JPH02282699A - 熱交換器用伝熱管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明は内面に防食塗装皮膜が設けられた熱交換器用伝
熱管に関する。

［従来の技術］ 火力発電所又は化学工場等の復水器及び各種熱交換器に
は、伝熱管としてアルミニウム黄銅又はキュープロニッ
ケル管等が使用されている。そして、これらの管の内面
防食のために、従来、通流冷却水中に第一鉄イオンを注
入して管内面に保護皮膜を形成する方法が実施されてき
た。しかしながら、近年、環境保全等の問題から第一鉄
イオンの注入による保護皮膜の形成に替り、予め、管内
面に有機樹脂による人工保護皮膜を形成する方法が採用
され、この内面防食塗装皮膜付き熱交換器用伝熱管が使
用される機会が増えてきた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の伝熱管に使用されている有機樹脂
には防汚性がないため、塩素無処理海水を冷却水として
使用するような場合は、スライム等の海洋生物が管内面
に付着することにより、伝熱性能が低下する虞がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
有機樹脂による人工保護皮膜の優れた防食性を維持しつ
つ、防汚性においても優れた特性を発揮することができ
る熱交換器用伝熱管を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る熱交換器用伝熱管は、エポキシ樹脂を主成
分とする塗料中にこの塗料よりも比重が小さいシリコン
樹脂を１乃至３０重量％分散させた塗膜を管内面に形成
したことを特徴とする。

［作用コ 一般的に、貝又は海藻が付着するときの機構は以下のよ
うに考えられている。即ち、これらの貝又は海藻は体内
から粘着性物質（タンパク質又は多糖類）を分泌し、海
水の存在下で生化学合成反応が生じる。そして、この反
応により接着セメントが生成され、貝又は海藻はこの接
着セメントにより、海水に接している物体の表面に固着
する。

従来の内面防食塗装被膜付き伝熱管に使用されてきた有
機樹脂ではこのような接着セメントによる貝又は海藻の
固着を回避することができない。

この接着セメントによる固着力を弱めるためには、通常
、水に対する接触角が大きい表面層を形成することが有
効であり、例えば、構造部材の表面に防汚塗料皮膜とし
て、水に対する接触角が大きいシリコン樹脂層を形成し
た例がある。この場合、シリコン樹脂は母材金属との密
着性が低いため、シリコン樹脂層と母材金属との間に母
材金属及びシリコン樹脂層の双方と密着性が良好な下地
塗膜を形成する必要がある。従って、このような防汚性
を有する塗膜の厚さは極めて厚いものとなる。

この技術を熱交換器用伝熱管に応用し、伝熱管内面にシ
リコン樹脂層を形成すると、この伝熱管は厚い塗膜のた
めに伝熱抵抗が大きく、伝熱効率が低いものとなり、熱
交換器用伝熱管としては不適当なものとなってしまう。

本願発明者等は防汚性及び伝熱性の双方が優れた熱交換
器用伝熱管を得るべく種々実験検討を重ねた結果、金属
に対して密着性が高いエポキシ樹脂系塗料中にシリコン
樹脂を添加して均一に分散させた塗料を伝熱管内面に塗
布して形成した塗膜は、金属に対する密着性が優れてい
ると共に、防汚性も高いことを見い出した。この防汚塗
膜は、下地塗膜が不要であるから塗膜の膜厚を薄くする
ことが可能であり、これを伝熱管の内面に形成しても伝
熱抵抗を低い値に維持することができる。

この場合に、エキポジ樹脂系塗料中に添加するシリコン
樹脂の比重は、この塗料の比重よりも小さいことが必要
である。シリコン樹脂はエポキシ樹脂との相溶性が悪い
ため、コロイド粒子となって塗料中に分散するが、マト
リックスであるエポキシ樹脂塗料に比して比重が小さい
シリコン樹脂を使用すると、ブラウン運動により塗膜表
面にシリコン樹脂のコロイド粒子が偏在し、塗膜表面が
あたかもシリコン樹脂で被覆されたかのようになる。こ
のため、塗膜の水に対する接触角が大きくなって、防汚
性が著しく向上するという効果が得られる。従って、塗
料中に添加するシリコン樹脂はエポキシ樹脂塗料に比し
て比重が小さいものを使用する。

また、シリコン樹脂の添加量は１乃至３０重量％である
。シリコン樹脂の添加量が１重量％未溝の場合、塗膜表
面の水に対する接触角を後述の所定値とすることができ
ず、防汚効果が得られない。

一方、シリコン樹脂の添加量が３０重量％を超えると、
塗膜と母材金属との密着性が低下する。このため、シリ
コン樹脂の添加量は１乃至３０重量％とする。

更に、塗膜表面の水に対する接触角は８０度以上である
ことが好ましい。そうすることにより、伝熱管内を通流
する水の流速が速い場合は勿論、通流水の流速が０．５
乃至１ｍ／秒という低流速の使用条件下においても、優
れた防汚効果を得ることができる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について説明する。

比重が１．２のエポキシ系防食塗料に、下記第１表に示
す比重のシリコン樹脂を、同じく第１表に示す添加量で
加えて十分撹拌し、塗料中に均−且つ微細に分散させた
。そして、直径が２５．４１１１１、肉厚が１゜２４＋
ｓ■、長さが１０１００Ｌのアルミニウム黄銅管を素管
として、この内面に上述の塗料をエアレススプレィ法に
より塗布した。

第１表 但し、比較例４はシリコン樹脂を含有しないエポキシ系
防食塗料を塗布した供試管であり、また比較例５はエポ
キシ系防食塗膜の上にシリコン樹脂膜を配した２層コー
ティングによる供試管である。また、膜厚については、
比較例５のみエポキシ系防食塗膜が１０μｍ１シリコン
樹脂膜が１０μｍの合計で２０μｍの膜厚になるように
塗膜を形成し、他の実施例及び比較例は膜厚１０μｍを
目標として塗膜を形成した。

これらの実施例及び比較例の供試管に対して通水試験を
行って、各供試管の防汚性、伝熱性能及び密着性を試べ
た。この通水試験は各供試管の内側に関門海峡の天然海
水を０．５ｍ／秒の速度で７月から１２月までの約５ケ
月間、−渦式で通水させたものである。通水試験後の防
汚性及び塗膜の密着性は次の項目について評価した。

■接触角の測定 通水試験の前後において、塗膜の水に対する接触角を測
定した。この接触角の測定は清浄にした塗膜の上に水滴
を形成し、塗膜と水滴の接触部の半径（ａ）及び水滴の
高さ（ｈ）を計測し、この計測結果から下記（１）式に
基いて算出した。

ｊａｎ　（θ／２）＝ｈ／ａ−＝−（１）但し、 θ：接触角 ａ：接触部の半径 ｈ：水滴の高さ ■管内面汚損状況 通水後、目視によりスライム及びフジッボ等の付着状況
を観察した。

■伝熱抵抗の測定 測定条件は、管外に１００℃の飽和蒸気、管内に室温の
工業用水をｚ、ｏｍ／秒の流速で通水させたものである
。同一条件での供試管及び新管の測定値から下記（２）
式を使用して伝熱抵抗を算出した。

γ　＝１／に一１／に、　　　・・・　・・・　　（２
）但し、 γ：伝熱抵抗 に：供試管の熱貫流率 Ｋｏ＝新管の熱貫流率 そして、通水前後の伝熱抵抗の差をとって、通水中の汚
損による伝熱抵抗の増加率を算出し、汚損の受けやすさ
を調べた。

■塗膜の密着性 通水前に、塗膜の表面から母材に到達するスリット状の
疵を付け、通水後その部分の塗膜と母材との密着の程度
を実体顕微鏡（倍率２０倍）により観察した。

これらの各試験結果を第２表にまとめて示す。

シリコン樹脂の比重がエポキシ系防食塗料よりも大きい
比較例１、シリコン樹脂の添加量が０．５重量％と少な
い比較例２及びシリコン樹脂を添加していない比較例４
はいずれも塗膜の接触角が７５度以下と小さく、管内面
は生物汚損を受けており、伝熱抵抗が著しく増加した。

また、シリコン樹脂の添加量が３５重量％と多い比較例
３は庇部で部分的に塗膜が剥離しており、塗膜の密着性
が十分ではなかった。更に、エポキシ系防食塗膜にシリ
コン樹脂膜を上塗りした比較例５は伝熱抵抗が大きく、
伝熱管として適していないものであった。

一方、実施例１乃至５はいずれも塗膜の水に対する接触
角が９５度以上と大きく、汚損の発生を防止することが
できた。また、伝熱抵抗が小さく、通水後も伝熱抵抗の
増加率が少ないと共に、塗膜の密着性も高く、熱交換器
用伝熱管として極めて優れた特性を示した。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明に係る熱交換器用伝熱管は、
エポキシ樹脂を主成分とする塗料に、この塗料よりも比
重が小さいシリコン樹脂を所定量分散させた塗膜を管内
面に形成するから、塗膜と母材との密着性が優れている
と共に、塗膜の表面にシリコンのコロイド粒子が集合し
ているため、塗膜表面の水に対する接触角が大きい。こ
のため、生物汚損が防止されると共に、伝熱抵抗の増加
を抑制できる。更に、優れた防食性が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ樹脂を主成分とする塗料中にこの塗料よ
   りも比重が小さいシリコン樹脂を１乃至３０重量％分散
   させた塗膜を管内面に形成したことを特徴とする熱交換
   器用伝熱管。
2. （２）前記塗膜表面は水に対する接触角が８０度以上で
   あることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用伝熱
   管。