JPH02141558A - 水素脆化に高抵抗を有する耐食フエライトステンレス鋼溶接管及びそれを含む陰極保護熱交換器 - Google Patents

水素脆化に高抵抗を有する耐食フエライトステンレス鋼溶接管及びそれを含む陰極保護熱交換器

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JPH02141558A
JPH02141558A JP1268278A JP26827889A JPH02141558A JP H02141558 A JPH02141558 A JP H02141558A JP 1268278 A JP1268278 A JP 1268278A JP 26827889 A JP26827889 A JP 26827889A JP H02141558 A JPH02141558 A JP H02141558A
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Lawrence S Redmerski
ロウレンス　エス・レツドマースキイ
Kenneth E Pinnow
ケネス　イー・ピンナウ
John J Eckenrod
ジヨーンジエイ・エケンロツド
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Crucible Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は水素脆化への高い抵抗により特徴づけられてい
る高い耐食フェライトステンレス鋼の溶接された管に関
するものである。管は硫化水素及び発生期水素の他の源
を含む反応工程媒体を取扱う熱交換器、陰極保護熱交換
器における使用に適し、特に飽和カルメロ照合電極（Ｓ
ＣＥ）に関し約−８００ミリボルトよりも負の電気化学
ポテンシャルで操作されている陰極保護熱交換器に適し
ている。
（先行技術の説明） 熱交換器及び凝縮器は１つの媒体から他の媒体に熱を移
動するため使用される装置である。管胴式熱交換器にお
いて、加熱液体又は蒸気が管胴に含まれ、冷液体が管を
通過する。耐久度及び経済の理由のため、多くの電気カ
プラント凝縮器及び化学的、石油化学的プラント熱交換
器が、高度に合金化されたフェライトステンレス鋼管及
び異種金属チューブシート及び水槽（ｗａｔｅｒ　ｂｏ
ｘｅｓ）で作られている。この実施は、特に、再建され
た凝縮器又は熱交換器において普通であり、それらにお
いて配合組成物のチューブシート（ｔｕｂｅｓｈｅｅｔ
）に設置された銅合金管を置換するため、フェライトス
テンレス鋼管が使用されている。この一般的な構造の凝
縮器及び熱交換器は、以下の論説に記されたように公知
である。
アール・オ・ミラー及びエイソチ・ジー・セイプ（Ｒ，
０，Ｍｉｌｌｅｒ　ａｎｄ　Ｈ，Ｇ、５ｅｉｐ）　、”
凝縮器及び熱交換器″　（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒｓ　ａｎ
ｄ　Ｈｅａｔ　Ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ）　勉方生装　に
おける腐食　（Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ
Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）　、プレ
ニムバプリソシングコーポレーション（Ｐｌｅｎｕｍ　
ＰｌｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）　
％　１９８４年ジー・ヴイ・スパイク（Ｇ、Ｖ、５ｐｉ
ｒｅｓ、ｅｔ　ａｌ）”ケースヒストリー（Ｃａｓｅ　
Ｈｉｓｔｏｒｙ）　　：核プラントにおけるライニング
凝縮器成分（Ｌｉｎｉｎｇ　ＣｏｎｄｅｎｓｅｒＣｏｍ
ｐｏｎｅｎｔｓ　ｉｎ　ａ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｐｌａｎ
ｔ）、′ジャーナルオブプロテクテイプコーテインダス
