JPH08170178A - 防食皮膜の製造方法 - Google Patents

防食皮膜の製造方法

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JPH08170178A
JPH08170178A JP31160494A JP31160494A JPH08170178A JP H08170178 A JPH08170178 A JP H08170178A JP 31160494 A JP31160494 A JP 31160494A JP 31160494 A JP31160494 A JP 31160494A JP H08170178 A JPH08170178 A JP H08170178A
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JP
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plating
catalyst
graphite
plated
film
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JP31160494A
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English (en)
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Sadato Shigemura
貞人 重村
Akitami Kaneko
昭民 金子
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳鉄品、鋳鋼品などの鉄鋼製品の欠陥多い表
面に対する防食皮膜の製造方法を提供する。 【構成】 ピット2があったりグラファイト3が露出し
たり脱落している鋳物製の基材1の表面を脱脂、活性化
処理の後、センシタイジング、アクチベーションにより
触媒付与を行う。そのあと、Ni−P無電解めっきを施
し、防食のためのめっき皮膜5を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼製品、特に鋳造に
よって製作された製品の耐食性を改善して、腐食環境下
で長期間使用に耐えるようにする防食皮膜の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】化学プラント、石油精製プラントでは、
近年純度の悪い石油あるいはガスを直接生産用に使用す
る傾向が急増しており、これら各種プラントを構成する
機器は厳しい腐食環境に曝され、各機器を構成する材料
の耐食性が機器の性能、及び寿命を大きく左右する。こ
のような厳しい環境に対し使用される部材は主にステン
レス鋼系の高級材料で製作されている。
【0003】一般に石油精製プラント、化学プラントあ
るいは天然ガス、原油送給用パイプラインなどが対象と
する物質では、H2 S,SO2 ,Cl- などの腐食性物
質を多量(高濃度)に含有しており、配管はもちろん各
機器の腐食が激しく種々の対策が行われている。
【0004】例えば、前記した各種の腐食性物質を含ん
だガスを圧縮する圧縮機を例に取上げてみると、圧縮機
の低圧段では濃度が低く、水分を多量に含んでいるた
め、相対湿度は100%に近い状態である。このように
湿度の高い雰囲気に前記したH 2 S,SO2 ,Cl-
どの腐食性物質が混入し水に溶解するとpHが低下し圧
縮機構成部材を急激に侵蝕する。
【0005】この腐食を防止する方法として現在はその
環境に耐える材料で全体を製作するか、腐食性の厳しい
部位に対しては部分的にステンレス鋼の溶接ライニング
などが行われている。また、他の方法としてはH2 S,
SO2 ,Cl- 環境に強いとされているNi基のめっき
方法等が採用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】腐食性の厳しい環境に
曝される部材の防食方法の一つであるステンレス鋼の溶
接ライニング方法は、被ライニング基材に溶接による熱
歪の発生、複雑形状部には施工が不可能、溶接による熱
影響部の腐食環境下での割れ発生、ライニング未実施部
の防食が図れない、及び製造コストが高くなるなどの欠
点を有している。
【0007】また、接ガス部全面をNi基のめっき、例
えばNi−P無電解めっきによって防食を図っている
が、Ni−P無電解めっきの場合、めっき厚は一般には
50μm以下であり、無欠陥(ピンホールレス,ピット
レスなど)の皮膜を形成することは困難である。
【0008】特に、産業用圧縮機の構成部材は殆どが鋳
物製品であり、鋳造欠陥(鋳巣,グラファイトの偏析及
び脱落,鋳物砂の噛込み)が必ず存在する。このような
