JPH08269753A - 耐食性に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交換器、それらの製造方法、熱交換器に施される耐食性皮膜の形成方法、並びに熱交換器の使用方法 - Google Patents
耐食性に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交換器、それらの製造方法、熱交換器に施される耐食性皮膜の形成方法、並びに熱交換器の使用方法Info
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- JPH08269753A JPH08269753A JP7416695A JP7416695A JPH08269753A JP H08269753 A JPH08269753 A JP H08269753A JP 7416695 A JP7416695 A JP 7416695A JP 7416695 A JP7416695 A JP 7416695A JP H08269753 A JPH08269753 A JP H08269753A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食性に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材を提
供する。 【構成】 熱交換器用Ａｌ合金部材の表面に、Ａｌの酸
化物および／またはＡｌの水酸化物を主体とし、且つＡ
ｌより卑な金属元素を少なくとも１種含有する耐食性皮
膜が形成されたものである耐食性に優れた熱交換器用Ａ
ｌ合金部材である。ここで、Ａｌより卑な金属元素は、
Ｍｇ，ＬｉまたはＣａであることが好ましい。
供する。 【構成】 熱交換器用Ａｌ合金部材の表面に、Ａｌの酸
化物および／またはＡｌの水酸化物を主体とし、且つＡ
ｌより卑な金属元素を少なくとも１種含有する耐食性皮
膜が形成されたものである耐食性に優れた熱交換器用Ａ
ｌ合金部材である。ここで、Ａｌより卑な金属元素は、
Ｍｇ，ＬｉまたはＣａであることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性に優れた熱交換
器用Ａｌ合金部材およびその製造方法、並びに耐食性に
優れたＡｌ合金製熱交換器およびその製造方法に関する
ものである。本発明のなかには、上記Ａｌ合金製熱交換
器に施される耐食性皮膜の形成方法および該Ａｌ合金製
熱交換器の使用方法も包含される。本発明のＡｌ合金部
材は、熱媒体として地下水や河川等の硬水を使用する熱
交換器に好適に用いられる。
器用Ａｌ合金部材およびその製造方法、並びに耐食性に
優れたＡｌ合金製熱交換器およびその製造方法に関する
ものである。本発明のなかには、上記Ａｌ合金製熱交換
器に施される耐食性皮膜の形成方法および該Ａｌ合金製
熱交換器の使用方法も包含される。本発明のＡｌ合金部
材は、熱媒体として地下水や河川等の硬水を使用する熱
交換器に好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ合金製の熱交換器は、軽量で、且つ
熱伝導性や切削加工性等に優れるという特性を有する
他、押出材等の形材を使用することができるため、現場
での作業性が良く、従って非常に多く使用されている。
この熱交換器に用いられる熱媒体としては、安価で且つ
無害であるという理由により、工業地帯等に豊富に存在
する地下水や河川等の硬水が主に使用されている。
熱伝導性や切削加工性等に優れるという特性を有する
他、押出材等の形材を使用することができるため、現場
での作業性が良く、従って非常に多く使用されている。
この熱交換器に用いられる熱媒体としては、安価で且つ
無害であるという理由により、工業地帯等に豊富に存在
する地下水や河川等の硬水が主に使用されている。
【０００３】しかしながら、熱媒体として有用な硬水中
には、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硫酸イオン等の酸
化性陰イオン；Ｆｅ3+やＣｕ2+等の高原子価金属イオン
等が多量に含まれている。これらのイオンは酸化剤とし
て作用し、例えば溶液の局部的不均一等が原因となっ
て、Ａｌ合金の自然電位が部分的に上昇し、局部電池を
形成する。そして、Ａｌの自然電位が孔食発生電位を超
えると腐食を起こし、その結果、Ａｌ合金における典型
的な腐食の一つである孔食を招いて熱媒体の水漏れや応
力腐食割れを生じる等、熱交換器の運転に当たって大き
な弊害をもたらす様になる。
には、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硫酸イオン等の酸
