JP3179194B2 - ステンレス鋼製の温水用容器 - Google Patents
ステンレス鋼製の温水用容器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，溶接部の腐食を防止し
て耐久性を向上させたステンレス鋼製の温水用容器に関
する。
て耐久性を向上させたステンレス鋼製の温水用容器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼は温水環境下で優れた耐食
性を有することから，各種の温水容器用材料として使用
されている。例えば電気温水器等の温水容器は板厚２mm
以下のステンレス鋼板で形成した筒状の胴体と，この両
端に接合された椀状の鏡板とから構成される。容器壁に
は，容器内のチェック用開口，内部ヒーター挿入用の開
口，給水用の開口，温水を取り出すための給湯用の開口
等を設け，これらの開口に各種の部材が溶接によって接
合されるのが通常である。
性を有することから，各種の温水容器用材料として使用
されている。例えば電気温水器等の温水容器は板厚２mm
以下のステンレス鋼板で形成した筒状の胴体と，この両
端に接合された椀状の鏡板とから構成される。容器壁に
は，容器内のチェック用開口，内部ヒーター挿入用の開
口，給水用の開口，温水を取り出すための給湯用の開口
等を設け，これらの開口に各種の部材が溶接によって接
合されるのが通常である。
【０００３】これら開口に接合される材料も一般にステ
ンレス鋼が使用され，該開口に接合される部材の形態
は，フランジ，パイプまたはソケット等である。
ンレス鋼が使用され，該開口に接合される部材の形態
は，フランジ，パイプまたはソケット等である。
【０００４】かような溶接部を有するステンレス鋼の温
水器では，母材部に比べて溶接部の耐食性が低下しやす
い。温水容器の壁面材料と，これに接続されるフラン
ジ，パイプ，ソケット等の材料の組み合わせの種類によ
っては，溶接部にとくに著しい腐食を起こすことがあ
る。このような現象は経験的に知られてはいても，体系
化されたものではない。
水器では，母材部に比べて溶接部の耐食性が低下しやす
い。温水容器の壁面材料と，これに接続されるフラン
ジ，パイプ，ソケット等の材料の組み合わせの種類によ
っては，溶接部にとくに著しい腐食を起こすことがあ
る。このような現象は経験的に知られてはいても，体系
化されたものではない。
【０００５】このようなことから溶接部での耐食性低下
を防ぐべく，容器材料と同材質の部材を組み合わせるこ
とが好ましいとされており，異材の組み合わせは特別の
ことがない限り回避される傾向にある。
を防ぐべく，容器材料と同材質の部材を組み合わせるこ
とが好ましいとされており，異材の組み合わせは特別の
ことがない限り回避される傾向にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】最近では，電気温水器
等の容器は犠牲陽極等を使用しない無防食で使用される
ことが多く，このためにＭo,Ｔi,Ｎbなどを添加し且つ
低炭素とした耐食性の優れたSUS444系のフエライト系ス
テンレス鋼が多く使用されるようになってきた。したが
って, 溶接部での耐食性低下を防ぐには, これと同じSU
S444系の部材 (パイプ, ソケット, 溶接芯線等) が要求
される。だが，これらの部材は一般市販品として普及し
ていないことから手に入りにくく, 入手しても高価とな
る。
等の容器は犠牲陽極等を使用しない無防食で使用される
ことが多く，このためにＭo,Ｔi,Ｎbなどを添加し且つ
低炭素とした耐食性の優れたSUS444系のフエライト系ス
テンレス鋼が多く使用されるようになってきた。したが
って, 溶接部での耐食性低下を防ぐには, これと同じSU
S444系の部材 (パイプ, ソケット, 溶接芯線等) が要求
される。だが，これらの部材は一般市販品として普及し
ていないことから手に入りにくく, 入手しても高価とな
る。
【０００７】そこで実際には，SUS444系の温水容器で
も，該部材として比較的安価で手に入りやすい市販のSU
S304やSUS316のオーステナイト系ステンレス鋼の部材が
使われることが多い。この場合には, 容器材料とは異な
った鋼を溶接接合することから溶接部での腐食性，特に
溶接金属部での腐食が問題となり，温水器としての信頼
を損ねることになる。
も，該部材として比較的安価で手に入りやすい市販のSU
S304やSUS316のオーステナイト系ステンレス鋼の部材が
