CN105793454A - 原油罐用钢材和原油罐 - Google Patents

原油罐用钢材和原油罐 Download PDF

Info

Publication number
CN105793454A
CN105793454A CN201480063223.0A CN201480063223A CN105793454A CN 105793454 A CN105793454 A CN 105793454A CN 201480063223 A CN201480063223 A CN 201480063223A CN 105793454 A CN105793454 A CN 105793454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
corrosion
content
crude oil
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480063223.0A
Other languages
English (en)
Inventor
钓之郎
小森务
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp filed Critical NKK Corp
Publication of CN105793454A publication Critical patent/CN105793454A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

一种原油罐用钢材，其使钢材的成分组成为下述组成，由此油船油槽部等原油罐的顶板的耐整面腐蚀性以及原油罐的底板的耐局部腐蚀性两者均优异，上述组成为：以质量％计，含有C：0.03％～0.18％、Si：0.03％～1.50％、Mn：0.1％～2.0％、P：0.013％以下、S：0.010％以下、Al：0.005％～0.10％、N：0.008％以下和Cu：0.05％～0.4％，余部由Fe和不可避免的杂质构成，并且在上述P含量范围下，该钢材的Cu含量与S含量调整为满足下式(1)的关系的范围，[％S]≤0.077×[％Cu]0.1?0.056???(1)其中，[％S]、[％Cu]为钢材中的S、Cu含量(质量％)。

