WO2011152537A9 - 給油管及びその製造方法 - Google Patents

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坂本　俊治
利男 田上
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新日鐵住金ステンレス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an oil supply pipe for an automobile and a manufacturing method thereof.
  • the present invention relates to an oil supply pipe made of a material cheaper than the current SUS436L and having corrosion resistance equivalent to that of the current material.
  • the fuel supply pipe for automobiles is obliged to guarantee the life of 15 years or 150,000 miles traveling according to US laws and regulations, and the oil supply pipe made of stainless steel (SUS436L: 17Cr-1.2Mo) has already been It has been put into practical use.
  • the portion of the oil supply pipe where corrosion is a concern is the gap structure on the outer surface side of the oil supply pipe exposed to the salt damage environment.
  • cationic electrodeposition coating has been used as a means for improving the salt corrosion resistance of the gap portion of the gap structure portion.
  • Patent Document 1 discloses a manufacturing method in which cationic electrodeposition coating is applied to an oil supply pipe assembled by using projection welding with a SUS436 pipe as a raw material.
  • rust prevention cannot be said to be complete even in SUS436 with this technique. Therefore, when a lower material is used, it cannot be inferred that this technique can provide a sufficient rust prevention effect.
  • Patent Document 2 discloses a technique for preventing crevice corrosion by applying electrostatic coating to an oil supply pipe assembled using SUS436 as a material.
  • Patent Document 3 discloses a technique for ensuring sufficient rust prevention even when chipping is applied to a stainless steel oil supply pipe and chipping is applied.
  • Patent Document 4 discloses a technique for sacrificial corrosion prevention by disposing a zinc sacrificial anode in a portion or a gap portion where a passive state film is damaged by welding, brazing, plastic working or the like in the assembly of a stainless steel oil supply pipe. ing.
  • the present invention is based on the premise that a material lower than SUS436L is used, and an object thereof is to ensure salt corrosion resistance, which is a weak point of stainless steel, in particular, corrosion resistance in a gap structure portion.
  • the present inventors recalled that the cationic electrodeposition coating with a proven track record is the most suitable, and improved the anticorrosion property by devising the electrodeposition coating and its object. We thought that the effect could be refunded to material lowering.
  • the present inventors have found that if the opening amount of the gap is increased, a coating film is formed inside the gap and corrosion is suppressed, and the limit value of the opening amount is set and this condition is set. Materialized means to meet.
  • the present invention is configured based on the above knowledge, and the gist thereof is as follows.
  • a method for manufacturing an oil supply pipe comprising: providing a metal fitting to the oil supply pipe body in a state where the protrusion is provided in the gap.
  • an inexpensive oil supply pipe can be provided while stably securing the corrosion resistance against salt damage.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a gap structure portion existing in the oil supply pipe.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the shape of a spot welding test piece in which the opening amount of the gap is changed.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the opening amount of the gap and the coating film forming situation inside the gap.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the opening amount of the gap and the crevice corrosion.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the shape of a gap test piece with protrusions.
  • the oil supply pipe includes a gap structure as illustrated in FIG.
  • a metal fitting 13 for bundling a main pipe 11 (steel pipe member) and a breather tube 12 (steel pipe member) and fixing them to a vehicle body is attached by welding to form a gap structure portion. It shows a state.
  • a gap 15 is formed in the vicinity of the welded part between the metal fitting 13 and the main pipe 11 or the breather tube 12.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-section of a fitting attachment portion to the main pipe of (a).
  • the main pipe 11 and the metal fitting part 13 are not in contact with each other between the left and right gaps 15, in other words, near the center of the main pipe 11 and the metal fitting part 13.
  • gap refers to the gap 15 in the vicinity of the welded portion
  • gap portion refers to a portion in the vicinity of the gap 15 in the vicinity of the welded portion.
  • the coating liquid can enter the inside, and a coating film is formed in the gap, and if the coating film is formed, corrosion resistance can be secured. This was verified by the following test.
  • electrodeposition coating was performed using samples with various gap opening amounts, and the relationship between the coating film formation inside the gap and the gap opening amount was investigated in detail.
  • the gap sample was produced by stacking a metal plate of t0.8 ⁇ 40 ⁇ 40 mm size on a metal plate of t0.8 ⁇ 70 ⁇ 70 mm size and spot welding the central part.
  • the gap opening amount of the gap sample is inserted with one or more foils or plates having a thickness of 0.1 to 1.0 mm as spacers (U-shaped) before welding, This was changed by removing this spacer after welding.
  • the gap opening amount here is defined as the thickness of an intrutable metal foil measured by a method in which a metal foil having a minimum unit thickness of 10 ⁇ m and a width of 5 mm is inserted into the gap with an intrusion depth of 0.5 mm. It was set as the average value of the measured value.
  • the electrodeposition coating cationic electrodeposition coating was applied.
  • PN-110 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd. was used as the coating material.
  • the conditions were selected so that the coating temperature was 20 to 25 ⁇ m in the general part by energizing at a bath temperature of 28 ° C. and a coating voltage of 170 V.
  • the baking conditions were 170 ° C. ⁇ 20 minutes.
  • a score of "B” is applied when 50% or more of the area in the gap is painted, “C” when the painted area is less than 50%, and "A” when the entire area of the gap is painted. I attached.
  • the corrosion resistance of this electrodeposited gap sample was investigated.
