(57)【要約】【課題】ラジアントチューブ式加熱装置において、ラジアントチューブに生じた亀裂が微小である場合でも、炉内雰囲気を汚染することなく、的確に亀裂を検知することができるラジアントチューブの亀裂調査方法を提供する。【解決手段】ラジアントチューブ式加熱装置において、ラジアントチューブ内のガスを空気で置換して、その状態でのラジアントチューブ内のガスの濃度を測定するとともに、さらに、ラジアントチューブ内が負圧の状態で空気の流入を閉止して、その状態でのラジアントチューブ内のガスの濃度を測定し、それら２つのガス濃度の測定値を比較することによって、ラジアントチューブの亀裂の有無を判定することを特徴とするラジアントチューブの亀裂調査方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアントチューブ式加熱装置において、ラジアントチューブ内のガスを空気で置換して、その状態でのラジアントチューブ内のガスの濃度を測定するとともに、さらに、ラジアントチューブ内が負圧の状態で空気の流入を閉止して、その状態でのラジアントチューブ内のガスの濃度を測定し、それら２つのガス濃度の測定値を比較することによって、ラジアントチューブの亀裂の有無を判定することを特徴とするラジアントチューブの亀裂調査方法。
【請求項２】
ラジアントチューブ内が負圧の状態で空気の流入を閉止するために、空気の流入口をキャップで塞ぐことを特徴とする請求項１に記載のラジアントチューブの亀裂調査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理炉等に用いられるラジアントチューブ式加熱装置におけるラジアントチューブの亀裂調査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱処理炉において、特殊な雰囲気下で熱処理を行う場合、燃焼ガスによる炉内汚染を防止する加熱方式の１つに、ラジアントチューブ式加熱装置による間接加熱方式が存在する。
【０００３】
ラジアントチューブ式加熱装置は、ラジアントチューブからの輻射熱により熱処理の加熱を行う加熱装置であり、ラジアントチューブは入側に設置されたバーナーに燃料と燃焼用空気が導入され、燃焼反応により発生した熱で加熱される。
【０００４】
このようなラジアントチューブは、耐熱性と耐酸化性に優れた材質が使用されるが、長時間の使用により材質の劣化や減肉による亀裂が生じる。亀裂が生じた場合、ラジアントチューブ内に炉内雰囲気ガスが流入して、加熱効率の低下、炉内雰囲気ガス使用量の増加、炉圧の低下、燃焼ガスの漏洩による炉内雰囲気の汚染といった、操業上や品質上の問題を招く。そのため、亀裂が発生したラジアントチューブは早期に検知して、交換する必要がある。
【０００５】
ラジアントチューブの亀裂調査方法としては、例えば、特許文献１には、炉内雰囲気ガスにトレーサーガスを混入させ、亀裂からラジアントチューブ内に流入したトレーサーガスを検出する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、トレーサーガスを使用せずに亀裂を調査する方法として、ラジアントチューブ内に負圧の状態で空気を流し、亀裂があった場合に生じる炉内雰囲気ガス流入によるラジアントチューブの入側と出側での酸素濃度変化を利用する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１１１２４号公報
【特許文献２】特開平３−２９５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の技術では、炉内に不純物であるトレーサーガスを投入するため、品質上の欠陥を招く可能性がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術では、ラジアントチューブに生じている亀裂が微小な場合、ラジアントチューブの入側と出側で有意な酸素濃度の差が生じず、亀裂発生を見逃す可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ラジアントチューブ式加熱装置において、ラジアントチューブに生じた亀裂が微小である場合でも、炉内雰囲気を汚染することなく、的確に亀裂を検知することができるラジアントチューブの亀裂調査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。
【００１２】
［１］ラジアントチューブ式加熱装置において、ラジアントチューブ内のガスを空気で置換して、その状態でのラジアントチューブ内のガスの濃度を測定するとともに、さらに、ラジアントチューブ内が負圧の状態で空気の流入を閉止して、その状態でのラジアントチューブ内のガスの濃度を測定し、それら２つのガス濃度の測定値を比較することによって、ラジアントチューブの亀裂の有無を判定することを特徴とするラジアントチューブの亀裂調査方法。
【００１３】
［２］ラジアントチューブ内が負圧の状態で空気の流入を閉止するために、空気の流入口をキャップで塞ぐことを特徴とする前記［１］に記載のラジアントチューブの亀裂調査方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ラジアントチューブ式加熱装置において、ラジアントチューブに生じた亀裂が微小である場合でも、炉内雰囲気を汚染することなく、的確に亀裂を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態において用いる空気吸込み口キャップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、この実施形態におけるラジアントチューブ式加熱装置１は、熱処理炉の炉壁２０に設置されている。ラジアントチューブ２は、入側に設置されたバーナー３に燃料と燃焼用空気が導入され、燃焼反応により発生した熱で加熱される。このとき、燃焼用空気は空気吸込み口４から流入して、レキュペレータ７において排ガス路６中の排ガスと熱交換して予熱されてから、空気移送管５を経由して、バーナー３に導入される。
