JP2001183089A - Anti-corrosion copper or copper alloy pipe having bent segment, its manufacturing method and water supplying and hot water supplying device - Google Patents

Anti-corrosion copper or copper alloy pipe having bent segment, its manufacturing method and water supplying and hot water supplying device

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JP2001183089A
JP2001183089A JP37195899A JP37195899A JP2001183089A JP 2001183089 A JP2001183089 A JP 2001183089A JP 37195899 A JP37195899 A JP 37195899A JP 37195899 A JP37195899 A JP 37195899A JP 2001183089 A JP2001183089 A JP 2001183089A
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JP
Japan
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copper
tube
copper alloy
film
bent portion
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JP37195899A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Hosoki
哲郎 細木
Chikara Saeki
主税 佐伯
Akinori Tsuchiya
昭則 土屋
Kozo Saeki
公三 佐伯
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anti-corrosion copper or copper alloy pipe having a bent segment, its manufacturing method and water supplying and hot water supplying device in which any water quality can be applied in reference to a difference in applied environment or the like and the anti-corrosion characteristics such as anti-hole corrosion characteristic and anti-corrosion characteristic or the like can be kept for a long period of time ranging from a low temperature to a high temperature. SOLUTION: An inner surface of a copper or copper alloy pipe having a bent segment is formed with amorphous ceramics film. Either copper or copper alloy pipe having this bent segment is manufactured by a method wherein the amorphous ceramics film is formed upon performing a bending work of the copper or copper alloy pipe or after the amorphous ceramics film is formed, the bending work is carried out.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は給水給湯用及び空調
暖房用等の建築配管、給湯器用熱交換器並びに水を使用
した熱交換器等に使用される曲げ部を有する耐食性銅又
は銅合金管及びその製造法に関し、特に、水又は水溶液
等に対する孔食及び潰食等の耐食性が優れた曲げ部を有
する耐食性銅又は銅合金管及びその製造法並びにこれを
使用した給水給湯器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a corrosion-resistant copper or copper alloy pipe having a bent portion used for architectural piping for hot and cold water supply, air conditioning and heating, a heat exchanger for a water heater, a heat exchanger using water, and the like. More particularly, the present invention relates to a corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion having excellent corrosion resistance such as pitting and erosion to water or an aqueous solution, a method for producing the same, and a water supply / water heater using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、銅及び銅合金管(以下、銅及び
銅合金管を総称して銅管という。)は耐食性、靱性、展
延性及びろう付性等が優れているため、特に、内部に水
又は水溶液等を流通させる建築配管、給湯用湯沸し器、
熱交換器及び水熱交換器等に使用されている。これは、
低温から高温まで広い温度範囲において水に対する高い
耐食性が要求されているためである。しかしながら、こ
のような耐食性が高い銅を使用しても、特に腐食性が高
い水質では、銅管の使用中にその一部に腐食により貫通
孔が形成され、内部の水等が漏れ出して前記用途として
使用できなくなる事故が発生し易い。
2. Description of the Related Art Generally, copper and copper alloy pipes (hereinafter, copper and copper alloy pipes are collectively referred to as copper pipes) are excellent in corrosion resistance, toughness, ductility, brazing property, etc. Construction pipes for passing water or aqueous solution through, hot water heaters,
Used in heat exchangers and water heat exchangers. this is,
This is because high corrosion resistance to water is required in a wide temperature range from a low temperature to a high temperature. However, even when copper having such high corrosion resistance is used, particularly in the case of highly corrosive water quality, a through hole is formed in a part of the copper pipe due to corrosion during use, and water or the like in the inside leaks out. Accidents that can not be used as applications are likely to occur.

【0003】これらの事故は主として孔食によって引き
起こされることが多い。孔食は、銅管の内面のごく一部
において、管の肉厚方向に腐食が進行し、点状の孔が形
成される腐食である。孔食は、曲がり部の近傍、流速の
遅くなる部分並びに継目部及びその近傍等の管内を流れ
る水のよどみ部において発生し易い。これらの部位にお
いては、管内表面に堆積物が形成され易く、その部分で
酸素濃淡電池が形成され、堆積物の下で孔食が発生する
からである。このような孔食は水質(pH、SO4 2-
HCO3 -及び残留塩素、溶性珪酸及び遊離炭酸等)によ
りその発生し易さは異なる。孔食対策として、水処置等
があるが、実際問題として水質を変えることは難しく、
材料面からの対策が求められている。
[0003] These accidents are often caused primarily by pitting. Pitting corrosion is corrosion in which a small part of the inner surface of a copper tube is corroded in the thickness direction of the tube to form point-like holes. Pitting is likely to occur in the vicinity of a bent portion, in a portion where the flow velocity is slow, and in a stagnant portion of water flowing in a pipe such as a joint portion and its vicinity. In these portions, deposits are easily formed on the inner surface of the tube, and oxygen concentration cells are formed in those portions, and pitting occurs under the deposits. Such pitting corrosion is caused by water quality (pH, SO 4 2− /
HCO 3 - and residual chlorine, soluble silicic acid, free carbonic acid, etc.) vary in their likelihood of occurrence. There is water treatment as a countermeasure against pitting, but it is difficult to change water quality as a practical problem.
Measures from the material side are required.

【0004】また、特に給水給湯用銅管の曲がり部又は
水圧の低い返湯管においては、流速の変化によって溶存
ガスが気化し易く、気泡と銅管内面との摩擦及び破壊に
よる衝撃等の機械的な力によって銅管内面に潰食が起こ
り易い。その対策としては、設計変更(曲がり部の曲率
及び数の減少等)及び流速の制限等が考えられている
が、やはり実現には難しいことが多いため、材料面から
の対策が求められている。
In particular, in a bent portion of a copper pipe for hot water supply or hot water supply or a return pipe having a low water pressure, the dissolved gas is liable to vaporize due to a change in the flow velocity, and the friction between the bubbles and the inner surface of the copper pipe and the mechanical shock such as an impact due to destruction. Erosion is likely to occur on the inner surface of the copper tube due to mechanical forces. As a countermeasure, a design change (reduction of the curvature and the number of the bent portion, etc.) and a restriction of the flow velocity are considered, but it is often difficult to realize the countermeasure, and therefore, a countermeasure from the material side is required. .

【0005】従来、孔食を防止するため、次のような材
料面からの対策が講じられている。通常、銅を鋳造して
銅管を成形すると、銅管内面には不可避的に銅管加工油
の残留による炭素皮膜が存在する。これは、抽伸潤滑油
を使用して銅管を抽伸した後、その銅管コイルを焼鈍す
るとき、管内に残存する抽伸潤滑油が分解して管外に排
出される際、この潤滑油の分解が不十分であるか、又は
分解された潤滑油が管外に排出されない内に焼鈍が終了
後に、銅管内部に潤滑油が残存したり、炭化物が形成さ
れるためである。残油残炭が多い銅管に通水すると局部
電池が形成され易く、孔食が発生し易い。従って、第1
の方法として、残留炭素及び残留油分の除去が挙げられ
る。
Conventionally, in order to prevent pitting, the following measures have been taken from the viewpoint of materials. Normally, when copper is cast to form a copper tube, a carbon film is inevitably present on the inner surface of the copper tube due to residual copper tube processing oil. This is because when the copper tube coil is annealed after drawing the copper tube using the drawing lubricating oil, when the drawing lubricating oil remaining in the tube is decomposed and discharged outside the tube, the lubricating oil is decomposed. Is insufficient, or the lubricating oil remains inside the copper pipe or carbides are formed inside the copper pipe after the annealing is completed while the decomposed lubricating oil is not discharged out of the pipe. When water is passed through a copper pipe containing a large amount of residual oil residue, a local battery is easily formed, and pitting is likely to occur. Therefore, the first
Is a method of removing residual carbon and residual oil.

【0006】残留炭素及び残留油分は、空気中での加熱
燃焼により除去できるが、同時に銅管が酸化されてしま
い、これを制御することは困難である。従って、例えば
特開平5−126483号公報に記載の熱交換器の製造
方法では、炭素皮膜の残留を防ぐため、製造工程中に銅
管を加熱して炭素皮膜を燃焼させ、わずかに残った残留
炭素分も加熱時に生成された酸化物と一緒に例えば空気
又は水等を圧挿することにより除去する技術が開示され
ている。また、残炭量を低減するために、不活性ガスに
より銅管内部をパージして焼鈍するか又は内部のガスを
吸引する等の方法もある。
[0006] The residual carbon and residual oil can be removed by heating and burning in air, but the copper tube is oxidized at the same time, and it is difficult to control this. Therefore, in the method for manufacturing a heat exchanger described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-126483, in order to prevent the carbon film from remaining, the copper tube is heated during the manufacturing process to burn the carbon film, and the residual carbon film is slightly removed. There is disclosed a technique for removing carbon by press-fitting, for example, air or water together with oxides generated during heating. Further, in order to reduce the amount of residual coal, there is a method of purging the inside of the copper tube with an inert gas and annealing it, or a method of sucking the gas inside.

【0007】孔食防止を図った第2の方法としては、管
内面に保護皮膜を形成する方法がある。例えば、銅管内
面を適切な条件で酸化し、管内の残炭量を低減させ、且
つCuO又は/及びCu2O(以下、銅酸化膜とい
う。)の酸化膜を形成する方法(特開平6−4962
0)又は銅管内面にSnめっきをしてSn被覆層を形成
する方法(米国特許2282511号)等がある。
As a second method for preventing pitting corrosion, there is a method of forming a protective film on the inner surface of a pipe. For example, a method of oxidizing the inner surface of a copper tube under appropriate conditions to reduce the amount of residual carbon in the tube, and forming an oxide film of CuO and / or Cu 2 O (hereinafter, referred to as a copper oxide film) (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6 (1994)). −4962
0) or a method of forming a Sn coating layer by plating the inner surface of a copper tube with Sn (US Pat. No. 2,282,511).

【0008】また、第3の方法として、管を形成する銅
を合金化して耐孔食性を向上させる方法がある。例え
ば、特開平6−184669号公報に記載の配管は、Z
rを0.005乃至1重量%及びP、Sn、Ag、Ti
並びにR(Yを除く希土類元素)を少量含有させた銅合
金から形成され、Zrを含有させることにより耐孔食性
を向上させている(従来例2)。また、神戸製鋼技法Vo
l.38 No.4(1988)に記載の銅管はCu−Al−Sn系合
金からなり、Al及びSnを微量に添加することにより
銅管の自然電位の上昇を抑制することができ、燐脱酸銅
からなる銅管と比較すると耐孔食性を向上させることが
できる(従来例3)。
[0008] As a third method, there is a method of improving the pitting corrosion resistance by alloying copper forming the tube. For example, the piping described in JP-A-6-184669 is
r is 0.005 to 1% by weight and P, Sn, Ag, Ti
Further, it is formed from a copper alloy containing a small amount of R (a rare earth element other than Y) and contains Zr to improve pitting corrosion resistance (conventional example 2). Kobe Steel Technology Vo
l.38 No.4 (1988) is made of a Cu-Al-Sn-based alloy. By adding a small amount of Al and Sn, it is possible to suppress an increase in the spontaneous potential of the copper tube. Pitting corrosion resistance can be improved as compared with a copper tube made of deoxidized copper (conventional example 3).

【0009】また、潰食に対する材料面からの対策とし
ても、孔食に対する対策と同様に、内面にめっき膜が形
成された銅管(特開平8−120456)、合金化によ
り強度向上及び耐食性向上を図った銅管(特開昭61−
231131)並びに内面に樹脂が被覆された銅管(特
開平9−242983)等が開示されている。
As a countermeasure against erosion from the material side, similarly to the countermeasure against pitting corrosion, a copper tube having a plated film formed on the inner surface (Japanese Patent Laid-Open No. 8-120456), improvement in strength and corrosion resistance by alloying. Copper tube (JP-A-61-
231131), and a copper tube having an inner surface coated with a resin (JP-A-9-242983).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
方法に示した従来例1等の残炭量を低下させる方法で
は、水質中の腐食因子からの腐食を妨げることは困難で
あり、孔食及び潰食の根本的な解決は難しい。更に、管
内の不活性ガスパージ又は吸引等の方法では焼鈍設備の
改造が必要になったり、長尺コイルにおいては焼鈍時間
を長くすることが必要になる等の理由により生産性が低
下してしまうという問題点がある。
However, in the method of reducing the amount of residual coal, such as Conventional Example 1 shown in the first method, it is difficult to prevent corrosion from corrosive factors in water quality, and pitting corrosion is difficult. And the fundamental solution to erosion is difficult. Furthermore, in the method of purging or suctioning an inert gas in a pipe, it is necessary to modify the annealing equipment, and in the case of a long coil, it is necessary to increase the annealing time, so that the productivity is reduced. There is a problem.

【0011】また、第2の方法の管内面に保護皮膜を形
成する方法において、保護皮膜として銅酸化膜を使用す
る場合、形成された銅酸化膜は脆く、更に、耐食性に有
効な膜厚が厚い酸化膜を形成することが難しいため、長
時間に亘り十分な耐食性を保つことが難しい。また、酸
化膜が部分的に剥がれてしまうと局部電池が形成され、
耐食性がかえって低下し易くなるという問題点がある。
In the method of forming a protective film on the inner surface of the tube according to the second method, when a copper oxide film is used as the protective film, the formed copper oxide film is brittle and has a film thickness effective for corrosion resistance. Since it is difficult to form a thick oxide film, it is difficult to maintain sufficient corrosion resistance for a long time. Also, if the oxide film is partially peeled off, a local battery is formed,
There is a problem that the corrosion resistance is liable to be lowered.

