JP4322473B2

JP4322473B2 - Water supply pump

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Publication number: JP4322473B2
Application number: JP2002172917A
Authority: JP
Inventors: 正弘齋藤; 洋明吉岡; 貞男坂本; 達也沖原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP2004019490A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉に用いられる給水ポンプに関し、特に軸封部における耐食・耐エロージョン性が改善された給水ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
第７図に従来の原子炉給水ポンプ１の構造を示す。構造は頑丈な円筒形のケーシングと円形フランジを持ったカバーの中に回転軸が収められており、主としてケーシング２、カバー３、回転軸４、軸受け５および軸封部６の５つの部分より構成されている。
【０００３】
第８図に従来の代表的な軸封部６の構造を示す。軸封部６には、ケーシング２側にスロットルブッシュ７が設けられており、これと回転軸４との狭い間隙により軸封部６の流れを制御している。また、ポンプ内部の高温水が外部に流出し蒸気となるのを防ぐため、スロットルブッシュ７と回転軸４との間隙に注入口８より冷却水を注水し、高温水の流出を抑制している。
【０００４】
この注水された冷却水は回収口９、１０より全て回収され、再び系統に戻されている。この場合、冷却水が一部ポンプの内部に入り込む場合があることから、冷却水は純水である必要があり、復水が使用されている。
【０００５】
この場合の復水の制御は、注入圧力を抽出水圧力より2〜4kg/cm²高く一定とする方式と、復水回収温度を50〜60℃に保つ方式とがあり、後者の場合も注入圧力はポンプ内部水と同等以上に昇圧し注入している。この軸封部は高圧の純水に常に曝されており、腐食の問題があることから、Crメッキ等により皮膜が施されている。
【０００６】
しかし、皮膜のピンホール等から腐食が生じるため、定期点検ごとに再度メッキ処理を施さなければならなかった。また、上記構造に起因して高圧の純水流中に曝されることから、この腐食剥離がより加速される傾向にあった。
【０００７】
このような腐食剥離の改善策として、例えばCo 45重量%以上、Mo 20〜42重量%、Cr 17〜25重量%、Si 12重量%以下のCo-Mo-Cr-Siを粉体プラズマアーク法により肉盛する方法（特開昭60-206567号「耐食・耐磨耗性肉盛層の形成方法」）、一方の摺動面に物理蒸着によりTiN膜を形成し、他方にDLC膜、CrN、PEEKまたはPTFEのコーティングを施す方法（特開平10-184692号「水潤滑または水潤滑シール」）、母材にSi、Bのうち少なくとも一種を含有するNi-Cr-Mo合金を被覆した後、さらにWCあるいはCr₃C₂を含有するNi-Cr-Mo合金を被覆する方法（特開2001-82479「摺動部材とその製造方法」）等が検討されている。しかしながら、これらの方法によっても上記したような腐食剥離を十分に抑制するには到っていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような課題を解決するためになされたものであって、軸封部を有する給水ポンプにおいて、前記軸封部における腐食・磨耗・エロージョン等による被覆層の剥離が抑制された給水ポンプを提供することを目的としている。
【０００９】
また、本発明では原子炉給水ポンプとしての使用も鑑み、被曝低減および機器の劣化抑制への配慮から、使用水質条件下における腐食速度が小さく、かつ材料成分の溶出も少なく、特に放射化しやすいCoを含有しない被覆層を形成した給水ポンプを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の給水ポンプは、軸封部を有し、原子炉に用いられる給水ポンプにおいて、前記軸封部における回転軸ならびにこの回転軸に隣接するスロットルブッシュおよびケーシングの少なくとも一つに、溶射フレーム速度が１０００ｍ／ｓ〜３０００ｍ／ｓ、溶射粉末の粒子速度が５００ｍ／ｓ〜２０００ｍ／ｓである高速フレーム溶射法によって、主として被覆層の硬さと耐摩耗性を向上させるために加えられるタングステンカーバイド粉末と、被覆層の耐食性と延性を向上させるために加えられるＣ０．０８重量％以下、Ｓｉ１．００重量％以下、Ｍｎ２．００重量％以下、Ｐ０．０４５重量％以下、Ｓ０．０３０重量％以下、Ｎｉ１０．００〜１５．００重量％、Ｃｒ１６．００〜２０．００重量％、Ｍｏ２．００〜４．００重量％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイト系の鉄基合金粉末とからなり、前記鉄基合金粉末の量が１５ｗｔ％〜４５ｗｔ％である混合粉末を溶射し、被覆層を形成したことを特徴としている。
【００１１】
鉄基合金粉末は、例えばガスアトマイズ法または水アトマイズ法より製造されたものであればより好ましい。また、混合粉末はタングステンカーバイド粉末と鉄基合金粉末とを造粒後に焼結することにより製造された造粒焼結粉末であることが好ましく、その粉末粒度が２０μｍ以上、５５μｍ以下であればより好ましい。
【００１２】
また、軸封部における回転軸、スロットルブッシュまたはケーシングに形成される被覆層の厚さは、150μm以上であることが好ましい。被覆層は、高速フレーム溶射法により被覆層を形成した後、表面を機械加工することにより、その表面粗度を6.5 S以下としたものであることが好ましい。
【００１３】
回転軸が凹凸部を有するものである場合、凸部のみに被覆層が形成されていることが好ましい。回転軸の凸部のみに被覆層を形成する方法としては、例えば凹部にその幅と同等以下の線材を巻き付けた状態で高速フレーム溶射法を適用することが挙げられる。また、回転軸へ被覆層を形成する場合、回転軸を回転させながら高速フレーム溶射法による溶射を行うことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の給水ポンプについて、図面を参照して説明する。なお、図中の符号について、従来と同部分を指すものについては同一の符号を用いた。
【００１５】
図１に本発明の給水ポンプの構造を示す。本発明の給水ポンプは、軸封部に耐食性、耐磨耗性を有する被覆層を形成した以外は、従来の給水ポンプと基本的に同構造を有するものである。すなわち、本発明の給水ポンプ１は、頑丈な円筒形のケーシングと円形フランジを持ったカバーの中に回転軸が収められており、主としてケーシング２、カバー３、回転軸４、軸受け５および軸封部６の５つの部分から構成されている。
【００１６】
図２に本発明の給水ポンプの軸封部の構造を示す。軸封部６のケーシング２側にはスロットルブッシュ７が設けられており、これと回転軸４との狭い間隙により軸封部６の流れを制御している。また、ポンプ内部の高温水が外部に流出し蒸気となるのを防ぐため、スロットルブッシュ７と回転軸４との間隙に注入口８より冷却水を注水し、流出を抑制している。この注水された冷却水は回収口９、１０より全て回収され、再び系統に戻す構造となっている。この場合、冷却水が一部ポンプの内部に入り込む場合があることから、冷却水は純水である必要があり、復水を使用している。
【００１７】
本発明の給水ポンプ１では、軸封部６における回転軸４ならびにこの回転軸４に隣接するスロットルブッシュ７およびケーシング２の少なくとも一つに、溶射フレーム速度が1000m/s〜3000m/s、溶射粉末の粒子速度が500m/s〜2000m/sである高速フレーム溶射法によって、主としてタングステンカーバイド粉末とC 0.08重量%以下、Si 1.00重量%以下、Mn 2.00重量%以下、P 0.045重量%以下、S 0.030重量%以下、Ni 10.00〜15.00重量%、Cr 16.00〜20.00重量%、Mo 2.00〜4.00重量%、残部Feおよび不可避的不純物からなる鉄基合金粉末とからなる混合粉末を溶射し、被覆層を形成したことを特徴としている。
【００１８】
すなわち、図２に示されるように、回転軸４の表面上には回転軸被覆層４ａ、スロットルブッシュ７の表面上にはスロットルブッシュ被覆層７ａ、また図示していないが、ケーシング２の表面上にはケーシング被覆層を形成する。
【００１９】
本発明では、上記高速フレーム溶射法によって、主としてタングステンカーバイド粉末と上記鉄基合金粉末粉末とからなる混合粉末を用いて被覆層を形成することで、給水ポンプの使用環境である高温、高圧、純水中における被覆層からの被覆金属の溶出を抑制し、被曝を低減すると共に、耐かじり性を向上させ、摺動部の隙間を詰めることにより、ポンプの漏れ損失を抑制することができる。
【００２０】
本発明では、特に回転軸の表面上に高速フレーム溶射法により被覆層が形成されていることが好ましい。通常、スロットルブッシュは回転軸よりも磨耗しやすい材料を用いており、容易に交換可能な構造となっているが、回転軸はスロットルブッシュのように容易に交換することは困難であり、回転軸の損傷を抑制する必要性が大きいからである。一方、スロットルブッシュについては、容易に交換可能であることから必ずしも高速フレーム溶射法により被覆層を形成する必要はないが、スロットルブッシュやケーシングについても、損傷を抑制し、交換時期を延ばすために、高速フレーム溶射法により被覆層を形成しておくことが好ましい。
【００２１】
本発明において上記したような高速フレーム溶射法を用いることとしたのは、フレーム速度を速くすることによって、被覆層の気孔率を小さくし、被覆層を緻密にすることができ、これに伴い被覆層と基材との密着力も改善することができるからである。
【００２２】
この高速フレーム溶射法は、酸素と可燃ガスとの燃焼炎を用いて粉末状溶射材料を加熱し、溶融またはそれに近い状態にして素地に吹き付けて被覆層を形成するフレーム溶射法のうち、燃焼室の圧力を高めることによって音速以上の高速フレームを発生させるものである。
【００２３】
フレーム速度があまりに遅いと溶射ガン中に詰まりやすくなり、一方、フレーム速度がある値以上となると溶射粉末の付着量は多くなるが、フレームによるエロージョンにより削られ、実質的に溶射効率が低下してしまうことから、フレーム速度は1000m/s〜3000m/s、さらには2000m/s程度とすることが好ましい。また、このようなフレーム速度の場合、本発明に用いられる溶射粉末の粒子速度は500m/s〜2000m/sとなる。
【００２４】
高速フレーム溶射法に用いられる主としてタングステンカーバイド粉末と上記鉄基合金粉末粉末とからなる混合粉末において、タングステンカーバイド粉末は被覆層の硬さと耐摩耗性を向上させるために加えられるものであり、鉄基合金粉末粉末は被覆層の耐食性と延性を向上させるために加えられるものである。従って、このような混合粉末を用いて、被覆層を形成することにより、被覆層の耐食性、耐摩耗性および耐衝撃性を両立させることができる。
【００２５】
Ｃ０．０８重量％以下、Ｓｉ１．００重量％以下、Ｍｎ２．００重量％以下、Ｐ０．０４５重量％以下、Ｓ０．０３０重量％以下、Ｎｉ１０．００〜１５．００重量％、Ｃｒ１６．００〜２０．００重量％、Ｍｏ２．００〜４．００重量％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鉄基合金粉末は、オーステナイト系の鉄基合金粉末であり、例えばＪＩＳＧ４３０８（１９９１）に規定されるＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｌ等のオーステナイト系の鉄基合金からなるものが挙げられる。
【００２６】
また、C 0.03重量%以下、Ni 12.00〜15.00重量%、Cr 16.00〜18.00重量%、Mo 2.00〜3.00重量%であればより好ましく、このようなものとしてはSUS316Lからなる鉄基合金粉末が挙げられる。以下簡単のため、上記組成を有する鉄基合金ならびにSUS316、SUS316L、SUS317およびSUS317L等をまとめて単に鉄基合金と称する。
【００２７】
なお、SUS316は、C 0.08重量%以下、Si 1.00重量%以下、Mn 2.00重量%以下、P 0.045重量%以下、S 0.030重量%以下、Ni 10.00〜14.00重量%、Cr 16.00〜18.00重量%、Mo 2.00〜3.00重量%、残部Feおよび不可避的不純物からなるものである。
【００２８】
SUS316Lは、C 0.03重量%以下、Si 1.00重量%以下、Mn 2.00重量%以下、P 0.045重量%以下、S 0.030重量%以下、Ni 10.00〜14.00重量%、Cr 16.00〜18.00重量%、Mo 2.00〜3.00重量%、残部Feおよび不可避的不純物からなるものである。
【００２９】
SUS317は、C 0.08重量%以下、Si 1.00重量%以下、Mn 2.00重量%以下、P 0.045重量%以下、S 0.030重量%以下、Ni 11.00〜15.00重量%、Cr 18.00〜20.00重量%、Mo 3.00〜4.00重量%、残部Feおよび不可避的不純物からなるものである。
【００３０】
