JPS597898A - 熱交換用チユ−ブ - Google Patents
熱交換用チユ−ブInfo
- Publication number
- JPS597898A JPS597898A JP11565182A JP11565182A JPS597898A JP S597898 A JPS597898 A JP S597898A JP 11565182 A JP11565182 A JP 11565182A JP 11565182 A JP11565182 A JP 11565182A JP S597898 A JPS597898 A JP S597898A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- corrosion
- heat
- tube
- heat exchange
- temperature range
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱交換用チューブに係わり、更に詳わしくは低
温域での酸腐蝕および高温域での高温腐蝕に影響される
ことが無く、シかも輻射・接触伝熱が良好な熱交換用チ
ューブに関するものである。
温域での酸腐蝕および高温域での高温腐蝕に影響される
ことが無く、シかも輻射・接触伝熱が良好な熱交換用チ
ューブに関するものである。
現在、ボイラ、熱交換器等に使用されている熱交換用チ
ューブの材質は、低温部では５ＴＢ３５、ＯＲ１，０Ｒ
１Ａ等が、又高温部では３ＴＢ３５．５ＵＳ４０１
等が一般的に用いられている。
ューブの材質は、低温部では５ＴＢ３５、ＯＲ１，０Ｒ
１Ａ等が、又高温部では３ＴＢ３５．５ＵＳ４０１
等が一般的に用いられている。
しかし、上記した鋼種の熱交換用チューブでは燃焼ガス
中のダストや亜硫歳ガスに起因する衝撃力や醗腐蝕でチ
ューブ表面がポーラス状になったり、又近年の運転温度
の上昇、燃料としての高炉ガスの適用、燃却物の多様化
に起因する高温腐蝕が激しくなって、熱交換用チューブ
の肉厚が小ざくなり強度低下をひき起こし、ついには使
用中に被熱交換流体の噴出事故が発生する等、安全上好
ましくないという問題点があった。
中のダストや亜硫歳ガスに起因する衝撃力や醗腐蝕でチ
ューブ表面がポーラス状になったり、又近年の運転温度
の上昇、燃料としての高炉ガスの適用、燃却物の多様化
に起因する高温腐蝕が激しくなって、熱交換用チューブ
の肉厚が小ざくなり強度低下をひき起こし、ついには使
用中に被熱交換流体の噴出事故が発生する等、安全上好
ましくないという問題点があった。
本発明者は、上記問題点に鑑み、熱交換用チューブにつ
いて種々実験を行なった結果、熱交換用チューブの主目
的である輻射・接触伝熱が良好で、かつ醗腐蝕や高温腐
蝕に侵されることのない熱交換用チューブが得られるこ
とを確認できた。
いて種々実験を行なった結果、熱交換用チューブの主目
的である輻射・接触伝熱が良好で、かつ醗腐蝕や高温腐
蝕に侵されることのない熱交換用チューブが得られるこ
とを確認できた。
すなわち本発明は、少なくともｓｉｏ を４〇−７５ｗ
ｔ％、ｏｒ１ｏ３を２〜１０ｗｔ％、ＴａＯを ２〜１
０ｗｔ％、Ｍ粉を５〜２０ｖｒｔ％、ガラス粉を３〜１
５ｗｔ％、Ｚ ｒ Ｏ！を３〜１５ｗｔ％含有するセラ
ミックを鋼管表面にコーティングして成ることを特徴と
する熱交換用チューブを提供せんとするものである。
ｔ％、ｏｒ１ｏ３を２〜１０ｗｔ％、ＴａＯを ２〜１
０ｗｔ％、Ｍ粉を５〜２０ｖｒｔ％、ガラス粉を３〜１
５ｗｔ％、Ｚ ｒ Ｏ！を３〜１５ｗｔ％含有するセラ
ミックを鋼管表面にコーティングして成ることを特徴と
する熱交換用チューブを提供せんとするものである。
上記した如くＳ１０、Ｏｒｇｙｓ 、ＴａＯ、ＡＩ粉、
ガラス粉卦よびＺｒＯ２を夫々限定した理由は下記の如
くである。
ガラス粉卦よびＺｒＯ２を夫々限定した理由は下記の如
くである。
ＳｉＯは熱輻射材として含有するものであり、これが７
５ｖｖｔ％ を超えた場合には鋼管の熱膨張に対する追
従が困難となってコーティングしたセラミックが剥落し
、又４０ ｖｒｔ％ 未満では熱輻射性および熱伝導性
が劣化するため４０〜７５ｗｔ幅とした。
５ｖｖｔ％ を超えた場合には鋼管の熱膨張に対する追
従が困難となってコーティングしたセラミックが剥落し
、又４０ ｖｒｔ％ 未満では熱輻射性および熱伝導性
が劣化するため４０〜７５ｗｔ幅とした。
Ｏｒ１０３ 、Ｔ ａＯ１Ｍ粉は熱輻射助材、バインダ
ーとして含有せしめるものであり、Ｏｒ２０ｇ 、Ｔａ
Ｏが２ｗｔ幅未満、およびＭ粉が５ｗｔ％繕では熱伝導
