JPS62144746A - ハロゲン化合物取扱い用機器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はハロゲン化合物を取り扱う機器に関するもので
あり、更に詳しくはハロゲン化合物を反応、蒸発、濃縮
、加熱、冷却、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を向上せしめたハロゲン化合
物取扱い用機器に関するものである。

〔従来の技術〕

ハロゲン化合物としては、例えばＮａ０４　ＮａＢｒ。

ＮａＦ、　ＮａＩなどのハロゲン化無機化合物、塩化エ
チル、臭化エチル、ヨウ化エチルなどのハロゲン化アル
キル、また塩化エチレン、臭化エチレン、ヨウ化エチレ
ンなどの脂肪族多ハロゲン化物、さらニ、クロルベンゼ
ン、ブロムベンゼン、ヨードベンゼンなどの芳香族ハロ
ゲン化物が挙げられるが、中でも、エチレンと塩素との
直接反応で製造されるエチレンジクロライド、エチレン
ジクロライドを熱分解法によって製造される塩化ビニル
、またブタジェンの塩素化反応によって製造されるクロ
ロブレンなどの塩素化炭化水素を取扱う装置材料は種々
の腐食問題を生じている。特に、高温下においては腐食
がはなはだしく、装置材料の寿命を短くするとともに製
品自体の汚染問題など種々のトラブルを発生させる場合
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炭素鋼、各
種ステンレス鋼あるいは金属Ｎ１などであるが、金属Ｎ
１などｆも高価な割りには耐食性が劣〈いる。また、こ
のようなハロゲン化合物取り扱い用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
食は母材に比べて数倍或いは数１０倍大きい腐食速度の
下で進行したり、孔食や応力腐食割れを生じたりする。

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。

また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ための経済性
を加味した適切な材料が要求されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、このような背景と状況下においてこれ
らハロゲン化合物取扱い用機器の欠点および問題点を克
服した極めて驚異的なハロゲン化合物取扱〜用機器を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨は、ハロゲン化合物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、耐食性が極
めて驚異的に改善できることを見い出し得たことにある
。

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、たとえ高温度のハロゲン化合物と接するような
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。さらに流速の大きい箇所で
もエロージョン・コロ−ジョンによる損傷を全く生じる
ことなする極めて経済的なハロゲン化合物取扱い用機器
を提供するものである。

本発明のハロゲン化合物取扱い用機器とは、ハロゲン化
合物、例えばＮａＧ４　ＮａＢｒ、　ｔＪａＦ、　Ｎａ
Ｉなどのハロゲン化無機化合物、塩化エチル、臭化エチ
ル、ヨウ化エチル等のハロゲン化アルキル、塩化エチレ
ン、臭化エチレン、ヨウ化エチレンなどの脂肪族多ハロ
ゲン化物、あるいはクロルベンゼン。

ブロムベンゼン、ヨードベンゼンナトノ芳香族ハロゲン
化物、中でもエチレンジクロライド、塩化ビニル、クロ
ロブレンなどの塩素化炭化水素を反応、蒸発、濃縮、加
熱、冷却、精製、輸送および貯蔵などの目的で取扱う機
器のととである。

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、二オフ、ジルコニウム、
銀、ボロン、シリコン、亜鉛、アルミニウムおよびこれ
らの合金から選ばれる少なくとも一種の金属である。

好ましくはニッケルとモリブデンの合金、ニッケルとク
ロムの合金あるいはニッケル、クロム。

モリブデン、タングステン、鉄の合金である。より好ま
しくは、ニッケル４０〜８５チ、モリブデン１５〜６０
チの組成よりなる合金、ニッケル４０〜８５％、クロム
１５〜６０チの組成よりなる合金、あるいはニッケル４
０〜８５チ、残部１５〜６０チがクロム、モリブデン、
タングステン、鉄の組成よりなる合金であり、これらの
範囲の溶射金属を溶射するとハロゲン化合物に対して抜
群の耐食性および耐久性を示す。

これはニッケルが８５チを越えても、ニッケルが４０チ
未満でも耐食性、耐久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久性が斐求される
ようなハロゲン化合物堰板い用機器に用いられる溶射金
属としてはニッケルとして４０〜８５チ、モリブデンと
して１５〜６０チの範囲の合金、ニッケルとして４０〜
８５チ、クロムとして１５〜６０チの範囲の合金、ニッ
ケルとして４０〜８５チ、残部１５〜６０チがクロム、
モリブデン、タングステン、鉄の組成よりなる合金であ
ることが望ましい。

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、亜鉛、アルミ
ニウム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。

本発明は、これら溶射材料を混合して溶射する以外に重
ねて溶射、すなわち多層処理などいかなる態様も採用し
うろことは勿論である。

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２０μｍ以
上５０００μｍ以下が適当である。２０μｍ未満の厚さ
では耐食性、耐久性に乏しく、また５０００μｍ以上の
厚さに溶射を行うことはコスト高になる。

本発明のハロゲン化合物取扱い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れ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、ま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。

