JPS6360291A

JPS6360291A - 防食構造

Info

Publication number: JPS6360291A
Application number: JP20159986A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kido; 信幸城戸; Taizo Kato; 加藤　泰三
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1988-03-16

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】「技術分野」本発明は、例えば燃料として重油、灯油、黒液等を使用
した場合に発生するＳｏｗ等の成分を含む排ガスを処理
する装置などに適用される防食構造に関し、特に低温露
点腐食領域であって排ガスの温度が１５０°Ｃ以上の場
所もしくは温度変動の＋５！　Ｌい場所における防食構
造に関する。

「従来技術およびその問題点」燃料として重油、灯油、黒液等を用いた場合には、排ガ
ス中にＳｏｗ等の成分が含まれ、水蒸気が露点に達した
際に構造材に対して激しい腐食性を示す。

このため、燃ネ４として重油、灯油、黒液等を用いた排
ガスの低温露点腐食領域の防食技術、特に排ガス温度が
１００°Ｃ以上の所での防食技術については、種々の方
法が開発されてきている。

例えば、フッ素系樹脂を用いる方法、あるいはフッ素系
樹脂のクリープ変形を防ぐため鉄鋼系母材にフッ素系樹
脂を被覆する方法、さらには前記フッ素系樹脂被覆のフ
ッ素系樹脂を通しての水蒸気拡散による損傷を防ぐ方法
や、タンタルを用いる方法、タンタルを母材に被覆する
方法（例えばタンタルクラツド鋼）、白金、金等の貴金
属を母材にメッキする方法などがある。これらのなかに
は高い信頼性を有するものがあるが、高価な素材を使用
したりあるいは複雑な作業工程が必要であるため施工価
格が高く経済的理由により使用可能分野が大幅に限られ
、ご〈一部の分野にしか使用することができなかった。

また、メッキやフッ素系樹脂被覆は、衝撃に極めて弱く
、傷が容易につくという点からも、施工法が限定され、
かつ使用分野が限定されてしまうものであった。

さらに、近年、セラミックスによる母材の被覆も開発さ
れているが、水蒸気拡散防止策、耐衝撃性の点より施工
法が複雑となり使用分野が限定されるものである。また
、セラミックス自身の使用も考えられるが、構造部材と
しては耐衝撃性が低いこと、また高価なため経済性上使
用個所が限定されることなどにより、ごく一部を除きほ
とんど使用されていない。

また、耐食耐熱超合金鋼（ＪＩＳ　Ｇ４９０２）および
そのクラツド鋼（ＪＩＳ　Ｇ３６０２）の使用も、高価
な割に腐食進行があるため保全費を必要とし、その使用
分野が限定されている。

そこで、本発明者らは、耐食性の優れた鉛を用いること
に着眼し、鉛の強度が低い点を補うために鋼鉄を母材と
して、これに鉛を被覆した防食構造に関して検討を加え
た。

しかし、単に母材である鋼材上に鉛板を貼り、要所を母
材と適当な方法で固定することでは、使用温度域での鉛
の強度が低く、かつ母材と鉛の膨張係数が異なるために
鉛板の剥離が容易に生じてしまい、適当な手段であると
はいえなかった。

また、鉛を母材に溶射する方法では、温度変動による熱
衝撃で剥離を生じることがあり、一部が一旦剥離すると
鉛と母材の電気陰性度の這いにより急激な母材の腐食が
発生するので、信頼性の高い防食方法であるとはいえな
い。

一方、鉛を電気メッキする方法もあるが、方式自体の短
所として複雑な大型品の防食には向かないし、現場にお
ける補修も困難であった。

さらに、本発明者らは、鋼材表面を清浄化した後、錫、
錫−鉛合金または亜鉛−鉄一錫合金による中間層を形成
し、この中間層上に鉛を融着させることで鉛を母材表面
に被覆した防食構造が、母材との接合力が強いことに注
目して検討を進めた。この方法は９０年程の歴史があり
、硫酸の製造プラントにおいては、よく使用されている
防食構造ではあったが、例えば回転再生式熱交換器内部
におけるように激しい温度変動があり、かつ排ガス温度
が１５０°Ｃ以上である使用条件下では、鉛被覆層の剥
離が生じ実用に耐えなかった。

