JPH11106889A - Aluminum alloy member excellent in low temperature erosion and corrosion resistances - Google Patents

Aluminum alloy member excellent in low temperature erosion and corrosion resistances

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JPH11106889A
JPH11106889A JP27003097A JP27003097A JPH11106889A JP H11106889 A JPH11106889 A JP H11106889A JP 27003097 A JP27003097 A JP 27003097A JP 27003097 A JP27003097 A JP 27003097A JP H11106889 A JPH11106889 A JP H11106889A
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JP
Japan
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alloy
content
corrosion
film
alloy film
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Application number
JP27003097A
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Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Hashimoto
郁郎 橋本
Toshiyuki Tanaka
敏行 田中
Atsushi Hisamoto
淳 久本
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the erosion and corrosion resistances to low temp. and high speed sea stream by specifying the lower limit values of Zn contents in a plurality of phases having different Zn contents in the average Zn content of a thermal-sprayed corrosion-proof film of Al-Zn alloy formed on an Al alloy material for constituting an LNG vaporizer and Zn content in a film. SOLUTION: The average Zn content of the Al-Zn alloy film is made to be 3.6-85% and the Zn content in each phase of an Al-rich phase a1 , b1 , c1 and Zn-rich phase a2 , b2 , c2 having different Zn contents, is made to be >=3.5%. The Zn content in each phase is varied with the thermal-sprayed condition, but this Zn content of 3.6% is the lower limit value for sufficiently displaying a sacrificing corrosion-proof action. That is, even in the case of consuming the Zn-rich phase a2 , b2 , c2 in the film at the initial stage of the corrosion-proof, the sacrificing corrosion-proof action over the long time is displayed even if Zn quantity in the remaining phase having little Zn content is 3.6%. This Al alloy member makes way for large scaling of the LNG vaporizer and using in the continuous long time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、低温エロージョン・コ
ロージョン環境下で使用される、Al-Zn 合金皮膜を表面
に形成したAl合金部材に関し、特に海水による低温エロ
ージョン・コロージョン性に優れたAl合金部材に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Al alloy member having an Al-Zn alloy film formed on a surface thereof, which is used in a low temperature erosion / corrosion environment, and particularly to an Al alloy excellent in low temperature erosion / corrosion by seawater. It relates to members.

【0002】[0002]

【従来の技術】液化天然ガス( 以下LNG と言う) は、通
常低温高圧の液体状態で移送、貯蔵され、使用時には事
前に気化される。この大量のLNG を気化させるために、
従来から図5 に示すオープンラックベーパライサー( 以
下ORV と言う) が用いられている。このORV は熱交換器
の一種であり、海水との熱交換により、LNG を加熱・気
化させるものである。即ち、図5 において、海水9 は、
ヘッダ6 から散水ノズル7 を経てトラフ8 に溜められ、
このトラフ8 の両側縁部からパネル( 伝熱管)3の外側を
濡らしながら垂下する。一方LNG はマニホールド1 から
ヘッダ4 に送られ、前記海水との熱交換によって加熱さ
れ、前記パネル( 伝熱管)3内で気化して上昇し、NGヘッ
ダ4 からNGマニホールド5 に導出される。
2. Description of the Related Art Liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG) is usually transported and stored in a liquid state at low temperature and high pressure, and is vaporized before use. To vaporize this large amount of LNG,
Conventionally, an open rack vaporizer (hereinafter referred to as ORV) shown in FIG. 5 has been used. This ORV is a type of heat exchanger that heats and vaporizes LNG by heat exchange with seawater. That is, in FIG. 5, the seawater 9 is
From the header 6 through the watering nozzle 7, it is stored in the trough 8,
The outside of the panel (heat transfer tube) 3 is hung down from both side edges of the trough 8 while being wet. On the other hand, LNG is sent from the manifold 1 to the header 4, heated by heat exchange with the seawater, vaporized in the panel (heat transfer tube) 3 and rises, and led out from the NG header 4 to the NG manifold 5.

【0003】このORV 用部材、特にパネル( 伝熱管)3用
部材には、熱伝導性が良く、伝熱面積をかせぐための複
雑形状に加工しやすく、溶接性も良いJIS 3203などのAl
合金が用いられている。しかし、元来Al合金は海水に浸
漬された状態では腐食しやすく、一旦浸食が始まると、
浸食部分が集中的に侵され、いわゆる孔のあく孔食を受
けやすいという欠点がある。
[0003] The members for the ORV, especially the members for the panel (heat transfer tube) 3 have good heat conductivity, are easily processed into a complicated shape for gaining a heat transfer area, and have good weldability such as JIS 3203.
Alloys are used. However, Al alloys are naturally susceptible to corrosion when immersed in seawater, and once erosion begins,
There is a disadvantage that the eroded portion is intensively attacked and is susceptible to so-called pitting.

【0004】このため、従来から前記用途に用いられる
Al合金を対象として、防食処理が盛んに研究され、現在
では犠牲防食作用を利用した防食方法がその主流を占め
ている。この犠牲防食は、Al合金からなる母材合金の表
面を、母材合金よりも腐食しやすい、即ち母材合金より
も海水中の腐食電位が卑なイオン化傾向の高い合金で被
覆するものである。このことにより、当初は被覆合金の
被覆作用により母材合金が海水と直接接触ぜずに耐食性
が保たれ、また被覆合金の一部が剥がれて母材合金が露
出し海水と直接接触するようになっても、残った被覆合
金の前記犠牲防食作用により、母材合金の長期耐食性を
保証するものである。
[0004] For this reason, it has been conventionally used for the above-mentioned applications.
Anticorrosion treatments have been actively studied for Al alloys, and at present, anticorrosion methods utilizing a sacrificial anticorrosion effect occupy the mainstream. This sacrificial corrosion protection is to coat the surface of a base metal alloy made of an Al alloy with an alloy that is more susceptible to corrosion than the base metal alloy, that is, an alloy having a higher ionization tendency with a lower corrosion potential in seawater than the base metal alloy. . As a result, the base metal alloy does not come into direct contact with seawater due to the coating action of the coating alloy, thereby maintaining corrosion resistance.Also, a part of the coating alloy is peeled off, so that the base metal alloy is exposed and comes into direct contact with seawater. Even so, the sacrificial corrosion protection of the remaining coating alloy ensures long-term corrosion resistance of the base metal alloy.

【0005】従来、この犠牲防食作用を有する被覆合金
として、AlとZnとの合金が公知であり、Al-2%Zn 、Al-3
%Zn などの合金が使用されている。この合金の母材合金
への被覆の仕方としては、例えば、特開平5-164496号公
報のように、溶射法などにより、Al-Zn 合金をクラッド
し、表面保護の長期間化を図る方法も提案されている。
Conventionally, an alloy of Al and Zn has been known as a coating alloy having this sacrificial anticorrosion action. Al-2% Zn, Al-3
Alloys such as% Zn are used. As a method of coating the base material alloy with this alloy, for example, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-164496, a method of cladding an Al-Zn alloy by a thermal spraying method or the like to extend the surface protection for a long time may be used. Proposed.

