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1、10申请公布号CN104136659A43申请公布日20141105CN104136659A21申请号201380010660122申请日20130207201204071520120227JPC23C26/00200601B05D7/14200601B05D7/24200601B32B1/08200601B32B15/08200601F28F19/0420060171申请人三菱重工业株式会社地址日本东京72发明人樱井秀明香川晴治宫地刚之冈本卓也74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人雒运朴54发明名称钢材被覆层及传热管的表面处理方法57摘要本发明提供一种钢材被覆层10A，。
2、其特征在于，所述钢材被覆层形成于传热管11的表面、且具有由低表面能材料形成的表面层12。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014082286PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/0528812013020787PCT国际申请的公布数据WO2013/129064JA2013090651INTCL权利要求书1页说明书6页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图2页10申请公布号CN104136659ACN104136659A1/1页21一种钢材被覆层，其特征在于，所述钢材被覆层形成于传热管的表面、且具有由低表面能材料形成的表面层。2。
3、根据权利要求1所述的钢材被覆层，其特征在于，具有形成于所述传热管和所述表面层之间且由无机玻璃类材料形成的粘结剂层。3根据权利要求2所述的钢材被覆层，其特征在于，所述粘结剂层的膜厚为10M以下。4根据权利要求13中任意一项所述的钢材被覆层，其特征在于，所述低表面能材料具有CH43SI结构、F3C结构或硅烷偶联反应基中的至少任意一种。5根据权利要求14中任意一项所述的钢材被覆层，其特征在于，所述表面层的膜厚为1M以下。6一种传热管的表面处理方法，其特征在于，通过在传热管的表面涂布包含低表面能材料的溶液并进行热处理、固化而形成表面层。7根据权利要求6所述的传热管的表面处理方法，其特征在于，在所述传热。
4、管和所述表面层之间形成由无机玻璃类材料形成的粘结剂层。8根据权利要求7所述的传热管的表面处理方法，其特征在于，所述粘结剂层的膜厚为10M以下。9根据权利要求68中任意一项所述的传热管的表面处理方法，其特征在于，所述低表面能材料具有CH43SI结构、F3C结构或硅烷偶联反应基中的至少任意一种。10根据权利要求69中任意一项所述的传热管的表面处理方法，其特征在于，所述表面层的膜厚为1M以下。权利要求书CN104136659A1/6页3钢材被覆层及传热管的表面处理方法技术领域0001本发明涉及用于将热交换器内的配管进行表面处理的钢材被覆层及传热管的表面处理方法。背景技术0002由于传热效率、材料成本。
5、的关系，设置于热交换器的外壳机身的大量的热交换用管传热管主要使用碳钢。另外，传热管具有肋片型和翅片型，翅片型在传热效率方面更佳，因此使用翅片型的传热管。0003对于热交换器而言，伴随着连续运转，在传热管的传热表面会附着并堆积灰、煤，由此使热交换性能降低。若排气中的灰、煤附着并堆积于传热管的表面，则灰、煤在传热管之间的间隙形成桥接BRIDGE，使传热管彼此之间的排气流路变窄，阻碍排气穿过传热管组的排气流，使排气的压力损失变高。另外，由于排气中的水分雾附着于传热管而使传热管成为潮湿的状态，成为腐蚀的要因之一。0004作为除去附着于传热管的灰、煤的方法，有如下方法使铁球坠落，并利用因铁球冲撞传热管而。