  • the material used was a ferritic stainless steel plate having a thickness of 0.8 mm with various steel components changed, and the influence of the steel components was also taken into consideration.
  • a gap sample was prepared in the same manner as described above, and after electrodeposition coating, it was subjected to a combined cycle corrosion test.
  • the JASO mode combined cycle corrosion test (JASO-M609-91 specified cycle corrosion test (salt spray: 5% NaCl spray, 35 ° C. ⁇ 2 Hr, dry: relative humidity 20%, 60 ° C. ⁇ 4 Hr, wet: 90% relative humidity, 50 ° C. ⁇ 2 Hr repetition) was performed over 300 cycles.
  • the corrosion depth inside the gap was measured by the microscope depth of focus method.
  • FIG. 4 An example of the test results is shown in FIG. From this result, it can be seen that when the gap opening amount is 0.2 mm or more and a coating film is formed inside the gap, sufficient corrosion resistance can be obtained unless a material with significantly inferior corrosion resistance is used.
  • the arrow in FIG. 4 shows that the maximum corrosion depth is larger than 800 micrometers.
  • the opening of the gap is 0.2 mm or more.
  • a preferable opening amount is 0.4 mm or more.
  • a fuel supply pipe main body means the main pipe and breather tube which are steel pipe members and which are filled with fuel gas inside.
  • the alloy element content is lower than that of SUS436L, and Mo is, of course, an inexpensive material that does not contain corrosion resistance improving elements such as Ni and Cu.
  • ferritic stainless steel having the following component composition is used as a raw material.
  • C, N C and N are elements that cause intergranular corrosion in the weld heat-affected zone, and degrade the corrosion resistance. Moreover, cold workability is deteriorated. For this reason, the contents of C and N should be limited to the lowest possible level, and C and N need to be 0.015% or less. More preferably, it is 0.010% or less. In addition, although a minimum is not prescribed
  • Si is useful as a deoxidizing element in the refining process, and is contained in an amount of 0.01% or more. On the other hand, since workability is deteriorated, it should not be contained in a large amount, and is made 0.50% or less. A preferred range is 0.10 to 0.30%.
  • Mn is also contained in an amount of 0.01 or more as a deoxidizing element and an S fixing element. Since Mn also deteriorates workability, it should not be contained in a large amount, and is 0.50% or less. A preferred range is 0.10 to 0.30%.
  • P is an element that significantly deteriorates workability. For this reason, the P content is preferably as low as possible.
  • the allowable content is 0.050% or less. Preferably, it is 0.030% or less.
  • S Since S is an element that degrades the corrosion resistance, the content of S is preferably as low as possible.
  • the allowable content is 0.010% or less. Preferably, it is 0.0050% or less.
  • Cr is a basic element that ensures corrosion resistance, and an appropriate amount is essential, so 13.0% or more is contained. Cr is an element that deteriorates workability, and the content is made 18.0% or less from the viewpoint of alloy cost reduction. A preferable range of the Cr content is 15.0 to 17.5%, and more preferably 16.5 to 17.5%.
  • Al is useful as a deoxidizing element and contains 0.010% or more. Since workability is deteriorated, it should not be contained in a large amount, and is made 0.100% or less. Preferably, it is 0.070% or less.
  • the steel pipe member of the oil supply pipe of the present invention contains one or two of Ti and Nb.
  • Ti fixes C and N as carbonitrides and has an effect of suppressing intergranular corrosion. For this reason, it is made to contain 0.03% or more. However, even if contained excessively, the effect is saturated and the workability is impaired, so the content is made 0.30% or less.
  • the content of Ti is preferably 5 to 30 times the total content of C and N. More preferably, it is 10 to 25 times the total content of C and N.
  • Nb Nb, like Ti, fixes C and N as carbonitrides and has the effect of suppressing intergranular corrosion, so 0.03% or more is contained. However, if it is excessively contained, the workability is impaired, so the content is made 0.30% or less.
  • the Nb content is preferably 5 to 30 times the total content of C and N. More preferably, it is 10 to 20 times the total content of C and N.
  • B is an element useful for preventing secondary work embrittlement and hot workability deterioration, and is an element that does not affect the corrosion resistance. For this reason, it is made to contain 0.0002% or more as needed. If it is contained in an amount of 0.0050% or more, the hot workability is rather deteriorated, so the content is made 0.0050% or less. Preferably, it is 0.0020% or less.
  • Sn is an element useful for improving the corrosion resistance when contained in a small amount, and is contained in a range that does not impair the low cost as required. If the content is less than 0.01%, the effect of improving the corrosion resistance is not exhibited. If the content exceeds 0.50%, the cost increases and the workability also decreases, so the content is 0.01 to 0.50%. And Preferably, it is 0.05 to 0.40%.
  • Stainless steel consisting of the above components is a normal stainless steel sheet that is hot-rolled, pickled, cold-rolled, annealed, finished pickled, etc. for steel pieces melted and refined in converters, electric furnaces, etc. It is manufactured as a steel plate by the method, and is further manufactured as a welded pipe by a normal stainless steel pipe manufacturing method such as electric resistance welding, TIG welding or laser welding using this steel plate as a raw material.
  • This stainless steel pipe is usually used for cold plastic working such as bending, pipe expansion, drawing, spot welding, projection welding, MIG welding, TIG welding, brazing, or mounting various metal fittings with bolts and nuts. After being molded and assembled, it is molded into an oil supply pipe.
