the coating process temperature does not have a detrimental effect on the properties of the tube metal, the process is carried out at the maximum temperature possible for transporting the coated tube. However, if the heating temperature during the metal diffusion treatment affects the structure and properties of the tube metal and cannot be recovered during the next heat treatment, the metal diffusion treatment temperature should be selected to minimize the negative effect on the properties of the tube metal. be done. According to one embodiment of the invention, the melting point of the metal to be evaporated is greater than or equal to the melting point of the metal placed inside each tube.
これによつて、各種腐食性媒質中において使用される保
護コーテイングの選定範囲を拡大する事ができ、管の内
側に配置される金属の融点並びに管金属の融点以上の融
点を有する耐火性金属のコーテイングを管の外側面に付
着させる事が可能となる。This makes it possible to expand the selection range of protective coatings used in various corrosive media, including the melting point of the metal placed inside the tube as well as refractory metals with a melting point higher than the melting point of the tube metal. It is possible to apply the coating to the outer surface of the tube.
本発明の他の実施態様によれば管の金属拡散処理は、蒸
発される金属の融点以上の温度で実施される。According to another embodiment of the invention, the metal diffusion treatment of the tube is carried out at a temperature above the melting point of the metal to be vaporized.
その結果として、拡散コーテイング工程の温度を大幅に
高める事により生産工程を全体として加速する事が可能
になる。As a result, the overall production process can be accelerated by significantly increasing the temperature of the diffusion coating process.
またこれにより、金属拡散処理の生産効率を増進し、被
覆管の原価を低下させる事が可能となる。This also makes it possible to increase the production efficiency of metal diffusion treatment and reduce the cost of the cladding tube.
本発明の他の実施態様によれば、コーテイング処理中、
各管の縦軸線が水平面に対して管の進行方向に15管ま
での角度を成す様に、各管のへツド部分をその末端部分
に対して持ち上げる。本発明のこの実施態様は長尺管の
コーテイングノ処理を実施する場合に有効である。その
結果として、管の内側面のコーテイング用の金属拡散剤
として種々の形状の金属塊を使用し、これらの金属塊を
好ましくは管のヘツド部分の中に配置する事ができる。According to another embodiment of the invention, during the coating process,
The head portion of each tube is raised relative to its distal portion such that the longitudinal axis of each tube makes an angle of up to 15 tubes in the direction of tube travel with the horizontal plane. This embodiment of the invention is effective when coating long tubes. As a result, metal masses of various shapes can be used as metal diffusion agents for coating the inner surface of the tube, and these metal masses can preferably be placed in the head section of the tube.
コーテイング工程に際し夕て、このへツド部分の中に配
置された金属が加熱作用によつて溶融して、管の末端部
分に向かつて移動し、末端部分が徐々に高温に加熱され
るに従つてその内部に浸透する。この管の傾斜角度を変
更する事により、管が溶融金属と接触している時]間を
変動させ、また付着される層の種々のパラメータ(層の
厚及び飽和される元素の濃鉛を変動させる事が可能であ
る。本発明の主旨は、金属蒸発器を収容した真空チャン
バと、管送入チヤンバと、管排出チヤンバと;を備え、
後者の2チヤンバはそれぞれ真空ゲートと管貯蔵装置と
を備え、上記の真空チヤンバの両側に配置される様にし
、また管の走路に沿つて相互に離間して配置されたスタ
ンドの中に固定された複数の同形のホイールを備えた、
上記総てのチ′アッパを通して被覆される管を搬送する
為の手段を備え、各スタンドの中のホイールの回転軸は
相互に平行であり、また他のスタンドの中の同様に配置
されたホイールの対抗軸線と一致する様にした金属管保
護コーテイング加工装置において6本発明によれば、上
記ホイールの回転軸線はスタンドの垂直軸線上に最高点
を有する仮想円弧上に配置される様にした装置において
