KR20150032687A - 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재 - Google Patents

내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재 Download PDF

Info

Publication number
KR20150032687A
KR20150032687A KR20150033635A KR20150033635A KR20150032687A KR 20150032687 A KR20150032687 A KR 20150032687A KR 20150033635 A KR20150033635 A KR 20150033635A KR 20150033635 A KR20150033635 A KR 20150033635A KR 20150032687 A KR20150032687 A KR 20150032687A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
corrosion resistance
less
steel material
corrosion
crude oil
Prior art date
Application number
KR20150033635A
Other languages
English (en)
Inventor
다까히로 오자와
신지 사까시따
도꾸따까 다니
사또시 시모야마
사또시 요시다
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20150032687A publication Critical patent/KR20150032687A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

본 발명의 과제는 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재이며, 황이나 황 산화물, 황화물 등의 황 함유 물질이 존재하는 가혹한 부식 환경에 노출된 경우에도, 우수한 내식성을 발현하고, 또한 용접성이나 열간 가공성이 통상의 선박용 강철재와 동등 이상인 강재를 제공하는 것이다.
본 발명의 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재는, C:
0.01 내지 0.30％(질량％), Si: 0.20 내지 1.0％, Mn: 0.50 내지 1.60％, P: 0.005 내지 0.040％, S: 0.005 내지 0.020％, Al: 0.050 내지 0.100％, Cu: 0.20 내지 1.0％, Ni: 0.03％ 이하 (0％를 포함함), Cr: 0.05 내지 0.30％, Zn: 0.001 내지 0.50％, Sn: 0.005 내지 0.050％ 및 Ca: 0.0005 내지 0.0050％를 만족하고, 잔량부가 Fe 및 불가피 불순물인 것에 특징을 갖는다.

Description

내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재 {STEEL MATERIAL WITH EXCELLENT CORROSION RESISTANCE FOR TANK UPPER DECK OF CRUDE OIL TANKER OR FOR HOLD OF BULK CARRIER}
본 발명은 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재에 관한 것이다. 특히, 황화수소, SO2/SO3 등의 부식성 가스나, 석탄, 유분에 포함되는 황 등(이하, 이들을 「황 함유 물질」이라고 총칭하기도 함)이 존재하는 가혹한 부식 환경에서도, 우수한 내식성을 발휘하는 원유 탱커의 탱크 상갑판용 강재 또는 벌크선의 선창용 강재에 관한 것이다.
예를 들어 원유 탱커나, 벌크선과 같이, 원유, 석탄 등의 연료 수송을 목적으로 한 선박에 있어서, 구조재로서 사용되며, 또한 부식 환경에 노출되는 강재에는, 연료의 누설 방지 등을 목적으로, 어떠한 방식 수단을 실시하는 것이 일반적으로 행하여지고 있다. 방식 수단으로서는, (a)방식 도장이나 (b)전기 방식(예를 들어, 아연 등의 희생 양극이나 외부 전원에 의한 전기 방식) 등이 종래부터 알려져 있으며, 양자를 병용하는 경우도 많다.
이 중, (a)방식 도장은, 예를 들어 원유 탱커의 원유 탱크 내에 형성된다. 구체적으로, 원유 탱커의 원유 탱크 내는, 황 함유 물질에 의한 부식이 현저하기 때문에, 탱크를 구성하는 강재의 표면에는, 에폭시 수지계 도료를 사용한 방식 도장이 실시되는 경우가 많다. 이 방식 도장은, 선박에서 일반적으로 사용되는 방식 수단인데, 외적 요인이나 경년 열화 등에 의해, 도막에 손상이 발생하거나, 도장이 박리되거나 하여 방식 성능을 유지할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 방식 도장 후에는, 정기적인 방식 성능의 검사나 유지 보수가 필요하며, 이 유지 보수에 필요로 하는 시간이나 비용이 엄청나다고 하는 문제가 있다.
한편, (b)전기 방식은, 해수 등의 전해질 수용액에 완전히 침지되어서, 전기 회로가 형성되는 부위에는 매우 유효하다. 그러나, 전해질 수용액에 침지되지 않는 원유 탱크 내의 기상부나 벌크선의 선창에서는, 전기 회로가 형성되지 않아, 전기 방식 효과가 불충분하다고 하는 문제가 있다.
이상으로부터, 선박의 안전성 향상이나 장기 수명화를 위해서, 외적 요인 등에 의해 방식 도장이 열화된 부위나 전기 방식을 채용할 수 없는 부위에서도, 우수한 내식성을 발휘하는 강재가 요구되고 있다.
