JP2001214236A - 原油および重油貯蔵庫用耐食鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原油タンカー、石油タンク等において液体燃
料および原油、重油などの原燃料を貯蔵する際に優れた
耐食性を有する鋼を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．００３〜０．３０
％、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ａｌ：
０．１０％以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０５
０％以下、これに加え、Ｃｕ：０．０１〜２．０％、Ｎ
ｉ：０．０１〜７．０％、Ｃｒ：０．０１〜１０．０
％、Ｍｏ：０．０１〜４．０％、Ｓｂ：０．０１〜０．
３％、Ｓｎ：０．０１〜０．３％、のいずれか１種また
は２種以上を添加し、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなることを特徴とする原油および重油貯蔵庫用耐食
鋼。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料を貯蔵庫
内面に生じる腐食に対して優れた耐食性を示す鋼に関
し、より詳しくは原油タンカー、石油タンク等において
液体燃料および原油、重油などの原燃料を貯蔵する際に
優れた耐食性を有する鋼に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】一般に、原油等の鋼製貯
蔵庫の内面は、塗装等の防食手段を講じることなく使用
された場合には、短期間で激しい腐食の生じることが知
られている。例えば、重油貯蔵タンク内の場合、約１ｍ
ｍ／年超の全面腐食速度を示し、さらに加えて底部では
数ｍｍ／年の局部腐食速度を示すことがある。そのため
に、現状では重防食の施されることが一般的である。し
かし、例えば、重防食塗装を施す場合であっても、塗装
欠陥等の存在はかえって局部腐食を助長する場合もあ
り、信頼性を確保するために入念な施工と検査が要求さ
れ、さらに目的とする構造物が巨大であることもあっ
て、完全な信頼性を確保することは困難であるととも
に、経済的負担は膨大なものとなっている。従って、素
材そのものの耐食性を向上させることによる抜本的な対
策が従来から求められていた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく重油タンク内の腐食環境条件、石油タン
ク、石油タンカー等の貯蔵庫の形態、さらに鋼の成分系
などの腐食に対する影響の検討を行った。現状では、必
ずしもその腐食過程は明確ではないが、膨大な実フィー
ルドにおける各種材料の評価結果から、実施例として後
述するように、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｓｎの
添加が著しく全面耐食性および局部腐食に対する抵抗性
を向上する効果をもたらすことを発見することに成功し
た。さらに、これらの元素を２種以上添加することによ
って、全面耐食性および局部腐食に対する抵抗性が一段
と向上することを見いだした。これらの従来にない新た
発見に基づいて、発明がなされたものである。

【０００４】その発明の要旨するところは、 （１）重量％で、Ｃ：０．００３〜０．３０％、Ｓｉ：
２．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ａｌ：０．１０％
以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０５０％以下、
これに加え、Ｃｕ：０．０１〜２．０％、Ｎｉ：０．０
１〜７．０％、Ｃｒ：０．０１〜１０．０％、Ｍｏ：
０．０１〜４．０％、Ｓｂ：０．０１〜０．３％、Ｓ
ｎ：０．０１〜０．３％、のいずれか１種または２種以
上を添加し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする原油および重油貯蔵庫用耐食鋼。

【０００５】（２）更に重量％で、Ｔｉ：０．００１〜
０．１０％、Ｎｂ：０．０００３〜０．１０％、Ｖ：
０．０００３〜０．１０％、Ｂ：０．０００３〜０．０
０５０％の１種または２種以上含む前記（１）記載の請
求項の原油および重油貯蔵庫用耐食鋼。 （３）更に重量％で、Ｃｄ：０．０００２〜０．３０
％、Ｃｅ：０．０００２〜０．３０％、Ｚｒ：０．００
０２〜０．３０％、Ａｓ：０．０００２〜０．３０％、
Ｍｇ：０．０００２〜０．０１０％、Ｃａ：０．０００
２〜０．０１０％、ＲＥＭ：０．０００２〜０．０１０
％の１種または２種以上含む前記（１）〜（２）記載の
原油および重油貯蔵庫用耐食鋼である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施する形態につ
いて説明する。最初に、本発明の鋼における化学組成の
限定理由とその作用について述べる。 Ｃ：Ｃは、構造部材としての強度確保のために０．００
３％以上添加する必須元素であるが、大量に添加すると
靱性が劣化するので、Ｃの添加範囲を０．００３〜０．
３０％とした。 Ｓｉ：Ｓｉは脱酸のための必要な元素であるが、２．０
％以上添加すると溶接割れ感受性と溶接継手靱性を劣化
させるため、Ｓｉの添加範囲を２．０％以下とした。

