TWI746840B - 高溫環境下所使用之管體及形成金屬氧化物層於管體的內表面之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種在高溫環境下所使用之管體及於管體的內表面以高面積率安定形成金屬氧化物層之方法。 　　關於本發明之在高溫環境下所使用的管體係以質量%，由含有Cr：15%以上，以及，Ni：18%以上的耐熱合金所構成，內表面係三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)為1.5≦Sa≦5.0，且，表面高度分布之偏離度(Ssk)為|Ssk|≦0.30。前述耐熱合金係以質量%，可含有Al：2.0%以上。前述內表面係三維表面粗糙度之表面高度分布之尖度(Sku)為可設為Sku≧2.5。

Description

高溫環境下所使用之管體及形成金屬氧化物層於管體的內表面之方法

本發明係關於高溫環境下所使用之管體及於管體的內表面形成將金屬氧化物設為主體的金屬氧化物層之方法。

乙烯或丙烯等之烯烴係使烴氣體(石腦油、天然氣、乙烷等)之原料流體流通於由外部加熱的反應管，藉由加熱原料流體至反應溫度區域而熱分解而產生。

反應管係曝露於高溫環境，又，因為容易受到藉由流通的氣體所致的氧化、滲碳、氮化等之影響，所以要求對於此等的優異的耐性。因此，開發與流通的氣體接觸的管內面形成由金屬氧化物所構成的層，此金屬氧化物層成為障蔽，在高溫環境保護管內面的反應管。

然而，若形成於管內面的金屬氧化物為Cr氧化物，則因為緻密性低，欠缺密著性，所以依使用條件係無法謀求管內面之充分的保護機能。因此，在專利文獻1係提案有將Al氧化物設為主體作為金屬氧化物的氧化鋁障壁層為形成於內面的反應管。

以於管內面形成氧化鋁障壁層，在高溫環境下之使用，可實現優異的耐氧化性、耐滲碳性、耐氮化性等。

將Al氧化物合適地形成於管內面，因為抑制Cr氧化物之形成，所以在專利文獻1係於管內面施加表面加工。具體而言係藉由管內面之表面加工，以該表面粗糙度(Ra)成為0.5μm～2.5μm之方式進行調整。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] WO2010/113830號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，即使將管內面之二維表面粗糙度(Ra)調整至所期望範圍，有安定而無法形成Al氧化物之情事，有金屬氧化物層(氧化鋁障壁層)之面積率為散亂之情事。

因此，觀察二維表面粗糙度(Ra)在所期望範圍，同時氧化鋁障壁層之面積率為散亂的管之內面，在表面加工時，管內面被研削材料扯掉而成為部分地突起或凹陷的所謂缺損產生。然後，可了解於缺損部分係未優秀地形成Al氧化物。可得到一種為原因的知識見識，其為Al氧化物係藉由熱處理，因管內部之Al移動至內面側而被氧化而形成，但在此缺損部分係阻礙Al之移動，無法充分地供給Al，無法擴散，又，即使作為於缺損部分供給Al，缺損部分亦凹凸大，因為該比表面積大所以消耗的Al多，結果上難以形成均勻的氧化鋁障壁層。

本發明之目的係提供一種在高溫環境下所使用之管體及於管體的內表面以高的面積率安定形成金屬氧化物層之方法。 [用以解決課題之手段]

關於本發明的管體係， 　　在高溫環境下所使用的管體，其特徵為： 　　以質量%，由含有Cr：15%以上，以及，Ni：18%以上的耐熱合金構成， 　　內表面係三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)為1.5≦Sa≦5.0，且，表面高度分布之偏離度(Ssk)為|Ssk|≦0.30。

前述耐熱合金係以質量%，可含有Al：2.0%以上。

前述內表面係三維表面粗糙度之表面高度分布之尖度(Sku)為可設為Sku≧2.5。

於前述內表面係藉由堆焊而形成突起， 　　前述突起係以質量%，含有Al：2.0%以上， 　　前述突起之三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)為1.5≦Sa≦5.0，且，表面高度分布之偏離度(Ssk)為|Ssk|≦0.30。

