JP2001107179A - 荷油タンク用耐蝕鋼 - Google Patents

荷油タンク用耐蝕鋼

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JP2001107179A
JP2001107179A JP29045899A JP29045899A JP2001107179A JP 2001107179 A JP2001107179 A JP 2001107179A JP 29045899 A JP29045899 A JP 29045899A JP 29045899 A JP29045899 A JP 29045899A JP 2001107179 A JP2001107179 A JP 2001107179A
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less
corrosion
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resistant steel
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JP29045899A
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Hideto Kimura
秀途 木村
Katsumi Shomura
克身 正村
Norimi Wada
典巳 和田
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐溶接割れ性、耐蝕性に優れた荷油タンク用
鋼を提供する。 【解決手段】 重量%でC:0.12%以下、Si:
1.5%以下、Mn:0.2〜3%、P:0.04〜
0.1%、S:0.005%以下、Cu:0.1〜0.
4%、Ni:0.05〜0.4%、Cr:0.3〜4
%、Al:0.2〜0.8%を含有し、残部実質的にF
eからなり、且つ式(1)を満足することを特徴とする
荷油タンク用耐蝕鋼。 Pcm=[%C]+[%Si]/30+[%Mn]/20+[%Cu]/20+[%Ni]/60+[%C
r]/20+[%Mo]/15+[%V]/10+5[%B]≦0.22 ……(1)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は耐蝕性に優れた荷油
タンク用鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】国際海事機構での規則により新規に建造
されるタンカーは海難事故時の油漏れによる海洋汚染を
防止する観点より二重船殻(ダブルハル)構造を採用す
るように義務づけられている。ダブルハル区画はバラス
トタンクとして使用され荷油タンクを保護する構造とな
っている。バラストタンクは海水環境と湿潤高温環境が
繰り返されるために、これに使用される鋼材には海水腐
食と飛沫帯環境での腐食、又結露環境腐食に耐えること
が要求される。又、海水に常時浸かっていないバラスト
タンク上部やデッキプレート裏面についても同様であ
る。これらに適した鋼材として、特開平7−26718
2号公報では、Cu−P,Cu−Cr,Cu−P−Cr
系鋼材が優れた耐蝕性を示すことが開示されている。
又、特開平7−310141号公報,特開平8−246
048号公報では、いずれも1〜3Wt.%程度のCrを含
有する耐蝕鋼が有効であると開示されている。一方、油
を満載する荷油タンクに使用される鋼材については、大
きな腐食の問題は報告されていなかったが、最近のタン
カー、特にVLCCと呼ばれる大型タンカーで荷油タン
ク内面に著しい腐食が発見される例があり、新たな腐食
課題としてクローズアップしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みなされたもので、荷油タンク及び荷油タンク該
当部分のデッキプレートの腐食防止に有効な鋼材を提供
するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、発明者らは、荷油タンクに使用される鋼材に作用す
る腐食環境を詳細に調査した結果、原油からの揮発成分
による爆発防止のために荷油タンク内に導入されている
原動機排ガスが荷油タンク腐食の原因物質であることを
突き止めた。即ち、原動機排ガスには酸素、窒素の他
に、相当量のCO 2,SOX 等の腐食性ガスが含まれてお
り、これらに関連した酸露点腐食等を考慮する必要があ
る事を明らかにした。
【0005】このような観点から、荷油タンクで有効な
