JP2003050003A - ボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法 - Google Patents
ボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法Info
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Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ボイラの炉壁管に長期間に亘って良好な耐摩
耗性を付与する。 【解決手段】 ボイラの炉壁管２の所定表面部位に耐摩
耗性金属からなる硬化肉盛層６を形成している。前記ボ
イラが流動層ボイラであり、硬化肉盛層６の上端部に流
動材を滑らすための斜面を形成している。又、前記硬化
肉盛層が炉壁管２の軸線方向に沿うビードによって形成
されている。
耗性を付与する。 【解決手段】 ボイラの炉壁管２の所定表面部位に耐摩
耗性金属からなる硬化肉盛層６を形成している。前記ボ
イラが流動層ボイラであり、硬化肉盛層６の上端部に流
動材を滑らすための斜面を形成している。又、前記硬化
肉盛層が炉壁管２の軸線方向に沿うビードによって形成
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラの炉壁管の
耐摩耗処理方法に関するものである。
耐摩耗処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流動層ボイラや石炭焚ボイラは、その炉
壁管（伝熱管）の耐摩耗性を向上するために、該炉壁管
の所定表明部位に溶射を施すようにしている。この溶射
によれば、上記炉壁管の所定表面部位に１３Ｃｒ等の金
属からなる溶射皮膜が形成される。
壁管（伝熱管）の耐摩耗性を向上するために、該炉壁管
の所定表明部位に溶射を施すようにしている。この溶射
によれば、上記炉壁管の所定表面部位に１３Ｃｒ等の金
属からなる溶射皮膜が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、溶射による耐
摩耗処理には、以下のような問題点がある。 １） 特に、狭隘部である炉のコーナー部では、溶射の
施工性に起因して、所定膜厚の一様な溶射皮膜を炉壁管
に形成することが困難である。つまり、溶射皮膜の健全
性に問題が生じる。しかも、上記コーナー部は、摩耗環
境が厳しい部位である。それ故、溶射を適用した場合、
特に炉のコーナー部に位置した炉壁管において、望まし
い溶射皮膜寿命が得られなくなる。 ２） ）単位厚さ当たりの耐摩耗性が高い溶射材料は、
剥離を防止するために厚膜に施工できない。このため、
溶射膜厚の寿命（摩耗速度×膜厚）の大幅な延長は望め
ない。
摩耗処理には、以下のような問題点がある。 １） 特に、狭隘部である炉のコーナー部では、溶射の
施工性に起因して、所定膜厚の一様な溶射皮膜を炉壁管
に形成することが困難である。つまり、溶射皮膜の健全
性に問題が生じる。しかも、上記コーナー部は、摩耗環
境が厳しい部位である。それ故、溶射を適用した場合、
特に炉のコーナー部に位置した炉壁管において、望まし
い溶射皮膜寿命が得られなくなる。 ２） ）単位厚さ当たりの耐摩耗性が高い溶射材料は、
剥離を防止するために厚膜に施工できない。このため、
溶射膜厚の寿命（摩耗速度×膜厚）の大幅な延長は望め
ない。
【０００４】本発明の課題は、ボイラの炉壁管に長期間
に亘って良好な耐摩耗性を付与することができるボイラ
用炉壁管の耐摩耗処理方法を提供することにある。
に亘って良好な耐摩耗性を付与することができるボイラ
用炉壁管の耐摩耗処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明では、ボイラ
の炉壁管の所定表面部位に耐摩耗性金属からなる硬化肉
盛層を形成している。第２の発明では、前記ボイラが流
動層ボイラであり、前記硬化肉盛層の上端部に流動材を
滑らすための斜面を形成している。第３の発明では、前
記ボイラが流動層ボイラであり、前記硬化肉盛層が前記
炉壁管の軸線方向に沿うビードによって形成されてい
る。第４の発明では、前記硬化肉盛層の上端と前記炉壁
管との境界部に溶射処理を施すようにしている。第５の