表面にめっきを行うとピンホール,ピットあるいは不め
っきなどの現象が起こる。
【0009】すなわち、鋳物の場合は表面に無数のグラ
ファイトが存在している。このような表面にNi−P無
電解めっきを行った場合、グラファイト部では還元反応
が起こらず金属の析出はもちろん、皮膜が生成されな
い。この結果、使用中に局部的に基材の腐食が進行し、
腐食部近傍のめっき皮膜が浮き上がり、更に進行して皮
膜剥離に到る。
【0010】H2 S,SO2 ,Cl- などの腐食性物質
が存在した場合、基材の全面腐食、局部腐食、割れ、水
素脆性あるいは異種金属接触腐食等の腐食損傷が発生す
る危険性があり、機器、装置の寿命が非常に短縮される
のみでなく安全上大きな問題がある。
【0011】本発明は、鉄鋼製品に欠陥、例えば鋳物製
品における鋳巣、グラファイトの脱落、偏析等が存在し
ていても、厳しい腐食環境下において長時間安定して操
業できる防食皮膜を形成させる方法を提供することを課
題としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来より
実施されている鉄鋼製品の防食方法による欠点を解消
し、かつ前記した課題を達成するため種々の試験研究を
実施した。その結果、被めっき体基材表面部に材料欠
陥、例えば鋳巣、グラファイトの偏析及び脱落等が存在
する鋳物製品であっても、その表面に対し、例えば表1
に示すめっき工程で無欠陥のめっき皮膜を形成すること
により目的を達することを見い出し本発明を得たのであ
る。
【0013】
【表1】
【0014】本発明によって鉄鋼製品の欠陥の多い表面
に無欠陥のめっき皮膜を形成するやり方としては、その
鉄鋼製品の表面を清浄化し、次いで均一なめっき皮膜を
析出させるために被めっき表面を活性化したのち、還元
反応を促進させるため触媒を付与してめっきを行うのが
好ましい。
【0015】前記した還元反応を促進させるための触媒
の付与を、Sn塩によるセンシタイジング及びPd塩に
よるアクチベーション方式を用い、または、Pd塩等の
水溶液あるいはPdを有機溶媒で懸濁させた溶液中に浸
漬または塗布して被めっき表面全面に還元反応を促進さ
せて行うことができる。
【0016】表1に示した例では、被めっき体の前処理
として脱脂を2工程採用しているが、この理由として
は、機械加工時の切削油等が材料欠陥、例えば鋳物の場
合は鋳巣、グラファイト脱落孔等に浸透していると後工
程で油が滲み出てめっき不良を起こすため超音波を併用
して充分な脱脂を行うものである。
【0017】次に活性化付与及び触媒付与であるが、表
1にはSnCl2 及びPdCl2 によるセンシタイジン
グ及びアクチベーションによる水溶液浸漬方式の一例を
記載したが、これは被めっき体の形状が複雑な場合に有
効な方法である。
【0018】すなわち、この水溶液浸漬方式によれば、
形状が複雑な場合、表面に露出していない部位に対して
も全面均一に感受性及び触媒付与が可能であるためであ
る。反面、形状が単純な場合はキャタペースト方式、す
なわちPdCl2 ペーストあるいは溶剤で懸濁させたP
dCl2 ペーストを刷毛塗り、スプレ塗りなどの方法で
容易に感受性及び触媒付与が可能であり必要に応じて取
捨選択できる。
【0019】防食皮膜としてのめっきの種類は使用環境
に適した材料から自由に選択できる。また、めっき方法
は電気めっき方法あるいは無電解めっき方法何れでも可
能で、被めっき体の形状に応じて適した方法が採用でき
る。
【0020】
【作用】以下、本発明の作用について詳細に説明する。
一般的に正常な表面性状を有する金属材料であれば基材
上に直接めっきが可能であるが、鋳物製品の場合は鋳造
欠陥(鋳巣、グラファイトの偏析及び脱落、鋳物砂の噛
込みなど)が必ず存在し、これら欠陥上には金属の析出
が起こらない。
【0021】本発明はこれら欠陥を有する材料表面に無
欠陥のめっき皮膜を形成するものである。そのために
は、鉄鋼製品の表面に欠陥部を形成しているこれら非金
属系の物質表面に触媒を付与してめっき時の還元反応を
起こさせるのが効果的であり、そのモデルを図2(触媒
付与工程のモデル)と図3(無電解めっきの析出モデ
ル)に示す。
【0022】ここで本発明の作用の詳細を図に基づいて
説明する。図1は鋳物製品にNi−P無電解めっきを実
施した場合の皮膜の生成状況を解説したものである。す
なわち、鋳物表面の性状が異なった場合の代表的なケー
スについての皮膜生成状況である。
【0023】図1の(a)はグラファイトが脱落してい
る場合、図1の(b)及び図1の(c)は表面にグラフ
ァイトが露出している場合で図1の(b)は単独の場
合、図1の(c)は集合(偏析)している場合である。
【0024】まず図1の(a)について説明すると、
(1)はめっき前の被めっき体の断面状況を示したもの
