JP3374398B2 - 給水給湯用耐孔食性銅合金配管 - Google Patents
給水給湯用耐孔食性銅合金配管Info
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、耐孔食性に優れた給水給湯用銅合金配管
に関するものである。
に関するものである。
背景技術
従来、ホテル、病院、マンションなどの給水給湯用配
管として、燐脱酸銅管が広く使用されている。これは燐
脱酸銅管が耐食性、加工性、施工性などに優れており、
給水給湯用配管として優れているためである。
管として、燐脱酸銅管が広く使用されている。これは燐
脱酸銅管が耐食性、加工性、施工性などに優れており、
給水給湯用配管として優れているためである。
しかしながら、給水給湯用配管として燐脱酸銅配管を
用いた場合でも、ごく希に孔食による漏洩事故が発生し
問題になっている。この孔食は、Type IとType IIの２
種類に大別され、Type Iは主に欧州の硬水の冷水で発生
するものであり、わが国では軟水の温水の環境下でType
IIの孔食が発生している。
用いた場合でも、ごく希に孔食による漏洩事故が発生し
問題になっている。この孔食は、Type IとType IIの２
種類に大別され、Type Iは主に欧州の硬水の冷水で発生
するものであり、わが国では軟水の温水の環境下でType
IIの孔食が発生している。
上記Type IIの孔食は、水質中の陰イオン比が［S
O4 2-］／［HCO3 -］＞１で残留塩素濃度が高いときに、
銅合金配管内面に形成されているCu2O被膜の下部にClO2
-が濃縮し、ClO2 -が強い酸化剤として作用し、自分自身
が還元されてカソード反応をになうとともにCuを酸化し
てCuOを形成し、同時に腐食性のアニオンCl-を生じ、孔
食の起点を生じる。Cl-イオンは時間経過と共に濃縮
し、このCl-イオンの濃縮にともない、H+も濃縮してpH
低下を生じ、Type IIの孔食が進む。
O4 2-］／［HCO3 -］＞１で残留塩素濃度が高いときに、
銅合金配管内面に形成されているCu2O被膜の下部にClO2
-が濃縮し、ClO2 -が強い酸化剤として作用し、自分自身
が還元されてカソード反応をになうとともにCuを酸化し
てCuOを形成し、同時に腐食性のアニオンCl-を生じ、孔
食の起点を生じる。Cl-イオンは時間経過と共に濃縮
し、このCl-イオンの濃縮にともない、H+も濃縮してpH
低下を生じ、Type IIの孔食が進む。
かかる、Type IIの孔食に対して、抵抗力のある銅合
金配管が従来からいろいろと提供されており、例えば、
特公昭62−34821号公報には、Al:0.01〜１質量％、Sn:
0.03〜2.5質量％、［ただし、（Al＋Sn）≧0.1質量
％］、P,Mg,B,MnおよびSiのうち１種または２種以上:0.
005〜0.5質量％、O:100ppm以下、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成の給水給湯用耐孔食性銅合金配管が
記載されている。
金配管が従来からいろいろと提供されており、例えば、
特公昭62−34821号公報には、Al:0.01〜１質量％、Sn:
0.03〜2.5質量％、［ただし、（Al＋Sn）≧0.1質量
％］、P,Mg,B,MnおよびSiのうち１種または２種以上:0.
005〜0.5質量％、O:100ppm以下、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成の給水給湯用耐孔食性銅合金配管が
記載されている。
発明の開示
しかし、前記特公昭62−34821号公報に示されるCu−A
l−Sn系銅合金配管では、Alを含有するために、ろう付
け性、溶接性などが悪く、加工性にも問題を有してお
り、さらに、近年の酸性雨によるSO4 2-イオンの増大
や、水質の悪化に伴う塩素殺菌強化による残留塩素濃度
の増大、そして共沈剤としての硫酸アルミニウムミョウ
バンの添加量の増加に伴う硫酸イオン濃度の増大によっ
て、水質中の陰イオン比：［SO4 2-］／［HCO3 -］は１よ
りも一層大きくなり、残留塩素濃度もますます高くなっ
て、Type IIの孔食が一層引き起こされやすい状況にあ
るが、かかる状況に対して従来の銅合金配管では十分に
満足できるものではなく、さらなる耐孔食性に優れた銅
合金配管の開発が強く望まれていた。
l−Sn系銅合金配管では、Alを含有するために、ろう付
け性、溶接性などが悪く、加工性にも問題を有してお
り、さらに、近年の酸性雨によるSO4 2-イオンの増大
や、水質の悪化に伴う塩素殺菌強化による残留塩素濃度
の増大、そして共沈剤としての硫酸アルミニウムミョウ
バンの添加量の増加に伴う硫酸イオン濃度の増大によっ
て、水質中の陰イオン比：［SO4 2-］／［HCO3 -］は１よ
りも一層大きくなり、残留塩素濃度もますます高くなっ
て、Type IIの孔食が一層引き起こされやすい状況にあ
るが、かかる状況に対して従来の銅合金配管では十分に
満足できるものではなく、さらなる耐孔食性に優れた銅
合金配管の開発が強く望まれていた。
そこで、本発明者らは、上述のような観点から、従来
の銅合金配管よりもさらに耐孔食性に優れた銅合金配管
を開発すべく研究を行った結果、下記のＡ〜Ｃに示され
るような研究結果が得られたのである。
の銅合金配管よりもさらに耐孔食性に優れた銅合金配管
を開発すべく研究を行った結果、下記のＡ〜Ｃに示され
るような研究結果が得られたのである。
A.
