JPS63310974A - ボイラー部品のクロマイジングの為の改善方法 - 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】 本発明は、フェライト質ボイラー部品の表面をクロマイ
ジング即ちクロム拡散浸透処理する為の改善方法に関す
るものであり、特には鉄或いは鋼製ボイラーチューブ、
パイプ等の部品の内面を高温表層剥離防止の為クロマイ
ジングする為の改善方法に関する。

及豆立１１ 鉄及び鋼の製造におけるクロムの使用は斯界で周知され
ている。クロムの製造及び使用に関する優れたテキスト
は、１９５４年アカデミックウプレス社似より出版され
たＡ、Ｈ，５ｕｌｌｙ著「クロム」である、第６章１９
０〜２２２頁ｒクロマイジング」はクロマイジング法に
特に関係する。

クロマイジングは、鉄或いは鋼表面に高クロム含有量の
表面層を生成するのに使用される熱的に活性化された拡
散プロセスである。このプロセスは代表的に、ボイラー
チューブ、パイプ等の部品において表層剥離即ち内面の
高温酸化と続いての酸化層の剥離或いは損失に耐性のあ
る内面を提供する為に使用される。

良米韮ｌ ボイラー部品は、現在のところ、長年斯界全体で広範に
使用されてきた技術である、バックセメンチージョンと
して知られるプロセスによりクロマイジング処理されて
きた０表層剥離問題に関する優れた記述は、発電ボイラ
ー、放置されたままで生じる結果及びその解決策として
のバックセメンチージョン・クロマイジング・プロセス
と関連するものとして、米国、テキサス州、ダラスにて
開催されたＡＳＭＥ　／ＩＥＥＥ／ＡＳＣＥ　　合同の
発電に関する会議で発表されたＡＳＭＥ刊行物７８−Ｊ
ＰＧＣ−Ｐ　ｗ　ｒ　−７に見出される。

バックセメンチージョンプロセスは、クロム含有パック
混合物をクロマイジングされるべき部品の内表面と近接
状態に置き、続いて部品全体を指定された期間高温下に
置くことから成る。バックセメンチージョンプロセスに
おいて、クロム、不活性充填剤（例えばアルミナ）及び
ハロゲン化物賦活剤（例えば塩化アンモニウム）から成
るパック混合物が混合調製される。フェライト質ボイラ
ー部品（例えばチューブ、パイプ等）の内面をクロマイ
ジングする為に、チューブ、パイプ等にはパック混合物
が詰められる０部品は、制御雰囲気のレトルト（即ち反
応容器）に装入されるか或いは部品の両端に蓋を溶接す
ることにより自蔵式レトルトに変えられる。その後、組
立体全体が、加熱されそして所望の化学反応と続いての
熱拡散過程が起こることを可能ならしめる指定された期
間保持される０代表的バックセメンチージョンの熱サイ
クルは、組立体全体を１８００〜２２００　°Ｆの温度
範囲に１〜１０時間保持することを含む。

鉄中へのクロムの拡散によりパック混合物と接触下にあ
った部品内面に高クロム含有量の表面層が形成される。

熱サイクルの終りにおいて、組立体全体が室温に冷却さ
れそして必要に応じ溶接端蓋が除去され、使用済みパッ
ク混合物が取り出される。その後、部品は、後洗浄段階
に置かれる。この方法の最終結果として、チューブ状ボ
イラー部品の内面に比較的厚い（２ミル以上）クロム拡
散被覆が生成する。

この拡散被覆は、公称上は、炭化クロムの薄い外側帯域
と、拡散深さの増大にともない次第にクロム濃度が次第
に減少することにより特徴づけられる柱状フェライトの
下層帯域から成るとされている０代表的な「目標」　（
そして通常生成する）クロマイジング層厚さは、Ｃｒｏ
ｌｏｙ　２−１／４チユーブに対しては約２ミル（０，
００２ミル）でありそしてＣｒｏｌｏｙ　２−１／４バ
イブに対しては約６ミル（０，００６ミル）である、チ
ューブにおいては、２ミル厚クロム富化帯域は、約１／
８ミル（０，０００１２５インチ）厚の外側炭化クロム
層と層の残部を構成する下層柱状フェライト層を含んで
いよう。

同じ一般的処理条件を使用した場合でも、パイプ材料を
クロマイジングするときには同様であるが幾分厚い層が
観察され、一層薄い（即ちく約１／１６ミル＝Ｏ，０Ｏ
Ｏ０６２５インチ厚）の外側炭化物層を有する６ミル厚
のクロム冨化層をもたらす、クロマイジング深さと組織
におけるこの差異は少なくとも部分的に、パイプとチュ
ーブとの間で関与する製造条件の差異によりパイプ表面
における炭素含有量がチューブにおけるより低いことに
よる。