達成される。During the coating process, the metal placed in this head part melts due to the heating action and moves towards the end part of the tube, as the end part is gradually heated to a high temperature. Penetrate inside it. By changing the angle of inclination of this tube, we can vary the time during which the tube is in contact with the molten metal and also vary the various parameters of the deposited layer (thickness of the layer and concentration of the element lead to be saturated). The gist of the invention is to provide a vacuum chamber containing a metal evaporator, a tube inlet chamber, a tube outlet chamber;
The latter two chambers are each equipped with a vacuum gate and a tube storage device, arranged on either side of the vacuum chamber and fixed in stands spaced apart from each other along the tube run. Equipped with multiple identical wheels,
Means are provided for conveying the tubes to be coated through all the above-mentioned chains, the axes of rotation of the wheels in each stand being parallel to each other, and the similarly arranged wheels in the other stands According to the present invention, the rotational axis of the wheel is arranged on a virtual arc having its highest point on the vertical axis of the stand. achieved in
本発明による管拡散金属コーテイング装置は、相異なる
化学組成のコーテイングを処理される管の外面と内面に
対して同時的に付着させる事ができる。付着される層の
厚の均一性は、被覆工程において同一温度条件が保持さ
れる事によつて達成される。これは、各スタンド中のホ
イールのアーク状構造、従ってホイール上にあるパイプ
のア一ク状配置によつて達成される。蒸発器の温度はそ
の中心部において最高であり、その外縁部に沿つて低い
のであるから、蒸発器の中心の上方を通過する管は他の
管よりも蒸発器から離間される事となる。本発明の1実
施態様によれば、各スタンドはその垂直軸線回りの回転
を可能にする為の機構を備える。The tube diffusion metal coating apparatus according to the present invention is capable of simultaneously depositing coatings of different chemical compositions on the exterior and interior surfaces of the tube being treated. Uniformity in the thickness of the deposited layers is achieved by maintaining the same temperature conditions during the coating process. This is achieved by the arc-like structure of the wheels in each stand and thus the arc-like arrangement of the pipes on the wheels. Since the temperature of the evaporator is highest at its center and lower along its outer edges, the tubes passing above the center of the evaporator will be further spaced from the evaporator than other tubes. According to one embodiment of the invention, each stand is provided with a mechanism for allowing rotation about its vertical axis.
その結果、管の回転速度と並進速度との関係を変動させ
る事が可能であり、また管の直径に応じて管の相互間隔
を変動させる事ができ、この様にして有効なコーテイン
グを実施する事が可能となる。As a result, it is possible to vary the relationship between the rotational speed and the translational speed of the tubes, and also to vary the mutual spacing of the tubes depending on their diameter, thus achieving an effective coating. things become possible.
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
本発明による金属管保護コーテイングカ旺装置は、第1
図に図示の様に、それぞれ金属管4の金属拡散用、送入
用及び排出用のチヤンバ1,2,3を備える。The metal pipe protective coating device according to the present invention has a first
As shown in the figure, chambers 1, 2, and 3 are provided for metal diffusion, feeding, and discharge of metal tubes 4, respectively.
これらのチヤンバ1,2,3は直列に配列され、またそ
れぞれ真空ゲート5,5によつて相互に仕切られている
。金属拡散チヤンバ1の内部には複数の金属蒸発器6が
載置されている。この金属蒸発器6は、基本的に耐火性
物質から成り金属管4の挿通孔を備えた閉鎖容器である
。蒸発器6の内部に加熱素子7と開口を有する蓋板8が
配置されている。チヤンバ2と3は、それぞれ金属管4
の送出と排出のための構造を有し、相互に類似構造であ
つて、それぞれアクチユエータ10によつて垂直可動の
金属管4貯蔵用グリッド状デバイス9を具備している。
このデバイス9は幅方向に複数列上下方向に複数列の管
を保持し、このデバイス9にコーテイング装置の作動前
に、チヤンバ2を開放して管4が装置される。チヤンバ
2への管4の搬入は、たとえば、第1図においてチヤン
バ2の左端の蓋を開放することによつて行なわれる。こ
のときには各真空ゲート5ぱ通常閉じられる。チヤンバ
1,2,3の内部を金属管4を通過させるため、本発明
装置は所定間隔で配置された複数の搬送装置11(第1
図〜第4図)を具備する。この搬送装置は、パイプ4の
走路に沿つて相互に離間して配置されそれぞれ複数の同