6、产生的冲击，将附着于传热管的灰、煤震落的方法；在传热管的外周面安装加热用电线，使用该加热用电线强行使附着并堆积于传热管的外周面的煤燃烧的方法；通过向附着于传热管表面的灰、煤喷吹蒸气或空气的吹灰器SOOTBLOWER进行清除的方法等例如参照专利文献13。0005作为传热管的腐蚀应对措施，有使用树脂管被覆传热管的方法、对传热管的传热表面实施涂装的方法等例如参照专利文献4。0006现有技术文献0007专利文献0008专利文献1日本特开平5133695号公报0009专利文献2日本特开平763495号公报0010专利文献3日本特开2010117067号公报0011专利文献4日本特开200598666号公。
7、报发明内容0012发明所要解决的课题0013但是，作为除去附着于传热管的灰、煤的方法，利用使铁球坠落而产生的冲击的方法有时会使铁球堵塞在传热管彼此之间。另外，在使用加热用电线、吹灰器的方法中，需要另行设置用于设置加热用电线、吹灰器的设备，使费用增大。另外，由于灰、煤粘着于传热管，因此仅利用吹灰器无法充分除去粘着于传热管的灰、煤。0014作为传热管的腐蚀应对措施，树脂管以覆盖传热管的方式来使用，因此不能够适用于传热效率良好的翅片型的传热管。另外，若对传热管的传热表面实施涂装，则涂装的膜厚变厚，因此传热效率降低。说明书CN104136659A2/6页40015本发明是鉴于上述问题而完成的，其课题在。
8、于提供能够抑制排气中包含的灰、煤等附着于传热管的传热表面的钢材被覆层及传热管的表面处理方法。0016用于解决课题的方法0017用于解决上述课题的本发明的第1发明一种钢材被覆层，其特征在于，所述钢材被覆层形成于传热管的表面、且具有由低表面能材料形成的表面层。0018第2发明根据第1发明所述的钢材被覆层，其特征在于，具有形成于所述传热管和所述表面层之间且由无机玻璃类材料形成的粘结剂层。0019第3发明根据第2发明所述的钢材被覆层，其特征在于，所述粘结剂层的膜厚为10M以下。0020第4发明根据第1发明第3发明中任意一项所述的钢材被覆层，其特征在于，所述低表面能材料具有CH43SI结构、F3C结构或。
9、硅烷偶联反应基中的至少任意一种。0021第5发明根据第1发明第4发明中任意一项所述的钢材被覆层，其特征在于，所述表面层的膜厚为1M以下。0022第6发明一种传热管的表面处理方法，其特征在于，通过在传热管的表面涂布包含低表面能材料的溶液并进行热处理、固化而形成表面层。0023第7发明根据第6发明所述的传热管的表面处理方法，其特征在于，在所述传热管和所述表面层之间形成由无机玻璃类材料形成的粘结剂层。0024第8发明根据第7发明所述的传热管的表面处理方法，其特征在于，所述粘结剂层的膜厚为10M以下。0025第9发明根据第6发明第8发明中任意一项所述的传热管的表面处理方法，其特征在于，所述低表面能材料。
10、具有CH43SI结构、F3C结构或硅烷偶联反应基中的至少任意一种。0026第10发明根据第6发明第9发明中任意一项所述的传热管的表面处理方法，其特征在于，所述表面层的膜厚为1M以下。0027发明效果0028根据本发明，能够抑制排气中包含的灰、煤等附着于传热管的传热表面。附图说明0029图1是表示本发明实施例1的钢材被覆层的示意图。0030图2是表示硅烷偶联反应基和传热管的传热表面的结合状态的说明图。0031图3是表示钢材被覆层的另一构成的示意图。0032图4是表示排气中的灰、煤附着于传热管的状态的一例的说明图。0033图5是表示本发明实施例2的钢材被覆层的示意图。0034图6是表示粘结剂层与传。