【0006】また、犠牲防食作用を更に強化する目的
で、或いは更に微量のHg、Sn、In、Ga、Cdを含有したAl
-Zn 被覆合金、あるいはZn含有量を3.5 〜85.0% とした
Al-Zn被覆合金が、特開平6-317392号公報で提案されて
いる。この技術は、Zn含有量を高めるとともに、前記微
量元素を加えているため、前記Al-2%Zn 、Al-3%Zn など
の被覆合金よりも、犠牲防食作用を更に強化することが
できる。
[0006] Further, for the purpose of further enhancing the sacrificial anticorrosion action, or Al containing a small amount of Hg, Sn, In, Ga, Cd.
-Zn coated alloy or Zn content was 3.5 to 85.0%
An Al-Zn coating alloy has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-317392. According to this technique, the Zn content is increased and the trace element is added, so that the sacrificial anticorrosion action can be further enhanced as compared with the coating alloys such as Al-2% Zn and Al-3% Zn.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ORV は、
近年益々高効率化が図られており、装置的に大型化乃至
連続長時間運転化する傾向にある。このため、ORV を構
成する部材の大型化による落下海水の流速増大や、連続
長時間化の運転に耐える、より長時間の耐食性などの耐
久性や信頼性が必要となる。この点、本発明者らが知見
したところによれば、前記Al-2%Zn 、Al-3%Zn などの被
覆合金や、前記Zn含有量を3.5 〜85.0% としたAl-Zn 被
覆合金などを被覆したAl合金部材でも、これら大型化乃
至連続長時間運転化したORV の部材として適用すると、
使用状況により、著しく腐食が進行してしまう問題が生
じる。この腐食現象は、特に低温高流速の海水の流れに
曝されるパネル( 伝熱管) 3 の下方部分で激しい。この
原因は、前記ORV の大型化や連続長時間化の運転に伴
い、パネル3 に接触する低温の海水の流れがより高速化
するとともに、より長時間接触し、パネル3 にとって、
海水によるエロージョン・コロージョンの腐食環境が、
より厳しいものとなっていることによる。そして、これ
に伴い、ORV のAl合金部材には、より優れた低温エロー
ジョン・コロージョン性が必要となっているにも拘ら
ず、前記従来のAl-Zn 合金を被覆したAl合金部材では、
この要求特性に対応できていないことによる。
However, the ORV is
In recent years, the efficiency has been further increased, and there is a tendency that the size of the apparatus is increased or the operation is continued for a long time. For this reason, durability and reliability, such as corrosion resistance for a longer period of time, which is required to increase the velocity of falling seawater due to the increase in the size of the members constituting the ORV, and to withstand continuous continuous operation, are required. In this regard, the present inventors have found that coating alloys such as Al-2% Zn and Al-3% Zn, Al-Zn coating alloys having a Zn content of 3.5 to 85.0%, etc. When applied as an ORV member that has been enlarged or continuously operated for a long time,
There is a problem that corrosion progresses remarkably depending on use conditions. This corrosion phenomenon is particularly severe in the lower part of the panel (heat transfer tube) 3 exposed to the flow of seawater at a low temperature and a high flow velocity. The reason for this is that, with the operation of the ORV becoming larger or continuously longer, the flow of low-temperature seawater that comes into contact with the panel 3 becomes faster, and the water comes into contact for a longer time.
Corrosion environment of erosion and corrosion by seawater,
Due to being more severe. Accordingly, despite the need for better low-temperature erosion / corrosion properties for the Al alloy member of the ORV, in the Al alloy member coated with the conventional Al-Zn alloy,
This is because the required characteristics cannot be met.

【0008】仮に、前記海水による腐食により、特にパ
ネル( 伝熱管) の一部のAl合金部材にでも腐食が進行
し、損傷の可能性や修理の必要性が生じると、大型化し
たパネル( 伝熱管) の全てを交換する必要性乃至修理の
ために運転を止める必要性等が生じて、ORV のメンテナ
ンスコストの上昇やNG生産効率の著しい低下を招く結果
となる。したがって、前記ORV の大型化や連続長時間化
の運転にとって、より優れた低温エロージョン・コロー
ジョン性を有し、高寿命化を達成したAl合金部材が不可
欠となっている。
If the corrosion caused by the seawater causes corrosion particularly to a part of the Al alloy member of the panel (heat transfer tube), and the possibility of damage or the need for repair arises, the size of the panel (transfer tube) increases. The need to replace all of the heat pipes, or to stop the operation for repair, etc. arises, resulting in an increase in ORV maintenance costs and a significant decrease in NG production efficiency. Therefore, an Al alloy member having better low-temperature erosion / corrosion properties and a longer life is indispensable for the operation of increasing the ORV and extending the operation time continuously.

【0009】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、特に、海水などの低温エロ
ージョン・コロージョン環境下にあっても、長期の耐食
性を保証できるAl合金部材を提供しようとするものであ
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an Al alloy member that can guarantee long-term corrosion resistance even under a low-temperature erosion / corrosion environment such as seawater. It is intended to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の要旨は、Al-Zn 合金皮膜を表面に形成した
Al合金部材であって、Al-Zn 合金皮膜がZn含有量の異な
る複数の相から形成され、Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含有
量が3.6 〜85.0% であるとともに、全ての相のZn含有量
を3.6%以上とすることである。
In order to achieve this object, the gist of the present invention is to form an Al-Zn alloy film on a surface.
An Al alloy member in which the Al-Zn alloy film is formed from a plurality of phases having different Zn contents, the average Zn content of the Al-Zn alloy film is 3.6 to 85.0%, and the Zn content of all the phases is The amount is to be 3.6% or more.

【0011】本発明者らは、前記特開平6-317392号公報
の、Zn含有量を3.5 〜85.0% としたAl-Zn 被覆合金の、
海水などの低温エロージョン・コロージョン環境下での
腐食機構を調査した結果、Al-Zn 合金皮膜のZn含有量の
異なる複数の相の存在が、低温エロージョン・コロージ
ョン性に影響していることを知見した。即ち、溶射法な
どにより、このようなZn含有量が3.5%以上のAl-Zn 合金
皮膜を形成すると、実際には、AlとZnとの組成が一定の
均一な合金皮膜ができるわけではなく、Al-Zn合金皮膜
のAlとZnとの組成が大きくあるいは僅かでも異なる複数
の相が形成されやすい。これをZn含有量の点から見る
と、特にZn含有量の比較的高いZnリッチ相と、この相よ
りもZn含有量が比較的低いAlリッチ相とからなる皮膜が
形成されることになる。
[0011] The inventors of the present invention have disclosed an Al-Zn coated alloy having a Zn content of 3.5 to 85.0% described in JP-A-6-317392.
As a result of investigating the corrosion mechanism in low-temperature erosion-corrosion environments such as seawater, it was found that the presence of multiple phases with different Zn contents in the Al-Zn alloy film affected low-temperature erosion-corrosion properties. . In other words, when such an Al-Zn alloy film having a Zn content of 3.5% or more is formed by a thermal spraying method or the like, actually, a uniform alloy film in which the composition of Al and Zn is constant cannot be obtained. A plurality of phases in which the composition of Al and Zn in the Al-Zn alloy film is large or slightly different are likely to be formed. From the viewpoint of the Zn content, a film composed of a Zn-rich phase having a relatively high Zn content and an Al-rich phase having a Zn content relatively lower than this phase is formed.

