KR20130135353A - Austenitic stainless steel pipe, boiler device, and method for processing inner surface of pipe - Google Patents
Austenitic stainless steel pipe, boiler device, and method for processing inner surface of pipe Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130135353A KR20130135353A KR1020137027192A KR20137027192A KR20130135353A KR 20130135353 A KR20130135353 A KR 20130135353A KR 1020137027192 A KR1020137027192 A KR 1020137027192A KR 20137027192 A KR20137027192 A KR 20137027192A KR 20130135353 A KR20130135353 A KR 20130135353A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- steel pipe
- stainless steel
- austenitic stainless
- processing
- shot
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
- B24C1/08—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for polishing surfaces, e.g. smoothing a surface by making use of liquid-borne abrasives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
- B24C1/10—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for compacting surfaces, e.g. shot-peening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
- B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
- B24C3/325—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/04—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler and characterised by material, e.g. use of special steel alloy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
- F22B37/107—Protection of water tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
본 발명은 오스테나이트계 스테인리스 강관(1)의 관 내표면(5)을 숏 입자(shot particles)(3)에 의해 숏 가공하고, 숏 가공된 강관(1)의 가공 후 최외면(最外面)으로부터 미리 설정된 깊이 경도에 따라 관 내표면(5)의 내수(耐水) 증기 산화성의 우열을 판정하는 것이다. 상기 판정에서는 관 내표면(5)의 숏 가공 후 관 내표면(5)의 거칠기가 산술 평균 거칠기(Ra)로 2㎛ 이하인 경우 또는 미리 설정된 깊이 경도가 300Hv 이상인 경우 각각 내수 증기 산화성이 우수한 것으로 판정하고, 이를 통해 관 내표면(5)의 산술 평균 거칠기(Ra)가 2㎛ 이하 또는 미리 설정된 깊이 경도가 300Hv 이상 오스테나이트계 스테인리스 강관을 보일러 전열관(傳熱管)으로 사용할 수 있다.According to the present invention, the inner surface 5 of the austenitic stainless steel pipe 1 is shot processed by shot particles 3, and the outermost surface after the shot processed steel pipe 1 is processed. It is to determine the superiority of the water vapor oxidative resistance of the inner surface 5 of the tube according to the depth hardness set in advance. In the above judgment, when the roughness of the inner surface 5 after shot processing of the inner surface of the inner tube 5 is 2 µm or less as the arithmetic mean roughness Ra or when the predetermined depth hardness is 300 Hv or higher, it is determined that the water vapor oxidation resistance is excellent. In this way, the austenitic stainless steel pipe having an arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the pipe 5 of 2 μm or less or a predetermined depth hardness of 300 Hv or more can be used as a boiler heat pipe.
Description
본 발명은, 오스테나이트계 스테인레스 강관(鋼管; pipe), 보일러 장치 및 관 내표면 가공 방법에 관한 것이며, 특히, 전열관(傳熱管)으로서 고온, 고압의 수증기가 흐르는 부위에 사용하는 것에 바람직한 오스테나이트계 강관, 그 오스테나이트계 강관을 구비한 보일러 장치, 및 내수(耐水) 증기 산화성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스 강관의 관 내표면의 가공 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an austenitic stainless steel pipe, a boiler apparatus, and a surface processing method of an inner tube. In particular, the present invention relates to an austenitic stainless steel pipe, which is suitable for use in a region where high temperature and high pressure steam flows as a heat transfer tube. A method for processing the inner surface of a tube of a nitrous steel pipe, a boiler device having the austenitic steel pipe, and an austenitic stainless steel pipe excellent in water vapor oxidation resistance.
보일러 장치의 고온의 가스가 흐르는 고온부에는 강관 내를 고온, 고압의 수증기가 흐르는 과열기(過熱器)나 재열기(再熱器) 등이 설치되어 있고, 이들을 구성하는 전열관에는 고온 강도 및 내식성(耐蝕性)의 관점에서, Cr을 18% 이상 함유하는 오스테나이트계 스테인레스 강관이 사용되고 있다. 보일러 운전 중, 강관의 내표면에는, 강관 내부를 흐르는 고온, 고압의 수증기와의 접촉 및 접촉된 수증기와의 반응에 의해, 수증기 산화 스케일(scale)이 생성된다. 이 수증기 산화 스케일은 (Cr, Fe)3O4로 이루어지는 내층과 Fe3O4로 이루어지는 외층과의 2층 구조로 되어 있다. 그리고, 외층은 강관 표면의 공기층에 가까운 쪽에 위치하고, 내층은 외층보다 모재(母材) 측에 위치한다. The superheater and reheater through which hot and high pressure steam flows in a steel pipe is installed in the high temperature part through which the high temperature gas of a boiler apparatus flows, and the heat exchanger tube which comprises these high temperature strength and corrosion resistance ( In view of the nature, an austenitic stainless steel pipe containing 18% or more of Cr is used. During the operation of the boiler, a steam oxidation scale is generated on the inner surface of the steel pipe by the contact with the high temperature and high pressure water vapor flowing through the steel pipe and the reaction with the contacted water vapor. This water vapor oxidation scale has a two-layer structure of an inner layer made of (Cr, Fe) 3 O 4 and an outer layer made of Fe 3 O 4 . The outer layer is located closer to the air layer on the surface of the steel pipe, and the inner layer is located at the base metal side than the outer layer.
오스테나이트계 스테인레스강은, 일반적으로 선팽창 계수가 크기 때문에, 보일러의 부하 변화, 운전 정지 또는 운전 기동에 따른 강관 내부를 흐르는 유체의 온도 변화에 따라, 강관은 팽창하거나, 또는 수축한다. 이 때, 강관 자체의 팽창 계수와 강관의 내표면에 층을 생성하고 있는 수증기 산화 스케일의 팽창 계수에는 큰 차이가 있어, 온도 변화가 생기면, 수증기 산화 스케일이 강관 내면으로부터 박리되기 쉬워진다. 수증기 산화 스케일이 강관 내면으로부터 박리되면, 박리한 수증기 산화 스케일은, 강관의 휨부에 퇴적되어 관 폐색(閉塞)의 원인으로 되고, 또한 증기 배관을 경유하여 증기 터빈부에 비산(飛散)하고, 증기 터빈 날개 부식이 생기는 원인으로도 된다. 따라서, 보일러의 고온부에서 사용되는 강관에는, 고온 강도에 더하여, 우수한 내수 증기 산화성이 요구된다. Since austenitic stainless steels generally have a large coefficient of linear expansion, the steel pipe expands or contracts in response to changes in the temperature of the fluid flowing inside the steel pipe due to changes in the load of the boiler, shutdown, or startup. At this time, there is a big difference between the expansion coefficient of the steel pipe itself and the expansion coefficient of the water vapor oxidation scale forming a layer on the inner surface of the steel pipe. When the temperature change occurs, the water vapor oxidation scale is likely to peel off from the inner surface of the steel pipe. When the water vapor oxidation scale is peeled off from the inner surface of the steel pipe, the water vapor oxidation scale that is peeled off is deposited on the bent portion of the steel pipe, causing the blockage of the pipe, and also scattering through the steam pipe to the steam turbine part, It may also cause turbine blade corrosion. Therefore, in addition to the high temperature strength, the steel pipes used in the high temperature portion of the boiler require excellent water vapor oxidation resistance.
