JPS62151580A - 表面被覆処理鋼管の製造方法 - Google Patents

表面被覆処理鋼管の製造方法

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JPS62151580A
JPS62151580A JP29567185A JP29567185A JPS62151580A JP S62151580 A JPS62151580 A JP S62151580A JP 29567185 A JP29567185 A JP 29567185A JP 29567185 A JP29567185 A JP 29567185A JP S62151580 A JPS62151580 A JP S62151580A
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JP
Japan
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steel pipe
coating layer
coating
coated steel
hard solder
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Pending
Application number
JP29567185A
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English (en)
Inventor
Masaaki Tokuhisa
徳久 正昭
Masao Hirai
平井 征夫
Noboru Nishiyama
昇 西山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18After-treatment

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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は表面被覆処理鋼管の製造方法に係り、詳しくは
、鋼管表面に高密度および高密着強度を有する被覆層を
形成する表面被覆処理鋼管の製造方法に係る。
従  来  の  技  術 近年、鋼管の使用環境が多岐多様化し、例えば、原料ま
たは燃料ガスや液体の輸送配管、海水冷W配管、蒸気配
管、上下水道配管などその適用分野は膨大である。これ
ら配管材は耐食性に十分に配置怠する必要があり、壬の
使用環境と特性に適した低合金鋼または高合金鋼を素材
とした鋼管が使用されてぎた。
しかし、素材が低合金鋼、高合金屯である鋼管の製造能
率は酋通鋼々管に比較して非常に悪く、かつ材料費も高
いため、1Q111′iなものとなっている。
口のような状況から安価で高品質な表面被覆処理鋼管を
製造する方法が特開昭52−115747号公報で提案
されている。この方法は鋼管表面にNi%Crあるいは
これらの合金を溶射して被mR1を形成したのちに、8
00℃以上の加熱温度で熱処−を行ない、この被覆層と
素材との界面の相互拡散によって密着性を向−ヒさせ、
曲げ加工性と耐食性を改善したものであ°る。しかし、
この場合は溶射被覆層が多孔質で通常4〜10%程度の
気孔率と云われ、この気孔率は上記のような温度範囲で
熱処理してもほとんど変化せず、この気孔中に輸送液ま
たはガスが侵入して腐食が進行する恐れがある。
更に、溶射方法を採用しているために、内径300m5
+程度よりも大きい中、大径管の内面に被覆層を形成す
る場合には問題ないが、内径300−よりも小さい小、
中径管に適用することは困難である。すなわち、溶射用
ガンの大きさが150m程度、更に、このガンの先端か
ら鋼管内面壁までの距離を150胴程度にすることによ
り最良の被覆層が得られることから、内径300mm以
上の管径が必要となり、これよりも小さい鋼管には使用
できない。最近、小径管用の溶削装置が市販化されつつ
あるが、鋼管長さが、101以内のものについて実用化
されており、本発明法が目的としているような10m〜
20mのものには適用できない。
発明が解決しようとする問題点 本発明法はこのような欠点を解決することを目的とし、
具体的には、被NWAの緻密化および高密着化を図って
耐食性を向上した被覆鋼管を安価に提供しつる製造方法
を提案するものであり、特に、現在まで不可能であった
小、中径管の表面被覆層の形成を溶射法によらず、スプ
レーコーティング法で行なうことによって可能にした表
面被覆処理鋼管の製造方法を提案することを目的とする
〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 本発明はIl管の表面に硬ろうを主要成分とする金属粉
で被WI問を形成した後、熱処理することを特徴とし、
