JP2000256781A - Ｌｎｇ燃焼排ガス流通路用鋼 - Google Patents
Ｌｎｇ燃焼排ガス流通路用鋼Info
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- JP2000256781A JP2000256781A JP11064924A JP6492499A JP2000256781A JP 2000256781 A JP2000256781 A JP 2000256781A JP 11064924 A JP11064924 A JP 11064924A JP 6492499 A JP6492499 A JP 6492499A JP 2000256781 A JP2000256781 A JP 2000256781A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高価なステンレス鋼を用いず、塩分飛来量の
少ない環境下で剥離し難い安定錆が形成され、かつ溶接
性に優れたLNG燃焼排ガス流通路用鋼を提供する。 【解決手段】 重量%で、C：0.12%以下、Si：1.0%以
下、Mn：1.7%以下、Cr：0.5〜6%、Cu：0.1〜1%、Ni：0.
05〜1%、Mo：0.5%以下、Al：0.1%以下、N：0.001〜0.05
%以下、およびSb：0.2%以下、Sn：0.1%以下、Pb：0.1%
以下の中から選ばれた1種または2種以上の元素を含み、
残部が実質的にFeおよび不可避的不純物からなり、かつ
下記の式(1)、(2)を満たす成分組成のLNG燃焼排ガス流
通路用鋼。 Dw=0.7Cr+Cu+2Ni+5Sb+6Sn+5Pb≧3.0 …(1) Pc=C+Si/30+Mn/20+Cr/20+Cu/20+Ni/60+Mo/15+Sb/40+Sn/
40+Pb/60≦0.3…(2) ただし、式(1)、(2)の元素記号はその元素の濃度(重量
%)を表す
少ない環境下で剥離し難い安定錆が形成され、かつ溶接
性に優れたLNG燃焼排ガス流通路用鋼を提供する。 【解決手段】 重量%で、C：0.12%以下、Si：1.0%以
下、Mn：1.7%以下、Cr：0.5〜6%、Cu：0.1〜1%、Ni：0.
05〜1%、Mo：0.5%以下、Al：0.1%以下、N：0.001〜0.05
%以下、およびSb：0.2%以下、Sn：0.1%以下、Pb：0.1%
以下の中から選ばれた1種または2種以上の元素を含み、
残部が実質的にFeおよび不可避的不純物からなり、かつ
下記の式(1)、(2)を満たす成分組成のLNG燃焼排ガス流
通路用鋼。 Dw=0.7Cr+Cu+2Ni+5Sb+6Sn+5Pb≧3.0 …(1) Pc=C+Si/30+Mn/20+Cr/20+Cu/20+Ni/60+Mo/15+Sb/40+Sn/
40+Pb/60≦0.3…(2) ただし、式(1)、(2)の元素記号はその元素の濃度(重量
%)を表す
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、LNGを主燃料とす
る火力発電プラント、特に、塩分飛来量の少ない内陸部
に立地した火力発電プラントなどから排出される燃焼ガ
スの流通路、例えば煙突などに使用される鋼に関する。
る火力発電プラント、特に、塩分飛来量の少ない内陸部
に立地した火力発電プラントなどから排出される燃焼ガ
スの流通路、例えば煙突などに使用される鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の火力発電プラントの燃焼排ガス中
には、CO2、NOx、SOxなどや多量の水蒸気が含まれてお
り、水蒸気の結露とともに腐食性の強い酸が生成され、
煙突など排ガス流通路に用いられる鋼を著しく腐食す
る。そのため、脱硝、脱硫装置を設置し、さらに清浄度
が高く硫黄含有量の少ないLNGを主燃料として用いて、
少なくともNOxやSOxに起因する腐食の防止策が講じられ
る機会が増えている。
には、CO2、NOx、SOxなどや多量の水蒸気が含まれてお
り、水蒸気の結露とともに腐食性の強い酸が生成され、
