JPH1088258A - 硫化水素環境用チタン材および製造方法 - Google Patents
硫化水素環境用チタン材および製造方法Info
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- JPH1088258A JPH1088258A JP8242203A JP24220396A JPH1088258A JP H1088258 A JPH1088258 A JP H1088258A JP 8242203 A JP8242203 A JP 8242203A JP 24220396 A JP24220396 A JP 24220396A JP H1088258 A JPH1088258 A JP H1088258A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硫化水素環境中での耐水素吸収性に優れ、石
油精製設備内等で使用できるチタン材を開発する。 【解決手段】 針状のα組織を有し、該α組織を構成す
るα粒の長軸を短軸で割った値で表されるアスペクト比
が３以上になるように一旦β域に加熱して、40K/S 以下
の速度で冷却する。
油精製設備内等で使用できるチタン材を開発する。 【解決手段】 針状のα組織を有し、該α組織を構成す
るα粒の長軸を短軸で割った値で表されるアスペクト比
が３以上になるように一旦β域に加熱して、40K/S 以下
の速度で冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫化水素環境中の
耐水素吸収性に優れるチタン材、特に石油精製設備内等
の硫化水素環境中で使用するチタン材に関する。
耐水素吸収性に優れるチタン材、特に石油精製設備内等
の硫化水素環境中で使用するチタン材に関する。
【０００２】
【従来の技術】大型化学プラントの石油精製設備の多く
は腐食性が非常に強い硫化水素雰囲気の環境に曝露され
ている。例えば水添脱硫塔装置は、原油に水素を添加し
て原油中の硫黄を硫化水素に還元して除去するため装置
内は非常に厳しい環境である。このような石油精製設備
の構造材料には炭素鋼が安価という理由で多く使われて
きたが、腐食による劣化のため装置の耐久時間が短くメ
ンテナンスに多額のコストがかかるという問題点があっ
た。このため最近では炭素鋼に変わってチタンやチタン
合金の使用が増加している。
は腐食性が非常に強い硫化水素雰囲気の環境に曝露され
ている。例えば水添脱硫塔装置は、原油に水素を添加し
て原油中の硫黄を硫化水素に還元して除去するため装置
内は非常に厳しい環境である。このような石油精製設備
の構造材料には炭素鋼が安価という理由で多く使われて
きたが、腐食による劣化のため装置の耐久時間が短くメ
ンテナンスに多額のコストがかかるという問題点があっ
た。このため最近では炭素鋼に変わってチタンやチタン
合金の使用が増加している。
【０００３】なぜならば、例えばBosyoku Gijyutu, vo
l.29(1980),113 で報告されているようにチタンやチタ
ン合金が硫化水素環境中で腐食を起こさないため、装置
の耐久性を向上さることができ、その経済的利点が大き
いと考えられているからである。
l.29(1980),113 で報告されているようにチタンやチタ
ン合金が硫化水素環境中で腐食を起こさないため、装置
の耐久性を向上さることができ、その経済的利点が大き
いと考えられているからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの調査の結果、硫化水素環境中で長期間使用される
場合、チタンやチタン合金の板や管でも水素を吸収して
脆化することが明らかになった。
者らの調査の結果、硫化水素環境中で長期間使用される
場合、チタンやチタン合金の板や管でも水素を吸収して
脆化することが明らかになった。
【０００５】これまでに酸や海水等の環境中でチタンが
水素を吸収して脆化することが例えばチタンの加工技
術,(1992),214 で報告されている。そしてこの水素吸収
を防止するため、例えば特公昭55−10669 号公報や防食
技術,vol.28(1979),490 で報告されている大気中のチタ
ンやチタン合金表面の酸化が有効な方法として行われて
いる。この方法で表面に形成された酸化膜は水素の材料
内部への拡散を防ぐ役割を果している。しかし、硫化水
素環境中においてはこの大気酸化処理によっても水素吸
収を充分に防止することができず、新たな対策を行わな
ければならなかった。
水素を吸収して脆化することが例えばチタンの加工技
