JPH0442433B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水素吸収抑制用被覆組成物、より詳し
くは、上記の腐食により発生する原子状水素が鋼
材中に吸収されて発生する水素誘起割れ、即ち水
素脆性割れを防止する被覆組成物に関する。 一般に鋼材は硫化水素または炭酸ガスの存在す
る環境で応力腐食割れを起こすことがある。この
原因は硫化水素と鋼材との反応により生じた水素
が一部原子状で鋼材中に拡散侵入して水素脆性を
起こすためと信じられている。 従来、この水素脆性を防止するためには、塗装
およびライニング等の方法により、硫化水素等の
腐食性因子を遮断することが一般的である。典型
的なものとしては、塗料組成物中に硫化水素と反
応する金属粉（顔料）を添加する方法またはイオ
ン交換樹脂を添加する方法がある。前者は金属粉
と硫化水素との反応より硫化水素が鋼面へ到達す
るのを阻止する。後者は硫化水素をイオン交換樹
脂に反応させて硫化水素の鋼面への到達を阻止す
る。 しかしながら、上記方法は硫化水素と金属粉ま
たはイオン交換樹脂との反応作用に基づくもの
で、反応が無限に続くものではなく全ての添加物
が反応するとその効果が激減し、鋼材の腐食反応
が増大して水素脆性割れが生じる。一般に上述の
遮断法では、30時間から100日程度で鋼材の腐食
反応が増大し始める。従つて、実際の鋼材の使用
期間（数十年）に遠く及ばない。 本発明者等は腐食により発生する原子状水素の
鋼材への吸収を防止することにより水素脆性割れ
を防止するために鋭意研究の結果、本発明を成す
に到つた。 即ち、本発明は樹脂固形分100重量部に対し、
五酸化バナジウムを１〜500重量部含有する水素
吸収抑制用被覆組成物を提供する。 本発明に用いる五酸化バナジウムは常套のいか
なる方法を用いて調製してもよい。例えば、バナ
ジウムの低級酸化物、窒化物または硫化物を空気
中で焼成して調製する。 五酸化バナジウムの粒径は顔料に用いる粒径と
同じである。粒径を大きくすると塗膜性能が悪化
する。 本発明に用いるビヒクルは一般に塗料またはラ
イニング用に用いられるもので、一般に重合油、
天然または合成樹脂の単独または複合樹脂が用い
られる。 重合油の例としては、主にボイル油が挙げられ
る。天然または合成樹脂の例としては、エポキシ
樹脂、エポキシウレタン樹脂、タールエポキシ樹
脂、メラミン樹脂、塩素ゴム、フエノール樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコー
ン樹脂、フツ素樹脂等が挙げられる。 本発明において前記五酸化バナジウムは樹脂固
形分100重量部に対して１〜500重量部、好ましく
は５〜100重量部配合するのが好ましい。500重量
部を超える量の配合は塗膜の性能が劣下する。ま
た、１重量部より少ない配合は所望の効果が得ら
れない。 本発明被覆組成物は水またはその他の溶媒を用
いて分散にしてもよい。他の溶媒の例としては、
一般に塗料に用いられているケトン、エステル、
グリコール類、アルコール類、炭化水素溶剤等が
挙げられる。本発明被覆組成物に常套の顔料また
は他の添加剤を添加してもよい。他の添加剤の例
としては可塑剤、界面活性剤、乾燥剤、硬化剤、
増粘剤、たれ防止剤等が挙げられる。 本願発明被覆組成物を塗布する鋼材としては、
応力腐食、水素脆性、水素誘起割れ、水素ブリス
ター等が生じる、または生じ易い鋼材であつて、
典型的には炭素鋼、分金鋼、高張力鋼があり、油
井管、輸送パイプ、ボルト、船舶等の鋼材が挙げ
られる。 塗装方法では常套のいかなる方法を用いてもよ
く、例えば、流れ塗装、浸漬塗装、スプレー塗
装、ハケ塗り塗装、粉体塗装等が挙げられる。 本発明被覆組成物を塗装した基材は、硫化水素
が含まれる環境下で、鋼材の腐食により発生した
原子状水素を鋼材が殆んど吸収せず、有効に鋼材
の水素脆性割れを防止する。本発明被覆組成物が
水素脆性割れを防止する理由は五酸化バナジウム
が塗布膜下の鋼面の電位を貴な電位（卑な電位で
あると原子状水素の鋼材への侵入が促進される）
に保つからであると思われる。 本発明を実施例により更に詳細に説明する。実
施例中の部および％は特に指示しない限り重量に
基づく。 実施例および比較例 表−１に示す五酸化バナジウムの配合および条
件で冷間圧延鋼板（厚さ0.8mm、JIS G3141；本
来、水素脆性割れの評価には高張力鋼を用いる必
要があるが本実施例では鋼中への水素吸収反応の
程度を表わし、この水素吸収反応の良否でもつて
本件の有効性を示し得るものであると考え、冷間
圧延鋼材を用いる。）に塗装し、塗膜を得た。塗
装方法はスプレー塗装を用いた。 比較のため樹脂固形分100部に対し五酸化バナ
ジウム１〜500部の範囲外の配合を用いて、実施
例と同じ条件で冷間圧延鋼板に塗装した。 上記塗布鋼板の水素吸収抑制性を調べるため、
被覆鋼材の裏側の水素引抜き反応であるＨ→H⁺
＋e^-の反応電流の経時変化を測定した。測定は特
許第1018241号に記載される電気化学的方法に基
づく。 評価方法を第１図を参照して説明する。第１図
の曲線Ｘは五酸化バナジウムを配合しない塗料を
用いた被覆鋼板の水素引抜き電流の経時変化を示
し、曲線Ｙは上記実施例および比較例により得ら
れた被覆鋼板の水素引抜き電流の経時変化を表わ
す。電流が増加するのは塗布膜下の鋼面の腐食反
応により鋼中に溶解した水素が裏側で引抜かれる
ことを意味している。従つて、この立上がりが遅
い程防食効果が優れていることを示す。本願の発
明の評価はこの立上がり時間、即ち、図中のtxと
tyの比（ty／tx）で表をした。結果とその腐食条
件を表−１に示す。 上記tyの測定は前述の電気化学的方法で行なつ
ているので、従来の気体測定により行なつた場合
よりも100倍も感度が高い。従つて、本願ではty
の測定時間を3000時間で打ち切り、ty点が存在し
ない場合はtyを3000時間とした。 表−１中、実施例９のty／txは38と小さいが、
実施例９は厚膜型（一種のライニング材）である
ため、五酸化バナジウム含有する場合のtyは3000
時間を越え、従つて見掛上少さくなつたものであ
る。即ち、少なくとも五酸化バナジウムを含有す
ると38倍を越える効果があるものと思われる。