化性陰イオン；Ｆｅ3+やＣｕ2+等の高原子価金属イオン
等が多量に含まれている。これらのイオンは酸化剤とし
て作用し、例えば溶液の局部的不均一等が原因となっ
て、Ａｌ合金の自然電位が部分的に上昇し、局部電池を
形成する。そして、Ａｌの自然電位が孔食発生電位を超
えると腐食を起こし、その結果、Ａｌ合金における典型
的な腐食の一つである孔食を招いて熱媒体の水漏れや応
力腐食割れを生じる等、熱交換器の運転に当たって大き
な弊害をもたらす様になる。
【０００４】そこで、この様な腐食に基づく弊害を抑制
することを目的として、熱媒体中へ防食インヒビターを
添加する方法が実施されているが、コストが上昇する
他、これらのインヒビターには有害物質が多いので、廃
液処理が困難である等の問題が生じる。あるいは、Ａｌ
合金部材の表面に有機樹脂をコーティングして防食作用
を向上させる方法も試みられているが、コーティングに
当たって熱交換面積を拡大させる必要があり、それに伴
って設計上の複雑変更や熱伝達効率の低下等の問題を招
くと共に、コストが上昇する等の不都合を生じる。
することを目的として、熱媒体中へ防食インヒビターを
添加する方法が実施されているが、コストが上昇する
他、これらのインヒビターには有害物質が多いので、廃
液処理が困難である等の問題が生じる。あるいは、Ａｌ
合金部材の表面に有機樹脂をコーティングして防食作用
を向上させる方法も試みられているが、コーティングに
当たって熱交換面積を拡大させる必要があり、それに伴
って設計上の複雑変更や熱伝達効率の低下等の問題を招
くと共に、コストが上昇する等の不都合を生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであり、その目的は、耐食性
に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交
換器、並びにこれらを効率よく製造することのできる方
法を提供すると共に、高耐食性を維持しつつ該熱交換器
を運転する方法等も合わせて提供することにある。
情に着目してなされたものであり、その目的は、耐食性
に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交
換器、並びにこれらを効率よく製造することのできる方
法を提供すると共に、高耐食性を維持しつつ該熱交換器
を運転する方法等も合わせて提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の熱交換器用Ａｌ合金部材は、熱交換器
用Ａｌ合金部材の表面に、Ａｌの酸化物および／または
Ａｌの水酸化物を主体とし、且つＡｌより卑な金属元素
を少なくとも１種含有する耐食性皮膜（以下、耐食性皮
膜と略記する場合がある）が形成されたところに要旨を
有する。
のできた本発明の熱交換器用Ａｌ合金部材は、熱交換器
用Ａｌ合金部材の表面に、Ａｌの酸化物および／または
Ａｌの水酸化物を主体とし、且つＡｌより卑な金属元素
を少なくとも１種含有する耐食性皮膜（以下、耐食性皮
膜と略記する場合がある）が形成されたところに要旨を
有する。
【０００７】ここで、上記Ａｌより卑な金属元素がＭ
ｇ，ＬｉまたはＣａであるもの、および上記耐食性皮膜
の膜厚が０．２μｍ以上であるものは本発明の好適な実
施態である。また、上記課題を解決することのできた本
発明のＡｌ合金製熱交換器は、熱交換器用Ａｌ合金部材
の表面に、上記耐食性皮膜が形成されたところに要旨を
有する。
ｇ，ＬｉまたはＣａであるもの、および上記耐食性皮膜
の膜厚が０．２μｍ以上であるものは本発明の好適な実
施態である。また、上記課題を解決することのできた本
発明のＡｌ合金製熱交換器は、熱交換器用Ａｌ合金部材
の表面に、上記耐食性皮膜が形成されたところに要旨を
有する。
【０００８】本発明の熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡ
ｌ合金製熱交換器を製造する方法は、Ａｌより卑な金属
元素を少なくとも１種含有する溶液中に熱交換器用Ａｌ
合金部材を浸漬することによって、その表面に、上記耐
食性皮膜を形成するところに要旨を有する。
ｌ合金製熱交換器を製造する方法は、Ａｌより卑な金属
元素を少なくとも１種含有する溶液中に熱交換器用Ａｌ
合金部材を浸漬することによって、その表面に、上記耐
食性皮膜を形成するところに要旨を有する。
【０００９】ここで、本発明のＡｌ合金製熱交換器を製
造するに当たっては、上記方法の他、Ａｌ合金製熱交換
器を、熱媒体である硬水中に浸漬しながら運転すること
によって、その表面に、上記耐食性皮膜を形成する方法
も採用される。用いられる溶液として好ましいのは硬水
である。
