JP5110608B2 - 硫化腐食防止方法、耐硫化腐食性高温部材及び伝熱管の補修方法 - Google Patents

硫化腐食防止方法、耐硫化腐食性高温部材及び伝熱管の補修方法 Download PDF

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Description

本発明は、硫化水素などによる腐食及び硫化物腐食割れなどに対する高温部材の硫化腐食防止方法、耐硫化腐食性高温部材及び伝熱管の補修方法に関する。
従来から、火力発電設備などでは、燃料を燃焼させた際に発生するガスによって、それを構成する構造材が腐食してしまうことが大きな問題となっていた。
すなわち、構造材の一例である火力発電用ボイラのボイラ水冷壁管(基材:フェライト鋼)や過熱器管、再熱器管などの高温伝熱管の肉厚が、硫化腐食により、設計で定められた下限の肉厚よりも薄くなるという問題があった。更に、高温伝熱管の表面には、エレファントスキンとも呼ばれる亀裂(溝状腐食)が生じるという問題もあった。
このような問題を解消又は回避する方法として、予め構造材に耐硫化腐食性を有する被膜をコーティングして硫化腐食から保護する方法がある。また、亀裂が生じた部分に事後的に被膜をコーティングすることで亀裂を補修する方法がある。このような被膜としては、主にプラズマ溶射法を用いたニッケル・クロム被膜が用いられてきた。
一方、その他の被膜として、酸化チタン粒子をコーティングして酸化チタン粒子からなる被膜を構造材などに設けることにより、構造材の耐硫化腐食性を向上させる方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開平9−272990号公報
しかしながら、上述したように、構造材に酸化チタン粒子からなる被膜を設けても、酸化チタン粒子間に硫化水素(H2S)が侵入して硫化腐食が進行してしまい、際立った耐硫化腐食性が得られないという問題があった。また、このような酸化チタン粒子からなる被膜の耐硫化腐食性を向上させるためには被膜を厚くする必要があり、被膜の剥離が発生しやすいという問題や被膜形成のコストが高くなるという問題があった。
一方、構造材の表面にチタン金属又はチタン化合物などが含まれる塗布液を塗布して構造材の表面上にチタン酸化物層を直接形成することにより耐硫化腐食性を向上させる方法が考えられるが、構造材の表面にチタン酸化物層を形成する際の塗布溶液の乾燥過程で生じる内部応力によってチタン酸化物層にクラック(ひび割れ)が発生してしまうおそれがある。その結果、そのクラックから構造材の硫化腐食が進行してしまうおそれがあるという問題があった。
また、プラズマ溶射法を用いたニッケル・クロム被膜は高価であると共に長時間の施工作業を要し、構造材の表面の保護又は補修にはコスト面で不適であるという問題もあった。
本発明は、上述した事情に鑑み、チタン酸化物層のクラックの発生を防止することにより、硫化腐食に対する硫化腐食防止方法を提供し、優れた耐硫化腐食性を有する耐硫化腐食性高温部材を提供し、亀裂が生じた伝熱管の補修方法を提供することを目的とする。
ケイ素酸化物はアルカリ金属と反応して軟化してしまうので、ボイラ燃焼灰などのようなアルカリ金属が含まれるものと接触する可能性のある部材には、通常、ケイ素酸化物層が作製されることはない。しかしながら、本発明者は、ケイ素酸化物層上にチタン金属又はチタン化合物などが含まれる塗布液を塗布してチタン酸化物層を形成すると、チタン酸化物層のクラックの発生を防止することができることを見出すと共に、さらにケイ素酸化物層上にチタン酸化物層が形成されることにより、ケイ素酸化物層とアルカリ金属とが反応することがないことを見出し、本発明に至った。
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、基材の表面上に厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層を形成する第1の工程と、前記ケイ素酸化物層上にチタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層を形成する第2の工程とを具備することを特徴とする硫化腐食防止方法にある。
かかる第1の態様では、ケイ素酸化物層を設けることにより、第1のチタン酸化物層を形成する際に第1のチタン酸化物層内に内部応力が発生しても第1のチタン酸化物層にクラックが発生するのを防止することができるので、ケイ素酸化物層上に緻密でクラックの極めて少ない第1のチタン酸化物層を形成することができる。
本発明の第2の態様は、前記第1の工程は、ケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、加熱酸化させてケイ素酸化物層を形成することを特徴とする第1の態様に記載の硫化腐食防止方法にある。
かかる第2の態様では、容易にケイ素酸化物層を形成することができる。
本発明の第3の態様は、前記ケイ素化合物は、水素化ケイ素、シラザン系化合物、シロキサン系化合物及びケイ酸塩の少なくとも何れか一つであることを特徴とする第2の態様に記載の硫化腐食防止方法にある。
かかる第3の態様では、より容易にケイ素酸化物層を形成することができる。
本発明の第4の態様は、前記ケイ素含有塗布液は、さらに窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び酸化ホウ素の少なくとも何れか一つを含有することを特徴とする第2又は第3の態様に記載の硫化腐食防止方法にある。
かかる第4の態様では、さらに容易にケイ素酸化物層を形成することができる。
本発明の第5の態様は、前記第1のチタン酸化物層の表面上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する第3の工程と、チタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層を形成する第4の工程とをさらに具備することを特徴とする第1〜4の何れか一つの態様に記載の硫化腐食防止方法にある。
かかる第5の態様では、拡散反応によって基材を構成する鉄などが第2のチタン酸化物層を通って耐硫化腐食性高温部材の表面へ拡散することを防止することができる。また、第2のチタン酸化物層内に内部応力が発生したとしてもその内部応力に応じて炭素層が変形して第2のチタン酸化物層内の内部応力を緩和することができるので、炭素層上にクラックの少ない第2のチタン酸化物層を形成することができる。