ハロゲン化合物を取扱う金槙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
ロージョンやコロ−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、その部分だげ溶射を実施す
ればよい。溶接部は特に溶接肉盛部が突起しているので
ガス又は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時があるが、この
場合は突起箇所を機械的研磨あるいは化学研磨により平
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非常に有効な方法の１つである。ま
た、本発明のハロゲン化合物井喰取扱い機器の施工方法
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。

〔発明の効果〕

本発明の機器は高温高濃度のハロゲン化合物という厳し
い条件下においても優れた耐食性、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、耐久性を有す
る極めて経済的なハロゲン化合物取扱い用機器である。

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（運転を
とめることなく、長期間安定な操業が可能である。

さらに従来からハロゲン化合物取扱い用機器として使用
されてきて腐食損傷により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り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〕

実施例１ 高さ２ｍ、直径３０ｃＩｎの鉄製ハロゲン化炭化水素蒸
留塔を溶接接合により製作し、その鉄内面素地上をすべ
て火炎溶射により溶射金属６７　％　Ｎｉ−２８４Ｍｏ
−５４Ｆθ合金を被覆させｔう蒸留塔は全還流方式にし
、熱源にはＴｉ製電熱ヒーターを用いた。

ハロゲン化炭化水素としては水飽和のエチレンジクロラ
イドおよびエチレンジブロマイドを用いた。

かような条件の下で約半年間の蒸留運転を行い、その後
蒸留塔内の解体検査を行ってみた。その結果、塔内部の
損傷箇所は全く検出されなかった。

Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金溶射を施こす以前の鉄製ハロゲン
化炭化水素蒸留塔の寿命は約２箇月程度であるから％　
Ｎｉ　Ｍｏ　Ｆｅ合金溶射を施すととＫより、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に示したハロゲン化炭化水素蒸留塔をＳＵＢ　
３１６Ｌで製作し、溶接部および溶接部から２傭の範囲
において火炎溶射により溶射金属５０チ０ｒ−ｓｏ％Ｎ
ｔ合金を被覆させた。蒸留塔運転条件は実施例１と同様
である。

その結果、運転を開始してから約１年間経過しても溶接
部上に施した溶射層の損傷は全く昭められなかった。

５ＵＢ３１６１溶接部は何も処理しないと約３箇月間の
運転で、減肉、孔食、応力腐食割れなどによって貫通す
る程の激しい損傷を受けることから、５０％０ｒ−５０
４Ｎｉ合金の溶射は極めて有効であり、耐食性、耐久性
の優れたハロゲン化合物取扱い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３ 第１表に示した機器用材料と比較材について、エチレン
ジクロライド反応塔内に溶接部を有する試料を取り付け
、浸漬腐食試験を行った。反応塔内の環境は温度６０〜
７０°Ｃ，ガス成分（エチレン＋塩素）十液成分（エチ
レンジクロライド）である。

かような環境に１年間浸漬した試験結果を第２表に示す
。

第２表より明らかなように本発明の機器用材料１〜１３
は優れた耐食性を有していた。その中でも特に１〜１１
に示したＮ　ｉ−Ｍ　ｏ合金、Ｎｉ−０ｒ合金。

ＮｉＮｉ−０ｒ−Ｗｅ−Ｗ−合金を溶射被覆したものが
抜群の耐食性を示した。

比較材１４〜１６については激しい腐食および孔食渇力
腐食割れが進行した。

以上のように本発明機器材料はハロゲン化合物に対して
優れた耐食性を示すとともに耐久性においても優れ、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、耐久性を保
持でき、棲めて経済的なハロゲン化合物取扱い用機器を
提供するものである。

第２表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）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、種以
   上の物質を溶射により被覆を施してなるハロゲン化合物
   取扱い用機器。 ２）溶射が火炎溶射、アーク溶射又はプラズマ溶射であ
   る特許請求の範囲第１項記載のハロゲン化合物取扱い用
   機器。 ３）ハロゲン化合物がハロゲン化炭化水素である特許請
   求の範囲第１項記載のハロゲン化合物取扱い用機器。 ４）ハロゲン化合物が塩素化炭化水素である特許請求の
   範囲第１項記載のハロゲン化合物取扱い用機器。 ５）溶射金属がニッケル、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、
   亜鉛、アルミニウムおよびそれらの合金から選ばれる少
   なくとも１種の金属である特許請求の範囲第１項記載の
   ハロゲン化合物取扱い用機器。 ６）溶射金属がニッケルとモリブデンの合金である特許
   請求の範囲第１項記載のハロゲン化合物取扱い用機器。 ７）溶射金属がニッケルとクロムの合金である特許請求
   の範囲第１項記載のハロゲン化合物取扱い用機器。 ８）溶射金属がニッケル、クロム、モリブデン、タング
   ステン又は鉄の合金である特許請求の範囲第１項記載の
   ハロゲン化合物取扱い用機器。 ９）溶射酸化物、炭化物又は窒化物がニッケル、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、亜鉛、アルミニウムから選ばれる
   少なくとも１種の酸化物、炭化物又は窒化物である特許
   請求の範囲第１項記載のハロゲン化合物取扱い用機器。