【0012】また、保護皮膜としてSn被覆層を形成す
る場合は、Sn被覆層を形成するためのめっきが必要で
あるが、長尺の銅管の内部にめっきをするには無電解め
っきとなる。無電解めっきにおいてはピンホール等の欠
陥が存在し易い。また、銅管内部に残炭、残油又は酸化
物等が残存しているとSnめっきの密着強度が低下し、
めっきの被覆が部分的に剥がれ易い。めっきの剥離が部
分的に発生すると局部電池の形成により耐食性がかえっ
て低下する。また、給湯用銅管等のように、高温で使用
するものでは、めっき層のSnと母材のCuとが反応
し、Snめっき層が脆い金属間化合物に変化していくた
め剥離し易く、また電位が母材より高くなり銅管の耐食
性が低下してしまうという問題点がある。
When an Sn coating layer is formed as a protective film, plating for forming the Sn coating layer is necessary. However, in order to perform plating inside a long copper tube, electroless plating is required. . In electroless plating, defects such as pinholes are likely to exist. Also, if residual carbon, residual oil, oxides, or the like remains inside the copper tube, the adhesion strength of Sn plating decreases,
The plating coating is easily peeled off partially. When the plating is partially peeled off, the corrosion resistance is rather lowered due to the formation of a local battery. In addition, when used at a high temperature, such as a copper pipe for hot water supply, Sn of the plating layer and Cu of the base material react with each other, and the Sn plating layer changes to a brittle intermetallic compound, so that it is easily peeled off. In addition, there is a problem that the potential is higher than that of the base material and the corrosion resistance of the copper tube is reduced.

【0013】また、第3の方法として、従来例2及び従
来例3等に記載の銅を合金化する方法は、銅の合金化に
よって銅の自然電極電位が変化し、また銅の硬さが大き
くなるため耐食性は改善される。しかしながら、合金化
によって、変形抵抗及び加工硬化係数が大きくなるた
め、製造時の焼鈍回数の増加及び小径管の製造が難しく
なる等の問題が生じ、製造コストの増大を招き易いとい
う問題点がある。
As a third method, the method of alloying copper described in Conventional Examples 2 and 3 and the like involves changing the natural electrode potential of copper by alloying copper and reducing the hardness of copper. Corrosion resistance is improved due to the increase. However, due to alloying, deformation resistance and work hardening coefficient are increased, so that problems such as an increase in the number of times of annealing during production and production of small-diameter pipes become difficult occur, and an increase in production cost is liable to occur. .

【0014】また、樹脂を内面に被覆する方法では、経
時変化による樹脂と銅管との密着性が低下するという問
題点がある。更に、内面樹脂被覆銅管のリサイクル等に
ついて予め考慮しておく必要がある。
Further, the method of coating the inner surface with a resin has a problem that the adhesiveness between the resin and the copper tube is deteriorated due to aging. In addition, it is necessary to consider in advance the recycling of the inner resin-coated copper tube.

【0015】このように、腐食の因子としては外的因子
(水質)、有機物の表面付着等による局部的な電位上昇
による腐食電池の形成、水質中の溶在炭素の濃淡部位の
出現による腐食電池の形成及び腐食電池を形成したとき
の水を触媒とした電子の受け渡しによる金属の溶出(局
部アノードの存在)等が考えられるが、現状ではこのよ
うな腐食因子に対して、高い耐腐食性を有する銅又は銅
合金管がない。
As described above, corrosion factors include external factors (water quality), formation of a corrosion battery due to a local increase in potential due to adhesion of organic substances to the surface, etc., and corrosion battery due to the appearance of a density portion of dissolved carbon in water quality. It is possible to elute metals (existing local anodes) due to the transfer of electrons using water as a catalyst when a corrosion battery is formed. However, at present, high corrosion resistance to such corrosion factors is considered. No copper or copper alloy tube to have.

【0016】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、使用環境の違い等による水質を選ばず、低
温から高温まで、耐孔食性及び耐潰食性等の耐食性を長
時間良好に保つことができる曲げ部を有する耐食性銅又
は銅合金管及びその製造法並びにこれを使用した給水給
湯器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is capable of improving corrosion resistance such as pitting corrosion resistance and erosion resistance from a low temperature to a high temperature for a long time regardless of the water quality due to a difference in use environment. An object of the present invention is to provide a corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion that can be maintained, a method for producing the same, and a water / water heater using the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明に係る曲げ部を有
する耐食性銅又は銅合金管は、曲げ部を有する銅又は銅
合金管において、前記銅又は銅合金管の内面に非晶質セ
ラミックス皮膜が形成されていることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion, wherein the copper or copper alloy tube having a bent portion has an amorphous ceramic coating on the inner surface of the copper or copper alloy tube. Is formed.

【0018】本発明においては、セラミックスは、水及
び水溶液等と反応せずに、水系流体に対して化学的に安
定であると共に十分な硬さを有して水との摩擦にも強い
ため、このような性質を有する非晶質セラミックス皮膜
を銅管内面に形成することにより、孔食、潰食及びその
他の腐食に対して理想的な特性を有する耐食性が高い銅
又は銅合金管を得ることができる。
In the present invention, ceramics do not react with water and aqueous solutions and are chemically stable to aqueous fluids, have sufficient hardness, and are resistant to friction with water. By forming an amorphous ceramic film having such properties on the inner surface of a copper tube, a highly corrosion-resistant copper or copper alloy tube having ideal characteristics against pitting, erosion and other corrosion is obtained. Can be.

【0019】また、内面に非晶質セラミックス皮膜が形
成された曲げ部を有する銅若しくは銅合金管同士又は内
面に非晶質セラミックス皮膜が形成された曲げ部を有す
る銅若しくは銅合金管と直管の銅若しくは銅合金管とを
ろう付け等により接合して構成され、その接合部には前
記非晶質セラミックス皮膜が形成されていないことが好
ましい。なお接合部とは、接合対象の銅管同士が重なり
合う領域である。即ち、一方の銅管を拡開し、この銅管
内に他方の銅管の端部を挿入して銅管同士をこの端部で
重ね合わせたときの重なり合う領域が接合部であり、こ
の接合部でろう材等により銅管同士を接合する。
Further, copper or copper alloy tubes having a bent portion having an amorphous ceramic film formed on the inner surface thereof, or a copper or copper alloy tube having a bent portion having an amorphous ceramic film formed on the inner surface thereof and a straight tube It is preferable that the copper or copper alloy tube is joined by brazing or the like, and the amorphous ceramic film is not formed at the joint. Note that the joint is an area where the copper tubes to be joined overlap each other. That is, when one copper pipe is expanded, the end of the other copper pipe is inserted into the copper pipe, and the copper pipes are overlapped at this end, an overlapping area is a joint. The copper tubes are joined together by brazing material or the like at the part.

【0020】更に、前記曲げ部の曲げ内側における曲率
半径をR[mm]、前記銅又は銅合金管の外径をD[m
m]とするとき、R/Dが0.5以上であることが好ま
しい。
Further, the radius of curvature at the inside of the bend of the bent portion is R [mm], and the outer diameter of the copper or copper alloy tube is D [m].
m], it is preferable that R / D is 0.5 or more.

【0021】更にまた、前記非晶質セラミックス皮膜の
膜厚が0.1乃至100μmであることが好ましい。
Further, the thickness of the amorphous ceramic film is preferably 0.1 to 100 μm.

【0022】また、前記非晶質セラミックス皮膜の硬さ
が鉛筆引っかき値で3H乃至10Hであることが好まし
い。
Preferably, the hardness of the amorphous ceramic film is 3H to 10H as a pencil scratch value.

【0023】更に、前記銅又は銅合金管の内面における
管軸方向の中心線平均表面粗さRaが0.5μm以下、
且つ最大表面粗さRmaxが1.0μm以下であること
が好ましい。
Further, the center line average surface roughness Ra in the tube axis direction on the inner surface of the copper or copper alloy tube is 0.5 μm or less;
Moreover, it is preferable that the maximum surface roughness Rmax is 1.0 μm or less.

【0024】更にまた、前記銅又は銅合金管の肉厚方向
における結晶粒径をd[μm]、前記曲げ部における前
記曲率半径をR[mm]とするとき、少なくとも前記曲
げ部においてd/R≦20であることが好ましい。
Further, when the crystal grain size in the thickness direction of the copper or copper alloy tube is d [μm] and the radius of curvature at the bent portion is R [mm], at least d / R at the bent portion. It is preferred that ≦ 20.

【0025】また、前記非晶質セラミックス皮膜と前記
銅又は銅合金管との間に存在する酸化膜の膜厚が0.1
μm以下であることが好ましい。
The thickness of the oxide film existing between the amorphous ceramic film and the copper or copper alloy tube is 0.1%.
It is preferably not more than μm.

【0026】本発明に係る曲げ部を有する耐食性銅又は
銅合金管の製造方法は、銅又は銅合金管に曲げ加工によ
り曲げ部を形成する工程と、前記銅又は銅合金管内面に
非晶質セラミックス皮膜を形成する工程とを有すること
を特徴とする。
The method for producing a corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion according to the present invention comprises the steps of forming a bent portion in a copper or copper alloy tube by bending, and forming an amorphous surface on the inner surface of the copper or copper alloy tube. Forming a ceramic film.

【0027】本発明に係る他の曲げ部を有する耐食性銅
又は銅合金管の製造方法は、曲げ部を有する同又は銅合
金管内面に非晶質セラミックス皮膜を形成する工程と、
前記銅又は銅合金管に曲げ加工により曲げ部を形成する
工程とを有することを特徴とする。
[0027] Another method for producing a corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion according to the present invention comprises the steps of: forming an amorphous ceramic film on the inner surface of the bent or bent copper alloy tube;
Forming a bent portion by bending the copper or copper alloy tube.

【0028】本発明に係る曲げ部を有する耐食性銅又は
銅合金管を使用した給水給湯器は、請求項1乃至9に記
載の曲げ部を有する耐食性銅又は銅合金管がいずれか1
つ以上使用されているものであることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a water heater / water heater using a corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion according to the present invention, wherein the corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion according to any one of claims 1 to 9 is used.
It is characterized by being used more than once.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について詳
しく説明する。上述したように、建築用配管又は熱交換
器等に使用する銅管は、温度差又は水質の違いにかかわ
らず長時間使用しても剥がれることなく耐摩耗性及び耐
食性等が優れている必要がある。本願発明者等はこのよ
うな銅管の腐食の問題を解決するべく鋭意実験研究した
結果、非晶質セラミックス皮膜は化学的に安定で水及び
水溶液等と反応しないため、この皮膜を銅管の内面に形
成することにより耐食性を向上させることができること
を見知した。そして、曲げ部を有する耐食性銅又は銅合
金管及びその製造方法を見い出した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. As described above, copper pipes used for architectural piping or heat exchangers need to be excellent in wear resistance and corrosion resistance without peeling off even when used for a long time regardless of differences in temperature or water quality. is there. The inventors of the present application have conducted intensive studies to solve such a problem of copper tube corrosion. As a result, since the amorphous ceramic film is chemically stable and does not react with water and an aqueous solution, this film is formed on the copper tube. It has been found that corrosion resistance can be improved by forming it on the inner surface. Then, a corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion and a method for manufacturing the same have been found.

【0030】セラミックスは、水及び水溶液等と反応せ
ずに、水系流体に対して化学的に安定である。また、十
分な硬さを有するため、水との摩擦にも強い。そのた
め、孔食、潰食及びその他の腐食に対しては理想的な特
性を有する。しかしながら、通常の結晶質のセラミック
スは金属と比較すると展延性が低く、曲げ等の塑性加工
を行う用途の採用には困難が伴う。
Ceramics are chemically stable to aqueous fluids without reacting with water and aqueous solutions. Moreover, since it has sufficient hardness, it is resistant to friction with water. Therefore, it has ideal properties against pitting, erosion and other corrosion. However, ordinary crystalline ceramics have lower ductility than metals, and it is difficult to adopt applications for performing plastic working such as bending.

【0031】そこで、本願発明者等は、非晶質セラミッ
クスの中には結晶質セラミックスと同等の強度を有しな
がら、結晶質セラミックスよりも大きな延性を有するも
のがある点に着目して、銅管の内面に非晶質セラミック
スの薄い膜を形成することにより、目的とする耐食性銅
又は銅合金管及びその製造方法を発明するに至った。更
に、このような耐食性銅又は銅合金管を使用することに
より、耐食性が優れた給水給湯器を得ることができるこ
とを見知した。また、本発明の耐食性銅又は銅合金管
は、再溶解することによって内面に形成された非晶質セ
ラミックスが溶湯表面に分離し、スラグとなるためリサ
イクルを行うにも好適である。
The inventors of the present invention focused on the fact that some amorphous ceramics have the same strength as crystalline ceramics, but have higher ductility than crystalline ceramics. By forming a thin film of amorphous ceramics on the inner surface of the tube, the inventors have invented a target corrosion-resistant copper or copper alloy tube and a method for producing the same. Furthermore, it has been found that by using such a corrosion-resistant copper or copper alloy pipe, a water supply / water heater having excellent corrosion resistance can be obtained. Further, the corrosion-resistant copper or copper alloy pipe of the present invention is suitable for recycling because amorphous ceramics formed on the inner surface by re-melting are separated on the surface of the molten metal and become slag.

【0032】本発明において、曲げ部を有する銅管と
は、例えばU字状、L字状、S字状及び螺旋状等の曲げ
部を有する銅管であり、1本の銅管において形成されて
いる曲げ部の数は一箇所でも複数箇所でもよい。また、
耐食性銅又は銅合金管同士を接合することもできる。
In the present invention, the copper tube having a bent portion is, for example, a copper tube having a bent portion such as a U shape, an L shape, an S shape, and a spiral shape. The number of bent portions may be one or more. Also,
Corrosion resistant copper or copper alloy tubes can also be joined together.