アンドライニングス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｒｏｔ
ｅｃｔｉｖｅ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　ａｎｄＬｉｎｉｎｇ
ｓ　）　３４−４１．１９８４年９月。
温水又は海水冷却が使用されているこのタイプの装置で
、攻撃的冷却水における腐食的攻撃の他の型式と同様、
フェライトステンレス鋼管は、ある表面で点食及びすき
ま腐食に抵抗するよう、及び他の表面においてプロセス
媒体からの腐食的攻撃の類似の型に抵抗するよう要求さ
れている。
構造成は設置いずれか又は両者で、そのような管に関し
て、溶接が使用されているので、管は良好な溶接性を示
し、溶接された、焼鈍された状態において耐食性であら
ねばならない。又これら冶金学上状態において、管の靭
性及び延性は、管のチューブシートへの拡張の間及び他
の製作操作において、クランキングを避けるに十分であ
らねばならない。
これらの使用のために、約２０から３０％クロムを含ん
でいるフェライトステンレス鋼を使用することが知られ
ている。それはチタン、コ、ロンビウム、ジルコニウム
、及びアルミニウム又はそれらの混合物の使用により安
定化される。これら安定化要素は、一般にこの目的に当
価であると考えられている。
これら普通のフェライトステンレス鋼で作られた溶接管
の重要な不利点は、水素脆化への管の感受性である。こ
の脆化は適用された、又は残留した応力と結合し管の広
いクランキングを生じえる。
加工されている媒体における硫化水素又は発生期水素に
管がさらされている代表的な使用において、又はチュー
ブシート或は水槽材料の電気又はすきま腐食を最小にす
るため熱交換器が陰極保護されている代表的な使用にお
いて、水素脆化が更に著しいことが発見されている。
ネイススタンダード（ＮＡ台ｆ！　５ｔａｎｄａｒｄ）
ＲＰ−０１−６９に示されたように、海中で冷却される
熱交換器内の炭素鋼又は鋳鉄部分を陰極的に保持する時
は、約−８５０ミリボルト（Ｓ　ＣＥ）以上の負の電気
化学的ポテンシャルを利用することは、一般的方法であ
る。そのような保護は犠牲陽極の使用或は自動電気シス
テムによりなされる。それ故、硫化水素又は発生期水素
の他の源を含んでいるプロセス媒体にさらされるとき、
或は陰極保護熱交換器又は温水、海水冷却を使用してい
る凝縮器に使用されるとき、水素脆化に高抵抗を示す溶
接フェライトステンレス鋼管が必要である。
（発明の要約） 従って、本発明の第１の目的は、硫化水素又は発生期水
素を含む媒体をもつ熱交換器又は陰極保護熱交換器、特
に約−８００ミリポル）　（ＳＣＥ）より負な電気化学
ポテンシャルで操作される熱交換器に使用されるとき、
水素脆化に高い抵抗をもつ高耐食フェライトステンレス
鋼の溶接管を提供することである。
この発明により、耐食フェライトステンレス鋼の溶接管
は、コロンビウム安定化での組合せ及びチタンでの安定
化の除外、チタン及びコロンビウム、ジルコニウム又は
アルミニウムの組合せにおいて普通より低い炭素及び窒
素含量をもつ組成で、発明の以下に記する目的を満足さ
せるであろう。
又鋼はクロム、モリブデン及びニッケルを含み、ニッケ
ル、及びモリブデンはこのタイプのフェライトステンレ
ス鋼に一般に使用されたと異った量にあることが必要で
ある。
発明による溶接管は、重量％で、炭素少くとも０．００
２；窒素少くとも０．００２；炭素プラス窒素０．０２
最大、好ましくは０．０１〜０．０２ｉクロム２３〜２
８、好ましくは２５〜２８；マンガン１まで、好ましく
は０．５まで；ニッケル１〜４；シリコン１まで、好ま
しくは０．５まで；燐０．０４まで；硫黄０．０２まで
、好ましくは０．００５まで；モリブデン２〜５、好ま
しくは２〜４；アルミニウム０．１まで；コロンビウム
０．６０最大、但し炭素プラス窒素の８倍に少くとも等
しい；残り鉄及び付随不純物の組成のフェライトステン
レス鋼である。
溶接管は、一般の自溶の溶接法により作られるであろう
。こ＼でこの発明による化学組成のフェライトステンレ
