JPS6358228B2 - - Google Patents

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JPS6358228B2
JPS6358228B2 JP56098216A JP9821681A JPS6358228B2 JP S6358228 B2 JPS6358228 B2 JP S6358228B2 JP 56098216 A JP56098216 A JP 56098216A JP 9821681 A JP9821681 A JP 9821681A JP S6358228 B2 JPS6358228 B2 JP S6358228B2
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Japan
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nickel
corrosion resistance
chromate
iron alloy
present
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Takenori Deguchi
Kazuko Uchida
Takao Ikita
Shigeaki Maruhashi
Kazuo Hoshino
Keiji Oosaki
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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Priority to GB08218676A priority patent/GB2101163B/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C22/06Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
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    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明はLNG又はLPGタンク用の材料として
使用される熱膨張係数が極めて小さい高ニツケル
−鉄合金鋼板の耐食性向上のために、高ニツケル
−鉄合金鋼板の表面にニツケルメツキ及びクロメ
ート処理を施すことを特徴とする表面処理方法に
関するものである。 LNGタンク、LPGタンクの材料としては、こ
れまではステンレス鋼板或いはアルミニウム鋼板
が主として用いられており、両者共に高耐食性素
材であり、発錆に関しては特に問題はなかつた
が、タンクの使用方法からして温度の昇降サイク
ルは免がれず、材料の膨張収縮の繰返しによつて
疲労し、長期耐久性の点で難点があるので材質転
換が望まれている。この観点から熱膨張係数の極
めて小さいASTM AS−658に規定されているよ
うにNI含有率が35〜37%の高ニツケル−鉄合金
鋼板が極めて優れた最適材料と言える。しかしこ
の高ニツケル−鉄合金鋼板は周知の様に耐食性に
乏しく、普通鋼並みの程度しか期待出来ないから
施工前、施工後の発錆が大きな問題となつて残さ
れている。 このLNG又はLPGタンク用高ニツケル−鉄合
金鋼板の錆発生を防止する手段として (1) 防錆油の塗布 (2) 防錆用フイルムの貼付 などが考えられるが、防錆油を塗布したものは滑
り易く、施工時に危険があり、作業性が低下す
る。また、後者の防錆用フイルムの貼付について
は施工後の剥離作業に長時間と多大な労力とが掛
かるのでコスト高となる。そればかりでなく溶接
時にはフイルムを除去しておく必要があるなど非
常に面倒である。防錆油塗布、防錆用フイルム貼
付の儘で溶接を行なつた場合には溶接部にブロー
ホール、割れなどの欠陥を生じ溶接継手強度の低
下を来たす恐れがある。そこで本発明は之等の欠
点を解決し、現在工業的規模の設備で容易にしか
も安価に処理出来て、しかも高ニツケル−鉄合金
鋼板特有の特性を失わず、優れた耐発錆性を付与