  • the material of the metal part is preferably the same material as the steel pipe member. It is often thought that the fuel inside the oil supply pipe does not leak even if the metal fitting parts are corroded, but the corrosion of the metal fitting parts makes the environment inside the gap severe, resulting in crevice corrosion on the steel pipe member side. Because it will accelerate.
  • the present inventors examined a method for securing a clearance opening amount of 0.2 mm or more.
  • a method of securing the opening amount the above-described method of inserting and extracting the spacer may be used, but since it is complicated, a more efficient method is preferable in the mass production process.
  • the protrusion 51 is provided on the surface of the metal fitting 13 that faces the steel pipe member (the main pipe 11 in FIG. 5).
  • the height of the projection 51 can be 0.2 mm or more.
  • protrusions it is preferable that a plurality of protrusions exist, and in order to stabilize the opening amount by bringing all the protrusions into contact with the steel pipe member surface, it is preferable to contact at three points.
  • the shape of the protrusion is not particularly defined, but the cross-sectional shape of the tip is preferably a hemispherical shape. If the tip of the protrusion is flat, the contact of the protrusion with the steel pipe member surface becomes surface contact, and a microscopic gap is formed inside the gap. However, if the tip of the protrusion is hemispherical, the steel pipe This is because the contact of the protrusions with the member surface becomes point contact, and the electrodeposition coating around the contact portion becomes easy.
  • This protrusion can be formed by using a normal plastic working method such as pressing.
  • the punch may be simply stamped from the opposite surface of the projection forming surface.
  • the method of attaching the metal parts with projections to the steel pipe member may be a method usually used in oil supply pipe manufacturing (for example, brazing, MIG welding, TIG welding, spot welding, fastening using bolts and nuts, etc.). .
  • oil supply pipe manufacturing for example, brazing, MIG welding, TIG welding, spot welding, fastening using bolts and nuts, etc.
  • Ferritic stainless steel having the composition shown in Table 1 is melted in a 150 kg vacuum melting furnace and cast into a 50 kg steel ingot, followed by heating, hot rolling, hot rolled sheet annealing, pickling, cold rolling, annealing, and finish pickling. Through the steps, a steel plate having a thickness of 0.8 mm was produced.
  • the large plate simulates a steel pipe member, and the small plate simulates a metal fitting part.
  • a gap sample (A) in which these two sheets were overlapped and spot welded at the center was prepared.
  • one or more foils or plates having a thickness of 0.1 to 1.0 mm are inserted as spacers before welding, and the spacers are removed after welding. The gap opening amount was changed.
  • the gap opening amount here is defined as the thickness of a penetrable metal foil measured by a method of inserting a metal foil having a minimum unit thickness of 10 ⁇ m and a width of 5 mm into the gap with a penetration depth of 0.5 mm. Measurements were made at four locations in the center of each of the four sides, and the average of the four measurements was taken. A test piece having a value of 1.0 or more obtained by dividing the difference between the maximum value and the minimum value of the four measured values by the average value of the four points was excluded from the measurement.
  • a gap sample (B) in which the two corners of the small plate were brazed by superimposing these two sheets was produced.
  • projections were formed in advance at three locations on the surface of the small plate facing the large plate. The protrusion was formed by stamping a punch from the opposite surface of the large plate facing surface.
  • the height of the protrusions was measured at three locations with a laser microscope, and the average value was taken as the representative value. After the brazing, the gap opening amount was measured by the same method as in the gap sample A.
  • cation electrodeposition coating was applied to the gap samples A and B.
  • the paint used was PN-110 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., energized at a bath temperature of 28 ° C. and a coating voltage of 170 V, and the conditions were selected so that the coating thickness would be 20 to 25 ⁇ m in the general part.
  • the baking conditions were 170 ° C. ⁇ 20 minutes.
  • a score of "B” is applied when the area of 50% or more in the gap is painted, "C” when the painted area is less than 50%, and "A” when the entire area of the gap is painted I attached.
  • the gap samples A and B after the coating were finished were sealed with the back end face of the large plate, and then subjected to a cycle corrosion test (salt water spray: 5% NaCl spray 35 ° C. ⁇ 2Hr, dry: relative humidity 20%, 60 ° C. ⁇ 4 Hr, wet: relative humidity 90%, 50 ° C. ⁇ 2 Hr repeated).
  • the test period was 300 cycles. After the test is completed, the welded part or brazed part of the sample is processed and removed to expose the inside of the gap, and the film is removed by immersing it in a coating film remover, and then rusting is removed by immersing it in a derusting agent.
  • the corrosion depth inside the gap was measured by the microscope depth of focus method. Ten points were measured and the maximum value was taken as the representative value. The maximum corrosion depth was 400 ⁇ m or less.
  • Table 2 shows the sample history, evaluation method, and evaluation results.
  • Comparative Example No. Reference numerals 103 to 105 show test results when the current material (SUS436L) is used. Since the opening amount of the gap was small, even in SUS436L, the formation of the coating film in the gap was insufficient, and severe crevice corrosion occurred.
  • Comparative Example No. 106 to 110 are results of 11Cr steel whose material is outside the scope of the present invention. Even when a coating film was formed inside the gap with a sufficient gap opening, the corrosion resistance of the material was insufficient, and corrosion under the coating film progressed, leading to severe crevice corrosion.
