JPS6089357A - 水素吸収抑制塗装鋼材およびその製法 - Google Patents

水素吸収抑制塗装鋼材およびその製法

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JPS6089357A
JPS6089357A JP19802483A JP19802483A JPS6089357A JP S6089357 A JPS6089357 A JP S6089357A JP 19802483 A JP19802483 A JP 19802483A JP 19802483 A JP19802483 A JP 19802483A JP S6089357 A JPS6089357 A JP S6089357A
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JP
Japan
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steel
steel material
hydrogen
metal
coating
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JP19802483A
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English (en)
Inventor
隆 山本
岡井 敏博
小田 光之
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Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水素吸収抑制鋼材、よシ詳しくは、鋼材の腐食
により発生する原子状水素が鋼材中に吸収されて発生す
る水素誘起割れ、即ち、水索脆性割れを防止した鋼材お
よびその製法に関する。
一般に鋼材は硫化水素Iたは次酸ガヌの存在する環境で
割れを起こすことかめる。この原因は硫化水素と鋼材と
′の反応によシ生じた水素が一部原子状で鋼材中に拡散
侵入して水素脆性を起こすためと信じられている。
従来、この水素脆性を防止するためには、塗装2よびラ
イニング等の方法によフ、硫化水素等のJfi6食性因
子を遮断することが一般的である。典型的なものとして
は、塗料組成物中に硫化水素と反応する金属粉(顔料)
を添加する方法またはイオン交換樹脂を添加する方法が
ある。前者は金属粉と硫化水素との反応により硫化水素
が鋼面へ到達するのを阻止する。後者に硫化水素をイオ
ン交換樹脂に反応させて硫化水素の鋼面への到達を阻止
する。
しかしながら、上記方法は硫化水素と金属粉I反応 たはイオン交換樹脂と9c用に基づくもので、反応が無
限に続くものではなく全ての添加物が反応するとその効
果が激減し、鋼材の腐食反応が増大して水素脆性割れが
生じる。一般に上述の遮断法では、30時間から100
日程度で鋼材の腐食反応が増大し始める。従って、実際
の鋼材の使用期間C数十年)に遠く及ばない。
本発明者等は鋼材表面に薄い金属層を設けることによシ
、水素の吸収が有効に阻止されることを見出し本発明を
成すに到った。
即ち、本発明は鋼材表面と塗料またはライニング材塗膜
の間に、膜厚0.05〜1μmの金属層を有する水素吸
収抑制鋼材およびその製法を提供するO 本発明の金属層は電気メッキ、無電解メッキ、金属と有
機物(高分子樹脂)との混合した複合メッキ、溶融メッ
キIたは金属蒸着等により鋼材表面に被覆される。金属
層を形成する金属はアルミニウム、ニッケル、クロム、
カドミウム、銅、鉛等であって、硫化水系または次酸ガ
ヌ等と反応して不活性な被膜を形成するものである。好
ましくはニッケル、クロム、カドミウム、銅等でめる。
金属層の膜厚は0.05〜ll−1m、好ましくは0.
08〜0.5μmである。0.05μmよシ薄いと腐食
による水素吸収の抑制効果が小さい。従来水素吸収の抑
制効果を高めるために膜厚を厚くすることが考えられて
いたが、実際には1μm=i越えると水素吸収の抑制効
果は高くなるものの、鋼中に吸収された水素が鋼材裏面
から鋼外へ放出されにくくなることが解った。
本発明は上記金属層の上面を硫化水素、次酸ガス等を遮
断し、透過量を少なくするために塗料またはライニング
材で塗装する。これらの塗料またはライニング材は常套
の防食塗料に用いられる樹脂を用いるもので、一般に重
合油、天然または合成樹脂の単IAxたは複合樹脂が用
いられる。
重合油の例としては、主にボイル油が挙げられる。天然
Ifcは合成樹脂の例としては、エポキシ樹脂、エポキ
シウレタン樹脂、タールエポキシ樹脂、メラミン樹脂、
壇素ゴム、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウ
レタン樹ハトシリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられ
る。
塗装方法は常套のいかなる方法を用いてもよく、例えば
、流れ塗装、浸漬塗装、スプレー塗装、ノ翫ケ塗り塗装
、粉体塗装等が挙げられる。
本発明被覆組成物を塗布する鋼材としては、応力腐食、
水素脆性、水素誘起割れ、水系ブリスター等が生じる、
Iたに生じ易い綱材でめって、典型的には次索鋼、合金
鋼声張力鋼がるり、油井管、輸送パイプ、ボルト、船舶
等の鋼材が挙げられる。
本発明鋼材は、硫化水素が含Iれる環境下で、鋼材の腐
食によ多発生した原子状水素を鋼材が殆んど吸収せず、
有効に鋼材の水素脆性割れが防止される。本発明の金属
層が水素脆性割れを防止する理由は金属層またはその金
属の反応生成物層が鋼面の電位を責な電位(卑な電位で
あると原子状水素の鋼材への侵入が促進される)に保つ
からであると思われる。
本発明を実施例によシ更に詳相に説明する。実施例中の
部2よび%は特に指示しない限り産量に基づく。
実施例工2よび比軟例工 以下の表−1に示すように冷間圧延鋼板(厚さ0.8#
a、 JIS G 3141 )に金属層と塗料層を形