Description

原油罐用钢材和原油罐
技术领域
本发明涉及将钢材焊接而形成的原油船的油槽、用于输送或储藏原油的罐(下文中统称为“原油罐”)。具体而言，涉及减轻了在原油罐的顶部或侧壁部产生的整面腐蚀和在原油罐的底部产生的局部腐蚀的原油罐用钢材、和由该钢材构成的原油罐。
需要说明的是，本发明的原油罐用钢材包括厚钢板、薄钢板和型钢。
背景技术
已知在油船的原油罐内表面、特别是上甲板背面和侧壁上部所使用的钢材会产生整面腐蚀。作为发生该整面腐蚀的原因，可举出以下几项等。
(1)因昼夜温度差所致的在钢板表面的结露和干燥(干湿)的反复发生；
(2)用于防爆而被封入原油罐内的惰性气体(以约4vol％O2、约13vol％CO2、约0.01vol％SO2、余部N2为代表组成的锅炉或发动机的排气等)中的O2、CO2、SO2向结露水的溶入；
(3)从原油挥发的H2S等腐蚀性气体向结露水的溶入；
(4)原油罐清洗中使用的海水的残留。
这些原因也可以从以下内容中窥知：通常，在每2.5年进行的实船的船坞检查中，在强酸性的结露水中检测出硫酸根离子、氯化物离子。
此外，若因腐蚀而生成的铁锈作为催化剂而使H2S氧化，则固体S以层状生成在铁锈中，但这些腐蚀生成物容易剥离并脱落，堆积在原油罐底部。因此，现状是在船坞检查中，耗费大量费用来进行罐上部的修补、罐底部堆积物的回收。
另一方面，对于在油船的原油罐等的底板中使用的钢材来说，以往认为通过原油本身的腐蚀抑制作用、在原油罐内表面形成的来自原油的保护性涂层(油层)的腐蚀抑制作用，其是不会产生腐蚀的。但是，通过最近的研究查明在罐底板的钢材中会产生碗型局部腐蚀(点蚀)。
作为发生该局部腐蚀的原因，可以举出以下几项等。
(1)以氯化钠为代表的盐类高浓度溶解而成的凝集水的存在；
(2)因过度清洗所致的油层脱离；
(3)原油中含有的硫化物的高浓度化；
(4)溶入结露水的防爆用惰性气体中的O2、CO2、SO2等的高浓度化。
实际上，在实船的船坞检查时，对滞留在原油罐内的水进行了分析，结果检测到高浓度的氯化物离子和硫酸根离子。
然而，防止上述那样的整面腐蚀和局部腐蚀的最有效的方法是通过在钢材表面实施重涂覆(heavy coating)，将钢材从腐蚀环境隔断。但是，就原油罐的涂覆作业而言，其涂布的面积庞大，此外，由于涂膜劣化，导致约10年就需要重新涂覆1次，所以在检查、涂覆中产生了庞大的费用。进而，经重涂覆的涂膜受损的部分被指出在原油罐的腐蚀环境下反而会助长腐蚀。
针对上述那样的腐蚀问题，提出了若干通过改善钢材本身的耐腐蚀性而改善原油罐在腐蚀环境下的耐腐蚀性的技术。
例如在专利文献l中公开了如下技术：将以质量％计含有C：0.001％～0.2％、Si：0.01％～2.5％、Mn：0.1％～2％、P：0.03％以下、S：0.02％以下、Cu：0.01％～1.5％、Al：0.001％～0.3％、N：0.001％～0.01％、进而含有Mo：0.01％～0.5％和W：0.01％～1％中的1种或2种、余部由Fe和不可避免的杂质构成的钢材彼此焊接而形成焊接接头时，以焊接金属中的Cu、Mo、W的含量满足下述3个式子的方式形成焊接接头。
3≥焊接金属的Cu含量(质量％)/钢材的Cu含量(质量％)≥0.15
3≥(焊接金属的Mo含量+W含量(质量％))/(钢材的Mo含量+W含量(质量％))≥0.15
-0.3≤焊接金属的Cu含量(质量％)－钢材的Cu含量(质量％)≤0.5
此外，在专利文献2中公开了如下技术：将以质量％计含有C：0.001％～0.2％、Si：0.01％～2.5％、Mn：0.1％～2％、P：0.03％以下、S：0.02％以下、Cu：0.01％～1.5％、Al：0.001％～0.3％、N：0.001％～0.01％、进而含有Mo：0.01％～0.5％和W：0.01％～1％中的1种或2种、余部由Fe和不可避免的杂质构成的钢材彼此焊接而形成原油油槽时，以焊接金属中的Cu、Mo、W的含量满足下述2个式子的方式形成焊接接头。
3≥焊接金属的Cu含量(质量％)/钢材的Cu含量(质量％)≥0.15
3≥(焊接金属的Mo含量+W含量(质量％))/(钢材的Mo含量+W含量(质量％))≥0.15
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-21981号公报
专利文献2：日本特开2005-23421号公报
发明内容
发明要解决的课题
为了保护海洋环境、并且使原油船安全地航行，对原油进行管理以使原油不从原油罐泄漏很重要，必须防止原油罐中的腐蚀导致的贯通孔的发生。因此，每2.5年入坞时对原油罐底板的腐蚀状况进行调查，对于深度超过4mm的点蚀实施修补，作为在削减原油船的维护管理费用的情况下抑制深度超过4mm的点蚀发生的手段之一，提出了在油船中采用耐腐蚀钢的方案。
但是，在专利文献l和2所记载的技术中，难以将油船底板和焊接接头中产生的局部腐蚀(点蚀)在2.5年间抑制在4mm以下。就是说，在近年的实船腐蚀调查中，查明了产生于油船底板和焊接部的点蚀内部的溶液的pH为1.0以下。通常，众所周知的是酸性液中的钢材腐蚀速度由氢还原反应所控制，在pH降低的同时腐蚀速度显著增大。因此，像上述专利文献l和2的实施例中记载的那样在pH2.0条件下的浸渍试验中，未充分反映出实船的腐蚀环境。