本発明の第6の態様は、基材の表面上にケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、乾燥させてケイ素含有塗布層を形成する第1塗布工程と、前記ケイ素含有塗布層上にチタン金属又はチタン化合物を含有した第1のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第1のチタン含有塗布層を形成する第2塗布工程と、前記ケイ素含有塗布層及び前記第1のチタン含有塗布層を加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層及び厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層を形成する加熱酸化工程とを具備することを特徴とする硫化腐食防止方法にある。
かかる第6の態様では、ケイ素酸化物層を設けることにより、第1のチタン酸化物層を形成する際に第1のチタン酸化物層内に内部応力が発生しても、第1のチタン酸化物層にクラックが発生するのを防止することができるので、ケイ素酸化物層上に緻密でクラックの極めて少ない第1のチタン酸化物層を形成することができる。また、ケイ素酸化物層及び第1のチタン酸化物層はまとめて加熱酸化されて形成されているので、これらの酸化物層にクラックが生じる可能性は低くなり、この結果、耐食性の高い酸化物層を基材に形成することができる。更に、まとめて加熱酸化するので、各塗布層ごとに加熱する場合と比較すると製造上の手間が省けるので、合理的に酸化物層を基材に形成できる。
本発明の第7の態様は、前記第2塗布工程後に、前記第1のチタン含有塗布層上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する炭素層形成工程と、前記炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第2のチタン含有塗布層を形成する第3塗布工程とを具備し、前記加熱酸化工程では、前記第3塗布工程後に、前記炭素層を加熱させて脱脂すると共に、前記ケイ素含有塗布層、前記第1のチタン含有塗布層、及び前記第2のチタン含有塗布層を加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmの前記ケイ素酸化物層、厚さ0.01〜10μmの前記第1のチタン酸化物層、及び厚さ0.01〜10μmの前記第2のチタン酸化物層を形成することを特徴とする第6の態様に記載の硫化腐食防止方法にある。
かかる第7の態様では、拡散反応によって基材を構成する鉄などが第2のチタン酸化物層を通って耐硫化腐食性高温部材の表面へ拡散することを防止することができる。また、第2のチタン酸化物層内に内部応力が発生したとしてもその内部応力に応じて炭素層が変形して第2のチタン酸化物層内の内部応力を緩和することができるので、炭素層上にクラックの少ない第2のチタン酸化物層を形成することができる。その結果、より確実に炭素の析出を防止できる。また、加熱酸化によりケイ素酸化物層・チタン酸化物層を形成すると共に、炭素を脱脂することも同時に行うことができる。
本発明の第8の態様は、前記加熱酸化工程後に、前記第1のチタン酸化物層上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する炭素層形成工程と、前記炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布・乾燥させると共に加熱して前記炭素層を脱脂すると共に、厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層を形成するチタン酸化物層形成工程とを具備することを特徴とする第6の態様に記載の硫化腐食防止方法にある。
かかる第8の態様では、ケイ素酸化物層と第1のチタン酸化物層とが纏めて加熱酸化されることにより形成され、その後、第2のチタン酸化物層が形成されると共に炭素層が脱脂される。
本発明の第9の態様は、基材と、該基材の表面上に設けられた厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層と、該ケイ素酸化物層上に設けられた厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層とを具備することを特徴とする耐硫化腐食性高温部材にある。
かかる第9の態様では、基材上にチタン酸化物層が直接形成された(ケイ素酸化物層が設けられていない)ものと比較して、緻密でクラックの極めて少ない均一な第1のチタン酸化物層を有しているので、優れた耐硫化腐食性を有する。
本発明の第10の態様は、前記第1のチタン酸化物層上に設けられた厚さ10〜30μmの炭素層と、前記炭素層上に設けられた厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層とをさらに具備することを特徴とする第9の態様に記載の耐硫化腐食性高温部材にある。
かかる第10の態様では、第1のチタン酸化物層と第2のチタン酸化物層との間に炭素層が設けられているので、拡散反応によって基材を構成する鉄などが第2のチタン酸化物層を通って耐硫化腐食性高温部材の表面へ拡散することを防止することができる。また、耐硫化腐食性高温部材は、クラックの極めて少ない均一な第2のチタン酸化物層を有しているので、より優れた耐硫化腐食性を有する。
本発明の第11の態様は、ボイラに配設された伝熱管の亀裂が生じた部位の表面上に厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層を形成する第1の工程と、前記ケイ素酸化物層上にチタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層を形成する第2の工程とを具備することを特徴とする伝熱管の補修方法にある。
かかる第11の態様では、伝熱管に生じた亀裂は、この亀裂上に形成されたケイ素酸化物層及び第1のチタン酸化物層により補修される。また、本態様では、ケイ素酸化物層上に緻密でクラックの極めて少ない第1のチタン酸化物層が形成される。このため、クラックから亀裂部分が露出してしまうことが低減され、より確実に亀裂を補修することができる。
本発明の第12の態様は、前記第1の工程は、ケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層を形成することを特徴とする第11の態様に記載の伝熱管の補修方法にある。
かかる第12の態様では、容易にケイ素酸化物層を形成することができる。
本発明の第13の態様は、前記ケイ素化合物は、水素化ケイ素、シラザン系化合物、シロキサン系化合物及びケイ酸塩の少なくとも何れか一つであることを特徴とする第12の態様に記載の伝熱管の補修方法にある。
かかる第13の態様では、より容易にケイ素酸化物層を形成することができる。