煙突など排ガス流通路に用いられる鋼を著しく腐食す
る。そのため、脱硝、脱硫装置を設置し、さらに清浄度
が高く硫黄含有量の少ないLNGを主燃料として用いて、
少なくともNOxやSOxに起因する腐食の防止策が講じられ
る機会が増えている。
【０００３】しかし、LNGを主燃料に用いても、燃焼排
ガスの流通路は主としてCO2に起因した弱酸性腐食環境
下に曝されるため、SUS304やSUS316Lなどの高価なオー
ステナイト系ステンレス鋼が用いられているのが実状で
ある。
ガスの流通路は主としてCO2に起因した弱酸性腐食環境
下に曝されるため、SUS304やSUS316Lなどの高価なオー
ステナイト系ステンレス鋼が用いられているのが実状で
ある。
【０００４】最近、特開平6-192788号公報や特開平6-19
2789号公報には、こうした高価で、しかも応力腐食割れ
の起き易いオーステナイト系ステンレス鋼の代りに、弱
酸性腐食環境下で緻密で安定した腐食生成物、すなわち
錆を表面に形成して優れた耐食性を示す低C-低Mn-Cu-Ni
-Mo鋼や低C-低Mn-P-Cu-Ni鋼が提案されている。
2789号公報には、こうした高価で、しかも応力腐食割れ
の起き易いオーステナイト系ステンレス鋼の代りに、弱
酸性腐食環境下で緻密で安定した腐食生成物、すなわち
錆を表面に形成して優れた耐食性を示す低C-低Mn-Cu-Ni
-Mo鋼や低C-低Mn-P-Cu-Ni鋼が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許公報に記載された低C-低Mn-Cu-Ni-Mo鋼や低C-低Mn-P-
Cu-Ni鋼をLNGを主燃料とする火力発電プラントの煙突な
どに適用した場合は、形成される錆は安定せずに剥離し
易く、煙突から飛散して環境上の問題を引き起こす場合
があり、その程度は塩分飛来量の多い臨海地と飛来量の
少ない内陸部で異なる。また、こうした合金元素を多量
に含む鋼をそのまま溶接すると、溶接割れが生じるの
で、通常は50℃以上の温度で予熱してから溶接を行う必
要があり、著しく溶接施工性を損なう。
許公報に記載された低C-低Mn-Cu-Ni-Mo鋼や低C-低Mn-P-
Cu-Ni鋼をLNGを主燃料とする火力発電プラントの煙突な
どに適用した場合は、形成される錆は安定せずに剥離し
易く、煙突から飛散して環境上の問題を引き起こす場合
があり、その程度は塩分飛来量の多い臨海地と飛来量の
少ない内陸部で異なる。また、こうした合金元素を多量
に含む鋼をそのまま溶接すると、溶接割れが生じるの
で、通常は50℃以上の温度で予熱してから溶接を行う必
要があり、著しく溶接施工性を損なう。
【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、高価なステンレス鋼を用いずに、塩分
飛来量の少ない環境下で剥離し難い安定した錆が形成さ
れ、しかも溶接性に優れたLNG燃焼排ガス流通路用鋼を
提供することを目的とする。
なされたもので、高価なステンレス鋼を用いずに、塩分
飛来量の少ない環境下で剥離し難い安定した錆が形成さ
れ、しかも溶接性に優れたLNG燃焼排ガス流通路用鋼を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、重量%で、
C：0.12%以下、Si：1.0%以下、Mn：1.7%以下、Cr：0.5
〜6%、Cu：0.1〜1%、Ni：0.05〜1%、Mo：0.5%以下、A
l：0.1%以下、N：0.001〜0.05%以下、およびSb：0.2%以
下、Sn：0.1%以下、Pb：0.1%以下の中から選ばれた1種
または2種以上の元素を含み、残部が実質的にFeおよび
不可避的不純物からなり、かつ下記の式(1)、(2)を満た
す成分組成のLNG燃焼排ガス流通路用鋼により解決され
る。
C：0.12%以下、Si：1.0%以下、Mn：1.7%以下、Cr：0.5
〜6%、Cu：0.1〜1%、Ni：0.05〜1%、Mo：0.5%以下、A
l：0.1%以下、N：0.001〜0.05%以下、およびSb：0.2%以