一径のホイール13を円弧状に配置したスタンド12の
形状を成す。各スタンド12の中のホイール13の回転
軸線は相互に平行であり、また他のスタンド12上に同
様に載置された他のホイール1−3の回転軸線と一致し
ている。各スタンド12の中のホイール13の回転中心
は、スタンドの垂直軸線上に最高点を有する仮想円弧上
に配置されている(第2図)。このように、ホイール1
3を円弧状に配置すれば、金属蒸発器6上において、そ
の中心に対応する管4が蒸発器6から離れ、管4の配列
の横方向端部は蒸発器6に近ずくことになるので平均し
て管4がコーテイングされる。これらのホイール13は
、傘歯車15と遊び歯車16とを介して、駆動装置14
によつて回転駆動される。本発明の装置を傾斜位置に保
持するため、支承機構18上に支承されたフレーム17
の上にチヤンバ1,2,3が載置される。These chambers 1, 2, 3 are arranged in series and are separated from each other by vacuum gates 5, 5, respectively. A plurality of metal evaporators 6 are placed inside the metal diffusion chamber 1 . The metal evaporator 6 is basically a closed container made of a refractory material and provided with a hole through which the metal tube 4 is inserted. A heating element 7 and a lid plate 8 having an opening are arranged inside the evaporator 6 . Chambers 2 and 3 are each metal tube 4
The metal tubes 4 have a storage grid-like device 9 of mutually similar construction and each vertically movable by an actuator 10.
This device 9 holds a plurality of rows of tubes in the width direction and a plurality of tubes in the vertical direction, and before the coating device is operated, the chamber 2 is opened and the tubes 4 are installed in this device 9. The tube 4 is carried into the chamber 2 by, for example, opening the lid at the left end of the chamber 2 in FIG. At this time, each vacuum gate 5 is normally closed. In order to pass the metal tube 4 through the interiors of the chambers 1, 2, and 3, the apparatus of the present invention uses a plurality of conveying devices 11 (first
4). This conveyance device has the shape of a stand 12 in which a plurality of wheels 13 having the same diameter are arranged in an arc shape and are spaced apart from each other along the running path of the pipe 4. The rotational axes of the wheels 13 in each stand 12 are parallel to each other and coincide with the rotational axes of other wheels 1-3 similarly mounted on other stands 12. The center of rotation of the wheel 13 in each stand 12 is located on an imaginary arc with its highest point on the vertical axis of the stand (FIG. 2). In this way, wheel 1
3 are arranged in an arc shape, on the metal evaporator 6, the tube 4 corresponding to the center will be away from the evaporator 6, and the lateral ends of the array of tubes 4 will be closer to the evaporator 6. On average, tubes 4 are coated. These wheels 13 are connected to a drive device 14 via a bevel gear 15 and an idler gear 16.
Rotationally driven by. A frame 17 supported on a support mechanism 18 to hold the device of the invention in an inclined position.
Chambers 1, 2, and 3 are placed on top of the chamber.
金属拡散チヤンバ1は、1個または複数の金属蒸発器6
を収容する様に製造する事ができる。The metal diffusion chamber 1 includes one or more metal evaporators 6
It can be manufactured to accommodate.
また金属管4の回転速度を変動させるため、各スタンド
は、これをその垂直軸線回りに自転させる機構を備えて
いる。本発明の装置は下記の様に作動する。Furthermore, in order to vary the rotational speed of the metal tube 4, each stand is equipped with a mechanism for rotating it around its vertical axis. The device of the invention operates as follows.
供給チヤンバ2の中に収容された管貯蔵用デバイス9の
中に、コーテイング加工に対して準備され金属拡散剤を
充填された金属管4を上述したように装入する。Into the tube storage device 9 accommodated in the supply chamber 2 the metal tube 4 prepared for coating and filled with metal diffusion agent is introduced as described above.