另一方面，关于在油船顶板产生的整面腐蚀的抑止，在专利文献1和2中记载的发明例中，腐蚀速度最低的情况下也为0.11mm/年左右。与此相对，在实际的原油船的情况下，其耐用年数为25年，油船顶板的设计腐蚀余量为每一面2mm左右，因而要求适用于顶板的耐腐蚀钢的腐蚀速度为0.08mm/年以下。特别是，对于焊接在油船顶板的首尾方向小骨材(ロンジ)来说，由于两面暴露于油船内部的腐蚀环境中，因而在适用具有超过0.1mm/年的腐蚀速度的耐腐蚀钢的情况下，需要进行修补，所以在专利文献1和2中记载的技术中无法期待省略涂覆。
本发明是鉴于上述现状而进行开发的，其目的在于提供一种油船油槽部等原油罐的顶板的耐整面腐蚀性以及原油罐的底板的耐局部腐蚀性两者优异的原油罐用钢材、以及由该钢材构成的原油罐。
用于解决课题的手段
发明人为了解决上述课题进行了反复深入的研究。
结果发现，关于钢的成分、特别是Cu和S，根据P量严格控制各自的含量自然不用说，还要严格控制它们的配混比例，由此能够显著减轻上述的整面腐蚀和局部腐蚀。
本发明基于上述见解。
即，本发明的要点构成如下。
1.一种原油罐用钢材，该钢材以质量％计含有
C：0.03％～0.18％、
Si：0.03％～1.50％、
Mn：0.1％～2.0％、
P：0.013％以下、
S：0.010％以下、
Al：0.005％～0.10％、
N：0.008％以下、和
Cu：0.05％～0.4％，
余部由Fe和不可避免的杂质构成，在上述P含量范围下，该钢材的Cu含量和S含量满足下式(1)的关系，
[％S]≤0.077×[％Cu]0.1-0.056---(1)
其中，[％S]、[％Cu]为钢材中的S、Cu含量(质量％)。
2.一种原油罐用钢材，该钢材以质量％计含有
C：0.03％～0.18％、
Si：0.03％～1.50％、
Mn：0.1％～2.0％、
P：0.013％～0.025％、
S：0.010％以下、
Al：0.005％～0.10％、
N：0.008％以下、和
Cu：0.05％～0.4％，余部由Fe和不可避免的杂质构成，在上述P含量范围下，该钢材的Cu含量和S含量满足下式(2)的关系，
0.01×[％Cu]-0.1-0.011≤[％S]≤0.077×[％Cu]0.1-0.056---(2)
其中，[％S]、[％Cu]为钢材中的S、Cu含量(质量％)
3.如上述1或2所述的原油罐用钢材，其中，上述钢材以质量％计进一步含有选自
Ni：0.005％～0.4％、
Cr：0.01％～0.2％、
Mo：0.005％～0.5％、
W：0.005％～0.5％、
Sn：0.005％～0.4％、
Sb：0.005％～0.4％、
Nb：0.001％～0.1％、
Ti：0.001％～0.1％、
V：0.002％～0.2％、
Ca：0.0002％～0.01％、
Mg：0.0002％～0.01％、和
REM：0.0002％～0.015％
中的1种或2种以上。
4.一种原油罐，其利用上述1～3中任一项所述的原油罐用钢材制造得到。
发明效果
根据本发明，能够有效地抑制在原油船的油槽、输送或储藏原油的罐等中产生的整面腐蚀或局部腐蚀，在工业上极其有用。
附图说明
图1是说明本发明的实施例中用于整面腐蚀试验的试验装置的图。
图2是说明本发明的实施例中用于点蚀试验的试验装置的图。
具体实施方式
下面，具体说明本发明。
首先，对于将本发明的原油罐用钢材的成分组成限定为上述范围的理由进行说明。需要说明的是，只要没有特别声明，则与成分有关的“％”表示是指质量％。
C：0.03％～0.18％
C是提高钢的强度的元素，在本发明中，为了确保所希望的强度(490MPa～620MPa)，添加0.03％以上的C。但是，添加超过0.18％的C会使焊接性和焊接热影响部的韧性降低。由此，使C量为0.03％～0.18％的范围。优选为0.06％～0.16％的范围。
Si：0.03％～1.50％
Si是作为脱氧剂而添加的元素，也是对提高钢的强度有效的元素。因此，在本发明中，为了确保所希望的强度，添加0.03％以上的Si。但是，添加超过1.50％的Si会使钢的韧性降低。由此，Si量为0.03％～1.50％的范围。优选为0.05％～0.40％的范围。
Mn：0.1％～2.0％
Mn是提高钢的强度的元素，在本发明中，为了得到所希望的强度，添加0.1％以上的Mn。但是，添加超过2.0％的Mn会使钢的韧性和焊接性降低。由此，Mn量为0.1％～2.0％的范围。优选为0.80％～1.60％的范围。
P：0.025％以下(0.013％以下或0.013％～0.025％)
P是在晶界偏析而使钢的韧性降低的有害元素，优选尽可能地减少P。特别是，如果含有超过0.025％的P，则韧性大幅降低。此外，如果含有超过0.025％的P，则会给罐油槽内的耐腐蚀性带来不好的影响。由此，P量为0.025％以下。优选为0.013％以下。
S：0.010％以下
S是使焊接部的低温韧性降低的有害元素，因此需要使其降低至0.010％以下。
另一方面，根据本发明可知，钢中存在0.05％以上的Cu的情况下，存在形成CuS而提高耐腐蚀性的S量的适当范围。
即，发明人对于上述CuS的有用性反复研究，结果表明：S量范围与钢中存在的Cu量具有正相关，钢中的P量为0.013％以下的情况下，其范围由下式(1)给定。
[％S]≤0.077×[％Cu]0.1-0.056---(1)
其中，[％S]、[％Cu]为钢材中的S、Cu含量(质量％)
在满足上述(1)式的范围内，S添加量越多，则生成的CuS量越增加，因此耐腐蚀性越会提高。但是，若添加超过(1)式的S，则用于形成CuS的Cu量不足，因此无法确认到进一步提高耐腐蚀性，而且未形成CuS的S形成MnS，因此耐腐蚀性降低。因此，钢中的P量为0.013％以下的情况下，使添加至钢中的S量的上限低于(1)式右边的值或0.010％的任一值。
