JP3284330B2

JP3284330B2 - 内面突起付きエチレン製造用熱分解反応管

Info

Publication number: JP3284330B2
Application number: JP05500796A
Authority: JP
Inventors: 正弘乾; 雅之富田; 健一前; 薫濱田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 2002-05-20
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH09241781A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管壁内面に形成さ
れた突起による高い熱交換性能を有し、例えばエチレン
製造プラントの熱分解反応用管（エチレン・クラッキン
グ・チューブ）等として有用な熱交換用管に関する。

【０００２】

【従来の技術】エチレン製造用熱分解炉の反応管では、
炭化水素類（ナフサ，天然ガス，エタン等）を水蒸気と
の混合流体として供給し、管内を高速で流通させる間
に、管の外部からの熱供給により反応温度域に加熱し、
熱分解反応生成物として、エチレン，プロピレン等のオ
レフィンを得る。その熱分解操業においては、管内を高
速流通する流体への熱伝達を効率よく行わせ、迅速に所
定の反応温度域に加熱昇温することが要求される。

【０００３】その方策として、口径を小さくした管体が
使用され、また図１３に示すように、管体（１）の内面
を凹凸形状（６）に加工した管体を使用することが提案
されている（特開昭58-173022 号公報, 特開平1-127896
号公報）。前者は、管径の縮小に伴う管壁の比表面積の
増大効果として、管内流体の加熱昇温速度を高めようと
するものであるが、管径を縮小した分だけエチレン製造
能力が低下するので、それを補償するために炉内の反応
管設置本数を大幅に増やすことが必要となり、運転管理
の煩瑣化を免れない。後者の場合は、比較的大きい管内
容積を維持しつつ、管壁の表面積を増加させることがで
きるが、管内壁面を凹凸波形状（６）とするための塑性
加工（押出加工等）の制約も多く、またその波形状効果
だけでは、熱伝達性能の顕著な向上効果は期待し難い。
このような難点を回避しつつ管体の熱伝達性能を高める
ための工夫として、特開平6-109392号公報には、管内壁
面に突起を形成することが開示されている。これは、管
内流体に対する攪拌要素として、管内壁面に螺旋状等の
突起を形設し、突起による管内流体の乱流形成効果とし
て、管内流体を迅速に管断面中心部まで所要温度に加熱
昇温させるものである。この突起の形成による熱伝達性
能の向上効果は顕著であり、管路の長さの大幅な短縮、
装置のコンパクト化、運転管理の簡素化、管内流体の送
給速度の増大、製造能力の増大等を可能とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記エチレン製造用反
応管内の熱分解反応においては、管内の反応系から固形
炭素が析出し、析出した固形炭素管内面に付着・沈積す
る「コーキング」現象が知られている。コーキングは、
管内流体に対する熱伝達性能を低下させる原因となる。
その反応管〔代表的な管材種として、ASTM HP 材, HK40
材、JIS G 5122 SCH22,SCH24等の高Ni−高Cr系耐熱合金
鋼が使用されている〕の内壁面に固形炭素が付着する
と、管体内部に炭素が拡散（「浸炭」）し、管材質の劣
化（脆化，強度低下等）が生じる。このため、実操業で
は、定期的に炉運転を停止し、付着した固形炭素を除去
するデコーキング作業が反復実施されている。反応管の
内壁面に、前述の突起を形成するすることは、熱伝達性
能を飛躍的に高めることを可能とする反面において、コ
ーキングと浸炭を助長する要因となる。本発明は、この
ような不具合を抑制防止し、管内壁面の突起による熱伝
達効率の向上効果を十分に発揮させつつ、熱分解炉の効
率的な運転操業を確保するための内面突起付き熱交換用
管を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の内面突起突起熱
交換用管は、管内壁面に、管内流体に対する攪拌部材と
して、下記の耐熱合金Ａ〜Ｄのいずれかの合金からなる
突起が形成されていることを特徴としている。合金ＡＣ: ０．０２〜０．６％，Ｓｉ: ４．０％以
下，Ｍｎ: ５．０％以下，Ｃｒ: ４０．０〜５２．０
％，残部実質的にＮｉ（Ｎｉは２０％以下のＣｏと置換
されてもよい）からなる耐熱合金合金Ｂ上記合金Ａに、Ａｌ: ４．０％以下，Ｗ: １
０．０％以下，Ｃａ: ０．５％以下，Ｈｆ: １．０％以
下，Ｙ: １．０％以下の群より選ばれる１種ないし２種
以上の元素が添加された組成を有する耐熱合金、合金Ｃ上記合金Ａに、Ｎｂ: ４．０％以下，Ｍｏ:
５．０％以下，Ｔｉ: １．０％以下，Ｚｒ: １．０％以
下，希土類元素: ０．５％以下，Ｂ: ０．５％以下の群
より選ばれる１種ないし２種以上の元素が添加された組
成を有する耐熱合金、合金Ｄ上記合金Ａに、Ａｌ: ４．０％以下，Ｗ: １
０．０％以下，Ｃａ: ０．５％以下，Ｈｆ: １．０％以
下，Ｙ: １．０％以下の群より選ばれる１種ないし２種
以上の元素、およびＮｂ: ４．０％以下，Ｍｏ: ５．０
％以下，Ｔｉ: １．０％以下，Ｚｒ: １．０％以下，希
土類元素: ０．５％以下，Ｂ: ０．５％以下の群より選
ばれる１種ないし２種以上の元素が添加された組成を有
する耐熱合金。