  • the present invention can provide an inexpensive oil supply pipe while stably ensuring salt corrosion resistance, industrial applicability is great.

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Abstract

　廉価で塩害耐食性に優れた給油管であって、質量％で、Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：０．０１～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～０．５０％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０１５％以下、Ａｌ：０．０１０～０．１００％、及びＣｒ：１３．０～１８．０％を含有し、さらに、Ｔｉ：０．０３～０．３０％及びＮｂ：０．０３～０．３０％の１種又は２種を含有するフェライト系ステンレス鋼を素材とした鋼管部材と金具部品から成り、金具部品と鋼管部材との間の塩害環境に曝される表面に隙間構造部を有し、隙間構造部の隙間部における開口量が０．２ｍｍ以上であり、隙間部の内部を電着塗装で被覆したことを特徴とする。

Description

給油管及びその製造方法
　本発明は、自動車用の給油管及びその製造方法に関する。特に、現用のＳＵＳ４３６Ｌより廉価な素材より成り、かつ、現用材相当の耐食性を有する給油管に関する。
　自動車用の給油管には、米国の法規制で１５年間、又は１５万マイル走行の寿命保証が義務付けられており、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３６Ｌ：１７Ｃｒ－１．２Ｍｏ）を素材とした給油管が、既に実用化されている。
　北米地区を走行する自動車は融雪塩環境に曝されるので、給油管に適用される素材には優れた塩害耐食性が求められ、従来、ＳＵＳ４３６Ｌが適用されてきた。しかし、昨今の資源価格の高騰を背景として、素材コスト低減の要求が生じている。ＳＵＳ４３６Ｌは高価なＭｏを１％程度含有しているので、Ｍｏを含まないＡＩＳＩ４３９鋼（１７Ｃｒ）に代替するだけでも、大きなコスト低減効果が得られる。
　しかしながら、素材の合金元素を削減すると、耐食性が劣化する。そこで、素材の低級化による弱点を、他の方法で補う必要がある。
　給油管における腐食が懸念される部位は、塩害環境に曝される給油管の外面側の隙間構造部である。従来、隙間構造部の隙間部の塩害耐食性を向上させる手段として、カチオン電着塗装が用いられてきた。
　特許文献１では、ＳＵＳ４３６パイプを素材としてプロジェクション溶接を用いて組み立てた給油管に、カチオン電着塗装を施す製造方法が開示されている。しかし、本発明者らの知見によれば、この技術ではＳＵＳ４３６においても防錆が完全とはいえない。したがって、より低級な素材を用いた場合に、この技術で十分な防錆効果が得られるとは推認できない。
　特許文献２では、ＳＵＳ４３６を素材として組み立てた給油管に、静電塗装を施して隙間腐食を防止する技術が開示されている。
　特許文献３では、ステンレス鋼製給油管に耐チップ塗装を施し、チッピングを受けても十分な防錆性を確保する技術が示されている。
　しかしながら、これらの技術は、電着塗装の場合よりも塗装コストがかかる。一方、隙間内部には塗装できないので、十分な防錆効果は得られない。
　塗装以外の防錆方法についても、種々の提案がされている。
　特許文献４では、ステンレス鋼製給油管の組み立てにおける溶接、ろう付け、塑性加工などによって不働態皮膜が損なわれた部位や隙間部位に、亜鉛の犠牲陽極を配して犠牲防食する技術が開示されている。
　しかしながら、腐食が懸念される部位のすべてに亜鉛を配するのは煩雑であり、手間がかかる。また、亜鉛は高価な金属である。さらに、亜鉛は塩害環境で消耗しやすいので必要量が嵩む。したがって、給油管において、犠牲防食は、現実的な技術とは言い難い。
特開２００２－２４２７７９号公報 特開２００４－２１００３号公報 特開２００６－２３１２０７号公報 特開２００５－２０６０６４号公報
　本発明は、ＳＵＳ４３６Ｌより低級な素材を用いることを前提とし、ステンレス鋼の弱点である塩害耐食性、特に、隙間構造部における耐食性を確保することを目的とする。
　本発明者らは、廉価な防食法としては、従来からも実績のあるカチオン電着塗装が最適であることを想起し、電着塗装及びその対象を工夫することにより、防食性を高め、その効果を素材低級化に還付できると考えた。
　そこで、まず、電着塗装を施したＳＵＳ４３６Ｌ製給油管の隙間内部の塗膜形成状況を調査するとともに、給油管全体を塩害腐食試験に供して腐食状況を詳細に観察した。
　その結果、隙間内部に塗膜が形成されていなかった部位は、わずかでも塗膜が形成された部位よりも、腐食損傷が激しいことを知見した。
　この隙間内部の塗膜形成状況の違いは、隙間形状に依存すると想定された。そこで、次に、この影響をより明確化するため、隙間形状を種々変化させたクーポンサンプルを用いて実験を行った。