오스테나이트계 스테인레스강의 내수 증기 산화성을 향상시키는 방법으로서, 재료 중의 Cr 함유량을 증가시키거나, 결정입자를 미세화하거나, 강관 내면을 숏(shot) 가공하여 경화층을 형성하는 등의 방법이 있다. 이 중, 일반적으로 널리 채용되고 있는 방법은, 강관 내면에 숏 가공을 행하고, 강관 내면에 경화층을 형성시킨다는 방법이다. 숏 가공은, 예를 들면, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이, 강관 내면에 스테인레스강으로 이루어지는 입자를 소정의 압력 이상, 또한 소정의 분사량 이상에서 가공면에 분사하여 강관 내면에 소정의 두께 이상의 숏 가공층을 형성하는 것이다. 특허 문헌 1에는, 이와 같이 가공한 강관을 고온 증기 발생용의 과열기에 사용한 경우, 강관 내표면에 극히 얇고 또한 치밀한 스케일이 형성되고, 수증기 산화 스케일 전체의 생장을 방지하는 것으로 추측되는 것으로 기재되어 있다. As a method of improving the water vapor oxidation resistance of an austenitic stainless steel, there are a method of increasing the Cr content in the material, miniaturizing the crystal grains, or shot processing the inner surface of the steel pipe to form a hardened layer. Among these, the method generally adopted widely is a method of performing a shot process on the inner surface of a steel pipe, and forming a hardened layer on the inner surface of a steel pipe. For example, as shown in
또한, 오스테나이트계 스테인레스 강관에서의 숏 가공이 전체면에 확실하게 시공되어 있는지의 여부를 판정하는 방법으로서, 예를 들면, 특허 문헌 2에는, 숏 가공된 관의 한쪽으로부터 광원을 관 내면에 닿게 하여, 타단으로부터 내면 관찰용의 TV 카메라를 관내에서 이동시키면서, 숏 가공된 면적을 측정하는 방법이 기재되어 있다. 이 경우, 숏 가공된 면은, 미소한 요철(凹凸)때문에 비(非)광택면으로 되고, 미(未)가공면은 광택면으로 되므로, 육안 관찰에 의해 가공의 유무를 판별할 수 있다. 그리고, 이 특허 문헌 2에서는, 숏 가공된 면적이 전체의 70% 이상으로 되는 숏 조건이 선택된다. In addition, as a method for determining whether shot processing in an austenitic stainless steel pipe is reliably applied to the entire surface,
최근의 화력 발전용 대형 보일러에서는, 과열기나 재열기에 사용되는 오스테나이트계 스테인레스 강관의 길이가 보일러 1캔당 수천m 이상으로 되고, 숏 가공의 양호 또는 불량이 문제로 된다. 그러나, 특허 문헌 1에서는, 숏 가공에 의해 숏 가공층을 형성함으로써, 수증기 산화 스케일 전체의 생장을 방지하는 데 대하여 기재되어 있지만, 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 가지는 관 내표면의 구조 또는 조직의 구성에 대해서는 특별히 기재되어 있지 않다. In recent large-scale boilers for thermal power generation, the length of the austenitic stainless steel pipes used for superheaters and reheaters is thousands of meters or more per can, and the problem of good or poor shot processing is a problem. However, although
또한, 특허 문헌 2에는 숏 가공이 확실하게 시공되어 있는지의 여부를 판정하기 위해 숏 가공면이 요철때문에 비(非)광택면으로 되고, 미가공면이 광택면으로 되는 것을 이용하여 TV 카메라로 관찰하고 판정하는 방법이 기재되어 있지만, 확실하게 시공되어 있는지의 여부를 판정하는 것뿐으로서, 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성이 확보되어 있는지의 여부를 판정하고 있는 것은 아니다. 또한, 인용 문헌 1과 마찬가지로 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 가지는 관 내표면의 구조 또는 조직의 구성에 대해서는 특별히 기재되어 있지 않다. Further, in
그래서, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 가지는 오스테나이트계 스테인레스 강관을 제공하는 것, 및 필요한 내수 증기 산화성을 가지는 전열관을 구비한 보일러 장치를 제공하는 것에 있다. Then, the problem which this invention is going to solve is to provide the austenitic stainless steel pipe which has the water vapor oxidation resistance required as a heat exchanger tube, and to provide the boiler apparatus provided with the heat exchanger tube which has required water vapor oxidation resistance.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 전열관용의 오스테나이트계 스테인레스 강관에 있어서, 상기 오스테나이트계 스테인레스 강관의 관 내표면이 산술 평균 거칠기(Ra)로 2㎛ 이하, 또는 상기 오스테나이트계 스테인레스 강관의 가공 후 최외면(最外面)으로부터 미리 설정된 깊이까지의 경도가 300Hv 이상 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the present invention, in the austenitic stainless steel pipe for heat transfer pipe, the inner surface of the tube of the austenitic stainless steel pipe is 2㎛ or less in the arithmetic mean roughness (Ra), or the austenitic stainless steel pipe After the processing of the steel pipe is characterized in that the hardness from the outermost (most outer surface) to a predetermined depth is any one of 300Hv or more.
또한, 본 발명은, 상기 오스테나이트계 스테인레스 강관으로 이루어지는 전열관을 구비한 보일러 장치를 특징으로 한다. Moreover, this invention is characterized by the boiler apparatus provided with the heat exchanger tube which consists of said austenitic stainless steel pipes.
또한, 본 발명은, 상기 오스테나이트계 스테인레스 강관에 관 내표면을 숏 가공하고, 숏 가공된 상기 관 내표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 2㎛ 이하가 되도록 하는 오스테나이트계 스테인레스 강관의 관 내표면 가공 방법을 특징으로 한다. In addition, the present invention, the austenitic stainless steel pipe in the tube surface of the austenitic stainless steel pipe shot, and the arithmetic mean roughness (Ra) of the inner surface of the tube is shortened to 2 ㎛ or less in the tube of the austenitic stainless steel pipe It is characterized by the surface processing method.
본 발명에 의하면, 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 확보할 수 있다. 또한, 내수 증기 산화성을 확보한 전열관을 가지는 보일러 장치로 할 수 있다. According to the present invention, the water vapor oxidation resistance required as the heat transfer tube can be ensured. Moreover, it can be set as the boiler apparatus which has a heat exchanger tube which ensured water vapor oxidation resistance.
도 1은 본 발명의 실시형태에서의 오스테나이트계 스테인레스 강관의 가공 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 1에서의 숏 가공 후의 오스테나이트계 스테인레스 강관의 관 내표면의 산술 평균 거칠기(Ra)와 수증기 산화 스케일의 두께의 계측 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예 1에서의 숏 가공 후의 관 내표면의 거칠기와 생성되는 수증기 산화 스케일과의 관계를 나타낸 설명도이다.