【０００６】

【発明の実施の形態】突起は、種々の形状・分布パター
ン、例えば管軸と直交する方向，平行な方向、または傾
斜する方向に連続的もしくは断続的に延在し、あるいは
規則的ないしランダムな散点模様をなす形態を以て形成
される。突起は、所望により、突起より広幅形状を有す
る下盛層の上に積層形成される。下盛層は上記耐熱合金
Ａ〜Ｄを適用して形成するのが好ましい。下盛層と突起
は、同一材種の組合せ（合金Ａ同士の組合せ、合金Ｂ同
士組合せ等）、または異なる材種の組合せ（例えば合金
Ａと合金Ｂの組合せ）とすることができる。上記耐熱合
金を適用して形成される突起は、耐コーキング性および
耐浸炭性にすぐれ、エチレン製造用反応管においても、
コーキングおよび浸炭による劣化・損傷を生じ難く突起
の機能を安定に維持する。また、突起より広幅の下盛層
を設けてこれに突起を積層形成する場合は、積層形状効
果として突起およびその近傍におけるコーキングおよび
母材管体への浸炭防止効果が高められる。突起および下
盛層は、例えばプラズマ粉体溶接等によるビード肉盛層
として効率よく形成することができる。

【０００７】突起およびその下盛層の形成に使用される
耐熱合金の成分限定理由は次のとおりである（含有量を
示す％は重量％）。Ｃ: ０．０２〜０．６％Ｃは、高温強度を高める効果を有する。０．０２％を下
限としたのは、エチレン製造用反応管等の高温用途（約
１０００℃以上）の使用に耐える強度を得るの必要であ
るからである。増量に伴い効果は増加するが、０．６％
を超えると、合金の延性劣化をきたすのでこれを上限と
する。

【０００８】Ｓｉ: ４．０％以下Ｓｉは、耐浸炭性および耐コーキング性の向上に有効な
元素である。しかし、多量に添加すると、合金の割れ感
受性が高まり、４％を超えると、その影響が無視できな
くなる。このため、４．０％以下とする。好ましくは、
１．５〜２．５％である。

【０００９】Ｍｎ: ５．０％以下Ｍｎは脱硫元素であり、不純分であるＳをＭｎＳとして
固定無害化することにより、管材の溶接施工における高
温割れの防止に奏効する。この効果を得るための含有量
は５．０％までで十分である。好ましくは、２．０％以
下である。

【００１０】Ｃｒ: ４０．０〜５２．０％Ｃｒは、高温強度（高温クリープ特性）、および高温域
での耐酸化性、耐浸炭性および耐コーキング性等を強化
するのに必要な元素である。これらの効果を得るために
は、４０．０％以上であることを要する。増量にともな
い効果を増すが、５２．０％を超えると、効果はほぼ飽
和するので、これを上限とする。

【００１１】Ｎ: ０．３％以下Ｎは、不純分として合金中に不可避的に混在するが、そ
の量が０．３％を超えると、合金を硬質・脆化をきたす
ので、これを超えてはならない。より好ましくは、０．
０３％以下である。

