JPS6050858B2 - 熱交換器用表面処理材 - Google Patents
熱交換器用表面処理材Info
- Publication number
- JPS6050858B2 JPS6050858B2 JP12994481A JP12994481A JPS6050858B2 JP S6050858 B2 JPS6050858 B2 JP S6050858B2 JP 12994481 A JP12994481 A JP 12994481A JP 12994481 A JP12994481 A JP 12994481A JP S6050858 B2 JPS6050858 B2 JP S6050858B2
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- Japan
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- corrosion
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- alloy
- surface treatment
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、都市ガス、液化ガス、灯油などの燃料ガスを
熱源として利用する熱交換器に耐食性を付与する表面処
理材に関するものてある。
熱源として利用する熱交換器に耐食性を付与する表面処
理材に関するものてある。
都市ガス、プロパンガスおよび灯油などの燃料による燃
焼ガス中には多量の窒素、酸素、、二酸化炭素、水蒸気
と微量の一酸化炭素、二酸化イオウ、一酸化窒素、二酸
化窒素などが含まれている。
焼ガス中には多量の窒素、酸素、、二酸化炭素、水蒸気
と微量の一酸化炭素、二酸化イオウ、一酸化窒素、二酸
化窒素などが含まれている。
熱交換面の腐食現象は、急激な熱交換によるために伝熱
面上で燃焼ガス中の水蒸気が結露し、その結露水中へ燃
焼ガス中の成分が溶解するこに起因する。燃焼ガスバー
ナー消火後、伝熱面に発生した結露水が蒸発するため、
その結果伝熱面上へ結露水に溶解したガス成分である金
属の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの腐食生成物が析出す
る。このサイクルの繰り返しによつて熱交換器表面の腐
食は進行する。従来、燃焼ガス雰囲気中で使用される熱
交換器の防錆を目的とした表面処理材としては、Ｓｎ含
量１重量％程度のＰｂ−Ｓｎ合金が用いれ、溶融メッキ
により熱交換器の表面に被覆するのが一般的であつた。
面上で燃焼ガス中の水蒸気が結露し、その結露水中へ燃
焼ガス中の成分が溶解するこに起因する。燃焼ガスバー
ナー消火後、伝熱面に発生した結露水が蒸発するため、
その結果伝熱面上へ結露水に溶解したガス成分である金
属の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの腐食生成物が析出す
る。このサイクルの繰り返しによつて熱交換器表面の腐
食は進行する。従来、燃焼ガス雰囲気中で使用される熱
交換器の防錆を目的とした表面処理材としては、Ｓｎ含
量１重量％程度のＰｂ−Ｓｎ合金が用いれ、溶融メッキ
により熱交換器の表面に被覆するのが一般的であつた。
しかし、Ｐｂ−Ｓｎ系合金より成る表面処理材は、燃焼
ガス中で使用していくに従い、前述の如く結露水へのガ
ス成分の溶解、腐食生成物の析出の繰返しサイクルによ
つて白色の腐食生成物が生成し、このようにして腐食が
徐々に進行し、熱交換器の表面処理材および熱交換器素
材生地や熱交換器に巻回したパイプなどに穴があき、使
用不能になつたり、あるいは熱交換フィン上への腐食生
成物の析出のための目詰まりにより不完全燃焼を起こす
などの問題があつた。本発明は、上記のような欠点をな
くし、都市ガス、液化ガス燃料および灯油などの燃焼ガ
スに対する耐食性の優れた表面処理材を提供するもので
ある。
ガス中で使用していくに従い、前述の如く結露水へのガ
ス成分の溶解、腐食生成物の析出の繰返しサイクルによ
つて白色の腐食生成物が生成し、このようにして腐食が
徐々に進行し、熱交換器の表面処理材および熱交換器素
材生地や熱交換器に巻回したパイプなどに穴があき、使
用不能になつたり、あるいは熱交換フィン上への腐食生
成物の析出のための目詰まりにより不完全燃焼を起こす
などの問題があつた。本発明は、上記のような欠点をな
くし、都市ガス、液化ガス燃料および灯油などの燃焼ガ
スに対する耐食性の優れた表面処理材を提供するもので
ある。
すなわち、本発明の表面処理材は、０．０１〜４０重量
のＡｌと０．１〜１踵量％のＢｉと残部ＳｎからなるＡ
ｌ−Ｂｉ−Ｓｎ合金である。
のＡｌと０．１〜１踵量％のＢｉと残部ＳｎからなるＡ
ｌ−Ｂｉ−Ｓｎ合金である。
以下、本発明をその実施例により説明する。
