JPS619968A - 高温熱交換用内外フイン付パイプの製造法 - Google Patents
高温熱交換用内外フイン付パイプの製造法Info
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- JPS619968A JPS619968A JP59132484A JP13248484A JPS619968A JP S619968 A JPS619968 A JP S619968A JP 59132484 A JP59132484 A JP 59132484A JP 13248484 A JP13248484 A JP 13248484A JP S619968 A JPS619968 A JP S619968A
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- Japan
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- pipe
- brazing
- heat exchange
- filler metal
- fin material
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0012—Brazing heat exchangers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
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〕
この発明は、すぐれた熱交換効率と高温強度をもった高
温熱交換用内外フィン付パイプの製造法に関するもので
ある。
温熱交換用内外フィン付パイプの製造法に関するもので
ある。
従来、例えば高温燃焼装置用の空気予熱器や外熱式の高
温熱交換器などには、第１図に部分斜視図で例示される
ように、パイプ材１の内外面にフィン材２，３を接合し
た構造を有し、がっ、これらのパイプ材および内外フィ
ン材がオーステナイト系ステンレス鋼あるいはＮｉ基耐
熱合金で構成された高温熱交換用内外フィン付パイプが
用いられている。
温熱交換器などには、第１図に部分斜視図で例示される
ように、パイプ材１の内外面にフィン材２，３を接合し
た構造を有し、がっ、これらのパイプ材および内外フィ
ン材がオーステナイト系ステンレス鋼あるいはＮｉ基耐
熱合金で構成された高温熱交換用内外フィン付パイプが
用いられている。
この従来内外フィン付パイプは、通常、パイプ材ｌ内に
内フィン材２を挿入し、これを機械的にかしめて内フィ
ン２をパイプ材１の内面に接合し５引続いて外フィン材
３をパイプ材１の外面にスパイラルに溶接することによ
って製造されている。
内フィン材２を挿入し、これを機械的にかしめて内フィ
ン２をパイプ材１の内面に接合し５引続いて外フィン材
３をパイプ材１の外面にスパイラルに溶接することによ
って製造されている。
しかし、上記の従来内外フィン付パイプの製造に際して
は、外フィン材の溶接時に発生する熱ひずみによって内
フィン材とパイプ材内面とのかしめか弱くなるばかりで
なく、高温下での長時間使用によっても、このかしめ低
下は促進されるようになることから、熱交換効率の低下
を避けることができないものである。
は、外フィン材の溶接時に発生する熱ひずみによって内
フィン材とパイプ材内面とのかしめか弱くなるばかりで
なく、高温下での長時間使用によっても、このかしめ低
下は促進されるようになることから、熱交換効率の低下
を避けることができないものである。
このようなことから、パイプ材内面への内フィン材の接
合をろう付けにより行なう試みもなされたが、ろう材と
して、融点降下のＵ的でＰ成分やＮｉ成分を多食に含有
するＮｉ基合金が使用されるために、ろう付け接合部の
延性が著しく低くなり、僅かなひずみが加わっても割れ
が発生するようになり、さらにろう付け後に、前記ろう
材中の成分がパイプ材や内フィン材中に拡散して、ろう
付け接合部の融点を上昇させるという効果もほとんど期
待できないことから、この後工程として行なわれるパイ
プ材外面への外フィン材の溶接時に、ろう付け接合部が
溶けてはずれたり、内フィン材のろう付け部に割れが発
生したりする問題が生じ５したがって、熱交換効果が低
く、使用寿命の短かいのを承知の上で、内フィン材がパ
イプ材内面にかしめ接合され、かつ外フィン材がパイプ
材外面に溶接接合された内外フィン付パイプの使用を予
儀なくされているのが現状である。
合をろう付けにより行なう試みもなされたが、ろう材と
して、融点降下のＵ的でＰ成分やＮｉ成分を多食に含有
するＮｉ基合金が使用されるために、ろう付け接合部の
延性が著しく低くなり、僅かなひずみが加わっても割れ
が発生するようになり、さらにろう付け後に、前記ろう
材中の成分がパイプ材や内フィン材中に拡散して、ろう
付け接合部の融点を上昇させるという効果もほとんど期