【0033】また、本発明に使用する銅管の材質として
は、無酸素銅、りん脱酸銅、タフピッチ銅、Cu−Fe
−P、Cu−Mn−P、Cu−Ni−Si、Cu−Sn
−P及びCu−Zn等であるが、この他の銅合金でも管
に加工できるものであれば全て適用することができる。
なお、銅管内面への非晶質セラミックス皮膜の接着強
度、銅管内表面とセラミックス皮膜との界面における膨
れの防止等の点から、銅管に含有される酸素量は30質
量ppm以下、水素量は2質量ppm未満であることが
好ましい。
The copper tube used in the present invention may be made of oxygen-free copper, phosphorous deoxidized copper, tough pitch copper, Cu-Fe
-P, Cu-Mn-P, Cu-Ni-Si, Cu-Sn
-P and Cu-Zn, etc., but any other copper alloy can be applied as long as it can be processed into a tube.
In view of the adhesive strength of the amorphous ceramic film to the inner surface of the copper tube and the prevention of swelling at the interface between the inner surface of the copper tube and the ceramic film, the amount of oxygen contained in the copper tube is 30 ppm by mass or less, Preferably, the amount is less than 2 ppm by weight.

【0034】銅管の形状としては、建築用の場合殆どが
平滑管であるが、内面溝付管及びコルゲート管等全ての
形状のものにも適用可能である。
The shape of the copper tube is almost a smooth tube for architectural use, but can be applied to all shapes such as an inner grooved tube and a corrugated tube.

【0035】本発明において銅管の内面に形成される非
晶質セラミックス皮膜は、例えばSiO2、ZrO2、S
iO2・ZrO2、Al23及びTiO2等を主成分とす
る金属アルコキシド系の重合体に適宜無機フィラーを加
えたものをアルコールで適当な濃度に希釈してスプレ
ー、浸漬及び塗布等の方法により銅管内部に供給し、そ
の銅管を還元性又は非酸化性雰囲気中にて50乃至50
0℃の温度に所定時間加熱し、室温まで冷却することに
よって作成することができる。
In the present invention, the amorphous ceramic film formed on the inner surface of the copper tube is, for example, SiO 2 , ZrO 2 , S
A mixture of a metal alkoxide-based polymer containing iO 2 · ZrO 2 , Al 2 O 3, TiO 2, etc., to which an inorganic filler is appropriately added, diluted with alcohol to an appropriate concentration, and sprayed, dipped and coated. Is supplied to the inside of a copper tube by a method, and the copper tube is placed in a reducing or non-oxidizing atmosphere for 50 to 50 minutes.
It can be prepared by heating to a temperature of 0 ° C. for a predetermined time and cooling to room temperature.

【0036】このようにして銅管内面に形成した非晶質
セラミックスは、緻密で水分を透過しないこと、延性を
有して銅管の塑性加工(曲げ加工、拡缶等)及び膨張収
縮に追随して変形できること、硬さが大きく、水との摩
耗により消耗し難いこと、表面が滑らかで水又は水溶液
の流れを乱さず、水溶液中に含まれる不溶分の析出が起
き難いこと、水及び水溶液と反応せず、撥水性を有し、
長時間に亘って水中又は水溶液中にあっても腐食及び変
質しないこと、電導性がないため、水溶液に溶解してい
るイオンの析出が起こり難いこと、銅又は銅合金との接
着が強固であり、長時間安定に耐食性を保つことができ
ること並びに低温から高温まで安定であり、水溶液の温
度変化に関係なく優れた耐食性を保つこと、等多くの優
れた特性を有しているため、銅管に孔食及び潰食等の特
性を付与するには最適である。また、例えば銅管の内面
に非晶質セラミックス皮膜が形成された状態で溶解炉に
投入すると、溶解過程において非晶質セラミックス皮膜
が溶湯表面に分離してスラグとなるため、リサイクルの
観点からも優れている。この銅溶湯を精練(脱ガス及び
ノロ曳き)後鋳造することによって、銅として再生する
ことが可能である。
The amorphous ceramic formed on the inner surface of the copper tube in this way is dense and impermeable to moisture, and has ductility to follow the plastic working (bending, can expansion, etc.) and expansion and contraction of the copper tube. Can be deformed and deformed, has high hardness, is not easily consumed by abrasion with water, has a smooth surface, does not disturb the flow of water or aqueous solution, and hardly causes precipitation of insoluble components contained in the aqueous solution, water and aqueous solution And does not react with water repellency,
It does not corrode and deteriorate even in water or aqueous solution for a long time, it has no conductivity, so it is difficult for ions dissolved in aqueous solution to precipitate, and its adhesion with copper or copper alloy is strong. It has many excellent properties, such as being able to maintain corrosion resistance stably for a long time, stable from low temperature to high temperature, and maintaining excellent corrosion resistance irrespective of temperature change of the aqueous solution. It is most suitable for imparting properties such as pitting and erosion. In addition, for example, when an amorphous ceramics film is formed on the inner surface of a copper tube and put into a melting furnace, the amorphous ceramics film separates into a molten metal surface and becomes slag in a melting process, so from the viewpoint of recycling. Are better. The copper melt can be regenerated as copper by casting after scouring (degassing and squeezing).

【0037】次に、銅管内面に形成する非晶質セラミッ
クス皮膜とその形成方法について1例を挙げ、具体的に
説明する。非晶質セラミックス皮膜としては、例えばS
i−CH3結合及びSi−O結合を有するものが挙げら
れる。下記の化学式1に示すSi−CH3結合及びSi
−O結合を含む構成を有するアルコシド系の溶液にアル
コールを加えて適当な濃度の処理液とし、この処理液を
銅管内面に塗布する。そして、銅管内面に溶液を塗布し
た後、これを適当な条件で熱処理すると、管内面にSi
−CH3結合及びSi−O結合を有する均一な非晶質セ
ラミックス皮膜が形成される。
Next, an amorphous ceramic film formed on the inner surface of the copper tube and a method for forming the same will be specifically described with reference to an example. As an amorphous ceramic film, for example, S
i-CH 3 having a bond and Si-O bond. The Si—CH 3 bond and Si represented by the following chemical formula 1
An alcohol is added to an alcoholic solution having a structure containing a -O bond to prepare a treatment solution having an appropriate concentration, and this treatment solution is applied to the inner surface of the copper tube. Then, after applying the solution to the inner surface of the copper tube, the solution is heat-treated under appropriate conditions, so that Si
A uniform amorphous ceramic film having —CH 3 bonds and Si—O bonds is formed.

【0038】[0038]

【化1】 Embedded image

【0039】処理液は熱処理すると、加熱により縮重合
反応を起こして、OH基の酸素の手が切れて他の酸素又
はSiと結合し、下記の化学式2に示す構造を有する非
晶質のセラミックス皮膜が形成される。
When the treatment liquid is heat-treated, a polycondensation reaction is caused by heating, the oxygen of the OH group is cut off and combined with other oxygen or Si, and an amorphous ceramic having a structure represented by the following chemical formula 2 is obtained. A film is formed.

【0040】[0040]

【化2】 Embedded image

【0041】化学式2に示す構造において、非晶質皮膜
に良好な耐食性と共に延性を付与するためには、フーリ
エ変換赤外分光光度計(FT−IR:Fourier transfo
rmation-infrared spectroscopy)によるSi−CH3
結合に対するSi−O結合の伸縮ピーク面積比(Si−
O)/(Si−CH3)で判定することが可能であり、
以下の理由よりこの値を8乃至20とすることが好まし
い。
In the structure represented by the chemical formula 2, in order to impart good corrosion resistance and ductility to the amorphous film, it is necessary to use a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR).
Si-CH 3 by rmation-infrared spectroscopy)
Area ratio of stretching peak of Si—O bond to bond (Si—
O) / (Si—CH 3 ).
It is preferable to set this value to 8 to 20 for the following reason.

【0042】非晶質セラミックス皮膜のSi−O結合に
対するSi−CH3結合のFT−IRによる伸縮ピーク
面積比(Si−O)/(Si−CH3)(以下、ピーク
面積比という)の大きさは、皮膜の非晶質構造中のメチ
ル基の数に対応する。皮膜は化学式2に示すように、S
4+にメチル基が結合すると、Si4+のネットワークが
壊れる。ピーク面積比は、このような皮膜の非晶質構造
中の欠陥の多さに対応し、皮膜の硬さ及び変形能等に影
響する。ピーク面積比が8未満でメチル基が多いと、非
晶質構造中の欠陥が多くなり皮膜の強度が低下し、ま
た、皮膜が形成されない場合も発生して耐食性を長期間
安定に保てなくなる。一方、ピーク面積比が20を超え
メチル基が少ないと、非晶質中の欠陥が少なくなって皮
膜の変形能が低下し、銅又は銅合金管の曲げ加工、又は
加熱による素地の熱膨張に追従することができずに割れ
を起こし易くなる。従って、ピーク面積比は8乃至20
とすることが好ましい。
The magnitude of the expansion / shrinkage peak area ratio (Si—O) / (Si—CH 3 ) of the Si—CH 3 bond to the Si—O bond of the amorphous ceramic film by FT-IR (hereinafter, referred to as peak area ratio). The length corresponds to the number of methyl groups in the amorphous structure of the film. As shown in Chemical Formula 2, the film
When a methyl group binds to i 4+ , the Si 4+ network is broken. The peak area ratio corresponds to the number of defects in the amorphous structure of such a film, and affects the hardness and deformability of the film. If the peak area ratio is less than 8 and the number of methyl groups is large, the number of defects in the amorphous structure is increased and the strength of the film is reduced, and even when the film is not formed, the corrosion resistance cannot be maintained for a long time. . On the other hand, if the peak area ratio exceeds 20 and the number of methyl groups is small, the defects in the amorphous phase are reduced and the deformability of the film is reduced, and the copper or copper alloy pipe is bent or the base material is thermally expanded by heating. It is not easy to follow and cracks easily occur. Therefore, the peak area ratio is 8 to 20.
It is preferable that

【0043】なお、前記赤外吸光度スペクトルは顕微A
TR(Attenuated Total Reflection)赤外分光法に
より測定することができ、例えばPerkin Elmer社製の
FT−IR Paragon1000(MCT(Magnetron Co
mputed Topography)検出器使用)に、顕微観察用のAu
to Image System及び円錐型Geクリスタルを組み合
わせ、分解能を8cm-1とし、積算回数100回、分析
面積100×100μm 2の条件で測定することができ
る。図1は測定した非晶質セラミックス皮膜の赤外吸収
スペクトルの1例を示すグラフ図である。図1におい
て、横軸は波数を、縦軸は吸収強度を示す。なお、この
皮膜は、銅管内面に非晶質セラミックス皮膜形成用の処
理液を塗布した後、99.99%N2ガス雰囲気中にお
いて、昇温速度が60℃/分、加熱温度が500℃、加
熱保持時間が15分、降温速度が10℃/分として加熱
処理をして非晶質セラミックス皮膜を形成したものであ
る。これにより形成された非晶質セラミックス皮膜の膜
厚は0.7μm、表面粗さRaは0.2μmであった。
Note that the infrared absorption spectrum was
For TR (Attenuated Total Reflection) infrared spectroscopy
It can be measured more, for example, manufactured by Perkin Elmer
FT-IR Paragon1000 (MCT (Magnetron Co.)
mputed Topography) with detector), Au for microscopic observation
Combination with to Image System and conical Ge crystal
8cm resolution-1100 times of integration
Area 100 × 100μm TwoCan be measured under the conditions of
You. Figure 1 shows the measured infrared absorption of the amorphous ceramic film.
It is a graph which shows an example of a spectrum. Figure 1
The horizontal axis indicates the wave number, and the vertical axis indicates the absorption intensity. Note that this
The coating is applied to the inner surface of the copper tube to form an amorphous ceramic coating.
After applying the physical solution, 99.99% NTwoIn a gas atmosphere
At a heating rate of 60 ° C./min, a heating temperature of 500 ° C.
Heating with a heat retention time of 15 minutes and a cooling rate of 10 ° C / min
Processed to form an amorphous ceramic film.
You. Amorphous ceramic film formed by this
The thickness was 0.7 μm and the surface roughness Ra was 0.2 μm.

【0044】図1に示すように、得られた赤外吸収スペ
クトルについて、1300乃至1200cm-1に現れる
Si−CH3伸縮振動に由来する吸収ピークの面積と、
1200乃至900cm-1に現れるSi−O伸縮振動に
由来する吸収ピークの面積の比をピーク面積比とする。
図1においては、Si−CH3伸縮振動に由来する吸収
ピークの面積が48.837、Si−CH3伸縮振動に
由来する吸収ピークの面積が3.0489となり、これ
よりピーク面積比は約16.0であった。
As shown in FIG. 1, in the obtained infrared absorption spectrum, the area of the absorption peak derived from the Si—CH 3 stretching vibration appearing at 1300 to 1200 cm −1 ,
The ratio of the area of the absorption peak derived from Si—O stretching vibration appearing at 1200 to 900 cm −1 is defined as the peak area ratio.
In Figure 1, Si-CH 3 area of absorption peak derived from stretching vibration 48.837, Si-CH 3 area of absorption peak derived from stretching vibration becomes 3.0489, which peak area ratio of about 16 0.0.

【0045】化学式2に示すようなSi−CH3結合及
びSi−O結合を有する非晶質セラミックス皮膜におい
て、Si−O結合は共有結合であるためその結合力が強
く、従って、皮膜の耐摩耗性が優れている。また、Si
−CH3結合によりSi4+のネットワークが切断されて
おり、従って、銅管の成形又は熱膨張等に合わせて皮膜
が変形する変形能が優れているため皮膜が銅管から剥離
しない。また、皮膜は非晶質セラミックスであるため、
極めて緻密で撥水性にも優れており、従って、このよう
な非晶質セラミックス皮膜を銅管内面に形成することに
より、極めて優れた耐摩耗性及び耐食性を有し、長時間
使用しても孔食等の腐食が発生しない銅管を得ることが
できる。
In an amorphous ceramic film having a Si—CH 3 bond and a Si—O bond as shown in the chemical formula 2, the Si—O bond is a covalent bond and therefore has a strong bonding force. Excellent in nature. In addition, Si
The Si 4+ network is cut by the —CH 3 bond, and therefore the film does not peel off from the copper tube because the film has excellent deformability in conformity with molding or thermal expansion of the copper tube. Also, since the film is made of amorphous ceramics,
It is extremely dense and excellent in water repellency. Therefore, by forming such an amorphous ceramic film on the inner surface of the copper tube, it has extremely excellent wear resistance and corrosion resistance, and even if used for a long time, A copper tube free from corrosion such as corrosion can be obtained.