ス鋼の連続バンドは管を作るため連続仕方で縦に自溶溶
接され作られたロール（ｒｏｌｌ）である。タングステ
ン不活性ガス溶接のような一般的方法がこの目的に使用
されるであろう。発明の目的のため、及びこ＼に使用さ
れたように、“溶接管（賀ｅｌｄｉｎｇ　ｔｕｂｉｎｇ
）　”なる語は円筒状でない形又はプレートタイプ熱交
換器に使用されるようなみぞを含んでいる。
夫々約０．００２％のように低い炭素及び窒素含量は真
空誘導又は電子ビーム溶融法によりえられるであろう。
一方約０．０１％のような低い炭素プラス窒素含量は通
常の大容量真空−酸素精製法によりえられるであろう。
こ＼に存在するデーターで論証されるであろうように、
発明は、これらの方法のいずれかにより溶融され、夫々
０．００２％の最小で、或は０．０１％の組合せ最小か
ら０．０２％の最大で、炭素及び窒素含量をもつフェラ
イトステンレス鋼から作られた溶接管で有用性を発見す
る。こ＼に存在するデーターにより論証されるであろう
ように、安定化がコロンビウムの使用により有効になる
ことが要求されるのみならず、組合せにおける炭素及び
窒素はこ＼に記した限度に従い厳密に制御されねばなら
ない。
マンガンはオーステナイト生成要素であり、又フェライ
トステンレス鋼における強い固溶体強化要素である。従
って、この発明でマンガンは約１％以下に、好ましくは
約０．５％以下に保持されねばならない。硫黄はフェラ
イトステンレス鋼における普通の残留要素であり、熱ク
ランキングをさけ、有効な溶接を許すよう最大０．０２
％に、好ましくは０．００５％以下に制御されねばなら
ない。
シリコンは合金における望まれた流動性を生成する点か
ら溶接を改良するが、強い固溶体強化要素である。それ
で約１％以下、好ましくは約０．５％以下に保たれねば
ならない。ニッケルは強いオーステナイト生成要素であ
るけれども、改良された溶接靭性及び延性の目的に存在
せねばならない。
クロムは耐食、特に海水及び他の塩化物含有環境におけ
る点食及びすきま腐食への抵抗に必須である。発明の限
度内のクロムは望まれた耐食性を与えるが、より高いク
ロム含量は溶接靭性を損う。
モリブデンは要求された耐食性を与えるのに必要である
が、モリブデンが過剰量存在すると、望ましからぬ第２
の相を誘導し、靭性及び耐食性を減じる。アルミニウム
は精製操作の間要求された有効な脱酸化要素であるが過
剰のアルミニウムは溶接の間に問題となる。
論じられたように、コロンビウムは溶接粒間腐食を妨げ
るに必要とされる。然しなから、過剰のコロンビウムは
溶接靭性に悪影響を及ぼす。
（好ましい実施態様の詳細な説明） 以下に記された実施例に、発明の好ましい実施態様が詳
細に説明されている。混水又は海水冷却熱交換器及び発
電所凝縮器における使用に必須の性質に関し、表−■に
示されたフェライトステンレス鋼を評価するため、２群
のテストが行われた。
１群のテストは非溶接及び溶接状態における粒間腐食及
び点食及び成形能へのこれら材料の抵抗を比較するため
行われた。他群のテストは水素脆化への材料の感受性を
評価するため行われた。
（耐食及び機械的性質） 溶接状態にある発明のフェライトステンレス鋼管の粒間
耐食を表−■に示された他のフェライトステンレス鋼の
それに比較するため、２つのアメリカ材料試験協会（Ａ
ＳＴＭ）テストが使用された。
銅−硫酸銅−硫酸テスト（ＡＳＴＭ　Ａ７６３　、方法
Ｙ）が、クロム炭化物及び／又は窒化物の析出にともな
われた粒間腐食への感受性を評価するため使用された。
硫酸鉄（ＩＩＩ）−硫酸テスト（ＡＳＴＭ　Ａ７６３、
方法Ｘ）が、クロム炭化物及び／又は窒化物の析出及び
チ（ｃｈｉ）　　、シグマ（ｓｉｇｍａ）及び他の金属
聞損の析出にともなわれた粒間腐食への感受性を評価す
るため使用された。種々のコロンビウム及びモリブデン
含量の４合金における銅−硫酸銅硫酸テストの結果は、
表−■に与えられている。
明らかに発明の範囲内の基本組成をもつが、コロンビウ
ムを含まない合金３７は、溶接状態で粒間攻撃をうけや
すいことを示している。炭素プラス窒素含量の８倍以上
のコロンビウム量を含んでいる評価された３つの他の合