另一方面，钢中的P量为0.013％～0.025％的情况下，因S的添加(CuS的形成)弥补了随着P量的增加而导致的耐腐蚀性降低，因此如下式(2)所示那样，根据Cu量，存在所需的S的下限值。
0.01×[％Cu]-0.1-0.011≤[％S]≤0.077×[％Cu]0.1-0.056---(2)
其中，[％S]、[％Cu]为钢材中的S、Cu含量(质量％)
由上述(2)式的左边表示的S量的下限值与钢中的Cu量具有负相关，钢中的Cu量较少的(其中为0.05％以上)情况下，是指通过积极添加S形成CuS来提高耐腐蚀性，另一方面，Cu量较多(其中为0.4％以下)的情况下，是指由Cu本身确保耐腐蚀性，因此所需的S的下限得以缓和。
Al：0.005％～0.10％
Al是作为脱氧剂而添加的元素，在本发明中，添加0.005％以上的Al。但是，若添加超过0.10％的Al，则钢的韧性降低，所以Al量的上限为0.10％。
N：0.008％以下
N是使韧性降低的有害元素，优选尽可能地减少N。特别是，若含有超过0.008％的N，则韧性的降低变大，所以N量的上限为0.008％。
Cu：0.05％～0.4％
Cu不仅可提高钢的强度，并且存在于因钢的腐蚀而生成的锈中，可抑制促进腐蚀的Cl-离子的扩散，因而是具有提高耐腐蚀性的效果的必要添加元素。这些效果在添加小于0.05％的Cu时无法充分地得到，另一方面，若添加超过0.4％的Cu，则除了提高耐腐蚀性的效果饱和之外，还会在热加工时引起表面裂纹等问题。由此，Cu量为0.05％～0.4％的范围。优选为0.06％～0.35％的范围。
以上，对基本成分进行了说明，但本发明中，除了上述成分以外，还可以适当含有以下说明的元素。
Cr：0.01％～0.2％
Cr伴随着腐蚀的进行向锈层中移动，通过隔断Cl-向锈层的侵入而抑制Cl-向锈层与基质的界面浓缩，从而有助于耐腐蚀性的提高。此外，在钢材表面涂布含有Zn的底漆时，能够形成以Fe为中心的Cr、Zn的复合氧化物，使Zn长时间存在于钢板表面，由此能够飞跃性地提高耐腐蚀性。上述效果在像油船油槽的底板部那样与从原油油分分离的含有高浓度盐分的液体接触的部分特别显著，通过对含有Cr的上述部分的钢材实施含有Zn的底漆处理，从而与不含有Cr的钢材相比，能够格外提高耐腐蚀性。就该Cr的效果而言，若Cr量小于0.01％则不充分，另一方面，若超过0.2％则会使焊接部的韧性变差。因此，Cr量为0.01％～0.2％的范围。优选为0.05％～0.20％的范围。
Sn：0.005％～0.4％
Sn在腐蚀时进入锈层中，形成致密的锈层，从而是有助于抑制钢材的局部腐蚀和整面腐蚀的有用元素。该效果在添加0.005％以上的Sn时表现出来，但添加超过0.4％的Sn时，不仅低温韧性降低，在焊接时还会导致缺陷的产生。因此，Sn量为0.005％～0.4％的范围。优选为0.01％～0.2％的范围、更优选为0.01％～0.1％的范围。
Mg：0.0002％～0.01％
Mg不仅有助于焊接热影响部的韧性提高，还具有存在于因钢的腐蚀而生成的锈中而提高耐腐蚀性的效果。这些效果在Mg量小于0.0002％时无法充分获得，另一方面，若添加超过0.01％的Mg，反而会导致韧性的降低，因而Mg量为0.0002％～0.01％的范围。
Ni：0.005％～0.4％
Ni具有使生成的锈颗粒微细化而提高在裸露状态下的耐腐蚀性和对锌底漆实施了环氧类涂覆的状态下的耐腐蚀性的效果。因此，在需要进一步提高耐腐蚀性的情况下，添加Ni。上述效果在添加0.005％以上的Ni时表现出来。另一方面，即使添加超过0.4％的Ni，其效果也饱和。由此，Ni优选以0.005％～0.4％的范围进行添加。优选为0.08％～0.35％的范围。
Sb：0.005％～0.4％
Sb除了具有抑制油船油槽部底板的点蚀的效果之外，还具有抑制油船上甲板部的整面腐蚀的效果。上述效果在添加0.005％以上的Sb时表现出来。但即使添加超过0.4％的Sb，其效果也饱和。由此，Sb优选以0.005％～0.4％的范围进行添加。
Nb：0.001％～0.1％、Ti：0.001％～0.1％、V：0.002％～0.2％
Nb、Ti和V均是提高钢材强度的元素，可以根据需要的强度适当地选择添加。为了得到上述效果，优选Nb、Ti分别添加0.001％以上，V添加0.002％以上。但是，若Nb、Ti分别添加超过0.1％、V添加超过0.2％，则韧性会降低。由此，Nb、Ti和V优选分别以上述范围进行添加。
Ca：0.0002％～0.01％、REM：0.0002％～0.015％
Ca和REM均对焊接热影响部的韧性提高有效果，可以根据需要进行添加。上述效果在添加Ca：0.0002％以上、REM：0.0002％以上时得到，但若添加超过0.01％的Ca、或添加超过0.015％的REM，则反而会导致韧性的降低。由此，Ca和REM优选分别以上述范围进行添加。
Mo：0.005％～0.5％、W：0.005％～0.5％
Mo和W除了具有抑制油船油槽部底板的点蚀的效果之外，还具有抑制油船上甲板部的整面腐蚀的效果。该Mo和W的效果在分别添加0.005％以上时表现出来，但若超过0.5％，则该效果达到饱和。由此，Mo和W量优选分别为0.005％～0.5％的范围。更优选为0.01％～0.3％、进一步优选为0.02％～0.2％的范围。