発明では、前記硬化肉盛層が下盛層と上盛層の２層で構
成される。第６の発明では、前記下盛層の材料として
０．０２Ｃ−２５Ｃｒ−１０Ｎｉが使用され、前記上盛
層の材料として３．６Ｃ−２５Ｃｒが使用される。
の炉壁管の所定表面部位に耐摩耗性金属からなる硬化肉
盛層を形成している。第２の発明では、前記ボイラが流
動層ボイラであり、前記硬化肉盛層の上端部に流動材を
滑らすための斜面を形成している。第３の発明では、前
記ボイラが流動層ボイラであり、前記硬化肉盛層が前記
炉壁管の軸線方向に沿うビードによって形成されてい
る。第４の発明では、前記硬化肉盛層の上端と前記炉壁
管との境界部に溶射処理を施すようにしている。第５の
発明では、前記硬化肉盛層が下盛層と上盛層の２層で構
成される。第６の発明では、前記下盛層の材料として
０．０２Ｃ−２５Ｃｒ−１０Ｎｉが使用され、前記上盛
層の材料として３．６Ｃ−２５Ｃｒが使用される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
るボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法の好ましい実施の形
態について説明する。図１は、流動層ボイラの構成を例
示した概略縦断面図である。この流動層ボイラは、耐火
材１からなる底部と、この底部の上方に配設した炉壁管
（伝熱管）２群とを備え、底部から供給される燃料と空
気を流動材３と混合しながら燃焼させて、炉壁管２を流
れる水を加熱する。なお、このボイラから燃焼ガスと共
に排出される流動材３は、サイクロン４で燃焼ガスから
分離された後、シールポット５を経てボイラの下部に戻
される。
るボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法の好ましい実施の形
態について説明する。図１は、流動層ボイラの構成を例
示した概略縦断面図である。この流動層ボイラは、耐火
材１からなる底部と、この底部の上方に配設した炉壁管
（伝熱管）２群とを備え、底部から供給される燃料と空
気を流動材３と混合しながら燃焼させて、炉壁管２を流
れる水を加熱する。なお、このボイラから燃焼ガスと共
に排出される流動材３は、サイクロン４で燃焼ガスから
分離された後、シールポット５を経てボイラの下部に戻
される。
【０００７】ところで、この流動層ボイラにおいては、
空気によって吹き上げられた流動材３が矢印で示すよう
に下降するので、炉壁管２の下方内表面にその下降した
流動材３が繰り返し衝突することになる。それ故、炉壁
管２の流動材衝突面には、耐摩耗対策を施す必要があ
る。なお、炉壁管２の材料としては、例えば、炭素鋼が
使用される。
空気によって吹き上げられた流動材３が矢印で示すよう
に下降するので、炉壁管２の下方内表面にその下降した
流動材３が繰り返し衝突することになる。それ故、炉壁
管２の流動材衝突面には、耐摩耗対策を施す必要があ
る。なお、炉壁管２の材料としては、例えば、炭素鋼が
使用される。
【０００８】図２は、上記流動層ボイラに適用した本発
明に係る耐摩耗処理方法の実施の形態を示している。こ
の実施の形態では、炉壁管２における耐火材１の上面高
さ部位から所定距離（たとえば、１ｍ）上方の部位に至
る区間、つまり、上記流動材３が衝突する炉壁管２の下
方内表面に耐摩耗対策として硬化肉盛層６を形成してい
る。
明に係る耐摩耗処理方法の実施の形態を示している。こ
の実施の形態では、炉壁管２における耐火材１の上面高
さ部位から所定距離（たとえば、１ｍ）上方の部位に至
る区間、つまり、上記流動材３が衝突する炉壁管２の下
方内表面に耐摩耗対策として硬化肉盛層６を形成してい
る。
【０００９】この硬化肉盛層６は、図３に示すように、
先ず、炉壁管２の半周内表面上に下盛層６ａを形成した
後、この下盛層６ａの上面に上盛層６ｂを形成すること
によって実現される。上記硬化肉盛層６は、アーク溶接
の手法で形成することができ、この実施形態では、図４
に示すように、溶着金属（ビード）７が炉壁管２の軸線
に沿うように図示していないトーチを移動させて上記硬
化肉盛層６を形成している。
先ず、炉壁管２の半周内表面上に下盛層６ａを形成した
後、この下盛層６ａの上面に上盛層６ｂを形成すること
によって実現される。上記硬化肉盛層６は、アーク溶接
