JPS609096B2 - 耐溝状腐食性極低炭素電縫鋼管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、耐食性、特に溶接部の耐溝状腐食性のすぐ
れた蚕縫鋼管に関する。

電総鋼管は配管用、構造用、或し、か熱伝達用として広
く利用されており、それぞれの用途に適した鋼種が選定
されている。

このうち、工業用水や海水などの輸送用配管としては、
Ｃおよそ０．１５〜０．２０％の炭素鋼を素材とする雷
縫鋼管が使用されているが、近年かかる霞縫鋼管の溶接
部に溝状の局部腐食（以下溝食という）が発生し、漏洩
事故にまで到る例があって問題視されている。溝食の発
生原因は、雷縫部の自然電位がその周辺母材に比較して
卑であるため給排水配管としての使用中に溶接部が陽極
、その周辺が陰極となって、前者が選択的、集中的に腐
食されることにあると考えられる。

したがって、溝食を防止するには、溶接部と周辺母材部
との電位差をできるだけ小さくすることが必要である。
霞縫鋼管の熔接部の自然電位が周辺母材部のそれよりも
卑になる原因は種々あるが、その最も大きい原因の一つ
に、両部分の金属学的組織の相違がある。

すなわち、製管時に溶接部は局部的に加熱され、急冷さ
れるため、通常のＣ含有量の鋼管では熔接部はマルテン
サィト又はベイナイトの焼入れ組織となっている。この
ような焼入れ組織となった部分は、フェライト＋パーラ
ィト組織の周辺母材部に対して卑であるため、使用中に
局部電池が形成されて、溶接部に溝食が発生するのであ
る。溶接部と母材部の組織不均一を解消する手段として
は、溶接製管後、管全体を焼ならしして、溶接部の組織
をベイナイト，マルテンサィトからフェライト＋パーラ
ィト組織に変えることが考えられる。

しかし、このような熱処理は設備上からも、又製造工程
上からも大中なコスト高を招くだけでなく組織の完全な
均一化を期待することはできない。この発明は、霞縫鋼
管の素材となる綱目体を、従来使用されているものと全
く異なる極低炭素鋼とし、製管時の溶接−急冷によって
も溶接部に焼入れ組織が発生しないようにすることによ
って、前述の局部的な電位の相違と、それに起因する溝
食の発生を防止できるという知見に基いてなされたもの
である。

すなわち、この発明の要旨は、ＣＯ．０３％以下「Ｓｊ
ｏ．３５％以下、Ｍｎｏ．１０〜１．００％、Ｃｕｏ．
０５〜０．８０％、を含有し、熔接部が実質的にフェラ
イト単相である耐溝状腐食性極低炭素電縫鋼管にある。

上記この発明の電縫鋼管は溶接部母材部共フェライト単
相であると共に、溶接ままでもう一つの溝状腐食の原因
となる母材部、熱影響部、溶着金属部間の結晶粒の大き
さの差も少くなり、溶接ままで十分な耐溝状腐食性能を
有するのである。フェライト単相の亀総鋼管は、従釆の
炭素鋼を素材とするフェライト＋パーラィト組織の電縫
鋼管に比較すれば、強度的には劣るが、格別高い強度を
必要としない配管用には十分に使用可能であり、逆に加
工性においてすぐれているという利点もある。しかし、
用途によって強度を要求される場合は溶接部の組織に影
響を与えず、鋼を強化する成分の適正量を選択的に添加
することができる。

このような強化元素として望ましいものは、Ｎｂ，Ｖ，
Ｂである。川Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｕ残部は実質的に鉄で
ある前記電縫鋼管。