【0012】このように、実際にAl-Zn 合金皮膜中に、
Znリッチ相とAlリッチ相とが混在すると、たとえAl-Zn
合金皮膜の平均Zn含有量( 若しくは平均Al含有量) が適
切な( 所望の) 範囲に入っていたとしても、前記低温の
海水の高速流の環境下では、Znリッチ相とAlリッチ相と
の間に異種金属同士の接触腐食現象が生じる。この結
果、時間の経過とともにAl-Zn 合金皮膜中からZnリッチ
相が選択的( 優先的) に溶出してしまい、Alリッチ相の
みがAl-Zn 合金皮膜に残ることになる。一方、Al-Zn 合
金皮膜の重要な特性である犠牲防食作用は、Zn含有量に
依存している。したがって、Znリッチ相が溶出してしま
った後にAl-Zn 合金皮膜に残ったAlリッチ相のZn含有量
が少ないと、Al-Zn 合金皮膜の母材合金への犠牲防食作
用は、極端に劣ることとなる。したがって、前記従来の
Al-Zn 合金皮膜乃至これを被覆したAl合金部材の低温エ
ロージョン・コロージョン性が劣るのは、主としてこの
理由による。本発明者らは、前記低温エロージョン・コ
ロージョン環境下のAl-Zn 合金皮膜の犠牲防食作用は、
皮膜の平均Zn含有量だけではなく、Zn含有量の異なる複
数の相の個々のZn含有量にも依存していることを知見し
て、本発明をなしたものである。
Thus, in the Al-Zn alloy film,
When the Zn-rich phase and the Al-rich phase are mixed, even if the Al-Zn
Even if the average Zn content (or the average Al content) of the alloy film is in an appropriate (desired) range, under the environment of the high-speed flow of the low-temperature seawater, the Zn-rich phase and the Al-rich phase During this time, a contact corrosion phenomenon between different metals occurs. As a result, the Zn-rich phase elutes selectively (preferentially) from the Al-Zn alloy film over time, and only the Al-rich phase remains in the Al-Zn alloy film. On the other hand, the sacrificial corrosion protection, which is an important property of the Al-Zn alloy film, depends on the Zn content. Therefore, if the Zn content of the Al-rich phase remaining in the Al-Zn alloy film after the Zn-rich phase elutes is small, the sacrificial corrosion protection of the Al-Zn alloy film on the base metal alloy is extremely poor. It will be. Therefore, the conventional
It is mainly for this reason that the low-temperature erosion / corrosion properties of the Al-Zn alloy film or the Al alloy member coated therewith are poor. The present inventors have found that the sacrificial corrosion protection effect of the Al-Zn alloy film under the low-temperature erosion-corrosion environment is as follows:
The present invention has been made based on the finding that it depends not only on the average Zn content of the coating but also on the individual Zn content of a plurality of phases having different Zn contents.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】このZn含有量の異なる複数の相の
必要Zn含有量について、さらに詳述する。前記した通
り、図5 に示すORV では、特に低温の海水の流れに曝さ
れるパネルの内でも、特に( 伝熱管) 3 の下方部分の腐
食損傷が激しい。これは、この部分の低温の海水の低温
化や高流速化が、他の部分に比べて激しいからである。
このような部位では、低温化および高流速化した海水の
エロージョンおよびコロージョンにより、Al-Zn 合金皮
膜のうちのZnリッチ相が、前記メカニズムにより初期の
段階で優先的に溶出すること自体は避けがたい。したが
って、この部位のAl合金部材が優れたエロージョン・コ
ロージョン性を維持するためには、Znリッチ相が初期の
段階で溶出してしまった後でも、Al-Zn 合金に残る相、
特にAlリッチ相のZnの含有量を、残った相が母材合金に
対して犠牲防食作用を発揮するのに必要な量だけ、確保
することが優れたエロージョン・コロージョン性を維持
するために不可欠となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The required Zn content of a plurality of phases having different Zn contents will be described in more detail. As described above, in the ORV shown in FIG. 5, corrosion damage is particularly severe in the lower part of the (heat transfer tube) 3 even among panels exposed to the flow of low-temperature seawater. This is because the lowering of the temperature of the seawater and the increasing of the flow velocity in this part are more intense than in other parts.
In such a site, it is inevitable that the Zn-rich phase of the Al-Zn alloy film is preferentially eluted at an early stage by the above mechanism due to the erosion and corrosion of the seawater at a lower temperature and a higher flow rate. I want to. Therefore, in order for the Al alloy member at this portion to maintain excellent erosion and corrosion properties, even after the Zn-rich phase has eluted in the initial stage, the phase remaining in the Al-Zn alloy,
In particular, it is essential to maintain the Zn content of the Al-rich phase in an amount necessary for the remaining phase to exhibit sacrificial corrosion protection on the base alloy in order to maintain excellent erosion and corrosion properties. Becomes

【0014】Al-Zn 合金皮膜に残る相、特にAlリッチ相
のZnの量を、残った相が母材合金に対して犠牲防食作用
を発揮するのに必要な量だけ確保するためには、まず、
Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含有量を3.6 〜85.0% の範囲と
する。そしてその上で、Al-Zn 合金皮膜のZn含有量の異
なる複数の相の全ての相において、Zn含有量を3.6%以上
とする。言い換えると、前記平均Zn含有量が3.6 〜85.0
% の範囲であれば、前記Zn含有量の異なる複数の相のう
ち、Znリッチ相は必然的にZn含有量が3.6%以上に高くな
るとしても、特に、Zn含有量が必然的に少なくなるAlリ
ッチ相では、溶射法などのAl-Zn 合金皮膜の被覆条件に
よって、Zn含有量が3.6%未満となる可能性が大いにあ
り、この場合には、残ったAlリッチ相が母材合金に対し
て、優れた犠牲防食作用を発揮できなくなる。したがっ
て、Znリッチ相が初期の段階で溶出しても、Al-Zn 合金
皮膜に残る相、特にAlリッチ相においてもZn含有量を3.
6%以上とすることが本発明の特徴である。
In order to ensure the amount of Zn remaining in the Al-Zn alloy film, particularly the Al-rich phase, in an amount necessary for the remaining phase to exhibit a sacrificial corrosion protection action on the base alloy, First,
The average Zn content of the Al-Zn alloy film is in the range of 3.6 to 85.0%. Then, the Zn content is set to 3.6% or more in all of the plurality of phases having different Zn contents in the Al—Zn alloy film. In other words, the average Zn content is 3.6 to 85.0
%, The Zn-rich phase of the plurality of phases having different Zn contents necessarily has a Zn content of 3.6% or more, but in particular, the Zn content is necessarily reduced. In the Al-rich phase, depending on the coating conditions of the Al-Zn alloy film such as thermal spraying, there is a great possibility that the Zn content will be less than 3.6%. As a result, an excellent sacrificial anticorrosion effect cannot be exhibited. Therefore, even if the Zn-rich phase elutes at an early stage, the Zn content of the phase remaining in the Al-Zn alloy film, particularly the Al-rich phase, is also 3.
It is a feature of the present invention that the content is 6% or more.

