JPS61221347A

JPS61221347A - 給水給湯配管用銅合金材料

Info

Publication number: JPS61221347A
Application number: JP6277985A
Authority: JP
Inventors: Koji Nagata; 公二永田; Shigenori Yamauchi; 重徳山内; Masaki Kumagai; 正樹熊谷
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1985-03-27
Filing date: 1985-03-27
Publication date: 1986-10-01

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】（技術分野）本発明は給水給湯配管用銅合金材料に係り、特に淡水中
で使用される配管材料として、優れた耐孔食性を有する
合金に関するものである。

（従来技術とその問題点）現在、ホテル、病院、マンション等の給水給湯用設備に
は鋼管が広く使用されている。銅管がこのような分野に
広く使用されている理由は、耐蝕性、加工性、施工性等
、多くの点で他の配管材料より優れているからである。

しかし、そのような給水給湯用設備に用いられている銅
管には、稀に孔食が発生し、漏洩することがある。この
孔食発生の原因、機構について、現在のところ、必ずし
も充分には解明されていないが、給水給湯中に残留する
塩素濃度が孔食発生を促進することが、最近の研究の結
果明らかになってきた。

ところで、水に対する塩素処理は衛生上の観点から中止
することができないために、そのような環境下で使用で
きる処理が必要となり、これまで水処理及び材料の面か
らの検討が行われている。

そして、前者に関しては、特開昭５９−７４２８３号公
報、特開昭５８−１１５２３１号公報があり、水道水中
への有機防錆剤の添加が提案されているが、この方法は
衛生上或いは保守技術上の問題点が多く、その実用化に
は大幅な制限を受ける問題を内在している。一方、後者
に関しては、鋼管の表面の改質と合金開発の両面から検
討されてきている。そして、欧州では、鋼管製造時の潤
滑油の残渣として銅管内面に形成されたカーボンフィル
ムが、孔食の原因となるとの研究成果が得られ、このた
め鋼管の内面を酸洗或いはサンドブラスト処理により清
浄化し、孔食発生を防止する対策が検討されているので
ある。

しかしながら、かかる成果は硬水の下で得られたもので
あって、軟水を使用する我が国の給水給湯用銅管の孔食
対策としては有効でなく、表面の改質については、何等
の有効な手法も見いだされていないのが現状である。

また、耐孔食性合金開発の研究も、欧州において活発に
行われたが、その成果は上記と同様の理由、すなわち欧
州が硬水であるのに対し、我が国が軟水であることから
、我が国の給水給湯配管用鋼管の孔食対策としては、有
用でなかったのである。そして、我が国における耐孔食
性合金の開発研究は、その孔食発生要因及び機構が可算
明らかにされていなかったこともあり、見るべき大きな
進展は無かったのである。

しかしながら、本発明者らの最近の研究によって、実験
室的に給水給湯中における鋼管の孔食現象を再現させる
ことが可能となり、そしてこのために耐孔食性合金の開
発研究が可能となって、ここに本発明が完成されるに至
ったのである。

（解決手段）すなわち、本発明は、かかる従来の給水給湯配管用銅合
金材料における耐孔食性を改善するために為されたもの
であって、その特徴とするところは、重量で、０．０５
％以上、３％未満のＮｉを含み、残部がＣｕ及び不可避
的不純物からなる給水給湯配管用銅合金材料にあり、こ
れによって給水給湯中における孔食の発生乃至は進行を
効果的に抑制せしめ得たのである。

また、本発明にあっては、かくの如き０．０５重量％以
上、３重量％未満のＮｉに加えて、さらに０．００４〜
０．０４重量％のＰ及び／又は０．０２〜０．５重量％
のＦｅを含有せしめ、残部をＣｕ及び不可避的不純物と
した給水給湯配管用銅合金材料をも特徴とするものであ
って、そしてこのようにＮｉ並びにＰ及び／又はＦｅを
併用、添加することにより、材料の耐孔食性を阻害する
ことなく、鋳塊の健全性を高め、製品歩留りの向上を図
ったり、或いは給水給湯配管に要求される耐潰食性を高
めたり為し得るのである。

ところで、かくの如き本発明に従う銅合金材料を構成す
る重要な合金元素であるＮｉは、０．０５％（重量基準
、以下同じ）未満では効果はなく、また３％を超えると
反って耐孔食性が低下するようになるところから、０．
０５〜５％の範囲内において、添加せしめられる必要が
ある。

また、Ｎｉと共に添加せしめられるＰは、Ｃｕ−Ｎｉ二
元合金の耐孔食性を阻害することなく、鋳塊の健全性を
高め、製品歩留りの向上に寄与し得る元素であり、一般
に合金の脱酸剤として用いられて、合金中に０．００４
〜０．０４％の範囲において残留せしめられることによ
り、所期の効果を奏せしめ得ることとなる。

更に、Ｐと共に或いはＰに代えて、Ｃｕに添加されるＦ
ｅは、Ｃｕ”−Ｎｉ二元合金の耐孔食性を阻害すること
なく、給水給湯配管に要求される耐潰食性を高め得る元
素であって、そのような効果を奏せしめる上において、
０．０２〜０．５％の範囲内において含有せしめられる
こととなる。なお、Ｆｅの含有量が多くなり過ぎると、
反って耐孔食性に悪影響をもたらすようになる。