於前述內表面形成將金屬氧化物設為主體的金屬氧化物層為佳。

前述金屬氧化物層係將Al氧化物設為主體的氧化鋁障壁層為佳。

上述管體係可設為烯烴製造用反應管。

於本發明之管體之內表面形成包含Al氧化物的氧化鋁障壁層的方法係具有 　　表面加工步驟，其係於上述管體之前述內表面施加表面加工，將前述內表面，設為三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)為1.5≦Sa≦5.0，且，表面高度分布之偏離度(Ssk)為|Ssk|≦0.30， 　　熱處理步驟，其係將已施加前述表面加工的前述管體進行熱處理，於前述管體之內表面形成包含Al氧化物的氧化鋁障壁層。

於前述表面加工步驟之前，可具有堆焊步驟，該堆焊步驟係於前述管體之內表面堆焊以質量%含有Al：2.0%以上的堆焊粉末而形成突起。

前述表面加工步驟係可設為噴砂處理。 [發明之效果]

藉由本發明，則以將管體之內表面之Sa、Ssk調整至上述範圍，可抑制管體之內表面之缺損產生。藉由此，因為可在熱處理之時由管體之內部朝向內表面而使構成金屬氧化物的金屬元素(例如Al)大致上均等地移動，所以可合適地形成金屬氧化物層。

又，關於已堆焊突起於內表面的管體，於突起係有於表面形成凹坑而圓滑性差之情事，但以該突起亦設為上述範圍之Sa、Ssk，可同樣地使構成金屬氧化物的金屬元素由突起內部移動至突起表面，可合適地形成金屬氧化物層。

如藉由本發明之管體，則以於管體之內表面如氧化鋁障壁層之金屬氧化物層，以及，於突起之表面形成氧化鋁障壁層，例如使用於烴氣體之熱分解時，因為可抑制焦炭之附著，所以可防止傳熱效率之降低或壓力損失，亦可防止藉由除焦(decoking)所致的作業效率之低下。

以下，關於本發明之實施形態而詳細地說明。尚，只要無特別明確記載，「%」係意味著質量%。

本發明之管體係例如如第1圖所示之方式形成為管狀(管本體12)，作為乙烯製造用熱分解管或烯烴系烴氣體或苯乙烯單體等之熱分解用分解管等使用於烴製造用之加熱爐。

管體係由含有Cr：15%以上，以及，Ni：18%以上的耐熱合金構成。最佳係含有Al：2.0%～4.0%。限定成分理由係依照以下所述。

Cr：15%以上 　　Cr係因為有助於高溫強度及耐氧化性之提昇之目的，所以含有15%以上。但是，若含量變得過多則氧化鉻(Cr₂ O₃ 等)優先形成，在使Al含有時阻礙氧化鋁障壁層之形成，所以上限係設為40%為佳。又，Cr之含量係20%~35%為較佳。

Ni：18%以上 　　Ni係確保耐滲碳性、耐氧化性及金屬組織之安定性所必要的元素。又，Ni係因為有提昇氧化鋁障壁層之再生能力的功能，所以使其含有18%以上。另一方面，即使使其含有超過60%，因為藉由增量所致的效果亦飽和，所以上限係設為60%為佳。尚，Ni之含量係30%~45%為較佳。

Al：2.0%～4.0% 　　Al係形成氧化鋁障壁層的Al氧化物之材料。為了發揮氧化鋁障壁層之安定形成能力或再生能力，所以Al係含有2.0%以上為佳。另一方面，若Al之含量為超過4.0%，則因為此等能力係飽和，所以上限係設為4.0%。尚，Al之含量係3.0%~4.0%為較佳。

尚，作為上述管體之具體的構成元素，可例示C：0.40%～0.60%、Si：超過0%而為1.0%以下、Mn：超過0%而為1.0%以下、Cr：15%～40%、Ni：18%～60%、W：0.5%～2.0%、Nb：超過0%而為0.50%以下、Al：2.0%～4.0%、稀土類元素：0.05%～0.15%、Ti：0.05～0.20%、剩餘部分由Fe及不可避免的雜質所構成的材料。尚，作為不可避免的雜質，可例示P、S，此等係在合計量將0.06%設為上限。

於管體之內表面係可以堆焊含有Al：2.0%以上的堆焊粉末而形成突起。Al係形成氧化鋁障壁層的Al氧化物之必需材料，為了發揮氧化鋁障壁層之安定形成能力或再生能力所以使突起含有2.0%以上。