【００１２】突起および下盛層は、所望により、上記諸
元素と共に、Ａｌ: ４．０％以下，Ｗ: １０％以下，Ｃ
ａ: ０．５％以下，Ｈｆ: １．０％以下，Ｙ: １．０％
以下の群より選ばれる１種ないし２種以上の元素（Ｍ₁
元素）を含有する耐熱合金、Ｎｂ: ４．０％以下，Ｍ
ｏ: ５．０％以下，Ｔｉ: １．０％以下，Ｚｒ: １．０
％以下，希土類元素: ０．５％以下，Ｂ: ０．５％以下
の群より選ばれる１種ないし２種以上の元素（Ｍ₂元
素）を含有する耐熱合金、またはＭ₁元素とＭ₂元素を
複合的に含有する耐熱合金を適用して形成される。

【００１３】Ａｌ: ４．０％以下Ａｌは、耐浸炭性，耐コーキング性，耐酸化性等の強化
に著効を奏する元素である。しかし、多量に添加する
と、合金の割れ感受性を高め、溶接割れが生じ易くなる
ので、４．０％以下とする。好ましくは、０．５〜２．
５％である。

【００１４】Ｗ: １０．０％以下Ｗは、耐浸炭性を高める効果を有する。また、高温強度
の改善にも寄与する。しかし、その量が１０．０％を超
えると、合金の延性低下を招くので、１０％を上限とす
る。好ましくは、０．５〜６．０％である。

【００１５】Ｃａ: ０．５％以下Ｃａは、耐浸炭性の改善に奏効する。０．５％を上限と
するのは、これを超えると、合金の延靱性の低下をきた
すからである。

【００１６】Ｈｆ: １．０％以下Ｈｆは、耐浸炭性を高める元素である。１．０％を上限
とするのは、これを超えると、合金の延靱性の低下をき
たすからである。

【００１７】Ｙ: １．０％以下Ｈｆは、耐浸炭性を高める元素である。しかし、多量に
添加すると、合金の延靱性の低下を招くので、１．０％
以下とする。

【００１８】Ｎｂ: ４．０％以下Ｎｂは、Ｃと結合し、ＮｂＣを形成して高温強度を高め
る。しかし、４．０％を超えると、生成するＮｂＣ炭化
物の粗大化、および合金中のＣ量の減少に起因して、高
温強度が低下するので、これを上限とする。好ましく
は、０．５〜２．０％である。

【００１９】Ｍｏ: ５．０％以下Ｍｏは、高温強度改善元素である。しかし、多量の添加
は合金の延靱性を損なうので、５．０％以下の範囲内で
添加される。好ましくは、０．３〜１．５％である。

【００２０】Ｔｉ: １．０％以下Ｔｉは、高温強度の向上効果を有する。１．０％を超え
ると、合金の延性，強度の低下をきたすので、これを上
限とする。好ましくは、０．０５〜０．２％である。

【００２１】Ｚｒ: １．０％以下Ｚｒは、高温強度の改善に奏効する。しかし多量の添加
は、合金の延性，強度を損なうので１．０％以下とす
る。好ましくは、０．０５〜０．２％である。

【００２２】希土類元素: ０．５％以下希土類元素（Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ等）は高温強度を
高める元素である。多量に添加すると、合金の延靱性を
低下を招くので、０．５％までとする。

【００２３】Ｂ: ０．５％以下Ｂは、高温強度改善元素である。０．５％を超えて多量
に添加すると、合金の延靱性を悪くするので、０．５％
以下の範囲内で添加される。

【００２４】Ｎｉ: バランス成分Ｎｉは、本合金の基本成分元素であり、エチレン製造用
反応管等の高温使用環境において組織を安定に維持する
と共に、耐酸化性，耐浸炭性をもたらす。なお、Ｎｉ
は、その一部をＣｏで置き換えることができる（Ｎｉと
Ｃｏの合計量は、Ｎｉ単独の含有量に等しい）。但し、
Ｃｏ量が２０％を超えると、合金の強度の低下をきたす
ので、２０％以下とする。