　その結果、本発明者らは、隙間の開口量を大きくすれば、隙間内部にも塗膜が形成されて腐食が抑えられることを知見し、開口量の限界値を設定するとともに、この条件を満たすための手段を具体化した。
　本発明は、前記知見に基づいて構成したものであり、その要旨は以下のとおりである。
（１）質量％で、Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：０．０１～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～０．５０％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０１５％以下、Ａｌ：０．０１０～０．１００％、及びＣｒ：１３．０～１８．０％を含有し、さらに、Ｔｉ：０．０３～０．３０％、及びＮｂ：０．０３～０．３０％の１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物より成るフェライト系ステンレス鋼を素材とした鋼管から成型した鋼管部材と、上記鋼管部材に取り付けられた金具部品から成る給油管であって、上記金具部品と上記鋼管部材との間において、塩害環境に曝される表面に隙間構造部を有し、上記隙間構造部の隙間部における開口量が０．２ｍｍ以上であり、上記隙間部の内部を電着塗装で被覆したことを特徴とする給油管。
（２）質量％で、さらに、Ｂ：０．０００２～０．００５０％、及びＳｎ：０．０１～０．５０％の１種又は２種を含有することを特徴とする前記（１）の給油管。
（３）前記金具部品の素材の成分組成が、請求項１又は２に記載の鋼管部材の成分組成の範囲内であることを特徴とする前記（１）又は（２）の給油管。
（４）前記（１）～（３）のいずれかの給油管を製造する方法であって、鋼管部材に取り付けるべき金具部品の鋼管部材に対向する面に、高さ０．２ｍｍ以上の突起を設け、上記突起を隙間内部に配した状態で金具を給油管本体に取り付けることを特徴とする給油管の製造方法。
（５）前記金具部品の前記鋼管部材への取り付け方法が、溶接又はロウ付けであることを特徴とする前記（４）の給油管の製造方法。
　本発明によって、塩害耐食性を安定的に確保しつつ、廉価な給油管が提供できる。
図１は、給油管に存在する隙間構造部の例を示した図である。 図２は、隙間の開口量を変化させたスポット溶接試験片の形状を模式的に示す図である。 図３は、隙間の開口量と隙間内部の塗膜形成状況の関係を示す図である。 図４は、隙間の開口量と隙間腐食の関係を示す図である。 図５は、突起付き隙間試験片の形状を模式的に示す図である。
　以下、本発明について詳細に説明する。
　給油管には、図１に例示するような隙間構造部が含まれる。
　図１の（ａ）は、メインパイプ１１（鋼管部材）とブリーザーチューブ１２（鋼管部材）を結束して車体に固定するための金具部品１３が溶接によって取り付けられ、隙間構造部を形成している様子を示している。金具部品１３とメインパイプ１１又はブリーザーチューブ１２の溶接部の近傍には、隙間１５が形成されている。
　図１の（ｂ）は、（ａ）のメインパイプへの金具取り付け部分の断面を、模式的に示す図である。
　なお、図１の（ｂ）で、左右の隙間１５の間、いいかえれば、メインパイプ１１及び金具部品１３の中心付近でも、メインパイプ１１と金具部品１３とは接しておらず、間に空間が存在するが、本発明において「隙間」とは、溶接部の近傍の隙間１５を指し、「隙間部」とは、溶接部近傍の隙間１５がある付近の部位を指すものとする。
　このような隙間の内部に電着塗膜を形成させるのは、通常は困難である。隙間開口量が小さすぎるので、電着塗料液が隙間内部に侵入できないからである。
　しかし、開口量を大きくすれば、塗料液が内部に侵入でき、隙間には塗膜が形成されるようになり、塗膜が形成されれば耐食性も確保できる。このことは、以下の試験によって検証した。
　まず、隙間開口量を種々変化させたサンプルを用いて電着塗装を施し、隙間内部の塗膜形成状況と隙間開口量の関係を詳細に調査した。
　隙間サンプルは、ｔ０．８×７０×７０ｍｍサイズの金属板に、ｔ０．８×４０×４０ｍｍサイズの金属板を重ねて、中央部をスポット溶接して作製した。
　隙間サンプルの隙間間口量は、図２に示すように、溶接前に板厚０．１～１．０ｍｍの箔又は板をスペーサー（コの字型）として１枚又は複数枚挿入しておき、溶接後にこのスペーサーを抜き取ることによって変化させた。
　ここでいう隙間開口量とは、最小単位厚みが１０μｍの幅５ｍｍの金属箔を０．５ｍｍの侵入深さで隙間内に挿入する方法で測定された侵入可能金属箔厚みとして定義し、４回の測定値の平均値とした。
　電着塗装としては、カチオン電着塗装を施した。塗料には、日本ペイント（株）製ＰＮ－１１０を用い、浴温２８℃、塗装電圧１７０Ｖで通電し、塗膜厚みが一般部において２０～２５μｍになるように条件を選定した。焼付条件は、１７０℃×２０分とした。
　塗装終了後、隙間内部を目視観察し、塗膜の形成状況を評価した。隙間内の５０％以上の面積が塗装されている場合を「Ｂ」、塗装面積が５０％未満である場合を「Ｃ」、隙間内の全面積が塗装されている場合を「Ａ」と評点付けした。