【表】

【表】 実施例 本実施例は被覆側の腐食電位を測定して、本発
明組成物が該電位を貴な電位に保つことを示す。 メラミン−アルキド樹脂100部に五酸化バナジ
ウム10部（Ｙ−１）、酸化チタン10部（Ｘ−１）
またはベンガラ10部（Ｘ−２）をそれぞれ含有す
る塗料を用いて実施例１の冷間圧延鋼材に塗装し
た。該塗装板の被膜側に３％NaCl＋H₂S（gas）
飽和液を接触し、該飽和液には塩橋で銀−塩化銀
電極を入れ、この塩橋電極と鋼材との間の電位差
を測定した。結果を第２図に示す。 第２図から明らかなように、五酸化バナジウム
を含有しない場合、あるいは硫化水素と反応する
物質をペイント中に含有する場合、塗布鋼材の腐
食電位は貴な電位に保持されず、経時的に卑な電
位に変化する。一方、本発明組成物により調製さ
れるペイントの場合、貴な電位に保持され電気化
学的反応による水素吸収抑制作用が働く。

【図面の簡単な説明】

第１図は被覆鋼材の裏側の水素引抜き反応電流
の経時変化を示すグラフであつて、曲線Ｘは五酸
化バナジウムを配合しない塗料を用いた被覆鋼板
の水素引抜き電流の経時変化を示す曲線であり、
曲線Ｙは本発明被覆組成物により被覆された被覆
鋼板の水素引抜き電流の経時変化を示す曲線であ
る。 第２図は被膜側の腐食電位の経時変化を示す図
である。図中の曲線Ｘ−１は五酸化バナジウムお
よび硫化水素と反応する物質を含まない被覆鋼材
の腐食電位の変化を示す。曲線Ｘ−２は硫化水素
と反応する物質を含む被覆鋼材の腐食電位の変化
を示す。曲線Ｙ−１は五酸化バナジウムを含有す
る被覆鋼材の腐食電位の変化を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 樹脂固形分100重量部に対し、五酸化バナジ
   ウムを１〜500重量部含有する鋼材の水素吸収抑
   制用被覆組成物。 ２ 樹脂が天然もしくは合成樹脂、または重合油
   の単独または複合樹脂である第１項記載の被覆組
   成物。