まず、溶融したＳｎに種々の割合でＡｌを添加して母合
金を作製し、この母合金にＢｉを１重量％、５重量％お
よび１腫量％それぞれ添加し、これらの母合金を銅板へ
溶融メッキしてテストピースを作製した。これらのテス
トピースについて、以下のようにして腐食試験を行つた
。
金を作製し、この母合金にＢｉを１重量％、５重量％お
よび１腫量％それぞれ添加し、これらの母合金を銅板へ
溶融メッキしてテストピースを作製した。これらのテス
トピースについて、以下のようにして腐食試験を行つた
。
腐食性ガスとしては、ＣＯ。５％、Ｎ００１０ｐμｍお
よび５０００．１ｐμｍを含む空気を用いた。
よび５０００．１ｐμｍを含む空気を用いた。
このガス組成は、ガス瞬間湯沸器などに用いられる都市
ガスの燃焼ガスの分析結果に基づいて設定した。また、
前述の如く熱交換器の・腐食は、燃焼ガス中の水蒸気の
結露、乾燥サイクルが加わるために発生するもので、こ
の状態を近似的に再現するために、腐食試験は前記のガ
ス雰囲気下において、５０℃で１時間結露させた後、２
５℃において乾燥を３時間行なうというステップを１サ
イクルとし、これらの勺イクルを繰返すことにより行つ
た。第１図は、Ａ１−Ｓｎ−Ｂｉ合金のＢｉ含量１重量
％、５重量％および１０重量％の場合にＡ１含量を変え
て添加した場合と上記の条件で２０サイクル試験後の腐
食量との関係を示す。
ガスの燃焼ガスの分析結果に基づいて設定した。また、
前述の如く熱交換器の・腐食は、燃焼ガス中の水蒸気の
結露、乾燥サイクルが加わるために発生するもので、こ
の状態を近似的に再現するために、腐食試験は前記のガ
ス雰囲気下において、５０℃で１時間結露させた後、２
５℃において乾燥を３時間行なうというステップを１サ
イクルとし、これらの勺イクルを繰返すことにより行つ
た。第１図は、Ａ１−Ｓｎ−Ｂｉ合金のＢｉ含量１重量
％、５重量％および１０重量％の場合にＡ１含量を変え
て添加した場合と上記の条件で２０サイクル試験後の腐
食量との関係を示す。
なお、腐食量は腐食による増量て表わしている。第１図
から、通常不純物として含まれている量以上のにを含む
もの、すなわちＡ１含量０．０１重量％以上のＮ−Ｓｎ
−Ｂ１合金は、Ａ１含量が増加すると耐食性の向上する
ことがわかる。
から、通常不純物として含まれている量以上のにを含む
もの、すなわちＡ１含量０．０１重量％以上のＮ−Ｓｎ
−Ｂ１合金は、Ａ１含量が増加すると耐食性の向上する
ことがわかる。
また、Ｂｉ含量が増加すると腐食量も増える傾向にあり
好ましくはＢｉ含量４０％以下が望ましい。第２図は、
Ｎ含量２重量％とＢｉ含量１重量％と残部Ｓｎよりなる
合金Ａと従来の表面処理材であるＳｎ含量１重量％のＰ
ｂ−Ｓｎ合金Ｂについて、前記と同様にして試験した楊
合の腐食量を比較したものてある。
好ましくはＢｉ含量４０％以下が望ましい。第２図は、
Ｎ含量２重量％とＢｉ含量１重量％と残部Ｓｎよりなる
合金Ａと従来の表面処理材であるＳｎ含量１重量％のＰ
ｂ−Ｓｎ合金Ｂについて、前記と同様にして試験した楊
合の腐食量を比較したものてある。
第２図から、本発明の合金Ａは従来合金Ｂに比べて著し
く耐食性が優れていることがわかる。次にＮ含量５重量
％とＢｉ含量５重量％と残部ＳｎよりなるＡ１−Ｓｎ−
Ｂｌ合金Ｃと従来の合金Ｂとをそれぞれ銅素地の熱交換
器に溶融メッキした後、この熱交換器をガス瞬間湯沸器
に組み込んで通常の使用状態て動作させた。
く耐食性が優れていることがわかる。次にＮ含量５重量
％とＢｉ含量５重量％と残部ＳｎよりなるＡ１−Ｓｎ−
Ｂｌ合金Ｃと従来の合金Ｂとをそれぞれ銅素地の熱交換
器に溶融メッキした後、この熱交換器をガス瞬間湯沸器
に組み込んで通常の使用状態て動作させた。
その結果を第３図，に示す。第３図から従来の表面処理
材に比べて本発明の表面処理材Ｃか著しく耐食性を有し
ていることがわかる。また、第４図はＡ１−Ｓｎ−Ｂｉ
合金中におけるＡ１含量と融点の関係を示す。
材に比べて本発明の表面処理材Ｃか著しく耐食性を有し
ていることがわかる。また、第４図はＡ１−Ｓｎ−Ｂｉ
合金中におけるＡ１含量と融点の関係を示す。
第４図からＡ１合量を！増加すると融点の上昇すること
がわかる。一般に、熱交換器の素地として銅を用いるが
、銅表面に表面処理材を溶融メッキする場合、溶融表面
処理材の温度が６００゜Ｃ以上になると銅が軟化し変形
する等の問題があることから、安全性を考慮して融点が
５５０℃以下の表面処理材を用いることが望ましい。こ
の点を考慮すれば、第４図から合金のＮ含量は４０重量
％以下にすることが必要であり、また、Ｂｌは本発明の
表面処理材の融点を下げる効果がある反面、Ｂｊ含量が
増えると耐食性が悪くなるため好ましくはＢｉ含量４０
％以下が望ま］５ノい。このようなことから、０．０１
〜４唾量％のＮと０．１〜４呼量％のＢｊと残部Ｓｎよ
りなる本発明の料が熱交換器表面処理材として適してい
る。熱交換器用表面処理材としての具備べき条件は、耐