【００２５】突起が形成される金属管の材種は、管体の
用途・使用条件に応じた公知の各種の合金をはじめ、所
要の耐熱特性を有する各種合金が適用される。エチレン
製造用反応管等では、例えばJIS G5122 のＳＣＨ２２
（0.4C-20Ni-25Cr）、ＳＣＨ２３（0.4C-20Ni-30Cr）、
ASTM規格材であるＨＫ４０材（0.4C-20Ni-25Cr）、ＨＰ
材（0.5C-35Ni-25Cr）、あるいは0.5C-45Ni-30Cr系材、
0.5C-35Ni-25Cr系材等の高Ｎｉ−高Ｃｒ系合金鋼等が挙
げられる。また、突起およびその下盛層形成合金である
前記耐熱合金を管材とし、管の全肉厚をその合金で形成
したもの、または管体を外層と内層との２層構造とし、
外層に従来の耐熱合金、内層に前記耐熱合金を適用して
形成した管体等も好ましく使用される。

【００２６】〔耐浸炭性および耐コーキング性の評価〕
本発明の突起・下盛層形成合金の耐浸炭性および耐コー
キング性を従来の代表的な耐熱合金と対比して以下に示
す。

【表１】(1)供試材（元素含有量は重量％） S1(発明例）: C:0.3, Si:2.0, Mn:0.9, Cr:44.0, Ni:4
8.0 S2(発明例）: C:0.3, Si:2.1, Mn:0.8, Cr:44.0, Al:1.
0, Ni:48.0 S3(発明例）: C:0.3, Si:2.2, Mn:0.9, Cr:44.3, Al:1.
0, Nb:1.5, Ni:48.0 S4(比較例）: C:0.45, Si:1.7, Mn:0.9, Ni:35.0, Cr:2
5.0, Nb:1.3, W:1.0,Mo:0.6, Fe:Bal S5(比較例）: C:0.45, Si:1.7, Mn:1.0, Ni:35.0, Cr:2
5.0, Nb:1.0, Ti:0.3 Fe:Bal

【００２７】(2)浸炭試験条件試験片表面に固体浸炭剤を接触させて８５０℃に加熱昇
温し、同温度から３０Ｈｒを要して１１５０℃まで昇温
し、その温度に１８Ｈｒ保持した後、常温まで冷却す
る。この昇・降温を１サイクルとして１７回反復実施す
る。試験後、試験片表面から５mmの深さ位置まで、０．
５mmの間隔をおいて切粉を採取し、湿式分析により炭素
含有量を測定し、浸炭により増加した炭素の総量（ΔＣ
％）を求める。試験片サイズ: 矩形板状体（幅 30,長さ 70, 厚さ 10,
mm) 浸炭剤: デュフリットKG 30

【００２８】(3)コーキング試験条件図９に示すように、管体（Ｐ）の管内空間に、試験片ホ
ルダ（Ｈ）を介して試験片（TP）を設置し、ブタン−プ
ロパン混合ガスをＡｒガスをキャリヤとして管体の一端
端（Ｐ₁）から送給すると共に、管の外壁に設けたヒー
タ（Ｋ）で管内流体を加熱して熱分解反応を行わせ、反
応生成物を管路の他端側（Ｐ₂）から導出する。試験
後、試験片表面の固形炭素の沈積量（mg/cm ²）を測定
する。

【００２９】

【表２】浸炭Ｃ増量（ΔＣ％）コーキング量（mg/cm ²） S1（発明例）３．９０．３１ S2（発明例）２．００．１５ S3（発明例）２．２０．１６ S4（比較例）２０．０１．５４ S5（比較例）１９．４ ───

【００３０】上記浸炭およびコーキング試験に供した比
較例S4およびS5は、従来よりエチレン製造用反応管材料
として使用されている代表的な耐熱合金であり、本発明
の耐熱合金S1,S2,S3は、この従来材に比し、耐浸炭性お
よび耐コーキング性ともに著しく優れており、エチレン
製造用反応管に対する突起（および下盛層）形成材料と
して本発明の耐熱合金を使用することにより、管内反応
系から析出する固形炭素の沈積（コーキング）および浸
炭を軽減緩和し、突起や母材管体の損傷・材質劣化を効
果的に抑制防止することが可能となる。

【００３１】次に、金属管の内壁面に形成される突起お
よび下盛層の形状および分布態様について説明する。図
１は、突起（２）の断面形状を模式的に示している。図
では、下盛層（３）を設け、これに突起（２）を積層形
成した例を示している。図示のように、突起（２）を、
それより広幅の下盛層（３）の上に積層形成した場合
は、エチレン製造用反応管の使用において、突起（２）
の近傍，特に突起の前側部と後側部（管内流体の上流側
と下流側）における管体表面のコーキング（突起の前後
部分は、管内流体の淀みを生じ易くコーキングを生じ易
いことが予測される）およびそれに伴う浸炭を下盛層に
より効果的に抑制防止することが可能となる。

