JP2005029828A

JP2005029828A - ステンレス鋼用の酸洗剤

Info

Publication number: JP2005029828A
Application number: JP2003195248A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takenaka; 勉竹中; Eiji Sato; 栄次佐藤
Original assignee: Parker Corp
Current assignee: Parker Corp
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】ステンレス鋼に局所的に発生したスケールを、ステンレス鋼の全体を酸洗槽に浸漬することなく除去する事が可能で、且つ環境を汚染する硝酸を含有しない酸洗剤。
【解決手段】硫酸１０〜２００ｇ／Ｌあるいは塩酸５〜１５０ｇ／Ｌと、フッ酸、フッ化珪酸、フッ化ナトリウムから選ばれる１または２以上を１〜４０ｇ／Ｌと、Ｆｅ^３＋イオン５〜４０ｇ／Ｌとを含有し、粘性付与剤を加えてペースト状にした酸洗剤。更に過酸化水素５〜１５ｇ／Ｌ、過硫酸ナトリウム５〜１０ｇ／Ｌを含有させることができる。ペーストの粘度は３０００〜５０００ＣＰＳとする事が好ましい
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接や熱処理を施したステンレス鋼の部品、中間成品、補修品、完成品等のスケール除去に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼板やステンレス鋼線の製造においてもスケールの除去が行われている。しかしこれ等のステンレス鋼の製造のプロセスにおけるスケールの除去では、例えば酸洗槽等にステンレス鋼板やステンレス鋼線を逐次浸漬し、その全表面を均一に酸洗する。
【０００３】
一方、溶接や熱処理を施したステンレス鋼の部品、中間成品、補修品、完成品ではスケールは溶接や熱処理が行われた局所に発生する。このためスケールの除去も局所的に行う事が好ましく、全表面を均一に酸洗する従来の方法は不適当である。
【０００４】
即ち全表面を均一に酸洗する従来の方法は、酸洗する表面積が広いために大きな酸洗槽が必要であり設備費が高い。一方溶接や熱処理を施したステンレス鋼の部品等では、スケールの除去は局所的であり、従って従来よりも設備費が安い簡易な方法であることが好ましい。
【０００５】
ステンレス鋼のスケールの除去では、従来は硝酸や硝弗酸が使用されている。
しかし硝酸は廃棄すると河川や湖沼の窒素成分を富化させて環境汚染を発生させる。ステンレス鋼の全表面を均一に酸洗する従来の方法では多量の硝酸を用いるが、硝酸を無公害化するための高価な処理設備を用いて、環境汚染を防止している。しかしスケールの除去が局所的な、溶接や熱処理を施したステンレス鋼の部品等の場合は作業規模が小さいために硝酸を無公害化するための高価な設備は好ましくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、溶接や熱処理を施したステンレス鋼の部品、中間成品、補修品、完成品等のスケールの除去に関する上記の問題点を解決するためのものである。即ち、全体を酸液等に浸漬することなく、また部品、中間成品、補修品、完成品の形状に係らず局所的に発生するスケールを除去する事が可能であり、また大規模な酸洗槽等の設備が不必要であり、かつ硝酸を無公害化するための高価な設備や処理を必要としない、ステンレス鋼用の酸洗剤の提供を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の実施の形態】
本発明は（１）主成分として硫酸１０〜２００ｇ／Ｌあるいは塩酸５〜１５０ｇ／Ｌと、フッ酸、フッ化珪酸、フッ化ナトリウムから選ばれる１または２以上を合計で１〜４０ｇ／Ｌと、Ｆｅ^３＋イオンを５〜４０ｇ／Ｌとを含有し、硝酸を含有しない水溶液に粘性付与剤を加えてペースト状にした、ステンレス鋼用の酸洗剤である。
【０００８】
また（２）前記（１）に更に、過酸化水素５〜１５ｇ／Ｌ、過酸化ナトリウム５〜１０ｇ／Ｌの何れかあるいは双方を含有せしめたことを特徴とする、ステンレス鋼用の酸洗剤である。