米国特許第４，２０８，４５３及び４，２０９．３９１
号は、スチームボイラーチューブの拡散被覆のための上
記バックセメンチージョンプロセスの様々な様相を記述
している。ここで記載されるバックセメンチージョンプ
ロセスによりアルミナイジング或いはクロマイジングヒ
フク被覆を得ることが出来る。

米国特許第３，４７５．１６１号は、金属部品上に焼結
炭化物表面被覆の形成の為の方法を記載し、有機溶剤、
有機バインダー及び金属乃至金属／セラミック粉末を含
有する浸漬被覆浴の調製と関与する。この方法は、部品
表面に金属乃至セラミッりを被覆し、そして被覆を密着
状態に焼結する（２２００〜２６００？″）、かくして
、被覆自体が所望の表面となる。

バックセメンチージョン技術は、ボイラー部品内表面を
クロマイジングするのに有効な方法であることは判明し
ているが、バック混合物の調製、詰め込み及び取り出し
段階は、面倒で時間を食う作業である。長尺のチューブ
部品充填に代表的に使用される重力式充填技術は、３０
フイート長にも及ぶ部品を収容する為に高い天井、床ビ
ット、或いは両者を備える作業場を必要とする。更に、
拡散熱サイクルは、パック混合物の熱伝導率が乏しいこ
とにより比較的長時間を要する。最後に、クロマイジン
グされるべき部品の内部空洞が充填されねばならない為
、大量のパック混合物が必要とされる。

クロマイジングにおける他の発展は、本質的には、上述
したバックセメンチージョンの変更例である方法を通し
てシート或いはストリップをクロマイジングすることに
向けられてきた。米国特許第３，２５７．２２７号は処
理用物質源として粉状の組成物或いは混合物を使用しモ
して長尺のシート或いはロールの形態の金属の処理に特
に適合する金属に拡散被覆を生成する方法を記載してい
る。

この方法において、乾燥バック混合物が、シートをコイ
ルに巻き取る段階中シート間の間隙域に給送されそして
コイルが続いて加熱されて拡散プロセスをもたらす。

米国特許第・３，７２８．１４９号は鋼ストリップに耐
食性被覆を形成する方法を開示する。この方法は、好ま
しくは粉末に対して一時的な結合剤として作用するに充
分な粘稠特性を有する揮発性液体であらかじめ被覆され
た鋼ストリップ或いはシート表面の少なくとも一方側に
フェロクロムのようなりロム含有物質を被覆することと
係る。僅かの比率のアルカリ金属或いはアルカリ土類金
属のハロゲン化物が金属粉末に添加される。粉末被覆ス
トリップは、ロール圧粉作業ないしは高密化のための均
等手段を施され、そして後ストリップの表面に密着した
鉄−クロム合金を生成するに十分の温度で十分の時間加
熱される。

米国特許第３，４３４．８７１号は、耐火材上のレジス
タ被覆として、導電性薄膜としてそして耐食性で熱的に
安定であり且つ耐酸化性の皮膜として適当なりロム含有
皮膜の作成方法を開示する。この皮膜は、クロム−ハロ
ゲン化物−アミン錯体の熱分解により生成される。ハロ
ゲン化クロムが有機アミンと共にそして粘度要件によっ
て指定されるならアミン錯体が可溶のトルエン、クロロ
ホルム等のような有機溶剤の存在下で被覆される。付着
層はやはり、関心のある製品に対する被覆となる。

米国特許第３，７７５．１５１号は、高速の工業被覆処
理ラインのおいてクロマイジングされた鉄基金属シート
材料を製造する方法を開示する。クロム賦活剤と粒状の
金属クロム源を含む非圧縮状態の密着した被覆が金属シ
ート上に被覆される。ハロゲン含有賦活剤及び／或いは
バインダーを有する揮発性液体の一様な皮膜或いは被覆
が正常な乾燥シート材料の少なくとも一表面に被覆され
、そして生成する湿ったシート材料が粉末付着帯域に通
され、ここで粉状金属クロム含有材料の粒状被覆物がそ
の上に被覆される。これら薄膜は、被覆されている部品
の一体部分となり、そしてバックセメンチージョンプロ
セスにおけるパック混合物のように処理後除去されない
、そういうものとして、この方法は気相めっき技術と一
層類似している。

が゛　と 圧延及び／或いはプレス作業と関与する金属シート或い
はストリップをクロマイジングする作業に適応した上記
方法は、チューブ、バイブ、ヘッダ等のようなフェライ
ト質ボイラー部品に関しての上記問題の解決には適さな
い、従って、経済性のある方式でこれら欠点を克服し、
しかも容認し得る品質及び厚さのクロマイジング表面を
生成し得るフェライト質ボイラー部品の表面をクロマイ
ジングするための改善方法への強い要望が存在する。