SUS317Lは、C 0.03重量%以下、Si 1.00重量%以下、Mn 2.00重量%以下、P 0.045重量%以下、S 0.030重量%以下、Ni 11.00〜15.00重量%、Cr 18.00〜20.00重量%、Mo 3.00〜4.00重量%、残部Feおよび不可避的不純物からなるものである。
【００３１】
主としてタングステンカーバイド粉末と鉄基合金粉末とからなる混合粉末における、鉄基合金粉末の含有量は１５ｗｔ％〜４５ｗｔ％とする。鉄基合金粉末が１５ｗｔ％未満では、被覆層の硬さは高いものの、被覆層の粒子間結合力が劣り密着力や被覆層の破壊ひずみが低下することがある。４５ｗｔ％を超えると、被覆層の粒子間結合力は向上し被覆層の破壊ひずみは向上するものの、被覆層の硬さが低下することにより溶射粉末の基材への食い込みが低下し、密着力が低くなることがある。
【００３２】
従って、主としてタングステンカーバイド粉末と鉄基合金粉末とからなる混合粉末における鉄基合金粉末の最適混合比を15wt%〜45wt%とすることにより、さらに被覆層の耐食性、耐摩耗性および耐衝撃性を向上させることができ、給水ポンプ使用時における摺動部の隙間の増加を抑制することができ、給水ポンプの漏れ損失の経年的な増加を抑制し、信頼性を向上させることができる。
【００３３】
高速フレーム溶射法に用いられる上記混合粉末は、タングステンカーバイド粉末と鉄基合金粉末とを造粒後に焼結することにより製造された造粒焼結粉であればより好ましい。このような造粒焼結粉は最適な被覆層（溶射皮膜）が形成できる球状粉末が得られるため、これを用いることにより、密着性が高く、気孔率の少ない被覆層を形成することができ、被覆層の耐食性、耐摩耗性、耐衝撃性を向上させることができる。
【００３４】
図３は、主としてWC粉末１１とこのWC粉末よりも小径に形成されたSUS316L粉末１２とからなる混合粉末（以下、WC-SUS316L混合粉末と呼ぶ）１３の形状を模式化したものである。このWC-SUS316L混合粉末は、例えばWC粉末の一次母粒子と、ガスアトマイズまたは水アトマイズにより製造したSUS316L粉末の一次球状子粒子とを混合して造粒し、WC粒子とSUS316L粒子とを均一に分散させることにより、球状の二次粒子としたものである。
【００３５】
また、このようなWC-SUS316L混合粉末を高温焼結炉中にて加熱焼結を行うことにより、造粒焼結粉末とすることができる。このような造粒焼結粉末とすることにより、溶射時にガンバレルに与える影響が少ない球状粉末とすることができる。また、このような造粒焼結粉末を用いて被覆層を形成することにより、WC粒子とSUS316L粒子とを均一に分散させ、被覆層の特性を均一にすることができる。このため被覆層の密着性、緻密化、耐食性および耐摩耗性を向上させることができ、原子力プラント等に用いられる給水ポンプの軸封部において生じる腐食、摩耗およびエロージョン等を効果的に抑制することが可能となる。
【００３６】
この造粒焼結粉の粉末粒度は20μm以上、55μm以下の範囲とすることが好ましい。このような粉末粒度の造粒焼結粉を用いることで、さらに緻密で密着性が高く、気孔率の少ない被覆層を形成することができ、被覆層の耐食性、耐摩耗性および耐衝撃性を向上させることができる。溶射粉末粒度が20μm未満では、溶射粉末が微小なために過度に溶融が進み、ガンバレル内部で溶着してしまうため、溶射粉末が通過できない状態となり溶射が不可能となることがある。一方、溶射粉末粒度が55μmを越えると、溶射粉末が溶融せずに硬い固体のまま溶射されることになり、ガンバレル内部を摩耗損傷させるとともに、形成される被覆層の気孔率も高くなり、耐食性、耐摩耗性および耐衝撃性が低下することになる。
【００３７】
回転軸、スロットルブッシュおよびケーシングの表面に形成される被覆層は、150μm以上の厚さであることが好ましい。被覆層の厚さを150μm以上とすることにより、基材の腐食を抑制することができると共に、耐食性、耐剥離性に優れた被覆層とすることができ、軸封部における摺動部の隙間の増加を抑制し、ポンプの漏れ損失の経年的な増加も抑制することができ、信頼性を向上させることができる。
【００３８】
被覆層の厚さが150μm未満では、被覆層中に微小な貫通した気孔、亀裂が存在した場合、腐食液がこれらの欠陥を通って基材に到達しやすくなり、基材と被覆層との界面において局部腐食、いわゆる電位差腐食が生じやすくなる。一方、被覆層の厚さが150μm以上であれば、被覆層中に微小な気孔や亀裂が存在しても、被覆層が厚いために基材まで貫通した欠陥となりにくく、腐食液がこれらの欠陥を通って基材に到達することができず、被覆層の剥離等を抑制することができる。
【００３９】
また、被覆層は表面粗度が6.5 S以下に仕上げられていることが好ましい。被覆層の表面粗度の調整は、例えば高速フレーム溶射法により被覆層を形成した後、この被覆層の表面を機械加工することにより調整することができる。表面粗度を6.5 S以下とすることで、摺動部の隙間の増加を抑制でき、ポンプの漏れ損失の経年的な増加も抑制でき、信頼性を向上させることができる。
【００４０】
本発明においてはタングステンカーバイド粉末と鉄基合金粉末との混合粉末以外に、上記鉄基合金粉末単独あるいは、上記鉄基合金に代えてハステロイ系粉末、トリバロイ系粉末（Ni基合金）、Fe、B、Cr、W等の自溶性合金粉末を添加して混合粉末（溶射粉末）としてもよい。このように上記タングステンカーバイド粉末と鉄基合金粉末以外の粉末を添加する場合、混合粉末全体における上記タングステンカーバイド粉末を除く添加粉末の量は１５〜４５重量％とすることがよい。
【００４１】
また、給水ポンプは、高温、高圧水（純水）中で使用されるため、CoやNi、Cr等の単体では、金属イオンの溶出が問題となる。これら、金属イオンの溶出を抑制するためには、表面を酸化させ、金属イオンの溶出を防ぐことが有効である。従って、表面に酸化物を造りやすい混合粉末を用いることが最適であると考えられる。
【００４２】
次に、高速フレーム溶射法による被覆層の形成方法について説明する。
【００４３】
図４は、本発明の給水ポンプに用いられる回転軸４へ回転軸被覆層４を形成する方法の一例を示した概念図である。
【００４４】
図４に示されるように、溶射装置１４には酸素や灯油を供給して燃焼させるとともに、溶射粉末供給口１５より例えば主としてWC粉末とSUS316L粉末とからなる混合粉末（溶射粉末）を供給しガンバレル１６より射出し、回転軸４の表面にWC粉末とSUS316L粉末とからなる混合粉末を吹き付け、回転軸被覆層４ａを形成する。
【００４５】
このような溶射においては、溶射フレーム速度1000m/s〜3000m/s、溶射粉末の粒子速度500m/s〜2000m/sである高速フレーム溶射法にて溶射を行う。
【００４６】
このような高速フレーム溶射法に用いられる溶射装置としては、例えばJP5000（TAFA社製商品名）を用いることができる。また、上記したような溶射フレーム速度、溶射粉末の粒子速度を達成するためには、例えば６インチガンバレルを使用し、酸素流量1950 scfh、灯油燃料流量4.3 gph、燃焼圧力95 psi、溶射距離380 mmとすることにより達成することができる。
【００４７】
図４に示されるように、回転軸４に溝等の凹凸部、例えばスパイラル状凹凸部１７、非スパイラル状凹凸部１８が形成されている場合には、次のようにして高速フレーム溶射法による溶射を行うことが好ましい。
【００４８】
図５は、回転軸４に凹凸部１７、１８が形成されている場合の被覆層の形成方法の一例を示したものである。図に示されるように、回転軸４のスパイラル状凹凸部１７、非スパイラル状凹凸部１８の各凹部１７ａ、１８ａに、その凹部の幅と同等以下の直径を有するマスキングワイヤー等の線材１９をはめ込むようにして巻き付ける。この状態で高速フレーム溶射法による溶射を行い、その後線材１９を取り外すことにより、線材１９により覆われた回転軸４の凹部１７ａ、１８ａには被覆層が形成されず、回転軸の凸部１７ｂ、１８ｂのみに被覆層４ａが形成される。
【００４９】
線材は、凹部の幅と同等以下の直径を有するものを使用することが好ましい。線材の直径が凹部の幅を超える場合、溶射施工時の熱により線材が膨張し、凹部より脱落し、適切なマスキングができなくなることがある。線材の直径が凹部の幅以下であれば、溶射施工時の熱によりワイヤーが膨張しても、凹部より脱落することなく凸部のみに被覆層を形成することができる。
【００５０】
また、図６に示されるように、回転軸４に回転軸被覆層４ａを形成する場合、回転軸４を回転させながら高速フレーム溶射法による溶射を行うことが好ましい。回転軸被覆層を形成する際、回転軸を回転させて被覆を行うことにより、溶射時の熱を均一に分散させ発熱を低減させることができ、また溶射を行っている部分の反対側の回転軸表面をエアー等の冷却媒体を用いて冷却することもできるため、発熱をより低減させることができる。このようにして発熱を抑制することにより、酸化や強度低下が抑制され、密着性、耐食性、耐摩耗性に優れた回転軸被覆層を形成することができ、給水ポンプの漏れ損失を抑制し、信頼性を向上させることができる。
【００５１】
以上、給水ポンプの回転軸への回転軸被覆層の形成方法について説明したが、このような被覆層の形成方法はスロットルブッシュやケーシングについても可能な範囲で適用することが好ましい。また、本発明の給水ポンプにおいては上記したような軸封部のみならず、ポンプインペラー等の羽根部についても同様な被覆層を形成することが好ましい。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００５３】
（実施例１）
WCの一次母粒子と、ガスアトマイズあるいは水アトマイズにより製造したSUS316L粉末の一次球状子粒子とを混合して造粒し、WC粒子とSUS316L粒子とを均一に分散させた球状の二次粒子WC-SUS316L混合粉末を作製した。その後、高温焼結炉中にて加熱焼結を行い、WC-SUS316L造粒焼結粉末とした。
【００５４】
図４に示されるように、給水ポンプの軸封部の回転軸４表面に、溶射フレーム速度1000m/sec〜3000m/sec、溶射粉末の粒子速度500m/sec〜2000m/secの高速フレーム溶射法により上記WC-SUS316L造粒焼結粉末を被覆した。
【００５５】
なお、上記高速フレーム溶射は、溶射装置としてJP-5000（TAFA社製商品名）を用い、６インチガンバレル、酸素流量1950 scfh、灯油燃料流量4.3 gph、燃焼圧力95 psi、溶射距離380 mmの施工条件にて被覆した。
【００５６】
上記したような製造方法により得られた造粒焼結粉末は球状の粉末となっており、ガンバレルに損傷を与えず溶射することができ、最適な溶射を行うことができた。また形成された被覆層は、WC粒子とSUS316L粒子とが均一に分散され、被覆層の硬さも均一となっており、密着性、緻密化、耐食性および耐摩耗性に優れていることが認められた。これにより、原子力プラント等の給水ポンプの軸封部において生じる腐食、摩耗およびエロージョン等を効果的に抑制できることが認められた。
【００５７】
（実施例２）
表１に、WC粉末とSUS316L粉末との最適混合比を決定した実験結果を示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
WC粉末は硬さと耐摩耗性を、SUS316L粉末は耐食性と延性をそれぞれ持たせるためのものであり、WC粉末およびSUS316L粉末の混合量によって得られる被覆層の性能は大きく異なる。
【００６０】
そこで本実験では、表１に示すようにWC粉末とSUS316L粉末との混合比を、WC粉末40〜95wt%、SUS316L粉末5〜60wt%の範囲で変化させ、高温焼結炉中にて加熱焼結を行い、混合比の異なるWC-SUS316L造粒焼結粉とした。
【００６１】
このWC-SUS316L造粒焼結粉を用いて、高速フレーム溶射法により、13Cr鋼基材上に被覆層を形成し、被覆層の密着力、破壊ひずみ、硬さ等の性能を評価して、最適混合比を決定した。
【００６２】
なお、高速フレーム溶射は、溶射装置としてJP-5000（TAFA社製商品名）を用い、ガンバレル６インチ、酸素流量1950 scfh、灯油燃料流量4.3 gph、燃焼圧力95 psi、溶射距離380 mmの施工条件で行った。
【００６３】
表１に示されるように、SUS316L粉末が15wt%未満では、被覆層の硬さは高いものの、被覆層の粒子間結合力が劣り、被覆層の密着力や破壊ひずみは極めて低い値を示した。また、SUS316L粉末が45wt%を超えると、被覆層の粒子間結合力は向上し、皮膜破壊ひずみは向上するものの、被覆層の硬さが低下することにより溶射粉末の基材への食い込みが低下し、密着力が低くなった。
【００６４】
従って、SUS316L粉末が15〜45wt%の範囲ではいずれの被覆層の性能も優れており、SUS316L粉末が15〜45wt%の範囲が最適混合比であることが認められた。
【００６５】
（実施例３）
表２に本発明のWC-SUS316L造粒焼結粉末の最適粒度を決定した実験結果を示す。本実験では、WC-SUS316L造粒焼結粉末の粉末粒度を変えて、高速フレーム溶射法により13Cr鋼基材上に被覆層を形成し、このときガンバレル内部に生じる粉末材料とバレルとの溶着、摩耗について調査、観察し、その状態を判定することにより最適な粉末粒度を決定した。
【００６６】
なお、高速フレーム溶射は、溶射装置としてJP-5000（TAFA社製商品名）を用い、ガンバレル６インチ、酸素流量1950 scfh、灯油燃料流量4.3 gph、燃焼圧力95 psi、溶射距離380 mmの施工条件で行った。
【００６７】
【表２】

