超音波を用いたエチレン分解炉用耐熱合金複合管品質保証装置の開発

摘要

遠心鋳造耐熱合金管の内表面にPPW（Plasma Powder Welding）法を用いて，高二ツケル，高クロム合金を肉盛溶接した複合管（PTT: PPW Technology Tube）のエチレン分解炉への適用が進められており，その優れた耐コーキング性能と耐食性能が国内外の大手化学メーカの操業炉において実証されている．石油化学製品の基礎原料であるエチレンの製造プロセスは，分解炉中の敷設された炉管中にナフサを抽入し，800°C前後の高温で熱分解する事により実現される．しかし，エチレンの熱分解と同時に生成される熱伝達係数の極めて低いコークが分解炉管の内表面に堆積し，エチレンの生産効率を低下させる．炉管内部に堆積したコークは，炉管内表面温度を低下させるため，それを補うために炉管の加熱温度を上昇させながら操業がおこなわれるが，炉管の外表面温度が耐熱温度の上限（約1100°C）に達するため，数十日の周期で生産を停止し炉管内部のコークを取り除くデコーキング作業が必要となる．しかし，デコーキング作業に伴う生産性の低下は著しく，また，炉管内表面の浸炭と外表面の酸化によるクリープ強度の低下により数年の短い周期で炉管の交換サイクルを迎える．これらの理由により，耐コーキング性および耐食性に優れた炉管の開発が切望されていた．