（ａ） Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％を添
加した銅合金からなる配管は、孔食の発生やその成長が
抑制されるところから上記従来の銅合金配管よりも一層
耐孔食性に優れ、これを給水給湯用耐孔食性配管として
使用した場合に実用上極めて満足できる効果を奏する、 （ｂ） 前記Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％
を添加した銅合金に、さらにTi,R（ただし、ＲはＹを除
く希土類元素）より選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１質量％を添加すると、耐孔食性が一
層向上する、 （ｃ） 前記Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％
を添加した銅合金に、さらにＷを0.005〜１質量％を添
加すると、耐孔食性が一層向上する、 （ｄ） 前記Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％
を添加した銅合金に、さらにTi,R（ただし、ＲはＹを除
く希土類元素）より選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１質量％を添加し、さらにＷを0.005〜
１質量％を添加すると、耐孔食性が一層向上する。
加した銅合金からなる配管は、孔食の発生やその成長が
抑制されるところから上記従来の銅合金配管よりも一層
耐孔食性に優れ、これを給水給湯用耐孔食性配管として
使用した場合に実用上極めて満足できる効果を奏する、 （ｂ） 前記Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％
を添加した銅合金に、さらにTi,R（ただし、ＲはＹを除
く希土類元素）より選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１質量％を添加すると、耐孔食性が一
層向上する、 （ｃ） 前記Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％
を添加した銅合金に、さらにＷを0.005〜１質量％を添
加すると、耐孔食性が一層向上する、 （ｄ） 前記Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％
を添加した銅合金に、さらにTi,R（ただし、ＲはＹを除
く希土類元素）より選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１質量％を添加し、さらにＷを0.005〜
１質量％を添加すると、耐孔食性が一層向上する。
B.前記（ａ）〜（ｄ）記載の銅合金には、必要に応じて
Agを添加することができ、その場合は、SnとAgを総量で
0.05〜５質量％となるように添加することが好ましく、
したがって、 （ｅ） Zr:0.005〜１質量％、SnおよびAgを総量で0.05
〜５質量％を添加した銅合金からなる配管は、孔食の発
生やその成長が抑制されるところから上記従来の銅合金
配管よりも一層耐孔食性に優れ、これを給水給湯用耐孔
食性配管として使用した場合に実用上極めて満足できる
効果を奏する、 （ｆ） 前記Zr:0.005〜１質量％、SnおよびAgを総量で
0.05〜５質量％を添加した銅合金に、さらにTi,R（ただ
し、ＲはＹを除く希土類元素）より選ばれる１種または
２種以上の元素を総量で0.005〜１質量％を添加する
と、耐孔食性が一層向上する、 （ｇ） 前記Zr:0.005〜１質量％、SnおよびAgを総量で
0.05〜５質量％を添加した銅合金に、さらにＷを0.005
〜１質量％を添加すると、耐孔食性が一層向上する、 （ｈ） 前記Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％
を添加した銅合金に、さらにTi,R（ただし、ＲはＹを除
く希土類元素）より選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１質量％を添加し、さらにＷを0.005〜
１質量％を添加すると、耐孔食性が一層向上する。
Agを添加することができ、その場合は、SnとAgを総量で
0.05〜５質量％となるように添加することが好ましく、
したがって、 （ｅ） Zr:0.005〜１質量％、SnおよびAgを総量で0.05
〜５質量％を添加した銅合金からなる配管は、孔食の発
生やその成長が抑制されるところから上記従来の銅合金
配管よりも一層耐孔食性に優れ、これを給水給湯用耐孔
食性配管として使用した場合に実用上極めて満足できる
効果を奏する、 （ｆ） 前記Zr:0.005〜１質量％、SnおよびAgを総量で
0.05〜５質量％を添加した銅合金に、さらにTi,R（ただ
し、ＲはＹを除く希土類元素）より選ばれる１種または
２種以上の元素を総量で0.005〜１質量％を添加する
と、耐孔食性が一層向上する、 （ｇ） 前記Zr:0.005〜１質量％、SnおよびAgを総量で
0.05〜５質量％を添加した銅合金に、さらにＷを0.005
〜１質量％を添加すると、耐孔食性が一層向上する、 （ｈ） 前記Zr:0.005〜１質量％、Sn:0.05〜５質量％