【００６８】
表２から明らかなように、WC-SUS316L造粒焼結粉末の粉末粒度が20μm未満では、粉末が微小で溶融しやすいためガンバレル内部に溶着し、ガンバレルが詰まって溶射粉末が通過できなくなり、溶射が不可能となった。一方、WC-SUS316L造粒焼結粉末の粉末粒度が55μm以上では、粉末が溶融せず硬くて固体のまま溶射されるためガンバレル内部を摩耗損傷させてしまった。
【００６９】
従って、ガンバレルに影響がなく溶射が可能なWC-SUS316L造粒焼結粉末の最適な粉末粒度は20μm以上、55μm以下であることが認められた。
【００７０】
（実施例４）
表３に、被覆層の厚さを150μm以上とすることを決定した腐食試験結果を示す。本実験では、高速フレーム溶射法によりWC-SUS316L混合粉末を13Cr鋼基材上に50μmから750μmの範囲で被覆した後、腐食試験を行い基材の腐食を調べた。
【００７１】
なお、高速フレーム溶射は、溶射装置としてJP-5000（TAFA社製商品名）を用い、ガンバレル６インチ、酸素流量1950 scfh、灯油燃料流量4.3 gph、燃焼圧力95 psi、溶射距離380 mmの施工条件で行った。
【００７２】
【表３】