本発明の第14の態様は、前記ケイ素含有塗布液は、さらに窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び酸化ホウ素の少なくとも何れか一つを含有することを特徴とする第12又は第13の態様に記載の伝熱管の補修方法にある。
かかる第14の態様では、さらに容易にケイ素酸化物層を形成することができる。
本発明の第15の態様は、前記第1のチタン酸化物層の表面上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する第3の工程と、チタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層を形成する第4の工程とをさらに具備することを特徴とする第11〜14の何れか一つの態様に記載の伝熱管の補修方法にある。
かかる第15の態様では、伝熱管に生じた亀裂は、この亀裂上に形成されたケイ素酸化物層及び第1のチタン酸化物層に加え、炭素層及び第2のチタン酸化物層より確実に補修される。また、本態様では、第2のチタン酸化物層内に内部応力が発生したとしてもその内部応力に応じて炭素層が変形して第2のチタン酸化物層内の内部応力を緩和することができるので、炭素層上にクラックの少ない第2のチタン酸化物層が形成される。このため、クラックから亀裂部分が露出してしまうことが更に低減され、より一層確実に亀裂を補修することができる。
本発明の第16の態様は、ボイラに配設された伝熱管の亀裂が生じた部位の表面上にケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、乾燥させてケイ素含有塗布層を形成する第1塗布工程と、前記ケイ素含有塗布層上にチタン金属又はチタン化合物を含有した第1のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第1のチタン含有塗布層を形成する第2塗布工程と、前記ケイ素含有塗布層及び前記第1のチタン含有塗布層を加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層及び厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層を形成する加熱酸化工程とを具備することを特徴とする伝熱管の補修方法にある。
かかる第16の態様では、伝熱管に生じた亀裂は、この亀裂上に形成されたケイ素酸化物層及び第1のチタン酸化物層により補修される。また、本態様では、ケイ素酸化物層及び第1のチタン酸化物層はまとめて加熱酸化されて形成されているので、これらの酸化物層にクラックが生じる可能性が更に低くなる。このため、クラックから亀裂部分が露出してしまうことが更に低減され、より一層確実に亀裂を補修することができる。
本発明の第17の態様は、前記第2塗布工程後に、前記第1のチタン含有塗布層上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する炭素層形成工程と、前記炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第2のチタン含有塗布層を形成する第3塗布工程とを具備し、前記加熱酸化工程では、前記第3塗布工程後に、前記炭素層を加熱させて脱脂すると共に、前記ケイ素含有塗布層、前記第1のチタン含有塗布層、及び前記第2のチタン含有塗布層を加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmの前記ケイ素酸化物層、厚さ0.01〜10μmの前記第1のチタン酸化物層、及び厚さ0.01〜10μmの前記第2のチタン酸化物層を形成することを特徴とする第16の態様に記載の伝熱管の補修方法にある。
かかる第17の態様では、伝熱管に生じた亀裂は、この亀裂上に形成されたケイ素酸化物層及び第1のチタン酸化物層に加え、炭素層及び第2のチタン酸化物層より補修される。また、本態様では、ケイ素酸化物層、第1のチタン酸化物層及び第2のチタン酸化物層はまとめて加熱酸化されて形成されているので、これらの酸化物層にクラックが生じる可能性が更に低くなる。このため、クラックから亀裂部分が露出してしまうことが更に低減され、より一層確実に亀裂を補修することができる。
本発明の第18の態様は、前記加熱酸化工程後に、前記第1のチタン酸化物層上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する炭素層形成工程と、前記炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布・乾燥させると共に加熱して前記炭素層を脱脂すると共に、厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層を形成するチタン酸化物層形成工程とを具備することを特徴とする第16の態様に記載の伝熱管の補修方法にある。
かかる第18の態様では、ケイ素酸化物層と第1のチタン酸化物層とが纏めて加熱酸化されることにより形成され、その後、第2のチタン酸化物層が形成されると共に炭素層が脱脂される。
本発明に係る硫化腐食防止方法によれば、第1のチタン酸化物層はケイ素酸化物層上に形成されるので、第1のチタン酸化物層が形成される際に、第1のチタン酸化物層内に内部応力が発生したとしても第1のチタン酸化物層にクラックが発生するのを防止することができる。その結果、ケイ素酸化物層上に緻密でクラックの極めて少ない均一な第1のチタン酸化物層を形成することができる。また、本発明に係る耐硫化腐食性高温部材は、優れた耐硫化腐食性を有するので、これらを使用した機器の信頼性及び耐久性を飛躍的に改善することができる。更に、本発明に係る伝熱管の補修方法は、伝熱管に生じた亀裂を確実に、且つ安価に補修することができる。
実施形態1に係る耐硫化腐食性高温部材を示す概略図である。 実施形態2に係る耐硫化腐食性高温部材を示す概略図である。 硫化腐食試験における実施例1の板状試験片Aの拡大断面写真である。 硫化腐食試験における比較例1の板状試験片Bの拡大断面写真である。
符号の説明
1,1A 耐硫化腐食性高温部材
10 基材
20 ケイ素酸化物層
30 第1のチタン酸化物層
40 炭素層
50 第2のチタン酸化物層
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
(実施形態1)
図1は、本実施形態に係る耐硫化腐食性高温部材を示す概略図である。図1に示すように、耐硫化腐食性高温部材1は、基材10の表面上にケイ素酸化物層20と、第1のチタン酸化物層30とが順次形成されたものである。
ケイ素酸化物層20は、基材10の表面上に緻密に形成できるものであれば特に限定されないが、非晶質状態のものが好ましい。非晶質状態のケイ素酸化物層20とすることにより、詳細は後述するが、第1のチタン酸化物層30を形成する際に第1のチタン酸化物層30にクラックが発生することを防止して緻密でクラックの極めて少ない均一な第1のチタン酸化物層30を形成することができる。
