JPS6354597A - 既設ボイラのステンレス管体処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は既設ボイラにおいて、過熱器管、再熱器管等に
使用されていたステンレス管体の内表面を処理する方法
に関し、既使用管内面の水蒸気酸化スケールの除去及び
耐高温水蒸気酸化性を適切に図ることができる処理法を
提供せんとするものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

火力発電用ボイラ等の大型ボイラ用鋼管としてオーステ
ナイト系ステンレス鋼のような鉄系合金管が用いられる
が、このような管体社その内面が５００〜６５０“Ｏと
いう高温水蒸気に曝されるためスケールの生成が著しい
。

このような管内面のスケールは、例えばゲイ２使用開始
後数年で１００μ以上に成長する場合がＴｏｊｌｌｌｌ
　このスケール層は管体の合金元素を含む内層と、合金
元素をほとんど含まない外層という物理的性質が異なる
内外スケール層からなるため、その外層スケールがボイ
ラの停止時等の温度変化によって剥離し易く、このよう
な剥離スケールが蒸気とともに蒸気タービンに運ばれ、
タービンのノズル翼等の破損や摩耗の原因となる。また
、この剥離スケールが大量になると管内に堆積して過熱
器等の曲管部等において管閉塞を起こし、蒸気流を阻害
して管壁温度を異常に上昇せしめ管の噴破事故の原因と
なることがある。このような問題に対し、従来耐高温水
蒸気酸化性が増強されたボイラ用鋼管の製造方法が種々
提案されているが、このような鋼管を使用する対策は、
新たに製造されるボイラには有効ではあるが、既に継続
的に使用されている未対策の既設ボイラについては全く
関与しない。

一般にこのような既設ボイラについては、定期的に放射
線検査等によってスケール閉塞状態を検知し、状況によ
って曲管部を切断離脱せしめてその中のスケールを除去
し、再び溶接接合するという対策が採られているが、こ
のような作業を定期的に実施することは極めて煩雑であ
るとともに、そのためのメンテナンス費用もかか夛、ま
たスケールが堆積するまでの期間も槙々の条件によυ一
定しないためスケール閉塞状態に対応させて適用できな
い場合があシ、対策としては完全なものとは菖い鰺い。

このように未対策既設ボイラについては、生成し剥離し
たスケールを管外に除去するとい５而からだけの対策が
採られているに過ぎＡいのが現状であって、その内容も
上述したように煩雑且つ不完全なものであ）、このよう
な既設ボイ２に対する効果的な処理手段の実用化が望ま
れていたものである。

〔発明の構成及び実施例〕

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、既設ボイラの管体に対し、生成したスケールの除去と
ともに、耐高温水蒸気酸化性を向」ニさせスケールの生
成防止を適切に図ることができる処理を施すようにした
ものであシ、その基本的特徴とするところは、既設ボイ
ラから取り外したステンレス管体に対し、内面脱スケー
ルを目的とした化学洗浄を施し、しかる後、管体内面に
対し、冷間加工Ｉ−の形成または脱スケールと冷間加工
層形成を目的としノ仁ショツトブラスト加工を施すよう
にしたことにある。

以下本発明を具体的に説明する。

本発明の対象となるボイラ用鋼管としては過熱器管、再
熱器管等があり、これらは各管単位或は複数本の管体を
スペーサにより連結してなるパネル単位で堆力外され、
本発明の処理が施される。

このようにして取り外された管体の内面に対し、本発明
ではまず化学洗浄を行い、しかる後ショツトブラスト加
工を行うものであシ、このような一連の処理において、
まず酸洗によってスケールが除去され、続くショツトブ
ラスト加工によって管内面に冷間加工が施され、耐高温
水蒸気酸化性に優れた保護被膜を形成し得る加工層が形
成される。また、化学洗浄によって内面スケールが完全
には除去されず局部的にスケールが残存することがあシ
、これを長時間化学洗浄してもいたずらに母材を浸食さ
せるため、この場合には化学洗浄に続くショツトブラス
ト加工により内面スケールを除去せしめ、スケール除去
をほぼ完全に行う。そして、さらにこのショツトブラス
トによって上記と同様管内面に冷間加工が施される。

上記化学洗浄は、各種の酸等の組み合せ溶液を管内に通
す等の方法で行われるもので、これによって内面スケー
ルが除去される。

続くショツトブラスト加工では、炭素鋼、合金鋼、ステ
ンレス鋼等のスチールボール或は他の硬買粒子を適旨な
圧力と吹き付は量で管内面に吹き付けるもので、その実
施方法としては、例えば先端に噴射ノズルを有する導入
管を管体内に挿入し、そのノズルから約４５度の角度で
粒子を全内面方向に噴射させながらノズルを管長方向で
移動させる方法、或はノズルから粒子を特定方向に噴射
させつつ管体を回転させながらノズルを管長方向に移動
させる等の方法を採ることができる。

