JPH09296997A - 熱交換器用銅又は銅合金管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機物を多量に使用するような特殊な使用環
境においても、蟻の巣状腐食の発生を防止することがで
きると共に、鋳造時における生産性が優れた熱交換器用
銅又は銅合金管を提供する。 【解決手段】 熱交換器用銅又は銅合金管はその表面に
ローラバニシング加工が施されているものである。ま
た、熱交換器用銅合金管はＭｎを０．０１乃至２．０重
量％含有し、表面にローラバニシング加工が施されてい
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器用の伝熱
管及びその他の配管に使用される銅又は銅合金管に関
し、特に熱交換器の保管中又は使用中において希に発生
する蟻の巣状腐食を防止することができると共に、鋳造
時における生産性が優れた熱交換器用銅又は銅合金管に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱交換器用の伝熱管及び配管に
は、一般的に、曲げ加工性及びろう付け性が良好である
りん脱酸銅が広く使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の銅又は銅合金製の伝熱管等の保管中又は使用中に、銅
又は銅合金管が蟻の巣状に腐食されることによって、漏
洩事故が発生することがある。銅管に発生する蟻の巣状
腐食とは、銅管表面の微細な腐食孔から、蟻の巣が広が
るように進行する特異な形質の腐食を表している。この
ような腐食は、有機物が加水分解して生成するカルボン
酸（蟻酸又は酢酸等）によって発生することが確認され
ている。

【０００４】このような蟻の巣状腐食による漏洩事故は
従来においても希に発生しており、例えば、所定量のＭ
ｎが添加された銅合金を管材に使用することにより、蟻
の巣状腐食を低減できることが開発されている（特開平
５−１１０７４４号公報）。しかしながら、近時、漏洩
事故の発生が増加する傾向にあるため、Ｍｎの添加によ
る方法のみでは、蟻の巣状腐食に対する耐食性は十分で
はない。

【０００５】蟻の巣状腐食による漏洩事故が増加する原
因として、以下に示す２つの原因が上げられる。第１
に、近時、環境問題からフロン及び塩素系有機溶剤等に
よる脱脂洗浄が規制されており、これに伴って、熱交換
器の組立時に使用する潤滑油が、管の内外面に残留しや
すくなっていることである。これらの残留物は、熱交換
器の保管中又は使用中に加水分解してカルボン酸（蟻酸
又は酢酸等）を生成し、このカルボン酸によって、蟻の
巣状腐食による漏洩事故が発生する。

【０００６】第２に、近時、熱交換器（特にエアコン等
の空気熱交換器）の普及に伴ってその使用環境が多様化
し、従来では使用されていなかった食品又は薬品関係等
のような有機物を多量に取り扱う特殊な環境において
も、熱交換器が使用されるようになったことである。こ
のような環境において熱交換器を使用すると、銅管の表
面に有機物が付着するので、この有機物が加水分解して
カルボン酸を生成することによって、蟻の巣状の腐食に
よる漏洩事故が発生する。

【０００７】このように、今後、更に蟻の巣状腐食によ
る漏洩事故が増加する虞がある。従って、蟻の巣状腐食
の防止対策として、従来のりん脱酸銅管よりも更に一層
耐食性が向上した素材の開発が要求されている。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、有機物を多量に使用するような特殊な使用
環境においても、蟻の巣状腐食の発生を防止することが
できると共に、鋳造時における生産性が優れた熱交換器
用銅又は銅合金管を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る熱交換器用
銅又は銅合金管は、表面にローラバニシング加工が施さ
れていることを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る他の熱交換器用銅合金
管は、Ｍｎを０．０１乃至２．０重量％含有し、表面に
ローラバニシング加工が施されていることを特徴とす
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本願発明者等は、銅又は銅合金管
の表面にローラバニシング加工を施して、その表面を平
滑に仕上げることによって、従来の銅又は銅合金管と比
較して蟻の巣状腐食の発生を抑制することができること
を見い出した。ローラバニシング加工とは、硬くて滑ら
かなロールを金属表面に圧縮回転接触させることによっ
て、金属表面に塑性変形を与え、その表面を平滑化する
塑性加工法の１種である。具体的には、管の周方向に並
べて配置された複数本のバニシングロールを、管の内面
及び／又は外面に押し当てながら転動させることによっ
て、管の内面及び／又は外面の凹凸を押しならして平滑
に仕上げるものである。

【００１２】ローラバニシング加工により蟻の巣状腐食
の発生を抑制することができるのは、管の表面が平滑に
なることによって、腐食の起点となるマクロ的な欠陥が
減少するからである。また、ローラバニシング加工は、
管の表面の酸化膜を緻密化する効果も有する。これによ
って、その後の腐食環境中に生成する腐食生成物も緻密
化し、素材の耐食性を向上させることができる。この表
面加工は管の内面及び／又は外面に施すことができるの
で、残留した潤滑油による腐食及び有機物環境による腐
食のいずれに対しても有効である。更に、直管及びコイ
ル状の管に対しても施すことができる。