例如，於管本體12係如第1圖所示，可於該內面形成突起14作為攪拌構件。突起14係可將後述的堆焊用粉末堆焊於管本體12之內面而形成。突起14係如第1(a)圖所示，可作為連續的螺旋狀之突起列而形成。突起列之數係可作為1或複數條。又，第1(b)圖及第1(c)圖係於突起14與突起14之間設置狹縫16的形狀。狹縫16係可以相鄰的突起列相互間平行地設置於管軸方向，亦可將相鄰的突起列相互間之狹縫16偏移於管本體12之周面方向而形成。突起14係不限定於螺旋狀之突起列，亦可形成於垂直於管軸的方向。

以於管本體12之內面形成突起14，流通於管本體12之內部的烴氣體係翻越突起14時在突起14之周緣旋轉而產生渦流且被攪拌，可進行與管本體12之熱交換，可儘可能地提昇反應管10之熱分解效率。

突起14係可以藉由PPW(Plasma Powder Welding(電漿粉末焊接))或粉體電漿焊接(PTA(Plasma Transferred Arc 電漿移轉式電弧)焊接)等之堆焊法，把將下述組成之堆焊用粉末形成在管本體12之內面，作為堆焊珠。

作為堆焊粉末之最佳構成元素，可例示C：0.2%～0.6%、Si：超過0%而為1.0%、Mn：超過0%而為0.6%以下、Cr：25%～35%、Ni：35%～50%、Nb：0.5%～2.0%、Al：3.0%～6.0%、Y：0.005%～0.05%、剩餘部分由Fe及不可避免的雜質所構成的材料。而且，以使用此堆焊用粉末，突起13係被同成分形成。尚，作為不可避免的雜質，可例示P、S，此等係在合計量將0.01%設為上限。

上述突起之限定成分理由係依照以下所述。

C：0.2%～0.6% 　　C係有提昇高溫潛變斷裂強度的作用。因此，至少含有0.2%。但是，若含量變得過多，則於突起中變得容易廣泛地形成Cr₇ C₃ 之一次碳化物，因為形成氧化鋁障壁層的Al之在母材內之移動被抑制，所以產生向鑄造體之表面部之Al之供給不足，產生氧化鋁障壁層之局部之斷裂，氧化鋁障壁層之連續性會受損。因此，上限係設為0.6%。尚，C之含量係0.3%～0.5%為較佳。

Si：超過0%而為1.0%以下 　　Si係作為去氧劑，又，為了提昇焊接時之材料之流動性而含有。然而，若含量變得過多則高溫潛變斷裂強度之降低或被氧化而導致緻密性低的氧化物層之形成，又，因為使焊接性降低所以上限係設為1.0%。尚，Si之含量係0.6%以下為較佳。

Mn：超過0%而為0.6%以下 　　Mn係作為熔液合金之去氧劑，又為了固定熔液中之S而含有，但若含量變得過多則形成MnCr₂ O₄ 之氧化物被膜，又，因為導致高溫潛變斷裂強度之降低，所以上限係設為0.6%。尚，Mn之含量係0.3%以下為較佳。

C：25%～35% 　　Cr係因為有助於高溫強度及耐氧化性之提昇之目的，所以含有25%以上。但是，若含量變得過多則形成氧化鉻(Cr₂ O₃ 等)，因為阻礙氧化鋁障壁層之形成，所以上限係設為35%。尚，Cr之含量係27%～33%為較佳。

Ni：35%～50% 　　Ni係確保耐滲碳性、耐氧化性及金屬組織之安定性所必要的元素。又，Ni係有提昇氧化鋁障壁層之再生能力的功能。又，若Ni之含量少，則Fe之含量相對地變多，結果因為於鑄造體之表面變得容易產生Cr-Fe-Mn氧化物，所以阻礙氧化鋁障壁層之產生。因此，設為至少含有35%以上。另一方面，即使含有超過50%，亦因為藉由增量所致的效果飽和，所以上限係設為50%。尚，Ni之含量係38%～47%為較佳。