待できないことから、この後工程として行なわれるパイ
プ材外面への外フィン材の溶接時に、ろう付け接合部が
溶けてはずれたり、内フィン材のろう付け部に割れが発
生したりする問題が生じ５したがって、熱交換効果が低
く、使用寿命の短かいのを承知の上で、内フィン材がパ
イプ材内面にかしめ接合され、かつ外フィン材がパイプ
材外面に溶接接合された内外フィン付パイプの使用を予
儀なくされているのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、熱交換
効率のすぐれた内外フィン付パイプを製造すべく、特に
内フィン材のパイプ材内面へのろう付けに適したろう材
に着目し研究を行なった結果、ろう材として、重量％で
（以下チは重量％を示す）、Ｃｒ：６〜１２％。
効率のすぐれた内外フィン付パイプを製造すべく、特に
内フィン材のパイプ材内面へのろう付けに適したろう材
に着目し研究を行なった結果、ろう材として、重量％で
（以下チは重量％を示す）、Ｃｒ：６〜１２％。
Ｂ：２５〜４５％。
を含有し、さらに必要に応じて
Ｓｉ：０．１〜３チ。
を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有
するろう材を使用すると、前記ろう材は低融点とすぐれ
た耐酸化性を有し、かつろう付け時に、前記ろう材を構
成する成分が、オーステナイト系ステンレス鋼あるいは
Ｎｉ基耐熱合金で構成されたパイプ材や内フィン材中に
拡散して、これら部材のろう付け接合部の融点を上げる
ばかシでなく、高温強度と延性のすぐれたろう付け接合
部を形成するようになり、この結果後工程の同種材質の
外フィン材の溶接に際しても５内フィン材のろう付け部
に割れやはがれの発生がなく、シたがってすぐれた熱交
換効率と高温強度をもった内外フィン材付パイプが得ら
れるようになるという知見を得たのである。
するろう材を使用すると、前記ろう材は低融点とすぐれ
た耐酸化性を有し、かつろう付け時に、前記ろう材を構
成する成分が、オーステナイト系ステンレス鋼あるいは
Ｎｉ基耐熱合金で構成されたパイプ材や内フィン材中に
拡散して、これら部材のろう付け接合部の融点を上げる
ばかシでなく、高温強度と延性のすぐれたろう付け接合
部を形成するようになり、この結果後工程の同種材質の
外フィン材の溶接に際しても５内フィン材のろう付け部
に割れやはがれの発生がなく、シたがってすぐれた熱交
換効率と高温強度をもった内外フィン材付パイプが得ら
れるようになるという知見を得たのである。
したがって、この発明は、上記知見にもとづいてなされ
たものであって、パイプ材および内外フィン材がオース
テナイト系ステンレス鋼あるいはＮｉ基耐熱合金で構成
された高温熱交換用内外フィン付パイプを製造するに際
して、 前記外フィン材の前記パイプ材外面への溶接接合に先だ
って、前記パイプ材内面への前記内フィン材の接合をろ
う付け接合により行ない、かつ、このろう付け接合に５ Ｃｒ：６〜２０チ。
たものであって、パイプ材および内外フィン材がオース
テナイト系ステンレス鋼あるいはＮｉ基耐熱合金で構成
された高温熱交換用内外フィン付パイプを製造するに際
して、 前記外フィン材の前記パイプ材外面への溶接接合に先だ
って、前記パイプ材内面への前記内フィン材の接合をろ
う付け接合により行ない、かつ、このろう付け接合に５ Ｃｒ：６〜２０チ。
Ｂ：２．５〜４５％。
を含有し５さらに必要に応じて、
Ｓｉ：０．１〜３％。
を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有
するろう材を用いる点に特徴を有するものである。
するろう材を用いる点に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の方法において、ろう材の成分組成を
上記の通りに限定した理由を説明する。
上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） ＣｒおよびＢ
これらの成分には、いずれも共存した状態で。
ろう材の融点を下げると共Ｋ、耐酸化性を向上させ、さ
らにろう付け時にパイプ材および内フィン材中に容易に
拡散して、その融点を上昇させるほか、ろう付け接合部
に強度と延性を付与する作用があるが、その含有量が、
それぞれＣｒ：６％未満およびＢ：２５％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方Ｃｒ：２０チおよび
Ｂ：４．５チをそれぞれ越えて含有させると、ろう付け
接合部の延性が低下するようＫなり、割れが発生し易く
なることから、その含有量をそれぞれＣｒ：６〜２０チ
、Ｂ：２．５〜４５チと定めた。
らにろう付け時にパイプ材および内フィン材中に容易に
拡散して、その融点を上昇させるほか、ろう付け接合部
に強度と延性を付与する作用があるが、その含有量が、