術,(1992),214 で報告されている。そしてこの水素吸収
を防止するため、例えば特公昭55−10669 号公報や防食
技術,vol.28(1979),490 で報告されている大気中のチタ
ンやチタン合金表面の酸化が有効な方法として行われて
いる。この方法で表面に形成された酸化膜は水素の材料
内部への拡散を防ぐ役割を果している。しかし、硫化水
素環境中においてはこの大気酸化処理によっても水素吸
収を充分に防止することができず、新たな対策を行わな
ければならなかった。
【０００６】これに対して硫化水素水溶液中の耐水素吸
収性に優れたチタン管として特開平７−3364号公報には
表面に炭化チタン、窒化チタンおよび (あるいは) 炭窒
化チタン膜が存在せずそして結晶粒径を15μｍ以上100
μｍ以下としたことを特徴とするチタン管が示されてい
る。しかしながらこの方法でもチタン材やチタン管を硫
化水素雰囲気中で長時間使用した場合に起こる水素吸収
を防ぐことは不可能である。
収性に優れたチタン管として特開平７−3364号公報には
表面に炭化チタン、窒化チタンおよび (あるいは) 炭窒
化チタン膜が存在せずそして結晶粒径を15μｍ以上100
μｍ以下としたことを特徴とするチタン管が示されてい
る。しかしながらこの方法でもチタン材やチタン管を硫
化水素雰囲気中で長時間使用した場合に起こる水素吸収
を防ぐことは不可能である。
【０００７】例えば上記の特開平７−3364号公報では炭
窒化チタンを除去したチタン管を2400時間硫化水素雰囲
気中に浸漬した結果、少なくとも９ppm の水素を吸収し
ており、実際のプラント中で数年に渡りチタン管を使用
することを考えるとこの方法は水素吸収を防ぐ充分な方
法ではない。
窒化チタンを除去したチタン管を2400時間硫化水素雰囲
気中に浸漬した結果、少なくとも９ppm の水素を吸収し
ており、実際のプラント中で数年に渡りチタン管を使用
することを考えるとこの方法は水素吸収を防ぐ充分な方
法ではない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】長時間にわたり硫化水素
雰囲気中で水素吸収を全く起こさないチタン材を開発す
るために本発明者らがいろいろ検討を行った結果、本環
境中の水素吸収がチタン製品内部の組織形態に起因して
いることを突き止めた。
雰囲気中で水素吸収を全く起こさないチタン材を開発す
るために本発明者らがいろいろ検討を行った結果、本環
境中の水素吸収がチタン製品内部の組織形態に起因して
いることを突き止めた。
【０００９】一般にチタンの板は冷間圧延後に再結晶を
目的とした焼鈍を大気中もしくはAr雰囲気中の約700 ℃
のα域で行う。この再結晶後の組織は等軸のα粒から構
成されており、実際のプラント中で使用される板の組織
はこの等軸のα粒から成る。また管はこの板を短冊状に
切断して管の形状に丸めた後に溶接して製管するため、
非溶金部は等軸のα粒のままである。
目的とした焼鈍を大気中もしくはAr雰囲気中の約700 ℃
のα域で行う。この再結晶後の組織は等軸のα粒から構
成されており、実際のプラント中で使用される板の組織
はこの等軸のα粒から成る。また管はこの板を短冊状に
切断して管の形状に丸めた後に溶接して製管するため、
非溶金部は等軸のα粒のままである。
【００１０】ところで、上述のような本発明者らの検討
の過程において、このチタン板や管をβ変態点以上で焼
鈍して粗大な針状のα組織にした場合、驚くべきことに
硫化水素雰囲気中で水素の吸収が無いことが明らかにな
った。また個々の針状のα粒が粗大であるほど水素の吸
収を抑制できることが明らかになった。この等軸のα粒
は水素を多量に吸収すると言われており、上述のような
知見は予想外というべきである。
の過程において、このチタン板や管をβ変態点以上で焼
鈍して粗大な針状のα組織にした場合、驚くべきことに
硫化水素雰囲気中で水素の吸収が無いことが明らかにな
った。また個々の針状のα粒が粗大であるほど水素の吸
収を抑制できることが明らかになった。この等軸のα粒
は水素を多量に吸収すると言われており、上述のような
知見は予想外というべきである。
【００１１】さらに本発明者らは、高周波等を用いた誘
導加熱により深さ１μm 以上の表面部を一旦β域に加熱
した後40℃/S以下の冷却速度で冷却して、表面部を針状
のα組織にすると水素吸収を抑制できることが明らかに
なった。もちろん、そのような効果は表面に限らず、β
域から40℃/S以下の冷却速度で冷却が可能であれば、チ
タン材全体を針状のα組織とすることができる。しか
し、上述のように表面領域だけ針状のα組織とすること