11、热管的传热表面的结合状态的说明图。具体实施方式0035下面参照附图对本发明进行详细说明。需要说明的是，本发明并不限定于下述的实施例。另外，在下述实施例的构成要素中包含本领域技术人员能够易于想到的构成要素、实质上相同的构成要素以及所谓等效范围的构成要素。进而，可以将下述实施例中公开的说明书CN104136659A3/6页5构成要素进行适当组合。0036实施例10037参照附图对将本发明实施例1的钢材被覆层适用于设置在热交换器的外壳机身的大量热交换用管传热管的情况进行说明。图1是表示本发明实施例1的钢材被覆层的示意图。如图1所示，本实施例的钢材被覆层10A是由表面层12在传热管11的表面11A形成。
12、的。0038表面层12由低表面能材料形成。作为低表面能材料，可以列举例如硅酮类树脂组合物、氟类树脂组合物等。作为硅酮类树脂组合物，优选具有显示拒水性或拒水拒油性以下记为“拒水/拒油性”。的CH43SI结构。另外，作为氟类树脂组合物，优选具有F3C结构作为末端取代基。具体可以列举例如硅树脂SHINETSUSILICONE公司制造、UNIDYNE大金工业公司制造、FLUOROSURFFLUOROTECHNOLOGY公司制造、LUMIFLON旭硝子公司制造等。表面层12可以由一种上述材料单独形成或由多种上述材料形成。0039通过使用上述硅酮类树脂组合物、氟类树脂组合物来形成表面层12，由此能够使界面。
13、的表面能降低，因此能够降低灰、煤等的附着，能够抑制表面层12的表面受到污染。另外，即使在表面层12的表面附着灰、煤等，也能够提高从表面层12剥离灰、煤等的效果。0040表面层12优选在分子内具有用于以共价键与基材结合的硅烷偶联反应基RONSI。图2是表示在表面层12具备硅烷偶联反应基时表面层12与传热管11表面的结合状态的说明图。如图2所示，通过在分子内具有硅烷偶联反应基RONSI，由此利用其与传热管11表面的OH基的脱水反应而形成共价键OSIO。由此，表面层12和传热管11表面形成交联层，传热管11表面和表面层12能够牢固地结合。0041低表面能材料优选为能够利用喷涂、刷涂、浸涂等进行涂布施。
14、工的液体状。对于低表面能材料而言，涂布包含低表面能材料的溶液并对其进行热处理使其干燥，由此可以得到表面层12。0042对于表面层12而言，由于使用如上所述的硅酮类树脂组合物、氟类树脂组合物等有机材料作为原料，因此能够容易地涂布于传热管11等被粘物而形成薄膜。另外，即使当在传热管11的传热表面再次形成表面层12的情况下，也是仅涂布如硅酮类树脂组合物、氟类树脂组合物等之类的有机材料即可，因此，即使在表面层12劣化的情况下，也可以将用于形成表面层12的原料涂布于传热管11而容易地再次形成表面层12。0043表面层12优选为膜厚10NM以上且1M以下的单分子膜。作为单分子膜，具体可以列举例如FLUOR。
15、OTECHNOLOGY公司制造的FLUOROSURF等。需要说明的是，所谓单分子膜是指分子内的一端具有反应基且另一端具有拒水/拒油基的分子结构，在传热管的传热表面能够形成单分子膜。通过使表面层12成为单分子膜，能够进行不损害传热管11的导热系数的涂布。0044另外，本实施例的钢材被覆层10A仅为表面层12并在传热管11的表面形成了表面层12，但并不限定于此，如图3所示，本实施例的钢材被覆层10A也可以在表面层12的传热管11侧设置底涂层13。通过在表面层12的传热管11侧设置底涂层13，能够使传热管11和表面层12的密合性提高，能够使表面层12与传热管11的粘接性提高。0045因此，本实施例的。