도 4는 실시예 2에서의 숏 가공 후의 오스테나이트계 스테인레스 강관의 관 내표면 경도와 숏 가공 없음의 경도를 비교한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 3에서의 숏 가공 후의 오스테나이트계 스테인레스 강관의 단면(斷面) 마이크로 조직을 나타내는 현미경 사진이다.
도 6은 실시예 4에서의 가공 후 최외면으로부터 깊이 50㎛ 위치에서의 숏 가공 후의 오스테나이트계 스테인레스 강관의 단면 마이크로 조직을 나타내는 현미경 사진이다.
도 7은 실시예 3 및 4에서의 깊이 50㎛의 슬립 라인(slip line)의 개수, 가공 후 최외면으로부터의 깊이 50㎛ 위치에서의 경도, 평가의 관계를 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예 1 내지 4에서의 오스테나이트계 스테인레스 강관을 보일러 장치의 전열관으로서 사용한 화력 발전용 보일러 장치의 개략을 나타낸 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the processing method of an austenitic stainless steel pipe in embodiment of this invention.
It is a figure which shows the measurement result of the arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the tube of the austenitic stainless steel pipe after shot processing in Example 1, and the thickness of the water vapor oxidation scale.
It is explanatory drawing which shows the relationship between the roughness of the inner surface of a pipe | tube after shot processing in Example 1, and the produced | generated water vapor oxidation scale.
It is a figure which shows the result of having compared the hardness of the inner surface hardness of the austenitic stainless steel pipe after shot processing in Example 2, and the shotless process.
5 is a micrograph showing a cross-sectional microstructure of an austenitic stainless steel pipe after shot processing in Example 3. FIG.
6 is a micrograph showing a cross-sectional microstructure of an austenitic stainless steel pipe after shot processing at a depth of 50 µm from the outermost surface after processing in Example 4. FIG.
It is a figure which shows the relationship of the number of slip lines of 50 micrometers in depth in Example 3, and 4, the hardness in the position of 50 micrometers in depth from the outermost surface after processing, and evaluation.
FIG. 8 is a view showing an outline of a thermal power plant boiler apparatus using the austenitic stainless steel pipes of Examples 1 to 4 as heat transfer tubes of a boiler apparatus.
본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시형태에서의 오스테나이트계 스테인레스 강관의 가공 방법을 나타낸 도면이다. 동 도면에 있어서, 전열관으로서 사용하는 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 내측에 숏 노즐(2)을 삽입하고, 숏 노즐(2)로부터 강관 내표면(5)을 향해 숏 입자(3)를 분출한다. 이로써, 관 내표면(5)에 숏 가공층(4)이 형성된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the processing method of an austenitic stainless steel pipe in embodiment of this invention. In the figure, the
오스테나이트계 스테인레스 강관의 내면에 대한 숏[숏 블라스트(shot blast)] 가공은, 오스테나이트계 스테인레스강제의 작은 강편(鋼片) 또는 강구(鋼球) 등의 숏 입자(3)를 압축 공기로 강관 내표면(5)에 충돌시켜, 강관 내표면(5) 근방의 결정입자 내에 슬립 변형을 다수 생기게 하여, 경화시키는 것이다. 숏 가공을 관 내표면(5)에 균일하게 시공하기 위해서는, 이 숏 입자의 형상, 경도, 숏 입자의 분사 압력, 분사량, 숏 노즐의 강관(1)의 내주 방향으로의 회전 속도, 숏 노즐(2)의 축방향으로의 이동 속도의 조건을 최적화할 필요가 있다. Shot (blasting) processing on the inner surface of an austenitic stainless steel pipe is performed by compressing the shot particles (3) such as small pieces of steel or steel balls of austenitic stainless steel into compressed air. This impinges on the inner surface of the
본 실시형태에서는, 이와 같은 방법으로 숏 가공된 오스테나이트계 스테인레스 강관의 관 내표면(5)의 상태에 대하여 복수의 파라미터를 설정하고, 그 각각의 파라미터마다 내수 증기 산화성을 평가하는 것, 즉 내수 증기 산화성이 우수한지의 여부를 판정할 수 있도록 했다. 그리고, 이 판정 결과에 기초하여 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 가지는 오스테나이트계 스테인레스 강관을 제공하는 것이 가능해지고, 또한 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 가지는 오스테나이트계 스테인레스 강관의 관 내표면을 가공하는 것이 가능하게 되었다. In this embodiment, a plurality of parameters are set for the state of the inner surface of the
이하, 복수의 실시예를 들어 상기 파라미터와 내수 증기 산화성의 평가 기준에 대하여 설명한다. 그리고, 이하의 설명에 있어서, 동일 또는 동일한 것으로 간주할 수 있는 구성 요소에는, 동일한 참조 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 적절히 생략한다. Hereinafter, the said parameter and the evaluation criteria of water vapor oxidation resistance are demonstrated for several Example. In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected to the component which can be regarded as the same or the same, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.