下、Sn：0.1%以下、Pb：0.1%以下の中から選ばれた1種
または2種以上の元素を含み、残部が実質的にFeおよび
不可避的不純物からなり、かつ下記の式(1)、(2)を満た
す成分組成のLNG燃焼排ガス流通路用鋼により解決され
る。
【０００８】 Dw=0.7Cr+Cu+2Ni+5Sb+6Sn+5Pb≧3.0 …(1) Pc=C+Si/30+Mn/20+Cr/20+Cu/20+Ni/60+Mo/15+Sb/40+Sn/40+Pb/60≦0.3 …(2) ただし、式(1)、(2)の元素記号はその元素の濃度(重量
%)を表す以下に、各成分元素の限定理由を説明する。
%)を表す以下に、各成分元素の限定理由を説明する。
【０００９】C：鋼の高強度化に有効な元素であるが、
0.12%を超えると溶接性が著しく劣化するので、0.12%以
下に限定する。
0.12%を超えると溶接性が著しく劣化するので、0.12%以
下に限定する。
【００１０】Si：鋼の脱酸に必要な元素であるが、1.0%
を超えると溶接性が劣化するので、1.0%以下に限定す
る。
を超えると溶接性が劣化するので、1.0%以下に限定す
る。
【００１１】Mn：Cと同様、鋼の高強度化に有効な元素
であるが、1.7%を超えると溶接性が劣化するので、1.7%
以下に限定する。
であるが、1.7%を超えると溶接性が劣化するので、1.7%
以下に限定する。
【００１２】Cr：CO2に起因した弱酸性腐食環境下で剥
離し難い安定した錆を形成する上で最も重要な元素であ
る。しかし、0.5%未満だとその効果が得られず、6%を超
えると溶接性が劣化するので、0.5〜6%に限定する。
離し難い安定した錆を形成する上で最も重要な元素であ
る。しかし、0.5%未満だとその効果が得られず、6%を超
えると溶接性が劣化するので、0.5〜6%に限定する。
【００１３】Cu：CO2に起因した弱酸性腐食環境下で剥
離し難い安定した錆を形成する上で有効な元素である。
しかし、0.1%未満だとその効果が得られず、1%を超える
と溶接性が劣化するので、0.1〜1%に限定する。
離し難い安定した錆を形成する上で有効な元素である。
しかし、0.1%未満だとその効果が得られず、1%を超える
と溶接性が劣化するので、0.1〜1%に限定する。
【００１４】Ni：Cuと同様、CO2に起因した弱酸性腐食
環境下で剥離し難い安定した錆を形成する上で有効な元
素である。しかし、0.05%未満だとその効果が得られ
ず、1%を超えるとその効果は飽和しコスト高にもなるの
で、0.05〜1%に限定する。
環境下で剥離し難い安定した錆を形成する上で有効な元
素である。しかし、0.05%未満だとその効果が得られ
ず、1%を超えるとその効果は飽和しコスト高にもなるの
で、0.05〜1%に限定する。
【００１５】Mo：Cu、Niと同様、CO2に起因した弱酸性
腐食環境下で剥離し難い安定した錆を形成する上で有効
な元素であるとともに、鋼の高強度化にも有効な元素で
ある。しかし、0.5%を超えると延性や溶接性が劣化する
ので、0.5%以下に限定する。
腐食環境下で剥離し難い安定した錆を形成する上で有効
な元素であるとともに、鋼の高強度化にも有効な元素で
ある。しかし、0.5%を超えると延性や溶接性が劣化する
ので、0.5%以下に限定する。
【００１６】Al：Siと同様、鋼の脱酸に必要な元素であ
るが、0.1%を超えると溶接性が劣化するので、0.1%以下
に限定する。
るが、0.1%を超えると溶接性が劣化するので、0.1%以下
に限定する。
【００１７】N：Moと同様、CO2に起因した弱酸性腐食環
境下で剥離し難い安定した錆を形成する上で有効な元素
であるとともに、鋼の高強度化にも有効な元素である。
しかし、0.001%未満だとその効果が得られず、0.05%を
超えると熱間延性および溶接性が劣化するので、0.001
〜0.05%に限定する。
境下で剥離し難い安定した錆を形成する上で有効な元素
であるとともに、鋼の高強度化にも有効な元素である。
しかし、0.001%未満だとその効果が得られず、0.05%を
超えると熱間延性および溶接性が劣化するので、0.001
〜0.05%に限定する。