させる表面処理方法を提供するものである。 LNG又はLPGタンク用高ニツケル−鉄合金鋼
板の表面にニツケルとして1〜10g/m2のニツケ
ルメツキを施した後、その上にクロムとして5〜
100mg/m2の反応型クロメート皮膜から成る複層
皮膜或いは複合皮膜を形成させることにより高ニ
ツケル−鉄合金鋼に高ニツケル−鉄合金鋼が本来
有している特性を損なわずに溶接可能で且つ高耐
食性を付与することに成功したものである。 本発明においてニツケルメツキに着眼したのは
LNG又はLPGタンク用高ニツケル−鉄合金鋼板
そのものがASTM−AS−658に規定されている
ように35〜37%というニツケル高含有鋼でありな
がら湿潤条件下における耐食性が不充分であるこ
とからニツケルとして1〜10g/m2のニツケルメ
ツキを施すことにより極表層のみがニツケル層で
覆われ、本来のLNG又はLPGタンク用ニツケル
−鉄合金鋼板が有している熱膨張係数が極めて小
さいというで特性を全く失わずに高耐食性が付与
出来ることを見出したためである。本発明者等の
研究の結果、LNG又はLPGタンク用高ニツケル
−鉄合金鋼板に対してはニツケルメツキが、工業
的に広く行なわれている他の金属メツキ、例えば
亜鉛、銅、コバルト、クロムなどのメツキに比べ
てメツキ金属の付着力及び耐食性の点で最も優れ
ていることを見出したものである。 しかしLNG又はLPGタンク用高ニツケル−鉄
合金板にニツケルメツキを施したのみではニツケ
ルそのものが比較的活性な性質を有しているた
め、ハロゲンイオンの存在下では耐食性が不充分
である。特に成形加工或いは取扱中のひつかき傷
或いは摩耗部分が当然のことながらニツケルメツ
キ層の欠落などによつて微視的にはニツケルメツ
キが施されていない高ニツケル−鉄合金そのもの
の素地となるので耐食性は期待出来なくなる。そ
こで本発明は更にニツケルの極表層を緻密的な酸
化ニツケルで不働態化すると同時にセルフヒーリ
ング作用を有するクロメート皮膜を形成させるの
である。ニツケルメツキ層上にクロメート皮膜を
形成させることにより、すり傷などニツケル層が
破壊されてもクロメート皮膜特有のセルフヒーリ
ング作用によつて再びクロミツククロメートない
しはリン酸クロム皮膜を形成し不動態化するもの
であり、この効果によりLNG又はLPGタンク用
高ニツケル−鉄合金鋼板に高耐食性を付与するこ
とに成功したものである。 本発明を構成するニツケルメツキは従来公知の
ニツケルメツキ技術で充分対応できるものであ
り、当然電気メツキ、無電解メツキ何れの方法で
もよいが、本発明の場合ニツケルメツキのニツケ
ル量として1〜10g/m2の範囲が最適である。 1mg/m2未満では均一にニツケルの連続皮膜が
形成されず、スポツト的なニツケル析出の形態と
なり耐食性、特に次工程のクロメート処理による
クロメート皮膜との相乗効果としての耐食性が劣
り、好ましくない。10g/m2までは充分安定した
ニツケル層を形成する。しかるに10g/m2を超え
ても製品の耐食性及び溶接性がそれ程に向上せ
ず、反つて高生産性及び経済的見地から好ましく
なくなる。 次工程のクロメート処理は特に特定するもので
はなく、亜鉛、アルミニウムまたはそれらの金属
のめつき鋼板に従来から広く行なわれている反応
型クロメート処理であれば充分である。即ち、基
本的には六価クロム及びフツ化物を含む水溶液で
あれば充分である。例えば特公昭51−40536号、
特公昭52−14691号、特開昭49−74640号、特公昭
55−9949号に記載されている処理液組成物が挙げ
られる。更には市販処理液の商品名「アロヂン
#1000」(日本ペイント社製)、商品名「ジンクガ
ード#1000」(日本ペイント社製)、商品名「アロ
ヂン407−47」(日本ペイント社製)も用い得られ
る。更に本発明を構成するクロメート皮膜の形成
処理液としては塗布型クロメート処理液をも含む
ものである。 本発明の塗布型クロメート処理液とは最近アル
ミ板、冷延板、亜鉛メツキ鋼板を対象としたリン
酸塩処理、或いは反応型クロメート処理に代わる
新しい無公害のノーリンスクロメート処理として
世界的に普及している所謂塗り切り方式のクロメ