主星ｊと１匝 本発明の目的は、鉄或いは鋼製ボイラーチューブ、パイ
プ等の部品の内面を高温表層剥離防止の為クロマイジン
グする為の方法の改善を提供することである。

及ｊ」ｌｌ成 本発明は、フェライト質ボイラー部品の内面をクロマイ
ジングするための従来からのバックセメンチージョン方
法の代替法を提供する。クロム、充填材（好ましくはア
ルミナ）、バインダ及びハロゲン化物賦活剤から成る水
性被覆組成物が調製され、これはスラリ或いはペースト
の形態をとり得る。ハロゲン化物賦活剤は塩化アンモニ
ウム、塩化ナトリウム及び臭化アンムニウムから成る群
から選択される。水性被覆組成物は、フェライト質ボイ
ラー部品のクロマイジングされるべき表面にのみ被覆さ
れそして特にチューブ、パイプ或いは中空鍛造品の内面
をクロマイジングするのに適する。水性被覆組成物は、
パックセメンチージョン方法において代表的に為された
ような部品全体を充填することなく、クロマイジングさ
れるべき部品の表面にのみ被覆されれば良いから、必要
とされる水性被覆組成物の量はバックセメンチージョン
方法において同じ表面積をクロマイジングするのに必要
とされるパック混合物の量より著しく少ない。使用され
るクロマイジング材料のの量の５５％に至るまでの削減
を達成することが出来、それにより最初の保管コスト及
び後処理コストを低減し、同時にまた一層迅速な材料被
覆及びプロセス熱サイクル時間の短縮を可能ならしめる
。

本発明技術の第一具体例において、クロム、充填材、及
びハロゲン化物賦活剤がビヒクル（水とバインダの予備
混合溶液）に添加され、比較的粘稠な流体懸濁体の形で
の水性被覆組成物スラリ混合物を生成する。調製後、ス
ラリ混合物は、クロマイジングされるべきフェライト質
ボイラー部品の予備洗浄表面に薄い層として直接被覆さ
れる。

スラリ混合物被覆は、浸漬、ブラシ掛は或いは噴霧コー
トのような適宜の従来方法により達成される。スラリ混
合物被覆後、被覆されたフェライト質ボイラー部品は、
被覆を乾燥しそして爾後の取り扱い作業のために十分の
結合強度を与えるため低い温度に加熱されそして所望期
間保持される。

その後、被覆フェライト質ボイラー部品はクロマイジン
グ熱サイクルに備えて準備される。もしフェライト質ボ
イラー部品の寸法が許容するなら、部品はレトルト内部
に置かれる。他方、フェライト質ボイラー部品が例えば
大形のパイプ或いは中空鍛造品であるなら、それは、溶
接乃至他の適当な手段によりそこに付設されうる端蓋で
両端を密閉することにより自蔵式レトルトと為される。

しかし、この自蔵式レトルト一般に熱的に賦活された拡
散プロセスの生成物（例えば水蒸気、鉄臭化物等）が放
出されることを許容しそして圧力累積を防止するために
排気口が装備される。レトルト中への空気の漏入を防止
するため、必要なら（従来からのパックセメンチージョ
ンクロマイジング方法において為されるように）自蔵式
レトルト中へのアルゴン気体流れを送入することも出来
る。

しかし、本発明の実施において、基本的には、それは必
要ではない。クロマイジング熱サイクル完了後、端蓋が
必要に応じ取り外され、使用済みスラリが取り除かれそ
してクロマイジングされたフェライト質ボイラー部品は
標準的なパックセメンチージョン技術に使用するのと同
じ過程により後洗浄処理を施される。

本発明技術の第二具体例に従えば、水性被覆組成物スラ
リ混合物からハロゲン化物賦活剤が最初省略される。ス
ラリ混合物（ハロゲン化物賦活剤台まず）がフェライト
質ボイラー部品表面に被覆されそして後乾燥される。そ
の時点で、ハロゲン化物賦活剤が乾燥スラリ混合物上に
被覆される。

ハロゲン化物賦活剤の後被覆は、部品の予備被覆が時期
及び保管雰囲気のコントロール無しに処理されることを
許容する。

本発明技術の第三具体例に従えば、各層に対して単一成
分組成物を備える複層スラリ被覆がクロマイジングされ
るべきフェライト質ボイラー部品表面に被覆される。こ
の具体例と先の具体例との差異は、アルミナ或いはクロ
ムのみが各層における固体成分であることである。一般
に、フェライト質ボイラー部品表面に被覆される第１層
（アンダーコート）はアルミナとバインダから成る。第
２層（トップコート）はクロムとバインダとから成りそ
してもっと厚い多成分単一層スラリにより与えられるの
と実質上同じ計算クロムポテンシャルを与えるに十分の
厚さで被覆される。

従って、本発明は、第一の様相において、フェライト質
ボイラー部品表面をクロマイジングする方法を提供する
ものであり、この方法は該表面に少なくとも１０重量％
クロム、少なくとも１２重量％アルミナ、アルギン酸ア
ンモニウム或いはメチルセルロースから選択されるバイ
ンダ及びハロゲン化物賦活剤を含む水性被覆組成物を被
覆し、その場合水性被覆組成物におけるクロム対ビヒク
ルの重量比が０．７を越えるものとなすことを特徴とす
る。少なくとも０．００４インチ厚さの水性被覆組成物
が表面に被覆される。

