TWI534275B

TWI534275B - Crude oil tank roof and floor steel and crude oil storage tank

Info

Publication number: TWI534275B
Application number: TW103143318A
Authority: TW
Inventors: Shiro Tsuri; Tsutomu Komori
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-05-21
Also published as: KR20160085311A; JP6048385B2; WO2015087532A1; CN105793454A; KR101786413B1; JP2015113507A; TW201536931A

Description

原油儲槽頂板及底板用鋼材以及原油儲槽

本發明是關於：將鋼材予以焊接所形成的原油油輪的油槽、用來輸送或者儲藏原油的儲槽(以下，總稱為「原油儲槽」)。具體而言，是關於：減少了發生在原油儲槽的頂棚部、側壁部的全面腐蝕以及發生在原油儲槽的底部的局部腐蝕之原油儲槽用鋼材，以及由該鋼材所構成的原油儲槽。

此外，本發明的原油儲槽用鋼材，是包含：厚鋼板、薄鋼板以及型鋼。

油輪的原油儲槽的內面，尤其是被使用在上甲板背面以及側壁上部的鋼材，會產生全面腐蝕的這種事情是已知的。產生這種全面腐蝕的原因，係可舉出下列的因素：(1)因為晝夜的溫度差的緣故，反覆地在鋼板表面產生露水與乾燥的現象(反覆乾溼現象)；(2)被灌入到原油儲槽內之防爆用的惰性氣體(O₂約佔4vol%、CO₂約佔13vol%、SO₂約佔0.01vol%、其餘部分則是以N₂作為代表成分的鍋爐或者引擎的排廢氣等)中的O₂、CO₂、SO₂溶解到結露水中；(3)從原油揮發出來的H₂S等腐蝕性氣體溶解到結露水中；(4)清洗原油儲槽時所使用的海水殘留下來。

這些因素也可以根據每隔兩年半就實施一次的實船的例行船塢檢查時，從強酸性的結露水中檢測到硫酸離子、氯化物離子的結果來得知。

又，以因腐蝕而生成的鐵鏽作為觸媒而導致H₂S受到氧化的話，將會在鐵鏽中產生層狀的固體S，這些腐蝕生成物很容易剝離而脫落且堆積在原油儲槽的底部。因此，就現狀而言，在做例行的船塢檢查時，必須耗費很多的費用來執行：儲槽上部的修補、儲槽底部的堆積物的回收工作。

另一方面，被當作油輪的原油儲槽等的底板來使用的鋼材，以往曾經被以為是：因為原油本身的腐蝕抑制作用、形成於原油儲槽內面之源自原油的保護性披覆膜(油性披覆膜)的腐蝕抑制作用，將不會有腐蝕的發生。然而，根據最近的研究得知：在儲槽底板的鋼材，會發生碗型的局部腐蝕(孔蝕)。

引起這種局部腐蝕的原因，可以例舉出下列因素：(1)存在著：溶解著高濃度以氯化納為首的鹽類之凝集水；(2)因過度的洗淨導致油性披覆膜的脫離； (3)含在原油中的硫化物的高濃度化；(4)溶解於結露水中的防爆用惰性氣體中的O₂、CO₂、SO₂等的高濃度化。

實際上，在實船的例行船塢檢查時，根據對於滯留在原油儲槽內的水進行分析的結果，係檢測出高濃度的氯化物離子和硫酸離子。

然而，用來防止上述的全面腐蝕、局部腐蝕之最有效的方法，是在鋼材表面實施重度塗裝，將鋼材與腐蝕環境予以阻隔開來。但是，原油儲槽的塗裝作業，不僅其塗佈面積很龐大，因為塗膜的劣化，必須每相隔大約10年，就要進行一次重新上漆，因此會在檢查、塗裝方面產生很龐大的費用。此外，有人指稱：重度塗裝後的塗膜之受到損傷的部分，在原油儲槽的腐蝕環境下，反而是會助長腐蝕的進展。

針對於上述的這種腐蝕問題，有人提出幾種技術方案，係改善鋼材本身的耐腐蝕性，以謀求改善在原油儲槽的腐蝕環境下的耐腐蝕性的技術。

例如專利文獻1所揭示的技術，係將：以質量%計，含有C：0.001~0.2%、Si：0.01~2.5%、Mn：0.1~2%、P：0.03%以下、S：0.02%以下、Cu：0.01~1.5%、Al：0.001~0.3%、N：0.001~0.01%，又含有Mo：0.01~0.5%以及W：0.01~1%之中的一種或兩種，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質之鋼材，以同種鋼材進行焊接來形成焊接連接部時，係以焊接金屬中的Cu、Mo、W的含量符合下列3個數式的條件的方式，來形成焊接連接部的技術。

3≧焊接金屬的Cu含量(質量%)/鋼材的Cu含量(質量%)≧0.15

3≧(焊接金屬的Mo含量+W含量(質量%))/(鋼材的Mo含量+W含量(質量%))≧0.15

-0.3≦焊接金屬的Cu含量(質量%)-鋼材的Cu含量(質量%)≦0.5

又，專利文獻2所揭示的技術，係將：以質量%計，含有C：0.001~0.2%、Si：0.01~2.5%、Mn：0.1~2%、P：0.03%以下、S：0.02%以下、Cu：0.01~1.5%、Al：0.001~0.3%、N：0.001~0.01%，又含有Mo：0.01~0.5%以及W：0.01~1%之中的一種或兩種，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質之鋼材，以同種鋼材進行焊接來形成原油油槽時，係以焊接金屬中的Cu、Mo、W的含量符合下列兩個數式的條件的方式，來形成焊接連接部的技術。

3≧焊接金屬的Cu含量(質量%)/鋼材的Cu含量(質量%)≧0.15

〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

專利文獻1：日本特開2005-21981號公報

專利文獻2：日本特開2005-23421號公報

基於保護海洋環境，且為了使原油油輪可以安全地航行的重要工作之一，就是要進行管理，不要讓原油儲槽中的原油洩漏出來，因此必須防止：因原油儲槽的腐蝕而導致貫穿孔的發生。所以每相隔兩年半，油輪進入船塢進行檢查時，就必須針對於原油儲槽的底板的腐蝕狀況加以調查，針對於深度超過4mm的孔蝕進行修補，為了要削減原油油輪的維持管理費，有人提議將耐腐蝕鋼應用到油輪身上，來當作用來抑制：深度超過4mm的孔蝕發生的手段之一。

然而，專利文獻1以及2所揭示的技術，是很難在兩年半的期間，將發生在油輪底板以及焊接連接部的局部腐蝕(孔蝕)，予以抑制在4mm以下。因為根據近年來所進行的實船的腐蝕調查，得知：發生在油輪底板以及焊接部的孔蝕內部的溶液的pH值是1.0以下。一般而言，已知在酸性液中的鋼材腐蝕速度，是取決於氫還原反應，係隨著pH值的降低，腐蝕速度將會飛躍性的變大。因此，根據上述專利文獻1以及2的實施例所記載的這種pH值為2.0的浸泡試驗，並無法說是可以充分地反映出實船中的腐蝕環境。

另一方面，作為用來抑制：發生在油輪的上甲板的全面腐蝕的例子，在專利文獻1以及2所記載的發明例中，即使是腐蝕速度最低的情況下，也還是有0.11mm/年的程度。相對於此，在實際的原油油輪，其耐用年數是25年，油輪的上甲板的腐蝕量的設計值是單面為2mm程度，因此，適用於作為上甲板的耐腐蝕鋼的腐蝕速度，必須被要求是在0.08mm/年以下。尤其是被焊接在油輪的上甲板之縱向補強板，因為其兩個面都暴露在油輪內部的腐蝕環境中，所以如果是採用了具有超過0.1mm/年的腐蝕速度的耐腐蝕鋼的話，就必須進行修補，因此專利文獻1以及2所揭示的技術，還是無法期待其可以省略塗裝。

本發明是有鑒於上述的現狀而進行開發完成的，其目的是在於提供：在油輪油槽部等的原油儲槽的頂板處的耐全面腐蝕性以及在原油儲槽的底板處的耐局部腐蝕性之兩者均優異的原油儲槽用鋼材，以及由這種鋼材所構成的原油儲槽。

本發明人等，為了解決上述技術課題，不斷地努力研究。其結果獲得了一種創見，係針對於鋼的成分，尤其是針對於Cu與S的個別的含量以及兩者的配合比率，因應於P含量來做嚴密的控制，藉此，可使得上述的全面腐蝕、局部腐蝕都明顯的減少。

本發明就是立足於上述的創見，進行開發完成的。

亦即，本發明的主要構成係如下所述。

1.一種原油儲槽用鋼材，以質量%計，其係含有C：0.03~0.18%、Si：0.03~1.50%、Mn：0.1~2.0%、P：0.013%以下、S：0.010%以下、Al：0.005~0.10%、N：0.008%以下以及Cu：0.05~0.4%，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質所構成鋼材，在上述的P含量範圍中，該鋼材的Cu含量與S含量係符合下列數式(1)的關係：〔% S〕≦0.077×〔% Cu〕^0.1-0.056………數式(1)

此處，〔% S〕、〔% Cu〕是鋼材中的S、Cu含量(質量%)。

2.一種原油儲槽用鋼材，以質量%計，其係含有C：0.03~0.18%、Si：0.03~1.50%、Mn：0.1~2.0%、P：0.013~0.025%、S：0.010%以下、Al：0.005~0.10%、 N：0.008%以下以及Cu：0.05~0.4%，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質所構成鋼材，在上述的P含量範圍中，該鋼材的Cu含量與S含量係符合下列數式(2)的關係：0.01×〔% Cu〕^-0.1-0.011≦〔% S〕≦0.077×〔% Cu〕^0.1-0.056………數式(2)

此處，〔% S〕、〔% Cu〕是鋼材中的S、Cu含量(質量%)。

3.如前述第1項或第2項所述的原油儲槽用鋼材，前述鋼材以質量%計，又含有從Ni：0.005~0.4%、Cr：0.01~0.2%、Mo：0.005~0.5%、W：0.005~0.5%、Sn：0.005~0.4%、Sb：0.005~0.4%、Nb：0.001~0.1%、Ti：0.001~0.1%、V：0.002~0.2%、Ca：0.0002~0.01%、Mg：0.0002~0.01%以及REM：0.0002~0.015%之中所選出的一種或兩種以上。

4.一種原油儲槽，其係使用前述第1至第3 項的任一項所述的原油儲槽用鋼材來製造的。

根據本發明，係可有效地抑制在原油油輪的油槽、用來輸送或者儲藏原油的儲槽等處所發生的全面腐蝕、局部腐蝕，在產業上極有可利用性。

1、7‧‧‧腐蝕試驗片

2、8‧‧‧腐蝕試驗槽

3‧‧‧溫度控制板

4‧‧‧導入氣體管

5‧‧‧排出氣體管

6、12‧‧‧水

9‧‧‧恆溫槽

10‧‧‧試驗溶液

11‧‧‧釣魚線

第1圖是本發明的實施例之用來說明使用於全面腐蝕試驗的試驗裝置的說明圖。

第2圖是本發明的實施例之用來說明使用於孔蝕試驗的試驗裝置的說明圖。

以下，將具體的說明本發明。

首先，說明將本發明的原油儲槽用鋼材的組成分予以限定在前述的範圍之理由。此外，關於成分的「%」的標示，如果沒有做特別的限定的話，都是表示質量%。

C：0.03~0.18%

C是可提昇鋼的強度的元素，在本發明中，為了要確保所期望的強度(490~620MPa)，乃進行添加到0.03%以上。然而，如果添加C量是超過0.18%的話，將導致焊接性以及焊接熱影響部的韌性降低。因此，將C量選定在 0.03~0.18%的範圍。更好是在0.06~0.16%的範圍。

Si：0.03~1.50%

Si是當作脫氧劑來添加的元素，也是用來提昇鋼的強度之有效的元素。因此，在本發明中，為了要確保所期望的強度，乃添加Si量達到0.03%以上。然而，如果添加Si量超過1.50%的話，將導致鋼的韌性降低。因此，將Si量選定在0.03~1.50%的範圍。更好是在0.05~0.40%的範圍。

Mn：0.1~2.0%

Mn是可提昇鋼的強度的元素，在本發明中，為了要獲得所期望的強度，乃添加Mn量達到0.1%以上。然而，如果添加Mn量超過2.0%的話，將導致鋼的韌性以及焊接性降低。因此，將Mn量選定在0.1~2.0%的範圍。更好是在0.80~1.60%的範圍。

P：0.025%以下(0.013%以下或0.013~0.025%)

P是會偏析在結晶粒界而導致鋼的韌性降低之有害的元素，所以是儘量減少為宜。尤其是如果P含量超過0.025%的話，韌性將會大幅降低。又，如果P含量超過0.025%的話，對於儲槽油槽內的耐腐蝕性也會帶來不良的影響。因此，乃將P含量選定在0.025%以下。更好是在0.013%以下。

S：0.010%以下

S是會導致焊接部的低溫韌性降低之有害的元素，所以必須減少到0.010%以下。

另一方面，在本發明中得知了：如果存在鋼中的Cu達到0.05%以上的情況下，則是也存在著可用來形成CuS以提昇耐腐蝕性的S含量的較佳範圍。

也就是說，本發明人等針對於上述CuS的有用性進行了反覆檢討的結果，發現了S含量的範圍係與鋼中存在的Cu含量具有正的相關，鋼中的P含量為0.013%以下的情況下，兩者的範圍是利用下列數式(1)來計算出來。

〔% S〕≦0.077×〔% Cu〕^0.1-0.056………數式(1)

此處，〔% S〕、〔% Cu〕是鋼材中的S、Cu含量(質量%)。

在符合上述數式(1)的範圍內，S添加量愈多的話，所生成的CuS量愈增，因此，耐腐蝕性會提昇。然而，如果S添加量超過數式(1)的範圍的話，將因為用來形成CuS的Cu量變得不足的緣故，不僅無法更進一步的提昇耐腐蝕性，無法形成CuS的S反而會用來形成MnS，因而導致耐腐蝕性降低。所以在鋼中的P量為0.013%以下的情況下，鋼中所添加的S量的上限，係採用：數式(1)的右邊數值或0.010%之兩者之中較低的一方。

另一方面，鋼中的P量為0.013~0.025%的情況下，因P量的增加而導致的耐腐蝕性降低的份量，將會因添加了S(形成CuS)而予以彌補起來，因此，係存在著：下列數式(2)所示的這種因應Cu量而所需的S的下限值。

0.01×〔% Cu〕^-0.1-0.011≦〔% S〕≦0.077×〔% Cu〕^0.1-0.056………數式(2)

此處，〔% S〕、〔% Cu〕是鋼材中的S、Cu含量(質量%)。

上述數式(2)的左邊所示的S量的下限值，是與鋼中的Cu量具有負的相關，鋼中的Cu量很少(但是需在0.05%以上)的情況下，意味著可藉由積極性的添加S來形成CuS，而可提昇耐腐蝕性，另一方面，當鋼中的Cu量很多(但是需在0.4%以下)的情況下，係意味著Cu本身可以確保耐腐蝕性，因此，所需的S的下限受到緩和。

Al：0.005~0.10%

Al是作為脫氧劑來添加的元素，在本發明中，是添加0.005%以上。然而，如果添加Al超過0.10%的話，鋼的韌性會降低，所以將Al量的上限選定在0.10%。

N：0.008%以下

N是會導致韌性降低的有害的元素，所以是儘量減少為宜。尤其是含有N超過0.008%的話，韌性會大幅降低，所以將N量的上限選定在0.008%。

Cu：0.05~0.4%

Cu是可以提昇鋼的強度，不僅如此，其可以存在於因鋼的腐蝕所生成的鐵鏽中，可用來抑制具有促進腐蝕作用之Cl^-離子的擴散，所以是具有可提昇耐腐蝕性的效果之必須添加元素。這些效果，如果添加Cu未達到0.05% 的話，就無法充分的獲得，另一方面，如果添加Cu是超過0.4%的話，其提昇耐腐蝕性的效果趨於飽和，並且在進行熱間加工時係有引起表面割痕之類的問題之虞慮。所以將Cu量選定在0.05~0.4%的範圍。更好是在0.06~0.35%的範圍。

以上雖然是說明了基本成分，但是在本發明中，除了上述的成分之外，也可以又適當地含有下列所述的元素。

Cr：0.01~0.2%

Cr是會隨著腐蝕的進行而移行到鐵鏽層中，可以阻斷Cl^-進入到鐵鏽層，可以抑制Cl^-濃縮在鐵鏽層與基質鐵層的界面，藉此，可有助於耐腐蝕性的提昇。又，當在鋼材表面塗佈了含Zn的底漆時，將會形成以Fe為中心的Cr或Zn的複合氧化物，可以使Zn長期間存續在鋼板表面，藉此，可使耐腐蝕性獲得飛躍性的提昇。上述的效果，尤其是在油輪油槽的底板部這種與含有從原油油分分離出來的高濃度鹽分的液體相接觸的部分，特別顯著，藉由在含有Cr的上述部分的鋼材實施含Zn底漆的塗覆處理的話，與未含Cr的鋼材互相比較，可以更明顯地提昇耐腐蝕性。這種含Cr的效果，如果Cr量未達0.01%的話，並不夠充分，另一方面，如果Cr量超過0.2%的話，會導致焊接部的韌性惡化。因此，將Cr量選定在0.01~0.2%的範圍。更好是0.05~0.20%的範圍。

Sn：0.005~0.4%

Sn是在腐蝕時會進入鐵鏽層中，形成緻密的鐵鏽層，因而對於抑制鋼材的局部腐蝕以及全面腐蝕具有助益的有用元素。這種效果必須添加Sn為0.005%以上才會出現，但是如果添加Sn超過0.4%的話，則不僅低溫韌性降低，也會在焊接時導致缺陷的發生。所以將Sn量選定在0.005~0.4%的範圍。更好是0.01~0.2%的範圍，更優是0.01~0.1%的範圍。

Mg：0.0002~0.01%

Mg不僅是對於焊接熱影響部的韌性提昇有所幫助，因為Mg會存在於因鋼的腐蝕而生成的鐵鏽中，而具有提昇耐腐蝕性的效果。這些效果，如果Mg量未達0.0002%的話，無法充分地獲得，另一方面，如果添加Mg超過0.01%的話，反而是會導致靱性的降低，所以將Mg量選定在0.0002~0.01%的範圍。

Ni：0.005~0.4%

Ni是具有：可將所生成的鐵鏽粒子予以細微化，因而可以提昇鋼材在未塗裝狀態時的耐腐蝕性以及在含鋅底漆上實施了環氧系塗裝後的狀態時的耐腐蝕性之效果。所以想要更進一步提昇耐腐蝕性的情況下，就添加Ni。上述效果是要添加Ni達到0.005%以上才會出現。另一方面，如果添加Ni超過0.4%的話，該效果將會飽和。因此，是以在0.005~0.4%的範圍來添加Ni為宜。更好是在0.08~0.35%的範圍。

Sb：0.005~0.4%

Sb不僅是可以抑制在油輪油槽部底板處的孔蝕，也具有可以抑制在油輪上甲板部處的全面腐蝕的效果。上述的效果必須是添加Sb達到0.005%以上才會出現，但是若添加Sb超過0.4%的話，該效果將會趨於飽和。因此，是以在0.005~0.4%的範圍來添加Sb為宜。

Nb：0.001~0.1%、Ti：0.001~0.1%、V：0.002~0.2%

Nb、Ti以及V都是可以提昇鋼材強度的元素，可因應所要求的鋼材強度，做適當的選擇性添加。想要獲得上述的效果，Nb、Ti分別是添加0.001%以上為宜，V則是添加0.002%以上為宜。

然而，Nb、Ti分別添加超過0.1%的話，V添加超過0.2%的話，韌性會降低。因此，Nb、Ti及V是分別在上述的範圍做添加為宜。

Ca：0.0002~0.01%、REM：0.0002~0.015%

Ca以及REM(稀土金屬)都是具有可提昇焊接熱影響部的韌性之效果，可以因應必要來進行添加。上述的效果，必須是在Ca：0.0002%以上、REM：0.0002%以上的添加時才可獲得，但是Ca超過0.01%，或者REM(稀土金屬)超過0.015%的話，反而會導致韌性的降低。所以Ca以及REM係分別在上述的範圍內做添加為宜。

Mo：0.005~0.5%、W：0.005~0.5%

Mo以及W不僅是可以抑制在油輪油槽部底板處的孔蝕，也具有可抑制油輪上甲板部的全面腐蝕之效果。這種 Mo以及W的效果，分別是在添加達到0.005%以上才會出現，但是如果超過0.5%的話，該效果會趨於飽和。所以Mo以及W量分別選定在0.005~0.5%的範圍為宜。更好是在0.01~0.3%，更優是在0.02~0.2%的範圍。

此外，Mo以及W具有上述這種提昇耐腐蝕性的效果之理由，是因為：隨著鋼板腐蝕而生成的鐵鏽中，將會生成MoO₄ ^2-以及WO₄ ^2-，因為這種MoO₄ ^2-以及WO₄ ^2-的存在，可以抑制氯化物離子進入鋼板表面的緣故。此外，也被認為是：因為MoO₄ ^2-以及WO₄ ^2-吸附到鋼材表面所產生的抑制劑作用，使得鋼材的腐蝕受到抑制的緣故。

本發明的原油儲槽用鋼材，是利用下述的方法來製造為宜。

亦即，本發明的鋼材，是將已經調整成上述的組成分的鋼，使用轉爐或電氣爐、真空脫氣等、公知的精煉來進行熔製，利用連續鑄造法或者造塊-分塊輥軋法製造成鋼素材(胚料)，緊接著將這種素材再加熱之後進行熱軋，藉此，製作成厚鋼板、薄鋼板以及型鋼等為宜。

熱軋前的再加熱溫度是設定在900~1200℃的溫度為宜。因為加熱溫度若未達900℃的話，變形阻力很大，難以進行熱軋，另一方面，加熱溫度若超過1200℃的話，沃斯田鐵粒子變粗大化因而導致韌性的降低，此外，因氧化所造成的鏽皮損失趨於顯著，因而導致良率降低的緣故。更好的加熱溫度是在1000~1150℃的範圍。

又，利用熱軋來輥軋成所期望的形狀、寸法的鋼材時，最終精製輥軋結束溫度是設定在700℃以上為宜。因為最終精製輥軋結束溫度如果未達700℃的話，鋼的變形阻力會變大，輥軋負荷會增大因而輥軋變得困難，在輥軋材到達既定的輥軋溫度之前，將會產生一段等待的時間，因而導致輥軋能率降低之緣故。

熱軋後的鋼材的冷卻，無論是採用空冷、加速冷卻的哪一種方法都可以，但是若想獲得更高強度的話，係進行加速冷卻為宜。此外，在進行加速冷卻的情況下，係將冷卻速度設定在2~80℃/秒，將冷卻停止溫度設定在650~400℃為宜。因為冷卻速度若未達2℃/秒，冷卻停止溫度若超過650℃的話，加速冷卻的效果很小，無法達成充分的高強度化，另一方面，冷卻速度若超過80℃/秒，冷卻停止溫度若未達400℃的話，所製得的鋼材的韌性會降低，鋼材的形狀會產生變形之緣故。

〔實施例〕

將表1的No.1~37所示的各種組成分的鋼，利用真空熔解爐進行熔製而製作成鋼塊，或者利用轉爐進行熔製後再以連續鑄造予以製作成鋼胚料，將這些再加熱到1150℃之後，實施最終精製輥軋結束溫度為800℃的熱軋，製作成板厚為25mm的厚鋼板，然後，以10℃/秒的水冷速度進行冷卻到530℃為止。

針對於以這種方式製得的No.1~37的厚鋼板，進行結露試驗以及耐酸試驗，對其耐腐蝕性進行評比。

亦即，根據以下所述的方法，分別進行了模擬上甲板背面環境的全面腐蝕試驗(結露試驗)與模擬油輪底板環境的局部耐腐蝕試驗(耐酸試驗)。

(1)模擬油輪上甲板環境的全面腐蝕試驗(結露試驗)

為了對於在油輪上甲板背面處的全面腐蝕之耐腐蝕性進行評比，乃分別針對於上述No.1~37的厚鋼板，從表面1mm的位置，裁切出：寬度25mm×長度60mm×厚度5mm的矩形小片，將其表面以600號的砂紙進行研磨。接下來，為了使背面以及端面不會受到腐蝕，乃使用膠帶予以密封起來，使用如第1圖所示的腐蝕試驗裝置進行全面腐蝕試驗。

這種腐蝕試驗裝置，是由腐蝕試驗槽2與溫度控制板3所構成的，在腐蝕試驗槽2中注入溫度保持在30℃的水6，並且在該水6中，經由導入氣體管4，導入由：13vol%的CO₂、4vol%的O₂、0.01vol%的SO₂、0.05vol%的H₂S、其餘部分為N₂所構成的混合氣體之後，將腐蝕試驗槽2內充滿過飽和的水蒸氣，予以再現成原油儲槽上甲板背面的腐蝕環境。然後，在這個試驗槽的頂部背面設置腐蝕試驗片1，針對於這個腐蝕試驗片1，利用內設有加熱器與冷卻裝置的溫度控制板3，在21日、49日、77日以及98日的期間，反覆地實施以25℃×1.5小時+50℃×22.5小時為一次循環的溫度變化，在試驗片1的表面產生結露水，讓其引起全面腐蝕。第1圖中， 5是表示來自試驗槽的排出氣體管。

在上述的腐蝕試驗之後，除去各試驗片表面的鐵鏽，從試驗前後的質量變化來求出因腐蝕所導致的質量減少，從這個數值換算成一年份的板厚減少量(單面的腐蝕速度)。然後，從4個試驗期間的數值來求出25年後的予測損耗量，將腐蝕量為2mm以下的情況，評比為耐全面腐蝕性為良好(○)，將超過2mm的情況評比為耐全面腐蝕性為不良(×)。

(2)模擬油輪油槽部底板環境之局部腐蝕試驗(耐酸試驗)

為了對於在油輪油槽部底板處的孔蝕的耐腐蝕性進行評比，乃針對上述No.1~37的厚鋼板，分別從表面1mm的位置，裁切出寬度25mm×長度60mm×厚度5mm的矩形小片，將其表面以600號的砂紙進行研磨。

接下來，10%的NaCl水溶液，使用濃鹽酸調製成Cl離子濃度為10%，pH值為0.85之試驗溶液，將釣魚線插通過穿設在試驗片的上部之直徑為3mm的孔而予以吊掛起來，將各試驗片浸泡在2公升的試驗溶液中進行168小時的腐蝕試驗。此外，試驗溶液是預先加溫並且保持在30℃，而且每隔24小時就與新的試驗溶液進行更換。

第2圖是顯示上述腐蝕試驗所使用的裝置。這個腐蝕試驗裝置是腐蝕試驗槽8、恆溫槽9的雙重構造的裝置，在腐蝕試驗槽8中裝入上述試驗溶液10，在試驗溶液10 中以釣魚線11吊掛著試驗片7做浸泡。試驗溶液10的溫度，是藉由調整注入在恆溫槽9內的水12的溫度，來進行溫度保持。

上述的腐蝕試驗之後，將生成於試驗片表面的鐵鏽除去之後，求出試驗前後的質量差，將這個差值除以總表面積，求出每1年的板厚減少量(兩面的腐蝕速度)。其結果，將腐蝕速度為1.0mm/年以下的情況，評比為耐局部腐蝕性良好(○)，將腐蝕速度超過1.0mm/年的情況，評比為耐局部腐蝕性不良(×)。

將所獲得的結果標示於表2。

如表1所示，符合本發明的條件的厚鋼板No.1~4、7、12~37，在模擬了上甲板背面的全面腐蝕試驗以及在模擬了油輪油槽底板環境的局部腐蝕試驗中，皆顯示出良好的耐腐蝕性。

相對於此，未符合本發明的條件的厚鋼板No.5、6、8~11，無論在哪一種耐腐蝕性試驗，都無法獲得良好的結果。

Claims

一種原油儲槽頂板及底板用鋼材，以質量%計，其係含有C：0.03~0.18%、Si：0.03~1.50%、Mn：0.1~2.0%、P：0.013%以下、S：0.010%以下、Al：0.005~0.10%、N：0.008%以下、Cu：0.05~0.4%以及、Ca：0.0002~0.01%，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質所構成的鋼材，在上述的P含量範圍中，該鋼材的Cu含量與S含量係符合下列數式(1)的關係：〔%S〕≦0.077×〔%Cu〕^0.1-0.056………數式(1)此處，〔%S〕、〔%Cu〕是鋼材中的S、Cu含量(質量%)。
一種原油儲槽頂板及底板用鋼材，以質量%計，其係含有C：0.03~0.18%、Si：0.03~1.50%、Mn：0.1~2.0%、P：0.013~0.025%、S：0.010%以下、 Al：0.005~0.10%、N：0.008%以下、Cu：0.05~0.4%以及、Ca：0.0002~0.01%，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質所構成的鋼材，在上述的P含量範圍中，該鋼材的Cu含量與S含量係符合下列數式(2)的關係：0.01×〔%Cu〕^-0.1-0.011≦〔%S〕≦0.077×〔%Cu〕^0.1-0.056………數式(2)此處，〔%S〕、〔%Cu〕是鋼材中的S、Cu含量(質量%)。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的原油儲槽頂板及底板用鋼材，前述鋼材以質量%計，又含有從Ni：0.005~0.4%、Cr：0.01~0.2%、Mo：0.005~0.5%、W：0.005~0.5%、Sn：0.005~0.4%、Sb：0.005~0.4%、Nb：0.001~0.1%、Ti：0.001~0.1%、V：0.002~0.2%、Mg：0.0002~0.01%以及REM(稀土金屬)：0.0002~0.015%之中所選出的一種或兩種以上。
一種原油儲槽，其係使用如申請專利範圍第1項至第3項中的任一項所述的原油儲槽頂板及底板用鋼材來製造的。