造するに当たっては、上記方法の他、Ａｌ合金製熱交換
器を、熱媒体である硬水中に浸漬しながら運転すること
によって、その表面に、上記耐食性皮膜を形成する方法
も採用される。用いられる溶液として好ましいのは硬水
である。
【００１０】また、上記耐食性皮膜の形成方法は、Ａｌ
合金製熱交換器を運転しながら、Ａｌより卑な金属元素
を少なくとも１種含有させた熱媒体中に該熱交換器を浸
漬することによって、その表面に、上記耐食性皮膜を形
成するところに要旨を有する。用いられる熱媒体として
好ましいのは硬水である。
合金製熱交換器を運転しながら、Ａｌより卑な金属元素
を少なくとも１種含有させた熱媒体中に該熱交換器を浸
漬することによって、その表面に、上記耐食性皮膜を形
成するところに要旨を有する。用いられる熱媒体として
好ましいのは硬水である。
【００１１】更に、本発明のＡｌ合金製熱交換器を使用
する方法は、Ａｌ合金製熱交換器を運転しながら、少な
くとも１種のＡｌより卑な金属元素を合計で０．０１ｍ
ｏｌ／Ｌ以上含有する熱媒体中に該熱交換器を浸漬する
ことによって、その表面に、上記耐食性皮膜を形成させ
つつ操業するところに要旨を有する。熱媒体として好ま
しいのは硬水である。
する方法は、Ａｌ合金製熱交換器を運転しながら、少な
くとも１種のＡｌより卑な金属元素を合計で０．０１ｍ
ｏｌ／Ｌ以上含有する熱媒体中に該熱交換器を浸漬する
ことによって、その表面に、上記耐食性皮膜を形成させ
つつ操業するところに要旨を有する。熱媒体として好ま
しいのは硬水である。
【００１２】
【作用】上述した様に、熱交換器用熱媒体として好適に
用いられる硬水中には、炭酸水素イオン等の酸化性陰イ
オン；Ｆｅ3+やＣｕ2+等の高原子価金属イオン等が多量
に含まれているので、それらの酸化作用により、Ａｌ合
金の自然電位が上昇して腐食（特に孔食）が生じると考
えられる。
用いられる硬水中には、炭酸水素イオン等の酸化性陰イ
オン；Ｆｅ3+やＣｕ2+等の高原子価金属イオン等が多量
に含まれているので、それらの酸化作用により、Ａｌ合
金の自然電位が上昇して腐食（特に孔食）が生じると考
えられる。
【００１３】そこで、Ａｌ合金部材の自然電位を低下さ
せる方法について本発明者等が検討したところ、Ａｌよ
り卑な金属元素（例えばＭｇ，Ｌｉ，Ｃａ等）を含有す
る皮膜をその表面に形成することによって、腐食に悪影
響を及ぼす上記酸化剤の作用を抑制すれば腐食を抑える
ことができることを見出して本発明を完成したのであ
る。
せる方法について本発明者等が検討したところ、Ａｌよ
り卑な金属元素（例えばＭｇ，Ｌｉ，Ｃａ等）を含有す
る皮膜をその表面に形成することによって、腐食に悪影
響を及ぼす上記酸化剤の作用を抑制すれば腐食を抑える
ことができることを見出して本発明を完成したのであ
る。
【００１４】即ち本発明は、Ａｌ合金部材の表面に、Ａ
ｌの酸化物および／またはＡｌの水酸化物を主体とし、
且つＡｌより卑な金属元素を少なくとも１種含有する高
耐食性皮膜（以下、再び耐食性皮膜で代表することがあ
る）を形成する点に最大の特徴を有する。詳細には、Ａ
ｌより卑な金属元素を含有する水溶性塩の水溶液をｐＨ
調整した後、この溶液にＡｌ合金部材を所定時間浸漬す
れば、その表面に上記耐食性皮膜が形成されるのであ
る。この様に上記耐食性皮膜は浸漬処理のみで容易に成
膜できると共に、熱交換器の運転中であっても熱媒体中
に上記金属元素を含む水溶性塩を添加すれば速やかに成
膜できることから、製造効率の面においても稼働効率の
面においても非常に優れた方法であることが分かる。更
に、一旦形成された耐食性皮膜は、酸化剤に対するバリ
ヤー層としての作用がＡｌ2 Ｏ3 単独の場合に比べてよ
り強く発揮する結果、炭酸イオン等の酸化剤を含有する
地下水を熱媒体として用いて熱交換を行った場合であっ
ても、優れた耐食作用を発揮することができるのであ
る。以下、この耐食性皮膜を形成する過程を順次説明し
ていきながら本発明の特徴を述べていく。
ｌの酸化物および／またはＡｌの水酸化物を主体とし、
且つＡｌより卑な金属元素を少なくとも１種含有する高
耐食性皮膜（以下、再び耐食性皮膜で代表することがあ
る）を形成する点に最大の特徴を有する。詳細には、Ａ
ｌより卑な金属元素を含有する水溶性塩の水溶液をｐＨ
調整した後、この溶液にＡｌ合金部材を所定時間浸漬す
れば、その表面に上記耐食性皮膜が形成されるのであ
る。この様に上記耐食性皮膜は浸漬処理のみで容易に成
膜できると共に、熱交換器の運転中であっても熱媒体中
に上記金属元素を含む水溶性塩を添加すれば速やかに成
膜できることから、製造効率の面においても稼働効率の
面においても非常に優れた方法であることが分かる。更
に、一旦形成された耐食性皮膜は、酸化剤に対するバリ
