熱交換器チューブ: GR1 チタン vs ステンレス鋼 vs 銅合金

May 20, 2026

材料 フルネーム 代表的な仕様 耐食性 料金
GR1チタン 市販純チタン ASTM B338 塩化物に優れる 高い
316Lステンレス鋼 低炭素オーステナイトステンレス ASTM A213 塩化物中程度 中くらい
C70600 90/10 銅-ニッケル ASTM B111 海水に強い 中くらい

 

耐食性の比較

GR1チタン:海水、汽水、塩化物に優れています。穴あきはありません。隙間腐食はありません。応力腐食割れがありません。高速での衝突攻撃に耐えます。

316L ステンレス鋼:停滞した海水や塩化物では孔食や隙間腐食が発生しやすくなります。塩化物では約 50 ℃に制限されます。応力腐食割れの危険性があります。

C70600 (銅-ニッケル):きれいな海水に適しています。高速で浸食されやすい。堆積物の蓄積を防ぐために最小限の流量が必要です。汚染または硫化した海水の穴。

 

環境 GR1 316L C70600
きれいな海水、低速 素晴らしい 許容できる 素晴らしい
海水、高速 素晴らしい 浸食リスク 浸食リスク
停滞した海水 素晴らしい 穴あきのリスク 穴あきのリスク
汽水 素晴らしい 穴あきのリスク 許容できる
60度以上の塩化物 素晴らしい 失敗のリスク 許容できる
汚染された海水 素晴らしい 穴あきのリスク 腐食のリスク

ASTM B338 grade 1

 

機械的特性の比較

財産 GR1 316L C70600
引張強さ(MPa) 240 485 275
降伏強さ(MPa) 170 170 105
伸長 (%) 24 40 30
硬度(HV) 120-200 150-200 80-110
弾性率(GPa) 105 193 135

 

GR1降伏強度は 316L と同様ですが、弾性率は低くなります。圧力がかかるとチューブはさらにたわみます。

316L硬いですが、-曲げると加工硬化します。

C70600より柔らかく、降伏強度が低くなります。より厚い壁が必要になる場合があります。

 

U ベンドの成形性-

U ベンド チューブには延性が必要です。-材料は、曲げの外側で伸び、内側で圧縮する必要があります。

材料 伸長 (%) U ベンド機能- 推奨曲げ半径
GR1 24 素晴らしい 1.5×外径
316L(焼鈍) 40 優れた(焼き鈍し) 1.5×外径
316L(ハード) 20 限界 2.5×外径
C70600(焼きなまし) 30 素晴らしい 2.0×外径

 

GR1簡単に曲がります。適切な曲げ半径でクラックが発生しません。溶接シーム (溶接チューブの場合) は中立軸上にある必要があります。

316L焼きなまし状態ではよく曲がります。曲げ加工中に加工が硬化します。-耐食性を回復するには、曲げ加工後に溶体化処理を行う必要があります。

C70600よく曲がります。 GR1より柔らかいです。下部スプリングバック。

 

熱伝導性能

材料 熱伝導率(W/m・K) GR1との比較
GR1 16 1.0x
316L 15 0.94x (わずかに悪い)
C70600 40 2.5x (はるかに優れた)

 

C70600チタンやステンレス鋼よりもはるかに熱を伝えます。同じ用途のより小型の熱交換器。

GR1と316L似ています。チタンは316Lよりわずかに優れています。

 

コスト比較

材料 kgあたりの相対コスト チューブの相対コスト(設置済み)
GR1 高 (1.8x ~ 2.5x 316L) 高い
316L 中(ベースライン) ベースライン
C70600 中型 (316L に類似) 316Lより若干高い

 

しかし、kg あたりのコストがすべてを示すわけではありません。考慮する:

壁の厚さ:C70600 は降伏強度が低いため、より厚い壁が必要になる場合があります

製造:316L には曲げ後の焼きなましが必要です。- GR1にはありません。

平均余命:GR1 は 20+ 年持続します. 316L は海水中では 2 ~ 5 年で故障する可能性があります。

交換費用:熱交換器の再配管には費用がかかります。

 

ライフサイクルコストの比較(海水サービスの例):

材料 初期費用 平均余命 交換費用 20年間の総コスト
GR1 高い 20+年 なし 高(1回)
316L 中くらい 2~5年 高 (複数回) 非常に高い
C70600 中くらい 8~12歳 高い 中~高

 

製造上の考慮事項

溶接:

材料 溶接性 溶接後の処理-
GR1 良い なし
316L 良い 耐食性を回復するための溶体化焼鈍
C70600 公平 なし (ただし、フィラー金属は一致する必要があります)

 

管板への圧延:

GR1:柔らかくても、-すぐに固まります。ライトパスを使用します。

316L:もっと強く。もっと力が必要です。

C70600:柔らかい。丸めるのは簡単ですが、拡張しすぎるのも簡単です。-

 

曲げ:

GR1:曲げ後の処理は必要ありません。{0}

316L:海水での使用には、曲げ後の溶体化焼鈍が必要です。{0}

C70600:きつい曲げの場合は応力緩和が必要になる場合があります。

 

セレクションガイド

次の場合には GR1 チタンを選択してください。

チューブ側が海水、汽水、または高塩化物濃度の場合

停滞または低流量状態が存在する

高速 (3 m/s 以上) が予想されます

塩化物中では温度が50度を超える

チューブは狭い半径で U 曲げされます-

長寿命(20+年)が必要です

失敗は許されない

 

次の場合には 316L ステンレス鋼を選択してください。

チューブ側はきれいな低塩化物水 (塩化物濃度 200 ppm 以下)

気温が50度以下です

速度は中程度(3 m/s 以下)

停滞状態は存在しない

初期費用を抑えることが最優先

定期的な交換やメンテナンスも可能

 

次の場合には、C70600 銅-ニッケルを選択してください。

チューブ側はきれいな海水

速度制御あり(2~3m/s)

汚染または硫化状態がないこと

熱交換器のサイズを小さくするには、より高い熱伝導率が必要です

中程度の寿命(8~12年)は許容可能

 

よくある質問

1. GR1 チタンは海水サービスの場合、316L を超える追加コストを支払う価値がありますか?

はい. 316Lは海水中では2~5年以内に故障する可能性があります。 GR1 は 20+ 年間持続します。熱交換器バンドルの交換コストは、初期の材料節約よりもはるかに高くなります。

 

2. 海水での U ベンドチューブに 316L を使用できますか?

お勧めしません。 U-曲げ加工-するとステンレス鋼が硬化します。曲げ領域は、塩化物中では応力腐食割れが発生しやすくなります。曲げ加工後の溶体化焼鈍が必要です。

 

3. 銅-ニッケルはチタンの良い代替品ですか?

中程度の速度のきれいな海水の場合は、そうです。汚染または停滞した状態の場合は、いいえ。銅-ニッケルも強度が低いため、より厚い壁が必要になる場合があります。

 

4. GR1 チタンの価格がステンレス鋼よりも高いのはなぜですか?

チタンは製造コストが高くなります。スポンジは高価です。溶解と加工には専門の設備が必要です。しかし、積極的なサービスにおけるライフサイクルコストを考慮すると、チタンの方が有利です。

 

5. GR1 はステンレス鋼よりも熱伝達が優れていますか?

わずかに。 GR1 の熱伝導率は 16 W/m・K. 316L は 15 W/m・K です。その差はわずかです。銅-ニッケルは 40 W/m·K ではるかに優れています。

 

6. 同じ熱交換器内で材料を混合できますか?

はい。チューブは単一の素材でも構いません。チューブシートとシェルは別のものでも構いません。ただし、ガルバニック腐食を考慮する必要があります。鋼管板を備えたチタン管は絶縁が必要です。

 

7. GR1 の海水中での最高温度は何度ですか?

GR1は120度までの海水で優れた性能を発揮します。それ以上の場合は、腐食エンジニアに相談してください。. 316塩化物中では 50 度を超えると破損します。

 

8. GR1 は高速海水をどのように処理しますか?

非常によく。 GR1 は海水中で毎秒 5 ~ 7 メートルの速度に対応できます. 316L は毎秒 3 ~ 4 メートルに制限されます。銅-ニッケルは 2 ~ 3 m/s に制限されます。

 

9. GR1 には曲げ後の熱処理が必要ですか?{2}}

いいえ、GR1 は曲げ中に大幅に硬化することはありません。- U{4}}曲げ管は曲げて使用できます. 316Lは曲げ後に溶体化処理が必要です。

 

10. チューブシートに丸めるのが最も簡単な材料はどれですか?

GR1 と C70600 は柔らかく、転がりやすいです. 316L は硬く、より大きな力が必要です。 GR1 ワーク-はすぐに硬化するため、ライトパスを使用します。

 

11. GR1 を真水冷却に使用できますか?

可能ですが、過剰なコストがかかります。{0}L または銅合金は、塩化物の少ない淡水でも問題なく機能します。アグレッシブなサービスのためにチタンを節約してください。

 

12. チタンチューブの電解腐食についてはどうですか?

チタンは高貴です。腐食しません。ただし、接続されている鋼や銅などの貴金属の低い金属に電解腐食を引き起こす可能性があります。絶縁陽極または犠牲陽極を使用します。

 

13. GR1 または 316L が必要かどうかはどうすればわかりますか?

塩化物レベルと温度を確認してください。塩化物が 200 ppm を超え、温度が 50 度を超える場合は、GR1 を使用してください。両方が低い場合は、316L が機能する可能性があります。

 

14. 海水中での GR1 と 316L の平均寿命はどれくらいですか?

GR1: 20 ~ 30 年以上. 316L: 孔食や亀裂が現れるまで 2 ~ 5 年。銅-ニッケル: きれいな海水で8~12年。