を添加した銅合金に、さらにTi,R（ただし、ＲはＹを除
く希土類元素）より選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１質量％を添加し、さらにＷを0.005〜
１質量％を添加すると、耐孔食性が一層向上する。
C.さらに、
（ｉ） 上記（ａ）〜（ｈ）の内のいずれかに記載の耐
孔食性が向上した銅合金に、さらにY:0.005〜１％を添
加すると耐孔食性が一層向上する、 （ｊ） 上記（ａ）〜（ｉ）の内のいずれかに記載の耐
孔食性が向上した銅合金に、さらにP:0.005〜0.5質量％
を添加すると耐孔食性が一層向上する。
孔食性が向上した銅合金に、さらにY:0.005〜１％を添
加すると耐孔食性が一層向上する、 （ｊ） 上記（ａ）〜（ｉ）の内のいずれかに記載の耐
孔食性が向上した銅合金に、さらにP:0.005〜0.5質量％
を添加すると耐孔食性が一層向上する。
この発明は、これらの研究結果に基づいてなされたも
のであって、質量％で、 （１） Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、残
りがCuおよび不可避不純物からなる組成の銅合金からな
る給水給湯用耐孔食性銅合金配管、 （２） Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、 さらに、Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐孔食
性銅合金配管、 （３） Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐
孔食性銅合金配管、 （４） Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、 さらに、Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐
孔食性銅合金配管、 （５） Zr:0.005〜１％、SnおよびAgを総量で0.05〜５
％を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組成
の銅合金からなる給水給湯用耐孔食性銅合金配管、 （６） Zr:0.005〜１％、SnおよびAgを総量で0.05〜５
％を含有し、 さらに、Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐孔食
性銅合金配管、 （７） Zr:0.005〜１％、SnおよびAgを総量で0.05〜５
％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐
孔食性銅合金配管、 （８） Zr:0.005〜１％、SnおよびAgを総量で0.05〜５
％を含有し、 さらに、Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐
孔食性銅合金配管、 （９） 上記（１），（２），（３），（４），
（５），（６），（７）または（８）記載の銅合金に、
さらにY:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐孔食
性銅合金配管、 （10） 上記（１），（２），（３），（４），
（５），（６），（７），（８）または（９）記載の銅
合金に、さらにP:0.005〜0.5％を含有した銅合金からな
る給水給湯用耐孔食性銅合金配管、 に特徴を有するものである。
のであって、質量％で、 （１） Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、残
りがCuおよび不可避不純物からなる組成の銅合金からな
る給水給湯用耐孔食性銅合金配管、 （２） Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、 さらに、Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐孔食
性銅合金配管、 （３） Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐
孔食性銅合金配管、 （４） Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、 さらに、Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐
孔食性銅合金配管、 （５） Zr:0.005〜１％、SnおよびAgを総量で0.05〜５
％を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組成
の銅合金からなる給水給湯用耐孔食性銅合金配管、 （６） Zr:0.005〜１％、SnおよびAgを総量で0.05〜５
％を含有し、 さらに、Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐孔食
性銅合金配管、 （７） Zr:0.005〜１％、SnおよびAgを総量で0.05〜５
％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐
孔食性銅合金配管、 （８） Zr:0.005〜１％、SnおよびAgを総量で0.05〜５