ヤー層としての作用がＡｌ2 Ｏ3 単独の場合に比べてよ
り強く発揮する結果、炭酸イオン等の酸化剤を含有する
地下水を熱媒体として用いて熱交換を行った場合であっ
ても、優れた耐食作用を発揮することができるのであ
る。以下、この耐食性皮膜を形成する過程を順次説明し
ていきながら本発明の特徴を述べていく。
【００１５】まず、Ａｌより卑な金属元素としては、Ｍ
ｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ等
が挙げられるが、耐食性、水溶性塩の形成し易さ、低コ
スト、繁用性等を考慮すれば、Ｍｇ，ＣａおよびＬｉが
好ましく、より好ましいのはＭｇおよびＬｉである。こ
れらの金属元素は、それぞれ単独で用いてもよく、ある
いは２種以上併用してもよい。
ｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ等
が挙げられるが、耐食性、水溶性塩の形成し易さ、低コ
スト、繁用性等を考慮すれば、Ｍｇ，ＣａおよびＬｉが
好ましく、より好ましいのはＭｇおよびＬｉである。こ
れらの金属元素は、それぞれ単独で用いてもよく、ある
いは２種以上併用してもよい。
【００１６】次に、上記金属元素を水溶性塩の形態で溶
液中に含有させる訳であるが、この水溶性塩の存在形態
は、使用する金属の種類に応じて、硫酸塩、水酸塩、炭
酸塩、炭酸水素塩等の如く、溶解し易い形態を適宜選択
することが好ましい。例えば、Ｍｇの場合はＭｇＳＯ4
等、Ｃａの場合はＣａ（ＨＣＯ3 ）2 等、Ｌｉの場合は
ＬｉＣＯ3 等の様な塩の形態とすることが好ましい。
液中に含有させる訳であるが、この水溶性塩の存在形態
は、使用する金属の種類に応じて、硫酸塩、水酸塩、炭
酸塩、炭酸水素塩等の如く、溶解し易い形態を適宜選択
することが好ましい。例えば、Ｍｇの場合はＭｇＳＯ4
等、Ｃａの場合はＣａ（ＨＣＯ3 ）2 等、Ｌｉの場合は
ＬｉＣＯ3 等の様な塩の形態とすることが好ましい。
【００１７】次いで、上記金属元素の水溶性塩を含有す
る水溶液を好適なｐＨに調整した後、この溶液中に熱交
換器用Ａｌ合金部材を所定時間浸漬することにより耐食
性皮膜を形成する。
る水溶液を好適なｐＨに調整した後、この溶液中に熱交
換器用Ａｌ合金部材を所定時間浸漬することにより耐食
性皮膜を形成する。
【００１８】本発明においては、上記耐食性皮膜の膜厚
を制御することにより、耐食作用を高めることができ
る。即ち、皮膜の途切れを生じさせることなく、上述し
た金属元素の添加による耐食作用を有効に発揮させるに
は、上記皮膜の膜厚を０．２μｍ以上とすることが好ま
しい。より好ましいのは２μｍ以上である。しかしなが
ら、多量に形成しても、その効果は飽和するだけであっ
て経済的に無駄であるばかりか、皮膜表面にパウダリン
グが生じる恐れがあるため、その上限を７μｍ以下とす
ることが好ましい。より好ましいのは４μｍ以下であ
る。
を制御することにより、耐食作用を高めることができ
る。即ち、皮膜の途切れを生じさせることなく、上述し
た金属元素の添加による耐食作用を有効に発揮させるに
は、上記皮膜の膜厚を０．２μｍ以上とすることが好ま
しい。より好ましいのは２μｍ以上である。しかしなが
ら、多量に形成しても、その効果は飽和するだけであっ
て経済的に無駄であるばかりか、皮膜表面にパウダリン
グが生じる恐れがあるため、その上限を７μｍ以下とす
ることが好ましい。より好ましいのは４μｍ以下であ
る。
【００１９】この様な好適な耐食性皮膜の膜厚は、浸漬
条件をコントロールすることによって得られる。具体的
には、浸漬時間、浸漬温度、使用する金属イオンの濃度
等を適宜変化させることによって、所望の膜厚を得るの
である。
条件をコントロールすることによって得られる。具体的
には、浸漬時間、浸漬温度、使用する金属イオンの濃度
等を適宜変化させることによって、所望の膜厚を得るの
である。
【００２０】具体的には、例えば膜厚：３〜４μｍのＭ
ｇ含有皮膜を形成する場合には、水溶性塩としてＭｇＳ
Ｏ4 （Ｍｇイオン濃度：０．０１〜０．０５ｍｏｌ／
Ｌ）、ｐＨ：６〜７、浸漬温度：６０〜９０℃、処理時
間：１５〜１２０分とすることが好ましい。
ｇ含有皮膜を形成する場合には、水溶性塩としてＭｇＳ
Ｏ4 （Ｍｇイオン濃度：０．０１〜０．０５ｍｏｌ／
Ｌ）、ｐＨ：６〜７、浸漬温度：６０〜９０℃、処理時
間：１５〜１２０分とすることが好ましい。
【００２１】この様にして形成された耐食性皮膜中、上
記金属元素がどの様な形態で存在しているかは詳細には
不明であるが、いずれにせよ上記耐食性皮膜には、Ａｌ
の酸化物および／またはＡｌの水酸化物を主体とし、且
つＡｌより卑な金属元素を少なくとも１種含有してお
り、この様な膜を有する本発明のＡｌ合金部材および熱