【００３２】図２〜図９は、突起（２）の分布パターン
の例を示している。図２は、管軸（ｘ）と直交する向き
に管内壁面（１₁）をリング状に周回する突起（２）
を、管軸方向に適宜間隔（Ｄａ）をおいて反復形設した
例である。図３は、突起（２）を、管軸に対し傾斜角
（θ）をなして管内壁面（１₁）に沿って延在する螺旋
状突起として形成した例である。図では、１条の螺旋突
起（２）を形設しているが、螺旋条数は任意であり、螺
旋条数の増減により、隣合う螺突起同士の間隔（Ｄｂ）
を任意に増減調節することができる。また、不連続な螺
旋形状（例えば，管内壁面を１周する長さの螺旋状突起
を管軸方向に適宜間隔をおいて反復させる）とすること
もできる。図４は、突起（２）を、管軸と平行な向きの
直線状突起とし、これを円周方向に適宜間隔（Ｄｃ）を
おいて形設した例を示している。図５は、図４の管軸
（ｘ）方向に延在する突起（２）を、波状に蛇行する形
状に形成した例である。図２の管軸と直交する向きの突
起（２）や、図３の螺旋状突起（２）についても、所望
により波型形状が与えられる。

【００３３】前記図２〜図５に示した突起（２）は、い
ずれも管内壁面（１₁）に沿って連続的に延在する筋状
の形態を有しているが、連続形状に代え、断続的な形状
とすることもできる。図６は前記図２の突起に断点（２
₂）を設けて断続的な突起（２₁）とした例であり、図
７は前記図３の螺旋状突起について、図８は前記図４の
管軸に平行な突起について、また図９は前記図５の管軸
方向の波状突起について、それぞれ断点（２₂）を設け
て、断続的な突起（２₁）として形設した例を示してい
る。突起は、この他にも種々の形状・分布形態、例えば
規則的またはランダムな散点模様をなす分布パターンが
与えられる。

【００３４】管内壁面に形成される突起・下盛層の形状
・サイズ（図１における突出高さ２h,突起幅２w,下盛層
の層厚３t とその幅３w 等）、および図２〜図８に示す
突起の形設態様は、管の用途、使用条件、管体サイズ等
に応じて適宜設定される。例えば、エチレン製造用反応
管（内径: 約３０〜１５０mm）の用途に供される場合の
管内壁面の突起・下盛層の形状・サイズについては、突
起高さ２_h: 約２〜１５mm，突起幅２_w: 約３〜１０m
m，下盛層の層厚３_t: 約１〜３mm，下盛層幅３_w: 約
２_w＋１５〜２_w＋２５mmとすることができる。その突
起を、前記図２のように円周方向に延在するリング状突
起として形成する場合の突起間隔（Ｄ_a）は約２０〜４
００mm，図３の螺旋状突起の傾斜角（θ）は約１５°以
上，螺旋ピッチ（Ｄ_b）は約２０〜４００mm，図４のよ
うに管軸に平行な向きの突起の間隔（Ｄ_c）は約５０mm
以下としてよい。また、図６〜図８のような断続形態と
する場合において、その断続突起（２₁）同士の間隔
（２₂）は約１〜５０mm、断続突起（２₁）の長さは約
５〜１００mmとする形設態様を採用することができる。

【００３５】管路内の突起形設領域は、管の用途・使用
条件等により適宜設定される。上記エチレン製造用反応
管では、例えば、図１０に示すように、管路の入側領域
（Ａ ₁），中央領域（Ａ₂）、もしくは出側領域
（Ａ₃）、またはそれらの複数領域、あるいは入側から
出側にいたる全領域に亘つて形設される。

【００３６】突起（２）および下盛層（３）の管内壁面
への形成は、例えば溶接法を適用し、溶接ビードの肉盛
層として形成することができる。殊に、プラズマ粉体溶
接（ＰＴＡ溶接）法を適用する場合は、母材管体への溶
け込みを浅く抑制でき、かつ突起の形状・サイズの制御
が容易であるほか、口径の小さな管体（例えば内径30〜
50mm) の場合にも、トーチ操作性，溶接材の送給性，ア
ーク安定性等にすぐれ、管内壁面に対する突起形成施工
を容易かつ効率よく遂行することができる。