％を含有し、 さらに、Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素
を総量で0.005〜１％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐
孔食性銅合金配管、 （９） 上記（１），（２），（３），（４），
（５），（６），（７）または（８）記載の銅合金に、
さらにY:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成の銅合金からなる給水給湯用耐孔食
性銅合金配管、 （10） 上記（１），（２），（３），（４），
（５），（６），（７），（８）または（９）記載の銅
合金に、さらにP:0.005〜0.5％を含有した銅合金からな
る給水給湯用耐孔食性銅合金配管、 に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の給水給湯用耐孔食性銅合金配管の
成分組成を上記のごとく限定した理由について説明す
る。
成分組成を上記のごとく限定した理由について説明す
る。
（ａ） Zr
Zrは活性な金属であって、Cuに添加することにより電
位を低下させるとともに表面に濃化して安定な酸化被膜
を形成し、孔食の発生やその成長を抑制させる作用を有
するが、その含有量が0.005質量％未満では銅合金配管
の電位を下げる作用が十分でなかったり安定な酸化被膜
の形成が十分でなかったりして満足な孔食抑制効果が得
られず、一方、その含有量が１質量％をより多く含有す
ると耐孔食性向上効果が飽和してしまい、かえって加工
性が大幅に減少し、生産性の低下を招くので好ましくな
い。したがって、Zr:0.005〜１質量％に定めた。好まし
い範囲は0.03〜0.3質量％である。また、Zrは、腐食反
応によって酸化されると、銅合金配管表面に形成される
亜酸化銅被膜と銅合金配管表面との間に濃縮し、銅合金
配管表面を保護すると共に亜酸化銅被膜中にあって亜酸
化銅被膜の安定性を向上させ、残留塩素などの酸化剤に
よって亜酸化銅被膜が酸化第二銅被膜に酸化されるのを
抑制し、孔食の発達を防止する機能を有する。さらに、
孔食状の腐食が発達しても孔食先端部ではCuの優先的な
溶解を生じ、合金表面ではZrによる安定な酸化被膜が形
成されて孔食の進行は大幅に制限される。
位を低下させるとともに表面に濃化して安定な酸化被膜
を形成し、孔食の発生やその成長を抑制させる作用を有
するが、その含有量が0.005質量％未満では銅合金配管
の電位を下げる作用が十分でなかったり安定な酸化被膜
の形成が十分でなかったりして満足な孔食抑制効果が得
られず、一方、その含有量が１質量％をより多く含有す
ると耐孔食性向上効果が飽和してしまい、かえって加工
性が大幅に減少し、生産性の低下を招くので好ましくな
い。したがって、Zr:0.005〜１質量％に定めた。好まし
い範囲は0.03〜0.3質量％である。また、Zrは、腐食反
応によって酸化されると、銅合金配管表面に形成される
亜酸化銅被膜と銅合金配管表面との間に濃縮し、銅合金
配管表面を保護すると共に亜酸化銅被膜中にあって亜酸
化銅被膜の安定性を向上させ、残留塩素などの酸化剤に
よって亜酸化銅被膜が酸化第二銅被膜に酸化されるのを
抑制し、孔食の発達を防止する機能を有する。さらに、
孔食状の腐食が発達しても孔食先端部ではCuの優先的な
溶解を生じ、合金表面ではZrによる安定な酸化被膜が形
成されて孔食の進行は大幅に制限される。
（ｂ） Sn
Snは、安定な酸化物を形成して孔食の発生やその成長
を抑制する作用を有すると同時に、一旦、孔食状の腐食
が発生しても、孔食先端部では銅の優先的溶解を生じて
これらの元素が表面濃縮化し、電位が卑になると共にこ
れらの元素などにより酸化被膜の安定性が増大し、カソ
ード反応が抑制されることにより孔食の成長をブロック
し、抑制する効果がある。したがって、Snの添加により
銅合金配管の腐食形態は、孔食型から全面腐食型への傾
向を著しく強め、深さ方向への腐食に対して面方向の腐
食が強くなり、腐食部は浅く広くなる。しかし、Snの含
有量が0.05質量％未満では酸化物被膜による銅合金配管
内面の安定化作用が十分でないために十分な孔食抑制効
果が得られず、一方、５質量％をより多く含有するとか
えって加工性が低下する。したがって、Snの含有量は0.
05〜５質量％に定めた。好ましい範囲は0.2〜２質量％
である。さらにAgを添加する場合は、SnおよびAgの総量
が0.05〜５質量％（一層好ましくは0.2〜２質量％）で
あることが好ましい。
を抑制する作用を有すると同時に、一旦、孔食状の腐食
が発生しても、孔食先端部では銅の優先的溶解を生じて
これらの元素が表面濃縮化し、電位が卑になると共にこ
れらの元素などにより酸化被膜の安定性が増大し、カソ
ード反応が抑制されることにより孔食の成長をブロック
し、抑制する効果がある。したがって、Snの添加により
銅合金配管の腐食形態は、孔食型から全面腐食型への傾
向を著しく強め、深さ方向への腐食に対して面方向の腐
食が強くなり、腐食部は浅く広くなる。しかし、Snの含
有量が0.05質量％未満では酸化物被膜による銅合金配管
内面の安定化作用が十分でないために十分な孔食抑制効
果が得られず、一方、５質量％をより多く含有するとか
えって加工性が低下する。したがって、Snの含有量は0.