使われることが多い。この場合には, 容器材料とは異な
った鋼を溶接接合することから溶接部での腐食性，特に
溶接金属部での腐食が問題となり，温水器としての信頼
を損ねることになる。
【０００８】本発明はこの問題の解決を課題とするもの
であり，温水と接するステンレス鋼溶接部について，そ
の凝固組織の点から腐食を起こさないように工夫した温
水器を提供しようとするものである。
であり，温水と接するステンレス鋼溶接部について，そ
の凝固組織の点から腐食を起こさないように工夫した温
水器を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は，容器壁がステ
ンレス鋼で構成され且つ温水と接する部位に溶接金属部
を有する温水用容器において，溶接金属部の凝固組織
を，下記(a)(b)(c)のいずれかの金属組織となるように
調整することによって，前記の課題を解決したものであ
る。(a) フエライト相が10容量％未満で残部がオーステナイ
ト相の金属組織。 (b) フエライト相が30容量％を超え100容量％未満で残
部がオーステナイト相の金属組織。 (c) フエライト相が100容量％の金属組織。
ンレス鋼で構成され且つ温水と接する部位に溶接金属部
を有する温水用容器において，溶接金属部の凝固組織
を，下記(a)(b)(c)のいずれかの金属組織となるように
調整することによって，前記の課題を解決したものであ
る。(a) フエライト相が10容量％未満で残部がオーステナイ
ト相の金属組織。 (b) フエライト相が30容量％を超え100容量％未満で残
部がオーステナイト相の金属組織。 (c) フエライト相が100容量％の金属組織。
【００１０】例えば容器壁が前記のようにSUS444系のフ
エライト系ステンレス鋼からなり，これに溶接される材
料がオーステナイト系ステンレス鋼であっても，溶接金
属部の凝固組織を，フエライト相が１０容積％未満また
は３０容量％を超えるような割合となるように調整する
ことによって，溶接部の温水腐食は回避されるのであ
る。
エライト系ステンレス鋼からなり，これに溶接される材
料がオーステナイト系ステンレス鋼であっても，溶接金
属部の凝固組織を，フエライト相が１０容積％未満また
は３０容量％を超えるような割合となるように調整する
ことによって，溶接部の温水腐食は回避されるのであ
る。
【００１１】かような溶接金属部の凝固組織の調整は，
容器壁の鋼成分，溶接される材料の鋼成分，用いる溶接
芯材の鋼成分等を適正に選定することによって行われ得
る。
容器壁の鋼成分，溶接される材料の鋼成分，用いる溶接
芯材の鋼成分等を適正に選定することによって行われ得
る。
【００１２】
【作用】ステンレス鋼の溶接部の耐食性は，使用する鋼
の耐食レベル (合金組成) の他に，溶接時の凝固組織の
如何に大きく影響される。溶接金属部は溶融凝固ままの
組織を呈している。したがって，この凝固組織の如何に
よっては耐食性に大きく影響する。
の耐食レベル (合金組成) の他に，溶接時の凝固組織の
如何に大きく影響される。溶接金属部は溶融凝固ままの
組織を呈している。したがって，この凝固組織の如何に
よっては耐食性に大きく影響する。
【００１３】一般にステンレス鋼の溶接金属部の凝固組
織は母材に比べると組織変化を起こしており，異相の析
出や複相組織が現れやすい。複相組織では，合金元素の
ミクロ偏析が起きやすく, 中でもＣr濃度の偏析・減少
はステンレス鋼の耐食性に対して最も大きな要因とな
る。オーステナイトとフエライトの混合組織では，相境
界のＣr濃度の低下したフエライト側で腐食は起きやす
い。
織は母材に比べると組織変化を起こしており，異相の析
出や複相組織が現れやすい。複相組織では，合金元素の
ミクロ偏析が起きやすく, 中でもＣr濃度の偏析・減少
はステンレス鋼の耐食性に対して最も大きな要因とな
る。オーステナイトとフエライトの混合組織では，相境
界のＣr濃度の低下したフエライト側で腐食は起きやす
い。
【００１４】本発明者らは, どのような溶接部の凝固組
織が最も腐食を起こしやすいかについて詳細に調査・研
究した。通常，オーステナイト系ステンレス鋼の溶接凝
固組織は成分に応じて各種の形態を採ることが知られて
いるが，各種形態のうち，フエライト−オーステナイト
凝固 (ＦＡモード）とフエライト凝固（Ｆモード）が最
も腐食しやすいことを見出した。
織が最も腐食を起こしやすいかについて詳細に調査・研
究した。通常，オーステナイト系ステンレス鋼の溶接凝