それぞれＣｒ：６％未満およびＢ：２５％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方Ｃｒ：２０チおよび
Ｂ：４．５チをそれぞれ越えて含有させると、ろう付け
接合部の延性が低下するようＫなり、割れが発生し易く
なることから、その含有量をそれぞれＣｒ：６〜２０チ
、Ｂ：２．５〜４５チと定めた。
（ｂ） ５ｉ
Ｎｉ成分には、ろう材の融点を一段と下げると共に、耐
酸化性を向上させる作用があるので、特にこれらの特性
が要求される場合に必要に応じて含有されるが、その含
有量が０１％未満では前記作用に所望の向上効果が得ら
れず、一方３％を越えて含有させると、ろう付け接合部
の延性が低下するようになることから、その含有量を０
１〜３％と定めた。
酸化性を向上させる作用があるので、特にこれらの特性
が要求される場合に必要に応じて含有されるが、その含
有量が０１％未満では前記作用に所望の向上効果が得ら
れず、一方３％を越えて含有させると、ろう付け接合部
の延性が低下するようになることから、その含有量を０
１〜３％と定めた。
なお、この発明の方法におけるパイプ材内面への内フィ
ン材のろう付けは、まず内フィン材のパイプ材内面への
ろう付け接合部あるいはその近辺部分に、上記のろう材
を粉末として、これを塗布するか５上記のろう材を箔状
とし、バイープ材内への内フィン材挿入時に５この箔状
ろう材をろう付け接合部にはさみ込み、このようにして
パイプ材内に内フィン材を挿入した後、パイプ材を引抜
き加工して両部材のろう付け接合部を密着させ、引続い
て真空中あるいは非酸化性雰囲気中で、ろう付けのため
の加熱を施すことによって行なうことができる。
ン材のろう付けは、まず内フィン材のパイプ材内面への
ろう付け接合部あるいはその近辺部分に、上記のろう材
を粉末として、これを塗布するか５上記のろう材を箔状
とし、バイープ材内への内フィン材挿入時に５この箔状
ろう材をろう付け接合部にはさみ込み、このようにして
パイプ材内に内フィン材を挿入した後、パイプ材を引抜
き加工して両部材のろう付け接合部を密着させ、引続い
て真空中あるいは非酸化性雰囲気中で、ろう付けのため
の加熱を施すことによって行なうことができる。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。
る。
第１図に示されるように、断面形状が十字星形を有し、
かつ最大外径：８鵡φ×肉厚：０３朋の寸法をもったＪ
ＩＳ−８ｔＪＳ３１６，３０４．および３１６Ｌ（オー
ステナイト系ステンレス鋼）製の内フィン材、それぞれ
第１表に示される寸法をもち、かつ５ＵＳ３１６．ハス
テロイＸ、およびインコネル６００で構成されたバイブ
材、およびそれぞれ第１表に示される成分組成を有し、
かつ幅：２５１１Ｘ厚さ：Ｑ、Ｑ；３５ｕの寸法をもっ
た箔状ろう材テープを用意し、これら部材を同じく第１
表に示される組合せにて、内フィン材を、その外周面を
箔状ろう材テープで巻いた状態でパイプ材内に挿入し、
ついでこれに引抜き加工を施して、その外径をＩＢ細く
することＫよってパイプ材、箔状ろう材、および内フィ
ン材を密着させ。
かつ最大外径：８鵡φ×肉厚：０３朋の寸法をもったＪ
ＩＳ−８ｔＪＳ３１６，３０４．および３１６Ｌ（オー
ステナイト系ステンレス鋼）製の内フィン材、それぞれ
第１表に示される寸法をもち、かつ５ＵＳ３１６．ハス
テロイＸ、およびインコネル６００で構成されたバイブ
材、およびそれぞれ第１表に示される成分組成を有し、
かつ幅：２５１１Ｘ厚さ：Ｑ、Ｑ；３５ｕの寸法をもっ
た箔状ろう材テープを用意し、これら部材を同じく第１
表に示される組合せにて、内フィン材を、その外周面を
箔状ろう材テープで巻いた状態でパイプ材内に挿入し、
ついでこれに引抜き加工を施して、その外径をＩＢ細く
することＫよってパイプ材、箔状ろう材、および内フィ
ン材を密着させ。
この結果のパイプ材を長さ：５５０１１ｊＩに切断して
ろう付け炉内に装入し、真空中５温度：１１００℃に３
０分間保持の条件でろう付け処理を施し、ろう付け後、
別途用意した。５ＵＳ３１６および５ＵＳ３１０で構成
され、かり幅゛３鴎×肉厚。
ろう付け炉内に装入し、真空中５温度：１１００℃に３
０分間保持の条件でろう付け処理を施し、ろう付け後、
別途用意した。５ＵＳ３１６および５ＵＳ３１０で構成
され、かり幅゛３鴎×肉厚。
０、３ Ｋｌの寸法をもった外フィン材を、同じく第１
表に示される組合せＫて、パイプ材の外周面にそって２
．５ ｕのピッチで高周波電流を用いて連続的に溶接（
抵抗溶接）することによって本発明法１〜８をそれぞれ
実施した。
表に示される組合せＫて、パイプ材の外周面にそって２
．５ ｕのピッチで高周波電流を用いて連続的に溶接（
抵抗溶接）することによって本発明法１〜８をそれぞれ
実施した。
凍た。比較の目的で、上記の箔状ろう材を用いない以外
は同一の条件で従来法１〜３をそれぞれ行なった。
は同一の条件で従来法１〜３をそれぞれ行なった。