【００３７】図１１は、プラズマ粉体溶接による突起形
成の施工例を示している。管体（１）は、管軸（ｘ）を
中心として所要の回転速度の回転運動を行うように、回
転駆動装置（図示せず）に水平担持されている。（４
０）は溶接トーチ、（４２）は溶接トーチ支持杆であ
り、溶接トーチ（４０）はアーム（４１）を介して支持
杆（４２）に固定されている。（４３）は、溶接材料
（粉体）を溶接トーチ（４０）に供給するパウダ供給管
である。溶接トーチ支持杆（４２）は、管軸平行な向き
をなし、駆動装置（図示せず）により管軸方向（矢符）
の移動可能なように管内に配置されている。このように
構成された溶接装置において、管体（１）の管軸を中心
とする回転運動下に、溶接トーチ（４１）で管内壁面
（１₁）に肉盛ビードを形成しつつ、溶接トーチ支持杆
（４２）を管軸方向に沿って移動させることにより、前
記図３に示す螺旋状突起が形成される。図では、溶接ト
ーチ支持杆（４２）に２基の溶接トーチ（４０）を設置
しているので、２条の螺旋状突起が同時に形成される。
溶接トーチ（４０）の設置基数の増減は任意である。

【００３８】また、溶接トーチ支持杆（４２）の走行を
停止して、管体（１）を回転させながら、肉盛ビードを
形成する場合は、図２に示すようなリング状突起が形成
され、管体（１）の回転運動を停止した状態で溶接トー
チ（４０）を管軸方向に移動させながら肉盛ビードを形
成する場合は、図４に示すような管軸に延在する突起が
得られる。更に、その溶接施工において、溶接トーチ
（４０）に揺動（首振り）運動を行わせることにより、
図５に示すような波形状を有する突起が形成され、また
肉盛ビード形成を断続的に実施することにより、図６〜
図９のような断続パターンを有する突起を形成すること
ができる。管内壁面に下盛層（３）を設けて突起（２）
を積層形成する場合は、下盛層（３）を形成する溶接ト
ーチと突起を形成する溶接トーチとを併設し、下盛層の
溶接施工と突起の溶接施工とを並行して実施することが
できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、耐浸炭性および耐コー
キング性にすぐれた突起を管内壁面に形成することがで
き、突起および母材管体のコーキングおよび浸炭とそれ
に伴う不具合を抑制防止、突起形成による管内流体に対
する攪拌部材としての機能を安定に発揮維持させること
が可能となり、殊にエチレン製造用プラントの反応管と
して工業的に大きな有用性を有し、内面突起付き管体の
工業的実用価値を大きく高めるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】突起形状の断面説明図である。