交換器は、従来例（本発明による耐食性皮膜が施されて
いないもの）に比べて非常に優れた耐食性を発揮するこ
とができるのである。
記金属元素がどの様な形態で存在しているかは詳細には
不明であるが、いずれにせよ上記耐食性皮膜には、Ａｌ
の酸化物および／またはＡｌの水酸化物を主体とし、且
つＡｌより卑な金属元素を少なくとも１種含有してお
り、この様な膜を有する本発明のＡｌ合金部材および熱
交換器は、従来例（本発明による耐食性皮膜が施されて
いないもの）に比べて非常に優れた耐食性を発揮するこ
とができるのである。
【００２２】そして上記耐食性皮膜は、熱交換器用Ａｌ
合金部材をＡｌより卑な金属元素の水溶性塩を含む水溶
液（単に溶液と略記する場合がある）中に浸漬すること
等によって容易に形成されるので、非常に簡単で効率の
良い方法と言える。
合金部材をＡｌより卑な金属元素の水溶性塩を含む水溶
液（単に溶液と略記する場合がある）中に浸漬すること
等によって容易に形成されるので、非常に簡単で効率の
良い方法と言える。
【００２３】なお、この耐食性皮膜を熱交換器用Ａｌ合
金部材の表面に形成する（即ち、溶液中に浸漬する）時
期としては特に限定されず、 熱交換器の組立前に、Ａｌ合金部材を溶液中に浸漬し
ても良いし、 熱交換器（耐食性皮膜処理なし）を組立ててから、溶
液中に浸漬させても良いし、あるいは、 熱交換器（耐食性皮膜処理なし）を組立てた後、熱媒
体である硬水中に浸漬しながら運転することによって耐
食性皮膜を形成させても良い。
金部材の表面に形成する（即ち、溶液中に浸漬する）時
期としては特に限定されず、 熱交換器の組立前に、Ａｌ合金部材を溶液中に浸漬し
ても良いし、 熱交換器（耐食性皮膜処理なし）を組立ててから、溶
液中に浸漬させても良いし、あるいは、 熱交換器（耐食性皮膜処理なし）を組立てた後、熱媒
体である硬水中に浸漬しながら運転することによって耐
食性皮膜を形成させても良い。
【００２４】この様に本発明における耐食性皮膜は、熱
交換器の組立前、組立後、運転中（運転初期のみなら
ず、全期間中も含む）の任意の段階で形成することが可
能である。ここで、各段階における成膜処理は別々に行
ってもよいし、あるいは耐食性を高めることを目的とし
て、上記の各段階で成膜処理を同時に施す（例えば、組
立前に処理した後、更に運転中にも処理する方法）こと
も勿論有効である。また成膜処理される熱交換器は、必
ずしも新品である必要はなく、長年使用して耐食性が劣
化した熱交換器を用いても良く、これにより資源の有効
利用を図ることができる。
交換器の組立前、組立後、運転中（運転初期のみなら
ず、全期間中も含む）の任意の段階で形成することが可
能である。ここで、各段階における成膜処理は別々に行
ってもよいし、あるいは耐食性を高めることを目的とし
て、上記の各段階で成膜処理を同時に施す（例えば、組
立前に処理した後、更に運転中にも処理する方法）こと
も勿論有効である。また成膜処理される熱交換器は、必
ずしも新品である必要はなく、長年使用して耐食性が劣
化した熱交換器を用いても良く、これにより資源の有効
利用を図ることができる。
【００２５】なお、上記金属元素を溶解して水溶性塩と
するための溶液および熱交換器の運転時に用いられる熱
媒体は、特に地下水が好ましい。地下水は地表水に比べ
て、一般にに高原子価金属イオン量は少なく炭酸イオン
等を多量に含有しているので、腐食に悪影響を及ぼす主
たる原因物質は炭酸イオンであると考えられる。そして
この炭酸イオンは、Ｍｇ等のＡｌより卑な金属元素と容
易に反応してＭｇＣＯ 3 等の不溶性塩を形成するので、
Ａｌ合金部材に悪影響を及ぼすことがなくなる。この様
に地下水は、本発明に用いられる金属元素がトラップし
易い酸化剤を多く含有しているため、本発明による耐食
作用を一層有効に発揮させることができるのである。
するための溶液および熱交換器の運転時に用いられる熱
媒体は、特に地下水が好ましい。地下水は地表水に比べ
て、一般にに高原子価金属イオン量は少なく炭酸イオン
等を多量に含有しているので、腐食に悪影響を及ぼす主
たる原因物質は炭酸イオンであると考えられる。そして
この炭酸イオンは、Ｍｇ等のＡｌより卑な金属元素と容
易に反応してＭｇＣＯ 3 等の不溶性塩を形成するので、
Ａｌ合金部材に悪影響を及ぼすことがなくなる。この様
に地下水は、本発明に用いられる金属元素がトラップし
易い酸化剤を多く含有しているため、本発明による耐食
作用を一層有効に発揮させることができるのである。
【００２６】なお、本発明に用いられるＡｌ合金部材
は、純Ａｌを始め、種々のＡｌ合金に適用できるが、そ
のなかでも最も汎用性の高い合金としては、Ａｌ−Ｍｇ