金（合金１５．２０及び１９）は、この溶液において粒
間攻撃に抵抗する。硫酸鉄（ＤＩ）−硫酸テストの結果
は、異なるコロンビウム及びモリブデン含量の５合金に
対し表−■に与えられている。銅−硫酸銅−硫酸テスト
でえられた結果に類似して、これらテストの結果は、発
明の範囲内の基本組成をもつが、コロンビウムを含まな
い合金３７が、溶接状態で粒間腐食に感じ易いことを示
している。然しながら、それらも４．４４％モリブデン
を含んでいる合金１９、及び５．３４％モリブデンを含
んでいる合金１８が、このテストで粒間腐食されやすい
ことを示している。このように、高酸化性化学媒体の代
表である硫酸鉄（Ｉ［［）−硫酸テストにおいて、コロ
ンビウム及びモリブデン含量両者が粒間腐食を避けるた
め制御される必要がある。約４．００％モリブデン以下
をもつ発明のコロンビウム安定化管は、銅硫酸銅−硫酸
及び硫酸鉄（ＩＩＩ）−硫酸テスト両者において粒間腐
食に抵抗する。それ放置も広い実用適用をもっている。
約４．００％モリブデン以上を含む発明の溶接コロンビ
ウム安定管は、硫酸鉄（ＩＩＩ）〜硫酸テストにおける
粒間攻撃に抵抗しない。それ故、その使用は、高酸化性
化学媒体において制限される。
発明のステンレス鋼管のモリブデン含量は、混水又は海
水冷却を利用している熱交換器に使用されるとき、その
点食抵抗に関しても重要である。
これを論証するため、表−■に示された合金の数種にテ
ストが行われ、腐食性を増すため赤血塩の１０ｇ／＃を
含んでいる代用海水の中性溶液において異なる温度での
点食への抵抗を比較している。
これらのテストの結果は表−■に与えられている。
それらは、これら合金において点食がはじまるに必要な
温度が、モリブデン含量と共に増加することを示してい
る。更に重要なことに、多くの熱交換器使用に普通に出
会う高温（６０℃）で良好な点食抵抗をえるため、発明
の管は少くとも約２％のモリブデンを含まねばならぬこ
とを示している。
そのことは１．８％モリブデンを含んでいる合金１３及
び２．６９％モリブデンを含んでいる合金１４の比耐久
度により論証されている。コロンビウムで安定化され、
３．５１％モリブデンを含んでいる合金１５はこれらテ
ストにおいて点食に不感であった。
表−■に示された数種の合金の溶接延性が、０、０３７
−インチ厚さＴＩＧ溶接でオルセンカップ（Ｏｌｓｅｎ
　ｃｕｐ）テストをすることにより、及び焼鈍及び非溶
接系材料でなされた類似テストからえられたものと結果
を比較することにより、比較された。結果は表−■に与
えられている。それらは、０．４１％ニッケルを含んで
いる合金７のオルセンカップ延性が溶接により非常に減
ぜられていることを示している。比較において、合金１
０．８．１５及び１９でのように、約１．０％以上のニ
ッケル及び約５．０％以下のモリブデンを含んでいる合
金のオルセンカップ延性は、非溶接状態におけると同様
溶接状態において良好である。このように設置の間に管
が曲げられ、機械的に広げられている熱交換器適用のた
め、発明のニッケル関係材料は実質的な実用上の利点を
もっている。然しなから、発明のニッケル関係合金のモ
リブデン含量を約５％以下に抑制する必要がある。合金
１８の耐久度により示されたように、非溶接及び溶接状
態両者で、オルセンカップ延性をひどく減じる脆弱第２
相の生成のためである。
（水素脆化） テスト鋼を水素とチャージ（Ｃｈａｒｇｅ）するため、
及びその水素脆化への感受性を評価するため、３つの基
本的方法が使用された。第１の方法は、材料を、凝縮器
及び熱交換器における陰極保護に使用されると類似の種
々の電気化学ポテンシャルで、異なる時間、代用又は天
然海水中に装入することを含んだ。第２の方法は、水素
吸収を促進するため、２酸化セレンの２０　ｇ　／　Ｉ
ｌが加えられた５０％塩酸（３６，５〜３８．０％ＨＣ
Ｊ）及び５０％水（容量で）を含む溶液に試料を装入す
ること含んだ。これら２つの装入方法で、鋼の水素脆化
への感受性は、クランキング又はき裂なしに１８０゜の
曲げに抵抗する試料の能力により評価された。
完全なわれ目なしに１８０°曲げに抵抗する標本が脆化