ついで、この結果得られた各種の内外フィン付パイプに
ついて、初期熱通過率を測定した後、これらのパイプを
、 パイプ外面を流れるガス温度：６００℃。
ついて、初期熱通過率を測定した後、これらのパイプを
、 パイプ外面を流れるガス温度：６００℃。
パイプ外面を流れるガス流速： １０ ｍ／ｓｅｃ 。
パイプ内面を流れる水（室温）の流速：２ｍ／ｓｅｅ。
保持時間：１０分。
の環境下に置き、これを１サイクルとして１０００サイ
クル行ない、この繰シ返し加熱後の熱通過率を測定し、
その低下率を算出した。これらの結果を第１表に示した
。
クル行ない、この繰シ返し加熱後の熱通過率を測定し、
その低下率を算出した。これらの結果を第１表に示した
。
第１表に示される結果から明らかなように１本発明法１
〜８によって製造された内外フィン付パイプにおいては
、外フィン材の溶接時や、さらに繰り返し熱サイクルの
付加によってもパイプ材と内フィン材とのろう付け接合
部に剥離や割れなどの発生がないので、すぐれた熱交換
効率と高温強度を著しく長期に亘って保持するのに対し
て、従来法１〜３によって製造された内外フィン付パイ
プは溶接時や、付加された熱サイクルによって発生した
熱ひずみによってパイプ材と内フィン材との接合が低下
するので、熱交換効率の低下は避けられないものである
。
〜８によって製造された内外フィン付パイプにおいては
、外フィン材の溶接時や、さらに繰り返し熱サイクルの
付加によってもパイプ材と内フィン材とのろう付け接合
部に剥離や割れなどの発生がないので、すぐれた熱交換
効率と高温強度を著しく長期に亘って保持するのに対し
て、従来法１〜３によって製造された内外フィン付パイ
プは溶接時や、付加された熱サイクルによって発生した
熱ひずみによってパイプ材と内フィン材との接合が低下
するので、熱交換効率の低下は避けられないものである
。
上述のように、この発明の方法によれば、外フィン材の
溶接時や、高温での使用時に際しても、パイプ材と内フ
ィン材とのろう付け接合部に剥離や割れの発生のない内
外フィン付パイプを製造することができ５したがってこ
の結果得られた内外フィン付パイプは著しく長期に亘っ
てすぐれた熱交換効率と高温強度を保持するのである。
溶接時や、高温での使用時に際しても、パイプ材と内フ
ィン材とのろう付け接合部に剥離や割れの発生のない内
外フィン付パイプを製造することができ５したがってこ
の結果得られた内外フィン付パイプは著しく長期に亘っ
てすぐれた熱交換効率と高温強度を保持するのである。
第１図は内外フィン付パイプの部分斜視図である。図面
において、 ｌ・・・パイプ材、 ２・・・内フィン材、３・
・外フィン材。
において、 ｌ・・・パイプ材、 ２・・・内フィン材、３・
・外フィン材。
Claims (2)
- （１）パイプ材および内外フィン材がオーステナイト系
ステンレス鋼あるいはＮｉ基耐熱合金で構成された高温
熱交換用内外フィン付パイプを製造するに際して、 前記外フィン材の前記パイプ材外面への溶接接合に先だ
つて、前記パイプ材内面への前記内フィン材の接合をろ
う付け接合により行ない、かつ、このろう付け接合に、 Ｃｒ：６〜２０％、 Ｂ：２．５〜４．５％、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有するろう材を用いることを特徴とする高
温熱交換用内外フィン付パイプの製造法。 - （２）パイプ材および内外フィン材がオーステナイト系
ステンレス鋼あるいはＮｉ基耐熱合金で構成された高温
熱交換用内外フィン付パイプを製造するに際して、 前記外フィン材の前記パイプ材外面への溶接接合に先だ
つて、前記パイプ材内面への前記内フィン材の接合をろ
う付け接合により行ない、かつこのろう付け接合に、 Ｃｒ：６〜２０％、 Ｂ：２．５〜４．５％、 を含有し、さらに、 Ｓｉ：０．１〜３％、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有するろう材を用いることを特徴とする高
温熱交換用内外フィン付パイプの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59132484A JPS619968A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 高温熱交換用内外フイン付パイプの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59132484A JPS619968A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 高温熱交換用内外フイン付パイプの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619968A true JPS619968A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH0469026B2 JPH0469026B2 (ja) | 1992-11-05 |