需要说明的是，Mo和W具有上述那样的提高耐腐蚀性的效果的理由如下：在伴随着钢板腐蚀而生成的锈中生成MoO4 2-和WO4 2-，由于该MoO4 2-和WO4 2-的存在，可抑制氯化物离子侵入到钢板表面。此外，认为通过由MoO4 2-和WO4 2-对钢材表面的吸附引起的抑制作用，也可抑制钢材的腐蚀。
本发明的原油罐用钢材优选通过以下方法进行制造。
即，本发明的钢材优选如下制造：使用转炉或电炉、真空脱气等公知的精炼工艺，对被调整成上述成分组成的钢进行熔炼，利用连续铸造法或铸锭-开坯轧制法制成钢坯(slab)，接着将该材料再加热，然后进行热轧，从而制成厚钢板、薄钢板和型钢等。
热轧前的再加热温度优选为900℃～1200℃的温度。这是因为，加热温度小于900℃时，变形阻力大，难以进行热轧；另一方面，若加热温度超过1200℃，则奥氏体晶粒粗大化，导致韧性的降低，除此之外，由氧化所致的氧化烧损(scale loss)也变得显著，成品率降低。更优选的加热温度为1000℃～1150℃的范围。
此外，热轧中轧制成所希望的形状、尺寸的钢材时，优选使精轧结束温度为700℃以上。这是因为，精轧结束温度小于700℃时，钢的变形阻力变大，轧制负荷增大，难以进行轧制，或产生到轧制材料达到规定的轧制温度为止的等待时间，所以轧制效率降低。
热轧后的钢材的冷却可以利用空冷、加速冷却中的任意方法，希望得到更高强度时，优选进行加速冷却。需要说明的是，在进行加速冷却时，优选将冷却速度设为2℃/s～80℃/s、将冷却停止温度设为650℃～400℃。这是因为，冷却速度小于2℃/s、冷却停止温度超过650℃时，加速冷却的效果小，无法实现充分的高强度化，另一方面，冷却速度超过80℃/s、冷却停止温度小于400℃时，得到的钢材的韧性降低，或钢材的形状产生变形。
实施例
用真空熔炉对具有表1中以No.1～37示出的各种成分组成的钢进行熔炼制成钢锭，或用转炉进行熔炼，通过连续铸造而制成钢板坯，将它们再加热到1150℃后，实施以800℃为精轧结束温度的热轧，制成板厚为25mm的厚钢板后，以水冷速度10℃/s冷却至530℃。
对于如此得到的No.1～37的厚钢板进行结露试验和耐酸试验，评价其耐腐蚀性。
即，按照下述要点，分别进行了模拟了上甲板背面的整面腐蚀试验(结露试验)和模拟了油船底板环境的局部耐腐蚀试验(耐酸试验)。
(1)模拟了油船上甲板环境的整面腐蚀试验(结露试验)
为了评价针对油船上甲板背面的整面腐蚀的耐腐蚀性，对于上述No.1～37的厚钢板，分别从表面1mm的位置切出宽25mm×长60mm×厚5mm的矩形小片，用600粒度的砂纸对其表面进行研磨。接着，用胶带密封背面和端面，使其不被腐蚀，使用图l所示的腐蚀试验装置进行整面腐蚀试验。
该腐蚀试验装置由腐蚀试验槽2和温度控制板3构成，在腐蚀试验槽2中注入温度保持为30℃的水6，此外，在该水6中藉由导入气体管4导入由13vol％的CO2、4vol％的O2、0.01vol％的SO2、0.05vol％的H2S、余部N2构成的混合气体，用过饱和的水蒸气充满腐蚀试验槽2内，再现原油罐上甲板背面的腐蚀环境。并且，在该试验槽的上背面设置腐蚀试验片1，对于该腐蚀试验片1，藉由内置有加热器和冷却装置的温度控制板3，将25℃×1.5小时+50℃×22.5小时作为l个周期的温度变化，反复赋予21、49、77和98天，使试验片1的表面产生结露水，引起整面腐蚀。图1中，5表示由试验槽的排出气体管。
上述腐蚀试验后，除去各试验片表面的锈，由试验前后的质量变化求出因腐蚀所致的质量减少，由该值换算成每1年的板厚减少量(单面的腐蚀速度)。并且，由4试验期间的值求出25年后的预测损耗量，在腐蚀量为2mm以下的情况下，评价为耐整面腐蚀性良好(○)，在超过2mm的情况下，评价为耐整面腐蚀性不良(×)。
(2)模拟了油船油槽部底板环境的局部腐蚀试验(耐酸试验)
为了评价针对油船油槽部底板的点蚀的耐腐蚀性，对于上述No.1～37的厚钢板，分别从表面1mm的位置切出宽25mm×长60mm×厚5mm的矩形小片，用600粒度的砂纸对其表面进行研磨。
接着，制备将10％NaCl水溶液用浓盐酸调整成Cl离子浓度为10％、pH为0.85的试验溶液，将线穿过开设于试验片上部的的孔而将其悬挂，对于各试验片，进行在2L的试验溶液中浸渍168小时的腐蚀试验。需要说明的是，将试验溶液预先加温、保持在30℃，每24小时更换新的试验溶液。
将上述腐蚀试验中使用的装置示于图2。该腐蚀试验装置是腐蚀试验槽8、恒温槽9的双重结构的装置，向腐蚀试验槽8中加入上述试验溶液10，将试验片7用线11悬挂而浸渍于其中。试验溶液10的温度是通过调整加入到恒温槽9的水12的温度而保持的。
上述腐蚀试验后，除去生成在试验片表面的锈后，求出试验前后的质量差，将该差按照整个表面积折算，求出每1年的板厚减少量(两面的腐蚀速度)。其结果，将腐蚀速度为1.0mm/年以下的情况评价为耐局部腐蚀性良好(○)，将腐蚀速度超过1.0mm/年的情况评价为耐局部腐蚀性不良(×)。
将所得到的结果列于表2。
表1
表2
如表1所示，满足本发明的条件的厚钢板No.1～4、7、12～37在模拟了上甲板背面的整面腐蚀试验和模拟了油船底板环境的局部腐蚀试验中均显示出良好的耐腐蚀性。
与此相对，不满足本发明的条件的厚钢板No.5、6、8～11在任一耐腐蚀性试验中均无法得到良好的结果。
符号说明
1、7 腐蚀试验片
2、8 腐蚀试验槽
3 温度控制板
4 导入气体管
5 排出气体管
6、12 水
9 恒温槽
10 试验溶液
11 线