の手法で形成することができ、この実施形態では、図４
に示すように、溶着金属（ビード）７が炉壁管２の軸線
に沿うように図示していないトーチを移動させて上記硬
化肉盛層６を形成している。
【００１０】この実施の形態において、前記下盛層６ａ
は、余盛厚さが約２．０ｍｍとなるように形成され、ま
た、前記上盛層６ｂは、余盛厚さが約２．５ｍｍ（溶込
み分を含めた必要肉厚は、約３．２ｍｍ）となるように
形成されている。上記下盛層６ａの材料としては、例え
ば０．０２Ｃ−２５Ｃｒ−１０Ｎｉが使用され、また、
上盛層６ｂの材料としては、例えば３．６Ｃ−２５Ｃｒ
が使用される。
は、余盛厚さが約２．０ｍｍとなるように形成され、ま
た、前記上盛層６ｂは、余盛厚さが約２．５ｍｍ（溶込
み分を含めた必要肉厚は、約３．２ｍｍ）となるように
形成されている。上記下盛層６ａの材料としては、例え
ば０．０２Ｃ−２５Ｃｒ−１０Ｎｉが使用され、また、
上盛層６ｂの材料としては、例えば３．６Ｃ−２５Ｃｒ
が使用される。
【００１１】図２に示したように、上記硬化肉盛層６の
上端部には、流動材３を滑り落とすための斜面６ｃが形
成され、また、この硬化肉盛層６の上端と炉壁管２との
境界部周辺には、溶射処理による膜８が形成されてい
る。なお、溶射材料には、１３ＣｒやＣｒ３Ｃ２等を適
用することができる。
上端部には、流動材３を滑り落とすための斜面６ｃが形
成され、また、この硬化肉盛層６の上端と炉壁管２との
境界部周辺には、溶射処理による膜８が形成されてい
る。なお、溶射材料には、１３ＣｒやＣｒ３Ｃ２等を適
用することができる。
【００１２】本発明に係る耐摩耗処理方法が適用された
この流動層ボイラによれば、流動材３が耐摩耗性金属か
らなる硬化肉盛層６に衝突するので、炉壁管２の摩耗に
よる損傷が防止される。溶射の場合、その施工性のため
に、特に炉のコーナー部に位置した炉壁管に健全な溶射
皮膜を形成することが困難になる。しかも、単位厚さ当
たりの耐摩耗性が高い溶射材料は、剥離防止のために薄
膜状にしか施工できないという制限を受ける。
この流動層ボイラによれば、流動材３が耐摩耗性金属か
らなる硬化肉盛層６に衝突するので、炉壁管２の摩耗に
よる損傷が防止される。溶射の場合、その施工性のため
に、特に炉のコーナー部に位置した炉壁管に健全な溶射
皮膜を形成することが困難になる。しかも、単位厚さ当
たりの耐摩耗性が高い溶射材料は、剥離防止のために薄
膜状にしか施工できないという制限を受ける。
【００１３】これに対して、上記硬化肉盛層６は、溶射
膜に比して厚く形成することができ、かつ、施工性も良
好であるから、溶射膜に比して２倍以上の寿命をもたせ
ることが可能である。したがって、上記実施形態に係る
耐摩耗処理方法によれば、コーナー部に位置した炉壁管
２に対しても長期間に亘って安定した耐摩耗性を付与す
ることができる。
膜に比して厚く形成することができ、かつ、施工性も良
好であるから、溶射膜に比して２倍以上の寿命をもたせ
ることが可能である。したがって、上記実施形態に係る
耐摩耗処理方法によれば、コーナー部に位置した炉壁管
２に対しても長期間に亘って安定した耐摩耗性を付与す
ることができる。
【００１４】一方、上記実施の形態では、上記硬化肉盛
層６の上端部に斜面６ｃを形成してあるので、流動材３
を円滑に流下させてこの上端部の摩耗を低減することが
できる。また、硬化肉盛層６の上端と炉壁管２との境界
部に溶射膜８を形成してあるので、この境界部の摩耗損
傷を抑制することができる。なお、図４に示すように、
溶着金属（ビード）７を炉壁管２の軸線に沿わせるよう
にすれば、硬化肉盛層６が上記軸線方向に凹凸を生じる
ことなく形成されるので、該硬化肉盛層６の表面上で流
動材３を円滑に流下させることができる。
層６の上端部に斜面６ｃを形成してあるので、流動材３
を円滑に流下させてこの上端部の摩耗を低減することが
できる。また、硬化肉盛層６の上端と炉壁管２との境界
部に溶射膜８を形成してあるので、この境界部の摩耗損
傷を抑制することができる。なお、図４に示すように、
溶着金属（ビード）７を炉壁管２の軸線に沿わせるよう
にすれば、硬化肉盛層６が上記軸線方向に凹凸を生じる
ことなく形成されるので、該硬化肉盛層６の表面上で流
動材３を円滑に流下させることができる。
【００１５】ところで、上記硬化肉盛層６は、下盛層６