ができれば、一種の補修作業としても行うことができる
のであって、その実用上の意義は大きい。
導加熱により深さ１μm 以上の表面部を一旦β域に加熱
した後40℃/S以下の冷却速度で冷却して、表面部を針状
のα組織にすると水素吸収を抑制できることが明らかに
なった。もちろん、そのような効果は表面に限らず、β
域から40℃/S以下の冷却速度で冷却が可能であれば、チ
タン材全体を針状のα組織とすることができる。しか
し、上述のように表面領域だけ針状のα組織とすること
ができれば、一種の補修作業としても行うことができる
のであって、その実用上の意義は大きい。
【００１２】そこでさらに、以上の結果に基づいて各々
の針状のα粒の形態と水素吸収量の関係について検討し
たところ、粒の長軸を短軸で割った値で表されるアスペ
クト比が３以上の値をもつ場合に水素の吸収が抑制され
ることが明らかとなった。
の針状のα粒の形態と水素吸収量の関係について検討し
たところ、粒の長軸を短軸で割った値で表されるアスペ
クト比が３以上の値をもつ場合に水素の吸収が抑制され
ることが明らかとなった。
【００１３】これまでにTitaniumu 80,vol.4(1980),268
5 で、β域の1000℃×１hrの真空焼鈍後炉冷した純チタ
ンの冷延板とα域の800 ℃×１hrの真空焼鈍後炉冷した
冷却板を沸騰した１％硫酸中に浸漬した場合、β域で真
空焼鈍した冷延板の方が水素の吸収量が高いことが報告
されている。これはβ域焼鈍で生成した針状のα組織の
方が、α域焼鈍で生成した等軸のα組織よりも水素の吸
収量が高いことを示している。本発明者らの知見とは全
く逆の傾向が見られるのである。
5 で、β域の1000℃×１hrの真空焼鈍後炉冷した純チタ
ンの冷延板とα域の800 ℃×１hrの真空焼鈍後炉冷した
冷却板を沸騰した１％硫酸中に浸漬した場合、β域で真
空焼鈍した冷延板の方が水素の吸収量が高いことが報告
されている。これはβ域焼鈍で生成した針状のα組織の
方が、α域焼鈍で生成した等軸のα組織よりも水素の吸
収量が高いことを示している。本発明者らの知見とは全
く逆の傾向が見られるのである。
【００１４】現在までにこれ以外に純チタンの組織と水
素吸収量の関係について報告例はなく、上述の本発明者
らの発見は、硫酸の環境中で見られる現象とは全く異な
る硫化水素雰囲気の環境に特有の新しい現象の知見であ
るといえる。
素吸収量の関係について報告例はなく、上述の本発明者
らの発見は、硫酸の環境中で見られる現象とは全く異な
る硫化水素雰囲気の環境に特有の新しい現象の知見であ
るといえる。
【００１５】ここに、本発明は次の通りである。 (1) 針状のα組織を有し、該α組織を構成するα粒の長
軸を短軸で割った値で表されるアスペクト比が３以上で
ある、硫化水素環境中の耐水素吸収性に優れるチタン
材。
軸を短軸で割った値で表されるアスペクト比が３以上で
ある、硫化水素環境中の耐水素吸収性に優れるチタン
材。
【００１６】(2) １μｍ以上深さの表面部を針状のα組
織とし、該α組織を構成するα粒の長軸を単軸で割った
値で表されるアスペクト比が３以上である、硫化水素環
境中での耐水素吸収性に優れるチタン材。
織とし、該α組織を構成するα粒の長軸を単軸で割った
値で表されるアスペクト比が３以上である、硫化水素環
境中での耐水素吸収性に優れるチタン材。
【００１７】(3) 上記(1) または(2) 記載のチタン材を
製造するに際して、針状のα組織で構成すべき領域を一
旦β域に加熱して、40℃/S以下の冷却速度で冷却するこ
とを特徴とする硫化水素環境中の耐水素吸収性に優れる
チタン材の製造方法。
製造するに際して、針状のα組織で構成すべき領域を一
旦β域に加熱して、40℃/S以下の冷却速度で冷却するこ
とを特徴とする硫化水素環境中の耐水素吸収性に優れる
チタン材の製造方法。
【００１８】本発明におけるチタン材としては純チタン
ばかりでなく各種チタン合金も包含されるが、本発明の
好適態様によれば、本発明の対象とするチタンとして次
のものを挙げることができる。
ばかりでなく各種チタン合金も包含されるが、本発明の
好適態様によれば、本発明の対象とするチタンとして次
のものを挙げることができる。
【００１９】(1) 重量％で、Fe：0.2 ％以下、Ｏ：0.3
％以下、残部不可避的不純物およびTiから成る組成を有
するチタン。 (2) 重量％で、白金族元素を0.5 ％以下含み、Fe：0.2
％以下、Ｏ：0.3 ％以下、残部不可避的不純物およびTi
から成る組成を有するチタン合金。
％以下、残部不可避的不純物およびTiから成る組成を有
するチタン。 (2) 重量％で、白金族元素を0.5 ％以下含み、Fe：0.2
