JP5010323B2 - 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並びにその製造法 - Google Patents
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Description
(i)21質量%を超えるCr含有量を確保して基本的耐食性レベルを向上させることが、バックガスシールを行わないTIG溶接により形成された裏ビード側溶接部の耐食性向上に極めて有効である。
(ii)Ni、Cuは溶接部耐食性を向上させ、その効果はCr含有量が多いほど大きい。温水環境への適用を考慮すると、Cr含有量が21質量%を超える鋼にNi、Cuの1種以上を添加することでバックガスシールを行わないTIG溶接裏面熱影響部の耐食性が大きく改善される。
(iii)溶接部の耐食性向上に有効であるとされてきたSiは、一定量以上添加するとバックガスシールを行わないTIG溶接においては、溶接ままの裏ビード側溶接部において、むしろ耐食性を低下させる。
(iv)耐食性改善元素として知られるMoは、ステンレス鋼表面での酸化の抑制、すなわち溶接部の耐食性改善には有効に作用しない。
本発明はこのような知見に基づいて成分設計された新たなフェライト系ステンレス鋼を提供するものである。
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炭化物、窒化物の生成が少なくなり、溶接性および溶接部の耐食性が向上する。このため本発明ではC、Nとも含有量は少ない方が良く、Cは0.02質量%まで、Nは0.025質量%まで含有が許容される。
実機温水容器での溶接接合部の耐食性を調査するため、No.2鋼を用いた試験缶体および比較例No.9鋼(SUS444)を用いた試験缶体を試作した。図3に試験缶体の構造を模式的に示す。図3(a)は試験缶体の外観を示したものである。この試験缶体は上鏡11、胴12および下鏡13をTIG溶接により接合した構造を有し、高さ1430mm、幅520mm、容量370Lの俵型である。胴12は筒状に曲げた鋼板の端部同士をTIG溶接したものであり、溶接接合部14を有している。上鏡11および下鏡13には口金17が接合されている。上鏡11、胴12および下鏡13の部材に上記供試鋼が使用されている。図3(b)は上鏡11と胴12の溶接部断面の構造を模式的に示したものである。図3(c)は下鏡13と胴12の溶接部断面の構造を模式的に示したものである。これらの溶接接合部15、16においては容器内部側に鏡部材の端部が入り込んで溶接隙間を形成している。溶接接合部14、15、16はバックガスシールを行わないTIG溶接法により施工した。溶加材としてSUS316Lを使用した。
2 浸漬試験片
3 試験液
4 エアレーションノズル
5 飽和かんこう照合電極
11 上鏡
12 胴
13 下鏡
14、15、16 溶接接合部
17 口金
21 ヒーター
22 試験液槽
23 送液ポンプ
24 試験缶体
Claims (7)
- 質量%で、
C:0.02%以下、
Si:0.01〜0.30%、
Mn:1%以下、
P:0.04%以下、
S:0.03%以下、
Cr:21超え〜26%、
Mo:2%以下、
Nb:0.05〜0.6%、
Ti:0.05〜0.3%、
N:0.025%以下、
Al:0.02〜0.3%であり、
さらにNi:0.49〜2%を含み、
残部Feおよび不可避的不純物からなる、
バックガスシールを行わないTIG溶接構造の温水容器用フェライト系ステンレス鋼。 - 質量%で、
C:0.02%以下、
Si:0.01〜0.30%、
Mn:1%以下、
P:0.04%以下、
S:0.03%以下、
Cr:21超え〜26%、
Mo:2%以下、
Nb:0.05〜0.6%、
Ti:0.05〜0.3%、
N:0.025%以下、
Al:0.02〜0.3%であり、
さらにNi:0.49〜2%およびCu:0.1〜1%を含み、
残部Feおよび不可避的不純物からなる、
バックガスシールを行わないTIG溶接構造の温水容器用フェライト系ステンレス鋼。 - 質量%で、
C:0.02%以下、
Si:0.01〜0.30%、
Mn:1%以下、
P:0.04%以下、
S:0.03%以下、
Cr:21超え〜26%、
Mo:2%以下、
Nb:0.05〜0.6%、
Ti:0.05〜0.4%、
N:0.025%以下、
Al:0.02〜0.3%であり、
さらにNi:0.49〜2%を含み、
残部Feおよび不可避的不純物からなる、
バックガスシールを行わないTIG溶接構造の温水容器用フェライト系ステンレス鋼。 - 質量%で、
C:0.02%以下、
Si:0.01〜0.30%、
Mn:1%以下、
P:0.04%以下、
S:0.03%以下、
Cr:21超え〜26%、
Mo:2%以下、
Nb:0.05〜0.6%、
Ti:0.05〜0.4%、
N:0.025%以下、
Al:0.02〜0.3%であり、
さらにNi:0.49〜2%およびCu:0.1〜1%を含み、
残部Feおよび不可避的不純物からなる、
バックガスシールを行わないTIG溶接構造の温水容器用フェライト系ステンレス鋼。 - 冷延焼鈍酸洗鋼板とした後、その鋼板をバックガスシールなしでTIG溶接し、その溶接部を無手入れのまま含む試験片を、80℃、2000ppmCl-水溶液中に30日間浸漬する浸漬試験(Pt補助カソード使用)に供したとき、浸食深さが0.1mm以下となる耐食性を呈する請求項1〜4のいずれかに記載のバックガスシールを施さないTIG溶接構造の温水容器用フェライト系ステンレス鋼。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のステンレス鋼からなる鋼材にバックガスシールなしのTIG溶接を施して形成された溶接部を有する温水容器であって、前記TIG溶接によって形成された裏ビード側の溶接部を無手入れのまま温水に曝して使用する溶接構造温水容器。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のステンレス鋼からなる鋼材にバックガスシールなしのTIG溶接を施して温水容器を構築する溶接構造温水容器の製造法。
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