【００７３】
腐食試験は、JISZ2371に規定された塩水噴霧試験方法のキャス試験を10時間の加速評価試験にて行ったもので、試験後の被覆層と基材との界面の状態をミクロ観察してその効果を判定した。
【００７４】
表３から明らかなように、被覆層が150μm未満の厚さでは、基材と被覆層との界面に腐食が認められ、耐食性に劣ることが認められた。すなわち、被覆層の厚さが150μm未満では、被覆層中に微小な貫通孔、亀裂が存在し、腐食液がこれらの欠陥を通って基材に到達し、基材と被覆層との界面にて局部腐食、いわゆる電位差腐食が発生することにより耐食性を低下させる。
【００７５】
一方、被覆層の厚さが150μm以上の場合、基材と被覆層との界面での腐食は認められず、耐食性が良好であった。すなわち、被覆層の厚さが150μm以上では、被覆層中に微小な気孔や亀裂が存在しても、被覆層が厚いために基材を貫通する欠陥となっていないため、腐食試験によって腐食液がこれらの欠陥を通って基材に到達することができなかったものである。
【００７６】
従って、被覆層の厚さを150μm以上とすることにより、基材の腐食を抑制できると共に、耐食性、耐剥離性に優れた被覆層とすることができることが認められた。
【００７７】
（実施例５）
凹凸部を有する回転軸においては、ポンプ流水量の低下を抑制するため、不要な部位への被覆層の形成は避ける必要がある。このため、マスキングによって凹部に被覆層が形成されないような手段を講じる必要がある。そこで本実験では、線材の種類を変えてマスキングを行うことにより、マスキングの効果を調べた。
【００７８】
まず、図５に示されるように、回転軸４の凹部１７ａ、１８ａの幅と同等以下の径を有するテープ状マスキング材またはマスキングワイヤーを回転軸４の凹部１７ａ、１８ａに巻きつけて凹部をマスキングした。この状態で、高速フレーム溶射法によりWC-SUS316L混合粉末を被覆した。
【００７９】
なお、高速フレーム溶射は、溶射装置としてJP-5000（TAFA社製商品名）を用い、ガンバレル６インチ、酸素流量1950 scfh、灯油燃料流量4.3 gph、燃焼圧力95 psi、溶射距離380 mmの施工条件で行った。
【００８０】
この結果、テープ状マスキング材では、溶射フレームや溶射粒子が高速で吹き付けられるため、簡単に剥離してしまいマスキングの用を果たせなかった。また、軸封部の回転軸にはスパイラル状のねじ加工が施されている場合がほとんどであり、連続した溝構造となっているため、テープ状マスキング材によるマスキングは困難であった。これに対して、マスキングワイヤーのような線材を用いた場合、スパイラル状凹凸部からの線材の剥離もなく、極めて有効なマスキングを行うことができた。
【００８１】
（実施例６）
表４は、高速フレーム溶射法により凹凸部を有する回転軸へ被覆層を形成する際、凹部をマスキングする線材の径がマスキングの効果に及ぼす影響を示したものである。
【００８２】
本実験では、回転軸の凹部の幅Ａを100とし、これに対するマスキングワイヤー径Ｂの比率を種々変化させて、高速フレーム溶射法によりWC-SUS316L混合粉末を13Cr鋼基材（回転軸）上に被覆し、溶射施工性を評価した。
【００８３】
なお、高速フレーム溶射は、溶射装置としてJP-5000（TAFA社製商品名）を用い、ガンバレル６インチ、酸素流量1950 scfh、灯油燃料流量4.3 gph、燃焼圧力95 psi、溶射距離380 mmの施工条件で行った。
【００８４】
【表４】

【００８５】
その結果、回転軸の凹部の幅Ａよりもマスキングワイヤー径Ｂが大きい場合、すなわちＢ／Ａ×100が100%を超えるものについては、溶射施工時の熱によりワイヤーが膨張し、連続した溝形状の凹凸部より脱落し、マスキングができない状態となった。
【００８６】
一方、凹凸の幅Ａと同等以下のマスキングワイヤー径Ｂでは、溶射施工時の熱によりワイヤーが膨張しても、連続した溝形状の凹凸部より脱落することなく軸封凹凸部に被覆層を均一に形成することができた。
【００８７】
従って、回転軸の凸部のみに被覆層を形成する場合、凹部の幅と同等以下の径を有する線材を凹部に巻きつけ、マスキングすることが有効であることが認められた。
【００８８】
（実施例７）
図６に示されるように、給水ポンプの軸封部の回転軸４表面に高速フレーム溶射法によりWC-SUS316L混合粉末を被覆する際、回転軸４を回転させながら溶射を行った。
【００８９】
なお、高速フレーム溶射は、溶射装置としてJP-5000（TAFA社製商品名）を用い、ガンバレル６インチ、酸素流量1950 scfh、灯油燃料流量4.3 gph、燃焼圧力95 psi、溶射距離380 mmの施工条件で行った。
【００９０】
回転軸を回転させながら被覆することにより、溶射時の熱を均一に分散させ、給水ポンプの軸封部の発熱を低減させることができ、回転軸表面にWC-SUS316L皮膜を均一膜厚に被覆することができた。また、回転軸を回転させながら被覆することで、回転軸の溶射施工部と反対側の部分をエアー等の冷却媒体を用いて冷却する時間を作ることができ、WC-SUS316Lの加熱を抑制し、被覆層の密着性を向上させるとともに、被覆層の酸化、強度低下等を抑制することができた。
【００９１】
（実施例８）
表５は、給水ポンプの軸封部の回転軸表面に、高速フレーム溶射法によりWC-SUS316L混合粉末を被覆後、機械加工により被覆層表面を仕上げ加工した場合における、ポンプの漏れへの影響の有無を調べた結果を示したものである。
【００９２】
【表５】