Claims (4)

1.一种原油罐用钢材，该钢材以质量％计含有
C：0.03％～0.18％、
Si：0.03％～1.50％、
Mn：0.1％～2.0％、
P：0.013％以下、
S：0.010％以下、
Al：0.005％～0.10％、
N：0.008％以下、和
Cu：0.05％～0.4％，
余部由Fe和不可避免的杂质构成，在上述P含量范围下，该钢材的Cu含量和S含量满足下式(1)的关系，
[％S]≤0.077×[％Cu]0.1-0.056---(1)
其中，[％S]、[％Cu]为钢材中的S、Cu含量(质量％)。
2.一种原油罐用钢材，该钢材以质量％计含有
C：0.03％～0.18％、
Si：0.03％～1.50％、
Mn：0.1％～2.0％、
P：0.013％～0.025％、
S：0.010％以下、
Al：0.005％～0.10％、
N：0.008％以下、和
Cu：0.05％～0.4％，
余部由Fe和不可避免的杂质构成，在上述P含量范围下，该钢材的Cu含量和S含量满足下式(2)的关系，
0.01×[％Cu]-0.1-0.011≤[％S]≤0.077×[％Cu]0.1-0.056---(2)
其中，[％S]、[％Cu]为钢材中的S、Cu含量(质量％)。
3.如权利要求1或2所述的原油罐用钢材，其中，所述钢材以质量％计进一步含有选自
Ni：0.005％～0.4％、
Cr：0.01％～0.2％、
Mo：0.005％～0.5％、
W：0.005％～0.5％、
Sn：0.005％～0.4％、
Sb：0.005％～0.4％、
Nb：0.001％～0.1％、
Ti：0.001％～0.1％、
V：0.002％～0.2％、
Ca：0.0002％～0.01％、
Mg：0.0002％～0.01％、和
REM：0.0002％～0.015％
中的1种或2种以上。
4.一种原油罐，其利用权利要求1～3中任一项所述的原油罐用钢材制造得到。
CN201480063223.0A 2013-12-12 2014-12-05 原油罐用钢材和原油罐 Pending CN105793454A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-257383 2013-12-12
JP2013257383A JP6048385B2 (ja) 2013-12-12 2013-12-12 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
PCT/JP2014/006099 WO2015087532A1 (ja) 2013-12-12 2014-12-05 原油タンク用鋼材および原油タンク