[실시예 1]Example 1
실시예 1은 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 거칠기를 파라미터로 한 예이다. Example 1 is an example in which the roughness of the
오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)을 도 1에 나타낸 바와 같이 하여 숏 가공하고, 가공 처리 후의 관 내표면의 거칠기와 내수 증기 산화성의 관계를 평가함으로써, 이하의 지견을 얻었다. 그 지견이란, 16∼23% Cr로 이루어지는 오스테나이트계 스테인레스강에 있어서, 숏 가공 후의 관 내표면(5)의 거칠기가, 내수 증기 산화성의 지표로 되는 관 내표면(5)에 생성되는 수증기 산화 스케일(6)(도 3 참조)의 두께와 관련성을 가진다는 것이다. 도 2는, 그 관련성을 나타낸 실험 데이터이다. The
도 2는 숏 가공 후의 18% Cr로 이루어지는 오스테나이트계 스테인레스 강관(이하, 단지 「강관」이라고도 함)(1)의 관 내표면(5)의 산술 평균 거칠기(Ra)와, 강관 내를 흐르는 수증기 온도가 650℃에서 876 시간 경과 후의 18Cr-8Ni 오스테나이트계 스테인레스 강관(KA-SUS304J1HTB: 고효율 화력 발전 전열관용 고강도 스테인레스 강관 SUPER304H)에서의 수증기 산화 스케일(6)의 두께[전층(全層) 및 내층의 두께]의 계측 결과를 나타낸 도면이다. 도 2에는 가공 후 최외면(깊이 0㎛)으로부터의 깊이가 50㎛의 위치의 경도의 계측값도 병행하여 나타내고 있다. 산술 평균 거칠기는, 숏 가공 조건을 변화시켜 조정하고, 거칠기의 측정은, 접촉식 표면 거칠기 측정기를 사용하여 직접 측정으로 행하였다. 그리고, 측정 기기에 대해서는, 접촉식에 한정되는 것이 아니고, 레이저 현미경 등의 비접촉식의 거칠기 측정기를 사용해도 된다. 실제의 측정은 강관의 전체 길이에 걸쳐 행하는 것이 바람직하지만, 숏 가공 조건이 일정하면 샘플 측정에 의해 행하는 것도 가능하다. 또한, 수증기 산화 스케일(6)의 두께에 대하여 샘플 추출한 것을 부식 시험에 의해 현미경에 의해 계측하였다. 또한, 가공 후 최외면(깊이 0㎛) B0란, 후술하는 도 5에 나타낸 숏 가공 후의 모재(B)의 표면의 가장 외측의 위치에 대응하고, 이 위치를 기준으로 깊이를 규정하고 있다. Fig. 2 shows the arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the
측정의 결과, 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 1.97㎛ 이하의 경우(자료 G∼J), 수증기 산화 스케일의 두께는 20㎛(내층 10㎛)으로 되고, 관 내표면(5)으로의 수증기 산화 스케일(6)의 생성을 억제할 수 있다. 이에 대하여, 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 2.06㎛ 이상인 경우(비교예 C∼F), 수증기 산화 스케일(6)의 두께는 20㎛보다 커지고, 또한 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 2.44㎛ 이상인 경우(비교예 C∼E), 수증기 산화 스케일(6)의 두께는 70㎛(내층 40㎛)보다 커지고, 관 내표면(5)으로의 수증기 산화 스케일(6)의 생성을 억제할 수 없었다. 그리고, 데이터 상에는 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 1.97㎛ 이하(자료 G)의 경우에 평가 「○」으로 되어 있지만, 자료 F와 G를 비교하여 거칠기와 경도의 관계를 보간(補間)하면 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 2㎛ 이하의 경우에, 평가 「○」으로 할 수 있다. 이로써, 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 2㎛ 이하의 경우, 내수 증기 산화성이 우수한 것으로 판정할 수 있다. 그리고, 관 내표면(5)은 여기서는, 깊이 0의 위치(B0)에 상당한다. As a result of the measurement, when the arithmetic mean surface roughness Ra of the inner surface of the
또한, 비(非)숏관(비교예 A, B)에서는 수증기 산화 스케일(6)의 두께는 150㎛(내층 75㎛)으로 되었다. 그리고, 비(非)숏관의 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)는 2.44㎛(비교예 B), 2.51㎛(비교예 A)였다. In the non-shot tube (Comparative Examples A and B), the thickness of the water
또한, 도 2에는 가공 후 최외면(B0)으로부터의 깊이가 50㎛의 위치의 경도의 계측값도 병행하여 나타내고 있지만, 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 1.97㎛ 이하의 경우(자료 G), 경도가 300Hv 이상이며, 확실하게 숏층이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 대하여, 관 내표면(5)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 2.06㎛ 이상인 경우(자료 F), 가공 후 최외면(B0)으로부터 깊이 50㎛의 위치에서의 경도[피라미드형 압자(壓子)를 사용한 재료 경도의 비커스 경도(Vickers hardness) 시험]가 300Hv 미만으로 되어 있어, 확실하게 내수 증기 산화성을 발휘할 수 있는 숏층이 형성되어 있지 않은 것을 알 수 있다. In addition, although the measured value of the hardness of the position where the depth from the outermost surface B0 after processing is 50 micrometers is also shown in parallel in FIG. 2, the arithmetic mean surface roughness Ra of the inner surface of the
도 3은 숏 가공 후의 관 내표면(5)의 거칠기와 생성되는 수증기 산화 스케일(6)과의 관계를 나타낸 설명도이다. 도 3의 (a)는 가공 전의 강관(1)의 관 내표면(5) 상태를 개념적으로 나타낸 도면이다. 이 상태로부터 숏 가공을 실행한다. 이 때, 숏 가공이 불균일이면, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 관 내표면(5)에 부분적으로 숏 가공에 의한 경화층이 형성되므로, 표면 거칠기는 엉성해진다. 한편, 숏 가공이 관 내표면(5)에 균일하게 시공되었을 경우, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 전체에 숏 가공층(4)이 형성되므로, 표면 거칠기는 원활하게 된다. 3 is an explanatory view showing the relationship between the roughness of the
숏 가공 후에 강관(1)을 고온 수증기 중에 노출시키면, (Cr, Fe)3O4로 이루어지는 내층과 Fe3O4로 이루어지는 외층과의 2층 구조의 수증기 산화 스케일(6)이 형성되는 것은 전술한 바와 같다. 이 때, 숏 가공이 행해진 숏 가공층(4)의 표면에는 수증기 산화 스케일(6) 중, 내층(6a)은 얇게밖에 생성되지 않고, 그 외측에 생성되는 외층(6b)도 얇게밖에 생성되지 않는다. 그러므로, 수증기 산화 스케일(6)의 전층(全層) 두께는 얇아진다. 한편, 숏 가공이 불충분한 부위에는 도 3의 (d)에 나타낸 바와 같이 내층(6a)은 두껍게 생성되고, 그 외측의 외층(6b)도 두껍게 생성된다. 그러므로, 상기 부위에는, 전체로 두꺼운 수증기 산화 스케일(6)이 생성되게 된다. 따라서, 산술 평균 거칠기가 거칠면 수증기 산화 스케일 두께가 크다는 것을 알 수 있다. When the
다른 한편, 숏 가공이 관 내표면(5)에 균일하게 시공되었을 경우, 도 3의 (e)에 나타낸 바와 같이 전체에 숏 가공층(4)이 형성되어 있으므로, 수증기 산화 스케일(6)은 내층(6a), 외층(6b) 모두 얇게밖에 생성되지 않는다. 그러므로, 수증기 산화 스케일(6)의 전층 두께는 얇아진다. 따라서, 산술 평균 거칠기가 미세하면 수증기 산화 스케일 두께가 작은 것을 알 수 있다. On the other hand, when shot processing is uniformly applied to the