デバイス9に保持された管のうち最下列に位置する管4
は搬送装置のホイール13上に配置されている。次にチ
ヤンバ1,2,3を密封し、次に真空パイプによつてそ
の内部を10−}〜101111j1Hgの残留圧まで
誹気する。蒸発器6の内部に配置された金属拡散剤は、
加熱素子7によつて活溌な蒸発を発生する温度まで加熱
される。金属処理剤が所要温度まで加熱された時、真空
ゲート5が開かれ、搬送装置11の駆動装置14が作動
される。その際に、ホイール13の上に配置された金属
管4は回転(自りさせられながら、同時にチヤンバ2か
らチヤンバ1へ転送される。金属管4は蒸発器6の中を
通過する際に加熱されてその外面は蒸発した金属拡散剤
によつて被覆される。金属管内部にある金属拡散剤は金
属管4から放出される熱によつて加熱されて溶融し、金
属管4の内面に沿つて拡大する。金属管4の温度は蓋板
8の開口の大きさを調節することによつて調節される。
これらの金属管は金属拡散室1を通過したのち、排出室
3の中に入り、その中で前記デバイス9と同様のグリツ
ド状貯蔵用デバイスによつてホイール13から除去され
る。次の段に保持された複数の金属管4のコーテイング
を可能にするため、送入チヤンバ2の中に備えられた貯
蔵用デバイス9を一段下げる。デバイス9に保持された
これらの金属管4全部がコーテイング加工されたのち、
両方の真空ゲート5を閉鎖し、その次にコーテイング処
理される金属管の一群を供給チヤンバ2の中に導入する
と同時に、既にコーテイングカ旺され排出チヤンバの貯
蔵用デバイスに保持された金属管4を必要に応じて水冷
される排出チヤンバ3からたとえば、チヤンバ3の端板
を開放して除去される。なお、排出チヤンバ内の貯蔵用
デバイスもコーテイング加工後の一群の管4を上方に一
段ずつ上昇しながら次々に収容していく。金属管4の前
進速度を一定に保持しながらその回転速度を変動させた
いとき、あるいは可変径の金属管4の間の軸間距離を変
動させたいときには、スタンド12をその垂直回転軸線
回りに回転させて、ホイール13の配列方向と管4の軸
に直交する軸間との角度αを変動させるようにする(第
4図)。Tube 4 located at the bottom row among the tubes held in device 9
are arranged on the wheels 13 of the transport device. Next, chambers 1, 2, and 3 are sealed, and then the inside thereof is vented to a residual pressure of 10-1 to 1011111Hg using a vacuum pipe. The metal diffusing agent placed inside the evaporator 6 is
It is heated by the heating element 7 to a temperature at which active evaporation occurs. When the metal treatment agent is heated to the required temperature, the vacuum gate 5 is opened and the drive device 14 of the conveying device 11 is activated. At this time, the metal tube 4 placed on the wheel 13 is rotated and simultaneously transferred from the chamber 2 to the chamber 1.The metal tube 4 is heated as it passes through the evaporator 6. The metal diffusing agent inside the metal tube is heated and melted by the heat emitted from the metal tube 4, and its outer surface is coated with the evaporated metal diffusing agent. The temperature of the metal tube 4 is adjusted by adjusting the size of the opening in the cover plate 8.
After passing through the metal diffusion chamber 1, these metal tubes pass into the discharge chamber 3, where they are removed from the wheel 13 by a grid-like storage device similar to the device 9 described above. The storage device 9 provided in the inlet chamber 2 is lowered one step to enable the coating of the metal tubes 4 held in the next step. After all of these metal tubes 4 held in the device 9 are coated,
Both vacuum gates 5 are closed and the group of metal tubes to be coated is then introduced into the supply chamber 2, while at the same time the metal tubes 4 already coated and held in the storage device of the discharge chamber are introduced. It is removed from the discharge chamber 3, which is optionally water-cooled, for example by opening the end plate of the chamber 3. Note that the storage device in the discharge chamber also accommodates a group of coated tubes 4 one after another while moving upward one step at a time. When it is desired to vary the rotational speed of the metal tubes 4 while keeping the forward speed constant, or when it is desired to vary the distance between the axes between the variable diameter metal tubes 4, the stand 12 is rotated around its vertical rotation axis. In this way, the angle α between the arrangement direction of the wheels 13 and the axis perpendicular to the axis of the tube 4 is varied (FIG. 4).