「発明の目的」本発明の目的は、母材表面に錫、：ｉ−鉛合金または亜
鉛−鉄一錫合金よりなる中間層を介して鉛を被覆した防
食構造において、排ガス温度が１５０℃以上における中
間層と鉛との接合強度を向上させ、激しい温度変動のあ
る条件下でもで耐えられるようにすることにある。

「発明の構成」本発明の防食構造は、銅を０．１８重量％以上含む鋼材
からなる母材の表面に、錫、錫−鉛合金または亜鉛−鉄
一錫合金よりなる中間層を形成し、この中間層上に鉛層
を融着してなることを特徴とする。

本発明によれば、２００〜１５０℃の温度域において、
例えば回転再生式熱交換器内部のような激しい温度変動
のある所でも、剥離することのない鉛被覆を提供するこ
とができ、これによって優れた防食効果が得られる。

このように本発明の防食構造において最大の特徴とする
ところは、母材として銅を０．１８重量％以上含む鋼材
を使用する点にある。後述するように、母材としてＳＳ
４１等の銅含有量が０．１８重量％未満の鋼材を使用し
て同様の鉛被覆を施した場合、温度が高く、熱衝撃が頻
繁に発生するテスト条件下において中間層より鉛被覆の
剥離が生じてしまうことからも明らかなように、本発明
に用いる母材とＳＳ４１との化学成分の相違により、前
記中間層の化学組成が微妙に変化し、前記中間層の１５
０〜２００°Ｃにおける機械的強度を向上させたものと
判断できる。

本発明のより好ましい実施態様においては、母材として
、溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材（ＪＩＳＧ３１１４）
や高耐候性圧延鋼材（ＪＩＳ　Ｇ３１２５）　、あるい
は、炭素０．０８〜０．１７重量％、ケイ素０．１５〜
０．４５重量％、マンガン０．３４〜１．２５重量％、
リン０．００８〜０．１重量％、イオウ０．００５〜０
．２８重量％、銅０．１９〜０．５２重量％、ニッケル
０〜０．９０重量％、クロム０〜０．８０重量％、モリ
ブデン０〜０．５０重量％、アンチセフ０〜０．１０重
量％、チタン０〜０，０４重量％、鉄残部からなる組成
を有するような市販の耐食性鋼材が用いられる。これら
の鋼材は、万一鉛被覆がなんらかの原因で破損したとし
ても、ＳＳ等のマイルドスチールに比べ高度の耐食性を
示し、また珪素、マンガンといった不純物が中間層の補
強に役立つ可能性があるからである。

木発す１の別の好ましい実施態様においては、鉛層の厚
さは１ｍｍ以上とされる。このように鉛層の被覆厚さを
１ｌＩ１１以−ヒとすることによりピンホール等の発生
を大幅に減じ、はぼ零とするとともに、母材、中間層か
らの不純物の鉛表面に対する拡散を防止し耐食性を向上
させることができる。

本発明の防食構造は、母材として銅を０．１８重量％以
上含有する鋼材を選択する以外は、常法に基づき形成さ
れる。例えば中間層として亜鉛−鉄一錨合金を形成して
鉛被覆を行う場合には、次のようにすればよい。すなわ
ち、通出な鋼材を選定した後、鋼材をまずアルカリ洗浄
して脱脂し、次に酸洗して黒皮スケール、錆を除去し、
さらに充分に水洗して鋼材表面を洗浄する。その後、酸
水素炎で加熱しながら、塩酸、塩化亜鉛、塩化第一・錫
、塩化アンモニウムを含有する融着液をブラシ等を用い
てすばやく塗布する。それと共に、鉛層の先端を酸水素
炎で溶かし、鉛を一ヒ記塗布面の上に落下させて融着す
ればよい。