　試験結果の一例を、図３に示す。この結果から、開口量０．２ｍｍ以上で、隙間内には薄い塗膜が形成され、０．４ｍｍ以上になると隙間内部でも一般部と同等の塗膜が形成されることが分かる。
　次に、この電着塗装した隙間サンプルの耐食性を調査した。素材は、鋼成分を種々変化させた板厚０．８ｍｍのフェライト系ステンレス鋼板とし、鋼成分の影響にも配慮した。
　上述したのと同様の方法で隙間サンプルを作製し、電着塗装を施した後に複合サイクル腐食試験に供した。
　腐食試験としては、塩害環境を想定し、ＪＡＳＯモードの複合サイクル腐食試験（ＪＡＳＯ－Ｍ６０９－９１規定のサイクル腐食試験（塩水噴霧：５％ＮａＣｌ噴霧，３５℃×２Ｈｒ、乾燥：相対湿度２０％、６０℃×４Ｈｒ、湿潤：相対湿度９０％、５０℃×２Ｈｒの繰り返し）を３００サイクルにわたって実施した。
　試験終了後、隙間内部の腐食深さを、顕微鏡焦点深度法によって測定した。
　試験結果の一例を、図４に示す。この結果から、隙間開口量が０．２ｍｍ以上で隙間内部に塗膜が形成された場合には、著しく耐食性の劣る素材を用いない限り、十分な耐食性が得られることが分かる。なお、図４中の矢印は、最大腐食深さが８００μｍよりも大きいことを示す。
　特に、隙間開口量が０．４ｍｍ以上の場合には、顕著な耐食性向上効果が得られる。
　また、ＳＵＳ４３６Ｌのような高級素材であっても、塗膜形成が不十分であれば、隙間内は少なからず腐食され、低級材を用いて隙間内に十分な塗膜形成を施す方が得策であることが検証された。
　この結果から、本発明の給油管では、隙間部の開口量を０．２ｍｍ以上とする。好ましい開口量は、０．４ｍｍ以上である。
　次に、鋼管部材の素材について説明する。なお、本発明において給油管本体とは、鋼管部材である、内部に燃料ガスが充満するメインパイプとブリーザーチューブのことを意味する。
　本発明では、ＳＵＳ４３６Ｌより合金元素含有量が少なく、Ｍｏは無論、Ｎｉ、Ｃｕなどの耐食性向上元素を含有せず、廉価な素材であることが特長である。具体的には、以下の成分組成より成るフェライト系ステンレス鋼を素材とする。
　Ｃ、Ｎ：
　Ｃ及びＮは、溶接熱影響部における粒界腐食の原因となる元素であり、耐食性を劣化させる。また、冷間加工性を劣化させる。このため、Ｃ，Ｎの含有量は、可及的低レベルに制限すべきであり、Ｃ、Ｎは０．０１５％以下とする必要がある。より好ましくは、０．０１０％以下である。なお、下限は特に規定するものではないが、精錬コストを考慮して、Ｃ：０．００１０％以上、Ｎ：０．００５０％以上とするのが好ましい。
　Ｓｉ：
　Ｓｉは、精錬工程における脱酸元素として有用であり、０．０１％以上含有させる。一方、加工性を劣化させるので多量に含有させるべきではなく、０．５０％以下とする。好ましい範囲は、０．１０～０．３０％である。
　Ｍｎ：
　Ｍｎも、脱酸元素、Ｓ固定元素として０．０１以上％を含有させる。Ｍｎも加工性を劣化させるので多量に含有させるべきではなく、０．５０％以下とする。好ましい範囲は、０．１０～０．３０％である。
　Ｐ：
　Ｐは、加工性を著しく劣化させる元素である。このため、Ｐの含有量は可及的低レベルが好ましい。許容可能な含有量は０．０５０％以下とする。好ましくは、０．０３０％以下である。
　Ｓ：
　Ｓは、耐食性を劣化させる元素であるため、Ｓの含有量は可及的低レベルが好ましい。許容可能な含有量は０．０１０％以下とする。好ましくは、０．００５０％以下である。
　Ｃｒ：
　Ｃｒは、耐食性を確保する基本的元素であり、適量の含有が必須であるので、１３．０％以上を含有させる。Ｃｒは、加工性を劣化させる元素であり、また、合金コスト抑制の観点から、含有量は１８．０％以下とする。Ｃｒ含有量の好ましい範囲は、１５．０～１７．５％であり、より好ましくは１６．５～１７．５％である。
　Ａｌ：
　Ａｌは、脱酸元素として有用であり、０．０１０％以上を含有させる。加工性を劣化させるので多量に含有させるべきではなく、０．１００％以下とする。好ましくは、０．０７０％以下である。
　本発明の給油管の鋼管部材は、ＴｉとＮｂの１種又は２種を含有する。
　Ｔｉ：
　Ｔｉは、Ｃ、Ｎを炭窒化物として固定して、粒界腐食を抑制する作用を有する。このため、０．０３％以上含有させる。しかし、過剰に含有させてもその効果は飽和し、加工性を損なうので、含有量は０．３０％以下とする。Ｔｉの含有量は、ＣとＮの合計含有量の５～３０倍が好ましい。さらに好ましくは、ＣとＮの合計含有量の１０～２５倍である。
　Ｎｂ：
　Ｎｂは、Ｔｉと同様に、Ｃ，Ｎを炭窒化物として固定して粒界腐食を抑制する作用を有するので、０．０３％以上含有させる。しかし、過剰に含有させると加工性を損なうので、含有量は０．３０％以下とする。Ｎｂの含有量は、ＣとＮの合計含有量の５～３０倍が好ましい。さらに好ましくは、ＣとＮの合計含有量の１０～２０倍である。
　Ｂ：
　Ｂは、２次加工脆化や熱間加工性劣化を防止するのに有用な元素であり、耐食性には影響を与えない元素である。このため必要に応じて、０．０００２％以上含有させる。０．００５０％以上含有させると、かえって熱間加工性が劣化するので、含有量は０．００５０％以下とする。好ましくは、０．００２０％以下である。
　Ｓｎ：
