密着力5倍のグラスライニング機器の補修技術
6̲FineTIle5･fo]dRS

Adhesiye

Repc[irforLined

GIclSS

G[c[ss‖

6･FJ'ne

RSH

EqtJipment
技術開発本部

原龍

TatsuoTheofnewthebyequlpment,

theえがG‑Finepart.

thanstronger

glass

reinforceofperformance

impregnating

damagedfive‑fold

￡

fiber

metal

increasing

metal‑alkoxide
RS

that

RS

coating : "G‑Fine
the localrepairingof conventionalbeendeveloped

for theG‑Finefor

technique
intoR

the

metal

web

alreadyadhesionof repalr
technology.

glasslayer

tosolution
themakeshas

きHara

purposeglass‑linedto∇eldedsteelsubstrate(3)繊維強化複合の技術むこより,従来より鉄生地阜の密着カが5倍忙なった｡

ゾル･ゲ)I,法によるグラスライニング機器のガラス層のの性能向上を目的として,群究開発を進めてきたが,このたび織維強化複合法VLより(4)ガラス質であるため,補修部周辺の正常なライニングガラス層と同程度の耐熱性がある｡

沃生地との密着カを従来より約5倍に改良した『G‑FineiS』を開発したので紹介する.

(5)従来のエポキシ樹脂製の補修剤のようVL有機溶剤に

G‑Fine荒地局部補修技術

R

よって劣化しない｡

なお,ゾル･ゲル法とは有機薬品の原料からガラスを作『G‑Fine RS』とは?

I.

『G‑Fine RS』は,ガラスの破損箇所FL露出した鉄生地＼綿状の金属繊維を溶接接合した後,ゾル･ゲル法で調製した補修剤を充填する方法で,新しい繊維強化複合ガラスなど各合成温度でガラスがる方法で,室温または500oCできるという新しい製法で,温度が高いほど強いガラスができるとされている｡しかし前回報告したとおり1),ライといえるo

この技術により,補修ガラス層の鉄生地との密旨力を従来より5倍にすることに成功した｡また同時に,ニングガラス層は,再度加熱した際,第2囲むこ示したように350oC付近を越える温度になると,鉄生地から引張りゾル･ゲ/レプロセスにおける反応条件の最適化により補修応力を受ける.挿修する際FL局部的な加熱を行うと,クラRの約5倍改ダラス層自体の耐薬品性も従来のGIFineックが生じる可能性があるため,補修施工温度は300oC
300oCとしている｡従って,という制約された条件下で合成したガラスの耐薬品性をより向上させることが今後の莫さんれた.
第1図はその補修部断面の模式図で,鉄生地と接合した金属繊維素材の一種の絡み合いにより補修ガラス層が強化課題である｡

される様子がわかる｡

3.

G‑Fine

RSの性能試験結果

第1表に各種性能試験の条件と結果をまとめた｡

!.特長
3.

主な特長を次忙示すo(1)現地で補修できるため,機器の解体や輸送が不要で,工場のシャットダウン期間が短縮される｡(2)従来のタンク)I,製のキャップで損傷箇所を覆う方湊

1耐機械的衝撃性
J I S

R4201に鉄生地との密着性を評価する試験とし

G‑FineRSの密着カはて,落球試験が規定されている｡
従来の織維なしの場合と比較して,約5倍向上している｡

最近では,'工場におけるメンテナンスの重要性が再確認と異なり, /ズルネック部分やフランジのアール部など曲がった複雑箇所の補修が可能となり,また複修部されている中で特VL,高分子化学工業のプラント￠こおいての突起がないため内容物の付着が少ない｡

は,高圧水洗浄作業が多く使われる｡これは,高圧にした水を/ズルなどから勢いよく噴出してグラスライニング製反応器の内壁に付着した残留物を洗浄除去する作業であLinillg
glass la),erFiber

Repa

iredglass layer

80

第2図
ガラスと鉄(S曲線

く==〉×

ミ40

GlassAQir ulg

tes?i:.e,:tl･a
第1囲
Fig.

I,v.?IlldtedEl?ePa(lSteelpⅠ『G･Fine RS』の断面モデル
1The

crosssection

modelof theG･FinePQI

叫

200
Telllp.

RS

神鋼パンテツク技報

400

[Dc]

600

S400)の熱膨張;残留圧縮歪,;無歪温度

Fig. 2
Thecurves
thermal expansionoflining glass and steel (SS400).
P ; Residualcompressivestrain,
Q ; Lovernostrain temperature.

Vol.

85

No.

2(1991/8)

第1表『G･Fine RS』の各種性能試験結果

Table

1

Results

Itemsof various

SpecimerlS

Adhesion

Substrate:SS400
6tx80⊂】mn
Thicknessof
glasslayer:‑1.5ltest

Watetjet

Substrate:SS400
3tx￠110TDm
ThiclくneSSOf

resistance
test

performance

testof"G･Fine

RS=

Procedureandcondition

Notes

Results

DropplngaSteel･ballFe･ionwasnotdetectedby

Heightofdroppirlg‑OA5m;noexfoliation(passofJISR4201)
Ⅱeightofdropplng=1.Om;noexfoliation

verticauy.