또한, 상기 수증기 산화 스케일(6)은, 숏의 유무에 관계없이, 외층(6b)이 Fe3O4이며, 내층(6a)이 (Cr, Fe)3O4의 2층 구조이다. 여기서, Fe를 많이 포함하는 산화물[Fe3O4, (Cr, Fe)3O4 : (Fe>Cr)]은 Cr을 많이 포함하는 산화물{Cr2O3, [(Cr, Fe)3O4 : (Cr>Fe)]}에 비해 생성 속도가 일반적으로 빠르다. 이것은, 산화물 중의 이온(Fe, Cr, O 이온)의 확산 속도(이동 속도)가 Fe 산화물 쪽이 Cr 산화물에 비해 빠르기 때문이다. In the water
한편, 숏 가공은, 금속 중의 금속(Fe, Cr)의 확산 속도를 빠르게 하는 효과가 있어, 18(16) Cr 이상의 SUS 강철에서는, 상대적으로 Fe보다 Cr의 확산 속도가 빨라진다. 그러므로, 숏 가공을 행하면, 숏 가공 없음의 경우와 비교하여 스케일 중의 Cr량이 많은 스케일이 초기에 생성되고, 스케일 성장 속도는 현저하게 저하되고, 스케일의 성장도 현저하게 억제된다. 따라서, 숏 가공이 관 내표면(5)의 전체면에 균일하게 시공되어 있으면, 관 내표면(5)의 전체면에 균일하게 Cr량이 많아, 두께가 얇은 스케일이 생성된다. 그러나, 숏 가공이 불균일 또는 부분적이었던 경우에는, 부분적으로 Fe를 많이 포함하는 두꺼운 스케일이 생성되므로, 스케일 성장을 완전하게는 억제할 수 없게 된다. 그리고, Cr 산화물도 Fe 산화물도 모두 금속이 증기와 산화하여 생성되는 수증기 산화 스케일이다. On the other hand, shot processing has an effect of speeding up the diffusion rate of metals (Fe, Cr) in the metal, and in SUS steel of 18 (16) Cr or more, the diffusion rate of Cr is relatively faster than Fe. Therefore, when shot processing is performed, a scale with a large amount of Cr in the scale is initially generated as compared with the case of no shot processing, the scale growth rate is remarkably lowered, and growth of the scale is significantly suppressed. Therefore, when shot processing is uniformly constructed on the whole surface of the
따라서, 강관(1)에 대한 숏 가공 후의 관 내표면(5)의 산술 평균 거칠기를 측정함으로써, 수증기 산화 스케일(6)의 생성을 억제하기 위한 숏 가공이 확실하게 시공되어 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 관 내표면(5)의 거칠기에 산술 평균 거칠기(Ra)를 사용하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 최대 높이(Rz)나 평균 평방근 높이(Rq) 등의 다른 거칠기 파라미터를 사용해도 된다. 이들 거칠기 파라미터를 사용하는 것의 타당성은, 깊이 50㎛ 위치에서의 경도를 측정함으로써 확인하였다. 이 때, 각 파라미터에 의한 기준값을 미리 구하여 두고, 이 기준값을 임계값으로서 판정한다. Therefore, by measuring the arithmetic mean roughness of the
이와 같이, 숏 가공 후의 관 내표면(5)의 산술 평균 거칠기가 2㎛ 이하이면, (Cr, Fe)3O4로 이루어지는 내층(6a)의 두께를 10㎛ 이하로 할 수 있다. 이것은 숏 가공 후의 관 내표면(5)의 산술 평균 거칠기가 2㎛ 이하이면, 내수 증기 산화성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)인 것을 의미한다. 이로써, 숏 가공 후의 관 내표면(5)의 산술 평균 거칠기가 2㎛ 이하이면, 이 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)은 보일러 장치(100)(도 8 참조)의 전열관으로서 사용 가능한 것을 알 수 있다. Thus, when the arithmetic average roughness of the inner surface of the short tube (5) after processing 2㎛ or less, (Cr, Fe) can be the thickness of the inner layer (6a) composed of a 3 O 4 to 10㎛ below. This means that if the arithmetic mean roughness of the
[실시예 2][Example 2]
실시예 2는 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 경도를 파라미터로 한 예이다. Example 2 is an example in which the hardness of the
실시예 1에서는 강관(1)의 관 내표면(5)의 표면 거칠기를 파라미터로 하여 내수 증기 산화성을 판정하고 있지만, 표면의 경도를 파라미터로 하여 내수 증기 산화성을 평가하고, 판정할 수도 있다. In Example 1, the water vapor oxidation resistance is determined by using the surface roughness of the
도 4는 숏 가공 후의 18% Cr로 이루어지는 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면 경도와 숏 가공 없음의 경도를 비교한 결과를 나타낸 도면이다. 도 4는, 가로축에 관 내표면(5)으로부터의 위치(깊이: 미크론)를, 세로축에 경도(Hv: 비커스 경도)를 취한 것이다. 동 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 숏 가공에 의한 경도 증가는, 관 내표면(0㎛)에서 최대(약 380Hv)로 되고, 관 내부 방향으로의 위치(깊이)에서 서서히 저하된다. 따라서, 관 내표면의 경도는, 관 내부와 같이 측정 위치에 의한 영향을 받지 않으므로 안정된 측정 결과가 얻어진다. Fig. 4 is a diagram showing the result of comparing the hardness of the inner surface of the austenitic
본 실시예에서는, 숏 가공 후의 관 내표면(5)의 비커스 경도가 350Hv 이상이면, 내수 증기 산화성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스 강관인 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는, 관 내표면(5)의 경도를 직접 측정하기 위하여, 관 단면(斷面)으로부터의 관 내부의 측정에 비해 측정이 용이하고, 또한 정밀도도 높다In the present embodiment, when the Vickers hardness of the tube
숏 가공 후의 강관(1)의 표면 경도를 평가하는 경우, 상기한 바와 같이 관 내표면에 대하여 경도를 계측하고, 평가하는 것도 가능하지만, 도 4의 측정 결과를 보면, 숏 가공 후의 18% Cr로 이루어지는 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 경도는, 가공 후 최외면(B0)에서 최대로 되고, 가공 후 최외면(B0)으로부터 약 200㎛의 깊이 위치까지 관측할 수 있다. 그러므로, 가공 후 최외면(B0)인 0㎛의 위치로부터 깊이 약 200㎛의 위치의 범위 내에서 경도를 측정하면, 숏 가공의 영향을 평가할 수 있다. 그러나, 중요한 것은 관 내표면(5) 근방에서의 경도이다. When evaluating the surface hardness of the
관 내표면(5) 근방의 경도를 측정하는 경우, 가공 후 최외면(B0)으로부터의 거리가 커지면, 경도의 값의 불균일도 커지고, 가공 후 최외면(B0)에 극히 가까운 표면의 경도를 보증할 수 없는 경우도 있으므로, 가능한 한 관 내표면 근방에서의 경도로 평가하는 쪽이 바람직하다. In the case of measuring the hardness in the vicinity of the inner surface of the