であり、1は基材、2はグラファイトが脱落したピッ
ト、3は部分的に露出しているグラファイトである。
【0025】(2)は脱脂、活性化などの前処理の後、
センシタイジング、アクチベーションにより触媒(P
d)層4を形成した状態である。(3)は触媒付与後N
i−P無電解めっきを実施した場合である。
【0026】次に図1の(b)と図1の(c)の場合
は、鋳造のままの面及び鋳造後機械加工された場合の断
面状況を示したものであり、グラファイト脱落の場合で
ある。図1の(b)は触媒付与方法としてセンシタイジ
ング、アクチベーション方式を採用、図1の(c)はキ
ャタペーストを塗布後焼成して表面に触媒(Pd)を付
与したものである。
【0027】この結果、何れのケースにおいても凹部及
びグラファイト露出部共にNi−P皮膜が均一に全面に
わたり析出していることが分かる。このように、被めっ
き体表面が多少の凹凸あるいは非金属材料(例えばグラ
ファイトのような)を有していてもPdなどの触媒を穴
の内部及び非金属表面に付与することにより正常面と同
様に還元反応が起こり皮膜生成が可能となることが分か
る。
【0028】図4は金属系材料に一般的に多く適用され
ているめっき方法、すなわち、めっき前に被めっき体表
面に触媒付与を行わない場合のめっき状態を示したもの
であり、1は基材、2はグラファイトが脱落したピッ
ト、3は部分的に露出しているグラファイト、5はNi
−P無電解めっき皮膜である。この結果、凹部の金属へ
のめっきは可能であるが、グラファイト部への析出が認
められない。この結果、グラファイト部では、不めっき
となりピンホール発生の原因となる。
【0029】本発明に従って触媒付与を行えばグラファ
イトのような非金属材料や不純物介在物表面に対してN
i−P無電解めっきの他、電気めっき方法によっても欠
陥のないめっき防食皮膜が得られるのである。
【0030】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。
【0031】(実施例1)本発明の防食性能を調査する
ため、本発明による皮膜を8種類、従来方法による皮膜
を4種類製作し、フェロキシル試験による有孔度(JI
S H8617)及び塩水噴霧試験(JIS H861
7)により防食性を評価した。表2に供試体の明細を示
す。
【0032】
【表2】
【0033】(本発明の皮膜) (イ)基材をFCD450とし、鋳造後ショットブラス
トを行い前処理としてセンシタイジング+アクチベーシ
ョンにより触媒を付与してNi−P無電解めっきを20
μmめっきしたもの。
【0034】(ロ)基材をFCD450とし、鋳造後シ
ョットブラストを行い前処理としてセンシタイジング+
アクチベーションにより触媒を付与してNi−P無電解
めっきを3μmめっき後、電気Niめっきを20μmめ
っきしたもの。
【0035】(ハ)基材をFCD450とし、鋳造後シ
ョットブラストを行い前処理としてキャタペースト塗布
により触媒を付与してNi−P無電解めっきを20μm
めっきしたもの。
【0036】(ニ)基材をFCD450とし、鋳造後シ
ョットブラストを行い前処理としてキャタペースト塗布
により触媒を付与してNi−P無電解めっきを3μmめ
っき後、電気Niめっきを20μmめっきしたもの。
【0037】(ホ)基材をFCD450とし、機械加工
により表面粗さを12.5μmに表面調整した後、前処
理としてセンシタイジング+アクチベーションにより触
媒を付与してNi−P無電解めっきを20μmめっきし
たもの。
【0038】(ヘ)基材をFCD450とし、機械加工
により表面粗さを12.5μmに表面調整した後、前処
理としてセンシタイジング+アクチベーションにより触
媒を付与してNi−P無電解めっきを3μmめっき後、
電気Niめっきを20μmめっきしたもの。
【0039】(ト)基材をFCD450とし、機械加工
により表面粗さを12.5μmに表面調整した後、前処
理としてキャタペースト塗布により触媒を付与してNi
−P無電解めっきを20μmめっきしたもの。
【0040】(チ)基材をFCD450とし、機械加工
により表面粗さを12.5μmに表面調整した後、前処
理としてキャタペースト塗布により触媒を付与してNi
−P無電解めっきを3μmめっき後、電気Niめっきを
20μmめっきしたもの。
【0041】(比較用皮膜) (リ)基材をFCD450とし、鋳造後ショットブラス
トを行い直接Ni−P無電解めっきを20μmめっきし
たもの。
【0042】(ヌ)基材をFCD450とし、鋳造後シ
ョットブラストを行い直接Ni−P無電解めっきを3μ
mめっき後、電気Niめっきを20μmめっきしたも
の。
【0043】(ル)基材をFCD450とし、機械加工
により表面粗さを12.5μmに表面調整した後、直接