％以下、Ｏ：0.3 ％以下、残部不可避的不純物およびTi
から成る組成を有するチタン合金。
【００２０】このように本発明によれば硫化水素含有雰
囲気において用いられるすぐれた耐水素吸収性を示す装
置の構成部材が得られる。したがって本発明はそのよう
な装置の構成部材をも包含する。
囲気において用いられるすぐれた耐水素吸収性を示す装
置の構成部材が得られる。したがって本発明はそのよう
な装置の構成部材をも包含する。
【００２１】
【発明の実施の形態】ここに、本発明にしたがって硫化
水素雰囲気中で水素の吸収量が抑制できるアスペクト比
が３以上の針状のα組織を生成するためには、チタンの
板や管をβ変態点よりも高い温度で均一なβ組織とした
後に冷却する熱処理が必要である。この熱処理の温度と
時間および冷却速度はα粒のアスペクト比に影響するた
め、アスペクト比が３以上になるように調整が必要であ
る。これは後述するように、一旦β組織とした後冷却
し、そのときの冷却速度を40℃/Sか、あるいはそれより
小さくすることで十分である。
水素雰囲気中で水素の吸収量が抑制できるアスペクト比
が３以上の針状のα組織を生成するためには、チタンの
板や管をβ変態点よりも高い温度で均一なβ組織とした
後に冷却する熱処理が必要である。この熱処理の温度と
時間および冷却速度はα粒のアスペクト比に影響するた
め、アスペクト比が３以上になるように調整が必要であ
る。これは後述するように、一旦β組織とした後冷却
し、そのときの冷却速度を40℃/Sか、あるいはそれより
小さくすることで十分である。
【００２２】またこのβ域の熱処理は、冷間圧延した後
のα域の焼鈍後や製管後に行うか、冷間圧延した後に直
接行ってもよい。そしてこの熱処理はβ変態点以上の高
温で行って、大気中やAr雰囲気中または真空中などいず
れの雰囲気中においてもチタン板や管は酸化するため、
実用上問題がある場合は表面の酸化膜を除去する必要が
ある。
のα域の焼鈍後や製管後に行うか、冷間圧延した後に直
接行ってもよい。そしてこの熱処理はβ変態点以上の高
温で行って、大気中やAr雰囲気中または真空中などいず
れの雰囲気中においてもチタン板や管は酸化するため、
実用上問題がある場合は表面の酸化膜を除去する必要が
ある。
【００２３】ただし、表面部の加熱がβ変態点以下であ
ればα組織が等軸のまま成長するのみであり、目的とす
る針状のα組織にすることができず、水素吸収を抑制で
きない。またβ変態点以上に加熱後の冷却速度が40℃/S
よりも大きければアスペクト比が３以上の針状のα組織
にならず、水素吸収を抑制できない。
ればα組織が等軸のまま成長するのみであり、目的とす
る針状のα組織にすることができず、水素吸収を抑制で
きない。またβ変態点以上に加熱後の冷却速度が40℃/S
よりも大きければアスペクト比が３以上の針状のα組織
にならず、水素吸収を抑制できない。
【００２４】また針状のα組織が、深さ１μm より浅い
表面部のみに存在する場合は、水素吸収を十分に抑制で
きない。また高周波等を用いた表面部の誘導加熱はβ変
態点以上の高温で行うため、大気中やAr雰囲気中または
真空中などいずれの雰囲気中においてもチタン表面は酸
化する。このため、実用上問題ある場合は表面の酸化膜
を除去する必要がある。
表面部のみに存在する場合は、水素吸収を十分に抑制で
きない。また高周波等を用いた表面部の誘導加熱はβ変
態点以上の高温で行うため、大気中やAr雰囲気中または
真空中などいずれの雰囲気中においてもチタン表面は酸
化する。このため、実用上問題ある場合は表面の酸化膜
を除去する必要がある。
【００２５】また、誘導加熱の他に真空中や不活性雰囲
気中でレーザー光線や電子ビーム等を用いて深さ１μｍ
以上の表面を一度溶解して凝固させる方法によって針状
のα組織とすることができ、表面からの硫化水素雰囲気
中の水素吸収を防止することができる。
気中でレーザー光線や電子ビーム等を用いて深さ１μｍ
以上の表面を一度溶解して凝固させる方法によって針状
のα組織とすることができ、表面からの硫化水素雰囲気
中の水素吸収を防止することができる。
【００２６】本発明にかかるチタン材の形態は特に制限
されず、例えば板および管の形態で使用することができ
るが、その他適宜形態のものであってもよい。用途とし
ても硫化水素雰囲気中で使用される部材用であればいず
れであってもよいが、具体的には石油精製の水流脱硫装
置の反応容器、排水処理設備等である。
されず、例えば板および管の形態で使用することができ
るが、その他適宜形態のものであってもよい。用途とし
ても硫化水素雰囲気中で使用される部材用であればいず