系合金（ＪＩＳ ５０００番台のＡｌ合金）およびＡｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（ＪＩＳ６０００番台のＡｌ合金）
が挙げられる。これらの合金は、押出形材としても好適
なものである。
は、純Ａｌを始め、種々のＡｌ合金に適用できるが、そ
のなかでも最も汎用性の高い合金としては、Ａｌ−Ｍｇ
系合金（ＪＩＳ ５０００番台のＡｌ合金）およびＡｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（ＪＩＳ６０００番台のＡｌ合金）
が挙げられる。これらの合金は、押出形材としても好適
なものである。
【００２７】以上、本発明に施される耐食性皮膜の形成
方法を中心に説明したが、本発明の熱交換器用Ａｌ合金
部材は、その表面にこの耐食性皮膜が施されたものであ
り、また本発明のＡｌ合金製熱交換器は、熱交換器用Ａ
ｌ合金部材の表面にこの耐食性皮膜が形成されたもので
ある。そして、上述の様にして形成された耐食性皮膜
は、酸化剤に対するバリヤー層としても有効に作用する
ので、熱交換等において更に酸化剤に曝されることがあ
ってもＡｌ合金の腐食を有効に抑えることができる。そ
の詳細な理由については明らかではないが、例えば炭酸
イオンを多量に含有する地下水を熱媒体として用いた場
合を例に挙げると、以下の様なことが考えられる。即
ち、本発明の熱交換器は、熱交換中、炭酸イオン等の酸
化剤に曝されることになるが、その表面に形成された耐
食性皮膜中に存在するＭｇＣＯ3 等の不溶性塩はＡｌに
対してアノードとして作用するため、電位を低下させる
作用があり、その結果孔食発生（電位の上昇）を抑制
し、炭酸イオンがＡｌ合金部材の内部に侵入して腐食を
起こすのを防止することができると考えられる。
方法を中心に説明したが、本発明の熱交換器用Ａｌ合金
部材は、その表面にこの耐食性皮膜が施されたものであ
り、また本発明のＡｌ合金製熱交換器は、熱交換器用Ａ
ｌ合金部材の表面にこの耐食性皮膜が形成されたもので
ある。そして、上述の様にして形成された耐食性皮膜
は、酸化剤に対するバリヤー層としても有効に作用する
ので、熱交換等において更に酸化剤に曝されることがあ
ってもＡｌ合金の腐食を有効に抑えることができる。そ
の詳細な理由については明らかではないが、例えば炭酸
イオンを多量に含有する地下水を熱媒体として用いた場
合を例に挙げると、以下の様なことが考えられる。即
ち、本発明の熱交換器は、熱交換中、炭酸イオン等の酸
化剤に曝されることになるが、その表面に形成された耐
食性皮膜中に存在するＭｇＣＯ3 等の不溶性塩はＡｌに
対してアノードとして作用するため、電位を低下させる
作用があり、その結果孔食発生（電位の上昇）を抑制
し、炭酸イオンがＡｌ合金部材の内部に侵入して腐食を
起こすのを防止することができると考えられる。
【００２８】この様な耐食性皮膜によるバリヤー層とし
ての作用を有効に発揮させるには、この皮膜の膜厚を上
述した好適範囲（好ましくは０．２μｍ以上、より好ま
しくは３μｍ以上）に制御することが好ましい。
ての作用を有効に発揮させるには、この皮膜の膜厚を上
述した好適範囲（好ましくは０．２μｍ以上、より好ま
しくは３μｍ以上）に制御することが好ましい。
【００２９】以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を制限するものではな
く、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施するこ
とは全て本発明の技術的範囲に包含される。
説明するが、下記実施例は本発明を制限するものではな
く、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施するこ
とは全て本発明の技術的範囲に包含される。
【００３０】
【実施例】５０×５０ｍｍのＪＩＳ ６０６３Ａｌ押出
材（厚み：２．５ｍｍ）を湿式のエメリー紙（＃６０
０）で研磨した供試材料（Ｎo.１，１’，１''および２
〜１１）を使用し、以下に示す〜の成膜処理を施す
ことにより、その表面に表１に示す膜厚からなる皮膜を
形成させた。
材（厚み：２．５ｍｍ）を湿式のエメリー紙（＃６０
０）で研磨した供試材料（Ｎo.１，１’，１''および２
〜１１）を使用し、以下に示す〜の成膜処理を施す
ことにより、その表面に表１に示す膜厚からなる皮膜を
形成させた。
【００３１】
【表１】
【００３２】Ｎo.１、２〜６および７〜１１は、表１
に示す金属イオン濃度を含有する塩溶液［Ｍｇの場合は
ＭｇＳＯ4 、Ｌｉの場合はＬｉＣＯ3 、Ｃａの場合はＣ
ａ（ＨＣ０3 ）2 ］中に、表１に示す処理条件で浸漬す
ることにより皮膜を形成させた。 Ｎo.１’は、上記の成膜処理を行った後、更にＮo.