ケイ素酸化物層20を構成するケイ素酸化物としては、例えば、SiO、SiO2又はこれらの混合状態が挙げられる。また、ケイ素酸化物層20の厚さは特に限定されないが、0.1〜10μmの範囲が好ましい。この範囲の厚さのケイ素酸化物層20は容易に形成することができると共に、第1のチタン酸化物層30を形成する際に第1のチタン酸化物層30にクラックが発生することを充分に防止することができる。
なお、ケイ素酸化物層20には、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素又はこれらの混合物が含有されていてもよい。これらの物質をケイ素酸化物層20に含有させることにより、ケイ素酸化物層20の強度を向上させることができる。
第1のチタン酸化物層30は、ケイ素酸化物層20上に緻密に形成できるものであれば特に限定されない。第1のチタン酸化物層30を構成するチタン酸化物としては、例えば、TiO、Ti23、TiO2、Ti25、TiO3、又はこれらの混合状態が挙げられる。また、第1のチタン酸化物層30の厚さは特に限定されないが、0.01〜10μmの範囲が好ましく、0.01〜5μmの範囲がより好ましく、特に0.01〜1μmの範囲が好ましい。この範囲の厚さの第1のチタン酸化物層30は容易に形成することができ、且つ、基材10の硫化腐食を充分に防止することができる。
基材10は、その耐硫化腐食性高温部材1が使用される温度に対して充分な耐熱性を有し、その表面にケイ素酸化物層20を設けることができるものであれば特に限定されない。このような基材10を構成する物質としては、例えばフェライト鋼、オーステナイト鋼、マルテンサイト鋼などの耐熱構造材が挙げられる。
かかる構造の耐硫化腐食性高温部材1は、詳細は後述するが、基材上にチタン酸化物層が直接形成された(ケイ素酸化物層20が設けられていない)ものと比較して、緻密でクラックの極めて少ない均一な第1のチタン酸化物層30を有しているので、優れた耐硫化腐食性を有することになる。
以下に、本実施形態に係る硫化腐食防止方法について説明する。本実施形態に係る硫化腐食防止方法は、基材10の表面上にケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、加熱酸化させてケイ素酸化物層20を形成すると共に、ケイ素酸化物層20上にチタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて第1のチタン酸化物層30を形成するというものである。
ここで、ケイ素含有塗布液とは、ケイ素化合物が溶解した溶液や、ケイ素化合物が分散した分散液などを含むものをいう。ケイ素化合物としては、加熱処理によってケイ素酸化物層20を形成することができるものであれば特に限定されず、水素化ケイ素(例えばアルコキシシラン、クロロシランなど)、シラザン系化合物(例えばポリシラザンなど)、シロキサン系化合物(例えばシロキサン、シリコーンなど)、ケイ酸塩(例えばメチルシリケート、エチルシリケートなど)などが挙げられる。
このようなケイ素化合物を含有したチタン含有塗布液としては、基材10上に塗布された後、加熱酸化された際にケイ素酸化物層20を形成することができるものであれば特に限定されない。ケイ素含有塗布液としては、具体的には、アクアミカNP110, NN310, NN320, NL110A, NL120A, NL150A, NP110, NP140, SP140(AZエレクトロニックマテリアルズ(株)社製)などが挙げられる。
なお、このようなケイ素含有塗布液には、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、又はこれらの混合物が含有されていてもよい。
また、チタン含有塗布液とは、チタン金属又はチタン化合物が溶解した溶液や、チタン金属又はチタン化合物が分散した分散液などを含むものをいう。なお、チタン金属とはチタンのみからなる物質をいい、例えばチタンの微粉末を必要に応じて分散助剤などの添加剤と共に溶媒に分散させることにより塗布液とすることができる。チタン化合物としては、例えばチタンテトラエトキシド(Ti(C25O)4)、チタン(IV)メトキシド(Ti(OCH34)、ホウ化チタン(TiB2)、三塩化チタン(TiCl3)、硫酸チタン(IV)(Ti(SO42)、硫酸チタン(III)(Ti2(SO43)、リン酸チタンリチウム(LiTi2312)、シュウ酸チタンカリウム(K2TiO(C242)、臭化チタン(IV)(TiBr4)、フッ化チタン(IV)ナトリウム(Na2TiF6)、フッ化チタン(IV)(TiF4)、フッ化チタン(IV)アンモニウム((NH42TiF6)、フッ化チタン(IV)カリウム(K2TiF6)、ペルオキソチタン酸(Ti(OOH)(OH)3)、四塩化チタン(TiCl4)、オキシ硫酸チタン(IV)(TiOSO4)、チタンアルコキシド(チタンテトライソプロポキシド(TTIP:Ti((CH32CHO)4)など)、チタニウムブトキシド(TNBT:Ti(OC494)などが挙げられるが、ペルオキソチタン酸、四塩化チタン、オキシ硫酸チタン(IV)、チタンアルコキシド、チタニウムブトキシドが好ましい。
このようなチタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液としては、ケイ素酸化物層20上に塗布された後、加熱酸化された際にケイ素酸化物層20の表面上に不純物を残存させず、ケイ素酸化物層20上に第1のチタン酸化物層30を形成することができるものであれば特に限定されないが、チタン金属を含有した塗布液が好ましい。チタン含有塗布液としては、具体的には、PTA-85(株式会社鯤コーポレーション社製)、PTA-170(株式会社鯤コーポレーション社製)、PSA-015(株式会社光触媒研究所製)、PSA-02(株式会社光触媒研究所製)、PSO-306(株式会社光触媒研究所製)、AT-01(株式会社光触媒研究所製)、AT-03(株式会社光触媒研究所製)、ペルオキソチタン酸(Ti(OOH)(OH)3)、四塩化チタン(TiCl4)、オキシ硫酸チタン(IV)(TiOSO4)、チタンアルコキシド(チタンテトライソプロポキシド(TTIP:Ti((CH32CHO)4)など)、チタニウムブトキシド(TNBT:Ti(OC494)などが挙げられる。
このようなケイ素含有塗布液及びチタン含有塗布液を用いて基材10上にケイ素酸化物層20及び第1のチタン酸化物層30を形成する。具体的には、まず、基材10上にケイ素含有塗布液を塗布する。この基材10の表面上にケイ素含有塗布液を塗布する方法は特に限定されない。例えば、スプレーを用いてスラリー状のケイ素含有塗布液を基材10に吹き付ける、いわゆるスプレーコーティング法、槽に満たされたケイ素含有塗布液に基材10を浸漬する方法、ハケなどを用いてケイ素含有塗布液を基材10に塗布する方法などが挙げられる。