Nb：0.5%～2.0% 　　Nb係抑制焊接破裂之產生，進而，因為可形成NbC而提昇潛變強度，所以使其含有0.5%以上。另一方面，Nb係因為使氧化鋁障壁層之耐剝離性降低所以上限係設為2.0%。尚，Nb之含量係1.0%～1.5%為較佳。

Al：3.0%～6.0% 　　Al係形成氧化鋁障壁層的Al氧化物之必需材料。為了發揮突起14之氧化鋁障壁層之安定形成能力或再生能力，所以Al係含有3.0%以上。另一方面，若Al之含量為超過6.0%，則此等能力係因為飽和，所以上限係設為6.0%。尚，Al之含量係超過3.0%而未達5.0%為較佳。

Y：0.005%～0.05% 　　Y係於堆焊之時，抑制焊接珠之蛇行，因為提昇焊接性所以添加0.005%以上。另一方面，若Y之含量為超過0.05%，則因為導致突起14之延韌性之降低，所以上限係設為0.05%。尚，Y之含量係0.01%～0.03%為較佳。

尚，Y係對於Al之含量而言，含有0.002倍以上為佳。亦即，Y/Al≧0.002。由此，將因Al之添加而被阻礙的焊接性之低下，可藉由Y而補償。尚，在更添加接下來表示的稀土類元素的情況係設為(Y+稀土類元素)/Al≧0.002為佳。

此外，於堆焊材料係可添加下述元素。

稀土類元素：0.01%～0.20% 　　稀土類元素係意味著週期表之由La至Lu的15種鑭系元素。稀土類元素係將La設為主體為合適，La為由前述稀土類元素之中占80%以上，期望為占90%以上為最佳。稀土類元素係因為有助於氧化鋁障壁層之安定形成能力，所以使其含有0.01%以上。另一方面，若稀土類元素之含量為超過0.20%，則此等能力係因為飽和，所以上限係設為0.20%。尚，稀土類元素之含量係超過0.01%而為0.10%以下為較佳。

由W：超過0%而為2.0%以下、Mo：超過0%而為1.0%以下、Ti及/或Zr以合計量：超過0%而為0.5%以下、以及，Hf：超過0%而為0.5%以下所構成的群中選擇1種以上之元素。 　　此等元素係具有提昇耐滲碳性的效果，為了改善高溫強度而添加。然而，過剩之添加係因為導致延韌性之低下等，所以含量係設為依上述所規定者。

本發明之管體係例如可用以下之要領製造。

管體係熔製上述成分組成之熔液，藉由離心力鑄造、靜置鑄造等而被鑄造為管狀。本發明係特別合適於藉由離心力鑄造而製作的管本體。因為以適用離心力鑄造，藉由以模具所致的冷卻之進行而於直徑方向上微細的金屬組織為具有配向性而成長，可得到形成金屬氧化物層的金屬元素(例如Al)為容易移動的合金組織。由此，在後述的熱處理，可得到薄的金屬氧化物層(例如氧化鋁障壁層)，同時形成即使在重複加熱之環境下亦具有優異的強度的氧化物被膜的管本體12。

＜機械加工＞ 　　將已得到的管本體12切斷為特定之尺寸，藉由曲直而矯正彎曲後，於內面施加粗加工，於端部進行用以焊接之坡口加工。

＜突起之堆焊＞ 　　接著，於管本體之內面藉由PPW或PTA焊接等，將上述組成之堆焊用粉末進行堆焊。於堆焊用合金粉末係因為在上述範圍含有Y，所以焊接珠之蛇行被抑制，具備良好的焊接性。由此，於管體之內表面形成突起。例如在管本體12係如第1圖所示，可於管本體12之內內面堆焊突起14而得到反應管10。尚，在沒有於管體之內表面形成突起的必要的情況係不需要此步驟。

＜表面加工步驟＞ 　　於管體之內表面、形成突起的情況係於管體之內表面及突起之表面(以下，組合此等而稱為「管體之表面」)施加表面加工。作為表面加工，可例示噴砂處理或搪磨處理。尚，在搪磨處理之情況，作為前處理，施加鑽孔處理及削片處理為佳。在形成突起的情況，鑽孔處理或削片處理係於突起形成前實施即可。

表面加工係管體之表面為以三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)成為1.5≦Sa≦5.0，且，表面高度分布之偏離度(Ssk)成為|Ssk|≦0.30之方式實施。Sa係設為2.5≦Sa≦4.0為佳。又，Ssk係設為|Ssk|≦0.20為佳。