　Ｓｎは、微量の含有で耐食性を向上させるのに有用な元素であり、必要に応じて廉価性を損なわない範囲で含有させる。含有量が０．０１％未満では耐食性向上効果は発現されず、０．５０％を超えるとコスト増が顕在化するとともに、加工性も低下するので、含有量は０．０１～０．５０％とする。好ましくは、０．０５～０．４０％である。
　上記の成分組成より成るステンレス鋼は、転炉や電気炉などで溶製、精錬された鋼片を熱間圧延、酸洗、冷延、焼鈍、仕上酸洗等を施す通常のステンレス鋼板の製造方法によって鋼板として製造され、さらに、この鋼板を素材として電気抵抗溶接、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接などの通常のステンレス鋼管の製造方法によって溶接管として製造される。
　このステンレス鋼管は、曲げ加工、拡管加工、絞り加工といった冷間での塑性加工やスポット溶接、プロジェクション溶接、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接といった溶接やろう付け、又はボルトナットによる種々の金具の取り付けなどの通常の成型、組立工程を経て給油管に成型される。
　金具部品の素材は、鋼管部材と同一素材であるのが好ましい。金具部品が腐食されても給油管内部の燃料が漏れることはないと考えられがちであるが、金具部品の腐食は隙間内部の環境を過酷化させ、その結果、鋼管部材側の隙間腐食を誘起、加速させることになるからである。
　次に、本発明の給油管の製造方法について説明する。
　本発明者らは、隙間開口量を０．２ｍｍ以上確保する方法について検討した。開口量確保の方法としては、上述したスペーサー挿入、抜取りによる方法でもよいが、煩雑であるので、量産工程においては、より効率的な方法が好ましい。
　そこで、鋼管部材に取り付けられる金具部品側に、あらかじめ工夫を加えておくことにした。すなわち、図５に例示するように、金具部品１３の鋼管部材（図５では、メインパイプ１１）に対向する面に突起５１を設ける。この突起５１の高さを０．２ｍｍ以上とすることによって、金具部品１３を鋼管部材に取り付けた際の金具部品１３と鋼管部材の間隔、すなわち隙間開口量を、０．２ｍｍ以上にできる。
　突起は複数存在するのが好ましく、すべての突起を鋼管部材面に接触させて開口量を安定化させるには、３点で接触するのが好ましい。
　突起の形状は特に規定しないが、先端部の断面形状を半球形状とするのが好ましい。突起先端部が平坦であると、鋼管部材面への突起の接触は面接触となり、隙間内部において微視的な隙間が形成されることになるが、突起先端部が半球状であれば、鋼管部材面への突起の接触は点接触となり、接触部に対する電着塗装の付き回りが容易になるからである。
　この突起は、プレスなどの通常の塑性加工方法を用いることによって形成できる。たとえば、突起形成面の反対面からポンチを打刻するだけでもよい。
　この突起付き金具部品の鋼管部材への取り付け方法は、給油管製造において通常用いられている手法（たとえば、ロウ付け、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、スポット溶接、ボルトナットを用いた締結など）で構わない。ただし、溶接法を用いる場合、突起部分が接合部にならないようにしなければならない。突起が接合部に当たると、溶接時に突起が変形、消滅して、所要の隙間開口量が確保できなくなるからである。
　実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
　表１に示す組成のフェライト系ステンレス鋼を、１５０ｋｇ真空溶解炉で溶製し、５０ｋｇ鋼塊に鋳造した後、加熱、熱延、熱延板焼鈍、酸洗、冷延、焼鈍、仕上酸洗の工程を通して、板厚０．８ｍｍの鋼板を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　＜隙間サンプルＡの作製＞
　この鋼板素材より、ｔ０．８×７０×７０ｍｍサイズの大板、及びｔ０．８×４０×４０ｍｍサイズの小板を採取した。大板は鋼管部材、小板は金具部品を模擬したものである。
　これら２枚を重ねて中央部をスポット溶接した隙間サンプル（Ａ）を作製した。サンプル作製に当たっては、図２に示すように、溶接前に板厚０．１～１．０ｍｍの箔又は板を、スペーサーとして１枚又は複数枚挿入しておき、溶接後にこのスペーサーを抜き取ることによって隙間開口量を変化させた。
　ここでいう隙間開口量は、最小単位厚みが１０μｍの幅５ｍｍの金属箔を０．５ｍｍの侵入深さで隙間内に挿入する方法で測定された侵入可能金属箔厚みとして定義し、小板の４辺の各中央部の４箇所について測定し、４回の測定値の平均値とした。４箇所の測定値の最大値と最小値の差を４点の平均値で割った値が１．０以上の試験片は、計測から除外した。
　＜隙間サンプルＢの作製＞
　前記鋼板素材より、ｔ０．８×７０×７０ｍｍサイズの大板及びｔ０．８×４０×４０ｍｍサイズの小板を採取した（大板は鋼管部材、小板は金具部品を模擬したものである）。
　これら２枚を重ねて小板の４つのコーナー部をロウ付けした隙間サンプル（Ｂ）を作製した。サンプル作製に当たっては、図５に示すように、あらかじめ小板の大板に対向する面の３ケ所に突起を形成させた。突起は、大板対向面の反対面からのポンチを打刻して形成させた。