【0015】Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含有量が3.6 % 未
満では、大きく組成が異なる相はできにくいが、Znの絶
対量が不足するため、Zn含有量の異なる相ができること
を考慮すると、Zn含有量の異なる相の全てのZn含有量、
特にAl-Zn 合金皮膜に残る相乃至Alリッチ相のZn含有量
を3.6%以上とすることができず、Al-Zn 合金皮膜に残る
相、特にAlリッチ相が、母材合金に対して優れた犠牲防
食作用を発揮することができなくなる。一方で、Al-Zn
合金皮膜の平均Zn含有量が85.0% を越えると、Al-Zn 合
金皮膜のZnリッチ相が多くなり、低温化および高流速化
した海水のエロージョンによるZnリッチ相の初期段階で
の溶出量が多くなり、犠牲防食作用を発揮すべきAl-Zn
合金皮膜に残る相自体の量が減ってしまい、却ってエロ
ージョン・コロージョン性を劣化させる。このZnリッチ
相の初期段階での溶出量を少なくするためには、Al-Zn
合金皮膜の平均Zn含有量の上限を20% とし、平均Zn含有
量を3.6 〜20% の範囲とすることが好ましい。また、Zn
含有量がこれ以上多くなると溶射法などによる皮膜形成
が次第に困難になるとともに、原料コストの増加にもつ
ながる。
When the average Zn content of the Al-Zn alloy film is less than 3.6%, it is difficult to form a phase having a significantly different composition, but considering that the absolute amount of Zn is insufficient, it is possible to consider that a phase having a different Zn content is formed. All Zn content of different phases of Zn content,
In particular, the Zn content of the phase remaining in the Al-Zn alloy film or the Al-rich phase cannot be set to 3.6% or more, and the phase remaining in the Al-Zn alloy film, particularly the Al-rich phase, is superior to the base metal alloy. The sacrificial anti-corrosion effect cannot be exhibited. On the other hand, Al-Zn
When the average Zn content of the alloy film exceeds 85.0%, the Zn-rich phase of the Al-Zn alloy film increases, and the elution amount of the Zn-rich phase in the early stage due to the erosion of seawater at low temperature and high flow rate increases. Al-Zn that should exhibit sacrificial corrosion protection
The amount of the phase itself remaining in the alloy film is reduced, and the erosion / corrosion properties are rather deteriorated. In order to reduce the elution amount of this Zn-rich phase at the initial stage, Al-Zn
It is preferable that the upper limit of the average Zn content of the alloy film is 20%, and the average Zn content is in the range of 3.6 to 20%. Also, Zn
If the content is more than this, it becomes gradually difficult to form a film by a thermal spraying method or the like, and it leads to an increase in raw material costs.

【0016】更に、Al-Zn 合金皮膜のZn含有量が多くな
るほど、析出するZn量が増大しやすく、特に85.0% を越
えると、ZnがAlに固溶している組織を形成することは困
難となる問題もある。このAl-Zn 合金皮膜中に含まれる
Zn、特にAlリッチ相を含めてZn含有量の異なる複数の相
に含まれるZnが、Alに固溶している量が多いほど、母材
合金に対してより優れた犠牲防食作用を発揮することが
できる。一方、析出するZn含有量が多くなるほど、特に
Al-Zn 合金皮膜中のAlリッチ相のZn含有量の不足が生じ
る可能性があり、耐低温エロージョン・コロージョン性
能を落とす可能性がある。
Furthermore, as the Zn content of the Al—Zn alloy film increases, the amount of Zn deposited tends to increase. Particularly, when it exceeds 85.0%, it is difficult to form a structure in which Zn forms a solid solution with Al. There is also a problem. Contained in this Al-Zn alloy film
Zn, in particular, Zn contained in a plurality of phases having different Zn contents including the Al-rich phase, the greater the amount of solid solution in Al, the better the sacrificial corrosion protection action against the base metal alloy be able to. On the other hand, as the Zn content to be precipitated increases, especially
There is a possibility that the Zn content of the Al-rich phase in the Al-Zn alloy film may be insufficient, and the low-temperature erosion / corrosion resistance may be reduced.

【0017】本発明Al-Zn 合金皮膜は、基本的にAlとZn
との2 元系合金であるが、Al-Zn 合金皮膜自体の犠牲防
食作用を高めるために、前記特開平5-164496号公報のよ
うに、更に微量のHg、Sn、In、Ga、Cdを、各々Hg:0.020
% 以下、Sn:0.20%以下、In:0.20%以下、Ga:0.50%以下、
Cd:5.00%以下含有することを許容する。
The Al-Zn alloy film of the present invention is basically made of Al and Zn.
However, in order to enhance the sacrificial corrosion protection of the Al-Zn alloy film itself, as described in JP-A-5-164496, a further small amount of Hg, Sn, In, Ga, and Cd are added. , Each Hg: 0.020
% Or less, Sn: 0.20% or less, In: 0.20% or less, Ga: 0.50% or less,
Cd: 5.00% or less is allowed.

【0018】本発明におけるAl-Zn 合金皮膜のZn含有量
の異なる複数の相を、図1 、2 を用いてより詳しく説明
する。図1(a)、(b) 、(c) は、本発明で言うZn含有量の
異なる複数の相を有し、Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含有量
が6%、15% 、15% のAl-Zn 合金皮膜a 、b 、c を各々表
している。図1(a)、(b) 、(c) において、Zn含有量の異
なる複数の相とは、図1(a)では、Zn含有量が3.6%のAlリ
ッチ相a1とZn含有量が3.6%のZnリッチ相a2であり、図1
(b)では、Zn含有量が7.0%のAlリッチ相b1とZn含有量が1
00%のZnリッチ相b2であり、図1(c)では、Zn含有量が0.0
0% のAlリッチ相c1とZn含有量が16.0% のZnリッチ相c2
である。ここにおいて、図1(a)、(b) のAl-Zn 合金皮膜
a 、b では、Alリッチ相a1、b1のZn含有量が各々3.6%、
7.0%であり、本発明で言う、Al-Zn 合金皮膜のZn含有量
の異なる複数の相の全ての相においてZn含有量が3.6%以
上となっており、Znリッチ相a2、b2が溶出した後も、残
りのAlリッチ相a1、b1による母材合金に対する犠牲防食
作用が発揮でき、低温エロージョン・コロージョン性に
優れる。これに対し、図1(c)では、Alリッチ相c1のZn含
有量が0.00% であり、Alリッチ相c1のZn含有量が少なす
ぎ、Zn含有量が16.0%のZnリッチ相c2が溶出した後の、A
lリッチ相c1の母材合金に対する犠牲防食作用が発揮で
きず、低温エロージョン・コロージョン性が劣ることに
なる。
A plurality of phases having different Zn contents in the Al—Zn alloy film according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 (a), (b), and (c) have a plurality of phases having different Zn contents according to the present invention, and the average Zn content of the Al-Zn alloy film is 6%, 15%, and 15%. Respectively represent the Al-Zn alloy films a, b, and c. In FIG. 1 (a), (b) , (c), the different phases of Zn content, in FIG. 1 (a), Zn content is Al-rich phase a 1 and Zn content of 3.6% 3.6% Zn-rich phase a 2, FIG. 1
In (b), Zn content is 1 and Zn content of 7.0% Al-rich phase b 1
100% of a Zn-rich phase b 2, FIG. 1 (c), Zn content is 0.0
0% Al-rich phase c 1 and Zn-rich phase c 2 with 16.0% Zn content
It is. Here, the Al-Zn alloy film shown in Figs. 1 (a) and (b)
In a and b, the Zn content of the Al-rich phases a 1 and b 1 is 3.6%, respectively.
7.0%, and in the present invention, the Zn content in all of the plurality of phases having different Zn contents in the Al-Zn alloy film is 3.6% or more, and the Zn rich phases a 2 and b 2 are Even after elution, the remaining Al-rich phases a 1 and b 1 can exhibit a sacrificial anticorrosion effect on the base alloy, and are excellent in low-temperature erosion and corrosion properties. In contrast, in FIG. 1 (c), Zn content of Al-rich phase c 1 is 0.00%, Zn content of Al-rich phase c 1 is too small, Zn content is 16.0% of the Zn-rich phase c After 2 elutes, A
sacrificial protection effect against l matrix alloy rich phase c 1 can not be exerted, so that the low-temperature erosion corrosion is poor.