ａと上盛層６ｂの２層からなっているが、これは、上盛
層６ｂに割れが生じたたとしても、下盛層６ａによって
炉壁管２まで割れが進展するのを防止するためである。
もちろん、下盛層６ａの材料には、上記割れの進展を阻
止し得るものが採用される。なお、上記硬化肉盛層６
は、単層で構成することも可能である。
ａと上盛層６ｂの２層からなっているが、これは、上盛
層６ｂに割れが生じたたとしても、下盛層６ａによって
炉壁管２まで割れが進展するのを防止するためである。
もちろん、下盛層６ａの材料には、上記割れの進展を阻
止し得るものが採用される。なお、上記硬化肉盛層６
は、単層で構成することも可能である。
【００１６】図５は、石炭焚ボイラの概略横断面図であ
る。この石炭焚ボイラは、４つの炉壁１０を有し、各コ
ーナー部にそれぞれ設けたバーナー１１から、中央の仮
想円１２に接する方向に燃料および燃焼用空気を噴射す
ることによって、１つの大きなファイアボールを形成す
るものである。この石炭焚ボイラにおいても、炉壁１０
を構成する図示していない炉壁管が摩耗する。この摩耗
は、上記炉壁管に一端付着した燃料中の含有粒子（シリ
カ、アルミナ等）が、燃料の付勢力ではがされることに
よって、および／または、燃料の衝突等によって生じる
と考えられる。
る。この石炭焚ボイラは、４つの炉壁１０を有し、各コ
ーナー部にそれぞれ設けたバーナー１１から、中央の仮
想円１２に接する方向に燃料および燃焼用空気を噴射す
ることによって、１つの大きなファイアボールを形成す
るものである。この石炭焚ボイラにおいても、炉壁１０
を構成する図示していない炉壁管が摩耗する。この摩耗
は、上記炉壁管に一端付着した燃料中の含有粒子（シリ
カ、アルミナ等）が、燃料の付勢力ではがされることに
よって、および／または、燃料の衝突等によって生じる
と考えられる。
【００１７】本発明に係る耐摩耗処理方法は、この石炭
焚ボイラにも適用することができ、その場合、上記粒子
等が衝突する炉壁管の表面に前記硬化肉盛層６を形成す
ることになる。
焚ボイラにも適用することができ、その場合、上記粒子
等が衝突する炉壁管の表面に前記硬化肉盛層６を形成す
ることになる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１の発明に係る耐摩耗処理方法よ
れば、ボイラの炉壁管の所定表面部位に耐摩耗性金属か
らなる硬化肉盛層を形成するようにしているので、コー
ナー部を除く部位に位置した炉壁管はもちろん、コーナ
ー部に位置した炉壁管に対しても長期間に亘って安定し
た耐摩耗性を付与することが可能になる。
れば、ボイラの炉壁管の所定表面部位に耐摩耗性金属か
らなる硬化肉盛層を形成するようにしているので、コー
ナー部を除く部位に位置した炉壁管はもちろん、コーナ
ー部に位置した炉壁管に対しても長期間に亘って安定し
た耐摩耗性を付与することが可能になる。
【００１９】請求項２の発明によれば、前記硬化肉盛層
の上端部に、流動材を滑らすための斜面を形成している
ので、流動材を円滑に流下させて上記上端部の摩耗を低
減することができる。
の上端部に、流動材を滑らすための斜面を形成している
ので、流動材を円滑に流下させて上記上端部の摩耗を低
減することができる。
【００２０】請求項３の発明によれば、前記硬化肉盛層
が前記炉壁管の軸線方向に沿うビードによって形成され
るので、この硬化肉盛層が上記軸線方向に凹凸を生じる
ことなく形成され、その結果、該硬化肉盛層の表面に沿
って流動材を円滑に流下させることができる。
が前記炉壁管の軸線方向に沿うビードによって形成され
るので、この硬化肉盛層が上記軸線方向に凹凸を生じる
ことなく形成され、その結果、該硬化肉盛層の表面に沿
って流動材を円滑に流下させることができる。
【００２１】請求項４の発明によれば、前記硬化肉盛層
の上端と前記炉壁管との境界部に溶射処理を施すように
しているので、上記境界部の摩耗損傷を防止することが
できる。
の上端と前記炉壁管との境界部に溶射処理を施すように
しているので、上記境界部の摩耗損傷を防止することが
できる。
【００２２】請求項５の発明によれば、前記硬化肉盛層
が下盛層と上盛層の２層で構成されるので、上盛層に割
れが生じた場合に、下盛層によって炉壁管まで割れが進