【００９３】
本実験では、高速フレーム溶射法によりWC-SUS316L混合粉末を被覆した後、被覆層表面を機械加工にて9.0 Sから2.0 Sまで表面粗度を変えて、ポンプに生じる漏水の状態を判定した。その結果、表面粗度が6.5 Sを超える場合、ポンプの漏水が増加し、ポンプ漏水への影響が大きくなった。
【００９４】
このような漏水はポンプの性能を低下させ、効率を低下させるため極力避ける必要がある。そのため給水ポンプの軸封部表面にWC粉末とSUS316L粉末とを混合した粉末を被覆後、機械加工により被覆層の表面粗度を6.5 S以下とすることは、ポンプ漏水への影響を無くし、ポンプの性能を維持するために極めて有効である。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、耐食性、耐摩耗性および耐キャビテーション性に優れた被覆層を形成することが可能となり、定期点検ごとの軸封部の再コーティングの必要のない給水ポンプを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給水ポンプの構造を示した概略図
【図２】本発明の給水ポンプの軸封部の構造を示した概略図
【図３】本発明に用いられるWC-SUS316L混合粉末を示した模式図
【図４】回転軸に被覆層を形成する方法の一例を示した模式図
【図５】回転軸凹凸部のマスキング方法を示した模式図
【図６】回転軸を回転させながら被覆層を形成する方法の一例を示した模式図
【図７】従来の給水ポンプの構造を示した概略図
【図８】従来の給水ポンプの軸封部の構造を示した概略図
【符号の説明】
１…給水ポンプ、２…ケーシング、３…ケーシングカバー、４…回転軸、４ａ…回転軸被覆層、５…軸受け、６…軸封部、７…スロットルブッシュ、７ａ…スロットルブッシュ被覆層、８…冷却水注入口、９、１０…冷却水回収口、１１…WC粉末、１２…SUS316L粉末、１３…WC-SUS316L混合粉末、１４…溶射装置、１５…溶射粉末供給口、１６…ガンバレル、１７，１８…回転軸凹凸部、１９…線材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides atoms In the furnace More particularly, the present invention relates to a water supply pump having improved corrosion resistance and erosion resistance in a shaft seal portion.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows the structure of a conventional reactor water pump 1. The structure is such that a rotating shaft is housed in a cover having a sturdy cylindrical casing and a circular flange, and is mainly composed of five parts: a casing 2, a cover 3, a rotating shaft 4, a bearing 5, and a shaft seal portion 6. Has been.
[0003]
FIG. 8 shows the structure of a conventional typical shaft seal 6. The shaft seal portion 6 is provided with a throttle bush 7 on the casing 2 side, and the flow of the shaft seal portion 6 is controlled by a narrow gap between the throttle bush 6 and the rotary shaft 4. In addition, in order to prevent high temperature water inside the pump from flowing out and becoming steam, cooling water is injected from the inlet 8 into the gap between the throttle bush 7 and the rotating shaft 4 to suppress outflow of high temperature water. .
[0004]
All of the injected cooling water is recovered from the recovery ports 9 and 10 and returned to the system again. In this case, since some cooling water may enter the inside of the pump, the cooling water needs to be pure water, and condensate is used.
[0005]
In this case, the condensate is controlled at an injection pressure of 2-4 kg / cm from the extraction water pressure ² There are a method of keeping the condensate recovery temperature at 50 to 60 ° C. and a method of keeping the condensate recovery temperature at 50 to 60 ° C. In the latter case, the injection pressure is increased to be equal to or higher than the water inside the pump. Since this shaft seal is always exposed to high-pressure pure water and has a problem of corrosion, it is coated with Cr plating or the like.
[0006]
However, since corrosion occurred from pinholes in the film, it was necessary to perform plating again every periodic inspection. In addition, the corrosion peeling tends to be accelerated because the structure is exposed to a high-pressure pure water flow.
[0007]
As a measure for improving such corrosion peeling, for example, Co-Mo-Cr-Si of Co 45 wt% or more, Mo 20 to 42 wt%, Cr 17 to 25 wt%, Si 12 wt% or less is powder plasma arc method. (A method for forming a corrosion-resistant and wear-resistant build-up layer), a TiN film is formed on one sliding surface by physical vapor deposition, and the other is a DLC film, CrN , PEEK or PTFE coating method (Japanese Patent Laid-Open No. 10-184692 "Water lubrication or water lubrication seal"), after coating the base material with a Ni-Cr-Mo alloy containing at least one of Si and B, WC or Cr _Three C ₂ A Ni-Cr-Mo alloy-containing method (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-82479 “Sliding member and manufacturing method thereof”) and the like have been studied. However, these methods have not yet sufficiently suppressed the above-described corrosion peeling.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a water supply pump having a shaft seal portion, peeling of the coating layer due to corrosion, wear, erosion, or the like in the shaft seal portion is suppressed. The purpose is to provide a water supply pump.
[0009]
Also, in the present invention, considering the use as a reactor water pump, considering the reduction of exposure and the suppression of deterioration of equipment, the corrosion rate under the use water condition is small, the elution of material components is small, and Co is particularly easily activated. It aims at providing the feed pump which formed the coating layer which does not contain.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The water supply pump of the present invention has a shaft seal. And used in nuclear reactors In the water supply pump, at least one of the rotating shaft in the shaft seal portion and the throttle bush and casing adjacent to the rotating shaft has a spray frame speed of 1000 m / s to 3000 m / s and a spray powder particle speed of 500 m / s to By high-speed flame spraying method of 2000m / s, Added to improve the hardness and wear resistance of the coating layer Tungsten carbide powder, Added to improve the corrosion resistance and ductility of the coating layer C 0.08 wt% or less, Si 1.00 wt% or less, Mn 2.00 wt% or less, P 0.045 wt% or less, S 0.030 wt% or less, Ni 10.00 to 15.00 wt% , Cr 16.00 to 20.00 wt%, Mo 2.00 to 4.00 wt%, balance Fe and inevitable impurities Austenitic From iron-based alloy powder The amount of the iron-based alloy powder is 15 wt% to 45 wt% It is characterized by spraying the mixed powder to form a coating layer.
[0011]
iron The base alloy powder is more preferably produced by, for example, a gas atomization method or a water atomization method. Further, the mixed powder is preferably a granulated sintered powder produced by sintering a tungsten carbide powder and an iron-based alloy powder after granulation, and more preferably if the powder particle size is 20 μm or more and 55 μm or less. preferable.
[0012]
Further, the thickness of the coating layer formed on the rotary shaft, throttle bush or casing in the shaft seal portion is preferably 150 μm or more. It is preferable that the coating layer has a surface roughness of 6.5 S or less by forming the coating layer by a high-speed flame spraying method and then machining the surface.
[0013]
When the rotating shaft has an uneven portion, it is preferable that a coating layer is formed only on the protruded portion. As a method for forming the coating layer only on the convex portion of the rotating shaft, for example, a high-speed flame spraying method may be applied in a state where a wire having a width equal to or less than the width is wound around the concave portion. Moreover, when forming a coating layer on a rotating shaft, it is preferable to perform thermal spraying by a high-speed flame spraying method, rotating a rotating shaft.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the water supply pump of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the code | symbol in a figure, the same code | symbol was used about what points the same part as the past.
[0015]
FIG. 1 shows the structure of the feed pump of the present invention. The water supply pump of the present invention basically has the same structure as a conventional water supply pump except that a coating layer having corrosion resistance and wear resistance is formed on the shaft seal portion. That is, the water supply pump 1 of the present invention has a rotating shaft housed in a cover having a sturdy cylindrical casing and a circular flange, and mainly includes a casing 2, a cover 3, a rotating shaft 4, a bearing 5, and a shaft seal. The part 6 is composed of five parts.
[0016]
FIG. 2 shows the structure of the shaft seal portion of the water supply pump of the present invention. A throttle bush 7 is provided on the casing 2 side of the shaft seal portion 6, and the flow of the shaft seal portion 6 is controlled by a narrow gap between the throttle bush 7 and the rotary shaft 4. Further, in order to prevent high-temperature water inside the pump from flowing out and becoming steam, cooling water is poured into the gap between the throttle bush 7 and the rotating shaft 4 from the inlet 8 to suppress the outflow. The injected cooling water is all collected from the collection ports 9 and 10 and returned to the system again. In this case, since cooling water may partially enter the pump, the cooling water needs to be pure water, and condensate is used.
[0017]
In the water supply pump 1 of the present invention, the spray flame speed is 1000 m / s to 3000 m / s on at least one of the rotary shaft 4 in the shaft seal 6 and the throttle bush 7 and the casing 2 adjacent to the rotary shaft 4. Mainly by tungsten carbide powder and C 0.08 wt% or less, Si 1.00 wt% or less, Mn 2.00 wt% or less, P 0.045 wt% or less, S 0.030 wt%, by high-speed flame spraying method with a particle velocity of 500 m / s to 2000 m / s. Less than wt%, Ni 10.00 to 15.00 wt%, Cr 16.00 to 20.00 wt%, Mo 2.00 to 4.00 wt%, balance powder and iron-based alloy powder consisting of inevitable impurities are sprayed to form a coating layer It is characterized by that.
[0018]
That is, as shown in FIG. 2, the rotary shaft coating layer 4a is formed on the surface of the rotary shaft 4, the throttle bush coating layer 7a is formed on the surface of the throttle bush 7, and the surface of the casing 2 is not shown. A casing covering layer is formed.
[0019]
In the present invention, the coating layer is formed by using the mixed powder mainly composed of tungsten carbide powder and the iron-based alloy powder powder by the high-speed flame spraying method, so that the high-temperature, high-pressure, Leakage of the coating metal from the coating layer in water can be suppressed, exposure can be reduced, galling resistance can be improved, and gaps in the sliding portions can be reduced to suppress pump leakage loss.
[0020]
In the present invention, it is particularly preferable that a coating layer is formed on the surface of the rotating shaft by high-speed flame spraying. Normally, the throttle bushing is made of a material that is more easily worn than the rotating shaft, and has a structure that can be easily replaced. However, it is difficult to replace the rotating shaft like the throttle bushing. This is because there is a great need to suppress the damage. On the other hand, since the throttle bush can be easily replaced, it is not always necessary to form a coating layer by the high-speed flame spraying method, but the throttle bush and the casing are also damaged in order to suppress damage and extend the replacement time. It is preferable to form a coating layer by high-speed flame spraying.
[0021]
The reason for using the high-speed flame spraying method as described above in the present invention is that the porosity of the coating layer can be reduced and the coating layer can be made dense by increasing the frame speed. This is because the adhesion between the layer and the substrate can also be improved.
[0022]
This high-speed flame spraying method is a flame spraying method in which a powdered sprayed material is heated using a combustion flame of oxygen and a combustible gas, and then melted or sprayed onto a substrate in a state close to that to form a coating layer. A high-speed frame exceeding the speed of sound is generated by increasing the pressure.
