自然冷媒ヒートポンプ機器用高強度銅管をＪＩＳ化 ∼ヒートポンプ技術の一層の発展・普及を目指して∼ 平成 ２１ 年 ７ 月２１ 日 経済産業省産業技術環境局 産業基盤標準化推進室 近年、ヒートポンプ機器への自然冷媒（CO2）の採用及び高圧化が求められるよう になり、熱交換器用伝熱管や冷媒配管※の材料に対しても高強度薄肉化のニーズが 高まっています。一般に、ヒートポンプ機器の伝熱管等には銅管が使用されており、 こうした高強度薄肉化のニーズに呼応して主に純銅系・高銅系の高強度銅管が開発 され、使用されるようになっています。経済産業省では、自然冷媒の一層の採用促進 を図るためには、新たに開発された高強度銅管の種類や品質の JIS 化が必要と判断 し、標準化調査研究を実施するなど慎重な検討・審議を行ってまいりました。その結 果、JIS H3300（銅及び銅合金の継目無管）に高強度銅管に関する規定を追加するこ ととし、平成２１年７月２０日付けで改正しましたのでお知らせします。 ※ （注１）冷媒配管： 圧縮機と熱交換機等各種部材とを結び、冷媒を流すための配管 【冷媒配管用銅管の例】 【ヒートポンプ機器用熱交換器の例】 左端：平滑管 上：空気熱交換器（エバポレータ） 左から 2 番目：内面溝付管 下：水熱交換器(ガスクーラー) 左から 3 番目∼右端：各種加工管 写真提供：日本伸銅協会 １．目的及び背景 （１） 近年、ヒートポンプ機器への自然冷媒（CO2）の採用及び高圧化が求められるよ うになり、熱交換器用伝熱管や冷媒配管の材料に対しても高強度薄肉化のニーズ が高まっています。こうした背景から我が国においては、銅に微量の元素を添加す る高度な材質制御と加工方法に基づき、純銅系及び高銅系の高強度銅管が開発 され、普及しつつあります。 （２） これまで、銅及び銅合金の鋼管に関する日本工業規格としては、JIS H3300（銅 及び銅合金の継目無鋼管）が昭和５１年に制定されていましたが、この新たなニー ズを踏まえ、JIS H3300 についても高強度薄肉化に対応した改正の必要性が生じ ていました。また、このＪＩＳ改正の検討に当たっては、高圧ガス保安法等の関連法 規や調達基準との調整が必要となりました。 （３） そこで、経済産業省は、平成１９年度から平成２０年度に日本伸銅協会※※（以下、 「伸銅協会」という。）に対して高強度銅管のＪＩＳ化を進めるに当たっての技術的課 題や関係法規との関係を検討するための調査研究を委託しました。 伸銅協会に設置された調査研究委員会では、ＪＩＳ改正原案の作成に先立ち、 需要の多い用途での使用条件の検討、化学成分分析の共同実験及び第三者試 験機関による極低温、高温化等での機械的性質の評価試験等を行いつつ、ＪＩＳ化 の方向性を決定しました。 ※※ （注２）日本伸銅協会： 伸銅工業全般の進歩発展を図ることを目的としている団体で、銅 製品及びその試験方法等に関する JIS の原案作成及び国際規格の国内審議団体 として活動しています。 さらに伸銅協会は、平成２０年に学識者、関係省庁、機器（空調、電機、ガス石 油、自動車部品）及び原材料製造業者、設備業者等の利害関係者からなるＪＩＳ原 案作委員会を設置し、平成２０年１０月に JIS H3300 改正原案を作成しました。経済 産業省は、このＪＩＳ原案について日本工業標準調査会（ＪＩＳＣ）非鉄金属技術専門 委員会における審議を行い、平成２１年７月２０日に JIS H3300 の改正を公示しまし た。 （４） この改正によって、従来と比べ、銅の使用量は 10∼40％削減され、引張強さで は 11∼25％の強化に繋がるなど最新の技術動向を反映したＪＩＳが整備されたこと になります。このＪＩＳが幅広く活用されることにより、ヒートポンプ機器等への高強 度銅管の採用及び自然冷媒の活用が促進され、我が国省エネルギー技術の一層 の発展及び配管の省資源化に貢献することが期待されます。 ２．追加された高強度銅管の特徴 項目 規定内容 参考 銅管の種類 高強度銅管として ・高強度銅管は、押広げ性・曲げ性・絞り加工 C1565 、 C1862 、 性・溶接性・耐食性・耐候性がよく、りん脱 C5010 の 3 種類を 酸銅より強度が高い。その他、以下の特徴 追加。 がある。 − C1565 は、熱伝導性に優れる。 − C1862 は、耐熱性に優れる。 − C5010 は、延性に優れる。 ・用途は、熱交換器、配管、諸機器部品、圧 力容器、一般冷凍空調機器、高圧冷媒ヒー トポンプ式給湯器などである。 化学成分 ・C1565 Cu 99.90%以上 P 0.020∼0.040% Co 0.040∼0.055% ・C1862 Cu 99.40%以上 Sn 0.07∼0.12% Zn 0.02∼0.10% Ni 0.02∼0.06% P 0.046∼0.062% Co 0.16∼0.21％ ・C5010 Cu 99.20%以上 Sn 0.58∼0.72％ P 0.015∼0.040% 機械的強度 引張強度、ロックウェ 生産実績範囲及び(社)日本高圧力技術協会 ル硬さを規定。 