05〜５質量％に定めた。好ましい範囲は0.2〜２質量％
である。さらにAgを添加する場合は、SnおよびAgの総量
が0.05〜５質量％（一層好ましくは0.2〜２質量％）で
あることが好ましい。
（ｃ） Ti,R（Ｙを除く希土類元素）
TiおよびＲは、孔食抑制効果を増進、すなわち銅合金
の電位低下に寄与すると共に銅合金表面に濃化して表面
酸化被膜の安定性を一層高め、孔食の発生を抑制する効
果があるが、その含有量が0.005質量％未満では表面酸
化被膜の安定性の増大に対する寄与が十分でなく、一
方、１質量％を越えて含有するとそれ以上の耐孔食性向
上効果が認められず、逆に加工性の低下を招くので好ま
しくない。したがって、TiおよびＲの含有量は、その総
量で0.005〜１質量％に定めた。好ましい範囲は0.03〜
0.3質量％である。
の電位低下に寄与すると共に銅合金表面に濃化して表面
酸化被膜の安定性を一層高め、孔食の発生を抑制する効
果があるが、その含有量が0.005質量％未満では表面酸
化被膜の安定性の増大に対する寄与が十分でなく、一
方、１質量％を越えて含有するとそれ以上の耐孔食性向
上効果が認められず、逆に加工性の低下を招くので好ま
しくない。したがって、TiおよびＲの含有量は、その総
量で0.005〜１質量％に定めた。好ましい範囲は0.03〜
0.3質量％である。
（ｄ） Ｗ
Ｗは、いずれも孔食抑制効果を増進、すなわちZrとと
もにあることによって、銅合金の電位低下に寄与すると
共に銅合金表面に濃化して表面酸化被膜の安定性を一層
高め、孔食の発生を抑制する効果があるが、その含有量
が総量で0.005質量％未満では表面酸化被膜の安定性の
増大に対する寄与が十分でなく、一方、その含有量が総
量で１質量％を越えて含有するとそれ以上の耐孔食性向
上効果が認められず、逆に溶解温度が著しく高くなって
生産性の低下を招くので好ましくない。したがって、Ｗ
の含有量は、その総量で0.005〜１質量％に定めた。好
ましい範囲は0.01〜0.1質量％である。
もにあることによって、銅合金の電位低下に寄与すると
共に銅合金表面に濃化して表面酸化被膜の安定性を一層
高め、孔食の発生を抑制する効果があるが、その含有量
が総量で0.005質量％未満では表面酸化被膜の安定性の
増大に対する寄与が十分でなく、一方、その含有量が総
量で１質量％を越えて含有するとそれ以上の耐孔食性向
上効果が認められず、逆に溶解温度が著しく高くなって
生産性の低下を招くので好ましくない。したがって、Ｗ
の含有量は、その総量で0.005〜１質量％に定めた。好
ましい範囲は0.01〜0.1質量％である。
（ｅ） Ｙ、
Ｙは、活性な金属であって、Cuに添加することにより
電位を低下させるとともに表面に濃化して安定な酸化被
膜を形成し、孔食の発生やその成長を抑制させる作用を
有するので必要に応じて添加するが、その含有量が0.00
5質量％未満では銅合金配管の電位を下げる作用が十分
でなかったり安定な酸化被膜の形成が十分でなかったり
して満足な孔食抑制効果が得られず、一方、その含有量
が１質量％をより多く含有すると耐孔食性向上効果が飽
和してしまい、かえって溶解温度が高くなって生産性の
低下を招くので好ましくない。したがって、Y:0.005〜
１質量％に定めた。好ましい範囲は0.03〜0.3質量％で
ある。また、Ｙは、腐食反応によって酸化されると、銅
合金配管表面に形成される亜酸化銅被膜と銅合金配管表
面との間に濃縮し、銅合金配管表面を保護すると共に亜
酸化銅被膜中にあって亜酸化被膜の安定性を向上させ、
残留塩素などの酸化剤によって亜酸化銅被膜が酸化第二
銅被膜に酸化されるのを抑制し、孔食の発達を防止する
機能を有する。さらに、孔食状の腐食が発達しても孔食
先端部ではCuの優先的な溶解を生じ、合金表面ではＹに
よる安定な酸化被膜が形成されて孔食の進行は著しく抑
制される。
電位を低下させるとともに表面に濃化して安定な酸化被
膜を形成し、孔食の発生やその成長を抑制させる作用を
有するので必要に応じて添加するが、その含有量が0.00
5質量％未満では銅合金配管の電位を下げる作用が十分
でなかったり安定な酸化被膜の形成が十分でなかったり
して満足な孔食抑制効果が得られず、一方、その含有量
が１質量％をより多く含有すると耐孔食性向上効果が飽
和してしまい、かえって溶解温度が高くなって生産性の
低下を招くので好ましくない。したがって、Y:0.005〜
１質量％に定めた。好ましい範囲は0.03〜0.3質量％で
ある。また、Ｙは、腐食反応によって酸化されると、銅
合金配管表面に形成される亜酸化銅被膜と銅合金配管表
面との間に濃縮し、銅合金配管表面を保護すると共に亜
酸化銅被膜中にあって亜酸化被膜の安定性を向上させ、
残留塩素などの酸化剤によって亜酸化銅被膜が酸化第二
銅被膜に酸化されるのを抑制し、孔食の発達を防止する
機能を有する。さらに、孔食状の腐食が発達しても孔食
先端部ではCuの優先的な溶解を生じ、合金表面ではＹに
よる安定な酸化被膜が形成されて孔食の進行は著しく抑
制される。
（ｆ） Ｐ
Ｐは脱酸作用を有するため、その添加は健全な合金塊
の製造を容易にし、さらに、孔食は合金への酸化物巻き
込みなどによる表面欠陥を起点にして起こることが多
く、このためＰの添加は間接的に孔食の発生やその成長
を抑制する作用を有するが、その含有量が0.005質量％
未満では十分な脱酸効果がなく、合金塊に酸化物巻き込
みによる欠陥を生じ、そこを起点にして孔食が起こるた
め、十分な孔食抑制効果が得られず、一方、0.5質量％
をより多く含有すると燐化物を形成し、加工性が著しく
低下するとともに耐孔食性のより一層の向上効果が得ら
れない。したがって、Ｐの含有量は0.005〜0.5質量％に
定めた。好ましい範囲は0.005〜0.04質量％である。
の製造を容易にし、さらに、孔食は合金への酸化物巻き
込みなどによる表面欠陥を起点にして起こることが多
く、このためＰの添加は間接的に孔食の発生やその成長
を抑制する作用を有するが、その含有量が0.005質量％
未満では十分な脱酸効果がなく、合金塊に酸化物巻き込
みによる欠陥を生じ、そこを起点にして孔食が起こるた