展するのを防止することが可能である。
が下盛層と上盛層の２層で構成されるので、上盛層に割
れが生じた場合に、下盛層によって炉壁管まで割れが進
展するのを防止することが可能である。
【００２３】請求項６の発明によれば、前記下盛層の材
料としてＮＴ−２５９（０．０２Ｃ−２５Ｃｒ−１０Ｎ
ｉ）が使用され、前記上盛層の材料としてＯＦ−９２Ａ
Ｅ（３．６Ｃ−２５Ｃｒ）が使用されるので、良好な耐
摩耗性が得られるとともに、上記割れが炉壁管まで進展
するのを確実に防止することができる。
料としてＮＴ−２５９（０．０２Ｃ−２５Ｃｒ−１０Ｎ
ｉ）が使用され、前記上盛層の材料としてＯＦ−９２Ａ
Ｅ（３．６Ｃ−２５Ｃｒ）が使用されるので、良好な耐
摩耗性が得られるとともに、上記割れが炉壁管まで進展
するのを確実に防止することができる。
【図１】流動層ボイラの構成を例示した概略縦断面図。
【図２】本発明の実施形態を示す部分断面図。
【図３】硬化肉盛層の形成態様を示す炉壁管の横断面
図。
図。
【図４】ビードの形成態様を示す斜視図。
【図５】石炭焚ボイラの概略横断面図。
２ 炉壁管
３ 流動材
６ 硬化肉盛層
６ａ 下盛層
６ｂ 上盛層
６ｃ 斜面
７ ビード
８ 溶射膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小城 育昌
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号
三菱重工業株式会社高砂研究所内
(72)発明者 宮本 学
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 中田 耕二
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 山田 一二
東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三
菱重工業株式会社内
(72)発明者 土井 祐一
長崎県長崎市深堀町五丁目717番地１ 長
菱エンジニアリング株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 ボイラの炉壁管の所定表面部位に耐摩耗
性金属からなる硬化肉盛層を形成したことを特徴とする
ボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法。 - 【請求項２】 前記ボイラが流動層ボイラであり、前記
硬化肉盛層の上端に、流動材を滑らすための斜面を形成
したことを特徴とする請求項１に記載のボイラ用炉壁管
の耐摩耗処理方法。 - 【請求項３】 前記ボイラが流動層ボイラであり、前記
硬化肉盛層が前記炉壁管の軸線方向に沿うビードによっ
て形成されていることを特徴とする請求項１または２に
記載のボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法。 - 【請求項４】 前記硬化肉盛層の上端と前記炉壁管との
境界部に溶射処理を施したことを特徴とする請求項２ま
たは３に記載のボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法。 - 【請求項５】 前記硬化肉盛層が下盛層と上盛層の２層
からなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
に記載のボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法。 - 【請求項６】 前記下盛層の材料が０．０２Ｃ−２５Ｃ
ｒ−１０Ｎｉであり、前記上盛層の材料が３．６Ｃ−２
５Ｃｒであることを特徴とする請求項５に記載のボイラ
用炉壁管の耐摩耗処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001238660A JP2003050003A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | ボイラ用炉壁管の耐摩耗処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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