性が低下する箸共に被塗装物との密着強度も低下し、又
Ｏｒ４０ｇ 、ＴａＯが１３ｗｔ％を超えた場合、およ
びＭ粉が２０ ｗｔ幅 を超えた場合には熱輻射率が低
下すると共にバインダー量が多くなりすぎるためＯｒ２
０ｇおよびＴａＯは２〜１０ｗｔ％、Ｍ粉は５〜２０
ｗｔ％とじた。
ーとして含有せしめるものであり、Ｏｒ２０ｇ 、Ｔａ
Ｏが２ｗｔ幅未満、およびＭ粉が５ｗｔ％繕では熱伝導
性が低下する箸共に被塗装物との密着強度も低下し、又
Ｏｒ４０ｇ 、ＴａＯが１３ｗｔ％を超えた場合、およ
びＭ粉が２０ ｗｔ幅 を超えた場合には熱輻射率が低
下すると共にバインダー量が多くなりすぎるためＯｒ２
０ｇおよびＴａＯは２〜１０ｗｔ％、Ｍ粉は５〜２０
ｗｔ％とじた。
ガラス粉およびＺ ｒ ０２は鋼管との密着性、塗膜量
結合強度を増すために含有せしめるものであり、ガラス
粉およびＺｒ０１が１５ｗｔ％ を超えた場合には気密
性の高い焼成被覆層が得られず、又３ｗｔ幅未満では接
着強度の高い組成物が得られないため、ガラス粉および
Ｚｒ０１は３〜１５ｗｔ％とじた。
結合強度を増すために含有せしめるものであり、ガラス
粉およびＺｒ０１が１５ｗｔ％ を超えた場合には気密
性の高い焼成被覆層が得られず、又３ｗｔ幅未満では接
着強度の高い組成物が得られないため、ガラス粉および
Ｚｒ０１は３〜１５ｗｔ％とじた。
ｋお、上述した特性を顕著にならしめるためには、コー
ティングするセラミックに含まれる他の含有物、すなわ
ち５ＩＨＮ４、ＡＮＣ馬ｐｏ）ｓ、Ａｌ２Ｏ２、ＭｇＯ
，？ｅ１０３ およびＳｉｎ、を下記の如く決定子れば
よい。
ティングするセラミックに含まれる他の含有物、すなわ
ち５ＩＨＮ４、ＡＮＣ馬ｐｏ）ｓ、Ａｌ２Ｏ２、ＭｇＯ
，？ｅ１０３ およびＳｉｎ、を下記の如く決定子れば
よい。
先ず、Ｓｉ、Ｈ４およびＡＩ （Ｈ４Ｐ Ｏ）Ｂけ上記
した０ｒ２０３、ＴａＯおよびＭ粉と同じ目的で含有せ
しめられるものであり、その配合率としては、Ｓｉ３Ｎ
４は３〜２０ ｗ ｔ ％ 、Ａｊ （Ｈ２Ｐ Ｏ’）
Ｂは５〜２０ｗｔ％が好ましい。その理由は、Ｓｉ３
Ｎ４が３ｗｔ％未満ではセラミックコーティングの気密
性が低下すると共に熱輻射特性寿命も低下する為であり
、又Ａｌ（Ｈ雪Ｐ Ｏ）ｓが５ｗｔ％未満では鋼管への
接着強度力布減退する為である。またＳ ｉ、 Ｈ４お
よびＡＩ（Ｈ２ＰＯ）ｓ が夫々２０ｗｔ％ を超えた
場合には、熱輻射率の低下をきたすと共にバインダー量
が多くなるためである。
した０ｒ２０３、ＴａＯおよびＭ粉と同じ目的で含有せ
しめられるものであり、その配合率としては、Ｓｉ３Ｎ
４は３〜２０ ｗ ｔ ％ 、Ａｊ （Ｈ２Ｐ Ｏ’）
Ｂは５〜２０ｗｔ％が好ましい。その理由は、Ｓｉ３
Ｎ４が３ｗｔ％未満ではセラミックコーティングの気密
性が低下すると共に熱輻射特性寿命も低下する為であり
、又Ａｌ（Ｈ雪Ｐ Ｏ）ｓが５ｗｔ％未満では鋼管への
接着強度力布減退する為である。またＳ ｉ、 Ｈ４お
よびＡＩ（Ｈ２ＰＯ）ｓ が夫々２０ｗｔ％ を超えた
場合には、熱輻射率の低下をきたすと共にバインダー量
が多くなるためである。
次にｕｌｏｌ 、Ｍｇ０１Ｆ−２０３、および５１０２
は上記したガラス粉およびＺｒ０１と同じ目的で含有せ
しめられるものであり、その配合率としては、夫々１〜
１０ｗｔ％が好ましい。その理由としては、１ｖｒｔ％
未満では接着強度が弱くなり、又１０ｗｔ％を超える
と気密性の高い焼成被覆層が得られないためである。
は上記したガラス粉およびＺｒ０１と同じ目的で含有せ
しめられるものであり、その配合率としては、夫々１〜
１０ｗｔ％が好ましい。その理由としては、１ｖｒｔ％
未満では接着強度が弱くなり、又１０ｗｔ％を超える
と気密性の高い焼成被覆層が得られないためである。
また鋼管にコーティングするセラミック被覆層の厚さと
しては、０．３〜０．４ｍが好ましい。その理由は０．
４ｍを超えても熱輻射率は向上せず、コスト高になるだ
けであるからであり、又０．３酬未満では熱輻射率が低
下し、かつ施工が困難なためである。
しては、０．３〜０．４ｍが好ましい。その理由は０．
４ｍを超えても熱輻射率は向上せず、コスト高になるだ
けであるからであり、又０．３酬未満では熱輻射率が低
下し、かつ施工が困難なためである。
以上述べた如く配合されたセラミックは、先ず高温域に
おいては、１３５０℃以上で窒素とコーテイング材中の
ＳｉＯとが反応し、５ｉＢＮ４やＳｉ２０、Ｎ等を生成
するがこれらは熱輻射寿命を延長させるため問題はない
。また１４５０〜１５００℃から炭酸ガスとＳｉＯとが
反応して５１０２を生成するが、これも何等基材への影