【0019】以上説明した通り、溶射法などにより形成
した、従来のZn含有量が3.5%以上のAl-Zn 合金皮膜は、
実際には、Zn含有量の異なる複数の相を形成し易いが、
溶射法などの皮膜形成条件の工夫によっては、Al-Zn 合
金皮膜の複数の相のZn含有量が略同一となった皮膜を形
成できる場合もある。そして、このようなAl-Zn 合金皮
膜ができた場合は、低温化および高流速化した海水のエ
ロージョンにより、Al-Zn 合金皮膜のうちのZnリッチ相
が初期の段階で優先的に溶出することを抑制することが
でき、Znリッチ相の溶出による、母材合金の露出面積を
抑制することが可能になるとともに、母材合金が露出し
たとしても、Znリッチ相による犠牲防食作用により、低
温エロージョン・コロージョン性が優れ、母材合金の長
期耐食性を保証することができる。したがって、本発明
では、Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含有量が3.6 〜85.0% の
範囲とすることを前提に、Al-Zn 合金皮膜の複数の相の
Zn含有量が略同一となった皮膜も、本発明範囲に含む。
As described above, a conventional Al—Zn alloy film having a Zn content of 3.5% or more formed by a thermal spraying method or the like is:
In practice, it is easy to form multiple phases with different Zn contents,
In some cases, depending on the method of forming the film, such as the thermal spraying method, a film in which the Zn contents of the multiple phases of the Al-Zn alloy film are substantially the same can be formed. When such an Al-Zn alloy film is formed, the Zn-rich phase of the Al-Zn alloy film is preferentially eluted at an early stage due to the erosion of seawater at a lower temperature and a higher flow rate. Can be suppressed, and the exposed area of the base metal alloy can be suppressed due to the elution of the Zn-rich phase, and even if the base metal alloy is exposed, the sacrificial corrosion prevention action of the Zn-rich phase allows the low-temperature erosion. -It has excellent corrosion resistance and can guarantee long-term corrosion resistance of the base metal alloy. Therefore, in the present invention, on the assumption that the average Zn content of the Al-Zn alloy film is in the range of 3.6 to 85.0%, a plurality of phases of the Al-Zn alloy film are formed.
Films having substantially the same Zn content are also included in the scope of the present invention.

【0020】Al-Zn 合金皮膜の複数の相のZn含有量が略
同一となった皮膜を、図2(a)、(b)に示す。図2(a)は、A
l-Zn 合金皮膜d の平均Zn含有量が6%で、Al-Zn 合金皮
膜の複数の相d1、d2、d3の全て相のZn含有量が6.00% の
理想状態を示す。しかし、このような理想状態になるこ
とはあり得ず、実際には、溶射法などの皮膜形成条件の
工夫をしても、図2(b)に示すように、Al-Zn 合金皮膜e
の平均Zn含有量が6%で、Al-Zn 合金皮膜の複数の相e1
e2、e3のZn含有量が6.01〜5.99% 程度のばらつきを生じ
る。したがって、本発明では、この図2(b)のAl-Zn 合金
皮膜e のような場合を、Al-Zn 合金皮膜の複数の相のZn
含有量が略同一と言う。このZn含有量の略同一の場合、
ばらつきの範囲については、Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含
有量に対する各相のZn含有量のばらつきがプラスマイナ
ス0.1%の範囲までは許容される。これ以上Zn含有量が各
相間でばらつく場合には、前記Al-Zn 合金皮膜のZn含有
量の異なる複数の相の全ての相において、Zn含有量を3.
6%以上とすることで、低温エロージョン・コロージョン
性を確保する必要が生じる。
FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the Al-Zn alloy film in which the Zn contents of the plurality of phases are substantially the same. FIG.
An ideal state is shown in which the average Zn content of the l-Zn alloy film d is 6%, and the Zn content of all phases d 1 , d 2 and d 3 of the Al-Zn alloy film is 6.00%. However, such an ideal state cannot be achieved, and in fact, even if the film forming conditions such as the thermal spraying method are devised, as shown in FIG. 2 (b), the Al-Zn alloy film e
Has an average Zn content of 6%, and has a plurality of phases e 1 ,
The Zn content of e 2 and e 3 varies about 6.01 to 5.99%. Therefore, in the present invention, the case of the Al-Zn alloy film e shown in FIG.
It is said that the contents are substantially the same. When this Zn content is substantially the same,
Regarding the range of the variation, the variation of the Zn content of each phase with respect to the average Zn content of the Al-Zn alloy film is allowed within a range of ± 0.1%. If the Zn content further varies between the phases, the Zn content of all of the plurality of phases having different Zn contents in the Al-Zn alloy film is set to 3.
When the content is 6% or more, it is necessary to ensure low-temperature erosion / corrosion properties.

【0021】次に、Al-Zn 合金皮膜の低温エロージョン
・コロージョン性の評価方法について詳しく述べる。本
発明者らは、種々のAl-Zn 合金について、前記低温エロ
ージョン・コロージョン環境下( 海水の低温高流速下)
でのAl-Zn 合金皮膜の犠牲防食作用を調査した。この調
査は、種々のAl-Zn 合金についてその自然電位を測定す
ることにより行った。図3 は、金属の分極曲線を例示す
るグラフである。この図3 において、横軸は電位の値で
あり、縦軸は電流値である。一般に海水などの電解質を
含む溶液の中に金属( 合金を含む) の電極を浸漬し、基
準電極と対向させると、前記金属の電極には必ずその固
有の電位が計測される。このような電位を自然電位とい
う。図3 のグラフにおいて×印がその金属の自然電位を
表している。ただ単に電解質を含む溶液の中に金属( 合
金を含む) の電極を浸漬しただけでは、電位は形成され
るが、電流は流れない。
Next, a method for evaluating the low-temperature erosion / corrosion properties of the Al—Zn alloy film will be described in detail. The present inventors have studied various Al-Zn alloys under the low-temperature erosion-corrosion environment (under low-temperature high-velocity seawater flow).
The sacrificial corrosion protection of Al-Zn alloy coatings was investigated at high temperatures. This investigation was performed by measuring the spontaneous potential of various Al-Zn alloys. FIG. 3 is a graph illustrating a polarization curve of a metal. In FIG. 3, the horizontal axis represents the value of the potential, and the vertical axis represents the current value. Generally, when a metal (including an alloy) electrode is immersed in a solution containing an electrolyte such as seawater, and is opposed to a reference electrode, the inherent potential of the metal electrode is always measured. Such a potential is called a natural potential. In the graph of FIG. 3, the crosses indicate the natural potential of the metal. Simply immersing a metal (including an alloy) electrode in a solution containing an electrolyte creates an electric potential but does not allow current to flow.