に高度に抵抗すると考えられた。一方１８０゜への曲に
クラック又はき裂を生じたものは、水素脆化に感じやす
いと考えられた。第３の方法は、より３点曲げビーム（
ｔｈｒｅｅ−ｐｏｉｎｔ　ｂｅｎｔ　ｂｅａｍｓ）のよ
うな張力で、応力を加えられた試料をテストすることよ
りなった。テスト溶液は、硫化水素の導入に先立ち窒素
で２時間脱気された。硫化水素は、３０日（７２０時間
）のテスト期間の間中テスト溶液に連続的にバブル（ｂ
ｕｂｂｌｅ）された。
３０日テスト期間中クラックを生じなかった標本が、テ
ストを合格したと考えられた。
発明のフェライトステンレス鋼管の水素脆化抵抗を、表
−■に示された他の耐食フェライトステンレス鋼のそれ
に比較するため、電気化学テストの３系が行われた。テ
ストの初めの系で、海水冷却凝縮器に現在使用されてい
るチタン安定化高耐食フェライトステンレス鋼（合金９
）及び発明の範囲内のフェライトステンレス鋼（合金１
５）の試料が、通気した代用海水（４３７Ｍ　Ｄ−１１
４１−５２、式Ａ）に４５℃で装入され、曲げ延性にお
ける損失により測定されたように、種々の電気化学ポテ
ンシャルで水素脆化を生じるに要する時間を測られた。
これらのテスト結果は、表−■に与えられており、標準
カロメル電極（ＳＣＥ）に関する−７００及び−８００
ミリボルトの間の電化化学ポテンシャルで、１００時間
までの曝露時間で、本質的に脆化が合金９で生じないこ
とを示している。然しなから、使用された電気化学ポテ
ンシャルが８００ミリボルトよりもっと負になる（Ｓ　
ＣＥ）と、試料合金９は水素脆化に増加的に感じ易くな
る。これは曲延性の損失を生ずるに必要とされるより短
い曝露時間により示されている。このようにデーターは
、普通の組成のチタン安定化高耐食フェライトステンレ
ス鋼が、−８００ミリボルトよりもっと負の電気化学ポ
テンシャル（ＳＣＢ）で水素脆化に感じ易くなることを
示している。組成が発明の範囲内にある合金１５からの
試料は、同じ数種のテスト状態下にテストされたとき、
水素脆化のいかなるしるしも示さなかった。
表−■におけるデーターにもとずき、表−■に示された
フェライトステンレス鋼の水素脆化への抵抗を更に比較
するため、簡単なスクリーニングテストが工夫された。
テストは表−■に示されたように、普通の組成のチタン
安定化高合金フェライトステンレス鋼を脆化する−１０
００及び／又は−１２００ミリポル１−（ＳＣＥ）状態
のポテンシャルで、２４時間曝露された標本の曲延性を
測定することを含んだ。
表−■におけるデーターにより示されたように、炭素プ
ラス窒素０．０１２％及びコロンビウム０．２６％を含
む合金１５、及び炭素プラス窒素０．０１６％及びコロ
ンビウム０．２７％を含む合金１７が、これらのテスト
で水素脆化に抵抗した。炭素プラス窒素０．０１％及び
チタン０．３４％を含む合金１を含め、類似の基本組成
の他の全ての合金；炭素プラス窒素０．０２％、チタン
０．１６％及びコロンビウム０．１４％を含む合金３０
；炭素プラス窒素０、００２％及びコロンビウム０．３
３％を含む合金２１は、このテストで水素脆化に感じ易
かった。
このように、この発明により、水素脆化への抵抗におい
て著しい改良が、炭素プラス窒素を約０．０２％以下に
低めることにより、及びチタンよりむしろコロンビウム
を使用することにより、或は安定化にチタン及びコロン
ビウムの混合物を使用することによりえられえることを
データーは示している。
発明のフェライトステンレス鋼管の利点を更に論証する
ため、炭素プラス窒素０．０１％及びチタン０．３４％
を含む合金１；炭素プラス窒素０．０３８％及びチタン
０．５０％を含む合金９、及び炭素プラス窒素０．０１
２％及びコロンビウム０．２６％を含む合金１５の試料
が、環境温度で、自然流海水中興なる電気化学ポテンシ
ャルで種々の期間曝露された。
表−■に示されたポテンシャル及び時間に曝露されたあ
と、試料がテストから除かれ、すばや（１８０°曲げら
れ、それらが水素脆化に惑し易いかどうか決定された。
テストされた３合金のうち合金１５のみが水素脆化に抵
抗した。このように、これらテストの結果は又、炭素プ