本発明は、別の様相において、ハロゲン化物賦活剤が表
面に被覆される水性被覆組成物スラリ混合物から最初除
かれるが、後に乾燥被覆組成物スラリ混合物上に被覆さ
れるような、フェライト質ボイラー部品表面をクロマイ
ジングする方法を特徴とする。

本発明の更に別の様相は、上記組成を有する水性被覆組
成物スラリ混合物の被覆を通してチュー　　−ブ状フェ
ライト質ボイラー部品内面をクロマイジングする方法を
提供することにある。

本発明の更に別の様相は、クロマイジングされるべき表
面に被覆される、各層に対して単一成分組成を有する復
旧スラリ被覆の適用を通してフェライト質ボイラー部品
内面をクロマイジングする方法を提供することである。

本発明は次のようにまとめることが出来る：１）表面に
少なくとも１０重量％クロム、少なくとも１２重量％ア
ルミナ、アルギン酸アンモニウム或いはメチルセルロー
スから選択されるバインダ及びハロゲン化物賦活剤を含
む水性被覆組成物を被覆し、その場合クロムが、０．７
を越える、クロム対水とバインダの合計の重量比におい
て存在する。

２）部品を約１８０”Ｆの温度に予熱し、水性被覆組成
物を予熱部品表面に被覆しそして被覆部品を１５０〜２
００°Ｆの温度で加熱乾燥する。

３）少なくとも０．００４インチ厚さの水性被覆組成物
を表面に被覆する。

４）ハロゲン化物賦活剤が塩化アンモニウム、塩化ナト
リウム及び臭化アンムニウムから成る群から選択される
。

５）ハロゲン化物賦活剤を含まない水性被覆組成物を表
面に被覆しそして乾燥し、その後被覆表面にハロゲン化
物賦活剤を被覆する。

６）部品を予熱し、そしてハロゲン化物賦活剤を含まな
い水性被覆組成物を予熱部品表面に被覆する。

７）水性被覆組成物を表面に被覆する段階が吹付は塗り
、引き塗り或いは流れ塗りにより行なわれる。

８）部品がチューブ状部材でありそして表面がチューブ
状部材の内面である。

９）（ａ）表面に少なくとも１０重量％クロム、少なく
とも１２重量％アルミナ、アルギン酸アン、モニウム或
いはメチルセルロースから選択されるバインダ及びハロ
ゲン化物賦活剤を含む水性被覆組成物を被覆し、その場
合クロムが、０．７を越えるクロム対水とバインダの合
計の重量比にて存在するものとなす段階と、 （ｂ）被覆を乾燥する段階と、 （ｃ）該被覆フェライト質ボイラー部品を制御された雰
囲気のレトルト内に置く段階と、（ｄ）該被覆フェライ
ト質ボイラー部品を表面にクロム富化拡散層を生成する
に十分の温度及び時間加熱保持する段階と を包含する。

１Ｏ）９項において水性被覆組成物被覆前に部品を予熱
する。

１１）９項においてハロゲン化物賦活剤の表面への被覆
がハロゲン化物賦活剤を含まない水性被覆組成物が表面
に被覆されそして乾燥された後行なわれ、そしてハロゲ
ン化物賦活剤が塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び
臭化アンムニウムから成る群から選択される。

１２）９項において予熱段階が部品を約１８０°Ｆの温
度に予熱する。

１３）９項において （ｃ）が該被覆フェライト質ボイラー部品を端ｐを設け
ることにより密閉して自蔵式レトルトを生成する段階か
ら成る。

１４）複層スラリ被覆の被覆を通してフェライト質ボイ
ラー部品表面をクロマイジングする方法であって、 （ａ）該表面に、アルミナとアルギン酸アンモニウム或
いはメチルセルロースから選択されるバインダを含む水
性被覆組成物のアンダーコート層を被覆し、そしてアン
ダーコート層を乾燥する段階と、 （ｂ）アンダーコート層上に、クロムとアルギン酸アン
モニウム或いはメチルセルロースから選択されるバイン
ダを含む水性被覆組成物のトップコート層を被覆し、そ
してトップコート層を乾燥する段階と、 （ｃ）前記トップコート層上にハロゲン化物賦活剤を被
覆する段階と、 （ｄ）該被覆フェライト質ボイラー部品を制御された雰
囲気のレトルト内に置く段階と、（ｅ）該被覆フェライ
ト質ボイラー部品を表面にクロム富化拡散層を生成する
に十分の温度及び時間加熱保持する段階と を包含する。

１５）１４項においてアンダーコート層が被覆乾燥前の
被覆した状態のスラリであるアンダーコート層合計の重
量基準に基づいて６０％アルミナ、２％バインダ及び３
８％水から成る。