固組織は成分に応じて各種の形態を採ることが知られて
いるが，各種形態のうち，フエライト−オーステナイト
凝固 (ＦＡモード）とフエライト凝固（Ｆモード）が最
も腐食しやすいことを見出した。
【００１５】フエライト−オーステナイト凝固（ＦＡモ
ード）では，凝固時の初晶はフエライトであるが，凝固
進行に伴ってデンドライト間にオーステナイト生成元素
が濃化し，このため，オーステナイトは包晶・共晶的に
生成し，凝固後の冷却過程でフエライト側に成長し，次
第に初晶フエライトは縮小し，初晶フエライトはデンド
ライト中心部にバーミキュラー状やスケルタル状または
レース状の形態で残るようになる。
ード）では，凝固時の初晶はフエライトであるが，凝固
進行に伴ってデンドライト間にオーステナイト生成元素
が濃化し，このため，オーステナイトは包晶・共晶的に
生成し，凝固後の冷却過程でフエライト側に成長し，次
第に初晶フエライトは縮小し，初晶フエライトはデンド
ライト中心部にバーミキュラー状やスケルタル状または
レース状の形態で残るようになる。
【００１６】また，オーステナイト系ステンレス鋼での
フエライト凝固（Ｆモード）では，フエライト単相のデ
ンドライトが生じるが，フエライト中の合金元素の均質
化が速いのでデンドライトの痕跡が残らず，一方，オー
ステナイトは凝固直後から固相変態によってフエライト
粒界から成長し，冷却過程でフエライト粒内に広がって
ゆく。したがって，最終的にはオーステナイトとラス状
のフエライトの組織となる。
フエライト凝固（Ｆモード）では，フエライト単相のデ
ンドライトが生じるが，フエライト中の合金元素の均質
化が速いのでデンドライトの痕跡が残らず，一方，オー
ステナイトは凝固直後から固相変態によってフエライト
粒界から成長し，冷却過程でフエライト粒内に広がって
ゆく。したがって，最終的にはオーステナイトとラス状
のフエライトの組織となる。
【００１７】前両者の凝固組織では，いずれもフエライ
トがレース状やラス状の微細な形態を有しており，この
ため，このような凝固組織で一度腐食が起こると，フエ
ライトが微細であるがゆえに容易にフエライト相全体が
腐食し脱落する。すなわち，すのこ状の腐食形態を有
し，結果的には最も腐食が強まることとなる。
トがレース状やラス状の微細な形態を有しており，この
ため，このような凝固組織で一度腐食が起こると，フエ
ライトが微細であるがゆえに容易にフエライト相全体が
腐食し脱落する。すなわち，すのこ状の腐食形態を有
し，結果的には最も腐食が強まることとなる。
【００１８】このことは，オーステナイト相とフエライ
ト相の混合組織において，フエライト量が或る一定範囲
にある凝固組織で腐食が最も起き易くなることを意味す
る。本発明者らはこの場合のフエライト量は１０〜３０
容積％であることを知った。すなわち，ステンレス鋼製
の温水器における溶接部の凝固組織を，この組織を外れ
るように調節すれば，腐食を抑制できるのである。
ト相の混合組織において，フエライト量が或る一定範囲
にある凝固組織で腐食が最も起き易くなることを意味す
る。本発明者らはこの場合のフエライト量は１０〜３０
容積％であることを知った。すなわち，ステンレス鋼製
の温水器における溶接部の凝固組織を，この組織を外れ
るように調節すれば，腐食を抑制できるのである。
【００１９】つまり，温水容器の溶接部での腐食を防ぐ
ためには，溶接による凝固組織中のフエライト量が１０
％未満あるいは３０％を超える組織となるような鋼の組
み合わせを選択するか，溶接される両鋼の組み合せだけ
ではフエライト量が１０〜３０％の範囲となるのであれ
ば，適切な溶接芯材を用いたり，板厚を配慮することに
よって，この範囲のフエライト量とならない組織に調節
すればよい。
ためには，溶接による凝固組織中のフエライト量が１０
％未満あるいは３０％を超える組織となるような鋼の組
み合わせを選択するか，溶接される両鋼の組み合せだけ
ではフエライト量が１０〜３０％の範囲となるのであれ
ば，適切な溶接芯材を用いたり，板厚を配慮することに
よって，この範囲のフエライト量とならない組織に調節
すればよい。
【００２０】以下に実施例によって，本発明の構成と効
果を具体的に説明しよう。
果を具体的に説明しよう。
【００２１】
【実施例】図１は，電気温水器の給湯口の部分を拡大し
て示したものである。１は容器壁面であり，この容器壁
面１にあけた開口にソケット２を外側から差し込み，ソ
ケット２の先端縁を容器の内側面とアーク溶接によって
接合する。３はその溶接部を示す。したがって，温水器