16、钢材被覆层10A由表面层12形成，因此能够抑制在本实施例的钢材被覆层10A的表面附着灰、煤等。另外，通过在表面层12的传热管11侧设置底涂层说明书CN104136659A4/6页613，能够进一步提高表面层12与传热管11表面的粘接性。0046由于灰、煤等附着于传热管11表面的情况受到抑制，因此传热管11能够稳定地维持传热效率。在像以往那样直接使用设置于热交换器外壳的大量传热管时，如图4所示那样，包含灰、煤的排气15通过第1段的传热管11时，排气15中的灰、煤附着并粘着于第1段的传热管11，形成附着物16，使第1段的传热管11彼此之间的流路变窄，包含灰、煤的排气15的流路容易集中在第2段的传热。
17、管11的气流方向的正面侧。这样一来，在前段侧的传热管11的气流方向的正面侧大量附着排气15中的灰、煤，由此使包含灰、煤的排气15的流路容易集中在设置于其后段侧以后的传热管11的气流方向的正面侧，因此对于设置于后段侧的传热管11而言也同样地在其上附着排气15中的灰、煤，设置于后段侧的传热管11的传热效率也降低，因此使热交换器整体的热交换效率降低。0047与此相对，由于将本实施例的钢材被覆层10A设置于传热管11的表面，因此本实施例的钢材被覆层10A能够抑制灰、煤等附着于其表面，能够抑制传热管11的传热效率降低。由此，能够抑制热交换器整体的热交换效率降低，能够使热交换器稳定地进行运转。0048实施。
18、例20049参照附图对本发明实施例2的钢材被覆层进行说明。图5是表示本发明实施例2的钢材被覆层的示意图。如图5所示，本实施例的钢材被覆层10B具有表面层12和粘结剂层21，粘结剂层21和表面层12依次形成于传热管11的表面11A。0050粘结剂层21是形成于传热管11和表面层12之间、并且由用于形成致密的膜且与表面层12的反应性高的无机系材料形成的层。作为无机系材料，可以列举硅烷偶联剂、包含SIO结构的玻璃涂布剂等。作为硅烷偶联剂，具体可以列举SHINETSUSILICONE公司制造的硅烷偶联剂等。玻璃涂布剂具有SIO结构，因此，如图6所示，利用其与作为基材的传热管11的表面的OH基的脱水反应。
19、而形成共价键OSIO。另外，作为玻璃涂布剂，具体可以列举日兴公司制造的晶膜CRYSTALCOATING、SMACH公司制造的晶体X、AZELECTRONICMATERIALS公司制造的以全羟基聚硅氮烷为主要成分的AQUAMICA、APOLLORINK公司制造的TGA等。0051粘结剂层21是由致密且以与表面层12的反应性高的无机系材料形成的膜所形成的，因此能够抑制水分与传热管11接触，从而能够抑制腐蚀。0052粘结剂层21的膜厚优选为5M以上且100M以下，更优选为7M以上且50M以下，进一步优选为10M以上且30M以下。0053无机系材料与表面层12同样地优选为能够利用喷涂、刷涂、浸涂等进行。
20、涂布施工的液体状。通过加热、吸湿、催化的作用使无机系材料固化，从而得到粘结剂层21。0054粘结剂层21将包含如上所述的无机类材料的有机材料作为原料使用，因此，能够与表面层12同样地容易涂布于传热管11等被粘物而形成薄膜。另外，即使当在传热管11表面再次形成粘结剂层21的情况下，也是仅涂布如上所述的有机材料即可，因此，即使在粘结剂层21劣化的情况下，也可以将用于形成粘结剂层21的原料涂布于传热管11而容易地再次形成粘结剂层21。0055本实施例的钢材被覆层10B采用表面层12和粘结剂层21的两层结构，作为表面层12和粘结剂层21的组合，例如优选使用TGA作为形成表面层12的材料且使用FLUOR。
21、OSURF作为形成粘结剂层21的材料。通过使用TGA作为形成表面层12的材料且使用FLUORO说明书CN104136659A5/6页7SURF作为形成粘结剂层21的材料，从而使任一层均能以薄膜形成，因此在表面层12和粘结剂层21的膜厚可以为10M以下。0056试验例0057接着，示出对于本实施例的钢材被覆层10B的灰、煤等的附着降低效果、耐腐蚀性进行研究的结果。试验例1中示出如下试验结果在对于基体金属板使用氟类树脂组合物FLUOROSURF，FLUOROTECHNOLOGY公司制造作为本实施例的钢材被覆层10B的表面层12、且使用氟类树脂组合物TGA，APOLLORINK公司制造作为粘结剂层2。