「発明の実施例」パルプ工場の黒液回収ボイラからの排ガスと予熱空気と
の熱交換を行なう回転再生式熱交換器のロータに、鉛被
覆供試部を設はテストした。

供試部の施工は、まず母材として炭素０．１０重量％、
ケイ素０．２１重量％、マンガン０，７５重量％、リン
０．０１４重量％、硫黄０．０１２重量％、銅０．３６
重量％、クロム０．６３重量％、チタン０．０４重量％
、残部鉄よりなる鋼材を選定し、これをまず水酸化ナト
リウム２重量％に表面活性剤を添加してなる溶液でアル
カリ洗浄して油汚れを除去した後水洗し、５重量％の塩
酸に酸洗抑制剤を添加した溶液を用い、酸洗して黒皮ス
ケール、錆を除去した後、ワイヤブラシで擦りながら充
分に水洗した０表面洗浄の後、母材を酸水素炎で加熱し
ながら、ｅ塩酸７０ｇ、塩化亜鉛１２０ｇ、塩化第一錫
１００ｇ、塩化アンモニウム２０ｇに水を加え１文とし
た融着液をブラシですばやく塗布しつつ、鉛層の先端を
前記酸水素炎で溶かし鉛を落下させ、母材に中間層を介
して融着させる方法で鋼材表面を鉛被覆した。この時の
中間層の組成はほぼＦｅ２Ｚｎ２Ｓｎとなっており、さ
らに＠量のＣｕを含有していた。Ｆｅｒ＆分およびＣｕ
成分は母材より侵入したものである。このようにして鉛
層の厚さが３ａ＋ｍとなるように施工した。

このようにして鉛被覆供試部を作成したロータを回転再
生式熱交換器に装着し、排ガス成分中にＳｏｗ　３００
ＰＰ３（うちＳＯ３１０ｐｐｍ）　、　Ｈ２Ｏ２０容量
％、）１Ｇ＋微量を含有する排ガスを用い、排ガス入口
温度１４０〜１８０°Ｃ１排ガス出口温度８０〜１１０
℃、予熱空気入口温度２０〜３３°Ｃ１予熱空気出ロ温
度８５〜１０５℃、回転数１．５ｒｐｍという条件下で
半年以上試験したが、前記供試部には、なんら剥離、変
形、クラックが入る等の異常は認められなかった。

比較例母材として炭素０．１８重量％、ケイ素０．０３重量％
、マンガン０．２３重量％、リン０．００８　ｇＬ量％
、硫う７ｏ、ｏ１３重量％、銅０．０８重量％、残部鉄
からなるＳＳ４１を用いる以外は、実施例と同様にして
鉛被覆供試部を形成し、この供試部を実施例と同様な回
転再生式熱交換器のロータに設けて同様な条件で耐食性
試験を行なった。その結果、半年未満で中間層より鉛被
覆の剥離が生じていた。

「発明の効果」

Claims

【特許請求の範囲】１、銅を０．１８重量％以上含む鋼材からなる母材の表
面に、錫、錫−鉛合金または亜鉛−鉄−錫合金よりなる
中間層を形成し、この中間層上に鉛層を融着してなるこ
とを特徴とする防食構造。２、特許請求の範囲第１項において、母材が、溶接構造
用耐候性熱間圧延鋼材（ＪＩＳＧ３１１４）、高耐候性
圧延鋼材（ＪＩＳＧ３１２５）、または、炭素０．０８
〜０．１７重量％、ケイ素０．１５〜０．４５重量％、
マンガン０．３４〜１．２５重量％、リン０．００８〜
０．１重量％、イオウ０．００５〜０．２８重量％、銅
０．１８〜０．５２重量％、ニッケル０〜０．９０重量
％、クロム０〜０．９０重量％、モリブデン０〜０．５
０重量％、アンチモン０〜０．１０重量％、チタン０〜
０．０４重量％、鉄残部からなる組成を有する耐食性鋼
材からなる防食構造。３、特許請求の範囲第１項または第２項において、鉛層
の厚さが１ｍｍ以上である防食構造。