使用中は溶接部３が温水と接することになる。４はソケ
ット２に接続される給湯管，５はソケット２の補強部材
である。この補強部材５も容器壁面およびソケット２と
溶接によって接合される。この溶接部は機器の外面から
溶接施工されるので通常は温水とは接しない。しかし，
溶接時の溶け込みが大きい場合には，温水側にも溶接部
が現れて温水と接することもある。
て示したものである。１は容器壁面であり，この容器壁
面１にあけた開口にソケット２を外側から差し込み，ソ
ケット２の先端縁を容器の内側面とアーク溶接によって
接合する。３はその溶接部を示す。したがって，温水器
使用中は溶接部３が温水と接することになる。４はソケ
ット２に接続される給湯管，５はソケット２の補強部材
である。この補強部材５も容器壁面およびソケット２と
溶接によって接合される。この溶接部は機器の外面から
溶接施工されるので通常は温水とは接しない。しかし，
溶接時の溶け込みが大きい場合には，温水側にも溶接部
が現れて温水と接することもある。
【００２２】容器壁面１とソケット２はいずれもステン
レス鋼によって構成されるが，両者の材料の間に存在す
る溶接部３の温水腐食の挙動を知るために，図２に示し
たように，Ａ材とＢ材の２種類のステンレス鋼板をその
縁部でＴＩＧ溶接して接合した試料６を作った。
レス鋼によって構成されるが，両者の材料の間に存在す
る溶接部３の温水腐食の挙動を知るために，図２に示し
たように，Ａ材とＢ材の２種類のステンレス鋼板をその
縁部でＴＩＧ溶接して接合した試料６を作った。
【００２３】Ａ，Ｂ材に用いたステンレス鋼板の化学成
分値（重量％）を表１に示した。また，用いた溶接芯線
の化学成分値（重量％）を表２に示した。試料６の作成
に当たっては，ＡとＢ材の板厚は同じとし，ＴＩＧ溶接
は，表２の溶接芯線を用いた場合と，溶接芯線を用いな
い“なめ付け方法”も行った。
分値（重量％）を表１に示した。また，用いた溶接芯線
の化学成分値（重量％）を表２に示した。試料６の作成
に当たっては，ＡとＢ材の板厚は同じとし，ＴＩＧ溶接
は，表２の溶接芯線を用いた場合と，溶接芯線を用いな
い“なめ付け方法”も行った。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】得られた各試料６を図３に示すような温水
腐食試験に供した。温水容器の使用条件は用途によって
異なるが，一般には温度80℃以下, Cl-濃度200ppm以下
である (水道水の多くはCl-濃度 50ppm以下) 。腐食試
験もこれに合わせて，Cl-濃度200ppmのCl-溶液で行っ
た。そのさい, 腐食を加速させる目的で, 図３に示した
ように，試料６にＰtめっきＴi板７をカップルさせ，送
気管８から液中に空気を吹き込んだ。ＰtめっきＴi板７
は酸素の還元反応が大きく, ステンレス鋼の腐食を加速
する作用を有する。図３において，９は寒天塩橋，１０
は照合電極，１１は試験液であり，この加速腐食試験を
30日間行った。
腐食試験に供した。温水容器の使用条件は用途によって
異なるが，一般には温度80℃以下, Cl-濃度200ppm以下
である (水道水の多くはCl-濃度 50ppm以下) 。腐食試
験もこれに合わせて，Cl-濃度200ppmのCl-溶液で行っ
た。そのさい, 腐食を加速させる目的で, 図３に示した
ように，試料６にＰtめっきＴi板７をカップルさせ，送
気管８から液中に空気を吹き込んだ。ＰtめっきＴi板７
は酸素の還元反応が大きく, ステンレス鋼の腐食を加速
する作用を有する。図３において，９は寒天塩橋，１０
は照合電極，１１は試験液であり，この加速腐食試験を
30日間行った。
【００２７】試験後の各試料について溶接金属部と熱影
響部の腐食の状況を調べた。その結果を表３に示した。
表３の結果から明らかなように，Ａ材，Ｂ材および溶接
芯線がいずれもフエライト系の場合（試料No.１０）お
よびいずれもオーステナイト系の場合（試料No.１３，
１４）には溶接金属部では腐食は起こらないが，異材の
組合せでは腐食が起こらない場合（例えば試料No.３，
６，９）と，腐食が起こる場合（例えば試料No.１，
２，５，７，８，１２，１５，１６）があり，腐食が起
きる場合でも軽微な場合（例えば試料No.２，５，８，
１６）と，比較的激しい場合（例えば試料No.１，７，
１２，１５）がある。
響部の腐食の状況を調べた。その結果を表３に示した。
表３の結果から明らかなように，Ａ材，Ｂ材および溶接
芯線がいずれもフエライト系の場合（試料No.１０）お