そして、ケイ素含有塗布液を加熱酸化する。このケイ素含有塗布液を加熱酸化する方法も特に限定されず、ケイ素含有塗布液を直接加熱酸化してもよいし、ケイ素含有塗布液を乾燥させた後に加熱酸化してもよい。なお、ケイ素含有塗布液を加熱酸化する際に、ケイ素含有塗布液にパラジウムなどの触媒を添加してもよい。このような触媒を添加することにより、ケイ素含有塗布液の加熱酸化を促進させることができると共に加熱温度を低下させることができる。また、基材10の表面に多孔質の灰などが付着している場合には、塗布されたケイ素含有塗布液を乾燥させる前に、例えば吸引装置(掃除機などを改良したもの)などにより、多孔質の灰などに含まれる気体(空気など)を取り除くことが好ましい。多孔質の灰などに含まれる気体を取り除くことにより、より緻密なケイ素酸化物層20を形成することができる。
次に、ケイ素酸化物層20上にチタン含有塗布液を塗布した後、チタン含有塗布液を加熱酸化する。このチタン含有塗布液を塗布する方法及び加熱酸化する方法も上述したケイ素含有塗布液を塗布する方法と同様に特に限定されない。そして、何れの加熱酸化方法を用いても、チタン含有塗布液を加熱酸化する途中でチタン含有塗布液から形成される第1のチタン酸化物層30から水分などの液体成分が除去されて第1のチタン酸化物層30が乾燥することになる。その結果、第1のチタン酸化物層30は収縮して、第1のチタン酸化物層30内に内部応力が発生する。
ここで、本実施形態では、第1のチタン酸化物層30はケイ素酸化物層20上に設けられるので、現時点でその理由は不明であるが、第1のチタン酸化物層30内に内部応力が発生したとしても第1のチタン酸化物層30にクラックが発生するのを防止することができる。その結果、ケイ素酸化物層20上に緻密でクラックの極めて少ない均一な第1のチタン酸化物層30を形成することができる。
(実施形態2)
図2は、本実施形態の耐硫化腐食性高温部材を示す概略図である。本実施形態の耐硫化腐食性高温部材1Aは、図2に示すように、第1のチタン酸化物層30上に炭素層40と、第2のチタン酸化物層50とをさらに設けたものである。すなわち、本実施形態の耐硫化腐食性高温部材1Aは、基材10の表面上にケイ素酸化物層20と、第1のチタン酸化物層30と、炭素層40と、第2のチタン酸化物層50とを順次設けた5層構造からなるものである。
炭素層40は、第1のチタン酸化物層30上に設けることができるのであれば特に限定されない。また、炭素層40の厚さは特に限定されないが、10〜30μmの範囲が好ましい。この範囲の厚さの炭素層40は容易に設けることができ、後述する効果を充分に達成することができる。
第2のチタン酸化物層50は、炭素層40上に設けることができるのであれば特に限定されない。第2のチタン酸化物層50を構成するチタン酸化物としては、第1のチタン酸化物層30と同様である。また、第2のチタン酸化物層50の厚さも特に限定されないが、0.01〜10μmの範囲が好ましく、0.01〜5μmの範囲がより好ましく、特に0.01〜1μmの範囲が好ましい。なお、その他の構成要素は実施形態1に係る耐硫化腐食性高温部材1と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
かかる構造の耐硫化腐食性高温部材1Aは、第1のチタン酸化物層30と第2のチタン酸化物層50との間に炭素層40を設けることにより、実施形態1で説明した効果に加えて、拡散反応によって基材10を構成するFeなどが第2のチタン酸化物層50を通って耐硫化腐食性高温部材1Aの表面へ拡散することを防止することができるので、耐硫化腐食性を向上させることができる。なお、この効果は第2のチタン酸化物層50が形成されなくても発揮される。また、耐硫化腐食性高温部材1Aは、詳細は後述するが、クラックの少ない均一な第2のチタン酸化物層50を有しているので、より優れた耐硫化腐食性を有することになる。
次に、本実施形態に係る硫化腐食防止方法について説明する。なお、ケイ素酸化物層20及び第1のチタン酸化物層30の形成方法は実施形態1と同様であるので、説明を省略する。本実施形態に係る硫化腐食防止方法は、第1のチタン酸化物層30の表面上に炭素層40を形成すると共に、チタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて第2のチタン酸化物層50を形成するというものである。
炭素層40を形成する方法は特に限定されない。例えば、ケイ素酸化物層20及び第1のチタン酸化物層30が形成された基材10をH2、CO、CO2、N2、及びH2Oからなる雰囲気下で加熱し炭素析出させる方法や、例えばShintron D-4807(神東塗料株式会社製)、スーパーカーボンコート(東北カーボン株式会社製)などの炭素系塗料をケイ素酸化物層20及び第1のチタン酸化物層30が形成された基材10に吹き付けるスプレーコーティング法、それらの炭素系塗料で満たされた槽にケイ素酸化物層20及び第1のチタン酸化物層30が形成された基材10を浸漬する方法、ハケなどを用いてそれらの炭素系塗料をケイ素酸化物層20及び第1のチタン酸化物層30が形成された基材10に塗布する方法などが挙げられる。
また、第2のチタン酸化物層50を形成する方法も特に限定されず、第1のチタン酸化物層30と同様にして形成することができる。そして、第1のチタン酸化物層30を形成する場合と同様に、何れの加熱酸化方法を用いても、チタン含有塗布液を加熱酸化する途中でチタン含有塗布液から形成される第2のチタン酸化物層50から水分などの液体成分が除去されて第2のチタン酸化物層50が乾燥することになる。その結果、第2のチタン酸化物層50は収縮して、第2のチタン酸化物層50内に内部応力が発生する。
ここで、本実施形態では、第2のチタン酸化物層50は、炭素層40上に設けられるので、拡散反応によって基材10を構成するFeなどが第2のチタン酸化物層50を通って耐硫化腐食性高温部材1Aの表面へ拡散することを防止することができる。また、第2のチタン酸化物層50内に内部応力が発生したとしてもその内部応力に応じて炭素層40が変形して第2のチタン酸化物層50内の内部応力を緩和することができる。その結果、第2のチタン酸化物層50にクラックが発生するのを防止してクラックの少ない均一な第2のチタン酸化物層50を形成することができる。
(実施形態3)
実施形態1及び実施形態2では、ケイ素含有塗布液、及びチタン含有塗布液を個別に塗布・加熱酸化したが、これに限定されず、まとめて加熱酸化を行ってもよい。
例えば、基材10にケイ素含有塗布液を塗布し、乾燥させてケイ素含有塗布層を形成する(第1塗布工程)。