ート処理剤である。 例えば特開昭52−68036号に記載の処理液組成
物、市販処理剤の商品名「アコメツトC関西ペ
イント社製)、商品名「アロヂンNR−2、NR−
3」(日本ペイント社製)などであつて基本的に
は六価クロム及び三価クロムを含み、六価クロム
即ちCrO3として10〜200g/、三価クロムは全
クロム量に対して20〜60重量%含有しているもの
であり、更にはシリカ或いは有機物を含有してい
るものであり、塗布液、板温として60〜120℃で
塗布された処理液膜中の水分が蒸発固化し、クロ
ム酸系或いはクロム酸−リン酸系皮膜を形成する
ものであれば本発明を構成するクロメート処理液
の対象となる。電解クロメートにより形成された
クロム金属、クロミツククロメートの皮膜でも効
果があるが処理費が高く付くばかりか、後述する
実施例からも明らかなように溶接性などの面から
も好ましくない。 本発明のクロメート処理で最も重要なことは、
形成されたクロメート皮膜中のクロム量が5〜
100mg/m2であることを必要とする点である。ク
ロム量として5mg/m2未満では耐食性が不充分で
あり、クロメート処理による耐食性の向上が左程
期待出来ない。100mg/m2を超えた場合には耐食
性については問題がないが密着性の低下と同時に
皮膜そのものがパウダリング現象を呈し、曲げ加
工など加工時にミクロ的に一部欠落を生じ、更に
溶接時の通電性が悪くなる。 ニツケルの高含有鋼に対して同質のニツケル析
出を行なわせることは均一で高ニツケル−鉄合金
鋼と極めて良く密着し、しかもクロメート処理後
のクロメート皮膜自体もニツケルの存在によつて
水に対して難溶化現象を呈するなど優れた表面処
理方法である。 本発明はLNG又はLPGタンク用高ニツケル−
鉄合金鋼板の本来の特性を全く損なわずに新らた
に高耐食性の性能を付与させる方法であり、従来
高ニツケル−鉄合金鋼が耐食性を必要としない単
なる精密機械にしか利用出来なかつたのを本発明
の表面処理方法によりLNG又はLPGタンクの如
く非常に小さい熱膨張係を有しており且つ耐食性
を重視される用途にも使用が可能になつた。 本発明の表面処理方法は従来の簡単な工業的規
模で実施しているニツケルメツキ技術とクロメー
ト処理技術との特定条件の組合わせで、相乗的に
耐食性に優れたものとなる技術を見出したもので
あり、従つて工業的規模で安価に簡単に処理出来
る方法である。 以下、実施例によつて本発明を詳細に説明す
る。板厚0.8mm、幅220mm、長さ300mmでNi含有量
が36%のLNG又はLPGタンク用高ニツケル−鉄
合金鋼板を85℃のオルソケイ酸ソーダ50g/を
含む処理液中で5A/dm2で10秒間電解脱脂を行
なつた後、水洗しアルカリ残渣を除去し、次いで
引続き20℃の5%塩酸液に20秒間浸漬し水洗後、
第1表の条件でニツケルメツキを施し水洗乾燥
後、同様に第1表のクロメート処理条件でクロメ
ート処理を行ない水洗することなく乾燥し、試片
を作成した。 なお、比較のため第1表の比較例No.1′〜6′に示
した様に表面処理を行なわず或いは行なつて比較
試験用試片を作成した。
【表】
【表】 上記の手順で作成した試片に対して塩水噴霧試
験を行ない耐食性を評価した。その結果を第2表
に示す。
【表】
【表】 第2表から明らかな様に本発明による表面処理
品は極めて耐食性が優れている。即ち、LNG又
はLPGタンク用高ニツケル−鉄合金鋼板その儘
(未処理の状態)のものは(比較例1′)、第2表の
特記事項欄に記入した様に24時間経過時点で既に
90%赤錆が発生している。またニツケル析出量
0.5g/m2、クロム量20mg/m2の試片(比較例5′)
の様にニツケルの析出量が不充分の場合も赤錆の
発生が速く24時間で30%の赤錆となる。他方、ニ
ツケル析出量5g/m2、クロム量3mg/m2の場合
(比較例3′)の様に明らかにクロム量が少ないと
耐食性に乏しい。クロム量が本発明の特許請求範
囲を超え極端に多い場合は、平坦部の耐食性に何
等問題はないが、加工を受けた場合に比較例4′に
示した様に耐食性にバラツキを生じる。 この様に比較例の6′を除いて本発明実施例1〜
7は何れも安定した優れた性能を示している。比
較例6′は耐食性に優れているが後述する様に溶接
性に問題がある。 一般に薄板の溶接施行では抵抗溶接とTIG溶接
とが多用されていることから、抵抗シーム溶接と
TIG溶接とを用いて本発明による実施例1の表面
処理材(Niメツキ+クロメート処理)の溶接性
を評価した。なお比較材として比較例1′の表面処
理を施さない36%ニツケル−鉄合金材(以下、非
処理材と呼ぶ)、比較例6′の電解クロメート処理
材を用いた。
【表】 先ず第3表の条件を用いて実施したシーム溶接
部ナゲツトは電解クロメート処理材の場合は表面
処理被膜の導電性が乏しいため設定電流値から電
流降下を起こし充分なナゲツトが形成されていな
いが、本発明処理材の場合は電流降下を起こすこ
となく、非処理材と全く変わらぬ充分なナゲツト
が形成され良好な溶接部が得られている。
【表】 次に第4表に示したTIG重ね継手溶接条件を用
いて溶接作業性を評価した結果を第5表に示す。
【表】 ○:良好 △:やや劣る
電解クロメート処理材は、非処理材に比べ湯流
れ性が稍々劣り、溶融金属の下板への馴染みが悪
く溶接作業性が悪い。それに対して本発明処理材
は湯流れ性が良好であり、溶融金属の下板への馴
染みにも優れ、非処理材と全く変わらぬ良好な作
業性を有している。 TIG突合せ溶接継手の引張試験、シヤルピー衝
撃試験を実施した結果を第6表及び第7表に示
す。
【表】
【表】 本発明処理材の引張強さを母材(非溶接材)と
比べると少し低いが、非処理材と比べると本発明
処理材の引張強さのみでなく耐力伸びも共に変わ
らぬ値を示す。本発明処理材、非処理材、電解ク
ロメート材は共に伸びが母材(非溶接材)に比べ
て低い値を示すのは、溶接継手のビード部で破断
するためである。本発明処理材のシヤルピー衝撃
値は試験温度20℃及び−196℃共に非処理材及び
母材(非溶接材)と比べても全く劣らぬ値を有
し、衝撃特性も優れている。 以上の様に本発明処理材は非処理材の溶接条件
を全く変えることなく抵抗及び溶融溶接すること
が可能であり、しかも非処理材と同様の優れた溶
接性を有している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 LNG又はLPGタンク用高ニツケル−鉄合金
    鋼板の表面にニツケルとして1〜10g/m2にニツ
    ケルメツキを施した後、その上にクロムとして5
    〜100mg/m2の反応型クロメート皮膜を形成させ
    ることを特徴とするLNG又はLPGタンク用高ニ
    ツケル−鉄合金鋼板の表面処理方法。
JP56098216A 1981-06-26 1981-06-26 Lng又はlpgタンク用高ニッケル―鉄合金鋼板の表面処理方法 Granted JPS581076A (ja)

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JP56098216A JPS581076A (ja) 1981-06-26 1981-06-26 Lng又はlpgタンク用高ニッケル―鉄合金鋼板の表面処理方法
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Publication Number Publication Date
JPS581076A JPS581076A (ja) 1983-01-06
JPS6358228B2 true JPS6358228B2 (ja) 1988-11-15

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ID=14213773

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US (2) US4592965A (ja)
JP (1) JPS581076A (ja)
DE (1) DE3223630A1 (ja)
FR (1) FR2508495B1 (ja)
GB (1) GB2101163B (ja)
NO (1) NO162029C (ja)

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