　突起の高さはレーザー顕微鏡で３ケ所について測定し、その平均値を代表値とした。ロウ付け終了後に、隙間サンプルＡの場合と同じ方法で、隙間開口量を測定した。
　次に、隙間サンプルＡ、Ｂについて、カチオン電着塗装を施した。塗料は、日本ペイント（株）製ＰＮ－１１０を用い、浴温２８℃、塗装電圧１７０Ｖで通電し、塗膜厚みが一般部において２０～２５μｍになるように条件を選定した。焼付の条件は、１７０℃×２０分とした。
　塗装終了後、隙間サンプルＡ、Ｂの溶接部、又はロウ付け部を加工除去して隙間内部を目視観察し、塗膜形成状況を評価した。隙間内の５０％以上の面積が塗装されている場合を「Ｂ」、塗装面積が５０％未満である場合を「Ｃ」、隙間内の全面積が塗装されている場合を「Ａ」と評点付けした。
　また、塗装終了後の隙間サンプルＡ、Ｂは、大板の裏端面をシールした後、塩害環境を模擬したＪＡＳＯ－Ｍ６０９－９１規定のサイクル腐食試験（（塩水噴霧：５％ＮａＣｌ噴霧３５℃×２Ｈｒ、乾燥：相対湿度２０％、６０℃×４Ｈｒ、湿潤：相対湿度９０％、５０℃×２Ｈｒの繰り返し）に供した。
　試験期間は３００サイクルとした。試験終了後、サンプルの溶接部、又はロウ付け部を加工除去して隙間内部を露出させ、塗膜剥離剤に浸漬して塗膜を除去し、脱錆剤に浸漬して錆びを除去した後、隙間内部における腐食深さを顕微鏡焦点深度法により測定した。１０点の測定を行い、その最大値を代表値とした。最大腐食深さが４００μｍ以下のものを良好とした。
　サンプルの履歴、評価方法、評価結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　比較例Ｎｏ．１０３～１０５は、現用素材（ＳＵＳ４３６Ｌ）を用いた場合の試験結果である。隙間開口量が小さいので、ＳＵＳ４３６Ｌでも隙間内の塗膜形成が不十分で、激しい隙間腐食が生じた。
　比較例Ｎｏ．１０６～１１０は、素材が本発明範囲外の１１Ｃｒ鋼の結果である。隙間開口量を十分にとって隙間内部に塗膜を形成させても、素材の耐食性が不十分であり、塗膜下腐食が進行してやがて激しい隙間腐食に至った。
　比較例Ｎｏ．１０１、１０２は、素材は本発明の条件を満たすが、隙間開口量は本発明の範囲外であるので、満足すべき耐隙間腐食性が得られていない。
　本発明Ｎｏ．１～３１は、素材の条件、隙間開口量ともに本発明の要件を満たしており、現行条件（比較例Ｎｏ．１０３相当）より、優れた耐隙間腐食性が確保できた。
　本発明によって、塩害耐食性を安定的に確保しつつ、廉価な給油管が提供できるので、産業上の利用可能性は大きい。
　１１　　メインパイプ（鋼管部材）
　１２　　ブリーザーチューブ（鋼管部材）
　１３　　金具部品
　１４　　溶接部
　１５　　隙間
　２１　　溶接ナゲット
　２２　　スペーサー
　２３　　金属板
　２４　　金属板
　５１　　突起
　５２　　ロウ付け部

Claims (5)

  1. 　質量％で、
    　　Ｃ　：　０．０１５％以下、
    　　Ｓｉ：　０．０１～０．５０％、
    　　Ｍｎ：　０．０１～０．５０％、
    　　Ｐ　：　０．０５０％以下、
    　　Ｓ　：　０．０１０％以下、
    　　Ｎ　：　０．０１５％以下、
    　　Ａｌ：　０．０１０～０．１００％、及び
    　　Ｃｒ：　１３．０～１８．０％
    を含有し、さらに、
    　　Ｔｉ：　０．０３～０．３０％、及び
    　　Ｎｂ：　０．０３～０．３０％
    の１種又は２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物より成るフェライト系ステンレス鋼を素材とした鋼管から成型した鋼管部材と、
    　上記鋼管部材に取り付けられた金具部品
    からなる給油管であって、
    　上記金具部品と上記鋼管部材との間において、塩害環境に曝される表面に隙間構造部を有し、
    　上記隙間構造部の隙間部における開口量が０．２ｍｍ以上であり、
    　上記隙間部の内部を電着塗装で被覆した
    ことを特徴とする給油管。
  2. 　質量％で、さらに、
    　　Ｂ　：　０．０００２～０．００５０％、及び
    　　Ｓｎ：　０．０１～０．５０％
    の１種又は２種を含有することを特徴とする請求項１に記載の給油管。
  3. 　前記金具部品の素材の成分組成が、請求項１又は２に記載の鋼管部材の成分組成の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の給油管。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の給油管を製造する方法であって、
    　鋼管部材に取り付ける金具部品の鋼管部材に対向する面に、高さ０．２ｍｍ以上の突起を設け、
    　上記突起を隙間内部に配した状態で金具を鋼管部材に取り付ける
    ことを特徴とする給油管の製造方法。
  5. 　前記金具部品の前記鋼管部材への取り付け方法が、溶接又はロウ付けであることを特徴とする請求項４に記載の給油管の製造方法。
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