食性の良いこと、熱伝導率が良いこと、耐熱性のあるこ
と、また素材銅へのぬれ性の良いことなどが要求される
。
がわかる。一般に、熱交換器の素地として銅を用いるが
、銅表面に表面処理材を溶融メッキする場合、溶融表面
処理材の温度が６００゜Ｃ以上になると銅が軟化し変形
する等の問題があることから、安全性を考慮して融点が
５５０℃以下の表面処理材を用いることが望ましい。こ
の点を考慮すれば、第４図から合金のＮ含量は４０重量
％以下にすることが必要であり、また、Ｂｌは本発明の
表面処理材の融点を下げる効果がある反面、Ｂｊ含量が
増えると耐食性が悪くなるため好ましくはＢｉ含量４０
％以下が望ま］５ノい。このようなことから、０．０１
〜４唾量％のＮと０．１〜４呼量％のＢｊと残部Ｓｎよ
りなる本発明の料が熱交換器表面処理材として適してい
る。熱交換器用表面処理材としての具備べき条件は、耐
食性の良いこと、熱伝導率が良いこと、耐熱性のあるこ
と、また素材銅へのぬれ性の良いことなどが要求される
。
本発明の表面処理材の熱伝導率と従来の表面処理材の熱
伝導率を比較すると、従来品は２５０℃において２６〜
３０ＫｃａＩ／ＭｈｒＯＣであるのに対して、本発明品
は４０〜１２０Ｋｃａ１／Ｍｈｒ℃と従来品に比べて１
．５〜４倍程度大きい。
伝導率を比較すると、従来品は２５０℃において２６〜
３０ＫｃａＩ／ＭｈｒＯＣであるのに対して、本発明品
は４０〜１２０Ｋｃａ１／Ｍｈｒ℃と従来品に比べて１
．５〜４倍程度大きい。
以上述べたように、本発明の表面処理材は従来の表面処
理材に比べて、耐食性に優れるとともに熱伝導率が大き
く、熱交換器用表面処理材としすぐれた特徴を持つもの
である。
理材に比べて、耐食性に優れるとともに熱伝導率が大き
く、熱交換器用表面処理材としすぐれた特徴を持つもの
である。
第１図は、Ｎ−Ｓｎ−Ｂ１合金のＢ１含量を１重量％、
５重量％および１０重量の場合のＮ含量と腐食量との関
係を示す図、第２図および第３図は本発明の一実施例に
おける表面処理材と従来品との腐食量を比較した図、第
４図はＮ−Ｓｎ−Ｂｉ合金のＮ含量と融点の関係を示す
図である。
５重量％および１０重量の場合のＮ含量と腐食量との関
係を示す図、第２図および第３図は本発明の一実施例に
おける表面処理材と従来品との腐食量を比較した図、第
４図はＮ−Ｓｎ−Ｂｉ合金のＮ含量と融点の関係を示す
図である。
Claims (1)
- １ ０．０１〜４０重量％のＡｌと０．１〜４０重量％
のＢｉと残部Ｓｎからなる熱交換器用表面処理材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12994481A JPS6050858B2 (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | 熱交換器用表面処理材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12994481A JPS6050858B2 (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | 熱交換器用表面処理材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5831052A JPS5831052A (ja) | 1983-02-23 |
| JPS6050858B2 true JPS6050858B2 (ja) | 1985-11-11 |
Family
ID=15022289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12994481A Expired JPS6050858B2 (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | 熱交換器用表面処理材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050858B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851482A (en) * | 1996-03-22 | 1998-12-22 | Korea Institute Of Machinery & Metals | Tin-bismuth based lead-free solder for copper and copper alloys |
-
1981
- 1981-08-19 JP JP12994481A patent/JPS6050858B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5831052A (ja) | 1983-02-23 |
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