JPH0734196A - 耐久性に優れたバラストタンク - Google Patents

耐久性に優れたバラストタンク

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JPH0734196A
JPH0734196A JP19672993A JP19672993A JPH0734196A JP H0734196 A JPH0734196 A JP H0734196A JP 19672993 A JP19672993 A JP 19672993A JP 19672993 A JP19672993 A JP 19672993A JP H0734196 A JPH0734196 A JP H0734196A
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Hiroshi Kishikawa
浩史 岸川
Hideaki Yuki
英昭 幸
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原油タンカーや鉱炭船等の船舶における、耐
食材料と樹脂被覆を組み合わせた耐久性に優れたバラス
トタンクを提供する。 【構成】 C:0. 15%以下,Si:0.02〜1.
5%,Mn:0. 2〜5.0%,P:0. 02〜0. 1
0%、S:0. 005%以下,Cr:0. 2〜5%を含
み残部は実質的にFeおよび不可避の不純物からなる低
合金鋼を構成材料とし、その空間部内壁が150μm以
上の膜厚で樹脂被覆されていることを特徴とする耐久性
に優れたバラストタンク。なお、必要により、所定量の
Cu、Mo、V、W、Ni、Ti、Nb、Alの1種以
上を鋼の性質改善のために添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原油タンカーや鉱炭船等
の船舶におけるバラストタンクに関するものであり、特
に耐食材料と樹脂被覆を組み合わせた、耐久性バラスト
タンクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】タンカーや貨物輸送船等の船舶は、空荷
の時でも船体が安定するようバラストタンクに海水を積
載している。このためバラストタンク内は、海水あるい
は海水飛沫あるいは蒸発した水分の凝縮水による腐食に
曝される。そのため、従来は没水部に関しては、犠牲陽
極によるカソード防食、さらにはタールエポキシ塗装を
施している。また、タンクの空間部側壁および天井部分
は、カソード防食の効果がないため、タールエポキシ塗
装により防食していた。ところが、この空間部は、乾湿
繰り返しを受けるとともに、日中においては温度も上昇
しやすく、非常に苛酷な腐食環境になっている。
【0003】このため従来のタールエポキシ塗装におい
ては7〜10年程度の寿命しかなく、その後は補修、塗
り替え等を余儀なくされていた。近年、タンカーは、座
礁時の油流出の防御のためダブルハル化が進められてお
り、二重船底部分がバラストタンクとして使用されるた
め、タンクの保守点検、補修や塗り替えが非常に困難か
つ高コストになりつつある。
【0004】通常、船舶の使用期間は20〜30年のた
め、この期間メンテナンスを必要としない経済的な防食
法の開発が望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、船舶
の使用期間において、メンテナンスを必要としない耐久
性を有するバラストタンクを経済性を損なうことなく提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは、鋭意検討の
結果、バラストタンクの構成材料としてCr等の耐食性
改善元素を添加した低合金耐食鋼材を使用し、腐食環境
の厳しい水面上の空間部では、塗装と併用することによ
り耐食性に優れたバラストタンクが得られることを見い
だした。
【0007】すなわち、海水中においては、低合金鋼中
のCrの効果により、裸使用でも十分な耐食性を保持
し、空間部においても鋼材自身の耐食性向上により防食
塗装の寿命が延命される結果、船舶の使用期間である2
0〜30年間、メンテナンスフリーで使用できる耐食性
に優れたバラストタンクの発明に至ったものである。
【0008】上述の課題解決手段としての本発明の構成
は以下のとおりである。すなわち、 1.バラストタンクが、C:0.15%以下,Si:0.