次に、ケイ素含有塗布層上に、チタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第1のチタン含有塗布層を形成する(第2塗布工程)。
次に、第1のチタン含有塗布層上に、炭素層40を形成する(炭素層形成工程)。
そして、炭素層40上に、チタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第2のチタン含有塗布層を形成する(第3塗布工程)。
最後に、ケイ素含有塗布層、第1・第2のチタン含有塗布層、炭素層を纏めて加熱する(加熱酸化工程)。これにより、ケイ素酸化物層20、第1のチタン酸化物層30、及び第2のチタン酸化物層50が形成されると共に、炭素層40が脱脂される。これらの工程により、図2に示したように、基材10にケイ素酸化物層20、第1のチタン酸化物層30、炭素層40、第2のチタン酸化物層50が形成される。
なお、ケイ素含有塗布液の塗布方法、チタン含有塗布液の塗布方法、及び炭素層40の形成方法は、実施形態1及び実施形態2に説明した種々の方法を用いることができる。
このように、ケイ素酸化物層20及び第1・第2のチタン酸化物層30・50がまとめて加熱酸化されて形成されると、これらの酸化物層にクラックが生じる可能性は低くなり、この結果、耐硫化腐食性の高い酸化物層を基材に形成することができる。また、炭素層40の脱脂も同時に行えるので合理的である。更に、まとめて加熱酸化するので、各塗布層ごとに加熱する場合と比較すると製造上の手間が省けるので、合理的に酸化物層を基材に形成できる。
他にも、第1塗布工程、第2塗布工程、及び加熱酸化工程を順次行って、図1に示したようにケイ素酸化物層20、及び第1のチタン酸化物層30を基材10に形成してもよい。
また、第1塗布工程、第2塗布工程、及び加熱酸化工程を順次行った後、第1のチタン酸化物層30上に炭素層40を形成する。その後、炭素層40上にチタン含有塗布液を塗布・乾燥させると共に加熱して第2のチタン酸化物層50を形成してもよい(チタン酸化物層形成工程)。
このように、本発明に係る硫化腐食防止方法は、各塗布工程で形成した各塗布液(層)を纏めて加熱酸化させてもよいし、塗布液(層)ごとに個別に加熱酸化させてもよい。これにより、例えば熱源や塗布液の塗布方法などに応じて適宜加熱する順番を組み合わせて柔軟に基材10に酸化物層を形成することができる。
(実施形態4)
上述した実施形態1〜3では、硫化腐食などにより亀裂が生じていない基材10の表面上に第1のチタン酸化物層30等を設けることで基材10を硫化腐食から保護したが、本発明はそれに限定されず、亀裂が生じた基材上に第1のチタン酸化物層30等を設けて補修してもよい。例えば、亀裂が生じた基材としては、石炭、石油又はLNG等の燃料を燃焼させる火力発電用ボイラの水壁管、過熱器管、再熱器管などの高温伝熱管を挙げることができる。これらの高温伝熱管の表面には、火力発電用ボイラの運転に伴う還元性燃焼炎(低酸素濃度、高硫化水素濃度下の燃焼)による硫化腐食や熱応力により、エレファントスキンとも呼ばれる亀裂(溝状腐食)が生じることがあり、本発明は、このような亀裂を補修するために用いることも可能である。
例えば、実施形態1と同様に、ケイ素酸化物層及びチタン酸化物層を高温伝熱管の亀裂が生じた部位の表面に形成してもよい。
具体的には、まず、高温伝熱管の亀裂が生じた部位に付着した腐食物、例えば硫化物などを除去する。具体的には、当該部位にサンドブラストを実施して腐食物を除去する。次に、高温伝熱管の亀裂が生じた部位の表面上にケイ素含有塗布液を塗布し、乾燥させてケイ素含有塗布層を形成する。そして、ケイ素含有塗布液を加熱酸化してケイ素酸化物層を形成する。次に、このケイ素酸化物層上に、チタン含有塗布液を塗布し、乾燥させてチタン含有塗布層を形成する。そして、このチタン含有塗布層を加熱酸化してチタン酸化物層を形成する。
これにより、高温伝熱管に生じたエレファントスキン状の亀裂は、この亀裂上に形成されたケイ素酸化物層及びチタン酸化物層により補修される。また、ケイ素酸化物層上にチタン酸化物層を形成することから、チタン酸化物層内に内部応力が発生してもチタン酸化物層にクラックが発生するのを防止することができるので、ケイ素酸化物層上に緻密でクラックの極めて少ないチタン酸化物層を形成される。このため、クラックから亀裂部分が露出してしまうことが低減され、より確実に亀裂を補修することができる。
もちろん、ケイ素含有塗布液、及びチタン含有塗布液を個別に加熱酸化するのではなく、まとめて加熱酸化してもよい。ケイ素酸化物層及びチタン酸化物層をまとめて加熱酸化することにより形成すると、これらの酸化物層にクラックが生じる可能性が更に低くなる。このため、クラックから亀裂部分が露出してしまうことが更に低減され、より一層確実に亀裂を補修することができる。
また、実施形態2と同様に、ケイ素酸化物層、第1のチタン酸化物層、炭素層、第2のチタン酸化物層を高温伝熱管の亀裂が生じた部位の表面に形成してもよい。
具体的には、まず、高温伝熱管の亀裂が生じた部位に付着した腐食物、例えば硫化物などを除去する。具体的には、当該部位にサンドブラストを実施して腐食物を除去する。次に、高温伝熱管の亀裂が生じた部位の表面上にケイ素含有塗布液を塗布し、乾燥させてケイ素含有塗布層を形成する。そして、ケイ素含有塗布液を加熱酸化してケイ素酸化物層を形成する。次に、このケイ素酸化物層上に、第1のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第1のチタン含有塗布層を形成する。そして、この第1のチタン含有塗布層を加熱酸化して第1のチタン酸化物層を形成する。次に、第1のチタン酸化物層上に、炭素層を形成する。更に、この炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第2のチタン含有塗布層を形成する。そして、この第2のチタン含有塗布層を加熱酸化して第2のチタン酸化物層を形成する。
この場合においても、高温伝熱管に生じたエレファントスキン状の亀裂は、この亀裂上に形成されたケイ素酸化物層、第1のチタン酸化物層、炭素層及び第2のチタン酸化物層により補修される。また、第2のチタン酸化物層内に内部応力が発生したとしてもその内部応力に応じて炭素層が変形して第2のチタン酸化物層内の内部応力を緩和することができる。このため、クラックの少ない第2のチタン酸化物層50を形成することができ、クラックから亀裂部分が露出してしまうことが一層低減され、より確実に亀裂を補修することができる。