【０００７】Ｍｎ：Ｍｎは、脱酸および強度確保のため
に必要であるが、２．０％を超えて添加すると靱性が劣
化するため、Ｍｎの添加範囲を２．０％以下とした。 Ｐ：Ｐは、０．０５％以上存在すると靱性を低下させる
ので、上限含有量を０．０５％とした。 Ｓ：Ｓは鋼材の靱性を劣化させる不純物元素であり、少
ないほど好ましい。特に０．０５％を超えて含まれると
継手部の靱性を著しく劣化させるので、Ｓの上限含有量
を０．０５％とした。

【０００８】Ａｌ：Ａｌは、脱酸のために必要である
が、０．１０％を越えて添加すると継手靱性が低下する
ので、上限含有量を０．１０％とした。 Ｃｕ：Ｃｕは本発明で重要な元素であり、Ｃｕの添加は
全面腐食、及び局部腐食に対する抵抗性向上に有効であ
る。さらに、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｓｎと複合添加
することにより一段と効果が増大する。しかしながら、
Ｃｕは２．０％を越えて添加すると溶接性や熱間加工性
が低下することから、Ｃｕの上限含有量を２．０％とし
た。

【０００９】Ｎｉ：Ｎｉは本発明で重要な元素であり、
Ｎｉの添加は全面腐食、及び局部腐食に対する抵抗性向
上に有効である。さらに、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｓ
ｎと複合添加することにより一段と効果が増大する。し
かしながら、Ｎｉは７％越えて添加するとコスト高にな
るので、Ｎｉの上限含有量を７％とした。 Ｃｒ：Ｃｒは本発明で重要な元素であり、Ｃｒの添加は
全面腐食、及び局部腐食に対する抵抗性向上に有効であ
る。さらに、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｓｎと複合添加
することにより一段と効果が増大する。しかしながら、
Ｃｒは１０％を越えて添加するとコスト高になるので、
Ｃｒの上限含有量を１０％とした。

【００１０】Ｍｏ：Ｍｏは本発明で重要な元素であり、
Ｍｏの添加は全面腐食、及び局部腐食に対する抵抗性向
上に有効である。さらに、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｂ、Ｓ
ｎと複合添加することにより一段と効果が増大する。し
かしながら、Ｍｏは４％越えて添加するとコスト高にな
るので、Ｍｏの上限含有量を４％とした。 Ｓｂ：Ｓｂは本発明で重要な元素であり、Ｓｂの添加は
全面腐食、及び局部腐食に対する抵抗性向上に有効であ
る。さらに、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｎと複合添加
することにより一段と効果が増大する。しかしながら、
Ｓｂは０．３％を越えて添加すると加工性が悪くなるの
で、Ｓｂの上限含有量を０．３％とした。

【００１１】Ｓｎ：Ｓｎは本発明で重要な元素であり、
Ｓｂの添加は全面腐食、及び局部腐食に対する抵抗性向
上に有効である。さらに、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓ
ｎと複合添加することにより一段と効果が増大する。し
かし、その効果は０．３％以上の添加量で飽和するた
め、Ｓｎの上限含有量を０．３％とした。 Ｔｉ：Ｔｉは耐食性向上させる元素である。耐食性向上
の効果は０．５％以上の添加量で飽和する。一方、Ｔｉ
は継手靱性の向上を目的として必要に応じて添加する
が、その効果には０．００５％以上の添加が必要で、
０．１０％を超えて添加すると靱性値が低下する。従っ
て、耐食性向上または継手靱性向上から、Ｔｉの範囲を
０．００１〜０．１０％とした。

【００１２】Ｎｂ：Ｎｂは、当該環境において耐食性を
低下させずに強度を向上させる元素である。そのため必
要に応じて添加するが、０．１０％を越えて添加すると
靱性値が低下するため、Ｎｂの範囲を０．０００３〜
０．１０％とした。 Ｖ：Ｖは、当該環境において耐食性を低下させずに強度
を向上させる元素である。そのため必要に応じて添加す
るが、０．１０％を越えて添加すると靱性値が低下する
ため、Ｎｂの範囲を０．０００３〜０．１０％とした。

