JPS5938320B2 - 伝熱管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は伝熱管の製造方法に関し、更に詳しくは電解処
理による伝熱管の製造方法に関する。

伝熱管の伝熱面上に、例えば沸騰伝熱管においては管の
外面に、又ヒートパイプにおいては管の内面に多孔質層
を形成することにより高い熱交換率が得られることが知
られており、このような多孔質層を形成する方法として
例えば焼結法、塑性加工法、溶射法、メッキ法及び網巻
法、更にはエッチングにより粗面を形成する方法等多く
の方法が提案されているが、いずれも加工が煩雑で高価
であるとか又は機能的に充分でないなどの欠点があつた
。本発明者等はこの欠点を解決するために金属管又は表
面に金属をメッキした管を正極として電解質溶液中にお
いて該管を電解的に溶解し該管の表面層を多孔質とする
伝熱管の製造方法を開発した（特願昭５２−５、３７４
０号）が、この方法においてオーステナイトステンレス
鋼管を素材とした場合、電解処理前に該管を４００〜８
５０℃に加熱後徐冷して粒界腐食感受性を与えた（鋭敏
化処理）場合でも、製品の均質性の管理が困難であり、
又均質化のためには電解処理時間が長くなるという問題
があることが認められた。

本発明は前記問題を解決するためになされたもので、そ
の目的は製品の均質化、処理時間の短縮が可能な伝熱管
の製造方法を提供することである。

本発明について概説すると、本発明はオーステナイトス
テンレス鋼管を正極として電解質溶液中において、電解
質溶液を攪拌しながら該管の表面を電解的に溶解し該管
の表面層を多孔質とすることを特徴とする伝熱管の製造
方法に関する。本発明はオーステナイトステンレス鋼管
を素材とする電解処理法による伝熱管の製造方法につい
て多角的に検討した結果、電解質溶液の組成、両極間の
電位差、電流密度、電解時間等の通常の電解条件のみを
一定にしても製品の均質性すなわち管表面に形成される
孔のサイズ及び孔の分布の均質性について再現性が乏し
いことが認められた。そしてこれらの電解条件が一定の
下で、再現性がありしかも均質な多孔質面を得るために
は、陰極表面に発生する気泡がその面から連続的に剥離
する程度以上に電解質溶液を攪拌することが必要な条件
であることを見出した。本発明は前述した鋭敏化処理を
予め行なつた該鋼管に適用されるが、更に電解処理前に
該鋼管を予め塩酸水溶液望ましくは１２Ｎ塩酸２０％の
水溶液を数時間望ましくは４〜６時間浸漬し、管表面に
極めて微少な凹凸状組織を形成し、その後電解処理を行
なうことにより一そう均質な多孔質面が得られることが
認められた。

電解処理時間の短縮を図る目的で両極間の電位差及び電
流密度を過度に上昇せしめても均質な多孔質組織を短時
間では得られないが、電解質溶液の攪拌及び塩酸水溶液
による前処理を併せて行なうことにより適用する電位差
及び電流密度の大巾な向上が可能になつた。

電解質溶液としては塩酸・硫酸等の無機酸又はこれと電
解質無機塩との水溶液が使用されるが塩化ナトリウムと
塩酸との混合水溶液（望ましくはＮａｃｅ２Ｏ％及び１
２ＮＨＣ２２％との混合水溶液）が好適である。

電位差は０．６〜０．９Ｖ望ましくは０．８Ｖ１電流密
度は２．５〜７Ａ／Ｄｍ２望ましくは４〜５Ａ／Ｄｍ２
、電解時間は１．５〜４時間望ましくは約２時間であり
、これらの電解条件下で均質な多孔質層を有する伝熱管
が得られる。