【００１８】剥離し難い安定した錆を形成するために、
上記した元素に加え、Sb：0.2%以下、Sn：0.1%以下、P
b：0.1%以下の中から選ばれた1種または2種以上の元素
を含有させる必要がある。ここで、各元素の上限値は、
それを超えると溶接性が劣化するために決められた値で
ある。
上記した元素に加え、Sb：0.2%以下、Sn：0.1%以下、P
b：0.1%以下の中から選ばれた1種または2種以上の元素
を含有させる必要がある。ここで、各元素の上限値は、
それを超えると溶接性が劣化するために決められた値で
ある。
【００１９】なお、残部は実質的にFeおよび不可避的不
純物からなるものとすればよいが、これは本発明の効果
を妨げない限り不可避的不純物以外の元素を微量に含ん
でもよいことを意味する。
純物からなるものとすればよいが、これは本発明の効果
を妨げない限り不可避的不純物以外の元素を微量に含ん
でもよいことを意味する。
【００２０】このように各成分元素の含有量を限定した
だけでは、CO2に起因した弱酸性腐食環境下で剥離し難
い安定した錆を形成させたり、効率よく溶接を行うこと
ができず、以下に説明するように、さらにある特定の元
素の量を上記の式(1)、(2)を満たすよう調整する必要が
ある。
だけでは、CO2に起因した弱酸性腐食環境下で剥離し難
い安定した錆を形成させたり、効率よく溶接を行うこと
ができず、以下に説明するように、さらにある特定の元
素の量を上記の式(1)、(2)を満たすよう調整する必要が
ある。
【００２１】まず、安定した錆の形成条件を検討するた
めに、Cr、Cu、Ni、およびSb、Sn、Pbの中から選ばれた
1種または2種以上の元素を種々の量含有させ、他の元素
は本発明範囲内にある成分系の鋼を溶製し、熱間圧延に
より作製した鋼板に深さ2mmのV型溝を形成して5%Cr系溶
接材料で被覆アーク手溶接を行った後、溶接部を含む2
×20×40mmの腐食試験片を鋼板の表層付近より採取し、
50℃の0.15mass%NaCl水溶液中に15vol.%CO2-N2の混合ガ
スをバブリングしてpHを約4.5とした炭酸中に50時間浸
漬後、表面に粘着テープを張って腐食生成物を剥離して
試験片の重量減少を求めた。そして、1年当たりの腐食
深さに換算した腐食速度(mm/年)を算出した。なお、こ
の腐食速度と錆の耐剥離性とは密接な関係があり、腐食
速度が1mm/年以下であれば、実用上錆の剥離がほとんど
問題にならないことを別途確認している。
めに、Cr、Cu、Ni、およびSb、Sn、Pbの中から選ばれた
1種または2種以上の元素を種々の量含有させ、他の元素
は本発明範囲内にある成分系の鋼を溶製し、熱間圧延に
より作製した鋼板に深さ2mmのV型溝を形成して5%Cr系溶
接材料で被覆アーク手溶接を行った後、溶接部を含む2
×20×40mmの腐食試験片を鋼板の表層付近より採取し、
50℃の0.15mass%NaCl水溶液中に15vol.%CO2-N2の混合ガ
スをバブリングしてpHを約4.5とした炭酸中に50時間浸
漬後、表面に粘着テープを張って腐食生成物を剥離して
試験片の重量減少を求めた。そして、1年当たりの腐食
深さに換算した腐食速度(mm/年)を算出した。なお、こ
の腐食速度と錆の耐剥離性とは密接な関係があり、腐食
速度が1mm/年以下であれば、実用上錆の剥離がほとんど
問題にならないことを別途確認している。
【００２２】図1に、炭酸中における腐食速度とDwの関
係を示す。図より、Dw≧3.0であれば、腐食速度が1mm/
年以下となり、CO2に起因した弱酸性腐食環境下で剥離
し難い安定した錆が形成されることがわかる。
係を示す。図より、Dw≧3.0であれば、腐食速度が1mm/
年以下となり、CO2に起因した弱酸性腐食環境下で剥離
し難い安定した錆が形成されることがわかる。
【００２３】次に、溶接性の改善のために、C、Si、M
n、Cr、Cu、Ni、Mo、およびSb、Sn、Pbの中から選ばれ
た1種または2種以上の元素を種々の量含有させ、他の元
素は本発明範囲内にある成分系の鋼を溶製し、熱間圧延