コーテイング処理のため金属塊状の金属拡散剤が使用さ
れる場合、または金属管4の内部被覆層の厚さの調節が
必要となつた場合、本発明装置を機構18によつて15
度までの角度で傾斜させ、金属管4の傾斜角度を変えて
管が溶融金属と接触している時間を変える。本発明は、
硫酸製造に使用される各種熱交換器において、金属管内
部に硫酸を流し、金属管外部に水を流す場合に最も適当
である。When a metal diffuser in the form of a metal block is used for the coating process or when it is necessary to adjust the thickness of the inner coating layer of the metal tube 4, the device of the present invention is operated by the mechanism 18 at 15.
The angle of inclination of the metal tube 4 is varied to vary the time that the tube is in contact with the molten metal. The present invention
In various heat exchangers used for sulfuric acid production, it is most suitable for flowing sulfuric acid inside metal tubes and flowing water outside metal tubes.
金属管の内側面に対して耐硫酸性のケイ素の拡散コーテ
イングが実施され、また金属管の外側面に対してクロム
の拡散コーテイングが実施される。この型のコーテイン
グを得るため、45(fl)ケイ素含有鉄合金を金属管
の内部に装入し、クロムを入れた蒸発器の上方において
金属管の外側コーテイング加工を実施する。このコーテ
イング工程は1350℃の温度で実施される。5分以内
に、外側面上に0.15〜0.2011t11厚のクロ
ム層が形成され6そのクロム濃度は40〜47%のオー
ダであり、また内側面上には0.25〜0.301r1
1の拡散層が形成さへそのケイ素濃度は17〜25%で
ある。A sulfuric acid resistant silicon diffusion coating is applied to the inner surface of the metal tube, and a chromium diffusion coating is applied to the outer surface of the metal tube. To obtain this type of coating, a 45 (fl) silicon-containing iron alloy is charged inside the metal tube and the outer coating of the metal tube is carried out above the chromium-filled evaporator. This coating step is carried out at a temperature of 1350°C. Within 5 minutes, a 0.15-0.2011t11 thick chromium layer is formed on the outer surface,6 with a chromium concentration of the order of 40-47%, and 0.25-0.301r1 on the inner surface.
The silicon concentration in which the first diffusion layer is formed is 17-25%.
また本発明は加熱面用ボイラ管の製造に応用される。The present invention is also applied to the manufacture of boiler tubes for heating surfaces.
この場合、管の外側面に対して拡散クロムコーテイング
が実施される。コーテイング工程頃 1250〜135
0℃の温度で、6〜7分間、実施される。In this case, a diffusion chrome coating is carried out on the outer surface of the tube. Around the coating process 1250-135
It is carried out at a temperature of 0° C. for 6-7 minutes.
この時間内に、0.15〜0.20厚のクロム層が外側
面上に形成される。この熱処理を受けたのち、被覆され
た管は被覆されない管と類似の組織特性と機械特注とを
有する。During this time, a 0.15-0.20 thick chromium layer is formed on the outer surface. After undergoing this heat treatment, the coated tube has similar textural properties and mechanical customization as the uncoated tube.
第1図は本発明の方法を実施するための装置の縦断面図
、第2図は;被覆される管を装入する側から見られた管
搬送手段の正面図、第3図は第2図の−線に沿つてとら
れた断面図、また第4図は被覆される金属管の搬送手段
の平面図である。
1・・・・・・真空室、4・・・・・・金属管、6・・
・・・・金属蒸発器、12・・・・・・スタンド、13
・・・・・・ホイール。1 is a longitudinal sectional view of an apparatus for carrying out the method of the invention; FIG. 2 is a front view of the tube conveying means seen from the side into which the tubes to be coated are charged; FIG. A sectional view taken along the - line in the figure, and FIG. 4 a plan view of the conveying means for the metal tube to be coated. 1... Vacuum chamber, 4... Metal tube, 6...
...Metal evaporator, 12...Stand, 13
······wheel.