れであってもよいが、具体的には石油精製の水流脱硫装
置の反応容器、排水処理設備等である。
【００２７】
実施例１ 本発明の作用効果を確認するため表１に示す４種類のチ
タン (ＡないしＤ) について硫化水素中の暴露試験を行
った。サンプルは板と管の２種類であり、チタンＡない
しＤについてそれぞれ表２から表５に示すNo.1から８の
方法でもしくはNo.1から７の方法でチタン材を製造し
た。
タン (ＡないしＤ) について硫化水素中の暴露試験を行
った。サンプルは板と管の２種類であり、チタンＡない
しＤについてそれぞれ表２から表５に示すNo.1から８の
方法でもしくはNo.1から７の方法でチタン材を製造し
た。
【００２８】まず、厚さ４mm、幅500 mmの熱間圧延後の
ホットコイルを２回に分けて冷間圧延し、厚さを１mmに
仕上げた。この後にアルカリ脱脂を (56％NaOH＋25％カ
ルボン酸塩＋５％界面活性材) の成分の水溶液中で５分
間行った。アルカリ脱脂後のα粒の形状の制御を目的と
した焼鈍は大気中で700 ℃×10min または650 torrのAr
雰囲気中で1000℃×10min で行い、Ar雰囲気中の焼鈍後
は冷却速度20℃/minと10℃/minの条件で冷却した。
ホットコイルを２回に分けて冷間圧延し、厚さを１mmに
仕上げた。この後にアルカリ脱脂を (56％NaOH＋25％カ
ルボン酸塩＋５％界面活性材) の成分の水溶液中で５分
間行った。アルカリ脱脂後のα粒の形状の制御を目的と
した焼鈍は大気中で700 ℃×10min または650 torrのAr
雰囲気中で1000℃×10min で行い、Ar雰囲気中の焼鈍後
は冷却速度20℃/minと10℃/minの条件で冷却した。
【００２９】以上の方法で作成したコイルから厚さ１m
m、幅50mm、長さ50mmの板のサンプルを作製した。また7
00 ℃×10min の大気中焼鈍を終えたコイルを再度650 t
orrのAr雰囲気中で1000℃×10min および冷却速度20℃/
minの条件で焼鈍した。そしてこの方法で作成したコイ
ルから厚さ１mm、幅50mm、長さ50mmの板のサンプルを作
製した。
m、幅50mm、長さ50mmの板のサンプルを作製した。また7
00 ℃×10min の大気中焼鈍を終えたコイルを再度650 t
orrのAr雰囲気中で1000℃×10min および冷却速度20℃/
minの条件で焼鈍した。そしてこの方法で作成したコイ
ルから厚さ１mm、幅50mm、長さ50mmの板のサンプルを作
製した。
【００３０】次に、外径が25.4mmで肉厚が１mmの管を製
造するために、大気中の焼鈍を終えて表面のスケールを
酸洗により除去したコイルを幅80mmに切断して管の形に
成形した後溶接により製管した。650 torrのAr雰囲気中
で1000℃×10min の焼鈍を行い、冷却速度 200℃/secの
条件で冷却した。
造するために、大気中の焼鈍を終えて表面のスケールを
酸洗により除去したコイルを幅80mmに切断して管の形に
成形した後溶接により製管した。650 torrのAr雰囲気中
で1000℃×10min の焼鈍を行い、冷却速度 200℃/secの
条件で冷却した。
【００３１】表２に示すようにチタン合金Ａを用いて従
来技術のNo.1の方法で作成した板の組織も模式図を図１
に、また本発明にかかる同じく表２のNo.3の方法で作成
した板の組織の模式図を図２に示す。従来技術で作成し
た板の組織は等軸のα組織であり、本発明による板の組
織はアスペクト比が３以上の針状のα組織であることが
分かる。
来技術のNo.1の方法で作成した板の組織も模式図を図１
に、また本発明にかかる同じく表２のNo.3の方法で作成
した板の組織の模式図を図２に示す。従来技術で作成し
た板の組織は等軸のα組織であり、本発明による板の組
織はアスペクト比が３以上の針状のα組織であることが
分かる。
【００３２】以上の条件で作製した外径が25.4mmの溶接
管の非溶金部から長さ50mmのサンプルを採取した。各サ
ンプルは表面が酸化しており酸化の状態が異なるため、
内部組織と硫化水素雰囲気中の水素吸収量の関係を明ら
かにできるように、表面から40μｍを研磨により除去し
て硫化水素中の暴露試験に供した。
管の非溶金部から長さ50mmのサンプルを採取した。各サ
ンプルは表面が酸化しており酸化の状態が異なるため、
内部組織と硫化水素雰囲気中の水素吸収量の関係を明ら
かにできるように、表面から40μｍを研磨により除去し
て硫化水素中の暴露試験に供した。
【００３３】暴露試験はオートクレーブを用いて表６の
条件で行った。試験後のサンプルから厚さ１mm、幅５m
