JPS62167880A - 管内外面のコ−テイング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、金属管表面に例えばセラミックスあるいは
Ｔ１等をコーティングして金属管表面を高機能化する管
内外面のコーティング装置に関するものである。

〔従来技術〕

金属管の内外面にセラミックス、炭化物或いはタングス
テン等をコーティングして管表面の耐蝕性、耐摩耗性等
を向上させろことが１例えば油井管などに請求されてい
る。

従来、金属管の内外面をコーティングして茂面な高機能
化する代表的方法としては、プラズマ溶射法或いはアー
ク肉盛溶接法がある。

プラズマ溶射法は超高温のプラズマジェットを利用して
タングステン等の高融点材料の粉末を溶融し、管表面に
高速で吹き付け、高密度でかつ高強度の被覆を行な５方
法である。また、アーク肉盛溶接法は耐蝕性のある溶接
金属な管衣面に盛りあげて被覆を行な５方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来のプラズマ溶射法においては、高温・高速のプ
ラズマジェットにより大気をまき込み溶射材の粉末表面
を酸化させてし−１５つこのため。

粒間付着力が弱くなると同時に粒間に微小な空孔ができ
、耐蝕性等に所定の性ｈヒが得られないという短所があ
った。また、アーク肉盛溶接法は作業能率が悪（、かつ
熱歪が生じろという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、密閉空間内に導入された反応ガスの反応性を
良好にし、該反応ガスをプラズマ状態にする放電を安定
化させて良好なり膜を管表面に形成することがでさる管
内外面のコーティング装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る管内外面のコーティング装置は、金属管
衣面を含む真空にされた密閉空間内に反応ガスを導入す
るガス導入手段のノズルは末広ノズルとし、ガス導入手
段の外面に電極用突起を設けるように構成したものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、密閉空間内に反応ガスを導入する
ガス導入手段のノズルは末広ノズルとしたことにより、
密閉空間内に反応ガスが均一拡散されて導入されて反応
性が良好となり、ガス導入手段の外面に電極用突起を設
げたことにより１反応ガスをプラズマ状態にする放電が
安定化するから、管表面に均一なり覆が形成される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を一部破断して示した概略
構成図、第２図は上記実施例の部分拡大断面図である。

図において、１は内面をコーティングする金属管、２は
金属管１の一端を密閉するため金属′ｆ！１の端部にシ
ール材３を介して螺合された密閉蓋。

４はベース５に固定された金属管保持部であり。

軸受６及びシール材７を介して金属管１の他端部を保持
している。８は金属管保持部４にウリ付けられたガス導
入手段であるガス導入管であり、金属管１内に挿入され
、その挿入部の径方向の一方向に複数のノズル９を備え
τいる。このノズル９は末広ノズルといわれるもので、
ガス導入口９ａの口径が入口側から出口側の略中間位置
まで同径で。

そこから出口側にいくに従い次第に拡径となシ。

ガス導入管８の外面にはガス導入口９ａの拡径部分を形
成する電極用突起９ｂが設けられている。この他のノズ
ル９の形状としては、第３図及び第４図に示すようなも
のがある。

１０はガス導入管８に反応ガスを供給するため。

ガス導入管８にバルブ等を介して接続されたガスボンベ
、１１は金属管１内部を真空引きする真空ポンプ、１２
はガス導入管８と金属管１との間に高周波放電あるいは
グロー放電を発生するための放電発生器、１３はベース
５にウリ付けられた複数の駆動ローラであり、駆動ロー
ラ１５はプーリ１４を介して駆動モータ１５により回転
する１、１６は同じくベース５にウリ付けられた複数の
従動ローラである。

矢に、上記のように構成したコーティング装置の動作を
説明する。

まず、金属管１を金属管保持部４に屯り付ゆ、その金属
管１の内部を密閉蓋２で密閉した後、Ｘ空ポンプ１１に
よって金属管１の内部を真空引きし、大気を排除する。

次に１反応ガスをガス導入管８に供給しながら放！発生
５１２により第２図に示すようにガス導入管８と金属管
１の内面間に高周波放電あるいはグロー放電を発生させ
る。この放電によりガス導入管８の各ノズル９からガス
導入管８と金属管１の内面間に流された反応ガスが活性
化されてプラズマ状態になる。反応ガスがプラズマ化さ
れると熱分解と合成反応を起こさせ、反応生成物が被膜
となって金属管１の内面に付着する。この際、金属管１
を駆動モータ１５、駆動ローラ１６ｖｃより回転させな
がら、金属管１の内面全面に反応生成物を付着させる。