よびいずれもオーステナイト系の場合（試料No.１３，
１４）には溶接金属部では腐食は起こらないが，異材の
組合せでは腐食が起こらない場合（例えば試料No.３，
６，９）と，腐食が起こる場合（例えば試料No.１，
２，５，７，８，１２，１５，１６）があり，腐食が起
きる場合でも軽微な場合（例えば試料No.２，５，８，
１６）と，比較的激しい場合（例えば試料No.１，７，
１２，１５）がある。
【００２８】
【表３】
【００２９】表３の結果は，溶接金属部の凝固組織がフ
エライトとオーステナイトの２相になるときに，その割
合が或る範囲のときには腐食が起きないかまたは軽微と
なるのに対し，或る範囲のときには腐食が起きることを
示唆している。
エライトとオーステナイトの２相になるときに，その割
合が或る範囲のときには腐食が起きないかまたは軽微と
なるのに対し，或る範囲のときには腐食が起きることを
示唆している。
【００３０】そこで，腐食を起こしたか軽微な腐食の溶
接金属部について，どのくらいのフエライト量を有して
いるのか，またそのフエライト量と腐食関係の如何を詳
細に調べた。すなわち，図４に示したように，溶接金属
部４のうち，凝固起点となる側縁部と，および最終
凝固位置に対応する中央部 を選び，これらの位置の金
属組織を顕微鏡で観察してフエライト量（容積％）を測
定し，また各位置での腐食の状況を調べた。その結果を
表４に示した。
接金属部について，どのくらいのフエライト量を有して
いるのか，またそのフエライト量と腐食関係の如何を詳
細に調べた。すなわち，図４に示したように，溶接金属
部４のうち，凝固起点となる側縁部と，および最終
凝固位置に対応する中央部 を選び，これらの位置の金
属組織を顕微鏡で観察してフエライト量（容積％）を測
定し，また各位置での腐食の状況を調べた。その結果を
表４に示した。
【００３１】
【表４】
【００３２】表４に見られるように，溶接凝固部におい
てフエライト相の割合（容積％）が１０〜３０％となっ
ている凝固組織のところで腐食が起きていることが判っ
た。フエライト相比が１０％未満であるか，３０％を超
える組織では腐食が起きていない。すなわち，ステンレ
ス鋼溶接部の温水腐食は，溶接凝固組織と密接な関係が
あり，フエライト相比が１０〜３０％（残部の相はオー
ステナイト相または低温変態相）の組織となると腐食が
起きることが明らかになった。
てフエライト相の割合（容積％）が１０〜３０％となっ
ている凝固組織のところで腐食が起きていることが判っ
た。フエライト相比が１０％未満であるか，３０％を超
える組織では腐食が起きていない。すなわち，ステンレ
ス鋼溶接部の温水腐食は，溶接凝固組織と密接な関係が
あり，フエライト相比が１０〜３０％（残部の相はオー
ステナイト相または低温変態相）の組織となると腐食が
起きることが明らかになった。
【００３３】したがって，異材同士の溶接或いは溶接芯
線を用いて溶融溶接を行う場合，溶接金属の凝固組織中
に，フエライト相比が１０〜３０％となる部分が生じな
いように，異材の種類または溶接芯線の種類を選択する
こと，更には各材料からの溶け落ち量を適切にコントロ
ールすることが，温水器の溶接部腐食を回避するうえで
重要となる。
線を用いて溶融溶接を行う場合，溶接金属の凝固組織中
に，フエライト相比が１０〜３０％となる部分が生じな
いように，異材の種類または溶接芯線の種類を選択する
こと，更には各材料からの溶け落ち量を適切にコントロ
ールすることが，温水器の溶接部腐食を回避するうえで
重要となる。
【００３４】以上の実験結果は，実際のステンレス鋼製
容器においても実証された。すなわち，フエライト系の
SUS444の１mm材からなる 370リットルの温水容器におい
て,図１と同様の給湯口を, SUS316（さらにはSUS316L)
のソケットを用いてＴＩＧ溶接で形成した。溶接に当た
っては, 芯線無しのなめ付け溶接, およびY316L芯線ま
たはYM190芯線を用いた溶接を実施した。これらの各温
水器内部に，いずれも200ppmＣl-＋２ppmＣu2+の80℃の
温水を６ケ月の間循環させる加速腐食試験を行った。そ
の結果を表５に示した。
容器においても実証された。すなわち，フエライト系の
SUS444の１mm材からなる 370リットルの温水容器におい
て,図１と同様の給湯口を, SUS316（さらにはSUS316L)
のソケットを用いてＴＩＧ溶接で形成した。溶接に当た
っては, 芯線無しのなめ付け溶接, およびY316L芯線ま