【０００９】
また（３）粘性付与剤が多糖類系、有機ポリマー系、ベントナイト系、モンモリロナイト系の粘性付与剤から選ばれる１または２以上で、該ペースト状の酸洗剤の粘度が３０００〜５０００ＣＰＳである事を特徴とする、前記（１）または（２）のステンレス鋼用の酸洗剤である。
【００１０】
本発明のステンレス鋼用の酸洗剤は、硫酸または塩酸を含有する。濃度範囲は、硫酸は１０〜２００ｇ／Ｌ、塩酸は５〜１５０ｇ／Ｌである。硫酸が１０ｇ／Ｌ未満ではデスケールに長時間かかるため好ましくない。しかし２００ｇ／Ｌ超では酸による侵蝕が激しく発生しステンレス鋼の表面性状が悪くなる。塩酸は硫酸よりも反応性が高いが５ｇ／Ｌ未満ではデスケールが能率的に進行しない。一方１５０ｇ／Ｌ超では激しく素地を侵蝕しまたステンレス鋼の表面に孔食を生じる。
【００１１】
本発明のステンレス鋼用の酸洗剤は、フッ酸、フッ化珪酸、フッ化ナトリウムから選ばれる１または２以上をそれぞれ１〜４０ｇ／Ｌ含有する。これ等が含有されていない場合はスケールの除去に長時間を要し、デスケールの能率を阻害する。またこれ等を含有しない場合はデスケール後の表面には激しい凹凸が生じ、ステンレス鋼の表面を劣化させる。これ等の含有量が１ｇ／Ｌ未満ではデスケールを促進する効果が小さい。一方４０ｇ／Ｌ以上では効果が飽和し、経済的ではない。
【００１２】
ステンレス鋼の表面は白色に仕上げられていることが多い。この白色のステンレス鋼に局所的に発生したスケールを本発明では除去するが、除去した跡が白色化していると、スケール除去後のステンレス鋼の表面は、一様な白色となり光沢むらが少なく美麗になる。本発明者等の知見では、硝酸を含有する場合は硝酸の強い酸化力がデスケールした跡を白色化する。硝酸を含有しない通常の硫酸、塩酸、フッ酸の場合は酸化力が不十分なために、デスケール後のステンレス鋼の表面は白色化しない。本発明では硝酸に代わる酸化剤としてＦｅ^３＋を含有せしめる。Ｆｅ^３＋イオンを含有せしめると、その酸化力によって、スケールを除去した跡は白色化した表面となる。Ｆｅ^３＋イオンは硫酸第一鉄を酸化して硫酸第二鉄として添加してもよいし、硫酸第二鉄溶液を添加してもよい。しかしＦｅ^３＋は５ｇ／Ｌ未満では効果がなく、また４０ｇ／Ｌ超では効果が飽和する。
【００１３】
本発明者等の知見によると、過酸化水素や過硫酸ナトリウムもＦｅ^３＋と同様の作用効果を奏する。過酸化水素は３５％濃度の水溶液換算で５ｇ／Ｌ〜１５ｇ／Ｌが好ましい。５ｇ／Ｌ未満では効果がなく、１５ｇ／Ｌ超では効果が飽和する。また過硫酸ナトリウムは５ｇ／Ｌ未満では効果がなく、１０ｇ／Ｌ超では効果が飽和する。
【００１４】
本発明の酸化剤は硝酸を含有していない。硝酸は廃棄すると、河川や湖沼の水中の窒素成分を富化させて環境汚染を発生させる。本発明の酸洗剤は硝酸を含有していないために、廃棄に際しても硝酸を無公害化するための格別の設備や処理は不必要である。従って本発明の酸洗剤は使用に際しては高価な設備は不必要でありまた、作業も簡易である。
【００１５】
本発明では、ステンレス鋼の部品、中間成品、補修品、完成品の局所に発生したスケールを除去する。スケールが例えば垂直に近い場所に発生した場合は、通常の溶液状の酸洗剤では塗布しても酸洗剤はスケールの場所に滞ることがなく流下し、スケール除去の効率が悪い。また流下した酸洗剤はスケールがない部分のステンレス鋼を不必要に腐食させる。
【００１６】
本発明の酸洗剤は、粘性付与剤を加えてペースト状にされている。ペースト状にしたために、本発明の酸洗剤は、溶液系では適用が難しかった例えば垂直に近い部位にも容易に適用する事が可能である。粘性付与剤としては酸性環境でも安定な、有機系粘性付与剤例えば発酵多糖類、有機ポリマー等を、また無機系粘性付与剤例えばベントナイト系、モンモリロナイト系のもの等を用いる事ができる。市販の粘性付与剤、例えばＳＯＬＡＧＵＭ（ＳＥＰＰＩＣ社製）、ＫＥＩＺＡＮＡＳＸ（ＫＥＬＣＯ社製）等を用いてもよい。粘性付与剤は該酸洗剤の粘度が３０００〜５０００ＣＰＳとなる量が好ましく、例えば上記市販の粘性付与剤の場合は添加量は５ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌとすることができる。
【００１７】