【0046】Si−CH3結合及びSi−O結合は、加
熱によりメチル基が脱離し始めるため、処理液塗布後の
加熱条件によりその結合数の割合を変化させることがで
き、これにより、非晶質セラミックス皮膜の性質を変化
させることができる。
In the Si—CH 3 bond and the Si—O bond, since the methyl group starts to be eliminated by heating, the ratio of the number of bonds can be changed depending on the heating conditions after the application of the treatment liquid. The properties of the porous ceramic film can be changed.

【0047】以上はSi−CH3結合及びSi−O結合
を有する非晶質セラミックスについて述べたが、ZrO
2、SiO2・ZrO2、Al23及びTiO2等を主成分
とする金属アルコキシド系の重合体の場合においても、
同様に夫々FT−IRによるピーク面積比(Zr−O)
/(Zr−CH3)、(Al−O)/(Al−CH3)及
び(Ti−O)/(Ti−CH3)の値によって、目的
とする非晶質セラミックス皮膜を形成することが可能に
なる。これらのピーク面積比においても、良好な耐食性
と共に延性を付与するため、上述の(Si−CH3)/
(Si−O)のピーク面積比と同様の理由により、8乃
至20とすることが好ましい。
The above description has been made on the amorphous ceramics having a Si—CH 3 bond and a Si—O bond.
2 , even in the case of a metal alkoxide-based polymer containing SiO 2 .ZrO 2 , Al 2 O 3, TiO 2 and the like as main components,
Similarly, the peak area ratio by each FT-IR (Zr-O)
/ (Zr-CH 3), to form the value by amorphous ceramic coating which is an object of (Al-O) / (Al -CH 3) and (Ti-O) / (Ti -CH 3) Will be possible. Also in these peak area ratios, in order to impart ductility together with good corrosion resistance, the above (Si—CH 3 ) /
For the same reason as the peak area ratio of (Si—O), it is preferably 8 to 20.

【0048】なお、曲げを行う時期又は皮膜に付与した
い性質を考えて非晶質セラミックス皮膜を形成する温度
を室温乃至500℃の間で選定することができる。ま
た、加熱初期には銅管と非晶質セラミックス皮膜との間
に酸化皮膜が形成され易く、加熱するときの昇温速度及
び加熱後の冷却速度が速いと、銅とセラミックスの線膨
張の違いにより、皮膜が剥がれ易くなる。従って熱処理
するときは、非酸化性又は還元性雰囲気が望ましく、特
に300℃以上の温度に加熱する場合には、600℃/
分以下の速度で加熱し、その後5乃至300分保持し
て、100℃/以下の速度で冷却することが好ましい。
The temperature at which the amorphous ceramics film is formed can be selected from room temperature to 500 ° C. in consideration of the timing of bending or the properties to be imparted to the film. Also, in the early stage of heating, an oxide film is easily formed between the copper tube and the amorphous ceramics film, and if the heating rate during heating and the cooling rate after heating are fast, the difference in linear expansion between copper and ceramics will increase. Thereby, the film is easily peeled off. Therefore, when performing the heat treatment, a non-oxidizing or reducing atmosphere is desirable. In particular, when heating to a temperature of 300 ° C. or more, 600 ° C. /
It is preferable to heat at a rate of not more than 1 minute, then hold for 5 to 300 minutes, and cool at a rate of not more than 100 ° C./minute.

【0049】このように熱処理時の雰囲気、昇温及び降
温速度並びに加熱保持温度及び加熱保持時間を適切に規
制することにより、熱処理時に銅管が酸化されて銅管表
面と非晶質セラミックス皮膜との界面に銅酸化膜等の酸
化膜が形成されて皮膜が剥がれ易くなることを防ぎ、セ
ラミックスと銅との線膨張率の違いにより皮膜が割れた
り剥がれたりすることがない。従って、銅管内面に、銅
管との優れた密着性及び変形能を有する非晶質セラミッ
クス皮膜を形成することができる。
As described above, by appropriately regulating the atmosphere during the heat treatment, the temperature rising and falling rates, and the heating holding temperature and the heating holding time, the copper tube is oxidized at the time of the heat treatment, and the surface of the copper tube and the amorphous ceramic film are formed. This prevents the oxide film such as a copper oxide film from being formed at the interface of the film, making it easy for the film to peel off, and prevents the film from cracking or peeling due to the difference in the coefficient of linear expansion between ceramics and copper. Therefore, an amorphous ceramic film having excellent adhesion and deformability to the copper tube can be formed on the inner surface of the copper tube.

【0050】なお、この非晶質セラミックス皮膜は、塗
布する処理液の濃度、塗布厚さ又は塗布回数等を変化さ
せることによって膜厚を変えることができる。また、皮
膜が形成された銅管の内面に再度処理液を塗布し、加熱
することによって膜厚を厚くすることもできる。
The thickness of the amorphous ceramic film can be changed by changing the concentration of the processing solution to be applied, the thickness of the applied solution, the number of times of application, and the like. Further, the treatment liquid may be applied again to the inner surface of the copper tube on which the film is formed and heated to increase the film thickness.

【0051】以下、本発明の構成要件である数値限定理
由について説明する。
Hereinafter, the reasons for limiting the numerical values, which are constituent elements of the present invention, will be described.

【0052】曲げ部の曲げ内側における曲率半径をR
[mm]、銅又は銅合金管の外径をD[mm]とすると
き、R/Dが0.5以上 非晶質セラミックス皮膜が予め内面に形成されている銅
管に曲げ加工を行った場合、R/Dが0.5未満になる
と、形成されていた非晶質セラミックス皮膜が剥離し易
くなる。また、使用中の銅管の膨張収縮により発生する
応力が大きくなり、更には曲げ部において管内を流れる
水又は水溶液の流速変化が大きくなる等の理由からも非
晶質セラミックス皮膜の剥離が起り易くなる。従って、
R/Dが0.5以上であることが好ましい。R/Dの値
として更に好ましい範囲は1.0以上である。
The radius of curvature at the inside of the bend of the bending portion is R
[Mm], and the outer diameter of the copper or copper alloy tube is D [mm].
When bending is performed on a copper tube having an R / D of 0.5 or more and an amorphous ceramic film formed on the inner surface in advance, if the R / D is less than 0.5, the amorphous formed The porous ceramic film is easily peeled off. In addition, the stress generated by the expansion and contraction of the copper tube in use increases, and the amorphous ceramic film is liable to peel off because the flow rate of water or aqueous solution flowing in the tube at the bending portion changes greatly. Become. Therefore,
R / D is preferably 0.5 or more. A more preferable range for the value of R / D is 1.0 or more.

【0053】非晶質セラミックス皮膜の膜厚:0.1乃
至100μm 皮膜の膜厚が0.1μm未満であると、管使用時に管と
水との摩擦等により薄膜化され、長期間に亘り耐食性を
良好に保つことが難しい。一方、皮膜の膜厚が100μ
mを超えると膜形成時に管を降温する際、セラミックス
と銅との線膨張係数の違いにより、非晶質セラミックス
皮膜が割れるか又は剥離してしまう。これは銅及び銅合
金の膨張係数が16乃至18×10-6程度であるのに対
して、本発明で使用するセラミックスの線膨張係数は2
乃至12×10-6程度と小さいためである。また、加工
による銅管素地の変形に皮膜が追従し難くなり、皮膜が
剥離してしまうことがある。従って、皮膜の膜厚は0.
1乃至100μmとすることが好ましい。皮膜の膜厚と
して更に好ましい範囲は0.2乃至50μmである。特
に、曲げ部においては0.2乃至20μm、より好まし
くは0.2乃至10μmである。
The thickness of the amorphous ceramic film: 0.1
If the thickness of the film is less than 0.1 μm, the film becomes thinner due to friction between the tube and water when the tube is used, and it is difficult to maintain good corrosion resistance for a long period of time. On the other hand, when the film thickness is 100μ
If it exceeds m, the amorphous ceramic film will crack or peel off due to the difference in the coefficient of linear expansion between ceramics and copper when the temperature of the tube is lowered during film formation. This is because the expansion coefficient of copper and copper alloy is about 16 to 18 × 10 −6 , whereas the coefficient of linear expansion of the ceramics used in the present invention is 2
This is because it is as small as about 12 × 10 −6 . In addition, it is difficult for the coating to follow the deformation of the copper tube base due to the processing, and the coating may peel off. Therefore, the thickness of the film is 0.
The thickness is preferably 1 to 100 μm. A more preferable range for the film thickness is 0.2 to 50 μm. In particular, it is 0.2 to 20 μm, more preferably 0.2 to 10 μm at the bent portion.

【0054】皮膜の硬さ:鉛筆引っかき値3H乃至10
皮膜の硬さが鉛筆引っかき値(JIS K 5400−
1990)で3H未満の場合、皮膜が柔らかいため、皮
膜と銅管内を流通する水との摩擦により使用時間の増大
に伴い皮膜が損耗し、耐食性が低下し易くなる。一方、
その硬さが10Hより大きいと皮膜の変形能が低下し、
上述と同様に加工による銅管素地の変形又は加熱による
銅管素地の熱膨張に皮膜が追従し難くなり、皮膜が剥離
してしまうことがある。従って、皮膜の硬さは鉛筆引っ
かき値で3H乃至10Hとすることが好ましい。
Film hardness: Pencil scratch value 3H to 10
The hardness of the H film is determined by the pencil scratch value (JIS K 5400-
When the film thickness is less than 3H in 1990), the film is soft, so that the film is worn away with the increase in use time due to friction between the film and water flowing through the copper tube, and the corrosion resistance is likely to be reduced. on the other hand,
If the hardness is more than 10H, the deformability of the film will decrease,
In the same manner as described above, it becomes difficult for the film to follow the deformation of the copper tube material due to processing or the thermal expansion of the copper tube material due to heating, and the film may peel off. Therefore, it is preferable that the hardness of the film is 3H to 10H as a pencil scratch value.

【0055】管内面の中心線平均表面粗さ(JIS B
0601−1982):Ra0.3μm以下且つRm
ax0.4μm以下 非晶質セラミックス皮膜が形成されている銅管内面の表
面粗さは、銅管内に水を流通させたときの皮膜の剥離の
し易さ並びに水に含まれるイオン及び不溶性物質の非晶
質セラミックス皮膜上への析出のし易さに影響する。そ
の中心線平均表面粗さRaが0.3μmを超え、且つ最
大表面粗さRmaxが0.4μmを超えると、皮膜表面
の凹凸のため、管内に形成されている皮膜表面付近に乱
流が発生し易く、この乱流によって皮膜が剥離すること
がある。また、水に含まれるイオン、不溶性物質が非晶
質セラミックス皮膜上に析出し易くなる。従って、管内
面の中心線平均表面粗さRaは0.3μm以下且つ最大
表面粗さRmaxが0.4μm以下とすることが好まし
い。
The center line average surface roughness of the inner surface of the pipe (JIS B
0601-1982): Ra 0.3 μm or less and Rm
ax 0.4 μm or less The surface roughness of the inner surface of the copper tube on which the amorphous ceramic film is formed is determined by the easiness of peeling of the film when water flows through the copper tube and the ionic and insoluble substances contained in water. Affects the ease of precipitation on the amorphous ceramic film. If the center line average surface roughness Ra exceeds 0.3 μm and the maximum surface roughness Rmax exceeds 0.4 μm, turbulence occurs near the coating surface formed in the pipe due to the unevenness of the coating surface. This turbulence may cause the film to peel off. In addition, ions and insoluble substances contained in water are easily deposited on the amorphous ceramic film. Therefore, it is preferable that the center line average surface roughness Ra of the inner surface of the tube be 0.3 μm or less and the maximum surface roughness Rmax be 0.4 μm or less.

【0056】なお、このような非晶質セラミックス皮膜
が形成された銅管内面の表面粗さは、皮膜を形成する前
の銅管内面素地の表面粗さの影響を受ける。従って、皮
膜形成前の銅管内面素地の表面粗さが0.3μm以下且
つ最大表面粗さが0.4μm以下としておくことが好ま
しい。また、例えば液状の処理液等を使用して非晶質セ
ラミックス皮膜をした後の銅管内面の中心線平均表面粗
さRaが0.3μm以下且つ最大表面粗さRmaxが
0.4μm以下となれば、銅管内面素地の内面の表面粗
さが0.3μm以上又は/及び最大表面粗さを0.4μ
m以上であってもよい。
The surface roughness of the inner surface of the copper tube on which such an amorphous ceramic film is formed is affected by the surface roughness of the inner surface of the copper tube before the film is formed. Therefore, it is preferable that the surface roughness of the inner surface of the copper tube before forming the film is 0.3 μm or less and the maximum surface roughness is 0.4 μm or less. Further, for example, the center line average surface roughness Ra of the inner surface of the copper tube after forming the amorphous ceramics film using a liquid processing solution or the like can be 0.3 μm or less and the maximum surface roughness Rmax can be 0.4 μm or less. If the surface roughness of the inner surface of the copper tube inner surface substrate is 0.3 μm or more and / or the maximum surface roughness is 0.4 μm
m or more.