たはYM190芯線を用いた溶接を実施した。これらの各温
水器内部に，いずれも200ppmＣl-＋２ppmＣu2+の80℃の
温水を６ケ月の間循環させる加速腐食試験を行った。そ
の結果を表５に示した。
【００３５】
【表５】
【００３６】表５に該溶接金属部の腐食状況と腐食箇所
のフエライト量を示したが，この結果に見られるよう
に，SUS444製のフエライト系ステンレス鋼を母材とする
実際の温水容器では，同材の溶接では問題はないが，SU
S316との組み合わせではなめ付け並びに芯線としてフエ
ライト系芯線 (YM190)を使用した場合には，フエライト
量が１０〜３０％となる組織が生じて腐食を起こし水漏
れが発生するが，Y316Lのオーステナイト系芯線を使用
した場合にはSUS316とSUS316L との組合せでもフエライ
ト量を１０％以下に低くなって，腐食の程度を軽くする
ことができた。
のフエライト量を示したが，この結果に見られるよう
に，SUS444製のフエライト系ステンレス鋼を母材とする
実際の温水容器では，同材の溶接では問題はないが，SU
S316との組み合わせではなめ付け並びに芯線としてフエ
ライト系芯線 (YM190)を使用した場合には，フエライト
量が１０〜３０％となる組織が生じて腐食を起こし水漏
れが発生するが，Y316Lのオーステナイト系芯線を使用
した場合にはSUS316とSUS316L との組合せでもフエライ
ト量を１０％以下に低くなって，腐食の程度を軽くする
ことができた。
【００３７】表６は，容器母材の材料としてオーステナ
イト系のSUS316を使用した以外は,前記実機試験と同じ
容器を作り, 同じ条件で腐食試験を行った結果を示した
ものである。
イト系のSUS316を使用した以外は,前記実機試験と同じ
容器を作り, 同じ条件で腐食試験を行った結果を示した
ものである。
【００３８】
【表６】
【００３９】表６の結果に見られるように，同じ板厚の
同材料を接合した場合には腐食は起こらなかったが，フ
エライト系のYM190芯線を用いると烈しい腐食が起こっ
た。ただしSUS316同士の組み合わせであっても1.0mmと
5.0mmの板厚の違う組み合わせの場合には腐食が起こっ
た。この場合には，腐食箇所では10〜15％のフエライト
量が確認された。オーステナイト系鋼の場合には，同材
の組合せであっても,極端に板厚の異なる場合は冷却速
度の関係から溶接金属部でのフエライト量が増加し，腐
食を起こしやすくなることがある。従って, この場合に
は，板厚の違いを極力少なくして溶接する等の配慮が必
要である。
同材料を接合した場合には腐食は起こらなかったが，フ
エライト系のYM190芯線を用いると烈しい腐食が起こっ
た。ただしSUS316同士の組み合わせであっても1.0mmと
5.0mmの板厚の違う組み合わせの場合には腐食が起こっ
た。この場合には，腐食箇所では10〜15％のフエライト
量が確認された。オーステナイト系鋼の場合には，同材
の組合せであっても,極端に板厚の異なる場合は冷却速
度の関係から溶接金属部でのフエライト量が増加し，腐
食を起こしやすくなることがある。従って, この場合に
は，板厚の違いを極力少なくして溶接する等の配慮が必
要である。
【００４０】これらの試験結果から次の事実が明らかに
された。すなわち，ステンレス鋼製温水容器での部材取
付溶接部においては，SUS444容器の場合には同材質部材
との組合せが最も好ましいが，SUS316部材との組み合わ
せではY316L芯線を使用することで腐食を抑えることが
できる。だが，なめ付けやフエライト系芯線の使用では
腐食を防ぐことは難しい。他方，SUS316容器の場合にお
いても同材質との組合せが望ましいが，板厚が異なる組
み合わせは避けるべきである。溶接芯線を用いる場合に
は，オーステナイト系を使用すべきである。いずれにし
ても，溶接金属部の凝固組織において，要するところ，
フエライト相比が１０〜３０％となるようなことを避け
れば，温水腐食が防止できる。
された。すなわち，ステンレス鋼製温水容器での部材取
付溶接部においては，SUS444容器の場合には同材質部材
との組合せが最も好ましいが，SUS316部材との組み合わ
せではY316L芯線を使用することで腐食を抑えることが
できる。だが，なめ付けやフエライト系芯線の使用では
腐食を防ぐことは難しい。他方，SUS316容器の場合にお
いても同材質との組合せが望ましいが，板厚が異なる組
み合わせは避けるべきである。溶接芯線を用いる場合に
は，オーステナイト系を使用すべきである。いずれにし