[0023]
If the flame speed is too slow, it will tend to clog in the spray gun.On the other hand, if the flame speed exceeds a certain value, the amount of sprayed powder will increase, but it will be scraped by erosion due to the flame and the spray efficiency will be substantially reduced. Therefore, the frame speed is preferably 1000 m / s to 3000 m / s, and more preferably about 2000 m / s. Further, in the case of such a frame speed, the particle speed of the thermal spray powder used in the present invention is 500 m / s to 2000 m / s.
[0024]
In the mixed powder mainly composed of tungsten carbide powder and the above iron-base alloy powder used for high-speed flame spraying method, tungsten carbide powder is added to improve the hardness and wear resistance of the coating layer. The alloy powder is added to improve the corrosion resistance and ductility of the coating layer. Therefore, by forming a coating layer using such a mixed powder, it is possible to achieve both corrosion resistance, wear resistance and impact resistance of the coating layer.
[0025]
C 0.08 wt% or less, Si 1.00 wt% or less, Mn 2.00 wt% or less, P 0.045 wt% or less, S 0.030 wt% or less, Ni 10.00 to 15.00 wt% , Cr 16.00 to 20.00% by weight, Mo 2.00 to 4.00% by weight, the remainder Fe and inevitable impurities are austenitic iron-based alloy powders. R Examples thereof include those made of austenitic iron-based alloys such as SUS316, SUS316L, SUS317, and SUS317L defined in JIS G4308 (1991).
[0026]
Further, it is more preferable that C is 0.03% by weight or less, Ni 12.00 to 15.00% by weight, Cr 16.00 to 18.00% by weight, Mo 2.00 to 3.00% by weight, and examples thereof include an iron-based alloy powder made of SUS316L. . Hereinafter, for simplicity, the iron-base alloy having the above composition and SUS316, SUS316L, SUS317, SUS317L, and the like are collectively referred to as an iron-base alloy.
[0027]
SUS316 is C 0.08 wt% or less, Si 1.00 wt% or less, Mn 2.00 wt% or less, P 0.045 wt% or less, S 0.030 wt% or less, Ni 10.00 to 14.00 wt%, Cr 16.00 to 18.00 wt%, Mo It consists of 2.00 to 3.00% by weight, the balance Fe and inevitable impurities.
[0028]
SUS316L is C 0.03% or less, Si 1.00% or less, Mn 2.00% or less, P 0.045% or less, S 0.030% or less, Ni 10.00 to 14.00%, Cr 16.00 to 18.00%, Mo 2.00 to It consists of 3.00% by weight, the balance Fe and inevitable impurities.
[0029]
SUS317, C 0.08 wt% or less, Si 1.00 wt% or less, Mn 2.00 wt% or less, P 0.045 wt% or less, S 0.030 wt% or less, Ni 11.00 to 15.00 wt%, Cr 18.00 to 20.00 wt%, Mo 3.00 to It consists of 4.00% by weight, the balance Fe and inevitable impurities.
[0030]
SUS317L is C 0.03% or less, Si 1.00% or less, Mn 2.00% or less, P 0.045% or less, S 0.030% or less, Ni 11.00 to 15.00%, Cr 18.00 to 20.00%, Mo 3.00 to It consists of 4.00% by weight, the balance Fe and inevitable impurities.
[0031]
The content of the iron-based alloy powder in the mixed powder mainly composed of tungsten carbide powder and iron-based alloy powder is 15 wt% to 45 wt%. The If the iron-based alloy powder is less than 15 wt%, the hardness of the coating layer is high, but the interparticle bonding force of the coating layer is poor, and the adhesion strength and the fracture strain of the coating layer may be reduced. If it exceeds 45 wt%, the interparticle bonding force of the coating layer will be improved and the fracture strain of the coating layer will be improved, but the coating layer will be less hard and the penetration of the thermal spray powder will be reduced, resulting in adhesion strength. May be low.
[0032]
Therefore, the optimum mixing ratio of the iron-based alloy powder in the mixed powder composed mainly of tungsten carbide powder and iron-based alloy powder is set to 15 wt% to 45 wt%, thereby further improving the corrosion resistance, wear resistance and impact resistance of the coating layer. It can be improved, an increase in the gap of the sliding portion when using the water supply pump can be suppressed, an increase in leakage loss of the water supply pump over time can be suppressed, and the reliability can be improved.
[0033]
The mixed powder used in the high-speed flame spraying method is more preferably a granulated sintered powder produced by sintering a tungsten carbide powder and an iron-based alloy powder after granulation. Such a granulated sintered powder can be used to form a spherical powder capable of forming an optimal coating layer (sprayed coating). By using this, a coating layer with high adhesion and low porosity can be formed. The corrosion resistance, wear resistance, and impact resistance of the coating layer can be improved.
[0034]
FIG. 3 schematically shows the shape of a mixed powder 13 (hereinafter referred to as WC-SUS316L mixed powder) 13 mainly composed of WC powder 11 and SUS316L powder 12 having a smaller diameter than the WC powder. This WC-SUS316L mixed powder is granulated by mixing primary mother particles of WC powder and primary spheroid particles of SUS316L powder produced by gas atomization or water atomization, and uniformly disperse WC particles and SUS316L particles In this way, spherical secondary particles are obtained.
[0035]
Moreover, granulated sintered powder can be obtained by heat-sintering such a WC-SUS316L mixed powder in a high-temperature sintering furnace. By setting it as such granulated sintered powder, it can be set as a spherical powder with little influence on a gun barrel at the time of thermal spraying. Moreover, by forming a coating layer using such a granulated sintered powder, WC particles and SUS316L particles can be uniformly dispersed, and the properties of the coating layer can be made uniform. For this reason, the adhesion, densification, corrosion resistance, and wear resistance of the coating layer can be improved, and corrosion, wear, erosion, etc. that occur in the shaft seal portion of a water supply pump used in a nuclear power plant, etc. are effectively suppressed. Is possible.
[0036]
The particle size of the granulated sintered powder is preferably in the range of 20 μm or more and 55 μm or less. By using a granulated sintered powder having such a powder particle size, a coating layer with higher density, higher adhesion, and less porosity can be formed, and the corrosion resistance, wear resistance and impact resistance of the coating layer can be improved. Can be improved. If the particle size of the sprayed powder is less than 20 μm, the sprayed powder is so fine that it is excessively melted and deposited inside the gun barrel, so that the sprayed powder cannot pass and the spraying may be impossible. On the other hand, if the particle size of the sprayed powder exceeds 55 μm, the sprayed powder will be sprayed as a hard solid without melting, and the inside of the gun barrel will be damaged by wear, and the porosity of the coating layer formed will also be high, resulting in corrosion resistance. Wear resistance and impact resistance will be reduced.
[0037]
The coating layer formed on the surfaces of the rotating shaft, throttle bush and casing is preferably 150 μm or more in thickness. By making the thickness of the coating layer 150 μm or more, it is possible to suppress corrosion of the base material and to provide a coating layer having excellent corrosion resistance and peeling resistance, and the gap of the sliding portion in the shaft seal portion , And the increase in leakage loss of the pump over time can be suppressed, and the reliability can be improved.
[0038]
When the thickness of the coating layer is less than 150 μm, if minute through-holes or cracks exist in the coating layer, the corrosive liquid easily reaches the substrate through these defects, and the Local corrosion, so-called potentiometric corrosion is likely to occur at the interface. On the other hand, if the thickness of the coating layer is 150 μm or more, even if there are minute pores or cracks in the coating layer, the coating layer is so thick that it is difficult for defects to penetrate to the substrate. It is not possible to reach the base material through, and peeling of the coating layer can be suppressed.
[0039]
The covering layer is preferably finished to have a surface roughness of 6.5 S or less. The surface roughness of the coating layer can be adjusted, for example, by forming the coating layer by high-speed flame spraying and then machining the surface of the coating layer. By setting the surface roughness to 6.5 S or less, it is possible to suppress an increase in the gap of the sliding portion, to suppress an increase in pump leakage loss over time, and to improve reliability.
[0040]
In the present invention, in addition to the mixed powder of tungsten carbide powder and iron-base alloy powder, the iron-base alloy powder alone or in place of the iron-base alloy hastelloy powder, trivalloy powder (Ni-base alloy), Fe, B Alternatively, a self-fluxing alloy powder such as Cr or W may be added to form a mixed powder (sprayed powder). Thus, when adding powder other than the said tungsten carbide powder and iron-base alloy powder, it is good for the quantity of the addition powder except the said tungsten carbide powder in the whole mixed powder to be 15 to 45 weight%.
[0041]
Further, since the feed pump is used in high temperature and high pressure water (pure water), elution of metal ions becomes a problem with simple substances such as Co, Ni and Cr. In order to suppress the elution of metal ions, it is effective to oxidize the surface and prevent the elution of metal ions. Therefore, it is considered optimal to use a mixed powder that easily forms an oxide on the surface.
[0042]
Next, a method for forming a coating layer by high-speed flame spraying will be described.
[0043]
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a method for forming the rotating shaft covering layer 4 on the rotating shaft 4 used in the water supply pump of the present invention.
[0044]
As shown in FIG. 4, oxygen and kerosene are supplied to the thermal spraying device 14 for combustion, and, for example, a mixed powder (sprayed powder) mainly composed of WC powder and SUS316L powder is supplied from the thermal spraying powder supply port 15. 16 and sprayed on the surface of the rotating shaft 4 with a mixed powder of WC powder and SUS316L powder to form the rotating shaft coating layer 4a.
[0045]
In such thermal spraying, thermal spraying is performed by a high-speed flame spraying method in which a spray flame speed is 1000 m / s to 3000 m / s and a particle speed of the spray powder is 500 m / s to 2000 m / s.
[0046]
As a thermal spraying apparatus used for such a high-speed flame spraying method, for example, JP5000 (trade name, manufactured by TAFA) can be used. In order to achieve the spray flame speed and spray powder particle speed as described above, for example, a 6 inch gun barrel is used, oxygen flow rate 1950 scfh, kerosene fuel flow rate 4.3 gph, combustion pressure 95 psi, spraying distance 380 mm. Can be achieved.
[0047]
As shown in FIG. 4, when uneven parts such as grooves, for example, spiral uneven parts 17 and non-spiral uneven parts 18 are formed on the rotating shaft 4, high speed flame spraying is performed as follows. It is preferable to perform thermal spraying.
[0048]
FIG. 5 shows an example of a coating layer forming method in the case where the concavo-