【００１３】また、Ｍｎを添加した銅合金からなる管材
にローラバニシング加工を施すと、より一層耐食性が向
上する。

【００１４】従来、Ｍｎを添加する銅合金部材の鋳造に
おいては、連続的に鋳造できるシャフト炉又はバッチ式
のコアレス炉を使用していた。この場合に、Ｍｎの添加
量が少量であれば、添加元素であるＭｎ等をシャフト炉
から鋳型まで溶湯を注入するといにおいてＭｎ原料を添
加できるが、Ｍｎの添加量が多いと、といにおいてＭｎ
原料を添加することができなくなる。従って、コアレス
炉を使用して、コアレス炉内に直接Ｍｎを投入する必要
があり、生産性が低下すると共に、炉材からの汚染が発
生しやすくなる。

【００１５】本発明においては、ローラバニシング加工
を施して耐食性を改善しているので、Ｍｎの添加のみの
管材と比較して、Ｍｎの添加量を低減することができ
る。例えば、１．０重量％のＭｎの添加のみの管材と、
０．５重量％のＭｎの添加に加えてローラバニシング加
工を施した管材とは同程度の耐食性を有する。従って、
シャフト炉によって連続的に銅合金を鋳造することがで
き、生産性が向上すると共に、汚染を防止することがで
きる。

【００１６】更に、この銅合金には、Ｍｎの他に、Ｐ及
びＳｎ等を添加することができる。銅合金にＰとＭｎと
を共添すると、銅合金のろう付け性が向上する効果が現
れる。また、Ｓｎを添加すると、耐食性がより一層向上
すると共に、銅合金管の強度も向上する。

【００１７】以下、本発明における熱交換器用銅合金管
に添加するＭｎの組成限定理由について説明する。

【００１８】Ｍｎ：０．０１乃至２．０重量％ 前述の如く、Ｍｎは蟻の巣状腐食に対する耐食性を向上
させる効果を有する。Ｍｎ含有量が０．０１重量％未満
であると、この効果が十分に現れない。一方、Ｍｎ添加
量の増加に伴って、蟻の巣状腐食に対する耐食性を向上
させる効果も増大するが、Ｍｎ含有量が２．０重量％を
超えると、熱交換器用の銅合金管としての生産性及び組
立加工性が低下するので、好ましくない。従って、銅合
金にＭｎを添加して銅合金管を製造する場合には、銅合
金中のＭｎ含有量は０．０１乃至２．０重量％とする。
好ましくは、銅合金中のＭｎ含有量は０．０５乃至１．
５重量％である。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る熱交換器用銅又は銅合金
管の実施例についてその比較例と比較して具体的に説明
する。

【００２０】先ず、下記表１に示す組成を有する鋳塊を
溶解鋳造し、押出し加工によって管状に成形した。次い
で、冷間抽伸によって、管の外径を９．５ｍｍ、肉厚を
０．３ｍｍとした後、熱処理を施して管材（Ｏ材）とし
た。この管材を比較例とし、熱処理後に管の外面にロー
ラバニシング加工を施した管材を実施例として、管の表
面粗さを測定すると共に、蟻の巣状腐食に対する耐食性
を評価した。ローラバニシング加工において、ワークに
対してバニシングロールを追い込む量をバニシング量
（μｍ）とし、このバニシング量、管の表面粗さ及び最
大腐食深さを下記表１に併せて示す。但し、蟻の巣状腐
食に対する耐食性（最大浸食深さ）の評価方法は以下に
示す通りである。

【００２１】先ず、代表的なカルボン酸である蟻酸を１
重量％水溶液として容器に入れ、この容器の中に、純水
を張ったビーカーを配置した。そして、このビーカー内
の純水に１００ｍｍの長さの管材を浸漬した後、容器を
密封した。これを４０℃の温度で３０日間保持した後
に、各管材の最大腐食深さを測定した。なお、最大腐食
深さ欄において、０は全く腐食されなかったことを示
す。

【００２２】

【表１】

【００２３】上記表１に示すように、実施例Ｎｏ．１〜
７は、全てローラバニシング加工を施したものであり、
比較例Ｎｏ．８〜１２と比較して表面粗さが小さくなっ
ているので、蟻の巣状腐食に対する耐食性が向上してい
る。また、実施例Ｎｏ．１及び比較例Ｎｏ．８はいずれ
もりん脱酸銅管であるが、実施例Ｎｏ．１はローラバニ
シング加工により耐食性が向上していることを示してい
る。更に、実施例及び比較例のいずれについても、Ｍｎ
の添加によって耐食性がより一層向上した。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
銅又は銅合金管の表面にローラバニシング加工を施して
いるので、蟻の巣状腐食の発生が防止され、熱交換器用
伝熱管及び配管として信頼性及び寿命が向上した熱交換
器用銅又は銅合金管を得ることができる。また、Ｍｎを
添加した銅合金によって銅合金管を製造すると、より一
層耐食性が向上すると共に、鋳造時における生産性が向
上する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 良一 山口県下関市長府港町14番１号 株式会社 神戸製鋼所長府製造所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にローラバニシング加工が施されて
   いることを特徴とする熱交換器用銅又は銅合金管。
2. 【請求項２】 Ｍｎを０．０１乃至２．０重量％含有
   し、表面にローラバニシング加工が施されていることを
   特徴とする熱交換器用銅合金管。