【図２】管内壁面の突起の形設態様の例を示す管軸方向
断面図である。

【図３】管内壁面の突起の形設態様の例を示す管軸方向
断面図である。

【図４】管内壁面の突起の形設態様の例を示す管軸方向
断面図である。

【図５】管内壁面の突起の形設態様の例を示す管軸方向
断面図である。

【図６】管内壁面の突起の形設態様の例を示す管軸方向
断面図である。

【図７】管内壁面の突起の形設態様の例を示す管軸方向
断面図である。

【図８】管内壁面の突起の形設態様の例を示す管軸方向
断面図である。

【図９】管内壁面の突起の形設態様の例を示す管軸方向
断面図である。

【図１０】管内壁面の突起形設領域を示す断面説明図で
ある。

【図１１】溶接による突起（および下盛層）の形設施工
例を示す説明図である。

【図１２】コーキング試験要領の説明図である。

【図１３】従来の管内壁面の形状の例を示す径方向断面
図である。

【符号の説明】

１: 管体１₁: 管内壁面２: 突起２₁: 断続突起３: 下盛層４０: 溶接トーチ４２: 溶接トーチ支持杆４３: 溶接材料（粉体）供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者濱田薫大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号株式会社クボタ枚方製造所内 (56)参考文献特開平５−93240（ＪＰ，Ａ) 特開平６−109392（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−31535（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−11644（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 19/05 F28F 1/40 F28F 21/08 B21D 53/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】管内壁面に、管内流体に対する攪拌部材
として、Ｃ：０．０２〜０．６％，Ｓｉ：４．０％以下，Ｍｎ：
５．０％以下，Ｃｒ：４０．０〜５２．０％，Ｎ：０．
３％以下，残部実質的にＮｉ（Ｎｉは２０％以下のＣｏ
と置換されてもよい）からなる耐熱合金からなる溶接ビ
ード肉盛層である突起が形成されていることを特徴とす
る耐浸炭性および耐コーキング性にすぐれた内面突起付
きエチレン製造用熱分解反応管。
【請求項２】管内壁面に、管内流体に対する攪拌部材
として、Ｃ：０．０２〜０．６％，Ｓｉ：４．０％以下，Ｍｎ：
５．０％以下，Ｃｒ：４０．０〜５２．０％，Ｎ：０．
３％以下を含有すると共に、Ａｌ：４．０％以下，Ｗ：
１０．０％以下，Ｃａ：０．５％以下，Ｈｆ：１．０％
以下，Ｙ：１．０％以下の群より選ばれる１種ないし２
種以上の元素を含有し、残部実質的にＮｉ（Ｎｉは２０
％以下のＣｏと置換されてもよい）からなる耐熱合金か
らなる溶接ビード肉盛層である突起が形成されているこ
とを特徴とする耐浸炭性および耐コーキング性にすぐれ
た内面突起付きエチレン製造用熱分解反応管。
【請求項３】管内壁面に、管内流体に対する攪拌部材
として、Ｃ：０．０２〜０．６％，Ｓｉ：４．０％以下，Ｍｎ：
５．０％以下，Ｃｒ：４０．０〜５２．０％，Ｎ：０．
３％以下を含有すると共に、Ｎｂ：４．０％以下，Ｍ
ｏ：５．０％以下，Ｔｉ：１．０％以下，Ｚｒ：１．０
％以下，希土類元素：０．５％以下，Ｂ：０．５％以下
の群より選ばれる１種ないし２種以上の元素を含有し、
残部実質的にＮｉ（Ｎｉは２０％以下のＣｏと置換され
てもよい）からなる耐熱合金からなる溶接ビード肉盛層
である突起が形成されていることを特徴とする耐浸炭性
および耐コーキング性にすぐれた内面突起付きエチレン
製造用熱分解反応管。
【請求項４】管内壁面に、管内流体に対する攪拌部材
として、Ｃ：０．０２〜０．６％，Ｓｉ：４．０％以下，Ｍｎ：
５．０％以下，Ｃｒ：４０．０〜５２．０％，Ｎ：０．
３％以下を含有すると共に、Ａｌ：４．０％以下，Ｗ：
１０．０％以下，Ｃａ：０．５％以下，Ｈｆ：１．０％
以下，Ｙ：１．０％以下の群より選ばれる１種ないし２
種以上の元素、およびＮｂ：４．０％以下，Ｍｏ：５．
０％以下，Ｔｉ：１．０％以下，Ｚｒ：１．０％以下，
希土類元素：０．５％以下，Ｂ：０．５％以下の群より
選ばれる１種ないし２種以上の元素を含有し、残部実質
的にＮｉ（Ｎｉは２０％以下のＣｏと置換されてもよ
い）からなる耐熱合金からなる溶接ビード肉盛層である
突起が形成されていることを特徴とする耐浸炭性および
耐コーキング性にすぐれた内面突起付きエチレン製造用
熱分解反応管。
【請求項５】管内壁面に、前記突起の下盛層として前
記突起と同一材種の耐熱合金からなる溶接ビード肉盛層
が前記突起の幅より広幅に形成され、各下盛層のうえに
前記突起が積層形成されていることを特徴とする請求項
１ないし請求項４のいずれか１項に記載の耐浸炭性およ
び耐コーキング性にすぐれた内面突起付きエチレン製造
用熱分解反応管。
【請求項６】突起は、管内壁面に、管軸と直交する方
向，平行な方向，もしくは傾斜する方向に連続的もしく
は断続的に延在し、または散点状に分散した分布形態を
以って形成されていることを特徴とする請求項１ないし
請求項５のいずれか１項に記載の耐浸炭性および耐コー
キング性にすぐれた内面突起付きエチレン製造用熱分解
反応管。