ても，溶接金属部の凝固組織において，要するところ，
フエライト相比が１０〜３０％となるようなことを避け
れば，温水腐食が防止できる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によればス
テンレス鋼製温水器における溶接部の腐食が防止でき
る。
テンレス鋼製温水器における溶接部の腐食が防止でき
る。
【００４２】前記試験に見たように，オーステナイト系
鋼とフエライト系鋼を組み合わせた異材溶接部では溶接
金属部での腐食が起こりやすくなるが，腐食はある一定
のフエライト相比 (10〜30％) を有する溶接凝固組織で
最も起こりやすいことが明らかになったことから，その
領域を避けるように相手材，芯材の鋼を組み合わせるこ
とによって（オーステナイト系鋼では板厚も配慮するこ
とによって）溶接金属部での耐食性低下を防ぐことがで
きる。
鋼とフエライト系鋼を組み合わせた異材溶接部では溶接
金属部での腐食が起こりやすくなるが，腐食はある一定
のフエライト相比 (10〜30％) を有する溶接凝固組織で
最も起こりやすいことが明らかになったことから，その
領域を避けるように相手材，芯材の鋼を組み合わせるこ
とによって（オーステナイト系鋼では板厚も配慮するこ
とによって）溶接金属部での耐食性低下を防ぐことがで
きる。
【００４３】このことは, 特殊フエライト系のステンレ
ス鋼製温水容器において，給排水口等への市販の安価な
オーステナイト系の部材を使用しても, その組み合わせ
を考慮すれば腐食への恐れが少なくなることを意味す
る。したがって，必ずしも容器材料と同材質の部材を使
用しなくてもよく，より入手し易くまた安価な材料の使
用も可能となり，コスト低減の上からも有益である。
ス鋼製温水容器において，給排水口等への市販の安価な
オーステナイト系の部材を使用しても, その組み合わせ
を考慮すれば腐食への恐れが少なくなることを意味す
る。したがって，必ずしも容器材料と同材質の部材を使
用しなくてもよく，より入手し易くまた安価な材料の使
用も可能となり，コスト低減の上からも有益である。
【図１】電気温水器の給湯口でのパイプ取付構造の例を
示す略断面図である。
示す略断面図である。
【図２】腐食試験に用いた溶接試験片の斜視図である。
【図３】加速腐食試験方法を説明するための機器配置系
統図である。
統図である。
【図４】溶接部の測定位置を示す図である。
１ 温水容器のステンレス鋼壁面 ２ ステンレス鋼製のソケット ３ 溶接部 ４ 給湯管ノズル ６ 試験片 ７ ＰtめっきＴi片 ８ 空気吹き込み管 ９ 寒天塩橋 １０ 照合電極 １１ 試験液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−63666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−10042（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24H 9/00 B23K 9/00 501 B23K 9/23
Claims (5)
- 【請求項１】 容器壁がステンレス鋼で構成され且つ温
水と接する部位に溶接金属部を有する温水用容器におい
て，溶接金属部の凝固組織を，下記(a)(b)(c)のいずれ
かの金属組織となるように調整してあるステンレス鋼製
の温水用容器。(a) フエライト相が10容量％未満で残部がオーステナイ
ト相の金属組織。 (b) フエライト相が30容量％を超え100容量％未満で残
部がオーステナイト相の金属組織。 (c) フエライト相が100容量％の金属組織。 - 【請求項２】 溶接金属部は，容器壁に設けた開口部と
これに挿入される管状部材との接合部である請求項１に
記載のステンレス鋼製の温水用容器。 - 【請求項３】 容器壁はフエライト系ステンレス鋼から
なり，これに溶接される材料がオーステナイト系ステン
レス鋼からなる請求項１または２に記載のステンレス鋼
製の温水用容器。 - 【請求項４】 容器壁はオーステナイト系ステンレス鋼
からなり，これに溶接される材料がフエライト系ステン
レス鋼からなる請求項１または２に記載のステンレス鋼
製の温水用容器。 - 【請求項５】 溶接凝固組織の調整は，容器壁の鋼成
分，溶接される材料の鋼成分，溶接芯材の鋼成分更には
板厚の選定によって行なわれている請求項１，２，３ま