成した。
比較のため金属層が0.02μmと10μmでるる鋼材
を上記と同様の方法で得た。
表−1つづき 表−1つづき 表−1つづき 上記塗布鋼板の水素吸収抑制性を調べるため、許第10
18241号に記載される電気化学的方法に基づく。
評価方法を第1図を参照して説明する。第1図の曲線X
に金属IfIIを有さない塗装鋼板の水素引抜き電流の
経時変化を示し、曲NYは金属層を有する塗装鋼板の水
素引抜き電流の経時変化を表わす。
電流が増加するのは塗布膜下の鋼面の腐食反応により鋼
中に溶解した水素が裏gJJJで引抜かれることを意味
している。従って、この立上がシが遅い程防食効果が優
れていることを示す。本願の発明の評価はこの立上がシ
時間、即ち、図中のtxと【yの比(ty/lx)で表
わした。結果とその腐食条件を表−2に示す。
表−2 表−2つづき d 餞 表−2つづき (注) 上記tyの測定は前述の電気化学的方法で行な
っているので、従来の気体測定により行なった場合より
も100倍も感度が高い。従って、本願ではtyの測定
時間を1000時間で打ち切り、ty点が存在しない場
合はtyを1000時間とした。また、上記測定法によ
ると、金属層を有さない場合で塗料層の厚い場合(例え
ば、ライニング材のようVc超膜厚にして縞賞環境の遮
断性を向上したもの)、t y/ t xの値は小さく
なる可能性かめるが、本発明の実施例iC2いてty7
’txQ値が4〜5以下の塗伯杯は存在しないので、本
発明の効果は十分達成されている。
実施例■ 本実施例は被膜側の1員食電位全測定して、本光明鋼材
物が該電位を責な電位に保つことを示す。
メラミン−アルキド樹脂100都に酸化チタン10部(
X−1)’Eたはベンガラ10都(X−2)をそれぞれ
含有する塗料を用いて実施例1の冷間圧延鋼材に塗装し
、本弁明の金属層を有する鋼材(Y−1)と比軟する。
該塗装板の破膜側に3%NaC1+H2ミ(gas)飽
和液全接触し、該剛和欣には塩橋で銀−塩化銀″醒極全
入れ、この温W電極と鋼材との闇の電位差全測定した。
結果全第2図に示す。
1 昆2図から明らかなように、金属層を有しない、めるい
は硫化水系と反応する物質をペイント中に含有する場合
、塗装’x47の腐食電位は貴な電位に保持されず、径
時的に卑な電位に変化する。一方、本発明塗装鋼板の場
合、賞な電位に保持され電気化学的反応による水系吸収
抑制作用が働く。
実施例証 本実施例は南中に溶解した水系が再び調性に放出される
程度を測定する。
第3図に示す装置を用いて測定した。鋼板(1)の両1
111にバッキング(2)を介して容器3(3〕と容器
(4)を固定金具(図示していない)で取付けた。容器
a(3)内には水等の屑食阪を賞たし、容t!j b 
(4)内は配管(5)全介してコック(6)全開放して
真空排気ポンプ(7)により 10−2〜l Q−7T
orr (2)真空vc t、り後、コック?閉じた。
次いで、鋼板(1)と白金線(8)の間に定常電流(1
mA)を流し、鋼板(1)の水系吸収面より、一定速度
で鋼板中に水素を吸収させた。上記操作により鋼板の水
系引抜き面より水素が真空中に放出され、この水系を配
管(5)全弁して、質量分析計〈9)に導入した。質量
数lあるいは2のマススペクトルの高ざ′fr:電圧で
表示した。比較例1、比較例22よび実施例21〜23
の5時間後の質′jt数2のマススペクトルの尚ざを表
−3に示す。
金属層を有ざない場合の上記測定の結果は25QmVで
めった。従って、比較例の水系の調性への放出性が、極
めて悪いことが解る。
【図面の簡単な説明】
第1図は塗装w4f7娯仰」の水系引抜き反応′酸流の
経時変化を示すグラフでろって、四線Xは金属層を有さ
ない場合を表わす同線、囲板Yは本押明の塗装鋼板を表
わす回線でろる。 第2図は被膜側のI両賞電位の経時変化を示すグラフで
るる。曲線x−1に金属層を有式ず、硫化水系と反応す
る物質を含有しない塗料により塗装された塗装鋼板を表
わし、曲線x−2は金属層を有さず、硫化水系と反応す
る物質を含有する塗料によフ塗装された塗装鋼板を示す
。曲線Y−1は本発明塗装鋼板を示す。 第3図は鋼中に溶解した水系の調性への放出のし易さを
示す装置の断面図である。図中の記号、(1)は鋼板、
(2)はバッキング、(3)は容器a、(4)は容器b
 、 (5)は配管、(6)はコック、(7)は真空排
気ポンプ、(8)は白金線、(9)は質量分析計を表わ
す。 特許出願人 日本ペイント株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、w4材表面と塗料筒たはライニング材塗膜の間に、
    膜厚0.05〜1μmの金属層を有する水素吸収抑制塗
    装鋼材。 2、IlmMJの金属がアルミニウム、ニッケル、クロ
    ム、カドミウム、銅から成る群から選ばれる第1項記載
    の鋼材。 3、鋼材表面に0.05〜1μmの厚さの金属被膜を施
    した後、塗料Y7tはライニング材を塗布することを特
    徴とする水素吸収抑制塗装鋼材の製造方法。 4、金属−bxアルミニウム、ニッケル、クロム、カド
    ミウム、銅から成る群から選ばれる第3項記載の製造方
    法。 5、金属被膜をメッキまたは金属蒸着で形成する第3項
    記載の製造方法。
JP19802483A 1983-10-22 1983-10-22 水素吸収抑制塗装鋼材およびその製法 Pending JPS6089357A (ja)

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DE19843438508 DE3438508A1 (de) 1983-10-22 1984-10-20 Zur bekaempfung der wasserstoff-absorption beschichteter stahl und dessen herstellung

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