【0057】銅管の結晶粒径d[μm]と曲げ部の曲げ
内側における曲率半径R[mm]の比d/R≦20 非晶質セラミックス皮膜が形成されている銅管を曲げ加
工するとき、曲げ部においては、結晶粒界において段差
が生じる。この段差が大きくなると、非晶質セラミック
ス皮膜の変形が追付かなくなり、剥離してしまうことが
ある。また、R/Dを0.5以上としていても、d/R
が20を超えると曲げ部において非晶質セラミックス皮
膜の剥離が起り易くなる。また、剥離しなくても、この
段差部において水との摩擦が大きくなり、この摩擦力に
より非晶質セラミックス皮膜が剥げ易くなる。従って、
d/Rが20以下であることが好ましい。また、d/R
のより好ましい範囲は10以下である。
Grain size d [μm] of copper tube and bending of bent part
When bending a copper tube on which an amorphous ceramic film having a ratio of a radius of curvature R [mm] d / R ≦ 20 on the inner side is bent, a step occurs at a grain boundary at a bent portion. When this step is large, the deformation of the amorphous ceramic film cannot be followed up and may be peeled off. Also, even if R / D is 0.5 or more, d / R
Exceeds 20, the amorphous ceramic film tends to peel off at the bent portion. Even without peeling, the friction between the step and the water increases, and the amorphous ceramic film is easily peeled off due to this frictional force. Therefore,
d / R is preferably 20 or less. Also, d / R
Is more preferably 10 or less.

【0058】銅管と非晶質セラミックス皮膜との間に介
在する酸化膜の膜厚:0.1μm以下 銅管と非晶質セラミックス皮膜との間に酸化膜が存在す
る場合、酸化膜と銅管素地との結合力が小さいため、酸
化膜の上に非晶質セラミックス皮膜が形成された場合、
酸化膜と銅管素地との界面で剥離が起こり易い。この酸
化膜の膜厚が0.1μmを超えると、非晶質セラミック
ス皮膜の十分な密着強度が得られず、例えば銅管内部に
流水した場合に非晶質セラミックス皮膜の剥離が発生
し、剥離部においては局部電池等が形成され、かえって
孔食が発生し易くなる。従って、銅管と非晶質セラミッ
クス皮膜との間に存在する酸化膜の膜厚は0.1μm以
下とすることが好ましい。なお、この酸化膜は、非晶質
セラミックス皮膜を形成した銅管を発熱が少ない方法で
切断し、切断面を走査型電子顕微鏡(Scanning electr
on microscope(SEM))等で10000倍以上の倍
率で観察することができ、膜厚を測定することができ
る。また、酸化膜の成長が激しい場合には、非晶質セラ
ミックス皮膜と銅管素地との間に隙間又はひび割れが観
察されることがある。
[0058] An interlayer is provided between the copper tube and the amorphous ceramic film.
Thickness of existing oxide film: 0.1 μm or less When an oxide film exists between the copper tube and the amorphous ceramic film, the bonding force between the oxide film and the copper tube base is small, so that the oxide film is formed on the oxide film. When an amorphous ceramic film is formed,
Separation easily occurs at the interface between the oxide film and the copper tube base. If the thickness of the oxide film exceeds 0.1 μm, sufficient adhesion strength of the amorphous ceramic film cannot be obtained. For example, when flowing water inside the copper tube, the amorphous ceramic film is peeled off. In the part, a local battery or the like is formed, and pitting corrosion is more likely to occur. Therefore, it is preferable that the thickness of the oxide film existing between the copper tube and the amorphous ceramic film be 0.1 μm or less. The oxide film is obtained by cutting a copper tube on which an amorphous ceramic film is formed by a method that generates less heat, and cutting the cut surface with a scanning electron microscope (Scanning electron microscope).
on a microscope (SEM)) at a magnification of 10,000 or more, and the film thickness can be measured. When the growth of the oxide film is intense, a gap or crack may be observed between the amorphous ceramic film and the copper tube base.

【0059】後述のように、酸化膜の膜厚を0.1μm
以下に保つには、非晶質セラミックス皮膜形成前の銅管
素地の内面に形成されている酸化膜を全量がCu2Oと
して換算した場合、その膜厚を200Å以下とするこ
と、及び非晶質セラミックス皮膜の形成雰囲気を制御し
て酸化を防止する等の留意が必要である。
As described later, the thickness of the oxide film is set to 0.1 μm
In order to keep the thickness below 200%, when the total amount of the oxide film formed on the inner surface of the copper tube base before the formation of the amorphous ceramic film is converted into Cu 2 O, the film thickness should be 200 ° or less. Care must be taken to control the formation atmosphere of the porous ceramic film to prevent oxidation.

【0060】銅の酸化には酸化第2銅(CuO)及び酸
化第1銅(Cu2O)の2種類の形態があり、これらは
銅の価数が異なり夫々2価(Cu2+)及び1価(C
+)である。また、銅合金の場合は、銅の酸化物以外
に合金元素の酸化物が形成されていることもある。この
ような酸化皮膜の測定は、電気化学的手法(カソード還
元法)により行うことができる。実際の酸化物はCu
O、Cu2O及び添加元素の酸化物等があるが、それら
が全てCu2Oであったとみなしたときの膜厚を酸化膜
の膜厚とする。そこで、酸化膜の膜厚T(Å)、分子量
M(Cu2O:133.2(g))、電流密度i(mA
/cm2)、生成物1分子の還元に対する電子数n(C
2O:2)、生成物の密度ρ(Cu2O:6.04(g
/cm3))、ファラデー数F(96500(C/mo
l))とすると、下記数式1が成り立つ。
There are two types of copper oxidation, cupric oxide (CuO) and cuprous oxide (Cu 2 O), which differ in the valence of copper and are divalent (Cu 2+ ) and copper (Cu 2+ ), respectively. Monovalent (C
u + ). In the case of a copper alloy, an oxide of an alloy element may be formed in addition to the oxide of copper. Such measurement of the oxide film can be performed by an electrochemical method (cathode reduction method). The actual oxide is Cu
There are O, Cu 2 O, oxides of the additional elements, and the like, and the film thickness when all of them are regarded as Cu 2 O is defined as the film thickness of the oxide film. Thus, the thickness T (Å) of the oxide film, the molecular weight M (Cu 2 O: 133.2 (g)), the current density i (mA
/ Cm 2 ), the number of electrons n (C
u 2 O: 2), product density ρ (Cu 2 O: 6.04 (g)
/ Cm 3 )), Faraday number F (96500 (C / mo
l)), the following equation 1 holds.

【0061】[0061]

【数1】 T=((M×i×t)/(n×ρ×F))×105 T = ((M × i × t) / (n × ρ × F)) × 10 5

【0062】次に、曲げ部の形成方法について説明す
る。通常、給水給湯用及び空調暖房用等の建築配管又は
水を使用する熱交換器用銅管は配管の一部に曲げ部を含
む。このような曲げ部を形成する方法として、非晶質セ
ラミックス皮膜を形成した銅管に曲げ加工を行う方法、
又は、曲げ部を有する非晶質セラミックス皮膜付き銅管
に、更に曲げ部を有する非晶質セラミックス皮膜付き銅
管を接合する方法等によって、上述の用途に対応するこ
とが可能である。また、銅管に曲げ加工を行った後、非
晶質セラミックス皮膜をその内面に形成し、その後、他
の曲げ部を有する又は曲げ部を含まない銅管と接合する
ことにより、全体として曲げ部を有する非晶質セラミッ
クス皮膜付き銅管を作成してもよい。この場合、銅管に
は予め非晶質セラミックス皮膜を形成しておいてもよ
い。
Next, a method of forming a bent portion will be described. Normally, copper pipes for architectural piping for water supply and hot water supply and for air conditioning and heating or for heat exchangers using water include a bent part in a part of the piping. As a method of forming such a bent portion, a method of bending a copper tube on which an amorphous ceramic film is formed,
Alternatively, it is possible to cope with the above-mentioned application by a method of joining a copper tube with an amorphous ceramic film having a bent portion to a copper tube with an amorphous ceramic film having a bent portion. Also, after bending the copper tube, an amorphous ceramic film is formed on the inner surface thereof, and then joined to a copper tube having another bent portion or not including the bent portion, thereby forming a bent portion as a whole. A copper tube with an amorphous ceramic film having the following may be prepared. In this case, an amorphous ceramic film may be formed on the copper tube in advance.

【0063】本発明において銅管内面に形成する非晶質
セラミックス皮膜は、一般に、りん銅ろう、銀銅ろう及
びはんだ等のろう材の濡れ性がよくないため、非晶質セ
ラミックス皮膜付き銅管同士をろう材を使用して接合す
る際には、銅管のろう材が回る接合部は非晶質セラミッ
クス皮膜が形成されていないことが好ましい。その接合
部に非晶質セラミックス皮膜が形成されている場合に
は、機械的又は化学的な手段によって予め非晶質セラミ
ックス皮膜を除去しておけばよい。
In the present invention, since the amorphous ceramic film formed on the inner surface of the copper tube generally has poor wettability of brazing materials such as phosphor copper brazing, silver copper brazing and solder, the copper tube provided with the amorphous ceramic film is used. When joining each other by using a brazing material, it is preferable that an amorphous ceramics film is not formed at a joining portion where the brazing material of the copper tube turns. If an amorphous ceramic film is formed at the joint, the amorphous ceramic film may be removed in advance by mechanical or chemical means.

【0064】[0064]

【実施例】以下、本発明の実施例に係る曲げ部を有する
非晶質皮膜付き銅管について、本発明範囲から外れる比
較例と比較して具体的に説明する。以下の各実施例にお
いて、共通する測定及び試験方法について述べる。
The copper tube with an amorphous film having a bent portion according to an embodiment of the present invention will be specifically described below in comparison with a comparative example which is out of the scope of the present invention. In the following examples, common measurement and test methods will be described.

【0065】鉛筆引っかき硬さは、JIS K5400
−1990により試験片の硬さを測定した。
The pencil scratch hardness was measured according to JIS K5400.
The hardness of the test piece was measured according to -1990.

【0066】耐孔食性の評価としては、分極抵抗測定及
び流水試験を行った。分極測定の測定は、下記水溶液A
に試料を入れ、試料の分極曲線をアノード/カソード分
極法により測定し、そのカソード分極曲線から標準電極
電位に対して−100mV(vs SCE)分極時の電
流密度を読みとった。同一条件で作成した試験材3本か
ら試験片を採取し、その3本の試験片の測定値の平均を
試料の電流密度とした。この電流密度の値が小さいほど
孔食が発生し難いと判断することができる。
For evaluation of pitting corrosion resistance, a polarization resistance measurement and a running water test were performed. The measurement of the polarization measurement is performed using the following aqueous solution A
The polarization curve of the sample was measured by the anode / cathode polarization method, and the current density at the time of polarization at −100 mV (vs. SCE) with respect to the standard electrode potential was read from the cathode polarization curve. Test pieces were collected from three test materials prepared under the same conditions, and the average of the measured values of the three test pieces was defined as the current density of the sample. It can be determined that pitting corrosion is less likely to occur as the value of the current density is smaller.

【0067】水溶液Aは、pH6.5、シリカ(SiO
3 2-):60ppm、重炭酸イオン(HCO3 2-):80p
pm、塩化物イオン(Cl-):30ppm、硫酸イオ
ン(SO4 2-):20ppmを全てナトリウム塩にて添
加したものを使用した。pHの値は炭酸ガスにより調整
した。
The aqueous solution A is pH 6.5, silica (SiO
3 2- ): 60 ppm, bicarbonate ion (HCO 3 2- ): 80 p
pm, chloride ion (Cl ): 30 ppm and sulfate ion (SO 4 2− ): 20 ppm were all added as sodium salts. The pH value was adjusted with carbon dioxide gas.

【0068】流水試験は、作成した非晶質セラミックス
皮膜が形成された銅管又は形成されていない銅管に対し
て、下記二種類の水溶液B及び水溶液Cを所定の温度に
て、流速が0.2m/秒で6ヶ月に亘って(流水時間は
30分/日)循環させた。そして、試験後の銅管を半裁
して内表面を観察し、緑青の発生の有無を確認し、ま
た、実体顕微鏡(倍率10乃至50倍)による孔食ピッ
トの確認を行った。孔食ピットが認められた場合は、そ
の断面を観察して孔食深さを調査した。そして、孔食ピ
ットが認められず、腐食がないものを○、0.02mm
未満の孔食ピットが形成されていたものを△、0.02
mm以上の孔食ピットが形成されていたものを×とし
た。
In the flowing water test, the following two types of aqueous solutions B and C were applied to a copper tube on which the formed amorphous ceramic film was formed or a copper tube not formed at a predetermined temperature and a flow rate of 0%. Circulation was performed at 0.2 m / sec for 6 months (flowing time was 30 minutes / day). Then, the copper tube after the test was cut in half, the inner surface was observed, the presence or absence of greenish blue was confirmed, and the pitting pit was confirmed by a stereoscopic microscope (magnification: 10 to 50 times). When a pit was found, the pit depth was investigated by observing the cross section. Then, those having no pitting pits and no corrosion were evaluated as ○, 0.02 mm.
Pits less than 0.02
Those having pitting pits of not less than mm were evaluated as x.

【0069】水溶液Bは、水温:25℃、pH6.5、
シリカ(SiO3 2-):60ppm、重炭酸イオン(HC
3 2-):80ppm、塩化物イオン(Cl-):30p
pm、硫酸イオン(SO4 2-):20ppmを全て、ナ
トリウム塩で添加したものを使用した。pHの値は炭酸
ガスにより調整した。
The aqueous solution B has a water temperature of 25 ° C., pH 6.5,
Silica (SiO 3 2- ): 60 ppm, bicarbonate ion (HC
O 3 2-): 80ppm, chloride ion (Cl -): 30p
pm, sulfate ion (SO 4 2− ): A product obtained by adding all 20 ppm with a sodium salt was used. The pH value was adjusted with carbon dioxide gas.