02〜1.5%,Mn:0. 2〜5.0%,P:0.02
〜0.10%、S:0.005%以下,Cr:0.2〜5
%を含み残部は実質的にFeおよび不可避の不純物から
なる低合金鋼を構成材料とし、その空間部内壁が150
μm以上の膜厚で樹脂被覆されていることを特徴とする
耐久性に優れたバラストタンク。
【0009】2.上記1において、構成材料がさらにC
u:0.1〜1.0%とNi:0.05〜1.0%のうちの
1種または2種を含むことを特徴とする耐久性に優れた
バラストタンク。
【0010】3.上記1または2において、構成材料が
さらにMo:0.05〜1.0%,V:0.05〜1.0
%,W:0.05〜1.0%のうちの1種または2種以上
を含むことを特徴とする耐久性に優れたバラストタン
ク。
【0011】4.上記1ないし3のうちの任意の1項に
おいて、構成材料がさらにTi:0.01〜0.5%を含
むことを特徴とする耐久性に優れたバラストタンク。
【0012】5.上記1ないし4のうちの任意の1項に
おいて、構成材料がさらにNb:0.005〜0.5%を
含むことを特徴とする耐久性に優れたバラストタンク。
【0013】6.上記1ないし5のうちの任意の1項に
おいて、構成材料がさらにAl:0.02〜1.0%を含
むことを特徴とする耐久性に優れたバラストタンク。
【0014】
【作 用】本発明に使用するCr含有低合金鋼の各合金
元素の含有量を限定した理由を以下に述べる。
【0015】(1) Cは、鋼の強度を高める効果を有
するが、本発明では強度を高めるCrが添加されてお
り、強度向上のためには多量に添加する必要はない。ま
た多量にCを添加することは溶接性が劣化するため好ま
しくない。さらには、腐食のカソードとなりかつ耐食性
に有効な固溶Cr量を低下させ腐食を加速するクロム炭
化物の生成を抑制する意味からもC添加量は低い方が好
ましく、0.15%以下の添加量とした。
【0016】(2) Siは、脱酸元素として必要であ
り、また耐海水性を向上させる有効元素でもある。その
ため、0.02%以上の添加が必要であるが、1.5%を
超えると熱間加工性が劣化するため0.02〜1.5%の
添加とした。
【0017】(3) Mnは、鋼の機械的性質を確保す
るとともに耐海水性を改善せしめる有効元素である。し
かし、その量が0.2%未満ではその効果が小さくまた
5%を超えると、逆に耐海水性が低下するため0.2〜
5.0%の添加とした。
【0018】(4) Pは溶接性を劣化させる元素であ
り、その添加量が0.10%を超えると悪影響が顕著に
なる。しかし、一方Pは、耐海水性を向上させる有効元
素でもあり、その効果は0.02%未満では発揮されな
い。そのため、0.02%〜0.10%の添加とした。さ
らに、PはPO4 3-として鉄さび中に吸着され、さび層
をカチオン選択的な性質とすることで腐食に有害なアニ
オンであるCl-の鋼表面への侵入を抑制し、腐食速度
を低下させる作用がある。
【0019】(5) Sは耐食性に悪影響をおよぼす元
素である。これは、腐食の起点となる非金属介在物のM
nSを生成するためである。MnSの生成を防止するに
は、Sは少ないほど良く、そのため0.005%以下の
含有とする。また、Mn/S比が高いほど腐食に有害な
MnSの生成は抑制され、(Mn,Cr)Sの生成が増
加するため、Mn/S比を700以上にすることが好ま
しい。Mn/S比が700以上になると(Mn,Cr)