ラス窒素を約０．０２％以下にさげること及び安定化に
チタンよりコロンビウムを使用することにより、合金１
５でのように、水素脆化への高合金フェライトステンレ
ス鋼の抵抗に実質的改良を生じることを示している。
表−Ｉに示された合金試料は、重量で、５０％塩酸（３
６，５〜３８．０％）Ｉｃβ）及び５０％水を含み、水
素吸収を促進するよう２酸化セレンの２０ｇ／ｅが添加
されている溶液に、４０分装入された試料で曲げテスト
を行うことにより水素脆化への感受性も比較された。
これらのテスト結果は、表−■に示されている。
電気化学テストで初めに示された結果に似て、このテス
トで水素脆化に抵抗した合金（１５，１６，１７，２０
）は約炭素プラス窒素０．０２％より低いコロンビウム
安定化合金のみであった。炭素プラス窒素約０．０２％
より多くを含んでいるコロンビウム安定化合金（合金２
１及び２２）、炭素プラス窒素ｏ、ｏｉｏ％のような少
量を含むチタン安定化合金（合金１）及び炭素及び窒素
０．０２０％を含みコロンビウム及びチタン両者で安定
化された合金を含め評価された他の合金の全てが、これ
らのテストで水素脆化に感じ易かった。海水での使用に
不十分なりロム及びモリブデン含量をもつチタン安定化
合金（合金１２）、或は海水での使用に十分な合金（合
金７）もこれらテストで脆化された。このように、再び
これらの結果は、高耐食フェライトステンレス鋼に対し
、水素脆化への改良された抵抗が、炭素プラス窒素含量
を約０．０２％より下位に低めること及びチタン単独よ
りむしろコロンビウムを、又はコロンビウム、チタン又
はアルミニウムの混合物を使用することによってのみ得
られることを示している。
化学装入テストの１つの付加的系列が、水素脆化への抵
抗におけるＴＩＧ溶接の効果を決定するため、焼鈍のよ
うな、溶接のような及び溶接、焼鈍の状態において合金
１５及び９の試料で行われた。これらテスト結果は表−
Ｘに示され、溶接がこれら合金の水素脆化への抵抗を有
意に変えないことを示している。発明の範囲内の組成を
もつ合金１５は、溶接のあとも水素脆化への抵抗を残し
ているが、発明の請求範囲外の組成の合金９は、溶接後
水素脆化に感受性を残している。
一般のチタン安定化フェライトステンレス鋼（合金１１
）及び発明の範囲の組成をもつコロンビウム安定化フェ
ライトステンレス鋼（合金１５）におけるポイステスト
法０１−７７により行われた３点曲げビームテストの結
果は、表−ＸＩに与えられている。こ＼で、７５ＫＳｉ
までの張力にさらされたとき、合金１５は全体的にクラ
ンキングに耐えるが、発明の範囲外組成をもつ合金１１
は、１５Ｋｓｉの少ない張力にさらされたとき、クラン
キングに耐えない事がわかる。このように、硫化水素を
含む環境で、水素脆化への高耐食フェライトステンレス
鋼の抵抗が、コロンビウム安定化を使用すること及び発
明の制限内に炭素及び窒素を制御することにより、著し
く改良されえることを結果は示している。
前記のことがらみられるであろうように、発明の限度内
に炭素プラス窒素を保持しているテスト結果、又は発明
に従いコロンビウム単独の使用により安定化しているテ
スト結果は、水素脆化に望まれた抵抗をえないであろう
。コロンビウム安定化との組合せで、発明の限度内炭素
プラス窒素の制御が使用される事が必要である。
表−■ 実験 材料の化学組成 ２’／、’／２ ３．５５ 、Ｏｂ 、Ｕｌｂ 表 ■ 表−■ 鋼−硫酸銅−硫酸（ＡＳＴＭ　Ａ７６３方法Ｙ）テスト
における溶接合金の粒間腐食抵抗０ 規格を脱落した粒子 硫酸鉄（ＩＩ［）−硫酸（ＡＳＴＭ　Ａ７６３、方法Ｘ
）テストにおける溶接合金の粒間腐食抵抗（１）規格を
脱落した粒子 ３７　０．０１５　２７．２７　３．５５　　−　　ナ
シ　適度１５　０．０１２　２６．９０　３．５１　０
．２６　　ナシ　ナシ２０　０．０１９　２７．３９　
３．５０　０．３６　　ナシ　ナシ１９　０．０１７　
２７．３２　４．５０　０．３７　　ナシ　ナシ（ａ）
０．０３７−インチの厚さで充填金属なしに溶接された