【0070】水溶液Cは、水温:60℃、水質:pH
6.5、シリカ(SiO3 2-):60ppm、重炭酸イオ
ン(HCO3 2-):80ppm、塩化物イオン(C
-):30ppm、硫酸イオン(SO4 2-):20pp
m、残留塩素(R−Cl):5ppmを全てナトリウム
塩にて添加したものを使用した。pHの値は希硫酸によ
り調整した。
The aqueous solution C has a water temperature of 60 ° C. and a water quality of pH.
6.5, silica (SiO 3 2- ): 60 ppm, bicarbonate ion (HCO 3 2- ): 80 ppm, chloride ion (C
l -): 30ppm, sulfate ion (SO 4 2-): 20pp
m, residual chlorine (R-Cl): used was one in which 5 ppm was all added as a sodium salt. The pH value was adjusted with dilute sulfuric acid.

【0071】耐潰食性の評価は、流水試験を行った。流
水試験は作成した非晶質セラミックス皮膜付き銅管又は
非晶質セラミックス皮膜が形成されていない銅管に対し
て、温度が25℃の下記の水溶液Dを流速が4.0m/
sで6ヶ月に亘って(流水時間は24時間/日)循環さ
せ、その後、試験後の銅管を半裁して銅管内表面の観察
による潰食による減肉の発生の有無を調べた。特に、腐
食減肉部及び銅管の曲げ部近傍の断面において顕微鏡に
より腐食深さを調査した。腐食の発生がないものを○、
腐食深さが0.02mm未満の腐食が発生しているもの
を△、腐食深さが0.02mm以上の腐食が発生してい
るものを×とした。
The erosion resistance was evaluated by a running water test. In the flowing water test, the following aqueous solution D having a temperature of 25 ° C. was flowed to the prepared copper tube with an amorphous ceramics film or the copper tube having no amorphous ceramics film at a flow rate of 4.0 m / m.
After the test, the copper tube was cut in half, and the presence or absence of wall thinning due to erosion was examined by observing the inner surface of the copper tube. In particular, the corrosion depth was examined with a microscope in the cross-section near the corrosion-reduced part and the bent part of the copper pipe. If there is no corrosion,
The case where corrosion having a corrosion depth of less than 0.02 mm occurred was indicated by Δ, and the case where corrosion having a corrosion depth of 0.02 mm or more occurred was indicated by x.

【0072】水溶液Dは、pH6.5、塩化物イオン
(Cl-):1000ppm、塩化物イオンは塩化ナト
リウムにて添加したものを使用した。pHの値は硫酸に
より調整した。下記表1に水溶液A乃至Dの添加物イオ
ンの含有量を示す。
[0072] aqueous solution D is, pH 6.5, a chloride ion (Cl -): 1000ppm, chloride ion was used which was added at sodium chloride. The pH value was adjusted with sulfuric acid. Table 1 below shows the content of additive ions in the aqueous solutions A to D.

【0073】[0073]

【表1】 [Table 1]

【0074】第1実施例 外径9.52mm、肉厚0.5mmのりん脱酸銅(JI
S C1100)平滑管コイル(焼鈍上がり)から長さ
が1000mmの試料を採取し、供試材とした。これら
の銅管内面の酸化膜厚はCu2O換算で50Å、肉厚方
向の結晶粒径は20乃至80μmであった。また、銅管
内面の中心線平均表面粗さRaは0.3μm、最大表面
粗さRmaxは0.35μmであった。なお、管内表面
の残油量は3mg/dm2、残炭量は0.11mg/d
2であった。
[0074] The first embodiment outer diameter 9.52 mm, wall thickness 0.5mm phosphorus deoxidized copper (JI
(SC1100) A sample having a length of 1000 mm was sampled from a smooth tube coil (annealed) and used as a test material. The oxide film thickness on the inner surface of these copper tubes was 50 ° in terms of Cu 2 O, and the crystal grain size in the thickness direction was 20 to 80 μm. The center line average surface roughness Ra of the inner surface of the copper tube was 0.3 μm, and the maximum surface roughness Rmax was 0.35 μm. The residual oil amount on the inner surface of the pipe was 3 mg / dm 2 , and the residual carbon amount was 0.11 mg / d
m 2 .

【0075】これらの供試材の銅管内部に非晶質セラミ
ックス皮膜形成用の処理液を塗布した後、所定温度で加
熱して、供試材の銅管内面に非晶質セラミックス皮膜を
形成した。以下、その非晶質セラミックス皮膜の形成方
法を説明する。処理液として、セラミカG1−50(日
板研究所製)の原液及び原液1質量部に対してイソプロ
ピルアルコール1質量部乃至20質量部を加えて希釈し
たものを使用した。これらの溶液を供試材に塗布するた
めに、銅管の片端にゴム栓をして所定濃度の処理液を満
たして5分間保持し、その後片端のゴム栓を抜いて内部
の処理液を流出させた。次に、温度が25℃、湿度が6
0%の雰囲気において、内面に処理液を塗布した銅管を
管軸方向が垂直になるように3分間保持した後、管軸方
向を水平に保持して60分間乾燥した。管内に形成する
非晶質セラミックスの膜厚は、処理液の濃度を変えるか
又は処理液乾燥後若しくは成膜後に処理液を塗布する工
程を複数回繰り返すことによって調整した。
After the treatment liquid for forming an amorphous ceramic film is applied to the inside of the copper tube of these test materials, it is heated at a predetermined temperature to form an amorphous ceramic film on the inner surface of the copper tube of the test material. did. Hereinafter, a method of forming the amorphous ceramic film will be described. As a treatment liquid, a solution obtained by adding 1 to 20 parts by mass of isopropyl alcohol to 1 part by mass of a stock solution of ceramica G1-50 (manufactured by Nichiita R & D Laboratories) and a stock solution was used. In order to apply these solutions to the test material, a rubber stopper is placed on one end of the copper tube, filled with a processing solution of a predetermined concentration and held for 5 minutes, and then the rubber stopper on one end is removed and the processing solution inside flows out. I let it. Next, when the temperature is 25 ° C and the humidity is 6
In an atmosphere of 0%, the copper tube coated with the treatment liquid on the inner surface was held for 3 minutes so that the tube axis direction was vertical, and then dried for 60 minutes while keeping the tube axis direction horizontal. The film thickness of the amorphous ceramic formed in the tube was adjusted by changing the concentration of the treatment liquid or repeating the process of applying the treatment liquid after drying the treatment liquid or after forming the film a plurality of times.

【0076】処理液を乾燥させた銅管は真空電気炉に入
れて真空引きした後、純度99.99%の窒素ガスを使
用して炉内を置換し、炉内の温度を150乃至500℃
に昇温して銅管を加熱し、供試材に非晶質セラミックス
皮膜を形成した。同様に、大気雰囲気中で250℃に加
熱保持したものも形成した。銅管の昇降温条件は、いず
れの加熱温度においても昇温速度60℃/分(30℃か
ら)、降温速度30℃/分(30℃まで)とし、保持時
間は加熱温度が150℃の供試材が60分、加熱温度が
500℃の供試材が10分とし、温度が高くなるほど加
熱時間を短くした。このようにして、塗布する塗布液の
濃度及び加熱条件とを組合わせた1つの皮膜の形成条件
に対して、皮膜を形成した供試材を夫々14本ずつ作成
した。その内2本については、管軸方向に平行に半裁
し、長手方向中央部の700mmについて、長手方向に
等間隔な位置において皮膜の膜厚、皮膜の表面粗さ、皮
膜の硬さ(鉛筆引っかき硬さ)及び皮膜と銅管素地の間
に形成された酸化膜の膜厚を測定した。同一条件で非晶
質セラミックス皮膜が形成された銅管においては、これ
らの測定値は、2本の銅管及び同一銅管の長手方向にお
いてもほぼ同一であり、皮膜形成条件が同一であれば、
管全長にわたってほぼ均質な非晶質セラミックス皮膜が
得られることが分かった。
The dried copper tube was placed in a vacuum electric furnace and evacuated. Then, the inside of the furnace was replaced with nitrogen gas having a purity of 99.99%.
And heated the copper tube to form an amorphous ceramic film on the test material. Similarly, a sample heated and maintained at 250 ° C. in an air atmosphere was formed. The temperature of the copper tube was raised and lowered at a heating rate of 60 ° C./min (from 30 ° C.) and a cooling rate of 30 ° C./min (up to 30 ° C.) at any heating temperature. The test material was 60 minutes, the test material at a heating temperature of 500 ° C. was 10 minutes, and the higher the temperature, the shorter the heating time. In this way, for each of the film forming conditions obtained by combining the concentration of the coating solution to be applied and the heating conditions, 14 test materials each having a film formed were prepared. Two of them were cut in half in parallel to the tube axis direction, and the film thickness, film surface roughness, and film hardness (pencil scratching) of 700 mm at the center in the longitudinal direction at equidistant positions in the longitudinal direction. Hardness) and the thickness of the oxide film formed between the film and the copper tube base. In a copper tube having an amorphous ceramic film formed under the same conditions, these measured values are almost the same in the longitudinal direction of the two copper tubes and the same copper tube. ,
It was found that an almost uniform amorphous ceramic film was obtained over the entire length of the tube.

【0077】非晶質セラミックス皮膜の形成条件が同一
である残る12本の銅管は全て長手方向の両端を100
mmずつ切断し、パイプベンダーを使用して所定の曲率
半径で曲げ加工を行い、長手方向の中央部に1箇所の曲
げ部を有するU字管を作成した。曲げ部の曲率半径は曲
げ治具により変化させた。このようにして作成したU字
管を使用して耐孔食性及び耐潰食性を評価する試験を行
った。孔食流水試験及び潰食流水試験において、夫々孔
食及び潰食が発生していないと判定した場合を○、夫々
孔食及び潰食が発生したと判定した場合を×として評価
した。下記表1及び表2に、セラミックス皮膜を形成す
る際の加熱温度並びに実施例及び比較例の調査結果を示
す。
The remaining twelve copper tubes under the same conditions for forming the amorphous ceramic film were 100 mm at both ends in the longitudinal direction.
Each mm was cut and bent at a predetermined radius of curvature using a pipe bender to form a U-shaped tube having one bent portion at the center in the longitudinal direction. The radius of curvature of the bent portion was changed by a bending jig. A test for evaluating pitting corrosion resistance and erosion resistance was performed using the U-tube thus prepared. In the pitting water running test and the erosion running water test, the case where it was determined that pitting and erosion did not occur, respectively, was evaluated as O, and the case where it was determined that pitting and erosion occurred, respectively, was evaluated as x. Tables 1 and 2 below show the heating temperature at the time of forming the ceramic film and the results of the investigations of the examples and comparative examples.

【0078】[0078]

【表2】 [Table 2]

【0079】[0079]

【表3】 [Table 3]

【0080】実施例1乃至6の非晶質セラミックス皮膜
付き銅管においては、曲げ部の曲げ内側の曲率半径と管
外径との比(R/D)、非晶質セラミックスの膜厚、非
晶質セラミックス皮膜の鉛筆引っかき硬さ、管内面にお
ける管軸方向の表面粗さ(Ra/Rmax)、管肉厚方
向の結晶粒径dと曲げ部の曲げ内側の曲率半径Rとの比
(d/R)が本発明の好ましい範囲であるため、耐孔食
性を示す100mV分極時の電流密度が非晶質セラミッ
クス皮膜を形成していない比較例13の銅管の1/10
00以下と極めて低く、耐孔食が極めて優れていた。ま
た、6ヶ月に亘る流水試験による耐孔食評価試験によっ
ても、本実施例の銅管においては銅管内面の非晶質セラ
ミックス皮膜が残存しているため、緑青及び変色共に、
全く発生しておらず、孔食の発生もなく、良好な耐孔食
性を示した。更に、6ヶ月に及ぶ流水試験による耐潰食
性評価試験によっても、本実施例の銅管は、銅管内面の
非晶質セラミックス皮膜が破壊されておらず、内面の腐
食減肉部は全く認められず、極めて優れた耐潰食性を示
した。
In the copper tubes with the amorphous ceramic coatings of Examples 1 to 6, the ratio (R / D) of the radius of curvature inside the bent portion to the outer diameter of the tube (R / D), the film thickness of the amorphous ceramic, Pencil scratch hardness of the crystalline ceramic film, surface roughness in the pipe axis direction on the inner surface of the pipe (Ra / Rmax), ratio of the crystal grain diameter d in the pipe thickness direction to the radius of curvature R inside the bend of the bent portion (d / R) is within the preferred range of the present invention, so that the current density at 100 mV polarization exhibiting pitting corrosion resistance is 1/10 that of the copper tube of Comparative Example 13 in which an amorphous ceramics film is not formed.
Thus, the pitting corrosion resistance was extremely excellent. Also, according to a pitting corrosion evaluation test by a running water test for 6 months, in the copper tube of this example, since the amorphous ceramic film on the inner surface of the copper tube remains,
No pitting occurred and no pitting occurred, indicating good pitting resistance. Further, in the copper tube of this example, the amorphous ceramics film on the inner surface of the copper tube was not broken, and no corrosion-reduced portion was found on the inner surface of the copper tube according to the erosion resistance evaluation test by running water test for 6 months. No erosion resistance was exhibited.

【0081】実施例7の銅管においては、非晶質セラミ
ックス皮膜の膜厚が0.04μmと本発明の好ましい範
囲の下限値より小さいく、銅管内に形成された非晶質セ
ラミックス皮膜に薄い部分が存在したため、電流密度が
若干上昇し、また流水試験によって0.02mm未満の
小さな孔食及び潰食が発生した。
In the copper tube of Example 7, the thickness of the amorphous ceramic film was 0.04 μm, which was smaller than the lower limit of the preferable range of the present invention, and the amorphous ceramic film formed in the copper tube was Due to the presence of the thin part, the current density slightly increased, and small pitting and erosion of less than 0.02 mm occurred in the running water test.