Claims (1)
拡散金属被覆を形成する金属管保護コーティング加工法
において、管4の金属コーティング加工を実施する前に
、管金属の融点より大幅に低い融点を有する金属を各管
4の内部に送入し、管4を真空室1内部の金属蒸発器6
の中を軸方向に前進させると共にそれぞれ軸線回りに連
続的に回転させながら、これらの管4内部に配置された
上記金属の融点より高い温度でこれらの管4の金属コー
ティング加工を実施する事を特徴とする金属管保護コー
ティング加工法。 2 蒸発される金属の融点は各管4の内部に送入される
金属の融点より高い事を特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の方法。 3 管4の金属コーティング加工は、蒸発される金属の
融点以上の温度で実施される事を特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の方法。 4 金属コーティング処理中に、各管4の縦軸線が水平
面に対して管の進行方向に対して15°以下の角度を成
す様に、各管4のヘッド部分をその末端部に対して上昇
させる事を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方
法。 5 金属蒸発器を備えた真空チャンバと、上記真空チャ
ンバの両側に配置されそれぞれ真空ゲートと管貯蔵装置
とを備えた管送入チャンバ及び管排出チャンバと、管の
走行路に沿つて相互に離間配置されたスタンドに取付け
られ同一径の複数のホィールを有して、上記チャンバ内
においてパイプを搬送する装置とを備え、各スタンドの
ホィールの回転軸は相互に平行であるとともに他のスタ
ンドの対応のホィールの回転軸線と一致し、前記各スタ
ンド12の各ホィール13の回転中心は管の走行方向か
ら見たときに円弧上に配置されている事を特徴とする装
置6 各スタンド12は、その垂直軸線回りの回転を可
能にする機構を備えた事を特徴とする特許請求の範囲第
5項に記載の装置[Claims] 1. In a metal tube protective coating method in which vaporized metal is attached to a metal tube in a vacuum chamber to form a diffusion metal coating, the melting point of the tube metal is A metal having a significantly lower melting point is introduced into each tube 4, and the tubes 4 are placed in a metal evaporator 6 inside the vacuum chamber 1.
These tubes 4 are subjected to metal coating processing at a temperature higher than the melting point of the metal disposed inside these tubes 4 while advancing them in the axial direction and continuously rotating them around their respective axes. Characteristic metal tube protective coating processing method. 2. Claim 1, characterized in that the melting point of the metal to be evaporated is higher than the melting point of the metal fed into each tube 4.
The method described in section. 3. The method according to claim 1, wherein the metal coating of the tube 4 is carried out at a temperature higher than the melting point of the metal to be evaporated. 4. During the metal coating process, the head portion of each tube 4 is raised relative to its distal end such that the longitudinal axis of each tube 4 forms an angle of less than 15° with respect to the horizontal plane and with respect to the direction of tube travel. A method according to claim 1, characterized in that: 5 a vacuum chamber equipped with a metal evaporator, a tube inlet chamber and a tube outlet chamber arranged on either side of said vacuum chamber and each equipped with a vacuum gate and a tube storage device, spaced apart from each other along the path of the tube; and a device for transporting pipes within the chamber by having a plurality of wheels of the same diameter attached to the arranged stands, and the rotation axes of the wheels of each stand are parallel to each other and the rotational axes of the wheels of the other stands are parallel to each other. A device 6 characterized in that the center of rotation of each wheel 13 of each stand 12 is arranged on a circular arc when viewed from the running direction of the pipe. Device according to claim 5, characterized in that it is provided with a mechanism that allows rotation about a vertical axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16093978A JPS5919188B2 (en) | 1978-12-25 | 1978-12-25 | Metal tube protective coating processing method and equipment for carrying out this method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16093978A JPS5919188B2 (en) | 1978-12-25 | 1978-12-25 | Metal tube protective coating processing method and equipment for carrying out this method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5589468A JPS5589468A (en) | 1980-07-07 |
JPS5919188B2 true JPS5919188B2 (en) | 1984-05-02 |
Family
ID=15725487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP16093978A Expired JPS5919188B2 (en) | 1978-12-25 | 1978-12-25 | Metal tube protective coating processing method and equipment for carrying out this method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5919188B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS647212A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Toshiba Corp | Personal work station |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007185520A (en) * | 2007-02-05 | 2007-07-26 | West Sangyo Kk | Head cover for golf club |
-
1978
- 1978-12-25 JP JP16093978A patent/JPS5919188B2/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS647212A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Toshiba Corp | Personal work station |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS5589468A (en) | 1980-07-07 |
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