Family
ID=15082452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59132484A Granted JPS619968A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 高温熱交換用内外フイン付パイプの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS619968A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002022299A1 (en) * | 2000-09-15 | 2002-03-21 | Honeywell International Inc. | Heat exchanger manufacturing methods and brazing filler metal compositions useful therein |
| JP2003512177A (ja) * | 1999-10-25 | 2003-04-02 | アライドシグナル インコーポレイテッド | ろう付けされた多重チャネル構造物の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5277854A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-30 | United Technologies Corp | Construct made by diffusion joining |
| JPS5844962A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-16 | ソシエテ・ナシオナル・デテユ−ド・エ・ドウ・コンストリユクシオン・ドウ・モト−ル・ダヴイアシオン“エス・エヌ・ウ・セ・エム・ア−” | 耐熱超合金部材の拡散接合方法 |
| JPS5882631A (ja) * | 1981-10-17 | 1983-05-18 | ロ−ルス・ロイス・ピ−エルシ− | 超合金製品の亀裂充填法 |
| JPS5961583A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-07 | Toshiba Corp | ニツケル基耐熱合金の接合方法 |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP59132484A patent/JPS619968A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5277854A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-30 | United Technologies Corp | Construct made by diffusion joining |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003512177A (ja) * | 1999-10-25 | 2003-04-02 | アライドシグナル インコーポレイテッド | ろう付けされた多重チャネル構造物の製造方法 |
| WO2002022299A1 (en) * | 2000-09-15 | 2002-03-21 | Honeywell International Inc. | Heat exchanger manufacturing methods and brazing filler metal compositions useful therein |
| US6749104B2 (en) | 2000-09-15 | 2004-06-15 | Anatol Rabinkin | Heat exchanger manufacturing methods and brazing filler metal compositions useful therein, characterized by low nickel leaching rates |
| KR100786880B1 (ko) * | 2000-09-15 | 2007-12-20 | 메트글라스, 인코포레이티드 | 열교환기 및 브레이징된 조립체를 포함하는 장치의 제조방법, 2 이상의 부품들을 접합하는 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0469026B2 (ja) | 1992-11-05 |
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