」二ｌ己したようにこのショツトブラストカロエによっ
て、管内面に加熱によってＣｒが拡散し易い加工層が形
成され、ボイラ使用による加熱状態時にＣｒが拡散する
ことによって、上記加工層に保護被膜が形成され、この
被膜によシ高度の耐高温水蒸気酸化性が得られる。

ここで、このような加工層によシ十分な耐酸化性を得る
には、該加工層をある程度の厚みで均一に形成させるこ
とが好ましく、通常は上記加工層は１０μ程度以上の層
厚で形成せしめられる。また、このような層を均一に得
るため、通常４．００７ｍ”以上の吹き付は圧力、０、
０２　Ｅｌ／ｅｙｐｔ”　７ｍ　ｉｎ以上の吹き付は量
でショツト粒子が吹き付けられる。またショットプラス
加工による加工層の形成はその表面硬さによっても評価
することができ、通常所定の層厚（例えば４０μ）の部
分がビッカース硬度で２８０　（Ｈｖ　２８０　）程度
以上となるように加工を行うようにすることが好ましい
。

次に本発明の一実施例について説明すると、既設火力発
電用大型ボイラの二次過熱器から使用期間約５年の過熱
器管（ＳＵＳ　３２１　ＨＴＨ。

測定平均外径４５．０箇、同肉厚８２１１Ｉ＋Ｉ＋）を
取り出し、本発明法で処理を行った。なお上記管体内面
のスケール層は平均値で内層が５２μ、外層が１８μ（
伺回か剥離を繰υ返したものと推定される）であった。

本発明法によって化学洗浄を施した後、ショツトブラス
ト加工分節したものであり、ショットプラス加工では、
スチールショットが用いられ、このスチールショットを
径２０．のノズルかう吹伺圧カニ　６．５　ｈ／ｌｙｎ
”　、吹付毀：　１０　輪／ｍｉｎ　（Ｄ条件で全円周
方向に噴射し、ノズルを管長方向に移動させて施工した
。第１図はこのショツトブラスト後の内表面近傍の断面
ミクロ組織（６５０’ＯＸ２時間の析出処理後、顕微鏡
拡大ａｏＯ伯）を示すもので、内嵌Ｉ−側に上記ショツ
トブラスト加工による加工層（Ａ）が形成されているこ
とが判る。

以上のような供試管の耐高温水蒸気酸化性を６００“Ｏ
Ｘ　５００時間の促進試験によシ調査１−だ。比較の１
ヒめ同様の材質及びサイズの新管（未処理）についても
試駆を行った。この促進試験の結果、上記未処理比較材
では平均約５０μのスケール層が生成したのに対し、本
発明による処理材では平均約２〜３μ程度のスケールの
生成がみられるだけであシ、高い耐高温水蒸気酸化性が
得られていることが判明した。そして、このような促進
試験による本発明処理材と比較材との比較から、本発明
法で処理された管体は剥離を生じるようなスケールの生
成が長期間に亘って抑えられるととが推定される。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、既設ボイラにおける過熱器
管や再熱器管等の管体のスケールを確実に除去し、しか
もその耐高温水蒸気酸化性を向上させ剥離を生じるよう
なスケール生成を長期間に亘って確実に防止することが
できるものであり、スケール生成防止に何ら対策が採ら
れなかった既設ボイラのスケール対策として極めて有効
なものであるということができる。

【図面の簡単な説明】

ｇｔ図は本発明の実施例においてショツトブラスト加工
後６５０°０×２時間析出処理を行った処理材の管体内
表面近傍断面ミクｒ１組織のＩＣ４微銚拡大写真（倍率
３００倍）である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）既設ボイラから取り外したステンレス管体に対し
   、内面脱スケールを目的とした化学洗浄を施し、しかる
   後管体内面に対し、冷間加工層形成を目的としたショッ
   トブラスト加工を施すことを特徴とする既設ボイラのス
   テンレス管体処理方法。
2. （２）既設ボイラから取り外したステンレス管体に対し
   、内面脱スケールを目的とした化学洗浄を施し、しかる
   後管体内面に対し、脱スケールと冷間加工層形成を目的
   としたショットブラスト加工を施すことを特徴とする既
   設ボイラのステンレス管体処理方法。