【００１９】
なお、レキュペレータ７への燃焼用空気の導入は、外気吸込み方式と、ブロワーによる空気押込み方式があるが、図１では、外気吸込み方式を採用している。
【００２０】
また、ラジアントチューブ２内は、ラジアントチューブ２に亀裂が発生した場合でも炉内雰囲気の汚染が生じないように、排ガス路６に設けた排ガスブロワー（図示せず）による排ガス吸引で負圧に設定されており、ラジアントチューブ２に亀裂が発生した場合は、ラジアントチューブ２内に炉内雰囲気ガスが流入するようになっている。
【００２１】
その上で、この実施形態においては、ラジアントチューブ２の亀裂の有無を調査する際には、以下のような手順で行う。
【００２２】
（Ｓ１）まず、排ガス吸引ブロワーを稼動させ、ラジアントチューブ２内の負圧を保ったまま、ラジアントチューブ２への燃料の供給を停止し、ラジアントチューブ２内を空気で十分に置換する。
【００２３】
（Ｓ２）その後、ラジアントチューブ２の排ガス排出側の測定孔（図示せず）に、ラジアントチューブ２内のガスを採取するノズル（ラジアントチューブ内ガス採取ノズル）８を設置する。
【００２４】
（Ｓ３）そして、この状態（空気で置換された状態）で、ラジアントチューブ内ガス採取ノズル８で採取されたラジアントチューブ２内のガスの濃度を測定する。
【００２５】
（Ｓ４）次に、空気吸込み口４を空気吸込み口キャップ９で塞いで、空気の流入を閉止する。ラジアントチューブ２内が負圧であるため、空気吸込み口キャップ９は空気吸込み口４に吸着し、密閉性が得られる。なお、空気吸込み口キャップ９は、図２に示すように、キャップ本体１０にパッキン１１が取り付けられたものである。
【００２６】
（Ｓ５）そして、この状態（空気の流入が閉止された状態）で、ラジアントチューブ内ガス採取ノズル８で採取されたラジアントチューブ２内のガスの濃度を測定する。
【００２７】
（Ｓ６）上記（Ｓ３）で測定されたガス濃度と、上記（Ｓ５）で測定されたガス濃度とを比較する。そして、予め定めた閾値を越えてガス濃度が変化している場合は、当該ラジアントチューブ２に亀裂が生じていると判定する。一方、閾値以下の場合は、当該ラジアントチューブ２に亀裂は生じていないと判定する。
【００２８】
すなわち、ラジアントチューブ２に亀裂が生じている場合は、ラジアントチューブ２内に雰囲気ガスが流入するため、ラジアントチューブ２内のガスの濃度が大きく変化し、一方、ラジアントチューブ２に亀裂が生じていない場合は、ラジアントチューブ２内への炉内雰囲気ガスの流入はないため、ラジアントチューブ２内のガスの濃度に大きな変化は生じないからである。
【００２９】
なお、濃度変化を見るガスとしては、熱処理炉の炉内雰囲気に応じて、適宜、酸素、窒素、二酸化炭素、水素等を採用する。
【００３０】
このようにして、この実施形態においては、ラジアントチューブ２に生じた亀裂が微小である場合でも、炉内雰囲気を汚染することなく、的確に亀裂を検知することができる。
【００３１】
なお、この実施形態では、レキュペレータ７への燃焼用空気の導入が外気吸込み方式の場合を念頭において述べたが、レキュペレータ７への燃焼用空気の導入がブロワーによる空気押込み方式の場合は、上記（Ｓ４）において、ブロワーからの空気配管中に設けられている開閉弁を閉じて、空気の流入を閉止するようにすればよい。
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例として、過去のラジアントチューブ交換実績からラジアントチューブの亀裂が発生しやすいエリアにおいて、上述した本発明の一実施形態に基づいて、９本のラジアントチューブの亀裂調査を行った。
【００３３】
調査対象とした熱処理炉の炉内雰囲気は、窒素と水素の混合気であり、ここでは、ラジアントチューブ内の酸素濃度の変化を測定した。もし、亀裂が発生している場合は、炉内雰囲気ガスがラジアントチューブ内に流入して、空気で置換した後のラジアントチューブ内の酸素濃度に比べて、空気の流入を閉止した後のラジアントチューブ内の酸素濃度が大きく低下することになる。
【００３４】
なお、本発明の一実施形態に基づく亀裂調査結果の精度を確認するために、亀裂調査した９本のラジアントチューブについて、熱処理炉の開放点検時に外観検査を行った。
【００３５】
表１に亀裂調査結果を示す。表１に示すように、９本のラジアントチューブ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９）のうち、２本のラジアントチューブ（Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）は、空気置換後の酸素濃度に比べて、空気閉止後の酸素濃度が大きく低下しており、亀裂があると判定された。
【００３６】
そして、外観検査でも、２本のラジアントチューブ（Ｎｏ．６、Ｎｏ．８）は亀裂があることが確認された。
【００３７】
これによって、本発明の有効性が裏付けられた。
【００３８】
【表１】
2017166900.tif 000003
【００３９】
なお、ここでは、酸素濃度を測定して亀裂調査を行ったが、水素濃度を測定して亀裂調査を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  ラジアントチューブ式加熱装置
２  ラジアントチューブ
３  バーナー
４  空気吸込み口
５  空気移送管
６  排ガス路
７  レキュペレータ
８  ラジアントチューブ内ガス採取ノズル
９  空気吸込み口キャップ
１０  キャップ本体
１１  パッキン
２０  熱処理炉の炉壁
【図１】
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【図２】
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