１６）１４項においてトップコート層が被覆乾燥前の被
覆した状態のスラリであるトップコート層合計の重量基
準に基づいて６０％クロム、２％バインダ及び３８％水
から成る。

１７）１４項においてアンダーコート層とトップコート
層両方が少なくとも０．０１０インチの厚さにおいて表
面に被覆される。

１８）１４項においてアンダーコート層とトップコート
層被覆前に部品を約１８０°Ｆの温度に予熱し、該層を
予熱部品表面に被覆し、そして該被覆部品を１５０〜２
００°Ｆの温度で加熱乾燥する。

１９）複層水性被覆組成物を表面に被覆する段階が吹付
は塗りにより行なわれる。

２０）フェライト質ボイラー部品表面をクロマイジング
する方法において、該表面に、０．２〜１．５ｇ／ｉｎ
”の範囲の被覆したまま状態でのクロムポテンシャルを
生成するに十分のクロムを含有する水性被覆組成物を被
覆し、そして乾燥賦活剤を表面当たり約０．２〜１．４
　ｇ／ｉｎ”の範囲の被覆したまま状態での乾燥賦活剤
水準を生成するに十分の量において被覆する。

罠１且五且旦 以下実施例を通して本発明について具体的に説明する０
％はすべて断りの無いかぎり、被覆したままの状態、被
覆前、及び乾燥後を通して重量に基ずくものである。

本例において使用された水性被覆組成物の調製は、各々
水にアルギン酸アンモニウム（Ｋｅｌｃｏ社製の５ＵＰ
ＥＲＬＯＩＤ　）或いはメチルセルロース（ｄｏｔＣｈ
ｅａ＋１ｃａ１社製のＭＥＴＨＯＤＥＬ　Ａ４Ｃ）のよ
うなバインダを添加しそして溶液を混合してビヒクルな
形成することから出発した。その後、粉末形態のクロム
（−１００メツシユ電解クロム）、アルミナ（−１００
メツシユＡｌｃｏａ　ｔａｂｕｌａｒ　ａｌｕｍｉｎａ
−Ｔ６１）及びハロゲン化物賦活剤（塩化アンモニウム
）をビヒクル溶液に混和して、表１の比較的粘稠な水性
スラリを生成した。これらスラリな、表２に示すように
、ブラシ掛け、注入或いは噴霧によりクロロイ（ｃｒｏ
ｌｏｙ）　２−１７４チユーブ（ＡＳＴＭ　Ａ２１３Ｔ
−２２）のクーポン及びリング部片に被覆した。噴霧被
覆は、濃厚溶液とともに使用するよう設計された標準的
な噴霧ガン（ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ　Ｍｏｄｅｌ　ＪＧＡ
−５０２４）を使用して被覆した。その後、水性被覆組
成物を表２に示される温度及び時間の熱サイクル条件の
下に置いた。

３つの因子が認識された。第１には、与えられたスラリ
に対してクロム含有量は一定に保持されたけれども、薄
く被覆されたスラリの使用は、混合物のクロムポテンシ
ャル（即ち表面積単位ｉｎ２当りのＣｒグラム数）を著
しく減少する恐れがある。第２に、スラリ中減少せるク
ロム含有量の使用は、スラリ被覆厚さを減少して或いは
減少せずとも、クロムポテンシャルをやはり減する。最
後に、高い水含有量の仕様は、サンプルに著しい表面発
銹をもたらすように思われる。この銹はクロマイジング
反応が進行する為にはハロゲン化物賦活剤により低減さ
れねばならず、この現象は結局は、賦活剤有効性及びク
ロムポテンシャルを減じる。

データは、クロマイジング層厚さはクロム有効性の増大
に伴ない直線的に増大することを示す。

約１２％以上の混合物クロム含有量を使用して十分のク
ロマイジング層を得るには約０．７を超えるクロム対ビ
ヒクル比が必要とされる。これはまた被覆スラリ°Ｆの
表面発銹が著しく低減される点としても観察される。

匠１ 表３に示される水性被覆組成物を例１に記載したように
して調製した。但し、表３に記載したように、幾つかの
場合ハロゲン化賦活剤はスラリ混合物が表面に被覆され
そして乾燥された後添加された。被覆は、３−１７２イ
ンチのスケジュール４０クロロイ（ｃｒｏｌｏｙ）　２
−１　／　４合金（ＡＳＴＭ　Ａ３３５　Ｐ−２２）パ
イプを引き塗り、流れ塗り或いは吹付は塗りすることに
より被覆された。

