JP2015051448A - フェライト系ステンレス鋼製缶体の溶接構造 - Google Patents
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Abstract
Description
また、缶体材としては、温水環境で応力腐食割れを起こさないフェライト系ステンレス鋼が一般に用いられており、SUS304やSUS316の耐食性が要求される用途で多用されるオーステナイト系ステンレス鋼が缶体材として使用されることは殆ど無い。SUS304やSUS316のオーステナイト系ステンレス鋼は、60℃を超える高温の上水環境で、溶接接合部で孔食や隙間腐食を起点に応力腐食割れを生じることがあるからである。
ところが、電気温水器では追い焚き用蛇管を装入した缶体が増えつつあり、この場合には、Arバックガスシールのノズルを缶体内部に挿入することが難しくなる。その結果、必然的にバックガスシールなしのTIG溶接施工となり、耐食性低下に対する不安要因となっている。
例えば、特許文献1には、胴体内への鏡板の挿入深さを20mmまでとし、隙間腐食の発生を避けた構造の温水器用ステンレス鋼製缶体が記載されている。鋼種にはSUS444が採用されているが、溶接隙間構造での検討から導かれたものではないため、上記構造では安定した耐食性向上効果が得られない場合がある。また、このSUS444を、Arバックガスシールを行わないTIG溶接に供すると、裏ビード部での酸化スケールの生成部分では著しい耐食性低下が生じることが予想される。
本発明は、このような現状に鑑み、バックガスシールを行わないTIG溶接により温水缶体を構築し且つ溶接接合部を無手入れ状態のままで使用に供しても、高温上水を使用する温水環境において優れた耐食性を呈すると共に、缶体材のレアメタル含有率の低減を図ることを可能とした温水缶体の溶接構造を提供することを目的とする。
(イ)鏡板と胴体との溶接隙間構造において、腐食による漏水を防ぐ観点からは、水側の胴体若しくは鏡板で腐食が進行しても、漏水には至らないため、大気側となる鏡板若しくは胴板で腐食の進行を抑制すればよい。これに関して、ステンレス鋼成分のうちNiは板厚方向での腐食の進行を強力に抑制する。したがって、Niを含むオーステナイト系ステンレス鋼の溶加材を用いてTIG溶接を行い、大気側で溶接隙間を構成する鏡板もしくは胴体を、Niを含む溶接金属とすることが有効である。
(ロ)オーステナイト系ステンレス鋼の溶加材の選定では、溶加材のC,N量を缶体に用いるフェライト系ステンレス鋼のそれと合わせることで、溶接金属の粒界腐食は回避できる。同様に、Mo量についても、缶体材料の耐食性レベルに合わせる。
(ハ)溶接隙間構造で以って隙間腐食の進行を抑制することにより、TIG溶接でArバックガスシールは必ずしも必要でない。したがって、缶体の溶接施工での制約は少ない。
(ニ)缶体に用いるフェライト系ステンレス鋼についても、必ずしもSUS444である必要はない。
本発明はこのような知見に基づいて創案されたもので、溶接接合部の内側に、耐食性に優れた溶接隙間部を有するステンレス鋼製缶体の溶接構造を提供するものである。
更に、溶加材は、質量%で、C:0.015%以下、Si:0.3〜0.8%、Mn:2%以下、Cr:16〜20%、Ni:11〜15%、Mo:1〜3%、N:0.020%以下、残部Feおよび不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼である。
図1は、本発明の実施形態に係る缶体の構造を模式的に示した正面図であり、当該缶体は、鏡板1(上方)、胴体2、鏡板3(下方)、溶接接合部4及び5、口金7等の主要部から構成されている。
即ち、溶接接合部5は、図3にその溶接隙間部の縦断面の一例を示すように、鏡板3の上端と胴体2の下端との溶接により、溶接隙間9と密着隙間10とを構成する胴体2側に溶接金属8を形成するようにした溶接構造とされている。
上水などの塩化物イオンを含む水を昇温して貯湯するステンレス鋼製の温水缶体では、一般に孔食や隙間腐食を生ずることがある。特に、溶融溶接で隙間が形成される場合には、隙間部に酸化スケールが生じてステンレス鋼の耐食性が低下し、所謂隙間腐食が発生しやすくなる。
尚、TIG溶接条件として、耐食性の観点からのArバックガスシールは必ずしも必要としない。これは、ステンレス鋼は一旦腐食が生じても再不動態化する機能を有しており、本発明では、腐食が生じる部位でこの再不動態化能を高めていることによる。
C、Nは、鋼中に不可避的に含まれる元素である。C、Nの含有量を低減すると、鋼は軟質になり加工性が向上するとともに溶接性や溶接部の低温靱性が向上する。このため本発明ではC、Nとも含有量は少ない方が良く、ともに0.015質量%まで含有が許容される。
C,Nは、オーステナイト系ステンレス鋼に固溶できるので、C,N固定のためのNbやTiの添加を必要としないが、本発明では、フェライト系ステンレス鋼との異材溶接であるから、溶接金属のフェライト組織部の耐粒界腐食性を損なう。このため本発明では、缶体のフェライト系ステンレス鋼と同じC,N量、すなわち0.015質量%以下とする。
また、図5に示すような耐食性試験装置を準備した。
一方、市場で実績のあるSUS444を用いた試験缶体ではあっても、溶加材にC量の多いSUS316を用いた比較例3では、本発明で示した溶接構造による耐食性向上作用が機能せず、短期間の腐食試験で溶接ラップ部に粒界腐食による漏水が生じた。
2 胴体
3 下鏡板
4、5 溶接接合部
6、15 山形曲部
7 口金
8 溶接金属
9 溶接隙間
10 密着隙間
11 ヒーター
12 試験液槽
13 送液ポンプ
14 試験缶体
更に、上記溶加材は、質量%で、C:0.015%以下、Si:0.3〜0.8%、Mn:2%以下、Cr:16〜20%、Ni:11〜15%、Mo:1〜3%、
N:0.020%以下、残部Feおよび不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼である。
Claims (4)
- 筒状の胴体と椀状の鏡板を溶接接合してなる下記(1)に示すステンレス鋼製缶体であって、胴体もしくは鏡板の端部に形成されて外方に突出した山形曲部の中腹に、山形曲部を形成していない胴体もしくは鏡板の端部を当合させ、外方から下記(2)に示す溶加材を用いて形成された溶接隙間部を有するフェライト系ステンレス鋼製缶体の溶接構造。
(1)缶体材の化学成分
質量%で、
C:0.015%以下、
Si:0.1〜0.5%、
Mn:1%以下、
Cr:16〜25%、
Mo:0.3〜2%、
N:0.015%以下、
Al:0.02〜0.3%を含有し、さらに
Nb:0.2〜0.5%およびTi:0.1〜0.3%の中から選ばれる1種もしくは2種の元素を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼。
(2)溶加材の化学成分
質量%で、
C:0.015%以下、
Si:0.3〜0.8%、
Mn:2%以下、
Cr:16〜20%、