비커스(Vickers) 시험법을 이용하여 강관(1)의 내면 경도를 측정하는 경우, 강관(1)을 축 방향에 수직인 면에서 커팅 앤 슬라이싱(cutting and slicing)하고, 이 커팅 앤 슬라이싱 형상의 강관(1)의 관 내표면(5)의 경도를 관 내표면(5)으로부터 관 외표면을 향해 측정할 때, 관 내표면(5)에 극히 가까운 표면 근방에서는 다이아몬드형의 압자(예를 들면, 압자 형상은 사각뿔체이며, 각도 136°, 대각선 길이 0∼수㎛)가 측정 부위로부터 어긋나 버려 정확한 압흔(壓痕)을 형성하는 것이 어렵기 때문에, 가공 후 최외면(B0)으로부터 최저한 깊이 50㎛의 위치가 경도 측정의 적절한 위치이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에서는, 가공 후 최외면(B0)으로부터 깊이 50㎛의 깊이의 위치에서의 경도가 300Hv 이상이면, 내수 증기 산화성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스 강관인 것으로 판정할 수 있다. When measuring the internal hardness of the
이로부터, 가공 후 최외면(B0) 또는 가공 후 최외면(B0)으로부터 50㎛의 사이에서 경도를 측정하고, 가공 후 최외면(B0)으로부터의 거리(깊이)에 따른 경도를 미리 설정하여 두면, 측정한 강관(1)의 가공 후 최외면(B0)으로부터의 깊이 위치와 그 위치에서 측정한 경도로부터 내수 증기 산화성이 우수한지의 여부를 판정할 수 있다. 이로써, 내수 증기 산화성이 우수한 것으로 판정된 경우에는, 이 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)은 보일러 장치(100)의 전열관에 사용 가능하다는 것을 알 수 있다. From this, when hardness is measured between 50 micrometers from the outermost surface B0 after a process or the outermost surface B0 after a process, the hardness according to the distance (depth) from the outermost surface B0 after a process will be set previously. From the depth position from the outermost surface B0 after processing of the measured
[실시예 3][Example 3]
실시예 3은 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 숏 가공층의 깊이를 파라미터로 한 예이다. Example 3 is an example in which the depth of the shot process layer of the
오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 숏 가공층의 깊이는, 강관(1)의 마이크로 조직으로부터 측정할 수 있다. 도 5는 숏 가공 후의 18% Cr로 이루어지는 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 단면 마이크로 조직을 나타내는 현미경 사진이다. 이 사진은, 숏 가공층(4)을 명료하게 하기 위하여, 숏 가공 후의 강관(1)을 650℃에서 1시간 열처리 후, 모재(B)로서 수지(J)에 매립하고 넣어, 경면 연마한 후, 크롬산 용액 중에서 전해 에칭 처리하여 촬영한 것이다. 배율을 명시하기 위해 50㎛의 스케일도 나타내고 있다. 이 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이 강관(1)의 모재(B)의 숏 가공 후의 가장 외측의 위치가 가공 후 최외면(B0)으로 된다. The depth of the shot processing layer of the
관 내표면(5)에는, 숏 가공에 의한 소성(塑性) 변형에 의해 생긴 다수의 슬립 라인(7)(후술하는 도 6을 참조)이 검게 관측된다. 이 슬립 라인(7)이 보여지는 층을 숏 가공층(4)이라고 한다. 이 숏 가공층(4)은, 숏 가공이 확실하게 시공되어 있는 경우에는, 균일하고 또한 깊어진다. 도 7은 깊이 50㎛의 슬립 라인의 개수(개/10㎛), 가공 후 최외면(B0)으로부터의 깊이 50㎛ 위치에서의 경도(Hv), 평가(깊이 50㎛ 위치에서의 경도 Hv300 이상)의 관계를 나타낸 실험 데이터이다. 동 도면으로부터 가공 후 최외면(B0)으로부터의 숏 가공층 깊이가 50㎛ 이상이면, 비커스 경도가 300 이상으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 그래서, 본 실시예에서는, 가공 후 최외면(B0)으로부터의 숏 가공층 깊이가 50㎛ 이상이면, 내수 증기 산화성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스 강관인 것으로 판정할 수 있다. 이로써, 가공 후 최외면(B0)으로부터의 숏 가공층 깊이가 50㎛ 이상이면, 이 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)은 보일러 장치(100)의 전열관의 사용에 바람직한 것을 알 수 있다. On the
[실시예 4]Example 4
실시예 4는 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 숏 가공층 내의 슬립 라인의 밀도를 파라미터로 한 예이다. 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 슬립 라인은, 실시예 3과 마찬가지로 강관(1)의 마이크로 조직으로부터 측정할 수 있다. Example 4 is an example which made the density of the slip line in the shot process layer of the
도 6은 가공 후 최외면(B0)으로부터 깊이 50㎛ 위치에서의 숏 가공 후의 18% Cr로 이루어지는 오스테나이트계 스테인레스 강관의 단면 마이크로 조직을 나타내는 현미경 사진이다. 이 사진은, 도 5와 마찬가지의 처리 방법으로 처리하고, 촬영한 것이다. 배율을 명시하기 위해 25㎛의 스케일도 나타내고 있다. 이 사진으로부터 결정입자 중에, 숏 가공에 의한 소성 변형에 의해 생긴 슬립 라인이 관측된다. 사진에서는 콘트라스트를 이해하기 어렵기 때문에, 도 6에서는, 결정입계(結晶粒界)(61)와 슬립 라인(71)의 상태를 사진으로부터 인출하여 선도(線圖)로 도시하고 있다. 여기서는, 1개의 결정입계(61)에 보여지는 슬립 라인(71)의 밀도(개수)를 측정한다. 도 6에서는, 4개/10㎛으로 되어 있다. FIG. 6 is a micrograph showing a cross-sectional microstructure of an austenitic stainless steel pipe made of 18% Cr after shot processing at a depth of 50 µm from the outermost surface B0 after processing. This photograph is processed and photographed by the same processing method as in FIG. 5. The scale of 25 micrometers is also shown in order to specify magnification. From this photograph, the slip line produced by the plastic deformation by shot processing in the crystal grains is observed. Since the contrast is difficult to understand in the photograph, the state of the grain boundary 61 and the slip line 71 is drawn out from the photograph in a diagram in FIG. 6. Here, the density (number) of the slip lines 71 shown at one grain boundary 61 is measured. In FIG. 6, it is four / 10 micrometers.