たは４に記載のステンレス鋼製の温水用容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19473392A JP3179194B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ステンレス鋼製の温水用容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19473392A JP3179194B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ステンレス鋼製の温水用容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611193A JPH0611193A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3179194B2 true JP3179194B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=16329333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19473392A Expired - Fee Related JP3179194B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ステンレス鋼製の温水用容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3179194B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103056485A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-04-24 | 上海英汇科技发展有限公司 | 一种金属零件两面全满焊接方法 |
| WO2021201122A1 (ja) | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 日鉄ステンレス株式会社 | 溶接構造体及び貯蔵タンク |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4959937B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2012-06-27 | 株式会社日立産機システム | 腐食診断部品を設けてなる配電用変圧器 |
| JP5090753B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-12-05 | 三洋電機株式会社 | 貯湯タンクのソケット溶接構造 |
| JP4917137B2 (ja) * | 2009-09-29 | 2012-04-18 | 株式会社日立産機システム | 配電用変圧器 |
| 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 |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP19473392A patent/JP3179194B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103056485A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-04-24 | 上海英汇科技发展有限公司 | 一种金属零件两面全满焊接方法 |
| WO2021201122A1 (ja) | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 日鉄ステンレス株式会社 | 溶接構造体及び貯蔵タンク |
| US11946126B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-04-02 | Nippon Steel Stainless Steel Corporation | Welded structure and storage tank |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611193A (ja) | 1994-01-21 |
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