【0022】ところで、この自然電位は金属の種類によ
り異なり、一般にはイオン化傾向の小さい貴金属ほど自
然電位は高く、イオン化傾向の大きい卑金属ほど自然電
位は低い傾向にある。即ち、イオン化傾向の小さい貴金
属ほど図3 上での×印は右に移動し、イオン化傾向の大
きい卑金属ほど図3 上での×印は左に移動する。そし
て、対極を設置した状態で、金属に自然電位よりも高い
電位を強制的に印加すると、金属電極から対極に向かっ
て電流が流れるようになる。この印加電圧と電流との関
係を2 のグラフに描いたのがアノード分極曲線である。
これとは逆に、金属電極に自然電位よりも低い電位を強
制的に印加すると、今度は逆に対極から金属電極に向か
って電流が流れるようになる。この印加電圧と電流との
関係を2 のグラフに描いたのがカソード分極曲線であ
る。したがって特定条件下( 前記低温エロージョン・コ
ロージョン環境下) で、この分極曲線を得るような測定
を行えば、Al-Zn 被覆合金の皮膜の犠牲防食作用の良否
を評価することができる。
The spontaneous potential differs depending on the type of metal. Generally, a noble metal having a low ionization tendency has a high self potential, and a base metal having a high ionization tendency has a low self potential. That is, as the noble metal has a smaller ionization tendency, the cross mark in FIG. 3 moves to the right, and as the base metal has a higher ionization tendency, the cross mark in FIG. 3 moves to the left. Then, when a potential higher than the natural potential is forcibly applied to the metal in a state where the counter electrode is provided, current flows from the metal electrode toward the counter electrode. The relationship between the applied voltage and the current is plotted in a graph 2 as an anodic polarization curve.
Conversely, when a potential lower than the spontaneous potential is forcibly applied to the metal electrode, a current flows from the counter electrode to the metal electrode. The relationship between the applied voltage and the current is plotted in a graph 2 as a cathode polarization curve. Therefore, if measurement is performed to obtain this polarization curve under specific conditions (under the low-temperature erosion / corrosion environment), it is possible to evaluate the quality of the sacrificial anticorrosion action of the Al-Zn coating alloy film.

【0023】即ち、図3 において、今Al-Zn 合金の自然
電位をA(E corr) 、Al合金母材の自然電位をB(E corr)
、Al合金母材の孔食発生電位をC(E pit ) とする。こ
の場合、Al-Zn 合金の自然電位A とAl合金母材の孔食発
生電位C との差ΔE の値が大きいほど、またΔE の値が
時間の経過により少なくならず、大きく維持されるほ
ど、言い換えるとΔE の値が大きく、しかも長時間維持
されるほど、Al合金母材に対する犠牲防食作用が優れる
= Al合金部材の低温エロージョン・コロージョン性が優
れることとなる。
That is, in FIG. 3, the natural potential of the Al—Zn alloy is now A (E corr ), and the natural potential of the Al alloy base material is B (E corr ).
The pitting potential of the Al alloy base material is C (E pit ). In this case, as the value of the difference ΔE between the natural potential A of the Al-Zn alloy and the pitting potential C of the Al alloy base material increases, and the value of ΔE does not decrease with time and is maintained at a higher value. In other words, the larger the value of ΔE is, and the longer it is maintained, the better the sacrificial corrosion protection action against the Al alloy base material
= The low temperature erosion / corrosion properties of the Al alloy member are excellent.

【0024】本発明Al合金部材で用いるAl合金は、LNG
気化器、特にORV 用の部材として要求される熱伝導性が
良く、伝熱面積をかせぐ複雑形状に加工しやすく、溶接
性も良い、熱交換器用のJIS 3203などのJIS 3000系Al合
金が好ましい。しかし、必要強度や耐力などの機械的性
質も含め、用途と要求特性に応じて、公知のAl合金を適
宜選択することが可能である。
The Al alloy used in the Al alloy member of the present invention is LNG
A JIS 3000 series Al alloy, such as JIS 3203 for heat exchangers, is preferred because it has good thermal conductivity required for vaporizers, especially for ORVs, is easy to process into complex shapes that take up the heat transfer area, and has good weldability. . However, a known Al alloy can be appropriately selected according to the application and required characteristics, including mechanical properties such as required strength and proof stress.

【0025】更に、Al-Zn 合金のAl合金への被覆方法
も、溶射法、蒸着法、スパッタリング法等の公知の手法
が選択可能である。しかし、大型乃至大面積のAl合金部
材への被覆の経済性を考慮すると溶射法が好ましい。但
し、溶射法などのこれら被覆方法において、前記した通
り、従来からAl-Zn 合金皮膜のZn含有量の異なる複数の
相が生じやすい。したがって、Al-Zn 合金皮膜のZn含有
量の異なる複数の相の全ての相においてZn含有量を3.6%
以上とする乃至Al-Zn 合金皮膜の複数の相のZn含有量を
略同一とするためには、例えば溶射法においては、原料
合金(Al-Zn合金)のAlとZnの分布の均一性、エアー圧
力、原料合金線の溶射ノズルへの供給条件等が種々影響
し、これらは他の前記被覆方法においても同様であるの
で、これら被覆条件を種々変化・調整して、最適な条件
を見つける必要がある。
Further, as a method of coating the Al-Zn alloy on the Al alloy, known methods such as a thermal spraying method, a vapor deposition method, and a sputtering method can be selected. However, the thermal spraying method is preferable in consideration of the economics of coating a large or large area Al alloy member. However, in these coating methods such as the thermal spraying method, as described above, a plurality of phases having different Zn contents from the conventional Al-Zn alloy coating are likely to occur. Therefore, the Zn content of all phases of the Al-Zn alloy film with different Zn contents was 3.6%.
In order to make the Zn contents of the plurality of phases of the Al-Zn alloy film substantially the same as described above, for example, in the thermal spraying method, the uniformity of the distribution of Al and Zn of the raw material alloy (Al-Zn alloy), The air pressure, the supply conditions of the raw alloy wire to the spray nozzle, etc. have various effects, and these are the same in other coating methods. Therefore, it is necessary to change and adjust these coating conditions in various ways to find the optimum conditions. There is.

【0026】[0026]

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。ガス溶線
式溶射法により、エアー圧力、原料合金(Al-Zn合金) 線
の溶射ノズルへの供給条件などを種々変化・調整して、
後述する表1 に示す組成組織の被覆合金を、JIS 3203Al
合金基板上に被覆して、試験片を作成した。そして、こ
れらの試験片のAl-Zn 被覆合金中の平均Zn含有量を誘導
結合プラズマ質量分析法(ICP-MS 法) により求めるとと
もに、走査型電子顕微鏡(SEM、1000倍) にてAl-Zn 被覆
合金皮膜の平面について分析し、この組織写真(1cmが10
ミクロンに相当) と、X 線マイクロアナライザー(EPMA)によ
るAl-Zn 被覆合金の組成分布測定により、Zn含有量の異
なる相の数と、各相のZn含有量を求めた。また、被覆Al
-Zn 合金の自然電位A(E corr) と、Al合金母材の孔食発
生電位C(E pit ) を測定し、このAl-Zn 合金の自然電位
A とAl合金母材の孔食発生電位C との差ΔE (mV)を求め
た。その後、これらの試験片を、ORV 用の伝熱管の低温
の海水の高流速下環境 (低温エロージョン・コロージョ
ン環境) を模した、人工海水中に1 カ月浸漬した後に、
同じくΔE (mV)を求めた。これらの結果を表1 に示す。
Next, embodiments of the present invention will be described. Various changes and adjustments of the air pressure, the supply conditions of the raw alloy (Al-Zn alloy) wire to the spray nozzle, etc.
A coated alloy having the composition shown in Table 1 described below was
A test piece was prepared by coating on the alloy substrate. Then, the average Zn content in the Al-Zn coated alloy of these test pieces was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS method), and the Al-Zn content was measured by a scanning electron microscope (SEM, × 1000). The plane of the coated alloy film was analyzed and a photograph of the structure (1 cm
The number of phases with different Zn contents and the Zn content of each phase were determined by measuring the composition distribution of the Al-Zn coated alloy using an X-ray microanalyzer (EPMA). In addition, coating Al
The natural potential A (E corr ) of the Al-Zn alloy and the pitting potential C (E pit ) of the Al alloy base material were measured, and the natural potential of the Al-Zn alloy was measured.
The difference ΔE (mV) between A and the pitting potential C of the Al alloy base material was determined. After that, these specimens were immersed in artificial seawater for one month, simulating the environment under high flow velocity of low temperature seawater (low temperature erosion / corrosion environment) of ORV heat transfer tubes.
Similarly, ΔE (mV) was obtained. Table 1 shows the results.