Sの優先的生成を起こり、耐海水性が改善される。なぜ
なら、Mn,Sは海水中で溶解するとS2-,HS-, H2
Sになり、鋼の溶解を促進させるが、一方(Mn,C
r)Sは溶解度が小さく安定で腐食の起点になりにくい
からである。
【0020】(6) Crは耐海水性を改善せしめる基
本元素の一つであるが、0.2%未満ではその効果は十
分ではなく、一方5%を超えて添加すれば鋼の孔食発生
感受性を高める。そのため0.2〜5%の添加とした。
特に本発明に使用される低合金鋼は、極低S量であり孔
食の起点になりやすいMnSをほとんど含まないためC
r添加量5%までは孔食の発生が認められない。しか
し、5%を超えると不動態タイプとなって酸化物等の非
金属介在物を起点とした孔食感受性が高まる。なお、経
済性を鑑みると0.2〜3%の範囲がさらに好ましい。
【0021】(7) Cuは鋼の耐海水性を高め、特に
孔食等の局部腐食の成長を抑制せしめる有効元素であ
る。その添加量が、0.1%未満では効果が発揮され
ず、一方1.0%を超えると熱間加工性が劣化する。特
にCuは溶接部の耐食性改善にも有効である。そのため
0.1%以上の添加が必要である。これらの理由によ
り、Cuを0.1〜1.0%の範囲で添加するのが好まし
い。
【0022】(8) NiはCuと同様に鋼の耐海水性
を向上させるという効果を発揮する元素であり、特に局
部アノードを形成するようなpHの低下した孔食の成長
段階での耐食性を高め、局部腐食の進行を抑制する。ま
たCuと共存した場合は著しくその効果を発揮する。N
iの添加量が0.05%未満ではその効果は不十分であ
り、一方1.0%を超えるとその熱間加工性が劣化す
る。従って、Ni添加量は0.05〜1.0%の範囲が好
ましい。
【0023】(9) Moは鋼の耐海水性を向上せしめ
る有効元素である。MoはMoO4 2-イオンとして溶解
し局部アノードでのインヒビターとして作用するととも
に、錆中に含まれるCl-イオンの透過性を低下させる
ことで耐食性を改善せしめる。その添加量が0.05%
未満ではその効果が十分でなく、また1.0%を超えて
添加してもその効果は飽和するため経済性で不利とな
る。そのためMo添加量は0.05〜1.0%の範囲が好
ましい。
【0024】(10) VもほぼMoと同様の作用によ
り、鋼の耐海水性を改善する元素である。Moの場合と
同様、その酸素酸アニオン(VO4 3-、V27 4-)の生
成により、その効果を発揮する。そのため、Moと同様
に0.05は〜1.0%の範囲の添加が好ましい。
【0025】(11) WもMoとほぼ同様の作用によ
り、鋼の耐海水性を改善する元素である。Moの場合と
同様、その酸素酸アニオン(WO4 2-)の生成により、
その効果を発揮する。そのため、Moと同様に0.05
〜1.0%の範囲の添加が好ましい。
【0026】(12) Tiは、その添加によりSの大半
をTiSとして固定し、海水腐食の起点となるMnSの
生成を抑制することで耐海水性を高める。0.01%未
満ではその効果は発揮されず、0.5%を超えて添加し
ても耐海水性改善効果は飽和に達するため、Ti添加量
は0.01〜0.5%の範囲が好ましい。
【0027】(13) Nbは鋼のミクロの組織を微細化
するとともに、強度を高める有効元素であるが、0.0
05%未満ではその効果は十分でなく、また0.5%を
超えると溶接部の靱性を損ねるもので、0.005〜0.