１で用いた金属イオン濃度を含むＭｇ塩の地下水溶液に
９０℃で２０時間浸漬することにより皮膜を形成させ
た。なお、この処理に用いた地下水は、京都府南部で採
取したものであり、その組成は表２に示す通りである。
に示す金属イオン濃度を含有する塩溶液［Ｍｇの場合は
ＭｇＳＯ4 、Ｌｉの場合はＬｉＣＯ3 、Ｃａの場合はＣ
ａ（ＨＣ０3 ）2 ］中に、表１に示す処理条件で浸漬す
ることにより皮膜を形成させた。 Ｎo.１’は、上記の成膜処理を行った後、更にＮo.
１で用いた金属イオン濃度を含むＭｇ塩の地下水溶液に
９０℃で２０時間浸漬することにより皮膜を形成させ
た。なお、この処理に用いた地下水は、京都府南部で採
取したものであり、その組成は表２に示す通りである。
【００３３】
【表２】
【００３４】Ｎo.１''は、上記の方法においての
成膜処理を行わなずに処理することによって皮膜を形成
させた。 Ｎo.７は、この様な成膜処理を全く施さない従来例で
ある。
成膜処理を行わなずに処理することによって皮膜を形成
させた。 Ｎo.７は、この様な成膜処理を全く施さない従来例で
ある。
【００３５】この様にして処理された各供試材料につい
て耐食性を評価した。耐食性の評価に当たっては、これ
らの供試材料を上記で用いた地下水中に、大気開放
下、３２±１℃で２０日間浸漬させた後、孔食発生の有
無を目視で観察した。なお、Ｎo.１’および１''につい
ては、成膜処理時に用いた金属元素含有地下水を用い
て、同様に耐食性を評価した。その結果を表１に併記す
る。
て耐食性を評価した。耐食性の評価に当たっては、これ
らの供試材料を上記で用いた地下水中に、大気開放
下、３２±１℃で２０日間浸漬させた後、孔食発生の有
無を目視で観察した。なお、Ｎo.１’および１''につい
ては、成膜処理時に用いた金属元素含有地下水を用い
て、同様に耐食性を評価した。その結果を表１に併記す
る。
【００３６】表から明らかな様に、本発明例は、いずれ
も従来例に比べて耐食性が向上し、更に耐食性皮膜の膜
厚を０．２μｍ以上にすることによって、耐食性効果を
格段に向上させることができた。また、耐食性皮膜の形
成時期は、上記成膜処理条件〜のいずれを採用して
も耐食性向上効果に何等影響はないことが分かった。
も従来例に比べて耐食性が向上し、更に耐食性皮膜の膜
厚を０．２μｍ以上にすることによって、耐食性効果を
格段に向上させることができた。また、耐食性皮膜の形
成時期は、上記成膜処理条件〜のいずれを採用して
も耐食性向上効果に何等影響はないことが分かった。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交
換器は、その表面に、Ａｌの酸化物および／またはＡｌ
の水酸化物を主体とし、且つＡｌより卑な金属元素を少
なくとも１種含有する耐食性皮膜を有しているので、熱
交換器の運転中、耐食性を劣化させることなく効率よく
稼働させることができる。
本発明の熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交
換器は、その表面に、Ａｌの酸化物および／またはＡｌ
の水酸化物を主体とし、且つＡｌより卑な金属元素を少
なくとも１種含有する耐食性皮膜を有しているので、熱
交換器の運転中、耐食性を劣化させることなく効率よく
稼働させることができる。
【００３８】そして上記耐食性皮膜は、Ａｌ合金製熱交
換器の組立前、組立後、運転中のいずれの段階でも形成
することができ、且つその形成方法は、Ａｌより卑な金
属元素を含む溶液中に熱交換器用Ａｌ合金部材を浸漬す
るだけで簡単に施すことができるので、非常に簡単で効
率の良い方法である。
換器の組立前、組立後、運転中のいずれの段階でも形成
することができ、且つその形成方法は、Ａｌより卑な金
属元素を含む溶液中に熱交換器用Ａｌ合金部材を浸漬す
るだけで簡単に施すことができるので、非常に簡単で効
率の良い方法である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ａ
Claims (13)
- 【請求項１】 熱交換器用Ａｌ合金部材の表面に、Ａｌ
の酸化物および／またはＡｌの水酸化物を主体とし、且
つＡｌより卑な金属元素を少なくとも１種含有する耐食
性皮膜が形成されたものであることを特徴とする耐食性
に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材。 - 【請求項２】 前記Ａｌより卑な金属元素が、Ｍｇ，Ｌ
ｉまたはＣａである請求項１に記載のＡｌ合金部材。 - 【請求項３】 前記耐食性皮膜の膜厚が０．２μｍ以上
である請求項１または２に記載のＡｌ合金部材。 - 【請求項４】 熱交換器用Ａｌ合金部材の表面に、請求
項１〜３のいずれかに記載の耐食性皮膜が形成されたも
のであることを特徴とする耐食性に優れたＡｌ合金製熱
交換器。 - 【請求項５】 Ａｌより卑な金属元素を少なくとも１種
含有する溶液中に熱交換器用Ａｌ合金部材を浸漬するこ
とによって、その表面に、請求項１〜３のいずれかに記
載の耐食性皮膜を形成することを特徴とする熱交換器用
Ａｌ合金部材の製造方法。 - 【請求項６】 前記溶液が硬水である請求項５に記載の
製造方法。 - 【請求項７】 Ａｌより卑な金属元素を少なくとも１種
含有する溶液中に熱交換器用Ａｌ合金部材を浸漬するこ
とによって、その表面に、請求項１〜３のいずれかに記
載の耐食性皮膜を形成することを特徴とするＡｌ合金製
熱交換器の製造方法。 - 【請求項８】 前記溶液が硬水である請求項７に記載の
製造方法。 - 【請求項９】 Ａｌ合金製熱交換器を、熱媒体である硬
水中に浸漬しながら運転することによって、その表面
に、請求項１〜３のいずれかに記載の耐食性皮膜を形成