また、ケイ素含有塗布液、第1のチタン含有塗布液及び第2のチタン含有塗布液をまとめて加熱酸化してもよい。ケイ素酸化物層、第1のチタン酸化物層及び第2のチタン酸化物層をまとめて加熱酸化することにより形成すると、これらの酸化物層にクラックが生じる可能性が更に低くなる。このため、クラックから亀裂部分が露出してしまうことが更に低減され、より一層確実に亀裂を補修することができる。
更に、実施形態4に係る伝熱管の補修方法は、従来のプラズマ溶射法を用いたニッケル・クロムを伝熱管に被膜する補修方法に比べて、遥かに安価に施工することができる。
(他の実施形態)
上述した実施形態1〜4では、上述したケイ素含有塗布液を塗布した後、加熱酸化することによりケイ素酸化物層20を形成したが、ケイ素酸化物層20の形成方法は特に限定されず、例えばスパッタリングなどで形成してもよい。
また、上述したようなケイ素酸化物層とチタン酸化物層とからなる2層は、基材上に何層形成されていてもよい。その2層を基材上により多く形成することにより、耐硫化腐食性をより向上させることができる。さらに、ケイ素酸化物層とチタン酸化物層とからなる2層と、それとは別のケイ素酸化物層とチタン酸化物層とからなる2層との間に炭素層などが形成されていてもよい。このような炭素層をより多く形成することにより、耐硫化腐食性をさらに向上させることができる。
<実施例1>
クロムモリブデン鋼(STBA24)からなる板状基材の表面上に、二酸化ケイ素層(SiO2層)と、第1の二酸化チタン層(第1のTiO2層)と、炭素層と、第2の二酸化チタン層(第2のTiO2層)とを形成した。この板状基材の大きさは、1mm厚×15mm長×10mm幅とした。
具体的には、まず、この板状基材の表面をアセトンで脱脂して乾燥させた。その後、この板状基材をアクアミカNP110(AZエレクトロニックマテリアルズ(株)社製)溶液に浸漬してから取り出し、乾燥させた。そして、バーナを用いて基材を加熱することによって、アクアミカNP110溶液に含まれる溶剤を蒸発させると共にケイ素化合物を酸化させ、この板状基材の表面上に厚さが0.5μmのSiO2層を形成した。
次に、SiO2層が形成された板状基材をPSO-306(株式会社光触媒研究所製)溶液に浸漬してから取り出し、乾燥させた。そして、再度バーナを用いてこの板状基材を加熱することによって、PSO-306溶液に含まれる溶剤を蒸発させると共にチタン金属を酸化させ、SiO2層上に厚さが0.5μmの第1のTiO2層を形成した。
さらに、得られた板状基材をShintron D-4807(神東塗料株式会社製カーボン系導電性塗料)でスプレーコーティングし、乾燥させた。そして、再度バーナを用いてこの板状基材を加熱することによって、Shintron D-4807に含まれる溶剤を蒸発させ、第1のTiO2層上に厚さが20μmの炭素層を形成した。
そして、上述した第1のTiO2層の形成方法と同様にして炭素層上に0.5μmの第2のTiO2層を形成して、板状試験片Aを得た。すなわち、板状基材上に0.5μmのSiO2層、0.5μmの第1のTiO2層、20μmの炭素層、0.5μmの第2のTiO2層が順次形成された板状試験片Aを得た。
<比較例1>
SiO2層を形成しないこと以外は、実施例1と同様にして、クロムモリブデン鋼の表面上に1μmの第1のTiO2層、28μmの炭素層、2.5μmの第2のTiO2層が順次形成された板状試験片Bを得た。
(硫化腐食試験)
実施例1の板状試験片A、及び比較例1の板状試験片Bを用いて硫化腐食試験を行った。硫化腐食試験は、各板状試験片を硫化水素(H2S)が300ppm含まれた下記表1に示す雰囲気中、500℃で200時間加熱することにより行なった。
Figure 0005110608
実施例1の板状試験片Aの実験結果を図3に、比較例1の板状試験片Bの実験結果を図4に示す。図4に示す板状試験片Bには、第2のTiO2層から第1のTiO2層にかけてクラックがあり、そのクラックから硫化腐食が進行し、第1のTiO2層と炭素層との間に硫化鉄層が形成されていることが確認された。また、そのクラックを通って硫化鉄層の硫化鉄が第2のTiO2層の表面に析出していることが確認された。さらに、板状基材と第1のTiO2層との間に酸化クロム層が硫化腐食に伴い生成されていることが確認された。
一方、図3に示す板状試験片Aにはクラックがなく、第1のTiO2層と炭素層との間に硫化鉄層は確認されず、また第2のTiO2層の表面にも硫化鉄が析出していないことが確認された。さらに、板状基材とSiO2層との間に酸化クロム層も生成されていないことが確認された。

Claims (18)

  1. 基材の表面上に厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層を形成する第1の工程と、
    前記ケイ素酸化物層上にチタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層を形成する第2の工程と
    を具備することを特徴とする硫化腐食防止方法。
  2. 前記第1の工程は、ケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、加熱酸化させてケイ素酸化物層を形成することを特徴とする請求項1に記載の硫化腐食防止方法。
  3. 前記ケイ素化合物は、水素化ケイ素、シラザン系化合物、シロキサン系化合物及びケイ酸塩の少なくとも何れか一つであることを特徴とする請求項2に記載の硫化腐食防止方法。
  4. 前記ケイ素含有塗布液は、さらに窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び酸化ホウ素の少なくとも何れか一つを含有することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の硫化腐食防止方法。
  5. 前記第1のチタン酸化物層の表面上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する第3の工程と、
    チタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層を形成する第4の工程と
    をさらに具備することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の硫化腐食防止方法。
  6. 基材の表面上にケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、乾燥させてケイ素含有塗布層を形成する第1塗布工程と、
    前記ケイ素含有塗布層上にチタン金属又はチタン化合物を含有した第1のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第1のチタン含有塗布層を形成する第2塗布工程と、