更に、被r!Jemを形成する際に硬ろうを主要成分と
する金属粉と有機バインダーを含む水溶液からなるコー
ティング剤を噴霧塗布して被覆層を形成する口と、また
、被覆鋼管の熱処理の際に鋼管の両末端部を閉塞して熱
処理を行なうことを特徴とする。
以下、図面によって更に説明する。
第1図は小、中径鋼管の内面をスプレーコーティングす
る装置の一例の説明図である。
本発明者等は多くの研究の結果、鋼管表面に硬ろうを主
要成分とする金属粉を溶射法、スプレーコーティング法
、へケ塗り法等で被覆層を形成した復、熱処理をするこ
とによって該金庫被覆層と鋼管との界面を相互拡散させ
、耐食性にすぐれた内面被覆処理liI管が得られるこ
とを知見し、本発明に至った。
硬ろうは低融点で鋼管界面と々1互拡(1kを足口しや
すく、かつ耐食性にすぐれているので鋼管表面の被覆層
に適している。硬ろうにはニッケルろう、りん銅ろう、
黄銅ろう、銅合金ろう、アルミニウムろうなとがあり、
何れも使用できるが、これらが鋼管界面と拡散層を形成
した場合、この部分が脆化して耐衝撃特性が損なわれる
こともある。このような場合には、NiやNi −Cr
合金の粉末を80%以下の範囲で添加することにより解
決できる。しかし、80%よりも多くなると、硬ろうの
特徴、すなわち、被覆層の緻密性が劣化して耐食性を阻
害するために好ましくない。
このようなコーティング剤で鋼管表面に被覆層を形成す
るが、内径300mmよりも大きい中、大径管には溶射
方法が適用できる。しかし、この径よりも小さい小、中
径管に対しては、スプレーコーティング法によって容易
に被覆層を形成することができる。
この場合には硬ろうを有機バインダー、例えば、カルボ
キシメチルセルローズ、ゼラチン、デキストリン、アル
ギン酸アンモン、アルギン酸ソーダ、澱粉等の結着性有
機物を含む水溶液に混合したコーティング剤を例えば第
1図に示すコーティング装置によって鋼管内面に被覆図
を形成する。すなわち、鋼管1の内部に走行自在な塗布
用治具2を挿入する。この治具2には1個あるいは複数
個のスプレーノズル3が装着されている。圧縮ガス4を
送入する設備5と前記硬ろうあるいはこれにNi若しく
はNi−Cr合金の粉末と有機バインダー水溶液からな
るコーティング剤6は貯槽7から供給管8を通って圧送
され、スプレーノズル3から鋼管1の内面に向って均一
に噴霧塗布され、被覆@9を形成しつつ塗布用冶具2が
走行して鋼管全長の内面に被覆ii9が形成される。
以上の工程を経た被覆層は多孔質で密着強度も弱く、被
覆層の耐剥離性や耐食性が不十分である。
この点を改善するために、表面被覆鋼管を熱処理するが
、これによって被覆層と鋼管との界面が相互拡散を起こ
して密着力が向上すると共に、緻密化した被覆層が得ら
れる。この場合の熱処理温度は硬ろうの融点よりも低く
すべきである。融点より高くすると溶けた硬ろうが落下
したり、凝固、偏析あるいは割れを発生することしある
。硬ろうの最大の特徴は耐食性を有する成分系であると
共に、融点が600℃〜1100℃と比較的低いことが
ら熱処理温度も低くでき、このために熱処理にともない
鋼管の変形や組織変化にともなう性能劣化を最小限に抑
制できることである。
被覆層をより−N良質なものにするには、鋼管の両管端
部を円板状鋼板で閉塞してから熱処理すると、鋼管内に
密封された気体が熱処理温度によって膨張し、内圧を高
める結果となり、口れにより被覆層はさらに緻密化し、
密着力もさらに強化される。
なお、密封された鋼管内の気体は、被覆層の酸化/fそ
れほど悪影響をおよぼさない場合には空気でもよいが、
^l 、 Zn、 si、 MQ、Mn、 Orなどの
ように酸化されやすい全屈を含む場合には八r、 N2
. Heなどを封入することが適している一0熱処理f
f終了したのち、鋼管の両管端部に取付けた閉塞冶具を
取りはずし製品にすることができ、必要によっては内面
を研削することも可能である。
なお、本発明の方法を実施するにあたっては、素材の鋼
管表面をサンドあるいはアルミナなどのグリッドでプラ
ス1−処理したのちに、被i[を形成することによって
被覆層と鋼管との界面での密着力を更に向上させること
ができる。
実  施  例 以下、実施例について本発明法を説明する。
実施例1゜ 外径350 mm、厚さG、3mmr化学組成0.15
%C10,32%S1.1.2G9.5Mn、0.01
6%ρ、o、 oog%Sの構;青用鋼管STK 50
の内面をAl2O3粉でプラスI・処理したのち、融点
920°Cのニッケルろう(10%P、12%Cr、残
部Nilをプラズマ溶射法によって厚さ20μの被覆図
を形成した。この被覆Nを有する鋼管を第1表の条件で
熱処理した。
すなわち、Ni−Crのプラズマ溶剤量を比較例とし、
wA管管束末端閉塞の有無、充填ガスの種類、加熱温度
および時間を変えて熱処理を行なった被覆鋼管より試験