により作製した鋼板試料を用い、JIS Z 3158のY型溶
接割れ試験方法、すなわちY型開先を有する厚さ25mmの
鋼板に、被覆アーク手溶接でビート置きを3回行い、3回
とも溶接割れの生じない最低の予熱温度を求めた。な
お、このとき溶接の入熱は6500J/cmとした。
n、Cr、Cu、Ni、Mo、およびSb、Sn、Pbの中から選ばれ
た1種または2種以上の元素を種々の量含有させ、他の元
素は本発明範囲内にある成分系の鋼を溶製し、熱間圧延
により作製した鋼板試料を用い、JIS Z 3158のY型溶
接割れ試験方法、すなわちY型開先を有する厚さ25mmの
鋼板に、被覆アーク手溶接でビート置きを3回行い、3回
とも溶接割れの生じない最低の予熱温度を求めた。な
お、このとき溶接の入熱は6500J/cmとした。
【００２４】図2に、溶接割れの生じない最低の予熱温
度とPcの関係を示す。図より、Pc≦0.3であれば、予熱
を行わなくとも溶接割れが生じないことがわかる。
度とPcの関係を示す。図より、Pc≦0.3であれば、予熱
を行わなくとも溶接割れが生じないことがわかる。
【００２５】
【実施例】表1、表2に示す成分を有する38種の鋼1〜38
を実験室で真空溶解・鋳造し、鋳片を1150℃に加熱後粗
圧延および仕上圧延を行い鋼板を作製した。そして、上
記した方法で、腐食速度および溶接割れの生じない最低
の予熱温度を求めた。
を実験室で真空溶解・鋳造し、鋳片を1150℃に加熱後粗
圧延および仕上圧延を行い鋼板を作製した。そして、上
記した方法で、腐食速度および溶接割れの生じない最低
の予熱温度を求めた。
【００２６】結果を表1、表2に示す。本発明範囲の成分
を有し、しかもDw≧3.0、Pc≦0.3を満足する鋼1〜16
は、いずれも腐食速度が1mm/年以下で、溶接割れの生じ
ない最低の予熱温度が25℃、すなわち予熱が不要であ
り、CO2に起因した弱酸性腐食環境下で剥離し難い安定
した錆が形成され、しかも溶接性に優れ、LNG燃焼排ガ
ス流通路用鋼として好適な鋼であることがわかる。
を有し、しかもDw≧3.0、Pc≦0.3を満足する鋼1〜16
は、いずれも腐食速度が1mm/年以下で、溶接割れの生じ
ない最低の予熱温度が25℃、すなわち予熱が不要であ
り、CO2に起因した弱酸性腐食環境下で剥離し難い安定
した錆が形成され、しかも溶接性に優れ、LNG燃焼排ガ
ス流通路用鋼として好適な鋼であることがわかる。
【００２７】一方、本発明範囲外の成分であったり、本
発明範囲の成分であってもDw<3.0あるいはPc>0.3である
鋼17〜38は、1mm/年以下の腐食速度と溶接時の予熱不要
を兼備できず、LNG燃焼排ガス流通路用鋼として十分で
ない。
発明範囲の成分であってもDw<3.0あるいはPc>0.3である
鋼17〜38は、1mm/年以下の腐食速度と溶接時の予熱不要
を兼備できず、LNG燃焼排ガス流通路用鋼として十分で
ない。
【００２８】
【表1】
【００２９】
【表2】
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、高価なステンレス鋼を用いずに、塩分飛来量
の少ない環境下で剥離し難い安定した錆が形成され、し
かも溶接性に優れたLNG燃焼排ガス流通路用鋼を提供で
きる。
いるので、高価なステンレス鋼を用いずに、塩分飛来量
の少ない環境下で剥離し難い安定した錆が形成され、し
かも溶接性に優れたLNG燃焼排ガス流通路用鋼を提供で
きる。
【図1】炭酸中における腐食速度とDwの関係を示す図で
ある。
ある。
【図2】溶接割れの生じない最低の予熱温度とPcの関係
を示す図である。
を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、C：0.12%以下、Si：1.0%以下、
Mn：1.7%以下、Cr：0.5〜6%、Cu：0.1〜1%、Ni：0.05〜
1%、Mo：0.5%以下、Al：0.1%以下、N：0.001〜0.05%以
下、およびSb：0.2%以下、Sn：0.1%以下、Pb：0.1%以下
の中から選ばれた1種または2種以上の元素を含み、残部