上記したように、ガス導入管８のノズル９はガス導入口
９ａの口径が入口側と出口側の略中間位置から出口側に
いくに従い次第に拡径となる末広ノズルとしているので
、各ノズル９からガス導入管８と金属管１の内面間に流
される反応ガスは均一拡散して反応性が良好となり、し
かもガス導入管８の外面に電極用突起％を設けたので、
その突起％と金属管１の内面間で放電が発生し、その放
電は安定したものとなって、反応生成物の生成速度が早
くなると共に各箇所で均一になり１反応生成物が金属管
１の内面に均等に付着することとなる。

以下、この実施例のコーチ・ｆング装置により金属管１
の内面にコーティングした具体例を説明する。

〔具体例１〕 金属管１としてステンレス５ＵＳ３０４の外径１５０■
、肉厚１０■、長さ６，０００日の管を使用し、管内部
をＩ　Ｘ　１０　　Ｔｏｒｒ　　まで真空引きした後、
反応ガスとしてＴｉ　ｃｌｍ　、　ＮＨｓとＨｌの混合
ガスをガス圧５　ＴＯｒｒ　　で供給し、金属管１の内
面とガス導入管８０間にｉ３．５６Ｍ＆の高周波放電を
発生させながら、金属管１の内面にコーティングを行っ
た。

この場合１反応ガスは次の反応を進行させ。

Ｔ１Ｎｉ膜が金属管１の内面に生成する。

ＴｉＣム＋ＮＨｓ＋１／２Ｈｘ　→ＴｉＮ＋　４ＨＣｔ
〔具体例２〕 反応ガスとしてＴｉＣ１，とＣＨ４の混合ガスを１０Ｔ
ｏｒｒで供給し、その他の条件は具体例１と同じ条件の
下で金属管１の内面にコーティングを行った。

この場合１反応ガスは次の反応を進行させ、ＴｉＣ破膜
が形成される。

Ｔｉ　Ｃ１４＋　ＣＨ４→Ｔｉｃ　＋　４ＨＣ１上記具
体例１とガス導入管のノズルが通常のもの即ちノズルの
ガス導入口の口径が入口側から出口側まで同径のもの（
以下「比較例」という）との被覆の均一性を調べた結果
、下記の第１艮及び第２茂に示す通りとなったう ここで、第１氏に示す位置Ａ−Ｈは第５図に示すように
金属管１の円周方向におげろ各位置を茂わし、第２茂に
示す位置０〜６は第６図に示すように金属管１の長手方
向におけろ各位置を畏わしている。

第　　１　　式　　　　　　　　　第　　２　　艮円周
方向膜厚（μｍ）　　　　　長手方向膜厚（μｍ第１戎
からは、本発明の具体例１によれば、円周方向におけろ
各位置の被覆の膜厚差は最大０．０９μｍであるのに対
し、比較例の被覆の膜厚差は最大０．３６μｍであり、
本発明の具体例１では円周方向において被膜が均一に付
着していることがわかる。

また、第２畏からは本発明の具体例１によれば、長手方
向におけろ各立置の被膜の膜厚差は最大０．０９μｍで
あるのに対し、比較例のり膜の膜厚差は最大０．２４μ
ｍであり１本発明の具体例１では長手方向においても破
膜が均一に付着していることがわかる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、金属管表面を含む真空
にされた密閉空間内に反応ガスを導入するガス導入手段
のノズルを末広ノズルとして密閉空間内に反応ガスを均
一・拡散させて導入するようにして反応性を良好にし、
しかもガス導入手段の外面に電極用突起を設けて反応ガ
スケプラズマ状態にする放電を安定させろようにしたの
で、反応生成物の生成速度が早くなると共に各箇所で均
一になり、反応生成物が金属管のべ而に均等に付着して
良好な破膜を形成することができろという効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を一部破断して示した概略
構成図、第２図は上記実施例の部分拡大断面図、第３図
はノズルの変形例を示す部分拡大断面図、第４図はノズ
ルの別の変形例を示す部分拡大断面図、第５図は金属管
の円周方向におけろ各位置を茨わす説明図、第６図は金
属管の長手方向におけろ各位置な艮わす説明図である。 図において、１は金属管、８はガス導入管。 ９はノズル、９ｂは電極用突起である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属管表面を含む真空にされた密閉空間内に反応ガスを
   導入する複数のノズルを有するガス導入手段を備え、ガ
   ス導入手段と、金属管表面との間に発生させた放電によ
   り、ガス導入手段のノズルで密閉空間内に導入された反
   応ガスをプラズマ状態で反応させ、金属管表面に被覆を
   コーティングする管内外面のコーティング装置において
   、ガス導入手段のノズルは末広ノズルとし、ガス導入手
   段の外面に電極用突起を設けたことを特徴とする管内外
   面のコーティング装置。