め、十分な孔食抑制効果が得られず、一方、0.5質量％
をより多く含有すると燐化物を形成し、加工性が著しく
低下するとともに耐孔食性のより一層の向上効果が得ら
れない。したがって、Ｐの含有量は0.005〜0.5質量％に
定めた。好ましい範囲は0.005〜0.04質量％である。
なお、この発明の給水給湯用耐孔食性銅合金配管の銅
合金には、不可避不純物としてPb,Bi,As,Fe,Se,Al,S,Sb
などがそれぞれ数ppm以下、酸素が50ppm程度含まれてい
ても、耐孔食性に何等影響を与えるものではない。
合金には、不可避不純物としてPb,Bi,As,Fe,Se,Al,S,Sb
などがそれぞれ数ppm以下、酸素が50ppm程度含まれてい
ても、耐孔食性に何等影響を与えるものではない。
発明を実施するための最良の形態
表１〜表５に示される成分組成の銅合金からなり、外
径:15.88mm、肉厚:1.02mm、長さ:1000mmの寸法を有する
本発明給水給湯用耐孔食性銅合金配管（以下、本発明銅
合金配管という）１〜27、比較給水給湯用耐孔食性銅合
金配管（以下、比較銅合金配管という）１〜18、および
従来給水給湯用耐孔食性銅合金配管（以下、従来銅合金
配管という）１〜２を作製した。
径:15.88mm、肉厚:1.02mm、長さ:1000mmの寸法を有する
本発明給水給湯用耐孔食性銅合金配管（以下、本発明銅
合金配管という）１〜27、比較給水給湯用耐孔食性銅合
金配管（以下、比較銅合金配管という）１〜18、および
従来給水給湯用耐孔食性銅合金配管（以下、従来銅合金
配管という）１〜２を作製した。
なお、比較銅合金配管１〜18は、いずれも構成成分の
いずれかの組成がこの発明の範囲から外れたものである
（この発明の範囲から外れた組成に＊印を付して表４〜
５に示した）。
いずれかの組成がこの発明の範囲から外れたものである
（この発明の範囲から外れた組成に＊印を付して表４〜
５に示した）。
上記本発明銅合金配管１〜27、比較銅合金配管１〜1
8、および従来銅合金配管１〜２に、それぞれ、 炭酸水素イオン :40mg/l、 硫酸イオン :80mg/l、 塩素イオン :20mg/l、 ケイ酸ナトリウム:15mg/l（SiO2として）、 残留塩素濃度 :5mg/l、 を含み、pH:7の水質の60℃温水を流速:1m/sで１年間流
すことにより通水試験を行い、１年後の各種銅合金配管
の孔食状況を最大孔食深さおよび単位面積当たりの孔食
発生数を測定することにより調べ、その測定結果を表１
〜表５に示した。
8、および従来銅合金配管１〜２に、それぞれ、 炭酸水素イオン :40mg/l、 硫酸イオン :80mg/l、 塩素イオン :20mg/l、 ケイ酸ナトリウム:15mg/l（SiO2として）、 残留塩素濃度 :5mg/l、 を含み、pH:7の水質の60℃温水を流速:1m/sで１年間流
すことにより通水試験を行い、１年後の各種銅合金配管
の孔食状況を最大孔食深さおよび単位面積当たりの孔食
発生数を測定することにより調べ、その測定結果を表１
〜表５に示した。
なお、上記通水試験において、試験開始後３日間は残
留塩素を添加せず、各種銅合金配管内面に安定なCu2O被
膜を形成させる誘導期間を設け、試験開始後４日目から
２日間かけて徐々に残留塩素用塩素を添加していき、最
終的に残留塩素濃度:5mg/lとした。
留塩素を添加せず、各種銅合金配管内面に安定なCu2O被
膜を形成させる誘導期間を設け、試験開始後４日目から
２日間かけて徐々に残留塩素用塩素を添加していき、最
終的に残留塩素濃度:5mg/lとした。
かかる通水試験は、Type II孔食の発生機構から考え
て通水試験開始と同時に残留塩素用塩素を添加する従来
の通水試験法よりも孔食発生の信頼性及び再現性に優れ
た試験方法である。すなわち、試験当初から高い残留塩
素濃度に試験水（温水）を設定すると、孔食よりもむし
ろ全面腐食が進行してしまう危険があり、銅合金配管の
耐孔食性が的確に評価できないからである。
て通水試験開始と同時に残留塩素用塩素を添加する従来
の通水試験法よりも孔食発生の信頼性及び再現性に優れ
た試験方法である。すなわち、試験当初から高い残留塩
素濃度に試験水（温水）を設定すると、孔食よりもむし
ろ全面腐食が進行してしまう危険があり、銅合金配管の
耐孔食性が的確に評価できないからである。
表１〜表５に示される結果から、Cuに、Zr:0.005〜１
質量％、Sn:0.05〜５質量％を含有し、さらに必要に応
じてAgをSn＋Ag:0.05〜５質量％となるように含有し、
さらに必要に応じてY:0.005〜１質量％を含有し、さら
に必要に応じて、 （ａ） Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素を
総量で0.005〜１質量％、 （ｂ） W:0.005〜１質量％、 （ｃ） P:0.005〜0.5質量％、 を単数添加または複合添加した銅合金からなる本発明銅
合金配管１〜27は、従来銅合金配管１〜２に比べて耐孔
食性が優れていることがわかる。
質量％、Sn:0.05〜５質量％を含有し、さらに必要に応
じてAgをSn＋Ag:0.05〜５質量％となるように含有し、
さらに必要に応じてY:0.005〜１質量％を含有し、さら
に必要に応じて、 （ａ） Ti,Rより選ばれる１種または２種以上の元素を
総量で0.005〜１質量％、 （ｂ） W:0.005〜１質量％、 （ｃ） P:0.005〜0.5質量％、 を単数添加または複合添加した銅合金からなる本発明銅
合金配管１〜27は、従来銅合金配管１〜２に比べて耐孔
食性が優れていることがわかる。
一方、比較例１および９に見られるように、添加成分
がこの発明の範囲よりも少ないと耐孔食性は低下する
が、添加成分がこの発明の範囲を越えて過剰に含有する
と、耐孔食性は向上するものの、加工性および溶接性が
極めて悪化し、この過剰添加した銅合金を用いて配管を
製造することは困難となり、例え、製管できたとして
も、曲げなどの塑性加工をすることができないので配管
として使用することはできず、また溶接性も低下するの