なお、本発明に係る銅合金材料中には、それに悪影響を
もたらさない限りにおいて、その他の元素が不可避的不
純物として含まれていても可算差支えなく、例えば合計
量において、０．１％までのＭｎ、Ｓ　Ｌ　Ｃａｓ　Ｍ
ｇ等の脱酸剤の残存も許容される。特に、不可避的不純
物として、かかるＰ等の脱酸剤の残留は、材料の耐孔食
性に有害な影響を及ぼすことなく、鋳塊の性状を向上せ
しめ、製品歩留りに有利に寄与するものであるところか
ら、本発明にあっては、好適に採用される実施形態の一
つである。

（発明の効果）このように、本発明にあっては、Ｃｕに所定量のＮ　ｔ
　ｓ或いはそのようなＮｉと共に、所定量のＰ及び／又
はＦｅを添加せしめて、合金としたものであり、これに
よって優れた耐孔食性が発揮せしめられ、或いはそれと
共に、鋳塊の健全性や製品歩留りの向上が図られ得、ま
た耐潰食性も高められ得て、以てホテル、病院等の給水
給湯用設備における配管材料として、有利に用いられ得
ることとなったのである。

（実施例）以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の幾つかの実施例を示すが、本発明がそのような実
施例の記載によって可算限定的に解釈されるものでない
ことは、言うまでもないところである。

実施例　１下記の第１表に示される各種合金組成の銅合金材料を用
いて、常法に従って直径：２８．５８Ｄ、肉厚：　０．
８９１ｍ、長さ：３００ｍｍの抽伸材からなる銅合金管
を製造した。また、従来品として、リン脱酸銅管を用意
した。

そして、これらの鋼管について、次のような腐食試験を
行なった。すなわち、次亜塩素酸ナトリウム、硫酸すト
リウム、塩化ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムの添加
装置を設けて、水道水を極めて孔食の発生し易い水に調
整し、そして循環ポンプを用いて、流速：１．Ｑｍ／ｓ
で２ケ月間の通水試験を行なうことにより、上記腐食試
験を実施した。なお、水質は、ｐＨ７、残留塩素濃度：
０．５〜５ｐｐｍ　、　５Ｏａ−”：　５０ｐｐｍ　、
　Ｃ１−：　２　Ｑｐｐｍ　。

ＨＣＯ３−：　３０ｐｐｍ　、溶存酸素濃度：１Ｏｐｐ
ｎｔに調整し、水温６０℃で、上記試験を行なった。そ
して、この試験後の各試料について、その最大孔食深さ
を求めた。

、得られた結果を、下記第１表に併せて示すが、かかる
第１表から明らかなように、何れの水質下でも孔食が生
じ、且つ残留塩素濃度の増大と共に孔食の発生が顕著で
あったが、本発明品は従来品の約１／３程度の孔食深さ
に止まり、本発明に従う銅合金材料が優れた孔食抑制効
果を有することが認められた。

実施例　２実施例１における従来品及び本発明品（３）をそれぞれ
用いて、その機械的性質、加工性、ろう付は性について
３周べた。

なお、機械的性質は、インストロン引張試Ｍｉによって
引張強さ及び伸びを、マイクロビッカース硬さ試験機に
よって硬さをそれぞれ測定することにより、評価した。

また、加工性は、それぞれの合金鋳塊から試料（直径：
２５鶴、高さ２２５Ｍ）を切り出し、９５０〜６５０℃
に加熱後、直にタップマシンにより高さ：ｌＱ＊ｍまで
鍛造し、その割れ怒受性を調べることにより、評価した
。

さらに、ろう付は性については、それぞれの合金を厚さ
ｌ　ｗの板に加工し、一定量の錫銀ろうをその上に置き
、加熱して、該ろうの広がり性を調べて、評価した。

その結果を下記第２表に示す。なお、この第２表の結果
から明らかなように、本発明品の諸性質は従来品と同様
であり、配管材料としての有用な性能を有していること
が認められた。

実施例　３下記第３表に示される種々なる合金組成よりなる銅合金
を、黒鉛坩堝にてそれぞれ高周波溶解せしめ、そしてそ
れを金型に鋳造して、１５０ｗｘ２００ｕｘ厚み３０鶴
のスラブを得た。次いで、それぞれのスラブを面前し、
更に熱間圧延（７５０℃）、冷間圧延、中間焼鈍を施し
た後、更なる冷間圧延にて、板厚が０．８鶴の板に仕上
げた。この得られた板から１００鰭ｘ２ＱＱｍｍＸ０．
８ｍｌの浸漬腐食試験用サンプルを採取し、前記実施例
１において用いたのと同様な高温水腐食試験装置のボイ
ラー内に浸漬し、そして２ケ月を経た後、それぞれのサ
ンプルにおける孔食深さを測定した。

得られた孔食深さ結果を下記第３表に併わせで示すが、
本発明に従って、Ｃｕ−Ｎ１−Ｐに加えてＦｅが添加さ
れた場合、或いは脱酸剤としてのＳｔＳＭｎ、Ｃａが所
定量残存している場合において、その孔食深さは従来合
金に比べて小さくなっており、且つＣｕ−Ｎ１−Ｐ三元
合金のそれと大差ないことが明らかである。また、Ｆｅ
の添加は耐潰食性を高めていることが認められる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量で、０．０５％以上、３％未満のＮｉを含み
、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる給水給湯配管
用銅合金材料。
（２）重量で、０．０５％以上、３％未満のＮｉを含み
、且つ０．００４〜０．０４％のＰ及び／又は０．０２
〜０．５％のＦｅを含む、残部がＣｕ及び不可避的不純
物からなる給水給湯配管用銅合金材料。