convex portions

17 and 18 are formed on the rotating shaft 4. As shown in the drawing, a wire 19 such as a masking wire having a diameter equal to or smaller than the width of the concave portion is fitted into each

concave portion

17a, 18a of the spiral uneven portion 17 and the non-spiral uneven portion 18 of the rotating shaft 4. Wrap it like this. In this state, thermal spraying is performed by a high-speed flame spraying method, and then the wire 19 is removed, so that no coating layer is formed on the

concave portions

17a and 18a of the rotating shaft 4 covered with the wire 19, and the convex portions 17b of the rotating shaft are formed. The coating layer 4a is formed only on 18b.
[0049]
It is preferable to use a wire having a diameter equal to or less than the width of the recess. When the diameter of the wire exceeds the width of the recess, the wire expands due to heat at the time of thermal spraying and falls off from the recess, so that appropriate masking may not be performed. If the diameter of the wire is equal to or smaller than the width of the concave portion, the coating layer can be formed only on the convex portion without falling off from the concave portion even if the wire expands due to heat during thermal spraying.
[0050]
Further, as shown in FIG. 6, when the rotating shaft coating layer 4 a is formed on the rotating shaft 4, it is preferable to perform spraying by a high-speed flame spraying method while rotating the rotating shaft 4. When forming the rotating shaft coating layer, the coating is performed by rotating the rotating shaft, so that the heat during spraying can be evenly distributed to reduce heat generation, and the rotation on the opposite side of the part being sprayed Since the shaft surface can be cooled using a cooling medium such as air, heat generation can be further reduced. By suppressing heat generation in this way, oxidation and strength reduction are suppressed, and a rotating shaft coating layer excellent in adhesion, corrosion resistance, and wear resistance can be formed, and leakage loss of the water supply pump is suppressed, Reliability can be improved.
[0051]
The method for forming the rotating shaft covering layer on the rotating shaft of the water supply pump has been described above. However, such a method for forming the covering layer is preferably applied to the throttle bush and the casing as much as possible. Moreover, in the water supply pump of this invention, it is preferable to form the same coating layer not only on the shaft seal portion as described above but also on the blade portion such as a pump impeller.
[0052]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
[0053]
Example 1
Spherical secondary particles WC-SUS316L in which WC primary particles and SUS316L powder primary spheroid particles produced by gas atomization or water atomization are mixed and granulated, and WC particles and SUS316L particles are uniformly dispersed A mixed powder was prepared. Then, it heat-sintered in the high temperature sintering furnace, and was set as the WC-SUS316L granulated sintered powder.
[0054]
As shown in FIG. 4, the surface of the rotating shaft 4 of the shaft seal portion of the water supply pump is applied by a high-speed flame spraying method with a spray flame speed of 1000 m / sec to 3000 m / sec and a spray powder particle speed of 500 m / sec to 2000 m / sec. The WC-SUS316L granulated sintered powder was coated.
[0055]
The high-speed flame spraying uses JP-5000 (trade name, manufactured by TAFA) as a spraying device, with a 6-inch gun barrel, oxygen flow rate of 1950 scfh, kerosene fuel flow rate of 4.3 gph, combustion pressure of 95 psi, and spraying distance of 380 mm. Coating was performed under conditions.
[0056]
The granulated and sintered powder obtained by the manufacturing method as described above was a spherical powder, and could be sprayed without damaging the gun barrel, and optimum spraying could be performed. In the formed coating layer, WC particles and SUS316L particles are uniformly dispersed, the hardness of the coating layer is uniform, and it is recognized that the coating layer has excellent adhesion, densification, corrosion resistance, and wear resistance. It was. As a result, it was recognized that corrosion, wear, erosion, and the like that occur in the shaft seal portion of a water supply pump of a nuclear power plant or the like can be effectively suppressed.
[0057]
(Example 2)
Table 1 shows the experimental results for determining the optimum mixing ratio of WC powder and SUS316L powder.
[0058]
[Table 1]

[0059]
The WC powder is for imparting hardness and wear resistance, and the SUS316L powder is for imparting corrosion resistance and ductility. The performance of the coating layer obtained varies greatly depending on the mixing amount of the WC powder and SUS316L powder.
[0060]
Therefore, in this experiment, as shown in Table 1, the mixing ratio of WC powder and SUS316L powder was changed in the range of 40 to 95 wt% WC powder and 5 to 60 wt% SUS316L powder, and then heated and sintered in a high-temperature sintering furnace. As a result, WC-SUS316L granulated sintered powder having different mixing ratios was obtained.
[0061]
Using this WC-SUS316L granulated sintered powder, a coating layer is formed on a 13Cr steel substrate by a high-speed flame spraying method, and the performance of the coating layer such as adhesion, fracture strain, hardness, etc. is evaluated, The optimal mixing ratio was determined.
[0062]
For high-speed flame spraying, JP-5000 (TAFA product name) is used as the spraying device, gun barrel 6 inches, oxygen flow rate 1950 scfh, kerosene fuel flow rate 4.3 gph, combustion pressure 95 psi, spraying distance 380 mm I went there.
[0063]
As shown in Table 1, when the SUS316L powder was less than 15 wt%, the coating layer had high hardness, but the coating layer had poor interparticle bonding force, and the coating layer had very low adhesion and fracture strain. . In addition, when the SUS316L powder exceeds 45 wt%, the interparticle bonding force of the coating layer is improved, and the coating fracture strain is improved, but the hardness of the coating layer is reduced, so that the penetration of the thermal spray powder into the substrate is reduced. However, the adhesion became low.
[0064]
Therefore, it was confirmed that the performance of any coating layer was excellent when the SUS316L powder was in the range of 15 to 45 wt%, and the optimum mixing ratio was within the range of 15 to 45 wt% of the SUS316L powder.
[0065]
(Example 3)
Table 2 shows the experimental results for determining the optimum particle size of the WC-SUS316L granulated sintered powder of the present invention. In this experiment, the powder particle size of the WC-SUS316L granulated sintered powder was changed, and a coating layer was formed on the 13Cr steel substrate by the high-speed flame spraying method. The optimum powder particle size was determined by investigating and observing wear and determining its condition.
[0066]
For high-speed flame spraying, JP-5000 (TAFA product name) is used as the spraying device, gun barrel 6 inches, oxygen flow rate 1950 scfh, kerosene fuel flow rate 4.3 gph, combustion pressure 95 psi, spraying distance 380 mm I went there.
[0067]
[Table 2]

[0068]
As is clear from Table 2, if the powder particle size of the WC-SUS316L granulated and sintered powder is less than 20μm, the powder is very small and easily melted, so it is welded inside the gun barrel, and the gun barrel is clogged and the sprayed powder cannot pass through. Became impossible. On the other hand, when the powder particle size of the WC-SUS316L granulated sintered powder was 55 μm or more, the powder did not melt and was sprayed as a hard and solid material, which caused abrasion damage inside the gun barrel.
[0069]
Therefore, it was confirmed that the optimum powder particle size of the WC-SUS316L granulated sintered powder that can be sprayed without affecting the gun barrel is 20 μm or more and 55 μm or less.
[0070]
(Example 4)
Table 3 shows the results of the corrosion test in which the thickness of the coating layer was determined to be 150 μm or more. In this experiment, WC-SUS316L mixed powder was coated on a 13Cr steel substrate in the range of 50 to 750 μm by high-speed flame spraying, and then a corrosion test was conducted to examine the corrosion of the substrate.
[0071]
For high-speed flame spraying, JP-5000 (TAFA product name) is used as the spraying device, gun barrel 6 inches, oxygen flow rate 1950 scfh, kerosene fuel flow rate 4.3 gph, combustion pressure 95 psi, spraying distance 380 mm I went there.
[0072]
[Table 3]

[0073]
The corrosion test is a cast test of the salt spray test method stipulated in JISZ2371, which was conducted in a 10-hour accelerated evaluation test. The effect of the test was confirmed by micro-observing the interface state between the coating layer and the substrate after the test. Was judged.
[0074]
As apparent from Table 3, when the coating layer had a thickness of less than 150 μm, corrosion was observed at the interface between the substrate and the coating layer, and it was recognized that the corrosion resistance was poor. That is, when the thickness of the coating layer is less than 150 μm, minute through holes and cracks exist in the coating layer, and the corrosive liquid reaches the substrate through these defects, and reaches the interface between the substrate and the coating layer. Corrosion resistance is reduced by the occurrence of local corrosion, so-called potentiometric corrosion.
[0075]
On the other hand, when the thickness of the coating layer was 150 μm or more, no corrosion at the interface between the substrate and the coating layer was observed, and the corrosion resistance was good. That is, when the thickness of the coating layer is 150 μm or more, even if there are minute pores or cracks in the coating layer, the coating layer is thick and does not cause defects penetrating the substrate. Could not reach the substrate through these defects.
[0076]
Therefore, it was recognized that by setting the thickness of the coating layer to 150 μm or more, corrosion of the substrate can be suppressed and a coating layer having excellent corrosion resistance and peeling resistance can be obtained.
[0077]
(Example 5)
In the rotating shaft having the concavo-convex portion, it is necessary to avoid the formation of a coating layer on an unnecessary portion in order to suppress a decrease in the pump water flow rate. For this reason, it is necessary to take measures to prevent the coating layer from being formed in the recesses by masking. Therefore, in this experiment, the effect of masking was examined by changing the type of wire and performing masking.
[0078]
First, as shown in FIG. 5, a tape-shaped masking material or masking wire having a diameter equal to or smaller than the width of the

recesses

17 a and 18 a of the rotating shaft 4 is wound around the

recesses

17 a and 18 a of the rotating shaft 4 to mask the recesses. did. In this state, the WC-SUS316L mixed powder was coated by a high-speed flame spraying method.
[0079]
For high-speed flame spraying, JP-5000 (TAFA product name) is used as the spraying device, gun barrel 6 inches, oxygen flow rate 1950 scfh, kerosene fuel flow rate 4.3 gph, combustion pressure 95 psi, spraying distance 380 mm I went there.
[0080]
As a result, in the tape-shaped masking material, since the spray frame and spray particles are sprayed at a high speed, they are easily peeled off and cannot be used for masking. Further, the rotating shaft of the shaft seal portion is almost always subjected to spiral threading, and has a continuous groove structure, so that masking with a tape-shaped masking material is difficult. On the other hand, when a wire material such as a masking wire was used, extremely effective masking could be performed without peeling of the wire material from the spiral uneven portion.
[0081]
(Example 6)
Table 4 shows the influence of the diameter of the wire material for masking the concave portion on the masking effect when the coating layer is formed on the rotating shaft having the concave and convex portion by the high-speed flame spraying method.
[0082]
In this experiment, the width A of the concave part of the rotating shaft is set to 100, and the ratio of the masking wire diameter B to this is changed variously, and the WC-SUS316L mixed powder is applied onto the 13Cr steel substrate (rotating shaft) by the high-speed flame spraying method. Coating and thermal spraying workability were evaluated.
[0083]
For high-speed flame spraying, JP-5000 (TAFA product name) is used as the spraying device, gun barrel 6 inches, oxygen flow rate 1950 scfh, kerosene fuel flow rate 4.3 gph, combustion pressure 95 psi, spraying distance 380 mm I went there.
[0084]
[Table 4]