試料ＴＩＧ ｌｂ）ＨＡＺ−加熱影響された帯域 ０．０１２ ０．０１９ ０．０１７ ０．０１６ ５．９０ 釘、３９ ２７．３２ 釘、１８ ３．５１ ３．５０ ４．４４ ５．３４ ０．２６ ０．３６ ０．３７ ０．３７ （ａｌ　　０．０３フインチ厚さで充填金属なしで溶接
された試料ＴＩＧ （ｂ）ＨＡＺ−加熱影響された帯域 ナシ ナシ 軽度 軽度 表−■ 表−■ 赤血塩の１０ｇ／ｌを含む中性代用海水における種々の
合金の点食抵抗（８） 点食の度合 種々の非溶接及びＴＩＧ溶接フェライトステンレス鋼の
オルソンカップ延性におけるＮｉ含量の効果軸）オルソ
ンカソプ高＋ｂ） ３６　０．０１３　２６．９９　０．１７　０．９７１
２　０．０４７　２５．６１　０．２３　０．９９　０
．５６１３　０．０４７　２６．０９　０．２２　１．
８１　０．４５１４　０．０５３　２５．６３　０．２
１　２．６９　　Ｑ、４１１５　０．０１２　２６．９
０　１．９２　３．５１１９　０．０１７　２７．３２
　２．０２　４．４４ナシ　適度 ナシ　適度 ナシ　軽度 ナシ　ナシ ０．２６　　ナシ　ナシ ０．３７　　ナシ　ナシ １０　０．０４１　２７．０５　１．２６　３．３９　
０．４５　−　　０．３３６　０．３４７８　０．０３
７２７．１６２．０６　３．３６　０．５４　−　　０
．２９８　０．３０１１５　０．０１２２６．９０　１
．９２　３．５１　−　　０．２６０．３４０　０．３
４０１９　０．０１？　　２７．３２２．０２　４．４
４　−　　０．３’７　０．３１７　０．３３８１８　
０．０１６　２７．１Ｂ　　２．２０　５．３４　−　
　０．３７　０．２０５　０．１１５（ａｌ テストは１０ｇ／ｌのに：＋Ｆｅ（ＣＮ）６を含む中性
代用海水中２４時間実施した。
＋８） （ｂ） ０．０３インチ厚さで充填金属なしに溶接された試料Ｔ
ＩＧ失敗のない最大カップ高 材料 表−■ ５０％塩酸プラス５０％水（２０ｇ／ｊ２の２酸化セレ
ンが添加されている）を含む塩酸試験溶液に４０分化学
的に装入された試料の脆化 Ｃ十Ｎ　　　　健　　　取　　　計　　　Ｔｉ　　　　
Ｃｂ　　１８０°曲げ試験表−ＸＩ ネイス（ＮＡＣＥ）　ＴＭ−０１−７７試験で合金１１
及び１５における３点曲げビーム試験の結果 （１１（）のない数は、 ったことを示す。（ 時間の附近（＋／ ７２０　”ｌ　　　　クランク ７２０　　　　　クラックなし ７２０　　　　　クラック ７２０　　　　　クランク （１５０）　　　　　試験で破損 ７２０　　　　　クラックなし ７２０　　　　　クラ・７りなし ７２０　　　　　クラックなし ７２０　　　　　クラックなし ７２０　　　　　クラックなし 標本が３０日曝露に破砕しなか ）内の数は、標本が示された ５０時間）で破砕したことを示す。

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）耐食フェライトステンレス鋼で、水素脆化への高
    い抵抗を示す溶接管において、該鋼が本質的に、重量％
    で以下のものよりなる溶接管。 炭素、少くとも０．００２； 窒素、少くとも０．００２； 炭素プラス窒素、最大０．０２； クロム、２３から２８； マンガン、１まで； ニッケル、１から４； シリコン、１まで； 燐、０．０４まで； 硫黄、０．０２まで； モリブデン、２から５； アルミニウム、０．１まで； コロンビウム、最大０．６； 但しコロンビウムは炭素プラス窒素の８倍に少くとも等
    しい； 鉄及び不可避的不純物、残り。
  2. （２）炭素プラス窒素含量が０．０１から０．０２であ
    る請求項（１）の管。
  3. （３）モリブデン含量が２から４である請求項（１）又
    は（２）の管。
  4. （４）硫黄含量が０．００５までである請求項（３）の
    管。
  5. （５）クロム含量が２５から２８である請求項（４）の
    管。
  6. （６）クロム含量が２５から２８；マンガン含量が０．
    ５まで；シリコン含量が０．５まで；硫黄含量が０．０
    ０５まで及びモリブデン含量が２から４である請求項（
    １）又は（２）の管。
  7. （７）水素脆化に高抵抗をもつ溶接耐食フェライトステ