Ni:11〜15%、
Mo:1〜3%、
N:0.020%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼。 - 缶体材を、質量%で、Ni:2%以下およびCu:1%以下の中から選ばれる1種もしくは2種の元素を含むものとした請求項1に記載の溶接隙間部を有するフェライト系ステンレス鋼製缶体の溶接構造。
- 溶接隙間部において、溶接金属の幅を広く取り、山形曲部を形成していない鏡板もしくは胴体の端部と山形曲部を形成した胴体もしくは鏡板との溶融接合に加えて、溶接トーチ側で溶接隙間を構成する鏡板もしくは胴体の端部寄りの金属組織が溶接金属となるようにした請求項1又は請求項2に記載の溶接隙間部を有するフェライト系ステンレス鋼製缶体の溶接構造。
- 溶接トーチ側で溶接隙間を構成する鏡板もしくは胴体の溶接金属部が、隙間のクリアランスが密着隙間と見做せる箇所を含むように形成された請求項3に記載の溶接隙間部を有するフェライト系ステンレス鋼製缶体の溶接構造。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019026568A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | ダイキン工業株式会社 | タンクの製造方法、タンクの鏡板、及びタンク |
JPWO2021193479A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | ||
CN114737117A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-12 | 广东潮艺金属实业有限公司 | 高硬度和高防锈的不锈钢316l及其烧结工艺 |
JP7486673B1 (ja) | 2023-01-30 | 2024-05-17 | 三菱電機株式会社 | 貯湯タンク、その製造方法、及び給湯機 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5284550A (en) * | 1975-12-30 | 1977-07-14 | Nisshin Steel Co Ltd | Drum of ferrite stainless steel for hottwater heater |
JP2007302995A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶接構造温水容器用フェライト系ステンレス鋼および温水容器 |
JP2008221266A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nisshin Steel Co Ltd | 温水容器およびその製造法 |
JP2009167439A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶接隙間構造温水容器用フェライト系ステンレス鋼 |
-
2013
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5284550A (en) * | 1975-12-30 | 1977-07-14 | Nisshin Steel Co Ltd | Drum of ferrite stainless steel for hottwater heater |
JP2007302995A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶接構造温水容器用フェライト系ステンレス鋼および温水容器 |
JP2008221266A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nisshin Steel Co Ltd | 温水容器およびその製造法 |
JP2009167439A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶接隙間構造温水容器用フェライト系ステンレス鋼 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019026568A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | ダイキン工業株式会社 | タンクの製造方法、タンクの鏡板、及びタンク |
JP2019025519A (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-21 | ダイキン工業株式会社 | タンクの製造方法、タンクの鏡板、及びタンク |
JPWO2021193479A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | ||
WO2021193479A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 日鉄ステンレス株式会社 | 溶接構造、ステンレス鋼製溶接構造物、ステンレス鋼製溶接容器ならびにステンレス鋼 |
TWI780636B (zh) * | 2020-03-25 | 2022-10-11 | 日商日鐵不銹鋼股份有限公司 | 熔接結構、不鏽鋼製熔接結構物、不鏽鋼製熔接容器以及不鏽鋼 |
CN115335174A (zh) * | 2020-03-25 | 2022-11-11 | 日铁不锈钢株式会社 | 焊接结构、不锈钢制焊接结构物、不锈钢制焊接容器以及不锈钢 |
JP7343691B2 (ja) | 2020-03-25 | 2023-09-12 | 日鉄ステンレス株式会社 | 溶接構造、ステンレス鋼製溶接構造物、ステンレス鋼製溶接容器ならびにステンレス鋼 |
CN115335174B (zh) * | 2020-03-25 | 2023-10-20 | 日铁不锈钢株式会社 | 焊接结构、不锈钢制焊接结构物、不锈钢制焊接容器以及不锈钢 |
EP4129549A4 (en) * | 2020-03-25 | 2024-04-03 | Nippon Steel Stainless Steel Corp | WELDED STRUCTURE, WELDED STAINLESS STEEL STRUCTURE, WELDED STAINLESS STEEL CONTAINER AND STAINLESS STEEL |
CN114737117A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-12 | 广东潮艺金属实业有限公司 | 高硬度和高防锈的不锈钢316l及其烧结工艺 |
JP7486673B1 (ja) | 2023-01-30 | 2024-05-17 | 三菱電機株式会社 | 貯湯タンク、その製造方法、及び給湯機 |
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