將管體之表面以上述之方式加工，可抑制於管體之表面藉由表面加工所致的缺損之產生，又，於管體之表面可賦與藉由表面加工所致的殘留應力。藉由此，在接下來的熱處理，於高溫之再結晶時之表面正下方之結晶粒徑為微細化，於略均等形成金屬氧化物層的金屬元素(例如Al)為變得容易移動至表面，可將上述金屬元素在管體之表面稠化，可將包含金屬氧化物的金屬氧化物層以高的面積率形成於管體之表面。

關於Sa及Ssk，在Sa＞5.0或|Ssk|＞0.30之情況，於管體之表面係成為缺損存在。在缺損部分，形成金屬氧化物的金屬元素為不在表面稠化，金屬氧化物被形成於管體之內部，於表面無法優良地形成金屬氧化物，金屬氧化物層之面積率降低。又，即使形成金屬氧化物的金屬元素為移動至表面，缺損部分亦因為比表面積大，所以被供給的金屬元素分散，無法使該金屬元素稠化，被認為無法形成充分的金屬氧化物。

另一方面，在Sa＜1.5的情況，無法藉由表面加工而於管體之表面賦與充分的殘留應力，即使藉由熱處理，形成金屬氧化物的金屬元素亦難以於表面稠化，無法充分地形成金屬氧化物。因而，Sa係設為Sa≧1.5為合適，最佳係設為Sa≧2.5。

尚，管體之表面係將三維表面粗糙度之表面高度分布之尖度(Sku)設為Sku≧2.5為佳。Sku≧2.5之狀態係表面之高度分布為略尖的狀態，藉由設為Sku≧2.5，可確認缺損之頻率或密集度之大小。尚，設為Sku≧3.0為佳。

＜熱處理＞ 　　將管體之表面施加上述表面加工後，將管體在氧化性環境下(混合包含20體積%以上氧氣的氧化性氣體、蒸汽或CO₂ 的氧化性環境)進行熱處理，於管體之內表面(於已形成突起的情況係包含突起之表面)形成金屬氧化物層(例如氧化鋁障壁層)。尚，此熱處理係亦可作為獨立的步驟實施，且在加熱爐設置管體而使用時之高溫環境亦可實施。

藉由施加熱處理，管體之表面與氧接觸，使已擴散於基地表面的Al、Cr、Ni、Si、Fe氧化而形成金屬氧化物層。以在800℃以上之合適的溫度範圍進行1小時以上之熱處理，在管體之內表面(於已形成突起的情況係包含突起之表面)係在含有Al的情況，Al優先於Cr、Ni、Si、Fe而形成氧化物(Al₂ O₃ )，形成Al氧化物為主體之氧化鋁障壁層。

本發明之管體係藉由形成於內表面、於已形成突起的情況係突起之表面的金屬氧化物層，而在高溫環境下之使用，可長期持續地維持優異的耐氧化性、耐滲碳性、耐氮化性、耐蝕性。因而，將本發明之管體設為管本體12的反應管10之壽命可大幅地提昇，可儘可能地提高作業效率。本發明之管體係適於作為作業溫度為700℃～800℃左右之烯烴製造用反應管、作業溫度為500℃～600℃左右之苯乙烯單體製造用反應管。 [實施例]

藉由高頻感應熔解爐之大氣熔解而熔製本發明之組成之合金熔液，進行離心力鑄造，作成於表面施加粗加工的試驗材料(發明例1~發明例7、比較例1~比較例6)。於已得到的試驗材料之表面施加表1及表2所示的表面加工。

將表1中之表面加工之詳細表示於表2。關於表2中之各處理，對於試驗材料而實施的表面加工施加檢查。在任一之表面加工，均對試驗材料之表面施加藉由切削加工所致的「鑽孔(boring)」處理。其他處理之細節係依照以下所述。

「鏡面研磨」係使用微粉狀之研磨材料而施加拋光研磨的處理。「#1000砂紙」係使用1000號之砂紙而研磨表面的處理。「削片(skiving)」為切削加工之處理，「削片1」和「削片2」係在切片形狀和加工工具旋轉數之點上不同。「搪磨(honing)」係研削加工之處理。「噴砂」係作為研削材料而噴射平均粒徑60μm之氧化鋁的噴砂處理。「2切割+搪磨」係在施加了鑽孔處理及削片處理後，施加搪磨處理。