Ni−P無電解めっきを20μmめっきしたもの。
【0044】(オ)基材をFCD450とし、機械加工
により表面粗さを12.5μmに表面調整した後、Ni
−P無電解めっきを3μmめっき後、電気Niめっきを
20μmめっきしたもの。
【0045】なお、フェロキシル試験用供試体は、50
mm×50mmの面積で試験を行い評価はJIS規格に基づ
き1cm2 で行った。また、塩水噴霧試験用供試体は、1
50mm×70mmの面積とし、試験時間は72hr連続と
した。
【0046】各皮膜のフェロキシル試験及び塩水噴霧試
験結果を表3に示した。この結果、機械加工品に本発明
の方法を適用したものはフェロキシル試験及び塩水噴霧
試験共に優れた耐食性を示し、めっき欠陥に基づく腐食
は全く認められなかった。
【0047】しかし、鋳肌のままの場合は凹凸が激し
く、めっき厚が薄いことに起因する微小、かつ極く少な
いピンホールによる腐食反応が認められた。反面、従来
皮膜は鋳肌面は勿論、機械加工においても腐食が激しく
防食効果は殆ど認められなかった。
【0048】
【表3】
【0049】(実施例2)実施例1における(イ),
(ハ),(ホ)及び(チ)の4種類の供試体と(ヌ),
(オ)の従来品2種類を製作し、更に激しい腐食環境に
おける腐食試験を実施した。供試体の形状としては10
mm厚×100mm×100mmの大きさとした。
【0050】腐食試験環境としては、H2 S+SO2
0mol%,CO2 1mol%,相対湿度98%,pH
≒4.03とし、200hrの連続腐食試験を実施し
た。その結果、本発明の皮膜である上記(ホ)及び
(チ)は腐食反応が全くなく優れた耐食性を示してい
た。また、(イ)及び(ハ)は微小なピンホールにより
基材の腐食生成物が表面に滲み出た程度であり腐食も軽
微であった。
【0051】反面、従来皮膜(ヌ)及び(オ)について
は腐食が激しく、特に(ヌ)は基材の腐食生成物による
皮膜の剥離が試験面の約60%にわたって発生してい
た。(オ)は皮膜剥離には至っていないが腐食生成物に
よる皮膜の膨れ現象が試験面の約30%にわたって発生
していた。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の防食皮膜
の製造方法を採用することにより、鋳物などの鉄鋼製品
特有の材料欠陥を有する製品に対して有効な防食皮膜を
形成することが可能となり、厳しい腐食環境においても
長時間安定して使用が可能となる。
【0053】更に、基材材料も低級材料が使用可能とな
り製造コストの低減に大きく寄与でき工業上価値あるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により鋳物製品にNi−P無電解めっき
を施した場合の皮膜生成状況を(1)から(3)まで段
階的に示した断面図で、(a),(b)及び(c)はそ
れぞれ異るグラファイトの表面露出状態を示している。
【図2】本発明による防食皮膜の製造方法における触媒
付与工程のモデルを示す説明図。
【図3】本発明による防食皮膜の製造方法において無電
解めっきを行った場合の析出モデルを示す説明図。
【図4】従来法によるめっき方法を示す断面図で、
(a),(b),(c)はそれぞれ異るグラファイトの
表面露出状態を示している。
【符号の説明】
1 基材 2 ピット 3 グラファイト 4 触媒 5 めっき皮膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄鋼製品の欠陥の多い表面に無欠陥のめ
    っき皮膜を形成することを特徴とする防食皮膜の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記鉄鋼製品の表面を清浄化し、次いで
    均一なめっき皮膜を析出させるために被めっき表面を活
    性化したのち、還元反応を促進させるため触媒を付与し
    てめっきを行う請求項1記載の防食皮膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記還元反応を促進させる触媒の付与
    を、Sn塩によるセンシタイジング及びPd塩によるア
    クチベーション方式を用い、または、Pd塩等の水溶液
    あるいはPdを有機溶媒で懸濁させた溶液中に浸漬また
    は塗布して被めっき表面全面に還元反応を促進させて行
    う請求項2記載の防食皮膜の製造方法。
JP31160494A 1994-12-15 1994-12-15 防食皮膜の製造方法 Withdrawn JPH08170178A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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