m、長さ５mmの試料を切り出してガス分析法によるサン
プルに含まれる水素量を分析して、試験前後の水素量の
違いから水素吸収量を求めた。この試験の結果を同じく
表２から表５に示す。
条件で行った。試験後のサンプルから厚さ１mm、幅５m
m、長さ５mmの試料を切り出してガス分析法によるサン
プルに含まれる水素量を分析して、試験前後の水素量の
違いから水素吸収量を求めた。この試験の結果を同じく
表２から表５に示す。
【００３４】各表において従来技術の方法で作製した板
と管は約500ppmの多量の水素を吸収するが、本発明の実
施例である方法で作製した板と管は全く水素を吸収して
いない。また比較例からも分かるように、β域焼鈍後の
冷却速度が速くて針状のα粒のアスペクト比が３よりも
小さい場合は約100 ppm の水素を吸収する。
と管は約500ppmの多量の水素を吸収するが、本発明の実
施例である方法で作製した板と管は全く水素を吸収して
いない。また比較例からも分かるように、β域焼鈍後の
冷却速度が速くて針状のα粒のアスペクト比が３よりも
小さい場合は約100 ppm の水素を吸収する。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
【表５】
【００４０】
【表６】
【００４１】実施例２ 本例においても表１に示す４種類の成分のチタン (Ａ〜
Ｄ) について表面部の処理を行った点を除いて実施例１
を繰り返した。サンプルは板と管の２種類であり、表７
から表10に示すNo.1〜11またはNo.1から10の方法で製造
した。
Ｄ) について表面部の処理を行った点を除いて実施例１
を繰り返した。サンプルは板と管の２種類であり、表７
から表10に示すNo.1〜11またはNo.1から10の方法で製造
した。
【００４２】まず、厚さ10mm、幅500 mmの熱間圧延後の
ホットコイルを２回に分けて冷間圧延し、厚さを３mmに
仕上げた。この後に実施例１と同様にアルカリ脱脂を行
った。アルカリ脱脂後の再結晶を目的とした焼鈍は、大
気中で650 torrのAr雰囲気中で700 ℃×10min で行っ
た。
ホットコイルを２回に分けて冷間圧延し、厚さを３mmに
仕上げた。この後に実施例１と同様にアルカリ脱脂を行
った。アルカリ脱脂後の再結晶を目的とした焼鈍は、大
気中で650 torrのAr雰囲気中で700 ℃×10min で行っ
た。
【００４３】以上の方法で作成したコイルから厚さ３m
m、幅50mm、長さ50mmの板のサンプルを作製した。この
サンプルの表面の周囲にコイルを巻き付け、これに高周
波電流を通して表面部を加熱した。高周波の電流と電圧
や加熱時間は、サンプル表面からの所定の深さが所定の
温度になるように調整した。加熱雰囲気は、サンプル表
面を酸化させないで水素吸収に対する組織の影響を明ら
かにできるように１×10-5torr以下の真空中で行った。
m、幅50mm、長さ50mmの板のサンプルを作製した。この
サンプルの表面の周囲にコイルを巻き付け、これに高周
波電流を通して表面部を加熱した。高周波の電流と電圧
や加熱時間は、サンプル表面からの所定の深さが所定の
温度になるように調整した。加熱雰囲気は、サンプル表
面を酸化させないで水素吸収に対する組織の影響を明ら
かにできるように１×10-5torr以下の真空中で行った。
【００４４】次に、外径が25.4mmで肉厚が３mmの管を製
造するために、Ar中の焼鈍を終えたコイルを幅80mmに切
断して管の形に成形した後溶接により製管した。この管
から長さ50mmのサンプルを作製した。このサンプルの表
面の周囲にコイルを巻き付け、これに高周波電流を通し
て表面部を加熱した。高周波の電流と電圧や加熱時間
は、サンプル表面からの所定の深さが所定の温度になる
ように調整した。加熱雰囲気は上記の板の場合と同じく
真空中で行った。板や管のサンプルは高周波により加熱
した後に、所定の速度で冷却した。
造するために、Ar中の焼鈍を終えたコイルを幅80mmに切
断して管の形に成形した後溶接により製管した。この管
から長さ50mmのサンプルを作製した。このサンプルの表
面の周囲にコイルを巻き付け、これに高周波電流を通し
て表面部を加熱した。高周波の電流と電圧や加熱時間
は、サンプル表面からの所定の深さが所定の温度になる
ように調整した。加熱雰囲気は上記の板の場合と同じく
真空中で行った。板や管のサンプルは高周波により加熱
した後に、所定の速度で冷却した。
【００４５】暴露試験はオートクレーブを用いて前述の
表６と同じ条件で行った。試験後のサンプルから厚さ１
mm、幅５mm、長さ５mmの試料を切り出してガス分析法に