次に本発明を実施例について説明するが、本発明はこれ
によりなんら限定されるものではない。

実施例本実施例では添付図面に示す電解槽を使用した。

第１図は電解槽の縦断面図、第２図はその平面図を示す
。素材のオーステナイトステンレス鋼管１としてＪＩＳ
−ＳＵＳ３Ｏ４ＴＰを使用し、鋭敏化処理として６５０
℃で１．５時間加熱した後約２０時間炉中で徐冷を行な
つた。

次にこれを１２ＮＨＣｅ２０％水溶液中に４〜６時間浸
漬した。この浸漬後管の外面は巨視的には白色となり、
微視的には極めて微細な凹凸状組織となつた。前記処理
後の鋼管１の上下をゴム栓２，２′により閉塞し、ゴム
製の支持環３，３２により陰極となる銅製の円筒４と同
心的に固定し、これをゴム製着座５，５５に架支し、電
解質溶液６を充填したガラス製容器７に浸漬した。

なお支持環３，３２及びゴム製着座５２には電解質溶液
６の循環が可能となるようにそれぞれ孔及び切欠きが設
けられている。電解処理は定電位電解装置８によりステ
ンレス鋼管１を正極に、鋼製の円筒４を負極に接続する
と共に容器７中にモーター１０により駆動される攪拌羽
根９を設けて矢印１１の方向に溶液６を攪拌循環せしめ
ながら通電することにより行なつた。

溶液６の攪拌循環により円筒４の外面に発生する気泡は
連続的にその面から剥離された。電解処理は常温（２０
〜２７℃）の下で電解質溶液の組成、両極間の電位差、
電流密度、電解時間を種々変化させて行い、得られた沸
騰伝熱管の多孔質面の孔のサイズ及び均質性を顕微鏡で
観察したところ、いずれの条件においても撹拌を行なわ
ない対照実験に比較して優れた結果（孔のサイズ及び分
布の均質性）が得られた。

又沸騰伝熱管の多孔質面の均質性及び電解処理時間の短
縮ができる電解条件は次のとおりであつた。

（ａ）電解質溶液の組成；ＮａＣ２２Ｏ％と１２ＮＨＣ
ｅ２％との混合水溶液（ｂ）両極間電位差；０．６〜０
．９Ｖ（０．８Ｖが最良）（ｃ）電流密度；２．５〜７
Ａ／Ｄｍ２（４〜５Ａ／Ｄｍ２が最良）（ｄ）電解条件
；１．５〜４時間（Ｂ，ｃの最良条件で約２時間）前記
実施例では沸騰伝熱管の製造例を示したが、鋼管の内部
に銅製電極棒を同心的に固定して同様な条件で電解する
ことにより多孔質の内面を有するヒートパイプが得られ
る。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電解
処理中電解質溶液を攪拌することにより多孔質層の孔の
サイズ及び分布が均質な沸謄伝熱管、ヒートパイプを短
時間で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で使用した電解槽の縦断面図を
示し、第２図はその平面図を示す。 １・・・・・・ステンレス鋼管、２，２２・・・・・・
ゴム栓、３，３２・・・・・・支持環、４・・・・・・
銅製円筒（負極）、５，５′・・・・・・ゴム製着座、
６・・・・・・電解質溶液、７・・・・・・ガラス製容
器、８・・・・・・定電位電解装置、９・・・・・・攪
拌羽根、１０・・・・・・モーター １１・・・・・・
電解質溶液の循環方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オーステナイトステンレス鋼管を正極として電解質
   溶液中において、電解質溶液を攪拌しながら該管の表面
   を電解的に溶解し該管の表面層を多孔質とすることを特
   徴とする伝熱管の製造方法。 ２ 電解処理前にオーステナイトステンレス鋼管を塩酸
   水溶液に数時間浸漬する特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３ 電解質溶液としてＮａＣｌとＨＣｌの混合水溶液を
   用い、両極間の電位差０．６〜０．９Ｖ、電流密度２．
   ５〜７Ａ／ｄｍ＾２、電解時間１．５〜４時間の条件下
   で電解処理を行なう特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の方法。