【００１３】Ｂ：Ｂは、当該環境において耐食性を低下
させずに強度を向上させる元素である。そのため必要に
応じて添加するが、０．００５０％を越えて添加すると
靱性値が低下するため、Ｂの範囲を０．０００３〜０．
００５０％とした。 Ｃｄ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ａｓ、Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭ：Ｃｄ、
Ｃｅ、Ｚｒ、Ａｓ、Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭは、それぞれ当
該環境において耐食性を低下させずに強度靱性向上させ
る元素である。従って必要に応じて添加するが、その効
果には、各元素ともそれぞれ０．０００２％以上の添加
が必要であり、またその効果は、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ａ
ｓにおいては、０．３０％以上の添加で飽和し、Ｍｇ、
Ｃａ、ＲＥＭにおいては、０．０１０％以上の添加で飽
和する。従って、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ａｓの添加範囲を
０．０００２〜０．３０％とし、Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭの
添加範囲を０．０００２〜０．０１０％とした。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明鋼は、使用に際して、板、
鋼管、溶接部、溶接材などいかなる形態であっても良
い。また、表面改質等の技術で腐食環境にさらされる表
面の組成が請求範囲であればよく、さらには、いかなる
防食方法と併用することも可能であり、これらいずれの
場合であっても本願発明の範囲を逸脱するものではな
い。

【００１５】

【実施例】本発明は、地上石油タンクに端を発している
が、発明者らの検討から、最も厳しいことが明らかとな
った石油タンカーでの試験を実施した。表１および表２
に示す化学組成の鋼を溶製し、熱間圧延にて厚さ２５ｍ
ｍの鋼板を製作した。ショットブラストにより表面スケ
ールを落とし腐食試験の供試材とした。腐食試験は運航
中の原油タンカーのタンク底板、壁面、及び上甲板裏に
上記試験片を取り付け、実船曝露試験を５年間および１
０年間実施した。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】表３および表４は、腐食評価結果である。
腐食量が最も大きかったＮｏ１試験材の各部での腐食量
を１００％として、相対的腐食量が、５０％以上のもの
は×、５０％未満２５％以上のものは○、２５％未満の
ものは◎で表示した。表５および表６は局部腐食の評価
結果である。平均板厚減に対する局部腐食部の板厚減の
比率が、２倍以上のものは×、２倍未満１．５倍以上の
ものは○、1.５倍未満のものには◎で表示した。表３〜
表６から、比較鋼Ｎｏ．１〜７に比較して、本発明鋼Ｎ
ｏ８〜８６は、耐食性、耐局部性ともにすぐれる事が明
らかである。

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】

【表５】

【００２２】

【表６】

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、実施例からも明らか
なように、本発明鋼は、液体燃料を貯蔵庫内面に生じる
腐食に対して優れた耐食性を示す鋼に関し、より詳しく
は原油タンカー、石油タンク等において液体燃料および
原油、重油などの原燃料を貯蔵する際に優れた耐食性を
有する。 特許出願人 新日本製鐵株式会社代理人 弁理士
椎 名 彊

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紀平 寛 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 伊藤 公夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 今井 嗣郎 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 斎藤 隆穂 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．００３〜０．３０％、 Ｓｉ：２．０％以下、 Ｍｎ：２．０％以下、 Ａｌ：０．１０％以下、 Ｐ：０．０５０％以下、 Ｓ：０．０５０％以下 に加え、 Ｃｕ：０．０１〜２．０％、 Ｎｉ：０．０１〜７．０％、 Ｃｒ：０．０１〜１０．０％、 Ｍｏ：０．０１〜４．０％、 Ｓｂ：０．０１〜０．３％、 Ｓｎ：０．０１〜０．３％ のいずれか１種または２種以上を添加し、残部がＦｅお
   よび不可避的不純物からなることを特徴とする原油およ
   び重油貯蔵庫用耐食鋼。
2. 【請求項２】Ｔｉ：０．００１〜０．１０％、 Ｎｂ：０．０００３〜０．１０％、 Ｖ：０．０００３〜０．１０％、 Ｂ：０．０００３〜０．００５０％ の１種または２種以上含む請求項１記載の原油および重
   油貯蔵庫用耐食鋼。
3. 【請求項３】Ｃｄ：０．０００２〜０．３０％、 Ｃｅ：０．０００２〜０．３０％、 Ｚｒ：０．０００２〜０．３０％、 Ａｓ：０．０００２〜０．３０％、 Ｍｇ：０．０００２〜０．０１０％、 Ｃａ：０．０００２〜０．０１０％、 ＲＥＭ：０．０００２〜０．０１０％ の１種または２種以上含む請求項１〜２記載の原油およ
   び重油貯蔵庫用耐食鋼。