상기 요구에 대하여, 지금까지는 강재의 화학 성분을 조정함으로써, 강재 자신의 내식성을 향상시키는 기술이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1). 상세하게는, 특허문헌 1에, Cr: 0.1mass％ 초과 0.5mass％ 이하, Cu: 0.03 내지 0.4mass％를 첨가한 강에, W, Mo, Sn, Sb, Ni 및 Co 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 첨가하고, 또한 그들의 성분이 어떤 특정한 관계를 만족시키도록 하면, 탱커 유조부 내에서, 미도장 상태 및 도장 후 중 어느 경우에 있어서도 우수한 내식성(내전면 부식성, 내국부 부식성)을 발휘하는 것이 개시되어 있다. 이와 같이 강재의 화학 성분을 조정함으로써, 종래의 방식 수단보다도 어느 정도 우수한 방식성을 확보할 수 있다고 생각된다.
그러나, 벌크선의 선창이나 원유 탱크 갑판의 이면(원유 측) 등의, 황 함유 물질이 존재하는 가혹한 부식 환경 하에서는, 이 특허문헌 1의 기술에 의해서도 충분한 내식성을 확보하는 것이 곤란하며, 가일층의 내식성의 향상이 요구되고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2010-222701호 공보
본 발명은 상기와 같은 사정에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 황이나 황 산화물, 황화물 등의 황 함유 물질이 존재하는 가혹한 부식 환경에 노출되는 경우에도, 우수한 내식성을 발현하고, 또한 용접성이나 열간 가공성이 통상의 선박 구조용 강과 동등 이상인, 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재는, C: 0.01 내지 0.30％(질량％의 의미, 이하 동일함), Si: 0.20 내지 1.0％, Mn: 0.50 내지 1.60％, P: 0.005 내지 0.040％, S: 0.005 내지 0.020％, Al: 0.050 내지 0.100％, Cu: 0.20 내지 1.0％, Ni: 0.03％ 이하(0％를 포함함), Cr: 0.05 내지 0.30％, Zn: 0.001 내지 0.50％, Sn: 0.005 내지 0.050％ 및 Ca: 0.0005 내지 0.0050％를 만족하고, 잔량부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 것에 특징을 갖는다.
상기 강재는, Ti: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음)를 더 함유하고 있어도 된다.
상기 강재는, Co: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음) 및 Mo: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 더 포함하고 있어도 된다.
또한 상기 강재는, Bi: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음) 및 Sb: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 더 포함하고 있어도 된다.
본 발명에 따르면, 규정의 성분 조성을 만족하는 강재로 함으로써, 후술하는 작용이 발휘되어서 우수한 내식성을 확보할 수 있다. 본 발명의 강재는, 특히 황 함유 물질이 존재하는 가혹한 부식 환경에 노출되는 부위, 즉, 원유 탱커의 탱크 상갑판이나, 벌크선의 선창에 적합하게 사용된다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 하기의 지식을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.
즉, 부식 환경에서는, 부식 생성물로서 산화철이나 옥시 수산화철 등의 소위 철녹이 강재 표면에 형성된다. 종래부터, 이들 부식 생성물이, 강재 표면을 보호하고, 내식성의 확보에 기여하는 것은 잘 알려져 있다.
본 발명자들은, 원유 탱크 내 등의 기상부나 벌크선의 저판부와 같은 황 함유 물질이 존재하는 가혹한 부식 환경에서의 내식성 향상을 목적으로, 이 부식 환경의 부식 메커니즘과, 이 부식 환경에서 강재 표면에 형성되는 부식 생성물과, 강재의 내식성의 관계에 대해서 예의 연구를 행하였다. 그 결과, 상기 황 함유 물질이 존재하는 가혹한 부식 환경에서는, 철녹 이외의 부식 생성물도, 강재의 내식성 발현에 기여하는 것을 발견하였다.
구체적으로는,
(i)Cu 황화물을 비롯한 침전성 화합물에 의해 형성된 피막(침전성 화합물 피막)과, Cr, Si 및 P를 함유시킴으로써 형성되는, CrwOx, SiuOv 및 PyOz(첨자의 w, x, u, v, y, z는 변수. 이하 동일함)를 포함하는 안정된 산화 피막의 2종류의 피막이 형성됨으로써, 부식 생성물로서 철녹만이 형성되는 경우보다도 현저하게 내식성이 향상되는 것을 발견하였다.
또한, 하기 (ii) 내지 (v)에 개시하는 바와 같이, 그 밖의 성분으로서 특히 Al, Zn, Sn, Ca가 내식성의 향상에 기여하는 것 및 본 발명에서 Ni는 오히려 내식성의 향상을 저해하는 원소인 것을 함께 발견하였다.
(ii)Al을 함유시킴으로써, 산화 피막의 치밀함이 향상됨과 함께, 상기 C rwOx, SiuOv 및 PyOz를 포함하는 산화 피막의 형성 속도가 빨라져, 이 부식의 진전을 억제하는 녹층의 형성이 촉진됨으로써, 내식성이 높아지는 것,
(iii)Ni는, 종래의 내식 강재(예를 들어 내후성 강재)에서는, 양호한 철녹의 형성에 기여하고, 강재의 내식성을 높이는 것이 알려져 있다. 그러나, S를 많이 포함하는 부식 환경 하에서는, Ni가 Cu와 경합하여, 상기 (i)의 침전성 화합물 피막의 생성에 대하여 악영향을 미친다. 또한 Ni는, S를 많이 포함하는 부식 환경 하에서는, 수소 과전압을 저하시켜서 캐소드(Cathode) 반응을 촉진시킨다. 따라서 본 발명에서는, Ni를 함유시키지 않거나, 함유시킨다고 하더라도 미량으로 할 필요가 있는 것,
(iv)Zn 및 Sn을 함유시킴으로써, 강재의 수소 과전압이 증가하여, 캐소드 반응이 억제되어서 내식성이 높아지는 것,
(v)Ca를 함유시킴으로써, 국소적인 수소 이온 농도 증가에 수반하는 공식의 진전이 억제되는 것.
그리고 본 발명에서는, 상기 (i) 내지 (v)에 의한 상승 효과를 충분히 발휘시킴과 함께, 선박용 강철재로서 필요한 강도나, 인성, 용접성 등을 구비하기 위해서, 성분 조성에 대해서 검토한 결과, 하기의 범위로 하면 되는 것을 발견하였다.
이하, 본 발명 강재의 성분 범위의 규정 이유에 대해서 설명한다.
〔C: 0.01 내지 0.30％〕
C는, 강재의 강도 확보를 위해서 필요한 원소이다. 선박의 구조 부재로서 요구되는 강도를 얻기 위해서는, C을 0.01％ 이상 함유시킬 필요가 있다. C량은, 바람직하게는 0.07％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.10％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.12％ 이상이다. 한편, C량이 0.30％를 초과하면 인성이 열화된다. 따라서, C량의 상한을 0.30％로 하였다. C량은, 바람직하게는 0.26％ 이하, 보다 바람직하게는 0.23％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.20％ 이하이다.
〔Si: 0.20 내지 1.0％〕
Si는, 부식 환경에서 Si 산화물을 강재 표면에 형성하고, 내식성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 이러한 작용은, 특히 S에 의해 부식이 진전되는 환경에서 효과가 크다. 본 발명에서는 상기 효과를 발휘시키기 위해서, Si를 0.20％ 이상 함유시킨다. Si량은, 바람직하게는 0.31％ 이상, 보다 바람직하게는 0.40％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.45％ 이상이다. 한편, Si량이 1.0％를 초과하면, 국소적으로 Si가 편석되어서 철녹의 팽창의 원인이 되며, 내식성을 악화시킨다. 따라서, Si량의 상한을 1.0％로 하였다. Si량의 바람직한 상한은 0.87％이며, 보다 바람직한 상한은 0.78％이며, 더욱 바람직한 상한은 0.68％이다.
〔Mn: 0.50 내지 1.60％〕
Mn은, S와 결합해서 MnS를 형성하고, 그 주위로부터 국부 부식이 진전되기 때문에, 내식성에 악영향을 미치는 원소이다. 따라서, 본 발명에서는, Mn량의 상한을 1.60％로 정하였다. Mn량의 바람직한 상한은 1.20％, 보다 바람직한 상한은 1.1％, 더욱 바람직한 상한은 1.0％이다. 한편, Mn은, 탈산 및 강도 확보를 위해서 필요한 원소이기도 하다. 따라서, Mn량은 0.50％ 이상으로 하였다. 바람직하게는 0.60％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.75％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.80％ 이상이다.
〔P: 0.005 내지 0.040％〕
P는, 부식 환경에서, 강재 표면이 산화된 경우에, 인산염을 생성해서 Cu의 황화물을 안정화시키는 작용이 있기 때문에, 내식성 향상에 필요한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, P량을 0.005％ 이상으로 할 필요가 있다. P량은, 바람직하게는 0.010％ 이상, 보다 바람직하게는 0.013％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.015％ 이상이다. 그러나, P가 과잉으로 포함되어 있으면, 인산이 국소적으로 집중해서 발생하여, 공식을 발생시킬 우려가 있다. 따라서 본 발명에서는 P량을 0.040％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.034％ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.030％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.025％ 이하이다.
〔S: 0.005 내지 0.020％〕
S는, 부식 환경에서 용출된 경우에, Cu와 함께 강재 표면에 침전성 화합물 피막을 생성해서 부식 용해 반응을 저감시키는 작용이 있기 때문에, 내식성 향상에 필요한 원소이다. 이러한 작용은, 부식 환경에 S가 존재하는 경우에 효과가 크다. 이 효과를 충분히 발휘시키기 위해서, 본 발명에서는 S량을 0.005％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.008％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.010％ 이상이다. 한편, S가 과잉으로 포함되면, 불필요한 S가 수소 이온과 결합하여 캐소드 반응을 촉진시켜서, 공식의 원인이 되며, 오히려 내식성을 악화시킨다. 따라서 S량은 0.020％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.017％ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.015％ 이하이다.
〔Al: 0.050 내지 0.100％〕
Al은, 안정된 Al 산화물 피막을 강재 표면에 생성하여, 부식 용해 반응을 저감시키는 작용이 있기 때문에, 내식성 향상에 필요한 원소이다. 또한 전술한 바와 같이, 산화 피막의 치밀함을 향상시킴과 함께, CrwOx, SiuOv 및 PyOz를 포함하는 산화 피막의 형성 속도를 빠르게 하여, 부식의 진전을 억제하는 녹층의 형성을 촉진시킴으로써, 내식성을 높일 수 있는 유효한 원소이다. 나아가, Si나 Mn과 마찬가지로 탈산 및 강도 확보를 위해서 필요한 원소이기도 하다. 이들 효과를 발휘시키기 위해서, 본 발명에서는 Al량을 0.050％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.056％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.061％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.065％ 이상이다. 한편, Al이 0.100％를 초과해서 과잉으로 포함되면, 국소적으로 Al이 편석되어서 철녹의 팽창의 원인이 되어 내식성을 악화시킨다. 따라서, 본 발명에서는 Al량의 상한을 0.100％로 하였다. 바람직한 상한은 0.085％이며, 보다 바람직한 상한은 0.080％, 더욱 바람직한 상한은 0.075％, 특히 바람직한 상한은 0.070％이다.
[Cu: 0.20 내지 1.0％〕
Cu는, 부식 환경에서 용출된 경우에, 강재 표면에, 치밀한 침전성 화합물(Cu황화물) 피막을 형성하여, 부식 반응을 저감시키는 작용을 갖고 있으며, 내식성의 향상에 필요한 원소이다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해서, Cu량을 0.20％ 이상으로 하였다. 바람직하게는 0.25％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.30％ 이상이다. 그러나 Cu를 과잉으로 함유시키면, 용접성이나 열간 가공성의 열화가 발생할 뿐만 아니라, 강 중 Cu와 그 주변의 전위 차에 의해 국부 부식이 발생할 우려가 있다. 따라서, Cu량은 1.0％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.78％ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.65％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.50％ 이하이다.
〔Ni: 0.03％ 이하(0％를 포함함)〕
Ni는, 전술한 바와 같이, 일반적으로는 내식성을 향상시키는 원소이지만, S를 많이 포함하는 부식 환경 하에서는, 캐소드 반응을 매우 촉진시켜서, 공식의 원인이 되어 내식성을 오히려 악화시킨다. 또한, S를 많이 포함하는 부식 환경 하에서는, Ni는 Cu와 경합하여 침전성 화합물 피막의 생성에 대하여 악영향을 미친다. 따라서 본 발명에서는, Ni량을 0.03％ 이하로 억제한다. 바람직하게는 0.01％ 이하이며, 가장 바람직하게는 0％이다.
〔Cr: 0.05 내지 0.30％〕
Cr은, 부식 환경에서 용출된 경우에, 강재 표면에 치밀한 침전성 화합물 피막을 형성하여, 부식 반응을 저감시키는 작용을 갖고 있으며, 내식성 향상에 필요한 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Cr를 0.05％ 이상 함유시킬 필요가 있다. Cr량은 바람직하게는 0.11％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.13％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.15％ 이상이다. 그러나 Cr를 과잉으로 함유시키면, 부식 선단 부분의 pH 저하를 초래하여 공식이 발생되기 쉬워져, 내식성이 오히려 열화된다. 따라서, 본 발명에서는 Cr량을 0.30％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.27％ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.23％ 이하이다.
〔Zn: 0.001 내지 0.50％〕
Zn은, 강재 중에 함유됨으로써, 부식 환경에서 강재 표면의 수소 과전압을 증가시켜, 캐소드 반응을 억제함으로써 내식성을 향상시키는 효과를 갖는다. 또한, Cu와 마찬가지로 강재 표면에 치밀한 침전성 화합물 피막을 형성하여, 부식 반응을 저감시키는 작용을 갖고 있다. 본 발명에서는, 이들 효과를 충분히 발휘시키기 위해서, Zn을 0.0O1％ 이상 함유시킨다. 바람직하게는 0.005％ 이상, 보다 바람직하게는 0.015％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.020％ 이상, 특히 바람직하게는 0.025％ 이상이다. 한편, Zn이 과잉으로 포함되어 있으면, 강 중 Zn과 그 주변의 전위 차에 의해 국부 부식이 발생한다. 따라서 본 발명에서는 Zn량의 상한을 0.50％로 하였다. 바람직한 상한은 0.33％이며, 보다 바람직한 상한은 0.10％이며, 더욱 바람직한 상한은 0.065％이다.
〔Sn: 0.005 내지 0.050％〕
Sn은, Zn과 마찬가지로, 강재 표면의 수소 과전압을 증가시켜, 캐소드 반응을 억제하는 효과가 있다. 또한 Cu와 마찬가지로, 강재 표면에 치밀한 침전성 화합물 피막을 형성하여, 부식 반응을 저감시키는 작용을 갖고 있다. 이들 효과를 발휘시키기 위해서, Sn량을 0.005％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.010％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.014％ 이상이다. 한편, Sn이 과잉으로 포함되어 있으면, 강 중 Sn과 그 주변의 전위 차에 의해 국부 부식이 발생하여, 내식성이 오히려 저하된다. 따라서 Sn량의 상한을 0.050％로 한다. 바람직한 상한은 0.045％이며, 보다 바람직한 상한은 0.040％, 더욱 바람직한 상한은 0.035％이다.
〔Ca: 0.0005 내지 0.0050％〕
부식 환경에서 공식이 발생한 경우, 공식의 진전은, 국소적인 수소 이온 농도 증가에 수반하여 발생한다. Ca는, 공식 내에 용해되어 pH의 저하를 억제하고, 공식의 진전을 억제하는 원소이다. 이 Ca의 효과를 발휘시키기 위해서, 본 발명에서는 Ca량을 0.0005％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.0012％ 이상이다. 그러나 Ca가 과잉으로 포함되어 있으면, 국소적으로 Ca가 편석되어서 철녹의 팽창의 원인이 되어 내식성을 악화시킨다. 따라서 본 발명에서는 Ca량의 상한을 0.0050％로 하였다. 바람직한 상한은 0.0043％이다.
본 발명 강재의 기본적인 성분 조성은 상기와 같으며, 잔량부는 철 및 불가피 불순물로 이루어지는 것이다. 또한, 하기에 개시하는 바와 같이, 상기 원소 외에, Ti, Co 및/또는 Mo, Bi 및/또는 Sb을 더 함유시켜서, 내식성을 더 높일 수도 있다.
〔Ti: 0.050％ 이하 (0％를 포함하지 않음)〕
Ti는, 부식 환경에서 공식이 발생된 경우에, 공식 내에 용해되어서 pH의 저하를 억제하고, 공식의 진전을 억제해서 내식성을 확보하는데 유용한 원소이다. 이 효과를 발휘시키기 위해서는, Ti를 0.010％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.015％ 이상이다. 한편, Ti량이 과잉이 되면, 국소적으로 Ti가 편석되어서 철녹의 팽창의 원인이 되어 내식성을 악화시킨다. 상기 관점에서, Ti량의 상한은 0.050％로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 상한은 0.045％이다.
〔Co: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음) 및 Mo: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소〕
Co는, 내식성 향상에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 함유시킬 수 있다. 상세하게는 Co는, 안정된 Co 산화물을 포함하는 피막을 강재 표면에 형성하여, 부식 용해 반응을 저감시키는 작용이 있다. 이 효과를 발휘시키기 위해서는, 0.001％ 이상 함유시키는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.005％ 이상이다. 그러나, Co량이 0.050％를 초과하면, 국소적으로 Co가 편석되어서 철녹의 팽창의 원인이 되어 내식성을 악화시킨다. 따라서 Co를 함유시키는 경우에는, Co량의 상한을 0.050％로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.041％ 이하이다.
Mo도, 내식성 향상에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 함유시킬 수 있다. 상세하게는 Mo는, 상기 Co와 마찬가지로, 안정된 Mo 산화물을 포함하는 피막을 강재 표면에 형성하여, 부식 용해 반응을 저감시키는 작용이 있다. 이 효과를 발휘시키기 위해서는, 0.001％ 이상 함유시키는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.005％ 이상이다. 그러나, Mo량이 0.050％를 초과하면, 국소적으로 Mo가 편석되어서 철녹의 팽창의 원인이 되어 내식성을 악화시킨다. 따라서 Mo를 함유시키는 경우에는, Mo량의 상한을 0.050％로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.040％ 이하이다.
〔Bi: 0.050％ 이하 (0％를 포함하지 않음) 및 Sb: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소〕
Bi는, 내식성 향상에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 함유시킬 수 있다. 상세하게는 Bi는, 부식 환경에서 용출된 경우에, 강재 표면에 치밀한 침전성 화합물 피막을 형성하여, 부식 반응을 저감시킴으로써, 내식성을 향상시키는 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Bi를 0.010％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.014％ 이상이다. 그러나 Bi를 과잉으로 함유시키면, 용접성이나 열간 가공성이 열화될 뿐만 아니라, 강 중 Bi와 그 주변의 전위 차에 의해 국부 부식이 발생한다. 따라서 Bi량은 0.050％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.046％ 이하이다.
Sb도, 내식성 향상에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 함유시킬 수 있다. 상세하게는 Sb는, 상기 Bi와 마찬가지로, 부식 환경에서 용출된 경우에, 강재 표면에 치밀한 침전성 화합물 피막을 형성하여, 부식 반응을 저감시킴으로써, 내식성을 향상시키는 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Sb를 0.010％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.014％ 이상이다. 그러나 Sb를 과잉으로 함유시키면, 용접성이나 열간 가공성이 열화될 뿐만 아니라, 강 중 Sb와 그 주변의 전위 차에 의해 국부 부식이 발생한다. 따라서 Sb량은 0.050％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.046％ 이하이다.
본 발명의 강재는, 상기 성분 조성을 조정하는 것을 제외하고, 일반적으로 행하여지고 있는 조건으로 제조할 수 있다.
본 발명의 강재는, 특히 황 함유 물질이 존재하는 가혹한 부식 환경에 노출되는 부위, 즉 원유 탱커의 탱크 상갑판이나, 벌크선의 선창에 사용된다. 본 발명의 강재는, 내식성이 우수하므로, 도장 없이, 상기 원유 탱커의 탱크 상갑판이나 벌크선의 선창에 사용할 수 있다. 또한 필요에 따라서, 초기의 철녹 방지를 목적으로 한 징크 리치 페인트나 숍 프라이머 등의 처리를 실시해도 된다. 또한 도장을 실시해도 문제없이 사용할 수 있다. 상기 도장에 사용하는 도료로서는, 타르 에폭시 수지계 도료, 변성 에폭시 수지 도료, 또는 그 이외의 대표적인 중(重)방식 도료 등을 들 수 있다. 또한 전기 방식(유전 양극법, 외부 전원법) 등의 다른 방식 방법과 병용해도 된다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 원래부터 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 전·후술하는 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
[시험용재의 제작]
표 1, 2에 나타내는 성분 조성(잔량부는 철 및 불가피 불순물)을 만족하는 강재를, 전기로에 의해 용제하고, 열간 압연 및 필요에 따라서 열 처리를 실시해서 판 두께 10㎜의 강 소재를 얻었다. 그리고, 이 강 소재로부터 크기 30×30×5(㎜)의 테스트 피스(TP)을 잘라내었다. 이어서 TP를, 습식 회전 연마기에 의해 SiC#600까지 전체면을 연마하고, 수세 및 아세톤 세정을 행하고, 건조시키고 나서, 하기의 시험에 사용하였다.
[부식 시험 방법]
상기 TP를 사용하고, 원유 탱커의 탱크 상부 구조 및 벌크선(벌커)의 선창을 모의하여, 0.01mol 황산 수용액(실온)에 3일간 침지시키는 부식 시험을 행하였다. 본 부식 시험에는, 표 1, 2에 나타낸 N0. 1 내지 55의 강재의 TP를 각각 5매 사용하였다. 상기 침지 후는, 10％ 시트르산 수소 암모늄 수용액(실온)에 TP를 침지시켜서 음극 전해를 행하고, TP 표면에 형성되어 있었던 부식 생성물을 제거하고 나서, 수세 및 아세톤 세정하고, 건조시킨 후에, 하기와 같이 TP 표면 형상의 평가를 행하였다.
[TP 표면 형상의 평가]
부식을 표현하는 측정 파라미터로서 「1. 공식의 유무」 「2. 국부 부식의 유무」 「3. 표면 팽창의 유무」의 3가지를 대상으로 하였다. 이 1 내지 3의 측정 파라미터의 평가 기준은 하기와 같다. 그리고, 각 측정 파라미터에 대해서, TP 5매 중 4매 이상이 하기 부식이 없는 경우를 ○, TP 5매 중 3매가 하기 부식이 없는 경우를 △, 그 이외를 ×로 하였다. 그리고 종합 판정으로서, 상기 3종의 측정 파라미터 중, 1 내지 3의 모두가 ○인 것을 ◎, 1 내지 3 중 2개가 ○이고 1개가 △인 것을 ○, 그 이외를 ×로 하였다. 그 결과를 표 1, 2에 나타낸다.
(측정 파라미터의 평가 기준)
1. 공식의 유무
강재 표면(30㎜×30㎜의 표리면 2면)에, 직경(원 상당 직경) 0.5㎜ 이상의 구멍이 5개 이상 분산되어 있는 경우를, 공식있음으로 판단하였다. 또한, 2개 이상의 구멍이 붙어있는 것은 1개로 카운트하였다.
2. 국부 부식의 유무
강재 측면(30㎜×5㎜의 4면)에, 직경(원 상당 직경) 1.0㎜ 이상의 구멍이 1개라도 발생되어 있는 경우를, 국부 부식있음으로 판단하였다.
3. 표면 팽창의 유무
TP 표면에 직경(원 상당 직경) 0.1㎜ 이상의 반구가 10개 이상 분포되어 있는 경우를 「표면의 팽창」 있음으로 판단하였다.
Figure pat00001
Figure pat00002
표 1, 2에 의해 다음과 같이 고찰할 수 있다. 즉, 본 발명에서 규정하는 성분 조성을 만족하는 것은, 부식 시험에서 공식, 국부 부식, 팽창 중 어느 것에 대해서도 거의 발생하지 않고, 우수한 내식성을 발휘하고 있는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 본 발명에서 규정하는 성분 조성을 만족하지 않는 것은, 부식이 현저하며, 내식성이 떨어져 있다.

Claims (2)

  1. C: 0.01 내지 0.30％(질량％의 의미, 이하 동일함),
    Si: 0.20 내지 1.0％,
    Mn: 0.50 내지 1.60％,
    P: 0.005 내지 0.040％,
    S: 0.011 내지 0.020％,
    Al: 0.050 내지 0.100％,
    Cu: 0.20 내지 1.0％,
    Ni: 0.01％ 이하(0％를 포함함),
    Cr: 0.05 내지 0.30％,
    Zn: 0.001 내지 0.50％,
    Sn: 0.005 내지 0.050％, 및
    Ca: 0.0005 내지 0.0050％를 만족하고, 잔량부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 황 함유 물질이 존재하는 가혹한 부식 환경에서도 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재.
  2. 제1항에 있어서, 이하의 (a) 내지 (c)군 중 적어도 1군을 더 포함하는, 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재.
    (a)Ti: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음),
    (b)Co: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음) 및 Mo: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상,
    (c)Bi: 0.050％ 이하(0％를 포함하지 않음) 및 Sb: 0.05O％ 이하(0％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상.
KR20150033635A 2011-07-27 2015-03-11 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재 KR20150032687A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011164210A JP5662894B2 (ja) 2011-07-27 2011-07-27 耐食性に優れた原油タンカーのタンク上甲板用またはバラ積み船の船倉用鋼材
JPJP-P-2011-164210 2011-07-27

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120081530A Division KR20130014028A (ko) 2011-07-27 2012-07-26 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150032687A true KR20150032687A (ko) 2015-03-27

Family

ID=47572055

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120081530A KR20130014028A (ko) 2011-07-27 2012-07-26 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재
KR20150033635A KR20150032687A (ko) 2011-07-27 2015-03-11 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120081530A KR20130014028A (ko) 2011-07-27 2012-07-26 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5662894B2 (ko)
KR (2) KR20130014028A (ko)
CN (1) CN102899570A (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5814864B2 (ja) * 2012-06-12 2015-11-17 株式会社神戸製鋼所 船舶用耐食鋼材
WO2018066017A1 (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 Ｊｆｅスチール株式会社 石炭船および石炭・鉱石兼用船ホールド用鋼材ならびに船舶
KR101889195B1 (ko) * 2016-12-22 2018-08-16 주식회사 포스코 황화물을 포함하는 결로 환경에서 내식성이 우수한 강재 및 그 제조방법
EP3575428A4 (en) * 2017-01-24 2020-07-22 Nippon Steel Corporation STEEL MATERIAL AND ITS MANUFACTURING PROCESS
CN108248150A (zh) * 2018-01-30 2018-07-06 宝鸡文理学院 一种耐腐蚀复合金属材料
CN109457168B (zh) * 2018-12-24 2021-07-06 宁波正直科技有限公司 家用燃气灶燃气管合金及其制备方法和燃气管
CN109628843B (zh) * 2019-02-12 2020-05-29 鞍钢股份有限公司 屈服强度450MPa级运煤敞车用耐蚀钢及其制造方法
CN109628842B (zh) * 2019-02-12 2020-05-29 鞍钢股份有限公司 屈服强度550MPa级运煤敞车用耐蚀钢及其制造方法
CN109628841B (zh) * 2019-02-12 2020-05-29 鞍钢股份有限公司 屈服强度350MPa级运煤敞车用耐蚀钢及其制造方法
CN109628844B (zh) * 2019-02-12 2020-05-29 鞍钢股份有限公司 屈服强度700MPa级运煤敞车用耐蚀钢及其制造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006118002A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Kobe Steel Ltd 石油類タンク用鋼材
JP4393291B2 (ja) * 2004-06-29 2010-01-06 株式会社神戸製鋼所 耐食性に優れた船舶用鋼材
JP4579837B2 (ja) * 2006-01-25 2010-11-10 株式会社神戸製鋼所 耐食性および脆性破壊発生特性に優れた船舶用鋼材
JP4502075B1 (ja) * 2008-12-24 2010-07-14 Ｊｆｅスチール株式会社 原油タンカー用耐食鋼材
JP5353283B2 (ja) * 2009-02-12 2013-11-27 Ｊｆｅスチール株式会社 船舶用耐食鋼材およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013028830A (ja) 2013-02-07
KR20130014028A (ko) 2013-02-06
CN102899570A (zh) 2013-01-30
JP5662894B2 (ja) 2015-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150032687A (ko) 내식성이 우수한 원유 탱커의 탱크 상갑판용 또는 벌크선의 선창용 강재
JP4502075B1 (ja) 原油タンカー用耐食鋼材
KR101382009B1 (ko) 내식성이 우수한 선박용 강재
WO2013111355A1 (ja) 石炭船または石炭・鉱石兼用船ホールド用の耐食鋼
JP5845646B2 (ja) 石炭船および石炭・鉄鉱石兼用船ホールド用耐食鋼
JP5058574B2 (ja) 電気防食される船舶バラストタンク用防錆鋼板および船舶バラストタンクの防錆方法
JP5453840B2 (ja) 耐食性に優れた船舶用鋼材
JP2013227610A (ja) 石炭船または石炭・鉱石兼用船ホールド用の耐食鋼
JP6180956B2 (ja) 耐食性に優れる塗装鋼材
JP2007063610A (ja) 原油タンク用耐食鋼材
KR20080097479A (ko) 원유 저장 탱크용 내식 강재 및 원유 저장 탱크
JP2016084489A (ja) 耐食性に優れた船舶用溶接継手
JP5702683B2 (ja) ばら積貨物船用耐食鋼材およびばら積貨物船の船倉
JP2007291494A (ja) 原油タンク用耐食鋼材および原油タンク
JP5814864B2 (ja) 船舶用耐食鋼材
JP6493019B2 (ja) バラストタンク用耐食鋼材
JP2012149296A (ja) 耐食性に優れた構造部材用鋼材
KR101597481B1 (ko) 내이종 금속 접촉 부식성이 우수한 강재 및 용접 조인트
JP2013151741A (ja) 石炭船および石炭・鉱石兼用船ホールド用の耐食鋼
JPH0734196A (ja) 耐久性に優れたバラストタンク
JP5862464B2 (ja) 石炭船または石炭・鉱石兼用船の船倉用耐食鋼
JP5949526B2 (ja) 石炭船および石炭・鉱石兼用船ホールド用耐食鋼
JP5284769B2 (ja) 耐食性に優れた原油タンク天井用鋼材、原油タンクおよび原油タンカーの上甲板
JPH0734197A (ja) 耐久性に優れたバラストタンク

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
WITN Withdrawal due to no request for examination