が実質的にFeおよび不可避的不純物からなり、かつ下記
の式(1)、(2)を満たす成分組成のLNG燃焼排ガス流通路
用鋼。 Dw=0.7Cr+Cu+2Ni+5Sb+6Sn+5Pb≧3.0 …(1) Pc=C+Si/30+Mn/20+Cr/20+Cu/20+Ni/60+Mo/15+Sb/40+Sn/40+Pb/60≦0.3 …(2) ただし、式(1)、(2)の元素記号はその元素の濃度(重量
%)を表す
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11064924A JP2000256781A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | Ｌｎｇ燃焼排ガス流通路用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11064924A JP2000256781A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | Ｌｎｇ燃焼排ガス流通路用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256781A true JP2000256781A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13272086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11064924A Pending JP2000256781A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | Ｌｎｇ燃焼排ガス流通路用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000256781A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2005047555A1 (ja) * | 2003-11-14 | 2005-05-26 | Nippon Steel Corporation | 耐損耗性または耐損耗性およびガス切断性に優れた排煙処理設備用鋼材と排ガスダクト |
| JP2005163178A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-23 | Nippon Steel Corp | 耐損耗性およびガス切断性に優れた排煙処理設備用鋼材 |
| JP2005163177A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-23 | Nippon Steel Corp | 排ガスダクト |
| US7718014B2 (en) | 2001-11-19 | 2010-05-18 | Nippon Steel Corporation | Low alloy steel and weld joint thereof excellent in corrosion resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid |
| CN107365938A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-21 | 湖北君庭汽车零部件股份有限公司 | 一种汽车排气管及其加工方法 |
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| JPH09279293A (ja) * | 1996-04-15 | 1997-10-28 | Nkk Corp | 耐排ガス腐食性に優れた鋼 |
-
1999
- 1999-03-11 JP JP11064924A patent/JP2000256781A/ja active Pending
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