で配管の接合が難しくなるなど好ましくない特性が現わ
れることがわかる。
がこの発明の範囲よりも少ないと耐孔食性は低下する
が、添加成分がこの発明の範囲を越えて過剰に含有する
と、耐孔食性は向上するものの、加工性および溶接性が
極めて悪化し、この過剰添加した銅合金を用いて配管を
製造することは困難となり、例え、製管できたとして
も、曲げなどの塑性加工をすることができないので配管
として使用することはできず、また溶接性も低下するの
で配管の接合が難しくなるなど好ましくない特性が現わ
れることがわかる。
なお、この実施例においては、Type IIの孔食が発生
するような水質で試験したが、この発明の銅合金配管
は、Type Iの孔食が発生するような水質に対しても優れ
た耐孔食性を示すことを確認した。
するような水質で試験したが、この発明の銅合金配管
は、Type Iの孔食が発生するような水質に対しても優れ
た耐孔食性を示すことを確認した。
上述のように、この発明の銅合金配管は、従来よりも
一層耐孔食性に優れており、ホテル、病院、マンション
などの給水給湯用耐孔食性配管として用いた場合、孔食
に対する信頼性は従来よりも一層向上し、優れた効果を
奏するものである。
一層耐孔食性に優れており、ホテル、病院、マンション
などの給水給湯用耐孔食性配管として用いた場合、孔食
に対する信頼性は従来よりも一層向上し、優れた効果を
奏するものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
前置審査
(72)発明者 渡辺 雅人
埼玉県大宮市北袋町１―297 三菱マテ
リアル株式会社中央研究所内
(56)参考文献 特開 昭60−59033（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−207137（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−221345（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−293129（ＪＰ，Ａ)
特公 昭58−54180（ＪＰ，Ｂ１)
特公 昭40−19568（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 9/00
Claims (14)
- 【請求項１】質量％で（以下、％は質量％を示す）、Z
r:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有し、残りがCuおよ
び不可避不純物からなる組成の銅合金からなることを特
徴とする給水給湯用耐孔食性銅合金配管。 - 【請求項２】Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有
し、 さらにTi,R（ただし、ＲはＹを除く希土類元素）より選
ばれる１種または２種以上の元素を総量で0.005〜１％
を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組成の
銅合金からなることを特徴とする給水給湯用耐孔食性銅
合金配管。 - 【請求項３】Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有
し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不可
避不純物からなる組成の銅合金からなることを特徴とす
る給水給湯用耐孔食性銅合金配管。 - 【請求項４】Zr:0.005〜１％、Sn:0.05〜５％を含有
し、 さらに、Ti,R（ただし、ＲはＹを除く希土類元素）より
選ばれる１種または２種以上の元素を総量で0.005〜１
％を含有し、 さらに、W:0.005〜１％を含有し、残りがCuおよび不可
避不純物からなる組成の銅合金からなることを特徴とす
る給水給湯用耐孔食性銅合金配管。 - 【請求項５】Agを、SnおよびAgの総量が0.05〜５％とな
るように含有する組成の銅合金からなることを特徴とす
る上記請求項1,2,3または４記載の給水給湯用耐孔食性
銅合金配管。 - 【請求項６】上記請求項1,2,3、４または５記載の銅合
金に、さらにY:0.005〜１％を含有した銅合金からなる
ことを特徴とする給水給湯用耐孔食性銅合金配管。 - 【請求項７】Zr:0.03〜0.3％、Sn:0.2〜２％を含有し、
残りがCuおよび不可避不純物からなる組成の銅合金から
なることを特徴とする給水給湯用耐孔食性銅合金配管。 - 【請求項８】Zr:0.03〜0.3％、Sn:0.2〜２％を含有し、 さらにTi,R（ただし、ＲはＹを除く希土類元素）より選
ばれる１種または２種以上の元素を総量で0.03〜0.3％
を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組成の
銅合金からなることを特徴とする給水給湯用耐孔食性銅
合金配管。 - 【請求項９】Zr:0.03〜0.3％、Sn:0.2〜２％を含有し、 さらに、W:0.01〜0.1％を含有し、残りがCuおよび不可
避不純物からなる組成の銅合金からなることを特徴とす
る給水給湯用耐孔食性銅合金配管。 - 【請求項１０】Zr:0.03〜0.3％、Sn:0.2〜２％を含有
し、 さらに、Ti,R（ただし、ＲはＹを除く希土類元素）より
選ばれる１種または２種以上の元素を総量で0.03〜0.3
％を含有し、 さらに、W:0.01〜0.1％を含有し、残りがCuおよび不可
避不純物からなる組成の銅合金からなることを特徴とす
る給水給湯用耐孔食性銅合金配管。 - 【請求項１１】Agを、SnおよびAgの総量が0.2〜２％と
なるように含有する組成の銅合金からなることを特徴と
する上記請求項7,8,9または10記載の給水給湯用耐孔食
性銅合金配管。 - 【請求項１２】上記請求項7,8,9、10または11記載の銅
合金に、さらにY:0.03〜0.3％を含有した銅合金からな
ることを特徴とする給水給湯用耐孔食性銅合金配管。 - 【請求項１３】上記請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11ま