引き塗り技術は、パイプ表面上にスラリを手作業で引き
伸ばすものである。流れ塗り技術は、パイプ中にスラリ
を注入しそして手作業でパイプを回転して所望厚さを生
成するものである。吹付は塗りは、加圧噴霧を使用する
ことにより達成される。吹付は塗りは高固形分（即ち７
０％まで）を有する溶液を噴霧する為に特に設計された
噴霧銃（Ａｒｍｏｕｒ　５ｐｒａｙ　Ｓｙｓｔｅｍｓ社
製のＺ　ｇｕｎ−Ｍｏｄｅｌ　ＣＣＶ）を使用して達成
された。Ｎｏ１３を最初としてパイプは、被覆前に約１
８０下に予熱された。予熱はスラリの密着性を増大し、
乾燥を促進する。その後、被覆は、スラリ強度（即ち取
扱い能）を改善する為１５０〜２００°Ｆの範囲に少な
くとも２時間加熱することにより加熱（ベーキング）乾
燥された。パイプは、その両端をそこに蓋を溶接するこ
とにより密閉されそして表４に示す熱サイクル条件にお
いて処理された。非常に一様なりロマイジング層が観察
された。

引き塗り（試験Ｎｏ１ｌ及び１２）及び吹き付は塗り（
試験Ｎｏ１６〜２１）技術により被覆された部品は、標
準的なパックセメンチージョン法と同等のクロマイジン
グ層を有することが見出された。

流れ塗り（試験Ｎｏ１３〜１５）技術を使用して作成さ
れた試片は比較的薄めではあるが、冶金学的に同等のク
ロマイジング層を有した。

匠ユ 表５に示す複層単成分組成物を先に記載したようにして
調製した。但し、アンダーコートにおける単独固体成分
はアルミナとし、トップコートにおける単独固体成分は
クロムとした。被覆は、３−１／２インチのスケジュー
ル４０クロロイ（ｃｒｏｌｏｙ）　２−１　／　４合金
（ＡＳＴＭ　Ａ３３５　Ｐ−２２）バイブの内面に溶液
を吹付は塗りすることにより被覆された。

吹付は塗りは加圧吹き付けを使用することにより達成し
た。吹付は塗りはここでも、高固形分を有する溶液を噴
霧する為に特に設計された噴霧銃（Ａｒｍｏｕｒ　５ｐ
ｒａｙ　Ｓｙｓｔｅｍｓ社製のＺ　ｇｕｎ−Ｍｏｄｅｌ
ＣＣＶ　）を使用して達成された。バイブは被覆前に約
１８０下に予熱された。アンダーコートを大気乾燥した
後トップコートを被覆した０両層はその後、１５０〜２
００°Ｆの範囲に少なくとも２時間加熱することにより
加熱乾燥した。バイブの両端をそこに蓋を溶接すること
により密閉しそして表６に提示した熱サイクル条件にお
いて処理した。

非常に一様なりロマイジング層が観察された。

結果は、比較的厚い（５〜９ミル）クロマイジング層が
複層単成分スラリの被覆により生成し得ることを示した
。クロム層厚さは被覆スラリ厚さに関連して増大するよ
うに思われるけれども、少なくとも１０ミルのスラリ厚
さ値が所望の結果を与えることが判明した。また、臭化
アンモニウム賦活剤が塩化ナトリウム賦活剤より一層良
好な結果を生むように思える。一般に、この複層技術を
使用するとき、最適の結果は薄いアンダーコート及びス
ラリ層を使用するとき得られた。これら薄い層はクロマ
イジングサイクル中表面に付着状態に留まりそして後で
比較的容易に除去し得た。

表５はバインダとしてメチルセルロースの使用のみを示
すが、アルギン酸アンモニウムも同様に作用する。同じ
く、塩化ナトリウム（ＮａＣ１）及び臭化アンモニウム
（ＮＨ４Ｂｒ　）だけが賦活剤として使用されているが
、塩化アンモニウム（Ｎ）１４Ｃ１）もまた同様に作用
する。

追加試験の結果から、上記方法はスケールアップするこ
とが出来、例えば２４インチ外径、１−１／８インチ肉
厚及び１５フイートを越える長さを有するパイプのよう
な大型部品にも対処し得ることがわかった。別種のスラ
リ厚（即ち単一層、３０％クロム−０，１２５インチの
被覆スラリ厚さ：そして二重層、６０％クロム外側層−
０，０１５インチの被覆スラリ厚さの外側層を有する）
を使用して所望の製品を製造し得た。これは、クロマイ
ジングされるべき製品表面の単位平方インチ当たりのク
ロム量で表わされるクロム（クロマイジング）ポテンシ
ャルが実質上同じである異なったスラリ層が調合されつ
るという事実から生じる。

一般に、上記試験結果は、求められる型式の容認されつ
るクロム層（即ち、チューブに対しては約２ミルそして
パイプに対しては６ミル）を生成するのに少なくとも０
．２　ｇ／ｉｎ”のクロムが必要とされることを示す、
もちろん、工業規模製造の作業では、容認されないクロ
マイジング層発生の危険を最小限にするために０．７５
〜１．５　ｇ／ｉｎ”のようなもっと高いクロムポテン
シャル値が必要とされる。吹付は塗りにより被覆された
、そして乾燥賦活剤水準を製品表面当たり約０．２〜１
．４　ｇ／ｉｎ”とした約４〜２５０ミル範囲の被覆ス
ラリ厚さが効率的な方策と思われる。