片を採取し、JIS Z 2371に準じ、li水哨霧
試験を行ない、赤錆が発生し始めた時間をvQ察した。
結果は第1表に示すように、比較例のNi−Crプラズ
マ’iA CJ品は5〜G日で赤錆が発生したのに対し
、本発明法のニッケルろうを使用して熱処理を行なった
被覆鋼管は19〜22日後に赤錆を発生し、比較例に比
べて約4倍の寿命延長が期待第1表 実施例2、 外径25.4m、厚さ3.5關で化学成分0.14%C
50,30%Si、0.50%Mn、0.014%P、
0.007%Sのボイラ用鋼管STB 35の内面をA
l2O2粉でプラスト処理したのち、融点1061℃の
ニッケルろう(15,0%Cr、3.3%B、3.1%
Si、4.4%Fe、残部Ni)をデキストリンを含む
60°C温水中に混合し、圧力G kg 7 fil’
の圧縮空気を用いて噴霧塗布し、その復、150℃×1
11の条件で乾燥した。このようにして形成した内面被
覆鋼管を実施例1と同様に第2表の条イ1で熱処理した
。これら鋼管から試験片を採取して腐食試験を行なった
が、その試験方法は800℃に加熱した80%V20.
−20%Na2SO4の溶液にこの試験片を20時間浸
漬し、その場合の腐食量を求めた。
結束は第2表に示すように、熱処理を行なわながった比
較例では試験中に被覆が剥離し、中断せざるを得なかっ
た。一方、本発明法はこのような!・ラブルもなく、さ
らに、すぐれた耐食性を有していることが分った。
第2表 〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は鋼管の表面に硬ろうを主
要成分とする金属粉で被覆層を形成した後、熱処理する
ことを特徴とし、更に、被覆層を形成する際に、硬ろう
を主要成分とする金属粉と有機バインダーを含む水溶液
からなるコーティング剤を噴霧塗布して被覆層を形成す
ること、また、被覆鋼管の熱処理の際に鋼管の両末端部
を閉塞して熱処理を行なうことを特徴とする表面被覆処
理鋼管の製造方法であって、従来の方法で製造した被覆
処理鋼管より緻密性、密着性、曲げ加工性にすぐれ、か
つ耐食性にすぐれた内面被覆鋼管を安価で1!られ、ま
た、径300mm以下の小、中径管の内面にもすぐれた
被覆を形成できるので近年の多岐多様化した需要に十分
耐えることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は小、中径管の内面をスプレーコーティングする
装置の一例の説明図である。 符号1・・・・・・W4管     2・・・・・・塗
布用治具3・・・・・・スプレーノズル 4・・・・・・・圧縮ガス 5・・・・・・圧縮ガス供給設備 6・・・・・・コーティング剤 7・・・・・・貯槽 8・・・・・・コーティング剤供給パイプ9・・・・・
・被覆層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)鋼管の内外面の一方若しくは両方に、硬ろうを主要
    成分とする金属粉で被覆層を形成した後、熱処理によっ
    て該金属被覆層と鋼管との界面を相互拡散させることを
    特徴とする表面被覆処理鋼管の製造方法。 2)鋼管の内外面の一方若しくは両方に、硬ろうを主要
    成分とする金属粉と有機バインダーを含む水溶液からな
    るコーティング剤を噴霧塗布して被覆層を形成した後、
    熱処理によって該被覆層と鋼管との界面を相互拡散させ
    ることを特徴とする表面被覆処理鋼管の製造方法。 3)鋼管の内面に硬ろうを主要成分とする金属粉と有機
    バインダーを含む水溶液からなるコーティング剤を噴霧
    塗布して被覆層を形成した後、被覆鋼管の両端部を閉塞
    して熱処理を行ない、該被覆層と鋼管との界面を相互拡
    散させることを特徴とする表面被覆処理鋼管の製造方法
JP29567185A 1985-12-25 1985-12-25 表面被覆処理鋼管の製造方法 Pending JPS62151580A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1995344A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-26 InnCoa GmbH Spritzschichten mit Diffusionsnachbehandlung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1995344A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-26 InnCoa GmbH Spritzschichten mit Diffusionsnachbehandlung

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