することを特徴とするＡｌ合金製熱交換器の製造方法。 - 【請求項１０】 Ａｌ合金製熱交換器を運転しながら、
Ａｌより卑な金属元素を少なくとも１種含有させた熱媒
体中に該熱交換器を浸漬することによって、その表面
に、請求項１〜３のいずれかに記載の耐食性皮膜を形成
することを特徴とするＡｌ合金製熱交換器に施される耐
食性皮膜の形成方法。 - 【請求項１１】 前記熱媒体が硬水である請求項１０に
記載の方法。 - 【請求項１２】 Ａｌ合金製熱交換器を運転しながら、
少なくとも１種のＡｌより卑な金属元素を合計で０．０
１ｍｏｌ／Ｌ以上含有する熱媒体中に該熱交換器を浸漬
することによって、その表面に、請求項１〜３のいずれ
かに記載の耐食性皮膜を形成しつつ操業することを特徴
とするＡｌ合金製熱交換器の使用方法。 - 【請求項１３】 前記熱媒体が硬水である請求項１２に
記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7416695A JPH08269753A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 耐食性に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交換器、それらの製造方法、熱交換器に施される耐食性皮膜の形成方法、並びに熱交換器の使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7416695A JPH08269753A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 耐食性に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交換器、それらの製造方法、熱交換器に施される耐食性皮膜の形成方法、並びに熱交換器の使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08269753A true JPH08269753A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13539305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7416695A Pending JPH08269753A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 耐食性に優れた熱交換器用Ａｌ合金部材およびＡｌ合金製熱交換器、それらの製造方法、熱交換器に施される耐食性皮膜の形成方法、並びに熱交換器の使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08269753A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1762639A1 (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Heat transfer tube for LNG vaporizer, its production method, and LNG vaporizer using such heat transfer tubes |
| KR100865212B1 (ko) * | 2005-09-13 | 2008-10-23 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | Ｌｎｇ 기화기용 전열관, 그의 제조방법 및 그러한 전열관을 이용한 ｌｎｇ 기화기 |
| CN105190218A (zh) * | 2013-04-19 | 2015-12-23 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 制备具有保护涂层的多层元件的方法 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7416695A patent/JPH08269753A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1762639A1 (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Heat transfer tube for LNG vaporizer, its production method, and LNG vaporizer using such heat transfer tubes |
| KR100865212B1 (ko) * | 2005-09-13 | 2008-10-23 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | Ｌｎｇ 기화기용 전열관, 그의 제조방법 및 그러한 전열관을 이용한 ｌｎｇ 기화기 |
| CN105190218A (zh) * | 2013-04-19 | 2015-12-23 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 制备具有保护涂层的多层元件的方法 |
| CN105190218B (zh) * | 2013-04-19 | 2017-12-08 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 制备具有保护涂层的多层元件的方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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