及豆五盈１ 必要とされる水性被覆組成物の量はバックセメンチージ
ョン方法において同じ表面積をクロマイジングするのに
必要とされるパック混合物の量より著しく少ない、それ
により最初の保管コスト及び後処理コストを低減し、同
時にまた一層迅速な材料被覆及びプロセス熱サイクル時
間の短縮を可能ならしめる。

以上、本発明について具体的に説明したが、本発明範囲
内で多くの改変を為しうることを銘記されたい。

手続補正書 昭和６３年７月４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フェライト質ボイラー部品表面をクロマイジングす
   る方法であって、該表面に少なくとも１０重量％クロム
   、少なくとも１２重量％アルミナ、アルギン酸アンモニ
   ウム或いはメチルセルロースから選択されるバインダ及
   びハロゲン化物賦活剤を含む水性被覆組成物を被覆し、
   その場合クロムが、０．７を越える、クロム対水とバイ
   ンダの合計の重量比において存在することを特徴とする
   前記クロマイジング方法。 ２）水性被覆組成物被覆前に部品を約１８０°Ｆの温度
   に予熱し、水性被覆組成物を予熱部品表面に被覆しそし
   て被覆部品を１５０〜２００°Ｆの温度で加熱乾燥する
   段階を更に含む特許請求の範囲第１項記載のフェライト
   質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 ３）少なくとも０．００４インチ厚さの水性被覆組成物
   を表面に被覆する特許請求の範囲第１項記載のフェライ
   ト質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 ４）ハロゲン化物賦活剤が塩化アンモニウム、塩化ナト
   リウム及び臭化アンムニウムから成る群から選択される
   特許請求の範囲第２項記載のフェライト質ボイラー部品
   表面クロマイジング方法。 ５）ハロゲン化物賦活剤を含まない水性被覆組成物を表
   面に被覆しそして乾燥し、その後被覆表面にハロゲン化
   物賦活剤を被覆する特許請求の範囲第１項記載のフェラ
   イト質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 ６）ハロゲン化物賦活剤を含まない水性被覆組成物被覆
   前に部品を予熱し、そしてハロゲン化物賦活剤を含まな
   い水性被覆組成物を予熱部品表面に被覆する段階を含む
   特許請求の範囲第５項記載のフェライト質ボイラー部品
   表面クロマイジング方法。 ７）ハロゲン化物賦活剤が塩化アンモニウム、塩化ナト
   リウム及び臭化アンムニウムから成る群から選択される
   特許請求の範囲第５項記載のフェライト質ボイラー部品
   表面クロマイジング方法。 ８）水性被覆組成物を表面に被覆する段階が吹付け塗り
   により行なわれる特許請求の範囲第１項記載のフェライ
   ト質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 ９）水性被覆組成物を表面に被覆する段階が引き塗りに
   より行なわれる特許請求の範囲第１項記載のフェライト
   質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 １０）水性被覆組成物を表面に被覆する段階が流れ塗り
   により行なわれる特許請求の範囲第１項記載のフェライ
   ト質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 １１）部品がチューブ状部材でありそして表面がチュー
   ブ状部材の内面である特許請求の範囲第１項記載のフェ
   ライト質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 １２）フェライト質ボイラー部品表面をクロマイジング
   する方法であって、 （ａ）該表面に少なくとも１０重量％クロム、少なくと
   も１２重量％アルミナ、アルギン酸アンモニウム或いは
   メチルセルロースから選択されるバインダ及びハロゲン
   化物賦活剤を含む水性被覆組成物を被覆し、その場合ク
   ロムが、０．７を越えるクロム対水とバインダの合計の
   重量比にて存在するものとなす段階と、 （ｂ）被覆を乾燥する段階と、 （ｃ）該被覆フェライト質ボイラー部品を制御された雰
   囲気のレトルト内に置く段階と、（ｄ）該被覆フェライ
   ト質ボイラー部品を表面にクロム富化拡散層を生成する
   に十分の温度及び時間加熱保持する段階と を包含する前記クロマイジング方法。 １３）水性被覆組成物被覆前に部品を予熱しそして水性
   被覆組成物を予熱部品表面に被覆する特許請求の範囲第
   １２項記載のフェライト質ボイラー部品表面クロマイジ
   ング方法。 １４）ハロゲン化物賦活剤の表面への被覆がハロゲン化
   物賦活剤を含まない水性被覆組成物が表面に被覆されそ
   して乾燥された後行なわれ、そしてハロゲン化物賦活剤
   が塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び臭化アンムニ