よりサンプルに含まれる水素量を分析して、試験前後の
水素量の違いから水素吸収量を求めた。
表６と同じ条件で行った。試験後のサンプルから厚さ１
mm、幅５mm、長さ５mmの試料を切り出してガス分析法に
よりサンプルに含まれる水素量を分析して、試験前後の
水素量の違いから水素吸収量を求めた。
【００４６】これらの試験の結果を表７から表10に示
す。チタンＡないしＤのそれぞれについて、従来技術の
No.1と２の方法で作製した板と管は約500ppmの多量の水
素を吸収するが、本発明の実施例であるNo.3、４、５ま
たはNo.3、４の方法で作製した板と管は全く水素を吸収
していない。また比較例のNo. ６ないし11またはNo.5な
いし10から、加熱がα＋β域で表面部が等軸のα組織ま
まである場合や、β域焼鈍後の冷却速度が本発明範囲よ
り速く各々のα粒のアスペクト比が３よりも小さい場合
や、針状のα組織が表面から１μｍ以上に生成していな
い場合は水素を吸収する。
す。チタンＡないしＤのそれぞれについて、従来技術の
No.1と２の方法で作製した板と管は約500ppmの多量の水
素を吸収するが、本発明の実施例であるNo.3、４、５ま
たはNo.3、４の方法で作製した板と管は全く水素を吸収
していない。また比較例のNo. ６ないし11またはNo.5な
いし10から、加熱がα＋β域で表面部が等軸のα組織ま
まである場合や、β域焼鈍後の冷却速度が本発明範囲よ
り速く各々のα粒のアスペクト比が３よりも小さい場合
や、針状のα組織が表面から１μｍ以上に生成していな
い場合は水素を吸収する。
【００４７】
【表７】
【００４８】
【表８】
【００４９】
【表９】
【００５０】
【表10】
【００５１】
【発明の効果】チタンの製品を針状のα組織を有して各
々のα粒の長軸を短軸で割った値で表されるアスペクト
比が３以上の値を持つように組織制御することにより、
石油精製設備内等の硫化水素環境中で長時間使用されて
もこの環境中で全く水素を吸収せず脆化を防止できる。
々のα粒の長軸を短軸で割った値で表されるアスペクト
比が３以上の値を持つように組織制御することにより、
石油精製設備内等の硫化水素環境中で長時間使用されて
もこの環境中で全く水素を吸収せず脆化を防止できる。
【図１】従来技術のNo.1の方法で作製した板の組織の模
式図である。
式図である。
【図２】実施例１のNo.3の方法で作成した板の表面部の
組織の模式図である。
組織の模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６４１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６４１Ｂ ６９１ ６９１Ｂ ６９２ ６９２Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 針状のα組織を有し、該α組織を構成す
るα粒の長軸を短軸で割った値で表されるアスペクト比
が３以上である、硫化水素環境中の耐水素吸収性に優れ
るチタン材。 - 【請求項２】 １μｍ以上深さの表面部を針状のα組織
とし、該α組織を構成するα粒の長軸を単軸で割った値
で表されるアスペクト比が３以上である、硫化水素環境
中の耐水素吸収性に優れるチタン材。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のチタン材を製造
するに際して、針状のα組織で構成すべき領域を一旦β
域に加熱して、40℃/S以下の冷却速度で冷却することを
特徴とする硫化水素環境中の耐水素吸収性に優れるチタ
ン材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242203A JPH1088258A (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 硫化水素環境用チタン材および製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242203A JPH1088258A (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 硫化水素環境用チタン材および製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1088258A true JPH1088258A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17085799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8242203A