【0082】実施例8の銅管においては、非晶質セラミ
ックス皮膜の膜厚が119μmと本発明の好ましい範囲
の上限値を超えるため、電流密度が若干上昇して、また
流水試験によっても小さな孔食及び潰食が発生した。本
実施例の銅管の曲げ部を観察すると、非晶質セラミック
ス皮膜の割れ及び一部銅管からの剥離が見られた。従っ
て、これらの欠陥部で銅管の素地が露出した。
In the copper tube of Example 8, since the film thickness of the amorphous ceramics film was 119 μm, which is higher than the upper limit of the preferable range of the present invention, the current density was slightly increased, and the small hole was found by the flowing water test. Eating and erosion occurred. When observing the bent portion of the copper tube of this example, cracks in the amorphous ceramic film and partial peeling from the copper tube were observed. Therefore, the base of the copper tube was exposed at these defective portions.

【0083】実施例9の銅管においては、銅管の曲げ部
の曲げ内側の曲率半径Rが小さく、R/Dが本発明の好
ましい範囲の下限値未満であるため、曲げ部における非
晶質セラミックス皮膜の割れ及び一部銅管からの剥離に
より、電流密度が若干上昇し、小さい孔食及び潰食が発
生した。
In the copper tube of Example 9, since the radius of curvature R inside the bend of the bent portion of the copper tube is small and R / D is less than the lower limit of the preferable range of the present invention, the amorphous portion in the bent portion is not used. Due to cracking of the ceramic coating and partial exfoliation from the copper tube, the current density increased slightly and small pitting and erosion occurred.

【0084】実施例10の銅管においては、非晶質セラ
ミックス皮膜が硬化し、その硬さが本発明の好ましい範
囲の上限を超えるため、非晶質セラミックス皮膜が硬
く、延性が低下して、曲げ部における非晶質セラミック
ス皮膜の割れ及び一部銅管からの剥離により電流密度が
若干上昇し、小さな孔食及び潰食が発生した。
In the copper tube of Example 10, the amorphous ceramic film was hardened and the hardness exceeded the upper limit of the preferred range of the present invention, so that the amorphous ceramic film was hard and the ductility was reduced. The current density slightly increased due to cracking of the amorphous ceramic film at the bent portion and partial peeling from the copper tube, and small pitting and erosion occurred.

【0085】実施例11の銅管においては、銅管の結晶
粒径dが大きく、結晶粒径dと曲げ部の曲げ内側の曲率
半径Rとの比d/Rが本発明の好ましい範囲の上限値を
超えるため、曲げ部において、結晶粒界で段差が生じ
て、皮膜の割れ及び剥離が発生して電流密度が若干上昇
し、小さな孔食及び潰食が発生した。
In the copper tube of Example 11, the crystal grain size d of the copper tube was large, and the ratio d / R of the crystal grain size d to the radius of curvature R inside the bend of the bent portion was the upper limit of the preferred range of the present invention. Since the value exceeded the value, a step was formed at the grain boundary at the bent portion, cracking and peeling of the film occurred, the current density increased slightly, and small pitting and erosion occurred.

【0086】実施例12の銅管においては、非晶質セラ
ミックス皮膜を形成する際の加熱を大気中で行ったた
め、皮膜形成過程において皮膜に酸素が侵入し、銅管内
面の素地に本発明の好ましい範囲の上限値を超える膜厚
の酸化膜が形成されたため、セラミックス皮膜の銅管素
地への密着力が低下し、特に曲げ部において皮膜の割れ
及び剥離が発生して電流密度が若干上昇し、小さな孔食
及び潰食が発生した。
In the copper tube of Example 12, since heating for forming the amorphous ceramic film was performed in the air, oxygen entered the film during the film forming process, and the copper tube of the present invention was deposited on the substrate on the inner surface of the copper tube. Since an oxide film having a film thickness exceeding the upper limit of the preferred range was formed, the adhesion of the ceramic film to the copper tube substrate was reduced, and cracking and peeling of the film occurred, particularly at the bent portion, and the current density increased slightly. Pitting and erosion occurred.

【0087】比較例13の銅管においては、管内面に非
晶質セラミックス皮膜が形成されていないため、電流密
度が最も大きく、且つ流水試験によって深さが0.2m
m以上の大きな孔食及び潰食が観察され、耐孔食性及び
耐潰食性が最も悪い結果となった。
In the copper tube of Comparative Example 13, since the amorphous ceramic film was not formed on the inner surface of the tube, the current density was highest, and the depth was 0.2 m in the flowing water test.
m or larger pitting and erosion were observed, and the result was the worst pitting and erosion resistance.

【0088】第2実施例 外径15.88mm、肉厚0.8mmのりん脱酸銅(J
IS C1100)平滑管コイル(焼鈍上がり)から長
さが1000mmの試料を13本採取し、供試材とし
た。これらの銅管内面の酸化膜厚はCu2O換算で50
Å、肉厚方向の結晶粒径は30μmであった。また、銅
管内面の中心線平均表面粗さRaは0.3μm、管内表
面の残油量は3mg/dm2、残炭量は0.13mg/
dm2であった。
[0088] The second embodiment outside diameter 15.88 mm, thickness 0.8mm phosphorus deoxidized copper (J
IS C1100) Thirteen samples having a length of 1000 mm were collected from a smooth tube coil (annealed) and used as test materials. The oxide film thickness on the inner surface of these copper tubes is 50 in terms of Cu 2 O.
Å, the crystal grain size in the thickness direction was 30 μm. The center line average surface roughness Ra of the inner surface of the copper tube was 0.3 μm, the residual oil amount on the inner surface of the tube was 3 mg / dm 2 , and the residual carbon amount was 0.13 mg /
dm 2 .

【0089】これらの銅管のうち、7本に実施例1と同
様な方法によって、膜厚0.25μmの非晶質セラミッ
クス皮膜を形成した。図2はセラミックス皮膜が形成さ
れた供試材を示す模式図である。図2に示すように、各
供試材の両端を100mmずつ切断し、長さ800mm
の非晶質セラミックス皮膜付き銅管を作成した。作成し
た非晶質セラミックス皮膜付き銅管1本を長手方向に半
裁して調査したところ、鉛筆引っかき硬さ5H、皮膜の
表面粗さRa:0.23μm、Rmax.0.33μmで
あった。
An amorphous ceramics film having a thickness of 0.25 μm was formed on seven of these copper tubes in the same manner as in Example 1. FIG. 2 is a schematic view showing a test material having a ceramic film formed thereon. As shown in FIG. 2, both ends of each test material were cut by 100 mm, and the length was 800 mm.
A copper tube with an amorphous ceramic film was prepared. When one copper tube with an amorphous ceramics film was cut in half in the longitudinal direction and examined, the pencil scratch hardness was 5H, the surface roughness Ra of the film was 0.23 μm, and Rmax. It was 0.33 μm.

【0090】残る6本には、曲げ加工を施して曲げ部を
形成した。図3及び図4は、夫々U字曲げ及びL字曲げ
加工をした銅管を示す模式図である。図3に示すよう
に、6本の銅管のうちの3本については、長手方向の中
央部で曲げ部の曲げ内側の曲率半径R1が30mmとな
るU字曲げ(R1/D=1.89、d/R1=1.0)
を行いU字曲げ銅管1を形成した。他の3本について
は、図4に示すように、片端より150mmの位置及び
500mmの位置で、夫々曲げ部の曲げ内側の曲率半径
R2が50mm(R2/D=3.15、d/R2=0.
6)及び曲率半径R3が20mm(R3/D=1.2
6、d/R3=1.5)となるL字曲げを行い、L字曲
げ銅管2を形成した。
The remaining six wires were bent to form bent portions. FIG. 3 and FIG. 4 are schematic diagrams showing the copper pipes subjected to U-shaped bending and L-shaped bending, respectively. As shown in FIG. 3, three of the six copper tubes have a U-shaped bend (R1 / D = 1.89) in which the radius of curvature R1 inside the bend of the bent portion at the center in the longitudinal direction is 30 mm. , D / R1 = 1.0)
Was performed to form a U-shaped bent copper tube 1. As for the other three, as shown in FIG. 4, the radius of curvature R2 inside the bend of the bent portion is 50 mm (R2 / D = 3.15, d / R2 = 0.
6) and the radius of curvature R3 is 20 mm (R3 / D = 1.2
6, d / R3 = 1.5) to form an L-shaped bent copper tube 2.

【0091】次に、U字曲げ銅管1及びL字曲げ銅管2
を各1つずつ使用して接合銅管3を形成した。図5は接
合銅管を示す模式図である。図5に示すように、先ず、
U字曲げを行ったU字曲げ銅管1の片端を拡管治具を使
用して、L字曲げを行ったL曲げ銅管2を挿入できるよ
うに拡管し、挿入するL字曲げ銅管2と接触する部位4
において挿入端から幅が5mmの位置までエメリー紙を
使用して、内面に形成されている非晶質セラミックス皮
膜を剥離した。その後、りん銅ろう(BCuP−2)を
使用してU字曲げ銅管1とL字曲げ銅管2とをろう付け
接合し、接合銅管3を3組作成し、実施例14とした。
Next, a U-shaped bent copper tube 1 and an L-shaped bent copper tube 2
Was used one by one to form a joined copper tube 3. FIG. 5 is a schematic view showing a joined copper tube. First, as shown in FIG.
One end of a U-shaped bent copper pipe 1 is expanded using an expansion jig so that an L-shaped bent copper pipe 2 can be inserted, and an L-shaped bent copper pipe 2 to be inserted is inserted. Contact part 4
In, the amorphous ceramics film formed on the inner surface was peeled off using emery paper from the insertion end to a position having a width of 5 mm. Thereafter, the U-shaped bent copper pipe 1 and the L-shaped bent copper pipe 2 were brazed and joined using phosphor copper brazing (BCuP-2), and three sets of joined copper pipes 3 were prepared.

【0092】また、内面に非晶質セラミックス皮膜が形
成されていない銅管6本を使用して上記と同様のU字曲
げ及びL字曲げ並びにこれらの銅管を使用してろう付け
を行って比較用試験材を3組作成し、比較例15とし
た。
Further, the same U-shaped bending and L-shaped bending as described above using six copper tubes having no amorphous ceramic film formed on the inner surface, and brazing using these copper tubes were performed. Three sets of test materials for comparison were prepared to make Comparative Example 15.

【0093】その後、実施例14及び比較例15につい
て、Heガスにより30kg/cm 2の圧力をかけてリ
ーク試験を行い、何れの試験材においても全く漏れが発
生しないことを確認した。
Thereafter, Example 14 and Comparative Example 15 are described.
And 30 kg / cm by He gas TwoPressure
Leak test was performed on all test materials.
I confirmed that it would not be born.

【0094】これらの実施例及び比較例のろう付け銅管
を使用して実施例1と同様な方法により、電流密度測定
並びに耐孔食性評価及び耐潰食評価のための流水試験を
行った。その結果、実施例14においては電流密度が
0.0050μA/dm2であり、U字曲げ及びL字曲
げ部近傍には流水試験後、孔食及び潰食並びに変色等が
まったく見られず、良好な耐食性を示した。
Using the brazed copper tubes of these Examples and Comparative Examples, a current density measurement and a water flow test for evaluating pitting corrosion resistance and erosion resistance were performed in the same manner as in Example 1. As a result, in Example 14, the current density was 0.0050 μA / dm 2 , and no pitting, erosion, discoloration, and the like were seen at all near the U-shaped and L-shaped bent portions after the running water test, which was favorable. High corrosion resistance.

【0095】一方、比較例15においては、電流密度が
7.18μA/dm2と高く、U字曲げ及びL字曲げ部
近傍には流水試験後、孔食及び潰食並びに変色の発生が
認められた。
On the other hand, in Comparative Example 15, the current density was as high as 7.18 μA / dm 2 , and pitting, erosion, and discoloration were observed near the U-shaped and L-shaped bent portions after the running water test. Was.

【0096】第3実施例 外径9.52mm、肉厚0.5mmのりん脱酸銅(JI
S C1100)平滑管コイル(焼鈍上がり)から長さ
が1000mmの試料を13本採取し、供試材とした。
これらの銅管内面の酸化膜厚はCu2O換算で50Å、
肉厚方向の結晶粒径は25μmであった。また、銅管内
面の中心線平均表面粗さRa=0.3μm、Rmax=
0.45μm、管内表面の残油量は3mg/dm2、残
炭量は0.11mg/dm2であった。
[0096] Third Embodiment outer diameter 9.52 mm, wall thickness 0.5mm phosphorus deoxidized copper (JI
SC1100) Thirteen samples having a length of 1000 mm were collected from a smooth tube coil (annealed) and used as test materials.
The oxide film thickness on the inner surface of these copper tubes is 50 ° in terms of Cu 2 O,
The crystal grain size in the thickness direction was 25 μm. Further, the center line average surface roughness Ra of the inner surface of the copper pipe Ra = 0.3 μm, Rmax =
0.45 μm, the residual oil amount on the inner surface of the pipe was 3 mg / dm 2 , and the residual carbon amount was 0.11 mg / dm 2 .