【0027】これに用いた試験装置を図4 に示す。試験
装置は、温度調節用の水を満たした外容器10と、この外
容器10の中に収容される内容器20とからなる。前記外容
器10の温度調節用の水は温度調節器11によって所望の温
度に制御され、内容器20に満たされた塩濃度が3.5%の人
工海水の温度を5 ℃に制御する。内容器20の上部開口部
は蓋体21によって閉止されるようになっており、この蓋
体21には下部に攪拌機23を有する電動機22が取り付けら
れている。攪拌機23の下部に、前記試験片26が一体に装
着されるとともに、前記人工海水中に浸漬されている。
したがって、前記電動機22を駆動させ、攪拌機23を水平
方向に5000rpm の回転数で回転させることにより、内容
器20内を円運動する人工海水の流れを発生させることが
でき、ORV 用の伝熱管の低温の海水の高流速下環境を模
擬的に作ることができる。なお、試験片26の着脱は、蓋
体21の開閉により、内容器20の上部開口部から行う。
FIG. 4 shows a test apparatus used for this. The test apparatus includes an outer container 10 filled with water for temperature control, and an inner container 20 accommodated in the outer container 10. The temperature of the water for controlling the temperature of the outer container 10 is controlled to a desired temperature by the temperature controller 11, and the temperature of the artificial seawater filled with the inner container 20 and having a salt concentration of 3.5% is controlled to 5 ° C. The upper opening of the inner container 20 is closed by a lid 21, and an electric motor 22 having a stirrer 23 at a lower portion is attached to the lid 21. The test piece 26 is integrally attached to a lower portion of the stirrer 23, and is immersed in the artificial seawater.
Therefore, by driving the electric motor 22 and rotating the stirrer 23 in the horizontal direction at a rotation speed of 5000 rpm, it is possible to generate a flow of artificial seawater that moves circularly in the inner container 20, and the heat transfer tube for the ORV is used. The environment under high flow velocity of low temperature seawater can be simulated. The test piece 26 is attached and detached from the upper opening of the inner container 20 by opening and closing the lid 21.

【0028】このような試験装置において、内容器20で
は、対極挿入孔24より母材Al合金の対極30が、また基準
電極挿入孔25より基準電極40が、各々人工海水中に挿入
浸漬されるとともに、互いに試験片26と一定の間隔をお
いて対向配置されている。この試験片26、対極30、基準
電極40とは定電位電解装置M に電気的に接続されてお
り、この定電位電解装置M により、前記図3 で示した試
験片26の分極曲線を得ることができるとともに、この定
電位電解装置M に付設された記録装置M1に出力された分
極曲線のグラフから、試験片の、被覆Al-Zn 合金の自然
電位A(E corr) と、Al合金母材の孔食発生電位C(E
pit ) を測定し、このAl-Zn 合金の自然電位AとAl合金
母材の孔食発生電位C との差ΔE (mV)を求めることがで
きる。なお、この試験装置の運転は、外容器10の外側
(下部) に配置された運転パネル50により行う。
In such a test apparatus, in the inner container 20, the counter electrode 30 of the base metal Al alloy is inserted from the counter electrode insertion hole 24, and the reference electrode 40 is inserted and immersed in the artificial seawater from the reference electrode insertion hole 25. At the same time, the test pieces 26 are opposed to each other with a certain interval therebetween. The test piece 26, the counter electrode 30, and the reference electrode 40 are electrically connected to a potentiostat M, and the polarization curve of the test piece 26 shown in FIG. From the graph of the polarization curve output to the recording device M1 attached to the potentiostat M, the natural potential A (E corr ) of the coated Al-Zn alloy and the Al alloy base material of the test piece were obtained. Pitting potential C (E
pit ), and the difference ΔE (mV) between the natural potential A of the Al—Zn alloy and the pitting potential C of the Al alloy base material can be obtained. The operation of this test apparatus was performed outside the outer container 10.
The operation is performed by the operation panel 50 arranged at (lower).

【0029】この試験装置および条件によって測定した
Al-Zn 合金の自然電位A とAl合金母材の孔食発生電位C
との差ΔE (mV)を表1 に示す。この表1 から明らかな通
り、Al-Zn 合金皮膜がZn含有量の異なる複数の相から形
成され、Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含有量が3.6 〜85.0%
であるとともに、前記複数の相の全ての相においてZn含
有量が3.6%以上である、発明例No.1〜4 、6 、7 は、Al
-Zn 合金の自然電位AとAl合金母材の孔食発生電位C と
の差ΔE (mV)が、人工海水浸漬直後のレベルが高いとと
もに、人工海水浸漬直後と浸漬1 ヵ月のΔE の差が少な
く、Al-Zn 被覆合金の皮膜の犠牲防食作用が優れてお
り、低温エロージョン・コロージョン性に優れているこ
とが分かる。発明例のうちでも、平均Zn含有量と、特に
Alリッチ相のZn含有量が比較的高い発明例No.3、4 は、
特に優れた低温エロージョン・コロージョン性を示して
いる。
The measurement was performed using the test apparatus and conditions.
Spontaneous potential A of Al-Zn alloy and pitting potential C of Al alloy base metal
Table 1 shows the difference ΔE (mV) from the above. As is clear from Table 1, the Al-Zn alloy film is formed from a plurality of phases having different Zn contents, and the average Zn content of the Al-Zn alloy film is 3.6 to 85.0%.
In addition, in all of the plurality of phases, the Zn content is 3.6% or more, Invention Examples Nos. 1-4, 6, 7 are Al
The difference ΔE (mV) between the natural potential A of the -Zn alloy and the pitting corrosion potential C of the Al alloy base metal is high immediately after immersion in artificial seawater, and the difference between the It is clear that the film of the Al-Zn coating alloy has excellent sacrificial anticorrosion action and is excellent in low-temperature erosion and corrosion properties. Among the invention examples, the average Zn content, especially
Invention Examples Nos. 3 and 4 in which the Zn content of the Al-rich phase is relatively high are:
In particular, it shows excellent low-temperature erosion-corrosion properties.