그래서, 도 7에 있어서, 슬립 라인(71)의 개수(10㎛ 길이당)와 경도와의 관계를 참조하면, 깊이 50㎛ 위치에서의 슬립 라인(71)의 개수가 3개 이하에서는, 경도가 300Hv 미만이며, 4개 이상에서는, 300Hv 이상이다. 따라서, 본 실시예에서는, 가공 후 최외면(B0)으로부터 깊이가 50㎛ 위치에서의 슬립 라인(71)의 개수가 10㎛ 길이당 4개 이상이면, 이 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)은, 내수 증기 산화성이 우수한 것으로 판정할 수 있다. 즉, 가공 후 최외면(B0)으로부터 깊이가 50㎛ 위치에서의 슬립 라인(71)의 개수가 10㎛ 길이당 4개 이상이면, 이 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)은 보일러 장치(100)의 전열관의 사용에 바람직한 것을 알 수 있다. Therefore, in Fig. 7, referring to the relationship between the number of slip lines 71 (per 10 m length) and the hardness, when the number of slip lines 71 at a depth of 50 m is 3 or less, the hardness is It is less than 300 Hv, and in four or more, it is 300 Hv or more. Therefore, in the present embodiment, if the number of slip lines 71 at a depth of 50 µm from the outermost surface B0 after processing is 4 or more per 10 µm length, the austenitic
[실시예 5][Example 5]
도 8은 화력 발전용의 보일러 장치를 나타낸 도면으로서, 실시예 1 내지 4에서 설명한 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)을 보일러 장치의 전열관으로서 사용한 예이다. 도 8에 있어서, 화력 발전용의 보일러 장치(100)는, 보일러 본체(101), 버너(102), 연도(煙道)(103), 과열기(104) 및 재열기(105)로 기본적으로 구성되어 있다. 버너(102)는 보일러 본체(101)의 하부측에 다수 설치되고, 버너(102)의 연소에 의해 생성되는 연소 가스가 유통하는 연도(103) 내에 과열기(104) 및 재열기(105) 등의 각종 열교환기가 설치되어 있다. 이들 과열기(104) 및 재열기(105) 등의 열교환기는, 여러 개의 전열관을 소정의 피치로 수직 방향으로 배치한 전열 패널의 조합에 의해 구성되어 있다. 그리고, 실시예 1 내지 4에서, 내수 증기 산화성이 우수한 것으로 판정된 오스테나이트계 스테인레스 강관이, 상기 전열관으로서 사용된다. FIG. 8 is a view showing a boiler device for thermal power generation, and is an example in which the austenitic
이와 같이 내수 증기 산화성이 우수한 것으로 판정된 오스테나이트계 스테인레스 강관을 과열기(104) 및 재열기(105)의 전열관으로서 사용하면, 전열관이 구부러진 부분에서 폐색되지 않고, 또한 증기 터빈 날개 부식이 생기지도 않는다. 이로써, 보일러 운전의 신뢰성과 장수명화를 도모할 수 있다. Thus, when the austenitic stainless steel pipe determined to be excellent in water vapor oxidation resistance is used as the heat transfer tubes of the
그리고, 본 실시형태에 있어서, 관 내표면(5)은 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이 숏 가공 후의 요철을 허용한 강관(1)의 내면에 상당하고, 가공 후 최외면(B0)은 모재(B)의 경도를 평가할 때의 깊이 위치의 기준이 되는 숏 가공 후의 요철의 최외면(의 위치)에 상당한다. 즉, 가공 후 최외면(B0)은 깊이를 규정할 때의 기준 위치이다. 또한, 도 2 및 도 7에 있어서 「관 내표면으로부터의 깊이」라고 하는 것은, 「가공 후 최외면으로부터의 깊이」의 의미이다. In addition, in this embodiment, the
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, As described above, according to the present embodiment,
1) 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 거칠기, 경도, 숏 가공층(4)의 깊이 및 숏 가공층(4) 내의 슬립 라인의 밀도를 파라미터로 하여 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 가공 후 최외면(B0)으로부터의 소정 깊이의 경도를 간접적 또는 직접적으로 평가함으로써, 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 확보하고 있는지의 여부를 용이하게 판정할 수 있다. 1) The austenitic stainless steel pipes have parameters of austenitic
2) 또한, 내수 증기 산화성의 우열을 용이하게 판정할 수 있으므로, 그 판정을 만족시키는 가공을 행하면, 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 확보한 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)을 제공할 수 있다. 2) In addition, since the superior and poor heat resistance of the water vapor oxidizing property can be easily determined, the austenitic
3) 또는 상기 판정을 만족시키는 특성을 가지고 있으면, 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 확보한 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)으로서 사용할 수 있다. 3) Or if it has the characteristic which satisfy | fills the said determination, it can be used as an austenitic
4) 상기 판정을 만족시키는 특성을 가지는 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)을 보일러 장치(100)의 과열기(104) 및 재열기(105)의 전열관으로서 사용함으로써, 보일러 장치(100)의 전열관의 내수 증기 산화성 확보하는 것이 가능해져, 보일러 운전의 신뢰성과 장수명화를 도모할 수 있다. 4) By using the austenitic
5) 특히, 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 산술 평균 거칠기(Ra)가 2㎛ 이하이면, 전열관으로서 필요한 내수 증기 산화성을 구비한 강관으로 할 수 있다. 5) In particular, if the arithmetic mean roughness Ra of the
6) 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 관 내표면(5)의 산술 평균 거칠기(Ra)가 2㎛ 이하이면, 경도 및 슬립 라인의 밀도도 만족시킴으로써, 표면 거칠기의 측정만으로 오스테나이트계 스테인레스 강관(1)의 전열관으로서 사용의 여부를 양호한 정밀도로 평가할 수 있다. 6) If the arithmetic mean roughness Ra of the
등의 효과를 가진다. Has the same effect.
그리고, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 변형이 가능하며, 특허 청구의 범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 기술적 사항의 모두가 본 발명의 대상이 된다. 상기 실시예는, 바람직한 예를 나타낸 것이지만, 당업자라면, 본 명세서에 개시된 내용으로부터, 각종 대체예, 수정예, 변형예 또는 개량예를 실현할 수 있고, 이들은 첨부한 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 범위에 포함된다. In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention, and all the technical matters contained in the technical idea described in the claim are object of this invention. do. Although the said embodiment showed the preferable example, those skilled in the art can implement | achieve various alternative, modification, modification, or improvement from the content disclosed in this specification, and these are in the technical scope as described in the attached claim. Included.
1: 오스테나이트계 스테인레스 강관
2: 숏 노즐
3: 숏 입자
4: 숏 가공층
5: 관 내표면
6: 수증기 산화 스케일층
7, 71: 슬립 라인
100: 보일러 장치
B0: 가공 후 최외면1: austenitic stainless steel pipe
2: shot nozzle
3: shot particles
4: shot processing layer
5: inner surface of pipe
6: water vapor oxidation scale layer
7, 71: slip line
100: boiler device
B0: outermost surface after machining
Claims (8)
상기 오스테나이트계 스테인레스 강관의 숏 가공(shot processing) 후의 관 내표면이 산술 평균 거칠기(Ra)로 2㎛ 이하, 또는
상기 오스테나이트계 스테인레스 강관의 숏 가공 후의 가공 후 최외면(最外面)으로부터 미리 설정된 깊이까지의 경도가 300Hv 이상
중 어느 하나인, 오스테나이트계 스테인레스 강관. Austenitic stainless steel pipe for heat transfer pipe,
The inner surface of the tube after shot processing of the austenitic stainless steel pipe is 2 µm or less in terms of arithmetic mean roughness Ra, or
The hardness from the outermost surface to the predetermined depth after processing after shot processing of the austenitic stainless steel pipe is 300 Hv or more.
One of the austenitic stainless steel pipe.
상기 미리 설정된 깊이가 가공 후 최외면으로부터 0㎛ 내지 50㎛의 사이인, 오스테나이트계 스테인레스 강관. The method of claim 1,
Austenitic stainless steel pipe, wherein the predetermined depth is between 0 μm and 50 μm from the outermost surface after processing.
상기 미리 설정된 깊이가 관 내표면이며, 상기 관 내표면의 경도가 350Hv 이상인, 오스테나이트계 스테인레스 강관. The method of claim 1,
An austenitic stainless steel pipe, wherein the predetermined depth is an inner surface of the tube and the hardness of the inner surface of the tube is 350 Hv or more.
상기 미리 설정된 깊이가 가공 후 최외면으로부터의 숏 가공층의 깊이이며, 상기 숏 가공층의 깊이가 50㎛ 이상인, 오스테나이트계 스테인레스 강관. The method of claim 1,
And said predetermined depth is the depth of the shot working layer from the outermost surface after processing, and the depth of the shot working layer is 50 micrometers or more.