    前記ケイ素含有塗布層及び前記第1のチタン含有塗布層を加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層及び厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層を形成する加熱酸化工程と
    を具備することを特徴とする硫化腐食防止方法。
  7. 前記第2塗布工程後に、前記第1のチタン含有塗布層上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する炭素層形成工程と、
    前記炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第2のチタン含有塗布層を形成する第3塗布工程とを具備し、
    前記加熱酸化工程では、前記第3塗布工程後に、前記炭素層を加熱させて脱脂すると共に、前記ケイ素含有塗布層、前記第1のチタン含有塗布層、及び前記第2のチタン含有塗布層を加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmの前記ケイ素酸化物層、厚さ0.01〜10μmの前記第1のチタン酸化物層、及び厚さ0.01〜10μmの前記第2のチタン酸化物層を形成することを特徴とする請求項6に記載の硫化腐食防止方法。
  8. 前記加熱酸化工程後に、前記第1のチタン酸化物層上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する炭素層形成工程と、
    前記炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布・乾燥させると共に加熱して前記炭素層を脱脂すると共に、厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層を形成するチタン酸化物層形成工程とを具備する
    ことを特徴とする請求項6に記載の硫化腐食防止方法。
  9. 基材と、
    該基材の表面上に設けられた厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層と、
    該ケイ素酸化物層上に設けられた厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層と
    を具備することを特徴とする耐硫化腐食性高温部材。
  10. 前記第1のチタン酸化物層上に設けられた厚さ10〜30μmの炭素層と、
    前記炭素層上に設けられた厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層と
    をさらに具備することを特徴とする請求項9に記載の耐硫化腐食性高温部材。
  11. ボイラに配設された伝熱管の亀裂が生じた部位の表面上に厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層を形成する第1の工程と、
    前記ケイ素酸化物層上にチタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層を形成する第2の工程と
    を具備することを特徴とする伝熱管の補修方法。
  12. 前記第1の工程は、ケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層を形成することを特徴とする請求項11に記載の伝熱管の補修方法。
  13. 前記ケイ素化合物は、水素化ケイ素、シラザン系化合物、シロキサン系化合物及びケイ酸塩の少なくとも何れか一つであることを特徴とする請求項12に記載の伝熱管の補修方法。
  14. 前記ケイ素含有塗布液は、さらに窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び酸化ホウ素の少なくとも何れか一つを含有することを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の伝熱管の補修方法。
  15. 前記第1のチタン酸化物層の表面上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する第3の工程と、
    チタン金属又はチタン化合物を含有したチタン含有塗布液を塗布し、加熱酸化させて厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層を形成する第4の工程と
    をさらに具備することを特徴とする請求項11〜14の何れか一項に記載の伝熱管の補修方法。
  16. ボイラに配設された伝熱管の亀裂が生じた部位の表面上にケイ素化合物を含有したケイ素含有塗布液を塗布し、乾燥させてケイ素含有塗布層を形成する第1塗布工程と、
    前記ケイ素含有塗布層上にチタン金属又はチタン化合物を含有した第1のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第1のチタン含有塗布層を形成する第2塗布工程と、
    前記ケイ素含有塗布層及び前記第1のチタン含有塗布層を加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmのケイ素酸化物層及び厚さ0.01〜10μmの第1のチタン酸化物層を形成する加熱酸化工程と
    を具備することを特徴とする伝熱管の補修方法。
  17. 前記第2塗布工程後に、前記第1のチタン含有塗布層上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する炭素層形成工程と、
    前記炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布し、乾燥させて第2のチタン含有塗布層を形成する第3塗布工程とを具備し、
    前記加熱酸化工程では、前記第3塗布工程後に、前記炭素層を加熱させて脱脂すると共に、前記ケイ素含有塗布層、前記第1のチタン含有塗布層、及び前記第2のチタン含有塗布層を加熱酸化させて厚さ0.1〜10μmの前記ケイ素酸化物層、厚さ0.01〜10μmの前記第1のチタン酸化物層、及び厚さ0.01〜10μmの前記第2のチタン酸化物層を形成することを特徴とする請求項16に記載の伝熱管の補修方法。
  18. 前記加熱酸化工程後に、前記第1のチタン酸化物層上に厚さ10〜30μmの炭素層を形成する炭素層形成工程と、
    前記炭素層上に第2のチタン含有塗布液を塗布・乾燥させると共に加熱して前記炭素層を脱脂すると共に、厚さ0.01〜10μmの第2のチタン酸化物層を形成するチタン酸化物層形成工程とを具備する
    ことを特徴とする請求項16に記載の伝熱管の補修方法。
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