JP2724784B2 - 内面防食皮膜付銅合金管 - Google Patents

内面防食皮膜付銅合金管

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JP2724784B2 JP4218205A JP21820592A JP2724784B2 JP 2724784 B2 JP2724784 B2 JP 2724784B2 JP 4218205 A JP4218205 A JP 4218205A JP 21820592 A JP21820592 A JP 21820592A JP 2724784 B2 JP2724784 B2 JP 2724784B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内面防食皮膜付銅合金
管、特に熱交換器に装着され管内を海水を含む冷却用流
体が流通する内面防食皮膜付銅合金管に関する。
【0002】
【従来の技術】火力発電所、原子力発電所等の発電プラ
ントや化学工場等の工場プラントにおける復水器その他
の熱交換器には、従来から伝熱管として特殊黄銅管、キ
ュプロニッケル等の銅合金管が広く使用されているが、
これらの熱交換器においては、通常冷却水として海水ま
たは河海水が流通し伝熱管内に腐食を発生させるため、
管内面に合成樹脂塗料を10〜20μmの膜厚で塗布した熱
交換管が開発され、実用に供されている(特公昭56-450
79号公報、特公昭59-50269号公報) 。
【0003】上記内面防食皮膜付銅合金管は海水あるい
は河海水中においてきわめて優れた耐食性を有するが、
熱交換管を陰極として防食する陰極防食を行った場合、
皮膜(塗膜)に膨れが生じ、膨れの一部が冷却水ととも
に管内に流入する貝殻、木片、石等の固形異物や掃除ブ
ラシ等で破壊されて金属地肌が露出し、その個所におい
て腐食が生じる場合がある。前記塗膜の膨れはアルカリ
劣化ともいわれ、海水中のH2O,O2が塗膜下の金属表面に
到達し、陰極防食により供給された電子と反応してアル
カリ(OH - ) を発生して起こる塗膜劣化現象である。ア
ルカリ劣化現象を抑制するために、陰極防食電位の管
理、塗膜性状の変更あるいは電流量緩和のために管端部
を塗膜無しとする等の策も検討されているが、必ずしも
十分な対策とはなっていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルカリ劣
化が塗膜下の金属表面に到達した海水中のH2O 分子やO2
分子の反応によって起こることから、合成樹脂塗料によ
り形成される塗膜内におけるこれらの分子やイオンの通
過性を抑えれば塗膜の膨れ現象が防止されるとの考察に
基づき、塗料組成とアルカリ劣化との関係について鋭意
検討を重ねた結果として開発されたものであり、その目
的は、伝熱性、耐食性等熱交換器管として必要な性能を
損なうことなく、陰極防食下での塗膜の膨れ発生を防止
できる熱交換器用内面防食皮膜付銅合金管を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による内面防食皮膜付銅合金管は、熱交換器
に装着され、陰極防食下で使用される内面防食皮膜付銅
合金管において、内面防食皮膜が平均粒径10μm以下
のシリカ粒子を1〜10重量%含有した合成樹脂塗料に
より形成されることを構成上の特徴とする。
【0006】内面防食皮膜付銅合金管の皮膜形成に使用
される合成樹脂塗料は、通常アルキッド樹脂、エポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン樹
脂、アクリル樹脂等の合成樹脂からなる塗膜形成材料を
主要構成成分とする。樹脂は適当な溶剤に溶解され、体
質顔料として例えば、CaCO3,Al2O3,SiO2 , MgO を含み、
防錆剤として亜鉛系およびリン酸アルミニウム系防錆
剤、着色剤として酸化鉄を含む顔料を加え、必要に応じ
て皮膜形成補助材料を添加して液状塗料に調製される。
このような塗料は合成樹脂塗料として一般に市販されて
おり、防食皮膜形成には常温乾燥型(常乾型)の塗料が
好適に用いられる。合成樹脂は防食皮膜の形成に必須の
ものであり、体質顔料も塗装作業性の改善や塗膜強度の
向上のために重要なものであるが、このうち体質顔料は
一般に10〜20μm 程度の比較的大きい粒径を有する粒状
を呈するから、粒間を前記分子やイオンが通過し易い。
本発明は、顔料粒子の間隙を微粉粒子で充填して分子、
イオンの通過性を抑えようとするものである。
【0007】微粉粒子としては、塗料の体質顔料として
一般に使用されているシリカ(SiO2) を選択する。シリ
カは塗膜の伝熱性、耐食性を損なうことなく顔料間隙を
充填して分子、イオンの通過を抑えるものとして最適で
ある。シリカの添加量は塗料に対し1 〜10重量%が好ま
しい範囲である。1 %より少ないと分子、イオンの通過
性抑制効果が小さく、10%を越えて添加すると塗膜形成
性が低下する。微粉シリカの粒径は10μm 以下、好まし
くは6 μm 以下とするのがよい。10μm を越えると充填
効果が減少する。
【0008】
【作用】本発明においては、塗膜中で体質顔料の役割を
果たすシリカ(SiO2) として、所定範囲内の粒径のもの
を所定量添加することによりシリカ微粉粒子が顔料の間
隙を充填し、塗膜内での分子、イオンの通過を阻止して
これら分子、イオンの反応により生じる塗膜の膨れを防
止する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例1 銅合金管としてJIS H3300 C6871 に規定される特殊黄銅
管( 外径25.4mm, 肉厚1.245mm,長さ1500mm) を使用し、
この黄銅管内面に、市販の常乾型変成エポキシ樹脂塗料
( 神東塗料株式会社製「S−10V」)をシンナ−で希
釈して粘度カップで28秒に調整した後、スプレ−塗装
し、塗装後管内に強制送風して揮発溶剤分を管外に排出
した。塗料中の微粉末シリカの添加量および塗膜厚は表
1に示すように変化させた。これらの塗装管について、
陰極防食膨れ性、塗装密着性、伝熱性、および防食性を
以下に示す方法により評価した。評価結果を表2に示
す。 陰極防食膨れ性:管内に人工海水を流速2m/ sec.で通水
し、電位を-800mV vsSCE に設定して1 か月または2 か
月間試験を継続した。試験後管を半割りし、クロスカッ
トテ−プ試験により塗膜剥離の有無を目視観察した。 塗膜密着性:塗装管を80℃の人工海水に2 か月間浸漬し
た後、クロスカットテ−プ試験により塗膜剥離の有無を
目視観察した。 伝熱性:熱貫流率測定装置を使用して塗装無しの前記黄
銅管と塗装管の熱貫流率(塗装無し管:K0 , 塗装管:
K1)を同時に測定し、r=1/K1-1/K0 の式から塗膜の伝熱
抵抗値(r)を求めた。 防食性:管内に人工海水を流速2m/sec. で通水し、試料
管を-200mV陰分極させた。陰分極に必要とされる陰分極
電流(I0)を測定し、R=(200/I0)×(2π2a3/ρ)( 但し、
a:管半径、ρ: 海水の比抵抗) の式から分極抵抗値(R)
を算出した。
【0010】
【表1】 〔表注〕塗膜厚20μm のものは1 回塗り、塗膜厚40μm
のものは2 回塗りにより塗装した。
【0011】
【表2】 〔表注〕陰極防食膨れ性試験期間は、No.1〜No.5が1 か
月間、No.6 〜No.8が2 か月間とした。
【0012】表2の結果から、本発明の実施例により作
製した塗装管はいずれも陰極防食下での塗膜の膨れに基
づく塗膜剥離がなく、塗膜密着性、伝熱性、防食性につ
いても熱交換管としての諸性能を満足していた。
【0013】比較例1 実施例1と同じJIS H3300 C6871,外径25.4mm、肉厚1.24
5mm 、長さ1500mmの特殊黄銅管を使用し、この黄銅管の
内面に実施例1と同じ塗料(但し、シリカ微粉末の添加
無し)を実施例1と同様の方式により20μm および40μ
m の塗膜厚に塗装した後、実施例1と同じ方法で諸性能
の評価を行った。その結果、塗膜密着性、伝熱性、防食
性については良好であったが、陰極防食膨れ性試験にお
いて、塗膜厚20μm の試料管は試験後1 か月、塗膜厚40
μm の試料管は試験後2 か月で膨れに基づく塗膜剥離が
生じた。
【0014】実施例2 JIS H3300 C6871 に規定する特殊黄銅管( 外径25.4mm、
肉厚1.245mm 、長さ1500mm) を使用し、この黄銅管内面
に市販の常乾型変成アルキッド樹脂塗料( 神東塗料株式
会社製「DM−60」)を実施例1と同様に調整し実施
例1と同じ方式で塗装した。塗料への微粉末シリカの平
均粒径、添加量、塗膜厚を表3に示すように変化させ、
各塗装管について実施例1と同じ方法で陰極防食膨れ
性、塗膜密着性、伝熱性、防食性を評価した。評価結果
を表4に示す。表4の結果から、本発明により作製した
塗装管はいずれも陰極防食下での塗膜の膨れがみられ
ず、塗装密着性、伝熱性、防食性も熱交換管として十分
であった。
【0015】
【表3】 〔表注〕塗膜厚20μm のものは1 回塗り、塗膜厚40μm
のものは2 回塗りにより塗装した。
【0016】
【表4】 〔表注〕陰極防食膨れ性試験期間は、No.1〜No.6が1 か
月、No.7 〜No.9が2 か月とした。
【0017】比較例2 実施例2と同じJIS H3300 C6871,外径25.4mm、肉厚1.24
5mm 、長さ1500mmの特殊黄銅管を使用し、この黄銅管の
内面に実施例2と同じ塗料(但し、シリカ微粉末の添加
無し)を実施例1と同様の方式により20μm および40μ
m の塗装厚で塗装した後、実施例1と同じ方法に従って
諸性能の評価を行った。その結果、塗装密着性、伝熱
性、防食性については優れた性能を示したが、陰極防食
膨れ性試験において、塗装厚20μm の試料管は試験後1
か月、塗装厚40μm の試料管は2 か月で塗膜の膨れに起
因する塗膜剥離が生じた。
【0018】
【発明の効果】以上のとおり、本発明に従えば、熱交換
管としての伝熱性、防食性に優れ、陰極防食下でのアル
カリ劣化に基づく塗膜剥離がない内面防食皮膜を有する
熱交換器用銅合金管が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 久治 東京都港区新橋5丁目11番3号 住友軽 金属工業株式会社内 (72)発明者 小木曽 昭夫 東京都港区新橋5丁目11番3号 住友軽 金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−142650(JP,A) 特開 昭63−123472(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱交換器に装着され、陰極防食下で使用
    される内面防食皮膜付銅合金管において、内面防食皮膜
    が平均粒径10μm以下のシリカ粉末を1〜10重量%
    含有した合成樹脂塗料により形成されることを特徴とす
    る内面防食皮膜付銅合金管。
  2. 【請求項2】 シリカ粉末の平均粒径が6μm以下であ
    る請求項1記載の内面防食皮膜付銅合金管。
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