상기 미리 설정된 깊이가 가공 후 최외면으로부터 50㎛이며, 상기 깊이 위치에서의 슬립 라인(slip line)의 개수가 10㎛ 길이당 4개 이상인, 오스테나이트계 스테인레스 강관. The method of claim 1,
And said predetermined depth is 50 [mu] m from the outermost surface after processing, and the number of slip lines at the depth position is 4 or more per 10 [mu] m length.
상기 전열관으로서 사용했을 때 상기 오스테나이트계 스테인레스 강관의 강관 내면에 생성되는 수증기 산화 스케일층(scale layer) 중 (Cr, Fe)3O4로 이루어지는 내층(6a)의 두께가 10㎛ 이하인, 오스테나이트계 스테인레스 강관. The method according to any one of claims 1 to 5,
Or less, when used as the heat transfer tubes the thickness of the inner layer (6a) composed of a (Cr, Fe) 3 O 4 wherein the austenitic steam oxidation scale layer is generated on the steel pipe inner surface of the stainless steel pipe (scale layer) 10㎛, austenite Based stainless steel pipe.
상기 오스테나이트계 스테인레스 강관에 관 내표면을 숏 가공하고, 숏 가공된 상기 관 내표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 2㎛ 이하가 되도록 하는, 오스테나이트계 스테인레스 강관의 관 내표면 가공 방법.As the inner surface processing method of austenitic stainless steel pipe,
A method of processing the inner surface of an austenitic stainless steel pipe by shot processing an inner surface of the austenitic stainless steel pipe so that the arithmetic mean roughness Ra of the shot inner surface of the tube is 2 µm or less.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2011-070602 | 2011-03-28 | ||
JP2011070602A JP2012201975A (en) | 2011-03-28 | 2011-03-28 | Austenitic stainless steel pipe having water vapor oxidation resistance, and method for producing the same |
PCT/JP2012/056725 WO2012132938A1 (en) | 2011-03-28 | 2012-03-15 | Austenitic stainless steel pipe, boiler device, and method for processing inner surface of pipe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130135353A true KR20130135353A (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=46930672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020137027192A KR20130135353A (en) | 2011-03-28 | 2012-03-15 | Austenitic stainless steel pipe, boiler device, and method for processing inner surface of pipe |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012201975A (en) |
KR (1) | KR20130135353A (en) |
CN (1) | CN103547688A (en) |
TW (1) | TW201304910A (en) |
WO (1) | WO2012132938A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6862215B2 (en) * | 2017-02-22 | 2021-04-21 | 三菱パワー株式会社 | Manufacturing method of heat transfer tube and heat transfer tube and boiler equipped with this |
FI127909B (en) * | 2017-11-06 | 2019-05-15 | Wasenco Oy | Container for recovery of waste water heat energy |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5839733A (en) * | 1981-09-04 | 1983-03-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Enhancing method for resistance of austenite stainless steel pipe to oxidation due to steam at high temperature |
JPS6354598A (en) * | 1986-08-22 | 1988-03-08 | Babcock Hitachi Kk | Treatment of body of stainless steel pipes for boiler already installed |
JP4492805B2 (en) * | 2004-09-15 | 2010-06-30 | 住友金属工業株式会社 | Steel pipe with excellent scale peeling resistance on the inner surface of the pipe |
US8034198B2 (en) * | 2006-08-23 | 2011-10-11 | Nkk Tubes | Austenitic stainless steel tube for boiler with excellent resistance to high temperature steam oxidation |
JP2009068079A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Steel tube with excellent steam oxidation resistance |
-
2011
- 2011-03-28 JP JP2011070602A patent/JP2012201975A/en active Pending
-
2012
- 2012-03-03 TW TW101107156A patent/TW201304910A/en unknown
- 2012-03-15 KR KR1020137027192A patent/KR20130135353A/en not_active Application Discontinuation
- 2012-03-15 CN CN201280015707.9A patent/CN103547688A/en active Pending
- 2012-03-15 WO PCT/JP2012/056725 patent/WO2012132938A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201304910A (en) | 2013-02-01 |
WO2012132938A1 (en) | 2012-10-04 |
CN103547688A (en) | 2014-01-29 |
JP2012201975A (en) | 2012-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bunker | The effects of manufacturing tolerances on gas turbine cooling | |
CN102510909B (en) | Austenitic stainless steel | |
JP4630745B2 (en) | Calculation method of flow accelerated corrosion thinning rate and remaining life diagnosis method | |
CN100560768C (en) | Martensitic stainless steel pipe and manufacture method thereof | |
KR20130135353A (en) | Austenitic stainless steel pipe, boiler device, and method for processing inner surface of pipe | |
JP2011064381A (en) | Method of estimating metal temperature of boiler heat transfer pipe and method of estimating lifetime | |
WO2018092259A1 (en) | Method for estimating operating temperature of cu (copper)-containing austenitic heat-resistant steel, method for estimating creep damage life of cu-containing austenitic heat-resistant steel, method for estimating operating temperature of heat-conductive tube made of cu-containing austenitic heat-resistant steel, and method for estimating creep damage life of heat-conductive tube made of cu-containing austenitic heat-resistant steel | |
JP2003106947A (en) | Method for evaluating creep remaining service life | |
JP2009036670A (en) | Working temperature estimating method of austenitic steel | |
JP4688096B2 (en) | Thermal history estimation method for heat-resistant members | |
Hilson et al. | Spatial variation of residual stresses in a welded pipe for high temperature applications | |
JP2014142304A (en) | Life evaluation method for austenite stainless steel | |
JP2012137242A (en) | Temperature estimation method and life determination method of high-temperature member | |
Hur et al. | Root causes of intergranular attack in an operating nuclear steam generator tube | |
Kowalski et al. | Influence of process of straightening ship hull structure made of 316L stainless steel on corrosion resistance and mechanical properties | |
CN111919104A (en) | Method for evaluating remaining life of piping | |
Park et al. | Mechanical properties and sensitization on clad steel welding design | |
JP4522828B2 (en) | Remaining life diagnosis method for Cr-Mo heat resistant steel | |
Gwoździk | Evaluation of high-temperature corrosion on 13CrMo4-5 steel operated in the power industry | |
Shutko et al. | Corrosion behavior of tube steel for BREST-OD-300 steam generator | |
Katsuyama et al. | Crack growth analyses of SCC under various residual stress distributions near the piping butt-welding | |
Sinnott et al. | Carbon-molybdenum steel steam pipe after 100,000 hours of service | |
Karzina et al. | Analysis of Causes of Corrosion Damage to Internal Surface of Stainless Steel Heat Exchanger Tubes | |
Arifin et al. | Failure Analysis of 304 Stainless Steel Tubes of Intercooler Carbon Dioxide Compressor. | |
CN114705820A (en) | Detection method and evaluation method for residual life of anticorrosive alloy coating on heating surface of waste incineration boiler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |