JPS5948958B2 - 耐海水用銅または銅合金製部品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は海水と接触して用いられる銅または銅合金製機
器を海水の腐食作用から防ぐことに関するものである。

火力発電プラントをはじめ、石油化学工業、石油精製化
学工業などを有機的に結合してそれぞれの製品、副生物
を相互に利用して生産性を向上させるいわゆる石油コン
ビナートは海岸線に沿つて建設されているため、プラン
トの運転に必要な冷却水は海水を利用している例が多い
。

また石油コンビナード以外の工業でも立地条件が海岸に
近いところでは、経済的な理由から海水を冷却水として
使用するケースが益々増加しており、最近のように河川
水の絶対量が不足しているような現状では海水の利用は
増大する傾向にある。特に火力および原子力発電プラン
トでは、多量の水蒸気を海水によつて復水し再びこれを
利用する関係上、多量の海水を冷却水として使用してい
る。この操作すなわち熱交換を行なう機器は復水器と呼
ばれ、熱交換を行なうチューブには銅合金が採用されて
いるのが普通である。しかし、最近のように海水が汚染
されて＜ると海水中にアンモニアや硫黄化合物が増える
結果、銅合金製のチューブが甚だしく腐食されるように
なつてきた。

現在、この対策として冷却水（海水）中に硫酸第一鉄を
注入したり、あるいは鉄板を陽極にして電解することが
採用されている。すなわち冷却水中に微量の鉄イオンが
存在すると、これがチューブ表面に吸着して保護皮膜を
形成し腐食の発生を抑制する効果を狙つたもので比較的
広＜採用されている。しかしながら、このような鉄イオ
ン注入法には次のような欠点がある。

１ 鉄イオンは多量に注入しても良質の防食皮膜は形成
されず効果が期待できないばかりでなく、注入経費の増
大と環境汚染の原因ともなるので非常に微量、通常０．
１〜数ＨＭを注メ、するが、微量のためチューブの表面
に防食皮膜を形成する迄に数ケ月を要し、この期間中に
おける腐食を防止することができない。

２ チューブ面に吸着（付着）される量が注入量に対し
０．１〜０．６％と非常に少なく効率が悪い。

３ 注入位置とチューブの距離、チューブ内を通る冷却
水の速度、温度などによつて形成される防食皮膜の性能
が異なり、均質な防食皮膜が形成され難い。

□ 鉄イオンの付着率が非常に低いため大部分が海水中
に流出することになり環境汚染の原因とｊ なる。

５ この方法では長期間にわたつて連続的に鉄イオンを
注入する必要があり経済性にも問題がある。

このような鉄イオン注入法の欠点に鑑み、チユ門一ブそ
のものの耐食性を向上させるため、材質としてアルミニ
ウム黄銅、キュープロニッケル、ひいてはチタンの使用
も考えられているが、このような材料の高級化はコスト
の面から工業的には直ちに採用しがたいものである。

本発明者等は海水を冷却水として用いる銅製コンデンサ
チユーブの腐食防止における、上記の鉄イオン注入法の
ような欠点を有しない方法を提供すべく研究を重ねた結
果、チユーブそのものにあらかじめ鉄−ニツケル合金メ
ツキを施す方法がこの目的に適うことを見出し本発明に
到達したものである。

すなわち本発明は銅または銅合金製部品の表面に鉄（５
〜９０重量％）−ニツケル（１０〜９５重量％）合金メ
ツキを施してなる耐海水用銅または銅合金製部品に関す
るものである。

本発明により次のような効果が奏される。

１予め銅合金製のチユーブ等部品に鉄−ニツケル合金メ
ツキ皮膜を施しておくので、コンデンサ使用開始初期は
勿論、かなり長期間にわたつてチユーブの防食をはかる
ことができる。

２鉄−ニツケル合金メツキはメツキ作業そのものが容易
であり、チユーブの表面に対し任意の厚さおよび任意の
合金組成のものを完全に処理し得る。

３鉄−ニツケル合金メツキはチユーブ表面に対する密着
性に優れているばかりか、両金属共、銅合金より卑な電
位をもつているので、たとえ一部メツキ皮膜が剥離した
としても電気化学的にもチユーブを防食する効果がある
。

またその効果は鉄とニツケルの割合によつてコントロー
ルすることができる。４鉄メツキをチユーブに施しても
１の効果および電気化学的な作用は期待できるが、非常
にさび易く保管中に多量のさびを発生して損耗する。

またメツキ浴そのもののコントロールが困難であるので
均質な鉄メツキを大量に生産することが困難であるなど
の欠点があるが、鉄−ニツケル合金メツキではこの欠点
がない。５鉄イオン注入法のような環境汚染の問題がな
い〜 ６安価な材料を有効に利用できる。

本発明は海水を取扱う機器類で、銅、銅合金を材質とし
て使用しているものに応用でき、例えばコンデンサチユ
ーブ、各種熱交換器チユーブに適用できる。

本発明の具体例について次に記す。

１）鉄−ニツケル合金メツキ方法 本発明の鉄−ニツケルメツキは下記のような組成のもの
を用いたが、鉄とニツケルの析出電位（メツキ液中のイ
オンの状態から金属として陰極に析出するときの電位）
は比較的近接しているので、電着する合金メツキ中に占
める鉄とニツケルの割合はメツキ浴中の鉄とニツケル量
の割合を変化させることによつて行なつた。

））本発明チユーブの製造法供試チユーブとして厚さ１
．２ｍｍ、外径１９ｍｍの銅（ＪＩＳＣｌ２ＯｌＴ）と
アルミニウム黄銅（ＪＩＳＣ６８７２Ｔ）の１．５ｍ長
さのものを選び、上記メツキ液を用いて１０μの合金メ
ツキをチユーブの内面に施した。

なお合金中のニツケルの含有量は９５％、８０％、５０
％、３０％、１０％の各割合としたものと、比較のため
通常の方法で純ニツケルおよび純鉄メツキを１０μ施し
たものを用いた。またチユーブ内面への合金メツキはチ
ユーブをトリクロールエチレンを用いて脱脂後、水洗、
アルカリ脱脂、水洗、５％硫酸中浸漬、水洗、メツキ、
水洗、乾燥の工程によつて行なつた。；）評価方法本発
明チユーブの評価は次のような方法によつて実施した。

１一般耐食性試験 チユーブ製造後保管したり、熱交換器に組立てたり、あ
るいは組立て後使用する迄の期間に甚だしく腐食するこ
とは製品として問題があるので、この性能を調査するた
め海岸から１００ｍ離れた建物の屋上に１ケ月間曝露し
てその耐食性を比較した。

２海水耐食性試験 チユーブの内面に海水を１．４ｍ／秒の速度で流し外部
を１８０℃の水蒸気を流通するモデルコンデンサを製作
し、約１ケ年間、連続して運転した後チユーブの内面を
調査してその効果を判定した。

なお、この試験では短期間内に耐食性の優劣を決定する
必要があるため、使用する海水中に人工的に３〜５〜め
ア゛ンモニア、０．３〜０．５Ｐ１Ｍ（硫黄として）の
硫化５水素を注入した。

（４）効果 試験結果を第１表に一括して示した。

この表から明らかなように、１ケ月間の屋外曝露によつ
ては、メ゛ンキしない多同およびアノレミニウム黄１０
銅はかなり変色し、銅管では銅特有の青さびの発生が認
められた。一方、アルミニウム黄銅では全面に亘つて変
色するものの青さびの発生は少な←銅管に比べ軽微であ
つた。これに対しメツキを施したものでは、純鉄、鉄含
有量９０％で１５は赤さびの発生が大きく、５０％でも
若千の赤さびが認められ、この種の環境では合金中に占
める鉄分含有量の多いほど赤さびの発生が激しいことが
わかる。この場合、メツキ後、管の両端をシールするこ
とによつて、１ケ月間程度は赤２０さびの発生を抑える
ことができる。次いでモデル熱交換器による腐食試験を
実施した結果、冷却海水中にアンモニアを注入した場合
と硫化物を入れた場合では大きな相違が見られる。

すなわちアンモニアを注入した環境で２５はメツキした
ものは大体良好であつたが、メツキなしのものは腐食の
発生が激しく、銅、アルミニウム黄銅とも全面に亘つて
減肉が認められた。これに対し硫化物を注入した場合は
、メツキなしのものはアンモニアの場合と同様腐食が激
しいが、メツキしたものでも純ニツケルメツキをはじめ
合金メツキ中に占めるニツケル量の多いものほど腐食さ
れ、特にメツキが局部的に腐食されたところでは素地の
管材にも激しい腐食が発生した。しかし鉄含有量の高い
ものでは硫化物の影響を受けず健全な状態を維持してい
る。以上から汚染海水を冷却水とするような熱交換器で
はアンモニア、硫化物の混入が認められるが、このよう
な環境下では鉄−ニツケル合金メツキにおいて、鉄対ニ
ツケル５〜９０％：９５〜１０％、好ましくは２０〜７
０％：８０〜３０％のものがすぐれた耐食性を発揮する
ことを示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 銅または銅合金製部品の表面に、鉄（５〜９０重量
   ％）−ニッケル（１０〜９５重量％）合金メッキを施し
   てなる耐海水用銅または銅合金製部品。