關於已施加表面加工的各試驗材料，於該表面之20mm×10mm之區域，使用one-shot 3D測定顯微鏡VR-3100(KEYENCE公司製)而測定表面粗糙度和輪廓。測定條件係對於約20mm×約7mm之面積，倍率80倍，以Super fine 模式和深度合成模式，設為兩側照明，利用自動影像連結而實施。

將已得到的試驗材料之三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)、表面高度分布之偏離度(Ssk)、以及，表面高度分布之尖度(sku)表示於表1。又，為了比較，將表面粗糙度(Ra)之測定結果合併於表1表示。

若參照表1，則發明例及比較例係除了比較例1至比較例3以外，均滿足1.5≦Sa≦5.0。比較例1及比較例2為Sa＜1.5，比較例3為Sa＞5.0。

又，關於Ssk，全部之發明例及比較例1~3係滿足|Ssk|≦0.30，但比較例4~6係|Ssk|＞0.30。

Sku係任一試驗材料均滿足Sku≧2.5。

另一方面，二維表面粗糙度(Ra)係除了已施加削片1的比較例3以外係均在1.0～2.5μm之範圍，看不到因表面加工之不同所致的顯著差異。

為了參考，關於發明例2、發明例5、比較例3、比較例4，將表面影像、3D影像及表面之輪廓表示於第2圖至第5圖。第2圖為發明例2、第3圖為發明例5、第4圖為比較例3、第5圖為比較例4。

若參照第2圖、第3圖，則可了解發明例2及發明例5係係看不到缺損，具有大致上一定之凹凸形狀。另一方面，若參照第4圖、第5圖，則可確認在圖中圓圈包圍的規則的圖型之中，以區線區分的區域係大幅凹陷，於該凹陷中有多數小的突起的缺損之產生。缺損係被認為是於鑽孔或削片時被刀尖切斷的原料為部分地扯落未切斷的原料，此部分為塑形變形，被拉伸而延性斷裂的狀態。

將已施加表面加工的各試驗材料在氧化環境中進行熱處理，於表面形成包含Al氧化物的氧化鋁障壁層。而且，關於各試驗材料表面之1.35mm×1mm之區域，使用SEM/EDX測定試驗器而藉由面分析而測定Al氧化物之分布狀況。將結果表示於上述表1。

若參照表1，則發明例任一者Al氧化物之面積率均超過90%。此係意味著關於發明例，因為Sa、Ssk均在本發明所規定的範圍，所以可抑制試驗材料表面之缺損產生。而且，藉由此，可在熱處理之時由管體之內部朝向內表面而使Al大致上均等地移動，可合適地形成氧化鋁障壁層。

另一方面，比較例係任一者Al氧化物之面積率均為90%以下。比較例1及比較例2係被認為藉由鏡面研磨、#1000砂紙處理而Sa成為過度地小於Sa＜1.5，結果，無法藉由表面加工而於管體之內表面賦與充分的殘留應力，即使藉由熱處理，Al亦難以於表面稠化，無法充分地形成Al氧化物。比較例3係成為Sa＞5.0，Ra亦超過成為基準的2.5。此係被認為變成加工應變為過度地殘留的狀態，成為容易產生Cr氧化物污垢。又，比較例4至比較例6係被認為|Ssk|＞0.30，於試驗材料之表面存在缺損，在缺損部分Al不在表面稠化，氧化鋁被形成於試驗材料之內部，Al氧化物並不優秀地形成於表面。而且，缺損部分係被認為因為比表面積大，所以被供給的Al分散，無法使Al稠化，並不充分形成Al氧化物。

特別是，「2切割+搪磨」之發明例5至發明例7與「1切割+搪磨」之比較例5及比較例6係僅削片處理之有無為不同。然而，此等發明例係|Ssk|≦0.25，此等比較例係|Ssk|＞0.25，Al氧化物之面積率亦比較例係劣於發明例。此係被認為是因為於比較例產生缺損，僅在鑽孔之後進行搪磨係藉由鑽孔而產生的缺損為在搪磨未充分地除去為其原因。