[0085]
As a result, when the masking wire diameter B is larger than the width A of the concave portion of the rotating shaft, that is, for B / A × 100 exceeding 100%, the wire expands due to heat during thermal spraying, and the continuous groove shape It dropped out of the rugged portion of the film, and masking was not possible.
[0086]
On the other hand, with a masking wire diameter B equal to or less than the width A of the unevenness, even if the wire expands due to heat at the time of thermal spraying, the coating layer is uniformly formed on the shaft seal unevenness portion without falling off from the continuous groove-shaped unevenness portion. Could be formed.
[0087]
Therefore, when forming a coating layer only on the convex part of a rotating shaft, it was recognized that it was effective to wind and mask a wire which has a diameter equal to or smaller than the width of the concave part.
[0088]
(Example 7)
As shown in FIG. 6, when the surface of the rotating shaft 4 of the shaft seal portion of the water supply pump was coated with the WC-SUS316L mixed powder by the high-speed flame spraying method, spraying was performed while rotating the rotating shaft 4.
[0089]
For high-speed flame spraying, JP-5000 (TAFA product name) is used as the spraying device, gun barrel 6 inches, oxygen flow rate 1950 scfh, kerosene fuel flow rate 4.3 gph, combustion pressure 95 psi, spraying distance 380 mm I went there.
[0090]
By coating while rotating the rotating shaft, the heat during spraying can be evenly distributed and the heat generation at the shaft seal of the water supply pump can be reduced, and the surface of the rotating shaft is coated with a uniform film thickness of WC-SUS316L. We were able to. In addition, by coating while rotating the rotating shaft, it is possible to make time to cool the part of the rotating shaft opposite to the sprayed part using a cooling medium such as air, and suppress the heating of WC-SUS316L. In addition to improving the adhesion of the coating layer, it was possible to suppress oxidation of the coating layer, a decrease in strength, and the like.
[0091]
(Example 8)
Table 5 shows the effect on the pump leakage when the surface of the rotating shaft of the shaft seal part of the water supply pump is coated with WC-SUS316L mixed powder by high-speed flame spraying and then the surface of the coating layer is finished by machining. The result of examining the presence or absence is shown.
[0092]
[Table 5]

[0093]
In this experiment, after coating WC-SUS316L mixed powder by high-speed flame spraying, the surface roughness of the coating layer was changed from 9.0 S to 2.0 S by machining, and the state of water leakage generated in the pump was judged. As a result, when the surface roughness exceeded 6.5 S, pump leakage increased and the impact on pump leakage increased.
[0094]
Such water leakage reduces the performance of the pump and reduces efficiency, so it is necessary to avoid it as much as possible. Therefore, after coating the surface of the shaft seal part of the water supply pump with a mixture of WC powder and SUS316L powder, reducing the surface roughness of the coating layer to 6.5 S or less by machining eliminates the effect on pump leakage, and the pump It is extremely effective for maintaining the performance of
[0095]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to form a coating layer excellent in corrosion resistance, wear resistance, and cavitation resistance, and there is no need to recoat the shaft seal portion at every periodic inspection. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a water supply pump according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing the structure of the shaft seal portion of the water supply pump of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a WC-SUS316L mixed powder used in the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a method for forming a coating layer on a rotating shaft.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a masking method for a concavo-convex portion of a rotating shaft.
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a method for forming a coating layer while rotating a rotating shaft.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the structure of a conventional water supply pump
FIG. 8 is a schematic view showing the structure of a shaft seal portion of a conventional water supply pump
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water supply pump, 2 ... Casing, 3 ... Casing cover, 4 ... Rotary shaft, 4a ... Rotary shaft coating layer, 5 ... Bearing, 6 ... Shaft seal part, 7 ... Throttle bush, 7a ... Throttle bush coating layer, 8 ... Cooling water injection port, 9, 10 ... Cooling water recovery port, 11 ... WC powder, 12 ... SUS316L powder, 13 ... WC-SUS316L mixed powder, 14 ... Thermal spraying device, 15 ... Thermal spray powder supply port, 16 ... Gun barrel, 17, 18 ... Rotational shaft uneven part, 19 ... Wire rod

Claims

軸封部を有し、原子炉に用いられる給水ポンプにおいて、
前記軸封部における回転軸ならびにこの回転軸に隣接するスロットルブッシュおよびケーシングの少なくとも一つに、溶射フレーム速度が１０００ｍ／ｓ〜３０００ｍ／ｓ、溶射粉末の粒子速度が５００ｍ／ｓ〜２０００ｍ／ｓである高速フレーム溶射法によって、主として被覆層の硬さと耐摩耗性を向上させるために加えられるタングステンカーバイド粉末と、被覆層の耐食性と延性を向上させるために加えられるＣ０．０８重量％以下、Ｓｉ１．００重量％以下、Ｍｎ２．００重量％以下、Ｐ０．０４５重量％以下、Ｓ０．０３０重量％以下、Ｎｉ１０．００〜１５．００重量％、Ｃｒ１６．００〜２０．００重量％、Ｍｏ２．００〜４．００重量％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイト系の鉄基合金粉末とからなり、前記鉄基合金粉末の量が１５ｗｔ％〜４５ｗｔ％である混合粉末を溶射し、被覆層を形成したことを特徴とする給水ポンプ。 Have a shaft sealing portion, the water supply pump used in a nuclear reactor,
At least one of the rotating shaft in the shaft seal and the throttle bush and casing adjacent to the rotating shaft has a spray frame speed of 1000 m / s to 3000 m / s and a spray powder particle speed of 500 m / s to 2000 m / s. Tungsten carbide powder added mainly to improve the hardness and wear resistance of the coating layer by a high-speed flame spraying method, C 0.08 wt% or less added to improve the corrosion resistance and ductility of the coating layer , Si 1.00 wt% or less, Mn 2.00 wt% or less, P 0.045 wt% or less, S 0.030 wt% or less, Ni 10.00 to 15.00 wt%, Cr 16.00 to 20.00 wt%, Mo 2.00 to 4.00 wt%, Toka iron-based alloy powder austenitic balance consisting of Fe and unavoidable impurities Do Ri, feedwater pump the amount of the iron-based alloy powder is sprayed mixed powder is 15wt% ~45wt%, characterized in that the formation of the coating layer.

前記混合粉末は、前記タングステンカーバイド粉末と鉄基合金粉末とを造粒後、焼結することにより製造された造粒焼結粉末であることを特徴とする請求項１記載の給水ポンプ。The mixed powder according to claim 1 Symbol placing feed pump, wherein said post-tungsten carbide powder and iron-based alloy powder and the granulation, a granulation sintering powders produced by sintering.

前記造粒焼結粉末の粉末粒度が２０μｍ以上、５５μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の給水ポンプ。The feed water pump according to claim 2, wherein a powder particle size of the granulated sintered powder is 20 µm or more and 55 µm or less.

前記鉄基合金粉末は、ガスアトマイズ法または水アトマイズ法より製造されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の給水ポンプ。The water supply pump according to any one of claims 1 to 3 , wherein the iron-based alloy powder is manufactured by a gas atomizing method or a water atomizing method.

前記被覆層の厚さが、１５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の給水ポンプ。The thickness of the said coating layer is 150 micrometers or more, The water supply pump of any one of the Claims 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned.

前記高速フレーム溶射法により被覆層を形成した後、その表面を機械加工することにより、前記被覆層の表面粗度を６．５Ｓ以下としたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の給水ポンプ。After forming the coating layer by the high-velocity flame spraying method, by machining the surface, any one of claims 1 to 5, characterized in that the surface roughness of the coating layer is less 6.5S 1 The water supply pump described in the item.

前記回転軸は凹凸部を有するものであって、前記凸部のみに前記被覆層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の給水ポンプ。The water supply pump according to any one of claims 1 to 6 , wherein the rotating shaft has a concavo-convex portion, and the covering layer is formed only on the convex portion.

前記回転軸の凸部の被覆層は、前記回転軸の凹部にその幅と同等以下の線材を巻き付けた状態で前記高速フレーム溶射法により形成されたものであることを特徴とする請求項７記載の給水ポンプ。The coating layer of the convex portion of the rotary shaft, according to claim 7, wherein the at with its wound width equal to or less than the wire into the recess of the rotary shaft that is formed by the high-velocity flame spraying method Water pump.

前記回転軸の被覆層は、前記回転軸を回転させながら前記高速フレーム溶射法により形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の給水ポンプ。The water supply pump according to any one of claims 1 to 8 , wherein the coating layer of the rotating shaft is formed by the high-speed flame spraying method while rotating the rotating shaft.