耐蝕鋼の成分を鋭意検討し、上記腐食雰囲気で十分な耐
食性を示すのみならず、機械的性質、溶接性等とのバラ
ンスに優れた荷油タンク用耐蝕鋼を発明したものであ
る。
【0006】本発明は、 (1)重量%で、C:0.12%以下、Si:1.5%
以下、Mn:0.2〜3%、P:0.04〜0.1%、
S:0.005%以下、Cu:0.1〜0.4%、N
i:0.05〜0.4%、Cr:0.3〜4%、Al:
0.2〜0.8%を含有し、残部実質的にFeからな
り、且つ式(1)を満足することを特徴とする荷油タン
ク用耐蝕鋼を提供する。 Pcm=[%C]+[%Si]/30+[%Mn]/20+[%Cu]/20+[%Ni]/60+[%Cr]/20+[%Mo]/15+[%V]/10 +5[%B]≦0.22 ……(1)
【0007】(2)重量%で、C:0.12%以下、S
i:1.5%以下、Mn:0.2〜3%、P:0.04
〜0.1%、S:0.005%以下、Cu:0.1〜
0.4%、Ni:0.05〜0.4%、Cr:0.3〜
4%、Al:0.2〜0.8%を含有し、B:0.01
%以下を含み、残部実質的にFeからなり、且つ式
(1)を満足することを特徴とする荷油タンク用耐蝕鋼
を提供する。 Pcm=[%C]+[%Si]/30+[%Mn]/20+[%Cu]/20+[%Ni]/60+[%Cr]/20+[%Mo]/15+[%V]/10 +5[%B]≦0.22 ……(1)
【0008】(3)重量%で、C:0.12%以下、S
i:1.5%以下、Mn:0.2〜3%、P:0.04
〜0.1%、S:0.005%以下、Cu:0.1〜
0.4%、Ni:0.05〜0.4%、Cr:0.3〜
4%、Al:0.2〜0.8%を含有し、Nb:0.0
5%以下、V:0.12%以下、Ti:0.1%以下、
Mo:0.5%以下の1種または2種以上、B:0.0
1%以下(0%の場合を含む)を含み、残部実質的にF
eからなり、且つ式(1)を満足することを特徴とする
荷油タンク用耐蝕鋼を提供する。 Pcm=[%C]+[%Si]/30+[%Mn]/20+[%Cu]/20+[%Ni]/60+[%Cr]/20+[%Mo]/15+[%V]/10 +5[%B]≦0.22 ……(1)
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る鋼の成分組成
について説明する。 (成分組成)
【0010】C:0.12%以下とする。Cは強度を確
保するための必須元素であるが、0.12%を超えると
溶接性、耐蝕性が劣化する。従って、C量は0.12%
以下とする。なお、C添加による効果を適切に得るため
には、0.03%以上とするのがよい。Si:1.5%
以下とする。Siは脱酸材として用いられるが、1.5
%を超えると溶接作業性が低下する。従ってSi量は
1.5%以下とする。
【0011】Mn:0.2〜3%とする。Mnは鋼の強
度と靭性の向上に有効な元素であるが、0.2%未満で
は十分な効果が得られず、3%を超えると溶接特性が劣
化する。従ってMn量を0.2〜3%とする。また、上
記観点からして、より好ましくは、0.3%〜0.6%
である。
【0012】P:0.04〜0.1%とする。Pは本発
明の特徴的な元素であって適量のCuとの共存下におい
て耐食性を著しく向上させる効果がある。0.04%未
満では十分な効果が得られず、0.1%を超えると溶接
時に高温割れが顕著に発生するのでP量は0.04〜
0.1%とする。
【0013】S:0.005%以下とする。Sは熱間加
工特性の低下や材質の劣化を引き起こすので、0.00
5%以下とする。
【0014】Al:0.2〜0.8%とする。Alは本
発明の特徴的な元素であり、0.2%以上添加すること
により耐蝕性が著しく向上する。しかし、0.8%を超
えると溶接時にスラグが多量に発生し溶接作業性を顕著
に低下させるので、Al量は0.2〜0.8%とする。
また、上記観点からして、より好ましくは、0.2〜
0.4%である。
【0015】Cu:0.1〜0.4%とする。CuはP
との共存によって耐蝕性が著しく向上するが、0.1%
未満では顕著な効果が得られず、0.4%を超えると溶
接時に高温割れが顕著に発生するのでCu量は0.1〜
0.4%とする。また、上記観点からして、より好まし
くは、0.2〜0.4%である。
【0016】Cr:0.3〜4%とする。Crは炭酸ガ
ス腐食に有効な元素であることが知られているが、排気
ガス腐食雰囲気下でも一定の耐蝕効果が得られる元素で
ある。0.3%未満ではその効果が顕著でなく4%を超
えると溶接時に低温割れ防止のために予熱、後熱が必要
となり、溶接作業性が低下する。従って、Cr量は0.