たは12記載の銅合金に、さらにP:0.005〜0.5％を含有し
た銅合金からなることを特徴とする給水給湯用耐孔食性
銅合金配管。 - 【請求項１４】上記請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11ま
たは12記載の銅合金に、さらにP:0.005〜0.04％を含有
した銅合金からなることを特徴とする給水給湯用耐孔食
性銅合金配管。
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31133392 | 1992-10-27 | ||
| JP4-311333 | 1992-10-27 | ||
| JP4-355762 | 1992-12-18 | ||
| JP35576292A JPH06184669A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 給水給湯用耐孔食性銅合金配管 |
| JP4-357641 | 1992-12-24 | ||
| JP35764192 | 1992-12-24 | ||
| PCT/JP1993/001541 WO1994010352A1 (en) | 1992-10-27 | 1993-10-26 | Pitting-resistant copper alloy pipe for water and hot-water supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3374398B2 true JP3374398B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=27339164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51088494A Expired - Lifetime JP3374398B2 (ja) | 1992-10-27 | 1993-10-26 | 給水給湯用耐孔食性銅合金配管 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3374398B2 (ja) |
| DE (2) | DE4395519T1 (ja) |
| WO (1) | WO1994010352A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2563094C (en) | 2004-08-10 | 2012-03-27 | Sanbo Shindo Kogyo Kabushiki Kaisha | Copper-based alloy casting in which grains are refined |
| WO2007043101A1 (ja) | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Sanbo Shindo Kogyo Kabushiki Kaisha | 溶融固化処理物並びに溶融固化処理用銅合金材及びその製造方法 |
| JP5208562B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2013-06-12 | 住友軽金属工業株式会社 | 継目無管 |
| CN107083500B (zh) * | 2017-03-27 | 2018-07-31 | 东莞市精研粉体科技有限公司 | 一种导电胶或电磁屏蔽用抗氧化铜合金粉及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1237078A (en) * | 1967-11-17 | 1971-06-30 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Copper-base alloy foil heat exchanger elements |
| JPS5854180B2 (ja) * | 1981-04-09 | 1983-12-03 | 三井金属鉱業株式会社 | 高力高導電性銅合金 |
| JPS6059033A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-05 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | ヒ−トパイプ用管材料 |
| JPS62218534A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 耐孔食性給湯用銅合金管 |
| JPS63293129A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 耐孔食性給湯用銅合金管 |
-
1993
- 1993-10-26 DE DE4395519T patent/DE4395519T1/de active Pending
- 1993-10-26 DE DE4395519A patent/DE4395519C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-26 JP JP51088494A patent/JP3374398B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-26 WO PCT/JP1993/001541 patent/WO1994010352A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4395519C2 (de) | 1997-04-30 |
| WO1994010352A1 (en) | 1994-05-11 |
| DE4395519T1 (de) | 1995-01-26 |
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