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105793454A true CN105793454A (zh) 2016-07-20

Family

ID=53370861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480063223.0A Pending CN105793454A (zh) 2013-12-12 2014-12-05 原油罐用钢材和原油罐

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6048385B2 (zh)
KR (1) KR101786413B1 (zh)
CN (1) CN105793454A (zh)
TW (1) TWI534275B (zh)
WO (1) WO2015087532A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088345A (zh) * 2016-12-22 2019-08-02 株式会社Posco 在含有硫化物的结露环境中具有优异耐腐蚀性的钢材及其生产方法
CN110863146A (zh) * 2019-10-25 2020-03-06 鞍钢股份有限公司 一种高强度耐腐蚀球扁钢及其生产方法
CN111386357A (zh) * 2017-11-24 2020-07-07 杰富意钢铁株式会社 原油油船上甲板和底板用耐腐蚀钢材以及原油油船
CN113637905A (zh) * 2021-07-28 2021-11-12 武汉钢铁有限公司 一种310MPa级冷轧汽车用低成本耐候钢及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016208172A1 (ja) * 2015-06-22 2016-12-29 Ｊｆｅスチール株式会社 エタノール貯蔵及び輸送設備用鋼
KR101908804B1 (ko) 2016-12-21 2018-10-16 주식회사 포스코 Pwht 저항성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법
KR20220147727A (ko) * 2020-09-10 2022-11-03 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 강판 및 그 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1068019A (ja) * 1997-08-21 1998-03-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 湿潤硫化水素環境で疲労亀裂進展特性に優れる原油タンカー用鋼板の製造方法
JP2001214236A (ja) * 2000-01-31 2001-08-07 Nippon Steel Corp 原油および重油貯蔵庫用耐食鋼
JP2005290479A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Jfe Steel Kk 原油タンク底板用鋼材
CN101415852A (zh) * 2006-03-30 2009-04-22 杰富意钢铁株式会社 原油罐用耐腐蚀钢材及原油罐