3〜4%とする。また、上記観点からして、より好まし
くは、0.3〜0.6%である。
【0017】Ni:0.05〜0.4%とする。Niは
高価な元素であるが、耐蝕性向上に有効な元素であり、
又Cuによる溶接割れを抑制する効果をもつ。0.05
%未満ではその効果が小さく0.4%を超えると上記効
果が飽和し且つ、高価な元素であるので経済性も損なわ
れるためNi量は0.05〜0.4%とする。また、上
記観点からして、より好ましくは、0.1〜0.4%で
ある。
【0018】Nb:0.05%以下、V:0.12%以
下、Ti:0.1%以下とする。Nb、V、Tiのいず
れの元素も鋼中炭素と結合して炭化物を形成し、溶接特
性に及ぼす炭素の影響を低下させることができるので、
一定量の添加が有効であり、これらの1種又は2種以上
を添加する。しかし、Nbは0.05%を、Vは0.1
2%を、Tiは0.1%を超えると、炭化物を多量に析
出し、溶接時に割れを生じ易くなるので、Nbは0.0
5%以下(但し、無添加の場合を含む)、Vは0.12
%以下(但し、無添加の場合を含む)、Tiは0.1%
以下(但し、無添加の場合を含む)とする。また、上記
観点からして、Nbは0.04%以下、Vは0.08%
以下、Tiは0.02%以下がより好ましい。なお、各
元素の添加による効果を適切に得るには、Nbは0.0
2%以上、Vは0.01%以上、Tiは0.01%以上
とするのがよい。
【0019】Mo:0.5%以下とする。Moは鋼の強
度特性の向上に有効な元素であるが、0.5%を超える
と溶接特性を劣化させるので、0.5%以下(但し、無
添加の場合を含む)とする。なお、Mo添加による効果
を適切に得るためには0.2%以上とするのがよい。
【0020】B:0.01%以下とする。Bは熱間加工
特性向上に有効な元素であるが、0.01%を超えると
溶接時に高温割れ発生頻度が高くなるので、0.01%
以下(但し、無添加の場合を含む)とする。また、上記
観点からして、Bは0.003%以下がより好ましい。
なお、Bの効果を適切に得るためには0.001%以上
とするのがよい。Pcm:0.22以下とする。
【0021】上記したように各元素の添加範囲を制限し
ても成分元素の組み合わせにより下記式(1)に示すP
cm(溶接割れ感受性組成)値が0.22を超えると溶
接時に著しく低温割れを生じ易くなるので、Pcm値は
0.22以下とする。 Pcm=[%C]+[%Si]/30+[%Mn]/20+[%Cu]/20+[%Ni]/60+[%Cr]/20+[%Mo]/15+[%V]/ 10+5[%B]≦0.22 ……(1)
【0022】尚、本発明の鋼材は実質的に上記成分とF
eとからなり、従って、不可避的不純物等の他の元素が
本発明の効果を損なわない限度で微量含まれることは妨
げない。
【0023】
【実施例】以下に本発明の具体的実施例について説明す
る。
【0024】表1に示す成分組成を有する供試鋼を15
0Kgw真空誘導溶解炉で溶解し、真空鋳造により25
Kgwインゴットとした後、1200℃に加熱し熱間で
板圧延を行い25mm厚に仕上げた。当該板厚の板材よ
り溶接高温割れ性評価用試験材を採取した。耐蝕性評価
用試験材は上記25mm板材を1180℃に再加熱後熱
間圧延にて6mm厚材に仕上げることにより採取した。
【0025】主たる評価試験は以下の方法によった。 (溶接高温割れ性評価試験)溶接高温割れ性評価試験は
25mm厚の板材に15mm深さのV溝を切り、サブマ
ージアーク溶接にて溶接ビードを置いて冷却後に、溶着
金属部の割れの有無を確認することにより行った。溶材
は市販の強度50キロ級ワイヤを用いて電圧40V、電
流600A、溶接速度50cm/分にて溶接を行い、割
れの有無はX線透過法によって検出した。また、スラグ
の発生等による溶接ビードの乱れやスラグの多量発生に
よるガウジング処理作業の発生の有無等により溶接作業
性の良、不良についても評価した。
【0026】(溶接時の低温割れ感受性評価試験)JI
S Z3158に規定される斜めY形溶接割れ試験を行
い、鋼板冷却後の割れの有無により溶接時の低温割れ感
受性を評価した。
【0027】(耐蝕性評価試験)耐蝕性評価試験は6m
m厚の板材より6mm X 25mm X 45mmサ
イズの腐食試験片を採取し、荷油タンク内の腐食環境条
件をシミュレーションした雰囲気と温度サイクル中に暴
露後、腐食減量を測定し腐食速度を算出した。具体的に
は10%CO2 ,8%O2 ,0.02%SOX ,残部N
2 からなる混合ガスを過飽和水蒸気圧の下に充満させた
雰囲気中に暴露された試験片にヒータと冷却装置によっ
て20℃/60℃の繰り返し温度サイクルを付与して、
結露水による腐食をシミュレーションできるようにし
た。
【0028】次に、表1に本発明鋼の、表2に比較鋼の
成分組成及び特性評価結果を示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】表1に示す本発明の鋼は、成分組成がすべ
て本発明の範囲にあるので、耐蝕性と耐溶接割れ性を兼