響はない。更に燃料中のＶａとは反応しない。
おいては、１３５０℃以上で窒素とコーテイング材中の
ＳｉＯとが反応し、５ｉＢＮ４やＳｉ２０、Ｎ等を生成
するがこれらは熱輻射寿命を延長させるため問題はない
。また１４５０〜１５００℃から炭酸ガスとＳｉＯとが
反応して５１０２を生成するが、これも何等基材への影
響はない。更に燃料中のＶａとは反応しない。
次に低温域においては、亜硫酸ガスとは反応せず、更に
酸類に侵されることはない。
酸類に侵されることはない。
よって上記したセラミックを鋼管の表面にコーティング
して成る本発明に係る熱交換用チューブは、高温域での
高温腐蝕や低温域での酸腐蝕に影響されることがなく、
よって使用中に熱交換用チューブの肉厚が小さくなり強
度低下をひき起こすことがない。
して成る本発明に係る熱交換用チューブは、高温域での
高温腐蝕や低温域での酸腐蝕に影響されることがなく、
よって使用中に熱交換用チューブの肉厚が小さくなり強
度低下をひき起こすことがない。
次に本発明の実施例について説明する。下記表１に示す
配合割合のセラミックを、外径２５．４ｗｍ肉厚２．
Ｏｒｔａｓの５ＴＢ−３５製の鋼管表面に、４Ｋｇ／
ｃｒ／ｌの圧力で０．４ｍの厚さに噴付は被覆し、第１
図に示す昇温割合でコーティングした。
配合割合のセラミックを、外径２５．４ｗｍ肉厚２．
Ｏｒｔａｓの５ＴＢ−３５製の鋼管表面に、４Ｋｇ／
ｃｒ／ｌの圧力で０．４ｍの厚さに噴付は被覆し、第１
図に示す昇温割合でコーティングした。
−以下余白一
表 １
計１００ｗｔ％
上記した本発明に係る熱交換用チューブと従来の熱父換
用チューブ（ＳＴＢ−３５製）との輻射能の比較を表２
に、又８００〜１２００℃で連続した場合における輻射
能の比較を第２図に、更に表６に示す燃焼ガスを用いて
８５０℃で連続使用した場合のチューブ肉厚の変化の比
較を第６図に示す。なお第４図は本発明に際る熱交換用
チューブの輻射能と使用温度との関係図である。
用チューブ（ＳＴＢ−３５製）との輻射能の比較を表２
に、又８００〜１２００℃で連続した場合における輻射
能の比較を第２図に、更に表６に示す燃焼ガスを用いて
８５０℃で連続使用した場合のチューブ肉厚の変化の比
較を第６図に示す。なお第４図は本発明に際る熱交換用
チューブの輻射能と使用温度との関係図である。
表 ２
但し、 ε１ ：火炎の放射率
表 ６
弾位％）
表２より明らかな如く本発明品は従来品と比較して輻射
能が１２．５％も向上しており、また第２図より明らか
な如く本発明品（実線）は従来品（破線）と比較して使
用前は勿論、２４力月連続使用した後においても輻射能
が優れているのが確認できた。また第３図より明らかな
如く、本発明品（実線）は２４力月連続使用した後でも
従来品（破線）の様な腐蝕による肉厚の減少はなかった
。
能が１２．５％も向上しており、また第２図より明らか
な如く本発明品（実線）は従来品（破線）と比較して使
用前は勿論、２４力月連続使用した後においても輻射能
が優れているのが確認できた。また第３図より明らかな
如く、本発明品（実線）は２４力月連続使用した後でも
従来品（破線）の様な腐蝕による肉厚の減少はなかった
。
以上述べた如く本発明熱交換用チューブは、高温域での
高温腐蝕や低温域での酸腐蝕に影響されることがなく、
よってチューブの減肉発生がなく使用可能期間を大幅に
向上させることができるのみならず、輻射・接触伝熱が
良好となり熱回収効率が向上するという大なる効果を有
する発明である。なお、本実施例では熱交換用チューブ
について説明したが、熱交換用プレートにも適用できる
ことは勿論である。
高温腐蝕や低温域での酸腐蝕に影響されることがなく、
よってチューブの減肉発生がなく使用可能期間を大幅に
向上させることができるのみならず、輻射・接触伝熱が
良好となり熱回収効率が向上するという大なる効果を有
する発明である。なお、本実施例では熱交換用チューブ
について説明したが、熱交換用プレートにも適用できる
ことは勿論である。
第１図は本発明品製造時における被覆層の昇温乾燥・硬
化線図、第２図は本発明品と従来品の輻射能の経時変化
を示す関係図、第３図は同じく腐蝕による肉厚の経時変
化を示す関係図、嬉４図は本発明品の輻射能と温度との
関係図である。
化線図、第２図は本発明品と従来品の輻射能の経時変化
を示す関係図、第３図は同じく腐蝕による肉厚の経時変
化を示す関係図、嬉４図は本発明品の輻射能と温度との
関係図である。
Claims (1)
- （１）、少なくともＳｉＯを４０〜７ Ｓ ｗ ｔ 幅
、ｏ ｒｊ０８を２〜１０ｗｔ％、ＴａＯを２〜１０ｗ
ｔ％、Ｍ粉を５〜２０ ｗｔｑ＆、ガラス粉を６〜１５