在於表面堆焊突起的情況，因為難以將切削加工的鑽孔或削片施加於突起部分，所以有必要在突起之堆焊前進行此等之加工。因此，於突起係因為未使施加任何加工，所以突起表面之表面粗糙度(Sa)變大，無法優秀地形成Al氧化物。另一方面，噴砂或搪磨係因為亦可對於突起實施，所以可調整突起表面之Sa、Ssk，於突起亦可合適地形成Al氧化物。

如以上所述，可了解於Ra係在發明例與比較例之間看不到顯著差異，但以調整Sa、Ssk，可提昇Al氧化物之面積率。

上述說明係用以說明本發明者，不應被理解為限定申請專利範圍所記載之發明、或限縮範圍。又，本發明之各部構成係不限於上述實施例，當然在申請專利範圍所記載之技術上的範圍內可為各式各樣之變形。

10‧‧‧反應管12‧‧‧管本體14‧‧‧突起

[第1圖] 第1圖係沿著有關本發明之一實施形態的附內面突起之反應管之管軸方向的剖面圖。 　　[第2圖] 第2圖係表示發明例2之表面影像、3D影像及表面之輪廓。 　　[第3圖] 第3圖係表示發明例5之表面影像、3D影像及表面之輪廓。 　　[第4圖] 第4圖係表示比較例3之表面影像、3D影像及表面之輪廓。 　　[第5圖] 第5圖係表示比較例4之表面影像、3D影像及表面之輪廓。

Claims (13)

1. 一種管體，其係在高溫環境下所使用之管體，其特徵為：以質量%，由含有Cr：15%以上，以及，Ni：18%以上的耐熱合金構成，內表面係三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)為1.5≦Sa≦5.0，且，表面高度分布之偏離度(Ssk)為|Ssk|≦0.30。
2. 如請求項1之管體，其中，前述耐熱合金係以質量%，含有Al：2.0%以上。
3. 如請求項1之管體，其中，前述內表面係三維表面粗糙度之表面高度分布之尖度(Sku)為Sku≧2.5。
4. 如請求項2之管體，其中，前述內表面係三維表面粗糙度之表面高度分布之尖度(Sku)為Sku≧2.5。
5. 如請求項1至請求項4中任一項之管體，其中，於前述內表面係藉由堆焊而形成突起，前述突起係以質量%，含有Al：2.0%以上，前述突起之三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)為1.5≦Sa≦5.0，且，表面高度分布之偏離度(Ssk)為|Ssk|≦ 0.30。
6. 如請求項1至請求項4中任一項之管體，其中，於前述內表面形成將金屬氧化物設為主體的金屬氧化物層。
7. 如請求項6之管體，其中，前述金屬氧化物層係將Al氧化物設為主體的氧化鋁障壁層。
8. 一種烯烴製造用反應管，其特徵為：由如請求項1至請求項4中任一項之管體所構成。
9. 一種烯烴製造用反應管，其特徵為：由如請求項5之管體所構成。
10. 一種於管體之內表面形成氧化鋁障壁層的方法，其係於如請求項1至請求項4中任一項之管體之內表面形成包含Al氧化物的氧化鋁障壁層的方法，其特徵為：具有表面加工步驟，其係於前述管體之前述內表面施加表面加工，將前述內表面，設為三維表面粗糙度之算術平均粗糙度(Sa)為1.5≦Sa≦5.0，且，表面高度分布之偏離度(Ssk)為|Ssk|≦0.30，熱處理步驟，其係將已施加前述表面加工的前述管體進行熱處理，於前述管體之內表面形成包含Al氧化物的氧化鋁障壁層。
11. 如請求項10之於管體之內表面形成氧化鋁障壁層的方法，其中，於前述表面加工步驟之前，具有堆焊步驟，該步驟係於前述管體之內表面堆焊以質量%含有Al：2.0%以上的堆焊粉末而形成突起。
12. 如請求項10之於管體之內表面形成氧化鋁障壁層的方法，其中，前述表面加工步驟為噴砂處理。
13. 如請求項11之於管體之內表面形成氧化鋁障壁層的方法，其中，前述表面加工步驟為噴砂處理。

Images