22、1的试验片的情况下，求出的灰、煤的附着性、基体的腐蚀性的试验结果。比较例1中示出如下试验结果在仅使用基体作为试验片时，求出的灰、煤的附着性、基体的腐蚀性的试验结果。0058以附着于试验片的飞灰FLYASH块的剥离力的形式求出灰、煤等的附着性。另外，以浸渍于PH值为2的硫酸水溶液中直至发生腐蚀的时间的形式求出基体的腐蚀性。0059试验例1、比较例1的试验结果示于表1中。需要说明的是，在本试验例中，灰、煤的附着性以将比较例1中附着于基体的灰、煤的附着量设为1时的相对比来表示，耐腐蚀性以将比较例1的基体的腐蚀情况设为1时的相对比来表示。0060【表1】0061比较例1试验例1灰、煤的附着性101耐腐。
23、蚀性160062如表1所示，对于附着于基体的灰、煤等的附着性而言，试验例1为比较例1的1/10左右，试验例1与比较例1相比降低90左右。另外，对于基体的腐蚀性而言，试验例1为比较例1的1/6左右。0063由此可以说，通过像试验例1那样将本实施例的钢材被覆层10B设置于基体，能够将灰、煤等的附着降低效果提高至仅为基体时的10倍左右，并且能够将耐腐蚀性提高至仅为基体时的6倍左右。0064因此，本实施例的钢材被覆层10B以在传热管11和表面层12之间形成有粘结剂层21的两层结构来形成，因此能够抑制灰、煤等附着于本实施例的钢材被覆层10B的表面，并且能够抑制传热管11腐蚀。0065在像以往那样直接使用。
24、设置于热交换器外壳的大量传热管时，如上述的图4所示，排气15中的灰、煤大量附着在前段侧的传热管11的气流方向的正面侧，由此，在设置于其后段以后的传热管11上也附着排气15中的灰、煤，使传热管11整体的传热效率降低，因此使热交换器整体的热交换效率降低。0066与此相对，由于将本实施例的钢材被覆层10B设置于传热管11的表面，因此本实施例的钢材被覆层10B能够抑制灰、煤等附着在其表面，并且也能够抑制传热管11的腐蚀，因此能够抑制传热管11的传热效率降低，并且也能够抑制传热管11的劣化。由此，能够抑制传热管11整体的热交换效率降低，使其维持稳定的传热效率，并且使热交换器进行稳定地运转。说明书CN10。
25、4136659A6/6页80067需要说明的是，在上述各实施例中，对适用于设置在翅片管热交换器的传热管11的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以是使气液接触的空冷式热交换器、直接接触式热交换器等热交换器。另外，本实施例的钢材被覆层10A、10B并不限定于使气液接触的热交换器，也可以是使液液接触的热交换器、使气气接触的热交换器。作为使液液接触的热交换器，例如有螺旋式热交换器、板式热交换器、套管式DOUBLETUBE热交换器、壳管式热交换器多管圆筒式热交换器、螺旋管式热交换器、螺旋板式热交换器、罐体盘管TANKCOIL式热交换器、罐体夹套TANKJACKET式热交换器、直接接触液液式热交换器等。作为使气气接触的热交换器，例如有静止型热交换器、旋转再生式热交换器、周期流蓄热式热交换器、涡流管等。0068另外，在本实施例中，对适用于热交换器的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，例如，在大气污染、腐蚀等严苛环境下使用的钢材、钢结构物中也能够同样适用。0069符号说明007010A、10B钢材被覆层007111传热管007212表面层007313底涂层007415排气007516附着物007621粘结剂层说明书CN104136659A1/2页9图1图2图3说明书附图CN104136659A2/2页10图4图5图6说明书附图CN104136659A10。