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4771651B2 (ja) 2003-02-26 2011-09-14 新日本製鐵株式会社 耐食性および耐スラッジ性に優れた溶接継手を有する原油油槽
JP4088231B2 (ja) 2003-02-26 2008-05-21 新日本製鐵株式会社 耐食性に優れた原油油槽用溶接継手
JP4868916B2 (ja) * 2006-04-04 2012-02-01 株式会社神戸製鋼所 耐食性に優れた船舶用鋼材
JP4502075B1 (ja) * 2008-12-24 2010-07-14 Ｊｆｅスチール株式会社 原油タンカー用耐食鋼材
KR20130029436A (ko) 2009-01-30 2013-03-22 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 원유 탱크용 내식 강재와 그 제조 방법 그리고 원유 탱크
JP5771011B2 (ja) * 2011-01-18 2015-08-26 株式会社神戸製鋼所 耐食性に優れた構造部材用鋼材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1068019A (ja) * 1997-08-21 1998-03-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 湿潤硫化水素環境で疲労亀裂進展特性に優れる原油タンカー用鋼板の製造方法
JP2001214236A (ja) * 2000-01-31 2001-08-07 Nippon Steel Corp 原油および重油貯蔵庫用耐食鋼
JP2005290479A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Jfe Steel Kk 原油タンク底板用鋼材
CN101415852A (zh) * 2006-03-30 2009-04-22 杰富意钢铁株式会社 原油罐用耐腐蚀钢材及原油罐

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088345A (zh) * 2016-12-22 2019-08-02 株式会社Posco 在含有硫化物的结露环境中具有优异耐腐蚀性的钢材及其生产方法
CN111386357A (zh) * 2017-11-24 2020-07-07 杰富意钢铁株式会社 原油油船上甲板和底板用耐腐蚀钢材以及原油油船
CN111386357B (zh) * 2017-11-24 2022-02-25 杰富意钢铁株式会社 原油油船上甲板和底板用耐腐蚀钢材以及原油油船
CN110863146A (zh) * 2019-10-25 2020-03-06 鞍钢股份有限公司 一种高强度耐腐蚀球扁钢及其生产方法
CN110863146B (zh) * 2019-10-25 2021-01-08 鞍钢股份有限公司 一种高强度耐腐蚀球扁钢及其生产方法
CN113637905A (zh) * 2021-07-28 2021-11-12 武汉钢铁有限公司 一种310MPa级冷轧汽车用低成本耐候钢及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6048385B2 (ja) 2016-12-21
KR101786413B1 (ko) 2017-10-17
KR20160085311A (ko) 2016-07-15
TWI534275B (zh) 2016-05-21
WO2015087532A1 (ja) 2015-06-18
TW201536931A (zh) 2015-10-01
JP2015113507A (ja) 2015-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105793454A (zh) 原油罐用钢材和原油罐
JP4577158B2 (ja) 原油タンク用耐食鋼材
JP4968394B2 (ja) 耐食性に優れる溶接継手および原油タンク
JP4968395B2 (ja) 耐食性に優れる溶接継手および原油タンク
JP6536769B1 (ja) 原油タンカー上甲板および底板用耐食鋼材、ならびに、原油タンカー
CN105745347B (zh) 原油罐用钢材和原油罐
JP6064888B2 (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP2014201759A (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP2014201758A (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP2014201755A (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP6409963B2 (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP2012117137A (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材、溶接継手および原油タンク
JP2012117138A (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材、溶接継手および原油タンク
JP2014201756A (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP6409962B2 (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP6201376B2 (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP2014201757A (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材および原油タンク
JP2007177286A (ja) 大入熱溶接時のｈａｚ靱性および耐食性に優れた船舶用鋼材
JP2012117139A (ja) 耐食性に優れる原油タンク用鋼材、溶接継手および原油タンク

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160720