JPH073183Y2 - 熱交換器用伝熱管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は管内に冷却水を通水する熱交換器用伝熱管に関
し、特に冷却水による腐食を防止するために内面に耐食
性保護皮膜を形成した銅又は銅合金製熱交換器用伝熱管
に関する。

［従来の技術］ 管内に海水、河海水又は淡水を冷却水として通水する熱
交換器用の伝熱管としては、従来から銅又は銅合金の管
材が使用されている。この場合に、冷却水による腐食を
防止するために、管内面に保護皮膜を形成することが多
い。この防食方法は伝熱管内面に、例えば水酸化鉄等を
主成分とする耐食性保護皮膜を形成するものである。

水酸化鉄等を主成分とする保護皮膜を形成する方法とし
ては、稼働中の熱交換器内を通流する冷却水に第１鉄イ
オンを注入し、この冷却水を伝熱管内に送り込むことに
より管内面に保護皮膜を形成する方法と、予め、伝熱管
製造時に管内面に保護皮膜を形成しておく方法とがあ
る。

而して、これらの方法により保護皮膜が形成された伝熱
管は、耐食性が著しく向上する反面、保護皮膜の熱抵抗
のために熱交換器用伝熱管としての伝熱性能が若干犠牲
にならざるを得ないという問題点がある。従って、保護
皮膜を有する伝熱管の用途は制約を受け、特に、予め管
内面に保護皮膜を形成した伝熱管が使用されるのは、腐
食環境が極めて厳しくて伝熱性能よりも防食対策の方が
優先される場合とか、保護皮膜を含めて内面の汚れが熱
交換器全体の性能に大きく影響しない場合等に限られて
いた。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、熱交換器用伝熱管の冷却水による腐食に
は種々の形態がある。つまり、伝熱管内面の腐食は、水
質及び使用条件等の影響を受けて、各プラント毎に特有
の形態を示すことが多い。この腐食形態の中の一つにサ
ンドエロージョン等により装着時の管体下部側にのみ線
状又は帯状に連なった腐食を受けることがある。このよ
うに、管内面の一部のみ腐食を受けるような形態の場合
には、前述の如く管の全内面に保護被膜を形成すること
は防食効果上過剰の対策になるのに加え、伝熱性能の観
点からは損失が大きかった。

本考案はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
管下部側等のように局部的にのみ腐食を受ける環境にお
いて、優れた防食性能を有すると共に、伝熱性能の低下
を最小限に抑制した熱交換器用伝熱管を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案に係る熱交換器用伝熱管は、管内面に形成され管
の長手方向に延びる帯状の水酸化鉄を主成分とする耐食
性保護皮膜を有し、この保護皮膜の管内面の周方向にお
ける弧長が5mm以上であって全内周長の1/2以下であるこ
とを特徴とする。

［作用］ 本考案においては、例えば第１図の管直径方向に沿う断
面図及び第２図の管長手方向に沿う断面図に示すよう
に、熱交換器用伝熱管の管本体１の内面に、その周方向
の一部の領域に、長手方向に延びる帯状の耐食性保護皮
膜２が形成されている。従って、サンドエロージョン等
により管の内面の一部領域が選択的に腐食を受けるよう
な腐食形態の場合には、その腐食領域にのみ保護皮膜２
を設けることにより、効果的に腐食を回避できると共
に、優れた伝熱性能も確保することができる。

例えば、復水器等の蒸気凝縮用熱交換器の場合には、管
外面の凝縮水膜は重力の影響で管体下部側に比して管体
上部側が薄くなる。このため、上部側の方が管外側にお
ける熱伝達が良好であり、従って、熱交換量も上部側の
方が多い。