ね備え且つ、溶接時の作業性も良好であり荷油タンク用
鋼として塗装無しで、十分使用可能である。一方、表2
に示す比較例の鋼では、C及びPcm値が高いNo.2
6、Mn及びPcm値が高いNo.28では高温割れ及
び低温割れが発生しており、一方、Pが高いNo.3
0、Cuが高いNo.34、Bが高いNo.39では高
温割れが発生し、いずれも溶接性に問題が生じた。Si
が高いNo.27、Alが高いNo.32、Nbが高い
No.37、Vが高いNo.38、Tiが高いNo.4
0、Moが高いNo.41では溶接作業性が顕著に低下
した。Pcm値が上限をはずれたNo.36、No.4
2、No.43、No.44では低温割れが発生した。
Pが低いNo.29、Alが低いNo.31、Cuが低
いNo.33、Crが低いNo.35では溶接性は問題
無かったが耐蝕性が著しく低下した。以上述べたように
比較例の鋼では耐溶接割れ性、溶接作業性、耐蝕性のい
ずれかが十分でなく本発明の鋼が優れていることがわか
る。
【0032】また、図1はPcm(溶接割れ感受性組
成)値とJIS Z3158に規定される斜めY形溶接
割れ試験結果との関係を示しており、試験結果は低温割
れ発生の有無で表示した。図示したようにPcm値を
0.22以下におさえることにより低温割れが発生しな
いことがわかる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、耐溶接割れ性、溶接作
業性、耐蝕性のすべてに優れているので、荷油タンク上
部構造体デッキプレートに塗装無しで使用することがで
き、又荷油タンク内部もしくは天井部柱、梁等の構造体
として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Pcm値と斜めY形溶接割れ試験結果との関係
を示す図。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.12%以下、Si:
    1.5%以下、Mn:0.2〜3%、P:0.04〜
    0.1%、S:0.005%以下、Cu:0.1〜0.
    4%、Ni:0.05〜0.4%、Cr:0.3〜4
    %、Al:0.2〜0.8%を含有し、残部実質的にF
    eからなり、且つ式(1)を満足することを特徴とする
    荷油タンク用耐蝕鋼。 Pcm=[%C]+[%Si]/30+[%Mn]/20+[%Cu]/20+[%Ni]/60+[%Cr]/20+[%Mo]/15+[%V]/ 10+5[%B]≦0.22 ……(1)
  2. 【請求項2】 重量%で、C:0.12%以下、Si:
    1.5%以下、Mn:0.2〜3%、P:0.04〜
    0.1%、S:0.005%以下、Cu:0.1〜0.
    4%、Ni:0.05〜0.4%、Cr:0.3〜4
    %、Al:0.2〜0.8%を含有し、B:0.01%
    以下を含み、残部実質的にFeからなり、且つ式(1)
    を満足することを特徴とする荷油タンク用耐蝕鋼。 Pcm=[%C]+[%Si]/30+[%Mn]/20+[%Cu]/20+[%Ni]/60+[%Cr]/20+[%Mo]/15+[%V]/ 10+5[%B]≦0.22 ……(1)
  3. 【請求項3】 重量%で、C:0.12%以下、Si:
    1.5%以下、Mn:0.2〜3%、P:0.04〜
    0.1%、S:0.005%以下、Cu:0.1〜0.
    4%、Ni:0.05〜0.4%、Cr:0.3〜4
    %、Al:0.2〜0.8%を含有し、Nb:0.05
    %以下、V:0.12%以下、Ti:0.1%以下、M
    o:0.5%以下の1種または2種以上、B:0.01
    %以下(0%の場合を含む)を含み、残部実質的にFe
    からなり、且つ式(1)を満足することを特徴とする荷
    油タンク用耐蝕鋼。 Pcm=[%C]+[%Si]/30+[%Mn]/20+[%Cu]/20+[%Ni]/60+[%Cr]/20+[%Mo]/15+[%V]/ 10+5[%B]≦0.22 ……(1)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7875130B2 (en) 2002-06-19 2011-01-25 Nippon Steel Corporation Crude oil tank comprising a corrosion resistant steel alloy

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US7875130B2 (en) 2002-06-19 2011-01-25 Nippon Steel Corporation Crude oil tank comprising a corrosion resistant steel alloy
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