【実施例１】
表１は硫酸系の酸洗剤の例である。Ｎｏ．２，３，６，７，１２，１３，１４，１５は本発明例である。Ｎｏ．１は硫酸の濃度が低過ぎる。Ｎｏ．８，９，１０，１１はフッ酸、フッ化珪酸、フッ化ナトリウムを含有しない比較例、Ｎｏ．１，４，５はＦｅ^３＋，Ｈ_２Ｏ_２，Ｎａ_２ＳＯ_５を含有していない比較例である。尚表１のＦｅ^３＋の添加には１２％の硫酸第２鉄溶液を用いた。また表１の各酸洗剤には粘性付与剤としてＳＯＬＡＧＵＭを５％を添加し２５〜３０℃での粘度を３０００〜５０００ＣＰＳに調整した。
【００１８】
酸洗されるステンレス鋼試料はＪＩＳＳＵＳ３０４で、１．０ｍｍ厚さ×３０ｍｍ幅×１００ｍｍ長さの試料２枚を突合せＴＩＧ溶接したものを用いた。この試料には溶接線に沿って酸化スケールが連続的に発生していた。ＴＩＧ溶接線が水平に対して４５°の傾斜になるようにステンレス鋼試料を保持し、溶接線に沿って表１のペースト状の酸洗剤をナイロン製のハケで塗着した。塗着後１５分間静置し、その後シャワー水洗でペースト状の酸洗剤を洗い流した。表１のデスケールの欄で○は完全にデスケールされていた場合、×は目視観察でスケールが残存する場合を示す。また表１の白色化欄で×はデスケールの跡が灰色の場合で○はデスケールの跡が白色の場合である。表１にみられる如く、本発明例は何れもデスケールの程度が良好で白色化も十分であった。一方比較例ではデスケールの程度、白色化の何れかがあるいは双方が不十分であった。
【００１９】
ＪＩＳＳＵＳ４３０を用いて溶接線を有するステンレス鋼試料を作成し、表１と同様の酸洗液を用いて試験したが、本発明の酸洗剤を用いた場合は何れも、デスケールの程度が良好で白色化も十分であった。
【００２０】
表２は塩酸系の酸洗剤の例である。Ｎｏ．２，３，４，５，６，７，１４，１５は本発明例である。Ｎｏ．１は塩酸の濃度が低過ぎる。Ｎｏ．８，９，１０，１１はフッ酸、フッ化珪酸、フッ化ナトリウムを含有しない比較例、Ｎｏ．１２，１３はＦｅ^３＋，Ｈ_２Ｏ_２，Ｎａ_２ＳＯ_５を含有していない比較例である。尚酸洗剤の粘性、酸洗するステンレス鋼試料、試験方法、及びデスケールの程度と白色化の程度の評価方法は実施例１の場合と同じである。表２にみられる如く、本発明例ではデスケールの程度も白色化も十分であった。一方比較例ではデスケールの程度、白色化の何れかが、あるいは双方が不十分であった。
【００２１】
ＪＩＳＳＵＳ４３０を用いて溶接線を有するステンレス鋼試料を作成し、表２と同様の酸洗液を用いて試験したが、本発明の酸洗剤を用いた場合は何れも、デスケールの程度が良好で白色化も十分であった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、スケールが発生した部分に局所的に塗布する酸洗剤であるために、ステンレス鋼の部品、中間成品、補修品、完成品等の酸洗に際し、全体を浸漬する必要がなく、従って高価な酸洗槽がなくても簡易に酸洗することがてきる。また本発明は硝酸を含有していない酸洗剤であるために硝酸を無公害にするための高価で煩瑣な廃液処理が不必要である。本発明はペースト状であり流下しないために、酸洗する場所に所望の時間保持する事ができ、このため少ない使用量で有効にデスケールする事ができる。また本発明ではスケールを除去した跡は白色であり、色むらの少ない酸洗ができる。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

Claims

主成分として硫酸１０〜２００ｇ／Ｌあるいは塩酸５〜１５０ｇ／Ｌと、フッ酸、フッ化珪酸、フッ化ナトリウムから選ばれる１または２以上をそれぞれ１〜４０ｇ／Ｌと、Ｆｅ^３＋イオンを５〜４０ｇ／Ｌとを含有し、硝酸を含有しない水溶液に粘性付与剤を加えてペースト状にした、ステンレス鋼用の酸洗剤。
請求項１に更に、濃度が３５％に換算での過酸化水素５〜１５ｇ／Ｌ、過硫酸ナトリウム５〜１０ｇ／Ｌの何れかあるいは双方を含有せしめたことを特徴とする、ステンレス鋼用の酸洗剤。
粘性付与剤が多糖類系、有機ポリマー系、ベントナイト系、モンモリロナイト系の粘性付与剤から選ばれる１または２以上で、該ペースト状の酸洗剤の粘度が３０００〜５０００ＣＰＳである事を特徴とする請求項１または２に記載のステンレス鋼用の酸洗剤。