本考案においては、管本体１の周方向における保護皮膜
２の弧長が全内周長の1/2以下であるから、保護皮膜２
の中心が下端になるように管本体１を装着すると、管本
体１の内周面の上半部以上に亘って保護皮膜２が存在し
ない非形成領域となる。この管本体１の上半部は、前述
の如く、熱伝達が良好で熱交換量が多い部分であること
から、この部分を保護皮膜２の非形成領域とすることに
より、全体としての伝熱性能は単に非形成領域の面積比
に比例して決まる割合以上に向上する。

更に、本考案においては、保護皮膜２の弧長が5mm以上
であり、全内周長の1/2以下である。これは、サンドエ
ロージョン等により管本体下部側のみが腐食を受ける場
合に、保護皮膜２の弧長が5mm未満ではサンドエロージ
ョンによる腐食を防止することができないからである。
また、保護皮膜２の弧長が全内周長の1/2を超えると、
伝熱管の伝熱性能が著しく低下すると共に、防食性能の
向上効果が鈍化し、それ以上の弧長に亘って保護皮膜２
を形成しても無駄である。

上述のような理由で、この帯状の保護皮膜２はその管内
面の周方向に沿う弧長が5mm以上であって、全内周長の1
/2以下になるようにする。

［実施例］ 次に、本考案の実施例について説明する。

外径が25.4mm、肉厚が1.24mmのアルミニウム黄銅管（JI
S H 3300 C6872T）の内面に、管軸方向に延びる帯状を
なすように所定の幅で水酸化鉄を主成分とする保護皮膜
を形成した。保護皮膜は、管内面に酸性鉄粉懸濁液を塗
布した後、管内に水蒸気を含有させた空気を送風して鉄
粉を酸化させることにより形成した。

そして、この供試管の水蒸気凝縮条件における伝熱性能
の測定及び海水通水による腐食試験を行った。伝熱性能
は、管内を2m/秒の流速で流れる室温工業用水により管
外の100℃の飽和蒸気を凝縮させる条件において、総括
伝熱係数を測定し、内面に保護皮膜を形成しない伝熱管
の総括伝熱係数に対する低下率により評価した。また、
腐食試験は、管内に300ppmの漂砂を含む海水を2.5m/秒
で４ケ月間通水し、その腐食状況を観察することにより
行った。耐食性はこの腐食深さにより評価した。

実施例１乃至３及び比較例１はいずれも伝熱管を保護皮
膜形成部が下端部になるように装着して試験したが、伝
熱性能の比較のため比較例２の伝熱管は保護皮膜形成部
を上部側にして装着した。各実施例１乃至３及び比較例
１乃至４における保護皮膜の形成条件及び配置態様並び
に伝熱性能及び耐食性の試験結果を下記第１表に示す。

この第１表から明らかなように、全周に保護皮膜を形成
した管（比較例３）に比して、実施例１乃至３の保護皮
膜形成管は総括伝熱係数の低下率が小さく、伝熱性能が
優れている。また、実施例３と比較例２との比較から明
らかなように、保護皮膜の幅、即ち面積が同じでも、保
護皮膜を下面側にして伝熱管を装着した場合は、伝熱性
能に及ぼす影響が小さくなるため、総括伝熱係数の低下
率が小さい。更に、防食効果については、本実施例１乃
至３の伝熱管は全周に保護皮膜を形成した管（比較例
３）と同様の優れた防食効果を示す。

［考案の効果］ 本考案に係る熱交換器用伝熱管は防食効果が優れている
のに加え、伝熱性能の低下が少なく、サンドエロージョ
ンに曝される熱交換器用伝熱管として極めて有益であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の熱交換器用伝熱管の一例を示す管直径
方向断面図、第２図は同じくその管長手方向断面図であ
る。 1:管本体、2:保護皮膜

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】管内面に形成され管の長手方向に延びる帯
   状の水酸化鉄を主成分とする耐食性保護皮膜を有し、こ
   の保護皮膜の管内面の周方向における弧長が5mm以上で
   あって全内周長の1/2以下であることを特徴とする熱交
   換器用伝熱管。