5%の添加が好ましい。
【0028】(14) Alは、Siと同様、鋼の耐海水
性を高める元素であり、0.02%未満ではその効果が
十分ではなく,また1.0%を超えて添加すると鋼の熱
間加工性を損なうので、Al添加量は0.02〜1.0%
の範囲が好ましい。
【0029】
【0029】次に樹脂被覆について述べる。樹脂被覆材
料としては、特に限定されるものではなく、通常使用さ
れる防食塗料が使用できる。具体的には、タールエポキ
シ塗料、ピュアエポキシ塗料、無溶剤型エポキシ塗料、
ウレタン塗料等が例示される。
【0030】また、被覆膜厚を150μm以上と限定し
た理由は、150μm未満の被覆膜厚では、被覆にピン
ホールが発生しやすく防食性に劣るからである。
【0031】被覆膜厚の上限は特に限定されないが、通
常500μm以下である。船舶の供用年限は通常20〜
30年までであり、500μm以下の被覆膜厚でも、本
発明による低合金鋼との組み合わせにより、再塗装する
ことなく十分に防食機能を維持できるからである。ま
た、500μmを超える被覆を行うと経済性も損なわれ
てくるため、被覆膜厚は150〜500μmの範囲が好
ましい。
【0032】本発明では、合金元素添加により下地金属
の耐食性が向上するため、樹脂被覆の接着劣化寿命が延
長し、その結果、船舶の供用期間である20〜30年に
わたってメンテナンスを不要にすることが可能になっ
た。
【0033】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。表1
に示す組成を有する150×70×3mmの鋼材を準備
し、サンドブラスト処理したあと、タールエポキシ塗料
(神東塗料製オピヤ3000S)あるいはピュアエポキ
シ塗料(神東塗料製WS−10)を乾燥膜厚で所定の膜
厚になるようにエアレスプレー塗装を行った。
【0034】
【表1】
【0035】この試験片の端面および裏面を、同種の塗
料で乾燥膜厚約500μmになるようにシールして耐食
性試験を行った。
【0036】耐食性試験は、複合サイクル試験を行い、
その条件は、35℃塩水噴霧試験8時間、50℃3%N
aCl浸漬試験8時間、50℃乾燥8時間のサイクルで
ある。本試験の20サイクルは、バラストタンク内腐食
環境の1年に相当するものと考えられる。この試験を最
高600サイクル行い、経時的に有機樹脂被膜の劣化状
況を観察し、浮きやはがれ等の劣化が発生するサイクル
数で評価した。評価は、劣化開始が400サイクル以上
のものを合格とした。
【0037】耐食性試験の結果を併せて表1に示す。実
施例1〜7では、Crを主とした添加合金元素の影響
で、耐食性が向上していることがわかる。実施例8〜2
6および32〜41では、Crの添加量がやや低いが、
他の添加元素の代替的な作用、効果により同程度に耐食
性を向上させている。
【0038】一方、樹脂膜厚が薄かったり添加元素の含
有量が特許請求範囲外のものは、防食性に劣り、上記の
複合サイクル試験400時間未満で樹脂被覆に劣化を生
じる。特に比較例47に示すSS−41鋼板を用いた場
合は、有効添加元素が少なく、性能が非常に劣ることが
わかる。
【0039】
【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく本発明に
よるバラストタンクは、特定の組成を有する低合金鋼と
防食塗装を組み合わせることにより優れた防食性を有し
ており、20年以上の長期にわたって、メンテナンスフ
リーを実現でき、経済性にも優れるため、その適用が期
待されるものである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バラストタンクが、C:0.15%以
    下,Si:0.02〜1.5%,Mn:0.2〜5.0%,
    P:0.02〜0.10%、S:0.005%以下、C
    r:0.2〜5%を含み残部は実質的にFeおよび不可
    避の不純物からなる低合金鋼を構成材料とし、その空間
    部内壁が150μm以上の膜厚で樹脂被覆されているこ
    とを特徴とする耐久性に優れたバラストタンク。
  2. 【請求項2】 請求項1において、構成材料がさらにC
    u:0.1〜1.0%とNi:0.05〜1.0%のうちの
    1種または2種を含むことを特徴とする耐久性に優れた
    バラストタンク。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、構成材料が
    さらにMo:0.05〜1.0%,V:0.05〜1.0
    %,W:0.05〜1.0%のうちの1種または2種以上
    を含むことを特徴とする耐久性に優れたバラストタン
    ク。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のうちの任意の1項に
    おいて、構成材料がさらにTi:0.01〜0.5%を含
    むことを特徴とする耐久性に優れたバラストタンク。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のうちの任意の1項に
    おいて、構成材料がさらにNb:0.005〜0.5%を
    含むことを特徴とする耐久性に優れたバラストタンク。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のうちの任意の1項に
    おいて、構成材料がさらにAl:0.02〜1.0%を含
    むことを特徴とする耐久性に優れたバラストタンク。
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Cited By (7)

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