【0030】一方、これに対し、Al-Zn 合金皮膜の平均
Zn含有量自体が低い比較例 No.5 はAl-Zn 合金の自然電
位A とAl合金母材の孔食発生電位C との差ΔE (mV)が、
人工海水浸漬直後のレベル自体が低い。また、Alリッチ
相のZn含有量が3.6%未満の比較例 No.8 、或いはAl-Zn
合金皮膜の平均Zn含有量が85.0% を越えた比較例 No.9
は、Al-Zn 合金の自然電位A とAl合金母材の孔食発生電
位C との差ΔE (mV)が人工海水浸漬直後に比して、浸漬
1 ヵ月後では著しく低下している。したがってこれら比
較例は、いずれもAl-Zn 被覆合金の皮膜の犠牲防食作用
が弱く、低温エロージョン・コロージョン性に劣ること
が分かる。この結果、本発明のAl-Zn 合金皮膜の平均Zn
含有量や、各相のZn含有量の規定の、Al-Zn 被覆合金の
皮膜の犠牲防食作用への臨界的意義が裏付けられる。
On the other hand, the average of the Al-Zn alloy film
In Comparative Example No. 5 where the Zn content itself was low, the difference ΔE (mV) between the natural potential A of the Al-Zn alloy and the pitting potential C of the Al alloy base metal was
The level itself immediately after immersion in artificial seawater is low. Comparative Example No. 8 in which the Zn content of the Al-rich phase was less than 3.6%, or Al-Zn
Comparative Example No. 9 where the average Zn content of the alloy film exceeded 85.0%
The difference ΔE (mV) between the natural potential A of the Al-Zn alloy and the pitting potential C of the Al alloy base metal
After one month, it has dropped significantly. Therefore, it can be seen that in all of these comparative examples, the sacrificial anticorrosion effect of the Al-Zn coating alloy film is weak, and the low-temperature erosion / corrosion properties are poor. As a result, the average Zn of the Al-Zn alloy film of the present invention was
The critical significance of the specified content and the Zn content of each phase in the sacrificial corrosion protection of the Al-Zn coated alloy film is supported.

【0031】なお、この実施例のΔE (mV)の測定結果
を、実際のORV の伝熱管での使用( 低温の海水の高流速
環境下での使用) に当てはめた場合、発明例は伝熱管の
寿命として、比較例の約2 倍で、約18ヵ月程度の寿命差
を有するものである。また、本発明は、ORV などのLNG
気化器以外にも、同様の低温エロージョン・コロージョ
ン環境下にある大型熱交換器プラントや大型化学プラン
ト等のAl合金部材として適用することが可能である。
When the measurement result of ΔE (mV) in this embodiment is applied to the actual use of ORV in a heat transfer tube (use under a high flow rate environment of low-temperature seawater), the invention example is described as a heat transfer tube. Is about twice as long as the comparative example, and has a life difference of about 18 months. Also, the present invention relates to LNG such as ORV.
In addition to the vaporizer, the present invention can be applied as an Al alloy member for a large heat exchanger plant or a large chemical plant under a similar low-temperature erosion / corrosion environment.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、特に、海水などの低温
エロージョン・コロージョン環境下にあっても、長期の
耐食性を保証できるAl合金部材を提供することができ
る。そして、これにより、ORV などのLNG 気化器の大型
化や、連続長時間化に道を開くものである点で、工業的
な価値を有するものである。
According to the present invention, it is possible to provide an Al alloy member that can guarantee long-term corrosion resistance even under a low-temperature erosion / corrosion environment such as seawater. This has industrial value in that it opens the way to larger LNG vaporizers, such as ORVs, and longer continuous operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明におけるAl-Zn 合金皮膜のZn含有量の異
なる複数の相を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a plurality of phases having different Zn contents in an Al—Zn alloy film according to the present invention.

【図2】本発明におけるAl-Zn 合金皮膜のZn含有量が略
同一の複数の相を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a plurality of phases having substantially the same Zn content in an Al—Zn alloy film according to the present invention.

【図3】金属の分極曲線を例示する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a polarization curve of a metal.

【図4】本発明実施例の、Al-Zn 合金の自然電位A とAl
合金母材の孔食発生電位C との差ΔE (mV)を求める試験
装置を示す説明図である。
FIG. 4 shows natural potentials A and Al of an Al—Zn alloy according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a test device for obtaining a difference ΔE (mV) from a pitting potential C of an alloy base material.

【図5】一般的なオープンラックベーパライザーを例示
する斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a general open rack vaporizer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a 〜d:Al-Zn 合金皮膜、 a1、b1、c1: Alリッチ相、 a2、b2、c2:Zn リッチ相、a ~d: Al-Zn alloy coating, a 1, b 1, c 1: Al -rich phase, a 2, b 2, c 2: Zn -rich phase,

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Al-Zn 合金皮膜を表面に形成したAl合金
部材であって、Al-Zn 合金皮膜がZn含有量の異なる複数
の相から形成され、Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含有量が3.
6 〜85.0% であるとともに、全ての相のZn含有量が3.6%
以上であることを特徴とする低温エロージョン・コロー
ジョン性に優れたAl合金部材。
An Al alloy member having an Al-Zn alloy film formed on a surface thereof, wherein the Al-Zn alloy film is formed from a plurality of phases having different Zn contents, and the average Zn content of the Al-Zn alloy film is Is 3.
6-85.0% and the Zn content of all phases is 3.6%
An Al alloy member having excellent low-temperature erosion / corrosion properties, characterized in that:
【請求項2】 前記Al-Zn 合金皮膜の平均Zn含有量が3.
6 〜20.0% である請求項1に記載の低温エロージョン・
コロージョン性に優れたAl合金部材。
2. The Al—Zn alloy film having an average Zn content of 3.
The low-temperature erosion according to claim 1, which is 6 to 20.0%.
Al alloy member with excellent corrosion properties.
【請求項3】 前記Al-Zn 合金皮膜の複数の相のZn含有
量が略同一である請求項1または2に記載の低温エロー
ジョン・コロージョン性に優れたAl合金部材。
3. The Al alloy member having excellent low-temperature erosion / corrosion properties according to claim 1, wherein a Zn content of a plurality of phases of the Al—Zn alloy film is substantially the same.
【請求項4】 前記Al-Zn 合金皮膜が、溶射法によりAl
合金部材表面に形成されたものである請求項1乃至3の
いずれか1項に記載の低温エロージョン・コロージョン
性に優れたAl合金部材。
4. The method according to claim 1, wherein said Al-Zn alloy film is formed by thermal spraying.
The Al alloy member having excellent low-temperature erosion / corrosion properties according to any one of claims 1 to 3, wherein the Al alloy member is formed on the surface of the alloy member.
【請求項5】 前記低温エロージョン・コロージョン性
が対海水用である請求項1乃至4のいずれか1項に記載
の低温エロージョン・コロージョン性に優れたAl合金部
材。
5. The Al alloy member excellent in low-temperature erosion-corrosion properties according to claim 1, wherein the low-temperature erosion-corrosion properties are for seawater.
【請求項6】 前記Al合金部材がLNG 気化器用である請
求項1乃至5のいずれか1項に記載の低温エロージョン
・コロージョン性に優れたAl合金部材。
6. The Al alloy member according to claim 1, wherein the Al alloy member is for an LNG vaporizer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006052788A (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy member for liquefied gas vaporizer excellent in corrosion resistance and liquefied gas vaporizer
JP2006090712A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Hiroshima Univ Corrosion tester
DE10328614B4 (en) * 2002-06-26 2008-07-31 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.), Kobe Highly ductile aluminum alloy sheet

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