    ンレス鋼を設えた陰極保護熱交換器において、該ステン
    レス鋼管が本質的に重量％で炭素、少くとも０．００２
    ； 窒素、少くとも０．００２； 炭素プラス窒素、最大０．０２； クロム、２３から２６； マンガン、１まで； ニッケル、１から４； シリコン、１まで； 燐、０．０４まで； 硫黄、０．０２まで； モリブデン、２から５； アルミニウム、０．１まで； コロンビウム、最大０．６但し炭素プラス窒素の８倍に
    少くとも等しい。 鉄及び不可避的不純物、残り よりなることを特徴とする熱交換器。
  8. （８）炭素プラス窒素含量が０．０１から０．０２であ
    る請求項（７）の管。
  9. （９）モリブデン含量が２から４である請求項（７）又
    は（８）の管。
  10. （１０）硫黄含量が０．００５までである請求項（９）
    の管。
  11. （１１）クロム含量が２５から２８である請求項（１０
    ）の管。
  12. （１２）クロム含量が２５から２８；マンガン含量が０
    ．５まで；シリコン含量が０．５まで；硫黄含量が０．
    ００５まで及びモリブデン含量が２から４である請求項
    （７）又は（８）の管。
  13. （１３）−８００ミリボルト（ＳＣＥ）よりも大きい負
    の電気化学ポテンシャルで操作され、水素脆化に高い抵
    抗をもつ溶接耐食ステンレス鋼管を設えた陰極保護熱交
    換器において、該管が本質的に重量％で、 炭素、少くとも０．００２； 窒素、少くとも０．００２； 炭素プラス窒素、最大０．０２； クロム、２３から２８； マンガン、１まで； ニッケル、１から４； シリコン、１まで； 燐、０．０４まで； 硫黄、０．０２まで； モリブデン、２から５； アルミニウム、０．１まで； コロンビウム、最大０．６、但し、炭素プラス窒素の８
    倍に少くとも等しい。 鉄及び不可避的不純物、残り よりなることを特徴とする熱交換器。
  14. （１４）炭素プラス窒素含量が０．０１から０．０２で
    ある請求項（１３）の管。
  15. （１５）モリブデン含量が２から４である請求項（１３
    ）又は（１４）の管。
  16. （１６）硫黄含量が０．００５までである請求項（１５
    ）の管。
  17. （１７）クロム含量が２５から２８である請求項（１６
    ）の管。
  18. （１８）クロム含量が２５から２８；マンガン含量が０
    ．５まで；シリコン含量が０．５まで；硫黄含量が０．
    ００５まで及びモリブデン含量が２から４である請求項
    （１３）又は（１４）の管。
  19. （１９）硫化水素又は発生期水素を含む化学媒体を取扱
    い、水素脆化に高抵抗をもつ溶接耐食フェライトステン
    レス鋼管を設えた熱交換器において、該管が本質的に重
    量％で、 炭素、少くとも０．００２；窒素、少くとも０．００２
    ；炭素プラス窒素、最大０．０２；クロム、２３から２
    ８；マンガン、１まで；ニッケル、１から４；シリコン
    、１まで；燐、０．０４まで；硫黄、０．０２まで；モ
    リブデン、２から５；アルミニウム、０．１まで；コロ
    ンビウム、最大０．６、但し、炭素プラス窒素の８倍に
    少くとも等しい；鉄及び不可避的不純物、残り、よりな
    る熱交換器。
  20. （２０）炭素プラス窒素含量が０．０１から０．０２で
    ある請求項（１９）の管。
  21. （２１）モリブデン含量が２から４である請求項（１９
    ）又は（２０）の管。
  22. （２２）硫黄含量が０．００５までである請求項（２１
    ）の管。
  23. （２３）クロム含量が２５から２８である請求項（２２
    ）の管。
  24. （２４）クロム含量が２５から２８；マンガン含量が０
    ．５まで；シリコン含量が０．５まで；硫黄含量が０．
    ００５まで、及びモリブデン含量が２から４である請求
    項（２０）又は（１９）の管。
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