【0097】図6は、りん脱酸銅製の管継手を示す断面
図である。図6に示すように、管継手に使用する同径ソ
ケット5は、両端部が同径のりん脱酸銅からなる銅管の
中央部に溝が形成され、端部から接合する銅管を挿入し
てろう付することにより銅管と同径ソケット5とを接合
することができる。この同径ソケット5は、酸化膜厚が
Cu2O換算で50Å、肉厚方向の結晶粒径が35μ
m、銅管内面の中心線平均表面粗さRaが0.25μ
m、最大表面粗さRmaxが0.35μmであった。こ
の同径ソケット5を7個準備し、各同径ソケット5の内
面に膜厚が0.5μmの非晶質セラミックス皮膜を形成
した。
FIG. 6 is a sectional view showing a pipe joint made of phosphorus deoxidized copper. As shown in FIG. 6, the same-diameter socket 5 used for a pipe joint has a groove formed in the center of a copper tube made of phosphor deoxidized copper having the same diameter at both ends, and a copper tube to be joined from the end is inserted. The copper tube and the same diameter socket 5 can be joined by brazing. The same-diameter socket 5 has an oxide film thickness of 50 ° in terms of Cu 2 O and a crystal grain size in the thickness direction of 35 μm.
m, the center line average surface roughness Ra of the inner surface of the copper tube is 0.25 μm
m, and the maximum surface roughness Rmax was 0.35 μm. Seven sockets 5 of the same diameter were prepared, and an amorphous ceramic film having a thickness of 0.5 μm was formed on the inner surface of each socket 5 of the same diameter.

【0098】そして、供試材のうち7本に実施例1と同
様な方法によって、膜厚が0.35μmの非晶質セラミ
ックス皮膜を形成した後、図2に示すように、各銅管の
両端を100mmずつ切断し、長さ800mmの非晶質
セラミックス皮膜付き銅管を作成した。作成した非晶質
セラミックス皮膜付き銅管1本を長手方向に半裁して調
査したところ、鉛筆引っかき硬さ6H、皮膜の表面粗さ
Ra:0.25μm、Rmax.0.37μmであっ
た。残る6本のうちの3本については、長手方向の中央
部において、曲げ部の曲げ内側の曲率半径R4が20m
mとなるU字曲げ(R4/D=2.10、d/R4=
1.25)を行い、U字曲げ銅管6を作成した。他の3
本については長手方向の中央部において、曲げ部の曲げ
内側の曲率半径R5が15mmとなるU字曲げ(R5/
D=1.58、d/R5=1.66)を行い、U字曲げ
銅管7を作成した。
Then, after forming an amorphous ceramic film having a thickness of 0.35 μm on seven of the test materials by the same method as in Example 1, as shown in FIG. Both ends were cut by 100 mm to prepare a copper tube with an amorphous ceramic film having a length of 800 mm. When one copper tube with an amorphous ceramics film thus prepared was cut in half in the longitudinal direction and inspected, the pencil scratch hardness was 6H, the surface roughness Ra of the film was 0.25 μm, and Rmax. It was 0.37 μm. About three of the remaining six, the radius of curvature R4 inside the bend of the bend is 20 m at the center in the longitudinal direction.
U bending (R4 / D = 2.10, d / R4 =
1.25) to produce a U-shaped bent copper tube 6. The other three
For the book, U-shaped bending (R5 / R5 /
D = 1.58, d / R5 = 1.66) to produce a U-shaped bent copper tube 7.

【0099】次に、作成したU字曲げ銅管6及びU字曲
げ銅管7を各1つ使用して接合銅管を作成した。図7
は、接合銅管を示す模式図である。接合銅管の作成方法
としては、先ず、同径ソケット5の両端より5mmの位
置まで内側の非晶質セラミックス皮膜をエメリー紙を使
用して剥離した。その後、図7に示すように、曲率半径
の異なるU字曲げを行ったU字曲げ銅管6及びU字曲げ
銅管7を同径ソケット5に挿入して、ろう付け接合して
接合銅管を3組作成した。この接合銅管を実施例16と
する。
Next, a joined copper pipe was prepared using one of the prepared U-shaped bent copper pipes 6 and 7 respectively. FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing a joined copper tube. As a method of forming the joined copper tube, first, the inner amorphous ceramic film was peeled off from both ends of the same diameter socket 5 to a position of 5 mm using emery paper. Thereafter, as shown in FIG. 7, a U-shaped bent copper tube 6 and a U-shaped bent copper tube 7 having a U-shaped bend having different radii of curvature are inserted into the same-diameter socket 5 and brazed and joined to form a joined copper tube. Were prepared in three sets. This bonded copper tube is referred to as Example 16.

【0100】また、内面に非晶質セラミックス皮膜が形
成されていない銅管6本を使用して上記と同様のU字曲
げ及びろう付けを行って比較用試験材を3組作成し、比
較例17とした。実施例16及び比較例17についても
リーク試験の結果、全く漏れが発生しないことが確認で
きた。
Further, three sets of comparative test materials were prepared by performing U-shaped bending and brazing in the same manner as described above using six copper tubes having no amorphous ceramic film formed on the inner surface. 17 was set. As a result of the leak test for Example 16 and Comparative Example 17, it was confirmed that no leak occurred.

【0101】これらの実施例16及び比較例17のろう
付け銅管を使用して実施例1と同様な方法により、電流
密度測定並びに耐孔食性評価及び耐潰食評価のための流
水試験を行った。その結果、実施例16においては電流
密度が0.0065μA/dm2と極めて低く、2種類
の曲率のU字曲げ部及び管継手接合部近傍には流水試験
後、孔食及び潰食並びに変色等がまったく見られず、良
好な耐食性を示した。
By using the brazed copper tubes of Example 16 and Comparative Example 17, a flow test was conducted in the same manner as in Example 1 to measure current density and to evaluate pitting corrosion resistance and erosion resistance. Was. As a result, in Example 16, the current density was extremely low at 0.0065 μA / dm 2 , and the pitting, erosion, discoloration, etc. were observed in the vicinity of the U-shaped bent portion having two types of curvature and the joint portion of the pipe joint after running water tests. Was not observed at all, indicating good corrosion resistance.

【0102】一方、比較例17においては、電流密度が
6.88μA/dm2と高く、U字曲げ部6及びU字曲
げ部7の近傍には流水試験後、孔食及び潰食並びに変色
の発生が認められた。
On the other hand, in Comparative Example 17, the current density was as high as 6.88 μA / dm 2, and pitting and erosion and discoloration were observed in the vicinity of the U-shaped bends 6 and 7 after running water tests. Occurrence was observed.

【0103】[0103]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
銅又は銅合金管の内面に非晶質セラミックス皮膜が形成
されているため、銅又は銅合金管に曲げ部が形成されて
いても、高温から低温まで、水質に関係なく長期間使用
しても腐食されず、極めて優れた耐孔食性及び耐潰食性
を有し、これを使用すれば、優れた給水給湯器を得るこ
とができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Because the amorphous ceramic film is formed on the inner surface of the copper or copper alloy tube, even if a bent portion is formed on the copper or copper alloy tube, from high to low temperatures, even if used for a long time regardless of the water quality It is not corroded and has extremely excellent pitting and erosion resistance, and if it is used, an excellent water / water heater can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】非晶質セラミックス皮膜の赤外吸収スペクトル
の1例を示すグラフ図である。
FIG. 1 is a graph showing an example of an infrared absorption spectrum of an amorphous ceramic film.

【図2】セラミックス皮膜が形成された供試材を示す模
式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a test material on which a ceramic film is formed.

【図3】U字曲げ加工を施したU字曲げ銅管1を示す模
式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a U-shaped bent copper pipe 1 subjected to a U-shaped bending process.

【図4】L字曲げ加工を施したL字曲げ銅管2を示す模
式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an L-shaped bent copper pipe 2 subjected to an L-shaped bending process.

【図5】U字曲げ銅管1及びL字曲げ銅管2を使用して
接合した接合銅管を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a joined copper tube joined by using a U-shaped bent copper tube 1 and an L-shaped bent copper tube 2;

【図6】りん脱酸銅製の管継手を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a pipe joint made of phosphorus deoxidized copper.

【図7】U字曲げ銅管6及びU字曲げ銅管7を使用して
接合銅管を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a joined copper pipe using a U-shaped bent copper pipe 6 and a U-shaped bent copper pipe 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、6、7;U字曲げ銅管 2;L字曲げ銅管 3;接合銅管 5;同径ソケット 1, 6, 7; U-shaped bent copper tube 2: L-shaped bent copper tube 3: jointed copper tube 5: same-diameter socket

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 昭則 神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神戸 製鋼所秦野工場内 (72)発明者 佐伯 公三 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akinori Tsuchiya 65, Hirasawa, Hadano City, Kanagawa Prefecture Inside the Hadano Works of Kobe Steel Co., Ltd. (72) Inventor Kozo Saeki 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Kobe Steel, Ltd.Kobe Research Institute

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 曲げ部を有する銅又は銅合金管におい
て、前記銅又は銅合金管の内面に非晶質セラミックス皮
膜が形成されていることを特徴とする曲げ部を有する耐
食性銅又は銅合金管。
1. A copper or copper alloy tube having a bent portion, wherein an amorphous ceramic film is formed on an inner surface of the copper or copper alloy tube. .
【請求項2】 内面に非晶質セラミックス皮膜が形成さ
れた曲げ部を有する銅若しくは銅合金管同士又は内面に
非晶質セラミックス皮膜が形成された曲げ部を有する銅
若しくは銅合金管と直管の銅若しくは銅合金管とを接合
して構成され、その接合部には前記非晶質セラミックス
皮膜が形成されていないことを特徴とする請求項1に記
載の曲げ部を有する耐食性銅又は銅合金管。
2. Copper or copper alloy tubes having a bent portion with an amorphous ceramic film formed on the inner surface thereof, or a copper or copper alloy tube and a straight tube having a bent portion with an amorphous ceramic film formed on the inner surface 2. The corrosion-resistant copper or copper alloy having a bent portion according to claim 1, wherein the copper or copper alloy tube is joined to the tube, and the amorphous ceramic film is not formed at the joint. tube.
【請求項3】 前記曲げ部の曲げ内側における曲率半径
をR[mm]、前記銅又は銅合金管の外径をD[mm]
とするとき、R/Dが0.5以上であることを特徴とす
る請求項1又は2に記載の曲げ部を有する耐食性銅又は
銅合金管。
3. The radius of curvature of the inside of the bend at the inside of the bend is R [mm], and the outside diameter of the copper or copper alloy tube is D [mm].
The corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion according to claim 1 or 2, wherein R / D is 0.5 or more.
【請求項4】 前記非晶質セラミックス皮膜の膜厚が
0.1乃至100μmであることを特徴とする請求項1
乃至3のいずれか1項に記載の曲げ部を有する耐食性銅
又は銅合金管。
4. The method according to claim 1, wherein said amorphous ceramic film has a thickness of 0.1 to 100 μm.
A corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記非晶質セラミックス皮膜の硬さが鉛
筆引っかき値で3H乃至10Hであることを特徴とする
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の銅又は銅合金
管。
5. The copper or copper alloy tube according to claim 1, wherein the hardness of the amorphous ceramic film is 3H to 10H as a pencil scratch value.
【請求項6】 前記銅又は銅合金管の内面における管軸
方向の中心線平均表面粗さRaが0.5μm以下、且つ
最大表面粗さRmaxが1.0μm以下であることを特
徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の曲げ部
を有する耐食性銅又は銅合金管。
6. The copper or copper alloy pipe has a center line average surface roughness Ra of 0.5 μm or less and a maximum surface roughness Rmax of 1.0 μm or less in the tube axis direction on the inner surface. Item 6. A corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion according to any one of Items 1 to 5.
【請求項7】 前記銅又は銅合金管の肉厚方向における
結晶粒径をd[μm]、前記曲げ部における前記曲率半
径をR[mm]とするとき、少なくとも前記曲げ部にお
いてd/R≦20であることを特徴とする請求項1乃至
6のいずれか1項に記載の曲げ部を有する耐食性銅又は
銅合金管。
7. When the crystal grain size in the thickness direction of the copper or copper alloy tube is d [μm] and the radius of curvature in the bent portion is R [mm], at least d / R ≦ in the bent portion. The corrosion-resistant copper or copper alloy pipe having a bent portion according to any one of claims 1 to 6, wherein
【請求項8】 前記非晶質セラミックス皮膜と前記銅又
は銅合金管との間に存在する酸化膜の膜厚が0.1μm
以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか
1項に記載の曲げ部を有する耐食性銅又は銅合金管。
8. An oxide film present between said amorphous ceramic film and said copper or copper alloy tube has a thickness of 0.1 μm.
The corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a bent portion according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
【請求項9】 銅又は銅合金管に曲げ加工により曲げ部
を形成する工程と、前記銅又は銅合金管内面に非晶質セ
ラミックス皮膜を形成する工程とを有することを特徴と
する曲げ部を有する耐食性銅又は銅合金管の製造方法。
9. A method for forming a bent portion on a copper or copper alloy tube by forming a bent portion on the copper or copper alloy tube and forming an amorphous ceramic film on the inner surface of the copper or copper alloy tube. A method for producing a corrosion-resistant copper or copper alloy tube.
【請求項10】 銅又は銅合金管内面に非晶質セラミッ
クス皮膜を形成する工程と、前記銅又は銅合金管に曲げ
加工により曲げ部を形成する工程とを有することを特徴
とする記載の曲げ部を有する耐食性銅又は銅合金管の製
造方法。
10. The bending method according to claim 1, further comprising the steps of: forming an amorphous ceramic film on the inner surface of the copper or copper alloy tube; and forming a bent portion on the copper or copper alloy tube by bending. For producing a corrosion-resistant copper or copper alloy tube having a portion.
【請求項11】 請求項1乃至8に記載の曲げ部を有す
る耐食性銅又は銅合金管がいずれか1つ以上使用されて
いるものであることを特徴とする曲げ部を有する耐食性
銅又は銅合金管を使用した給水給湯器。
11. A corrosion-resistant copper or copper alloy having a bent portion, wherein at least one of the corrosion-resistant copper or copper alloy tubes having the bent portion according to claim 1 is used. Water heater using pipes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016095084A (en) * 2014-11-14 2016-05-26 三菱重工業株式会社 Capillary tube, refrigerant flow rate adjustor, air conditioner, and manufacturing method of capillary tube

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