ｗｔ％、およびＺｒ０１を３〜１５ｗｔ％ 含有するセ
ラミックを鋼管表面にコーティングして成ることを特徴
とする熱交換用チューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11565182A JPS597898A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 熱交換用チユ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11565182A JPS597898A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 熱交換用チユ−ブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597898A true JPS597898A (ja) | 1984-01-17 |
| JPH0321837B2 JPH0321837B2 (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=14667911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11565182A Granted JPS597898A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 熱交換用チユ−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597898A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147296A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-08 | Nippon Chem Plant Consultant:Kk | 熱交換器 |
| JPH02227246A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換器 |
| US20100051246A1 (en) * | 2006-12-08 | 2010-03-04 | Korea Atomic Energy Research Institute | High temperature and high pressure corrosion resistant process heat exchanger for a nuclear hydrogen production system |
-
1982
- 1982-07-02 JP JP11565182A patent/JPS597898A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147296A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-08 | Nippon Chem Plant Consultant:Kk | 熱交換器 |
| JPH02227246A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換器 |
| US20100051246A1 (en) * | 2006-12-08 | 2010-03-04 | Korea Atomic Energy Research Institute | High temperature and high pressure corrosion resistant process heat exchanger for a nuclear hydrogen production system |
| US8381803B2 (en) * | 2006-12-08 | 2013-02-26 | Korea Atomic Energy Research Institute | High temperature and high pressure corrosion resistant process heat exchanger for a nuclear hydrogen production system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321837B2 (ja) | 1991-03-25 |
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