Bauweight;‑200gr
Ballsize;￠36.51mn(JISR4201)

theFerro･oXylmethod(upperlimitofconventional'G･FirleR')
Eeightofdropping=5.Om;noexfoliation

afterballimpacttest
underconditionupto5m.

一Srnallchippingofglasslayerwasobservedatdropplng
spot.(upperlimitof GIFineRS'')Waterpressure;13MPa一 G･FineRS'';noexfoliation,small

Nozzlesize;￠2.Omm
Nozzledistance;1m

UsingbyJetcleaning
apparatusmadebylくansai
CleanCo.

chippingofglasslayerwasobserved.
→Conventional'G･FineR';Exfoliation

Operationtime;1min

OISH8617)beforeand(upperlimit)

glasslayer:‑1.2t

Waterpressure;30MPa‑Liningglasslayer;Noexfoliation
Abrasion

Substrate:SS400
3tx￠110Jnn
Thicknessof

resistance
test

glasslayer:‑1.2t
ThermalSubstrate:SS400
6tx80□mn

shock
test

Thicknessof
glasslayer:‑1.5t

TherlTlal

Substrate:SS400
3亡×100□mn
Thicknessof

cycle
test

Abrasivemedium;St.plateglass
Operationtime;1hr(ASTMC448)

Weightlossratio;

Quenchingofspecimens△T=373K‑Noexfoliation(passofJISR4201)△T‑573K→Noexfoliation(upperlimit)△T=623Kぅ GIFineRS ;Noexfoliation‑Somecrackofglasslayerwasobserved.
‑Conventional'G･Finep'R';glassloss.
Noexfoliationwasobservedforhalfyear.

fromhightemperature
ovenintocoldwater.
(JISR4201)
Intervalcorrosiontest

UsingbyPEIAbrasion

G･FineRS''=5Liningglasslayer‑1Tester.

Fe･ionwasnotdetectedby
theFerro･oXylmethod(JISエ8617)beforeandaftertestundercondition

upto573K.
Theapparatus.wasusedby

JISR4201.

ofwatervapor(373K)
atintervalsof5hrs.

glasslayer:‑1.5t
Penetration

Substrate:SS400
3LxlOO□F)mThicknessof

DetectingofFe‑ion
fromSS400soakedin

glasslayer:‑1.5t(353Ⅰ(,pE‑2)

Corrosion

Substrate:SS400

Watervapor(373K)‑0.1

resistancetest￠8×60LTnm

tlCIsolutiQn(373K,ptl=1)
NaOHsolution(353K,ptl=12)
Toluene(353K)
Ethylalcohol(b.p.)
Mixedsolution(353K)

=0.25

test

Fe･ionwasnotdetectedforhalfyear.

Theapparatuswasusedby

JISR4201.

HCIsolution.

Theapparatuswasusedby
JISR4201.1

Averagecorrosionratebymm/year:
Thicknessof
glasslayer:‑0.5t‑0.4‑<0.02=<0.02=<0.02(C2H50H/H20‑3/7,wt)

る｡この場合,補修した後に運転される化学反応器などで補修箇所がその水の衝撃力に耐G‑FineRSの破壊前えることが要求される｡の限界水圧は,ライニングガラス層の3′‑4割程度であるが,ダメージの箇所が繊維なしの場合と比べ狭く,全面剥離がない｡写真1
G‑FineRSに,その結果を示したが,照射した箇所のみ(約￠1Inm)損傷しているは,ことがわかる｡
ASTM

C448FL規定された摩耗テ一万,ストは,研摩粉と鋼球をガラス面に撲蝕した状態で機械的に振動させる苛酷な試験である(a)が,補修部はライニングガラスと比べl//6とか写某1

恥)

高圧水洗浄による衝撃試験結果なり低い｡本結果から高圧水によるダメージは,その衝撃性以外に摩耗性の因子も含まれPhoto.

1(a)G‑FineRS,O))

G･FineRAppearanceている｡

3.

2耐熱衝撃性∫ I S

300oCという結果がRと同等であるoI S

R4201規格に準じた,試験片と装置で行なっている｡使用環境によって異なるが,排騰水による標準テストでは前回報告の補修ガラスの約5倍である｡
むすぴ
G‑Fine35

RSは以上のような性能面での改良を達成した

No.

2(1991/8)

しかし現地で補修できるため,機器の解体や輸送が不要でよう,継続的な研究開発に努めていくことが必要である.
今後,過去当社が納入してきたグラスライニング製機器の現地サービス強化の一環として,従来のタンタル製キャップの使えない局面箇所や付着の¥致しい箇所の補修,および従来の樹脂では耐えない高温環境などの用途での適用を図っていきたい｡

が,実際の施工期間が準備も含めて約3日間と長いことな
Vol.

test.

あるため,シャットダウンの期間をできる限り短縮される

耐食性,浸透性および熱サイク)1/性については,前回同様にJ

after the water･jet resistance

どの課題もある｡

R4201の熱衝撃試験では,褐られ,これは従来のG‑Fine
3. 3
その他の試験結果of the specimens〔参考文献〕
1)原ら,神鋼ファウドラ‑技報,

神鋼パンテツク技報

Vol.

33,No.

2(1989)

p.

6.