   ウムから成る群から選択される特許請求の範囲第１２項
   記載のフェライト質ボイラー部品表面クロマイジング方
   法。 １５）予熱段階が部品を約１８０°Ｆの温度に予熱する
   ことから成る特許請求の範囲第１３項記載のフェライト
   質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 １６）フェライト質ボイラー部品表面をクロマイジング
   する方法であって、 （ａ）該表面に少なくとも１０重量％クロム、少なくと
   も１２重量％アルミナ、アルギン酸アンモニウム或いは
   メチルセルロースから選択されるバインダ及びハロゲン
   化物賦活剤を含む水性被覆組成物を被覆し、その場合ク
   ロムが、０．７を越えるクロム対水とバインダの合計の
   重量比にて存在するものとなす段階と、 （ｂ）被覆を乾燥する段階と、 （ｃ）該被覆フェライト質ボイラー部品を端蓋を設ける
   ことにより密閉して自蔵式レトルトを生成する段階と、 （ｄ）該被覆フェライト質ボイラー部品を表面にクロム
   富化拡散層を生成するに十分の温度及び時間加熱保持す
   る段階と を包含する前記クロマイジング方法。 １７）水性被覆組成物被覆前に部品を予熱しそして水性
   被覆組成物を予熱部品表面に被覆する特許請求の範囲第
   １６項記載のフェライト質ボイラー部品表面クロマイジ
   ング方法。 １８）ハロゲン化物賦活剤の表面への被覆がハロゲン化
   物賦活剤を含まない水性被覆組成物が表面に被覆されそ
   して乾燥された後行なわれ、そしてハロゲン化物賦活剤
   が塩化アンモニウム、塩化ナトリウム及び臭化アンムニ
   ウムから成る群から選択される特許請求の範囲第１６項
   記載のフェライト質ボイラー部品表面クロマイジング方
   法。 １９）予熱段階が部品を約１８０°Ｆの温度に予熱する
   ことから成る特許請求の範囲第１７項記載のフェライト
   質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 ２０）複層スラリ被覆の被覆を通してフェライト質ボイ
   ラー部品表面をクロマイジングする方法であって、 （ａ）該表面に、アルミナとアルギン酸アンモニウム或
   いはメチルセルロースから選択されるバインダを含む水
   性被覆組成物のアンダーコート層を被覆し、そしてアン
   ダーコート層を乾燥する段階と、 （ｂ）アンダーコート層上に、クロムとアルギン酸アン
   モニウム或いはメチルセルロースから選択されるバイン
   ダを含む水性被覆組成物のトップコート層を被覆し、そ
   してトップコート層を乾燥する段階と、 （ｃ）前記トップコート層上にハロゲン化物賦活剤を被
   覆する段階と、 （ｄ）該被覆フェライト質ボイラー部品を制御された雰
   囲気のレトルト内に置く段階と、（ｅ）該被覆フェライ
   ト質ボイラー部品を表面にクロム富化拡散層を生成する
   に十分の温度及び時間加熱保持する段階と を包含する前記クロマイジング方法。 ２１）ハロゲン化物賦活剤が塩化アンモニウム、塩化ナ
   トリウム及び臭化アンムニウムから成る群から選択され
   る特許請求の範囲第２０項記載のフェライト質ボイラー
   部品表面クロマイジング方法。 ２２）アンダーコート層が被覆乾燥前の被覆した状態の
   スラリであるアンダーコート層合計の重量基準に基づい
   て６０％アルミナ、２％バインダ及び３８％水から成る
   特許請求の範囲第２０項記載のフェライト質ボイラー部
   品表面クロマイジング方法。 ２３）トップコート層が被覆乾燥前の被覆した状態のス
   ラリであるトップコート層合計の重量基準に基づいて６
   ０％クロム、２％バインダ及び３８％水から成る特許請
   求の範囲第２０項記載のフェライト質ボイラー部品表面
   クロマイジング方法。 ２４）アンダーコート層とトップコート層両方が少なく
   とも０．０１０インチの厚さにおいて表面に被覆される
   特許請求の範囲第２０項記載のフェライト質ボイラー部
   品表面クロマイジング方法。 ２５）アンダーコート層とトップコート層被覆前に部品
   を約１８０°Ｆの温度に予熱し、該層を予熱部品表面に
   被覆し、そして該被覆部品を１５０〜２００°Ｆの温度
   で加熱乾燥する段階を更に含む特許請求の範囲第２０項
   記載のフェライト質ボイラー部品表面クロマイジング方
   法。 ２６）複層水性被覆組成物を表面に被覆する段階が吹付
   け塗りにより行なわれる特許請求の範囲第２０項記載の
   フェライト質ボイラー部品表面クロマイジング方法。 ２７）フェライト質ボイラー部品表面をクロマイジング
   する方法であって、該表面に、０．２〜１．５ｇ／ｉｎ
   ＾２の範囲の被覆したまま状態でのクロムポテンシャル
   を生成するに十分のクロムを含有する水性被覆組成物を
   被覆し、そして乾燥賦活剤を表面当たり約０．２〜１．
   ４ｇ／ｉｎ＾２の範囲の被覆したまま状態での乾燥賦活
   剤水準を生成するに十分の量において被覆する段階を含
   む前記クロマイジング方法。