Withdrawn JPH1088258A (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 硫化水素環境用チタン材および製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1088258A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114218A1 (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | チタン合金及びエンジン排気管 |
| JP2007270201A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Kobe Steel Ltd | 耐高温酸化性に優れた表面処理チタン材およびエンジン排気管 |
| JP2010150607A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Kobe Steel Ltd | 高強度で深絞り性に優れたチタン合金板およびチタン合金板の製造方法 |
| CN103484805A (zh) * | 2012-06-07 | 2014-01-01 | 株式会社神户制钢所 | 钛板及其制造方法 |
| US9243309B2 (en) | 2005-04-08 | 2016-01-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Ti alloy and Ti alloy member having Zr and Hf, or Zr and Nb, or Zr, Hf, and Nb for hydrogen embrittlement resistance |
| JP2016023315A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 株式会社神戸製鋼所 | チタン板およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP8242203A patent/JPH1088258A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9243309B2 (en) | 2005-04-08 | 2016-01-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Ti alloy and Ti alloy member having Zr and Hf, or Zr and Nb, or Zr, Hf, and Nb for hydrogen embrittlement resistance |
| WO2007114218A1 (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | チタン合金及びエンジン排気管 |
| JP2007270201A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Kobe Steel Ltd | 耐高温酸化性に優れた表面処理チタン材およびエンジン排気管 |
| US8431231B2 (en) | 2006-03-30 | 2013-04-30 | Kobe Steel, Ltd. | Titanium Material and Exhaust Pipe for Engine |
| JP2010150607A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Kobe Steel Ltd | 高強度で深絞り性に優れたチタン合金板およびチタン合金板の製造方法 |
| CN103484805A (zh) * | 2012-06-07 | 2014-01-01 | 株式会社神户制钢所 | 钛板及其制造方法 |
| CN103484805B (zh) * | 2012-06-07 | 2015-09-09 | 株式会社神户制钢所 | 钛板及其制造方法 |
| JP2016023315A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 株式会社神戸製鋼所 | チタン板およびその製造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |