JP3067477B2 - 耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス溶接鋼管の製造方法 - Google Patents
耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス溶接鋼管の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、硫酸製造プラントの
乾燥塔、吸収塔等の装置材料として有用な、延性ならび
に高温、高濃度硫酸中での耐食性に優れた高Ｓｉ含有ス
テンレス溶接鋼管の製造方法に関する。
乾燥塔、吸収塔等の装置材料として有用な、延性ならび
に高温、高濃度硫酸中での耐食性に優れた高Ｓｉ含有ス
テンレス溶接鋼管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】接触式硫酸製造法で重要となる吸収、乾
燥、冷却行程において、装置材料は一般的に、濃度９５
〜９９％、温度６５〜１２０℃の硫酸環境に曝される。
中でも配管類には、従来、Ｃｒ鋳鉄、高Ｓｉ鋳鉄、ステ
ンレス鋼、高Ｎｉ合金等が使用されている。しかし、鋳
鉄では装置の設計上、制限を受けるばかりでなく、内部
欠陥が多いためメインテナンスにも難がある。一方、ス
テンレス鋼及び高Ｎｉ合金は構造用材料として適してい
るが、ＳＵＳ３１６Ｌ等の汎用ステンレスでは上記環境
に耐えず、また、ＵＮＳ Ｎ１０２７６等の高Ｎｉ合金
でも１００℃以上の温度では使用できない。
燥、冷却行程において、装置材料は一般的に、濃度９５
〜９９％、温度６５〜１２０℃の硫酸環境に曝される。
中でも配管類には、従来、Ｃｒ鋳鉄、高Ｓｉ鋳鉄、ステ
ンレス鋼、高Ｎｉ合金等が使用されている。しかし、鋳
鉄では装置の設計上、制限を受けるばかりでなく、内部
欠陥が多いためメインテナンスにも難がある。一方、ス
テンレス鋼及び高Ｎｉ合金は構造用材料として適してい
るが、ＳＵＳ３１６Ｌ等の汎用ステンレスでは上記環境
に耐えず、また、ＵＮＳ Ｎ１０２７６等の高Ｎｉ合金
でも１００℃以上の温度では使用できない。
【０００３】一般に乾燥塔での操業環境は、濃度９５
％、温度６５℃程度の硫酸中であるが、配管類の一部に
おいては１００℃程度まで温度が上昇することもある。
さらに、９８％硫酸環境である吸収塔は、現状１００〜
１２０℃で操業されているが、温度を上げることにより
操業効率の向上を図ることが可能となるため、１５０℃
以上での使用に耐える配管が必要とされている。
％、温度６５℃程度の硫酸中であるが、配管類の一部に
おいては１００℃程度まで温度が上昇することもある。
さらに、９８％硫酸環境である吸収塔は、現状１００〜
１２０℃で操業されているが、温度を上げることにより
操業効率の向上を図ることが可能となるため、１５０℃
以上での使用に耐える配管が必要とされている。
【０００４】上記環境での使用を目的としたステンレス
鋼として、特開昭５２−４４１８号公報及び特開平２−
２９０９４９号公報には、ステンレス鋼のＳｉ含有量を
高めることにより、９５％及び９８％のいずれの硫酸濃
度においても高温まで良好な耐食性が得られると開示さ
れている。
鋼として、特開昭５２−４４１８号公報及び特開平２−
２９０９４９号公報には、ステンレス鋼のＳｉ含有量を
高めることにより、９５％及び９８％のいずれの硫酸濃
度においても高温まで良好な耐食性が得られると開示さ
れている。
【０００５】しかし、高Ｓｉ含有ステンレス鋼ではＳｉ
含有量の増加にともない、硬い（ＨＶ：５００〜１００
０）金属間化合物やδフェライト等の脆化相が生成す
る。特に、溶接金属では偏析が著しいため、この脆化相
が増加し延靭性は極端に低下する。
含有量の増加にともない、硬い（ＨＶ：５００〜１００
０）金属間化合物やδフェライト等の脆化相が生成す
る。特に、溶接金属では偏析が著しいため、この脆化相
が増加し延靭性は極端に低下する。
【０００６】このため、特開昭５２−４４１８号公報及
び特開平２−２９０９４９号公報では、高Ｓｉ含有ステ
ンレス鋼の溶接材料として、Ｎｉ当量をコントロールす
ることにより延靭性を改善する方法が開示されている。
び特開平２−２９０９４９号公報では、高Ｓｉ含有ステ
ンレス鋼の溶接材料として、Ｎｉ当量をコントロールす
ることにより延靭性を改善する方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特開昭５２−４４１８
号公報及び特開平２−２９０９４９号公報によるもので
は、上記した溶接部の延靭性が全く考慮されていない。
一方、特開昭５２−４４１８号公報及び特開平２−２９
０９４９号公報によるものは、耐硝酸用として発明され
たものであり、上記環境では十分な耐食性を有しておら
ず、また、溶接部の延性は未だ十分とはいえず、曲げ加
工等が困難である。
号公報及び特開平２−２９０９４９号公報によるもので
は、上記した溶接部の延靭性が全く考慮されていない。
一方、特開昭５２−４４１８号公報及び特開平２−２９
０９４９号公報によるものは、耐硝酸用として発明され
たものであり、上記環境では十分な耐食性を有しておら
ず、また、溶接部の延性は未だ十分とはいえず、曲げ加
工等が困難である。
【０００８】この発明は上記のような従来技術における
問題を解決するためになされたもので、高Ｓｉ含有ステ
ンレス溶接鋼管の成分範囲及び製造条件を規定すること
により、９５％硫酸中においては６５℃以上、９８％硫
酸中では１５０℃以上の環境で良好な耐食性を有し、か
つ溶接部の延性に優れたステンレス溶接鋼管の製造方法
を提供することを目的とする。
問題を解決するためになされたもので、高Ｓｉ含有ステ
ンレス溶接鋼管の成分範囲及び製造条件を規定すること
により、９５％硫酸中においては６５℃以上、９８％硫
酸中では１５０℃以上の環境で良好な耐食性を有し、か
つ溶接部の延性に優れたステンレス溶接鋼管の製造方法
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下に述べ
る成分限定、製造条件により解決される。本発明の溶接
鋼管の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、
Ｓｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎ
ｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、さらに必
要に応じてＣｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜
２．０％及びＰｄ：０．００５〜１．０％からなる群か
ら選択された１種以上を含む鋼板を母材とした溶接鋼板
の製造において、上記鋼板を管体に成形する工程と、こ
の管体にシーム溶接をおこなって、溶接金属が、重量％
で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓｉ：５．０〜８．０％
と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎｉ：１０〜３５％と、Ｃ
ｒ：１０〜２５％と、残部実質的にＦｅ及び不可避的不
純物からなり、且つＣｒ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が（１）
式を満たすようにする工程と、シーム溶接後の鋼管に１
０５０℃〜１１５０℃の温度域に加熱する後熱処理を施
す工程とを備えた耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有ステ
ンレス溶接鋼管の製造方法である。
る成分限定、製造条件により解決される。本発明の溶接
鋼管の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、
Ｓｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎ
ｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、さらに必
要に応じてＣｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜
２．０％及びＰｄ：０．００５〜１．０％からなる群か
ら選択された１種以上を含む鋼板を母材とした溶接鋼板
の製造において、上記鋼板を管体に成形する工程と、こ
の管体にシーム溶接をおこなって、溶接金属が、重量％
で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓｉ：５．０〜８．０％
と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎｉ：１０〜３５％と、Ｃ
ｒ：１０〜２５％と、残部実質的にＦｅ及び不可避的不
純物からなり、且つＣｒ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が（１）
式を満たすようにする工程と、シーム溶接後の鋼管に１
０５０℃〜１１５０℃の温度域に加熱する後熱処理を施
す工程とを備えた耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有ステ
ンレス溶接鋼管の製造方法である。
【００１０】 Ｃｒ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜１５ …（１） また、重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓｉ：５．０
〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎｉ：１０〜３
５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、さらに必要に応じてＣ
ｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜２．０％、及び
Ｐｄ：０．００５〜１．０％からなる群から選択された
１種以上を含む鋼板を母材とした溶接鋼管の製造におい
て、上記鋼板を管体に成形する工程と、この管体にシー
ム溶接をおこなって、溶接金属が重量％で、Ｃ：０．０
８％以下と、Ｓｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０
％以下と、Ｎｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％
と、Ｃｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜２．０％
及びＰｄ：０．００５〜１．０％からなる群から選択さ
れた１種以上と、残部実質的にＦｅ及び不可避的不純物
からなり、且つＣｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が
（２）式を満たすようにする工程と、シーム溶接後の鋼
管に１０５０℃〜１１５０℃の温度域に加熱する後熱処
理を施す工程を備えた耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有
ステンレス溶接鋼管の製造方法である。 Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜１５ …（２）
〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎｉ：１０〜３
５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、さらに必要に応じてＣ
ｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜２．０％、及び
Ｐｄ：０．００５〜１．０％からなる群から選択された
１種以上を含む鋼板を母材とした溶接鋼管の製造におい
て、上記鋼板を管体に成形する工程と、この管体にシー
ム溶接をおこなって、溶接金属が重量％で、Ｃ：０．０
８％以下と、Ｓｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０
％以下と、Ｎｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％
と、Ｃｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜２．０％
及びＰｄ：０．００５〜１．０％からなる群から選択さ
れた１種以上と、残部実質的にＦｅ及び不可避的不純物
からなり、且つＣｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が
（２）式を満たすようにする工程と、シーム溶接後の鋼
管に１０５０℃〜１１５０℃の温度域に加熱する後熱処
理を施す工程を備えた耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有
ステンレス溶接鋼管の製造方法である。 Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜１５ …（２）
【００１１】
【作用】以下、この発明におけるステンレス鋼管の成分
添加理由、成分範囲及び製造条件の限定理由を述べる。
Ｃは含有量が多くなると炭化物を形成し、耐食性を劣化
させるため、その上限値は０．０８％とする。
添加理由、成分範囲及び製造条件の限定理由を述べる。
Ｃは含有量が多くなると炭化物を形成し、耐食性を劣化
させるため、その上限値は０．０８％とする。
【００１２】Ｓｉは高温、高濃度硫酸中での耐食性を著
しく向上させる成分であるが、上記環境で良好な耐食性
を得るには、５．０％以上含有する必要がある。また、
８．０％を超えて添加すると多量の金属間化合物の生成
により、鋳造時に凝固割れが発生し、素材の製造が不可
能となる。したがって、Ｓｉ含有量は５．０〜８．０％
とする。
しく向上させる成分であるが、上記環境で良好な耐食性
を得るには、５．０％以上含有する必要がある。また、
８．０％を超えて添加すると多量の金属間化合物の生成
により、鋳造時に凝固割れが発生し、素材の製造が不可
能となる。したがって、Ｓｉ含有量は５．０〜８．０％
とする。
【００１３】Ｍｎは脱酸作用を有する成分であり、オー
ステナイト生成元素でもある。しかし、その含有量が
２．０％を超えると耐食性が劣化する。したがって、Ｍ
ｎ含有量の上限値は２．０％とする。
ステナイト生成元素でもある。しかし、その含有量が
２．０％を超えると耐食性が劣化する。したがって、Ｍ
ｎ含有量の上限値は２．０％とする。
【００１４】Ｎｉはオーステナイト組織を得るのに必須
の成分であり、含有量が１０％未満ではδフェライトや
金属間化合物等の脆化相が多くなり延性を劣化させる。
また、Ｃｒ，Ｍｏ及びＳｉ含有量の増加にともないＮｉ
含有量も多くする必要があり、詳細は後述する。ただ
し、その含有量を過多にするとコスト高になるばかりで
なく、低融点化合物の形成により熱間加工が可能な温度
範囲が制限され、素材の製造が不可能となるため、上限
値は３５％とする。
の成分であり、含有量が１０％未満ではδフェライトや
金属間化合物等の脆化相が多くなり延性を劣化させる。
また、Ｃｒ，Ｍｏ及びＳｉ含有量の増加にともないＮｉ
含有量も多くする必要があり、詳細は後述する。ただ
し、その含有量を過多にするとコスト高になるばかりで
なく、低融点化合物の形成により熱間加工が可能な温度
範囲が制限され、素材の製造が不可能となるため、上限
値は３５％とする。
【００１５】Ｃｒはステンレス鋼の一般的な耐食性に対
しても最も重要な元素であり、高Ｓｉ含有ステンレス鋼
においては、その含有量を１０％以上とする必要があ
る。一方、高温高濃度硫酸中での耐食性もＣｒ含有量の
増加にともない向上するが、２５％を超えると耐食性に
及ぼす効果は飽和する。また、Ｃｒ含有量が多くなると
脆化相の析出が促進される。したがって、Ｃｒ含有量は
１０〜２５％とする。
しても最も重要な元素であり、高Ｓｉ含有ステンレス鋼
においては、その含有量を１０％以上とする必要があ
る。一方、高温高濃度硫酸中での耐食性もＣｒ含有量の
増加にともない向上するが、２５％を超えると耐食性に
及ぼす効果は飽和する。また、Ｃｒ含有量が多くなると
脆化相の析出が促進される。したがって、Ｃｒ含有量は
１０〜２５％とする。
【００１６】Ｃｕは９５％硫酸中での耐食性向上に有効
な成分であることを発明者らは見出した。特にその効果
は、温度が高くなるほど顕著となるが、含有量が０．５
％未満では発揮されない。また、３．０％を超えて添加
しても耐食性に及ぼす効果は飽和するので、Ｃｕ含有量
は０．５〜３．０％とする。
な成分であることを発明者らは見出した。特にその効果
は、温度が高くなるほど顕著となるが、含有量が０．５
％未満では発揮されない。また、３．０％を超えて添加
しても耐食性に及ぼす効果は飽和するので、Ｃｕ含有量
は０．５〜３．０％とする。
【００１７】Ｍｏは９５％硫酸中での耐食性向上に有効
な成分であることを発明者らは見出したが、含有量が
０．２％未満ではその効果が発揮されない。また、２．
０％を超えて添加しても耐食性に及ぼす効果は飽和し、
かつ含有量の増加にともない脆化相の形成が促進される
ので、上限値は２．０％とする。
な成分であることを発明者らは見出したが、含有量が
０．２％未満ではその効果が発揮されない。また、２．
０％を超えて添加しても耐食性に及ぼす効果は飽和し、
かつ含有量の増加にともない脆化相の形成が促進される
ので、上限値は２．０％とする。
【００１８】Ｐｄは硫酸中での耐食性向上に有効な成分
であることを発明者らは見出した。しかし、その含有量
が０．００５％未満ではその効果が発揮されず、また、
１．０％を超えて添加しても耐食性に及ぼす効果は飽和
し、コスト高となる。したがって、Ｐｄ含有量は０．０
０５〜１．０％とする。
であることを発明者らは見出した。しかし、その含有量
が０．００５％未満ではその効果が発揮されず、また、
１．０％を超えて添加しても耐食性に及ぼす効果は飽和
し、コスト高となる。したがって、Ｐｄ含有量は０．０
０５〜１．０％とする。
【００１９】なお、上記成分範囲の鋼は、常法に従っ
て、溶鋼内に所定の添加成分を母合金または単体の形で
添加することにより調整される。この鋼管ではシーム溶
接後の溶接金属に多量の脆化相が生成するため、延性改
善を目的に後熱処理を行い、脆化相を低減する。本発明
者らは、溶接金属の脆化相の体積率と延性との関係を詳
細に検討した結果、この鋼においては、脆化相の体積率
が下記（３）式の値Ｆｐ（％）で表わせ、この値が１５
以上になると延性が著しく低下することが明らかとなっ
た。また、熱後処理条件としては、その温度が１０５０
℃未満では上記効果が得られず、１１５０℃を超えると
脆化相の体積率が（３）式の値Ｆｐよりも大きくなる。
従って、シーム溶接後の溶接金属のＣｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及
びＮｉ含有量は上記の限定に加えて、（２）式を満たす
範囲とし、後熱処理温度は１０５０〜１１５０℃の温度
域とする。 Ｆｐ＝Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４ …（３） Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜１５ …（２）
て、溶鋼内に所定の添加成分を母合金または単体の形で
添加することにより調整される。この鋼管ではシーム溶
接後の溶接金属に多量の脆化相が生成するため、延性改
善を目的に後熱処理を行い、脆化相を低減する。本発明
者らは、溶接金属の脆化相の体積率と延性との関係を詳
細に検討した結果、この鋼においては、脆化相の体積率
が下記（３）式の値Ｆｐ（％）で表わせ、この値が１５
以上になると延性が著しく低下することが明らかとなっ
た。また、熱後処理条件としては、その温度が１０５０
℃未満では上記効果が得られず、１１５０℃を超えると
脆化相の体積率が（３）式の値Ｆｐよりも大きくなる。
従って、シーム溶接後の溶接金属のＣｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及
びＮｉ含有量は上記の限定に加えて、（２）式を満たす
範囲とし、後熱処理温度は１０５０〜１１５０℃の温度
域とする。 Ｆｐ＝Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４ …（３） Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜１５ …（２）
【００２０】
【実施例】本発明に係る実験例及び実施例について説明
すると、以下の如くである。 実験例１ 表１に示す化学成分の５０ｋｇインゴットを用意した
（試料番号２〜５，７〜９，１１〜１４，１７〜２０の
インゴットが本発明組成、他が本発明外組成てある）。
このインゴットを１０５０℃×１０ｈｒ均熱後、１２ｍ
ｍt 鋼板に熱間圧延し、１１００℃の固溶化熱処理を施
した。１２ｍｍt 鋼板に対して溶接金属の幅が２５〜３
０ｍｍとなるように、ノンフィラーのＴＩＧ溶接を１８
０Ａ×１２Ｖ×７５ｍｍ／ｍｉｎの条件で、並列に数パ
ス行った。この試料に対し、１０５０℃の後熱処理を行
い、曲げ試験片（ＪＩＳ Ｚ３１２２）を溶接線直角方
向から採取するとともに、溶接金属表層より腐食試験サ
ンプル（３t ×１５w ×５０l ）を採取した。また、試
料番号１６〜２１の鋼の溶接金属表層からは、さらに孔
食電位測定（ＪＩＳ Ｇ０５７７）用サンプルを採取し
た。一方、後熱処理温度の影響を調べるため、試料番号
３及び１９の鋼に対し、１０００〜１２００℃の温度域
で後熱処理を行い、ミクロ観察用サンプルを採取した。
また、曲げ試験は溶接部を表面にして曲げ半径ｒ＝２ｔ
（ｔは母材厚）、曲げ角度１８０度で表曲げした。
すると、以下の如くである。 実験例１ 表１に示す化学成分の５０ｋｇインゴットを用意した
（試料番号２〜５，７〜９，１１〜１４，１７〜２０の
インゴットが本発明組成、他が本発明外組成てある）。
このインゴットを１０５０℃×１０ｈｒ均熱後、１２ｍ
ｍt 鋼板に熱間圧延し、１１００℃の固溶化熱処理を施
した。１２ｍｍt 鋼板に対して溶接金属の幅が２５〜３
０ｍｍとなるように、ノンフィラーのＴＩＧ溶接を１８
０Ａ×１２Ｖ×７５ｍｍ／ｍｉｎの条件で、並列に数パ
ス行った。この試料に対し、１０５０℃の後熱処理を行
い、曲げ試験片（ＪＩＳ Ｚ３１２２）を溶接線直角方
向から採取するとともに、溶接金属表層より腐食試験サ
ンプル（３t ×１５w ×５０l ）を採取した。また、試
料番号１６〜２１の鋼の溶接金属表層からは、さらに孔
食電位測定（ＪＩＳ Ｇ０５７７）用サンプルを採取し
た。一方、後熱処理温度の影響を調べるため、試料番号
３及び１９の鋼に対し、１０００〜１２００℃の温度域
で後熱処理を行い、ミクロ観察用サンプルを採取した。
また、曲げ試験は溶接部を表面にして曲げ半径ｒ＝２ｔ
（ｔは母材厚）、曲げ角度１８０度で表曲げした。
【００２１】ただし、８％を超えるＳｉ含有量の試料番
号２２の鋼では、鋳込みままのインゴット全体に割れが
発生していたため、熱間圧延はできなかった。図１及び
図２に、溶接金属の９５％，６５℃及び９８％，１５０
℃硫酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を示す。図１
及び図２によれば本環境では５％以上のＳｉ含有によ
り、腐食速度が著しく低下することがわかる。
号２２の鋼では、鋳込みままのインゴット全体に割れが
発生していたため、熱間圧延はできなかった。図１及び
図２に、溶接金属の９５％，６５℃及び９８％，１５０
℃硫酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を示す。図１
及び図２によれば本環境では５％以上のＳｉ含有によ
り、腐食速度が著しく低下することがわかる。
【００２２】図３に、９５％，１００℃硫酸中での耐食
性及び３．５％ＮａＣｌ中での孔食電位とＣｒ含有量と
の関係を示す。図３によればＣｒ含有量が１０％未満に
なると、Ｓｉ含有量が８％程度であっても孔食電位は著
しく低下することがわかる。また、硫酸中での耐食性は
Ｃｒ含有量の増加にともない向上するが、２５％を超え
ると腐食速度は一定になることが理解される。
性及び３．５％ＮａＣｌ中での孔食電位とＣｒ含有量と
の関係を示す。図３によればＣｒ含有量が１０％未満に
なると、Ｓｉ含有量が８％程度であっても孔食電位は著
しく低下することがわかる。また、硫酸中での耐食性は
Ｃｒ含有量の増加にともない向上するが、２５％を超え
ると腐食速度は一定になることが理解される。
【００２３】図４及び図５に、９５％，１００℃硫酸中
での耐食性とＣｕ含有量及びＭｏ含有量との関係を各々
示す。図４及び図５によればＣｕを０．５％以上、ある
いはＭｏを０．２％以上添加すると、９５％，１００℃
硫酸中での腐食速度は著しく低下する。しかし、その含
有量がＣｕでは３％、Ｍｏでは２％を超えると腐食速度
は一定になることがわかる。
での耐食性とＣｕ含有量及びＭｏ含有量との関係を各々
示す。図４及び図５によればＣｕを０．５％以上、ある
いはＭｏを０．２％以上添加すると、９５％，１００℃
硫酸中での腐食速度は著しく低下する。しかし、その含
有量がＣｕでは３％、Ｍｏでは２％を超えると腐食速度
は一定になることがわかる。
【００２４】図６に、９５％，１００℃及び９８％，２
２０℃硫酸中での耐食性とＰｄ含有量との関係を示す。
図６によれば９５％，１００℃及び９８％，２２０℃硫
酸中での耐食性は、０．００５％以上のＰｄ添加により
向上することがわかる。しかし、その含有量が１．０％
を超えると腐食速度は一定になる。
２０℃硫酸中での耐食性とＰｄ含有量との関係を示す。
図６によれば９５％，１００℃及び９８％，２２０℃硫
酸中での耐食性は、０．００５％以上のＰｄ添加により
向上することがわかる。しかし、その含有量が１．０％
を超えると腐食速度は一定になる。
【００２５】図７に、試料番号３と１９の溶接金属の脆
化相の体積率と後熱処理温度との関係を示す。図７によ
れば後熱処理温度が１０５０℃未満では、脆化相の体積
率が溶接ままとほとんどかわらない。これに対し、１０
５０〜１１５０℃の温度域では体積率が著しく低減する
ことがわかる。さらに、１１５０℃を超える温度で後熱
処理を実施すると脆化相は増加する。
化相の体積率と後熱処理温度との関係を示す。図７によ
れば後熱処理温度が１０５０℃未満では、脆化相の体積
率が溶接ままとほとんどかわらない。これに対し、１０
５０〜１１５０℃の温度域では体積率が著しく低減する
ことがわかる。さらに、１１５０℃を超える温度で後熱
処理を実施すると脆化相は増加する。
【００２６】図８に、１０５０℃後熱処理材の継手の曲
げ試験による割れの有無及び溶接金属の脆化相の体積率
と成分との関係を示す。図８によれば脆化相の体積率は
下記（３）式の値Ｆｐと良く対応していることがわか
る。また、この値が１５以上になると曲げ試験で割れが
発生することが理解される。
げ試験による割れの有無及び溶接金属の脆化相の体積率
と成分との関係を示す。図８によれば脆化相の体積率は
下記（３）式の値Ｆｐと良く対応していることがわか
る。また、この値が１５以上になると曲げ試験で割れが
発生することが理解される。
【００２７】 Ｆｐ＝Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４ …（３） 実施例１ 表２に示す化学成分の１５ｍｍt 鋼板を、内径４５０ｍ
ｍにプレス成管後、同じく表２に化学成分を示す１．２
ｍｍφ溶接ワイヤを用いたＭＩＧ溶接によりシーム溶接
を行い、溶接鋼管を製造した。開先形状は表面側が深さ
８ｍｍ、裏面側が深さ５ｍｍで、ベベル角度を４５°と
し、溶接条件は１９０Ａ×２８Ｖ×２５ｃｍ／ｍｉｎ
で、両面多層溶接をした。得られた溶接金属の化学成分
を表３に示す。この溶接鋼管に対し、表４に示す温度で
後熱処理を行い、曲げ試験片と腐食試験サンプルを採取
した。
ｍにプレス成管後、同じく表２に化学成分を示す１．２
ｍｍφ溶接ワイヤを用いたＭＩＧ溶接によりシーム溶接
を行い、溶接鋼管を製造した。開先形状は表面側が深さ
８ｍｍ、裏面側が深さ５ｍｍで、ベベル角度を４５°と
し、溶接条件は１９０Ａ×２８Ｖ×２５ｃｍ／ｍｉｎ
で、両面多層溶接をした。得られた溶接金属の化学成分
を表３に示す。この溶接鋼管に対し、表４に示す温度で
後熱処理を行い、曲げ試験片と腐食試験サンプルを採取
した。
【００２８】上記サンプルの曲げ試験での割れの有無及
び高温高濃度硫酸中での腐食速度を表４に示す。表４に
よれば、本発明法で製造した高Ｓｉ含有ステンレス溶接
鋼管は９５％，６５℃以上の硫酸、及び９８％，１５０
℃以上の硫酸中で良好な耐食性を有し、継手の延性にも
優れていることがわかる。特に、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐｄのい
ずれか１種以上を含有した鋼種では９５％，１００℃硫
酸中でも耐食性に優れることが理解される。
び高温高濃度硫酸中での腐食速度を表４に示す。表４に
よれば、本発明法で製造した高Ｓｉ含有ステンレス溶接
鋼管は９５％，６５℃以上の硫酸、及び９８％，１５０
℃以上の硫酸中で良好な耐食性を有し、継手の延性にも
優れていることがわかる。特に、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐｄのい
ずれか１種以上を含有した鋼種では９５％，１００℃硫
酸中でも耐食性に優れることが理解される。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、９５
％硫酸中においては６５〜１００℃、９８％硫酸中では
１５０〜２２０℃の環境で良好な耐食性を有し、かつ溶
接部の延性に優れた鋼Ｓｉ含有ステンレス溶接鋼管が得
られる効果がある。したがって、硫酸製造プラントの乾
燥塔、吸収塔等の配管類に利用できるステンレス鋼管の
提供が可能となる。
％硫酸中においては６５〜１００℃、９８％硫酸中では
１５０〜２２０℃の環境で良好な耐食性を有し、かつ溶
接部の延性に優れた鋼Ｓｉ含有ステンレス溶接鋼管が得
られる効果がある。したがって、硫酸製造プラントの乾
燥塔、吸収塔等の配管類に利用できるステンレス鋼管の
提供が可能となる。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【図１】本発明の実験例１による鋼の溶接金属の９５
％，６５℃硫酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を示
す図。
％，６５℃硫酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を示
す図。
【図２】実験例１による鋼の溶接金属の９８％，１５０
℃硫酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を示す図。
℃硫酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を示す図。
【図３】同じく実験例１による鋼の溶接金属の９５％，
１００℃硫酸中での耐食性及び３．５％ＮａＣｌ中での
孔食電位とＣｒ含有量との関係を示す図。
１００℃硫酸中での耐食性及び３．５％ＮａＣｌ中での
孔食電位とＣｒ含有量との関係を示す図。
【図４】実験例１による鋼の溶接金属の９５％，１００
℃硫酸中での耐食性とＣｕ含有量との関係を示す図。
℃硫酸中での耐食性とＣｕ含有量との関係を示す図。
【図５】同じく実験例１による鋼の溶接金属の９５％，
１００℃硫酸中での耐食性とＭｏ含有量との関係を示す
図。
１００℃硫酸中での耐食性とＭｏ含有量との関係を示す
図。
【図６】実験例１による鋼の溶接金属の９５％，１００
℃及び９８％，２２０℃硫酸中での耐食性とＰｄ含有量
との関係を示す図。
℃及び９８％，２２０℃硫酸中での耐食性とＰｄ含有量
との関係を示す図。
【図７】同じく実験例１による試料３及び１９の溶接金
属の脆化相の体積率と後熱処理温度との関係を示す図。
属の脆化相の体積率と後熱処理温度との関係を示す図。
【図８】同じく実験例１による鋼の継手の曲げ試験によ
る割れの有無及び溶接金属の脆化相の体積率と成分との
関係を示す図。
る割れの有無及び溶接金属の脆化相の体積率と成分との
関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 泰男 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 江原 隆一郎 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 中本 英雄 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 山田 義和 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 長野 肇 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社内 (72)発明者 中村 誠 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−8084（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−156410（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−78790（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−51633（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104282（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−195166（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−2737（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21C 37/08 B23K 35/30 C22C 38/00 C22C 38/34 C21D 9/08 C21D 9/50
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓ
ｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎ
ｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、さらに必
要に応じてＣｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜
２．０％、及びＰｄ：０．００５〜１．０％からなる群
から選択された１種以上を含む鋼板を母材とした溶接鋼
板の製造において、上記鋼板を管体に成形する工程と、
この管体にシーム溶接をおこなって、溶接金属が、重量
％で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓｉ：５．０〜８．０％
と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎｉ：１０〜３５％と、Ｃ
ｒ：１０〜２５％と、残部実質的にＦｅ及び不可避的不
純物からなり、且つＣｒ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が（１）
式を満たすようにする工程と、シーム溶接後の鋼管に１
０５０℃〜１１５０℃の温度域に加熱する後熱処理を施
す工程とを備えた耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有ステ
ンレス溶接鋼管の製造方法。 Ｃｒ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜１５ …（１） - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓ
ｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎ
ｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、さらに必
要に応じてＣｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜
２．０％、及びＰｄ：０．００５〜１．０％からなる群
から選択された１種以上を含む鋼板を母材とした溶接鋼
管の製造において、上記鋼板を管体に成形する工程と、
この管体にシーム溶接をおこなって、溶接金属が重量％
で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓｉ：５．０〜８．０％
と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎｉ：１０〜３５％と、Ｃ
ｒ：１０〜２５％と、Ｃｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：
０．２〜２．０％、及びＰｄ：０．００５〜１．０％か
らなる群から選択された１種以上と、残部実質的にＦｅ
及び不可避的不純物からなり、且つＣｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及
びＮｉ含有量が（２）式を満たすようにする工程と、シ
ーム溶接後の鋼管に１０５０℃〜１１５０℃の温度域に
加熱する後熱処理を施す工程を備えた耐食性、延性に優
れた高Ｓｉ含有ステンレス溶接鋼管の製造方法。 Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜１５ …（２）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203916A JP3067477B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス溶接鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203916A JP3067477B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス溶接鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0751741A JPH0751741A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3067477B2 true JP3067477B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=16481821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5203916A Expired - Fee Related JP3067477B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐食性、延性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス溶接鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067477B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10259130B2 (en) | 2017-04-24 | 2019-04-16 | Yoshikazu Wada | Hand-operated tool lock mechanism |
| KR200491853Y1 (ko) * | 2017-04-27 | 2020-06-18 | 조학도 | 농업용 가위 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2249971A1 (en) * | 1998-10-07 | 2000-04-07 | Cecebe Technologies Inc. | Stainless steel compositions for enhanced corrosion resistance |
| US6405214B1 (en) * | 1998-12-17 | 2002-06-11 | Hewlett-Packard Company | Method of gathering usage information and transmitting to a primary server and a third party server by a client program |
-
1993
- 1993-08-18 JP JP5203916A patent/JP3067477B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10259130B2 (en) | 2017-04-24 | 2019-04-16 | Yoshikazu Wada | Hand-operated tool lock mechanism |
| KR200491853Y1 (ko) * | 2017-04-27 | 2020-06-18 | 조학도 | 농업용 가위 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0751741A (ja) | 1995-02-28 |
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