の規則に基づいた試験条件で第三者機関に おいて、低温、常温及び高温での引張試験、 常温での硬さ試験を行い決定した。 標準試料を作成した上で、日本伸銅協会分 析小委員会での共同実験による検証を経て 規格値を決定した。 圧 力 容 器 用 10 ∼ 35 ℃ で の 最 小 高圧ガス保安法関係例示基準における許容 の最小耐力 0.2%耐力を規定。 引張応力の検討を考慮した上で、常温での 引張強さ及び耐力値(圧力容器の用途対象) を規定した。 結晶粒度 0.040mm 以下 生産実績範囲及び(社)日本高圧力技術協会 の規則に基づいた試験条件で第三者機関に おいて結晶粒度試験を実施した。 ３．ＪＩＳの閲覧方法 平成２１年７月２０日付で改正公示し、７月２１日以降、次の日本工業標準調査 会のＪＩＳ検索のＵＲＬで閲覧が可能です。 http://www.jisc.go.jp/app/JPS/JPSO0020.html （本件に係る問い合わせ先） 産業技術環境局 基準認証ユニット 産業基盤標準化推進室 担当者：畠山、南口 電話：０３−３５０１−１５１１（内線 ３４２３∼５） （参考１）高強度銅管の用途（平成20年出荷量、総計約3,000トン） （参考２） 省資源： 銅使用量の低減の一例 合金番号 C1565 適用機器 冷凍空調用熱交換器 C5010 C1862 10∼20％ 機器内部配管 15∼30％ ﾏﾌﾗｰ･ｱｷｭﾑﾚｰﾀｰ 20∼40％ 炉中ロウ付熱交換器 20∼30％ 数値は、従来材料(リン脱酸銅 C1220)に対する低減割合 (参考３)高強度銅の種類及び特徴 合金番号(合金系) C1565（Ｃｕ-Ｃｏ-Ｐ） C5010（Ｃｕ-Ｓｎ-Ｐ） 特徴 ◆コバルトによる析出硬化 ◆リン脱酸銅C12200の成分範囲の添加 ◆スズによる固溶強化 ◆優れた冷間加工性 C1862 ◆コバルトによる析出硬化 （Ｃｕ-Ｃｏ-Ｓｎ-Ｚｎ-Ｎｉ-Ｐ） ◆優れた耐熱性 （参考４）化学成分の規定 : 各元素の成分規格値 高強度銅 C1220（比較） C1565 C5010 C1862 化学成分 (質量分率%) 銅 リン 99.90 0.015∼ min コバルト スズ 亜鉛 ニッケル − − − − − − − − − 0.02∼ 0.02∼ 0.040 99.90 0.020∼ min 0.040∼ 0.040 99.20 0.055 0.015∼ min 0.040 99.40 0.046∼ min 0.58∼ − 0.72 0.16∼ 0.062 0.07∼ 0.21 0.12 0.10 0.06 (参考５)高強度銅管の機械的性質の例 ① 【引張強さ】外径9.52ｍｍ×肉厚0.8ｍｍ 軟質材での試験データ例 合 C 1220 C1220 244 金 番 号 12%up 12%up C u-Co-P C1565 274 111%up 1%up C5010 C u-Sn-P 271 2 5%up 25%up C1862 C u-Co-Sn-Zn-Ni-P 220 220 240 240 260 260 280 280 -2 引張強さ／Nmm 引張強さ N/mm2 305 300 300 320 320 ② 【耐力】外径9.52ｍｍ×肉厚0.8ｍｍ 軟質材での試験データ例 42 C u-Co-P C1565 110%up 110%up C5010 C u-Sn-P 90%up 90%up 合 C 1220 C1220 C1220 金 番 号 88 80 269%up 269%up C1862 C u-Co-Sn-Zn-Ni-P 0 0 50 50 100 100 22-2 N/mm2 耐力 耐力／Nmm 耐力／N・mm耐力／N・mm- 155 150 150 200 200 ③ 【破断伸び】外径9.52ｍｍ×肉厚0.8ｍｍ 軟質材での試験データ例 合 金 番 号 C 1220 C1220 51.5 C u-Co-P C1565 47.5 C u-Sn-P C5010 56.0 C u-Co-SnC1862 Zn-Ni-P 40.5 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 破断伸び（％） 破断伸び % 破断伸び／% ④ 【破裂強度】外径9.52ｍｍ×肉厚0.8ｍｍ 軟質材での試験データ例 C 1220 C1220 36.1 合 金 番 号 C u-Co-P 10%up C1565 1 0%up C u-Sn-P C5010 39.7 2 0%up 20%up 20%up 5 5%up 55%up 55%up C1862 C u-Co-Sn-Zn-Ni-P 30.0 30.0 43.3 40.0 40.0 50.0 50.0 破裂強度 MPa 破裂強度／ＭＰａ 55.8 60.0 60.0 資料提供：日本伸銅協会
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