‘２ー更にＮｂｏ．０１〜０．１５％「ＢＯ．００１〜
０．０１％、ＶＯ．００５〜０．１０％のうち１種又は
２種以上を含む前記電縫鋼管。

【３ｌ更に、Ｎｊｏ．６０％以下、稀土類元素０．０１
〜０．２０％のうち１種又は２種を含む上記（２ーの電
縫鋼管。

このように各成分の含有量を規定した理由は次のとおり
である。Ｃは鋼の強度向上に寄与する成分であるが、耐
食性に対しては好ましくない成分である。

特に亀縫鋼管においては、前述のとおり溶接部に母材と
は異なる組織を発生させる主因となり、溝食発生を激し
くするものであるから、できるだけ少ない方がよい。こ
の発明における０．０３％は溶接部に焼入れ組織を生じ
させない許容上限値である。Ｓｉは「脱酸剤として使用
されるもので、０．３５％はＳｉキルド鋼としての通常
の上限値である。Ｍｎの０．１％は、鋼の脱酸剤及び強
度向上のために必要な最低限の量である。しかし１．０
％を越えると溶接部の耐食性が劣化する。Ｃｕは、耐溝
食性を改善する成分である。

この発明の竜縫鋼管は極低炭素とすることによってすで
にすぐれた耐溝食性を発揮するものであるが、これにＣ
ｕをさらに添加することにより、その耐溝食性を一段と
向上させることができる。Ｃｕは０．０５％未満ではそ
の耐溝食性の改善は少ないため、その下限を０．０５％
とした。また０．８０％を超えて添加すると熱間加工性
が劣化するため、上限を０．８％とした。このようにＣ
ｕを含有させることにより耐溝食性をさらに向上させ、
苛酷な使用条件下においても確実な耐溝食性を保障する
ことができる。この発明の亀縫鋼管は、Ｃがきわめて低
く、強度が低い。

したがって強度が要求される場合には耐溝食性に悪影響
をおよぼさずに鋼の強度を向上させる成分を添加するの
が望ましい。Ｂ，Ｖ，Ｎｂはこの目的で添加されるもの
である。Ｎｂは０．０１％未満では強度の向上に有効で
ないため下限を０．０１％とした。また０．１５％をこ
えて添加すると熱間加工性上問題を生ずるため、その上
限を０，１５％とした。Ｂは０．００１％未満の添加で
は強度改善が望めず、０．０１％を超えて添加すると熱
間加工性が劣化するため、下限を０．００１％、上限を
０．０１％とした。Ｖは０．００５％未満では強度の改
善がなく、０．１０％を超えて添加してもその強度改善
効果は変らないため、下限を０．００５％、上限を０．
１０％とした。Ｎｉ、稀土類元素は耐溝食性を向上させ
る成分である。

これらも、必要に応じて添加される成分であり、その含
有量は次のとおりである。Ｎｉは、鋼自体の耐食性を高
める元素であり、露縫鋼管の溶接部の耐溝食性の向上に
も有効である。

しかし、０．６０％を越えると鋼の熱間加工性を劣化さ
せる。稀士類元素は、硫化物生成傾向がＭｎより強く、
溶接部の耐溝食性に悪影響を及ぼすＭｎＳの生成を防止
する効果がある。

いずれも０．０１％以上でこの効果が現われ、０．２０
％を越えると鋼の製管性を悪化させる。以上の各成分の
外に、鋼には不可避的に混入する不純物がある。

その主なものはＰとＳである。Ｐは溶接部の耐食性には
影響しないが、多量に存在すると鋼が縦化し溶接性が悪
くなるから０．０４０％以下にすべきである。Ｓは、溶
接部の耐食性を悪化させる。その傾向は０．０３０％位
から顕著になるから、上限を０．０３０％に抑えるのが
よい。実施例第１表にこの発明の実施例および比較例を
示す。

第１表に示すような化学成分の鋼を溶製し、厚さ２柳の
鋼板に圧延し、電気抵抗熔接を行い２５．４側ぐの鋼管
を製造した。

以上の方法で製造した電縫鋼管を半割りし、溶接部を中
方向の中心とした長さ５０．仇帆の試験片を作成し、腐
食環境のきびしい流動人工海水中で腐食試験を行った。

そのときの条件は次のとおりである。人工海水（ＡＳＴ
Ｍ−ＤＩ１４１により調整）温度５０００、流速２肌／
ｓｅｃ、試験期間 １５日及び３０日間 試験後断面観察を行い、溝食深さを測定した。

その結果を第１表に、あわせて示す。第１表 本発明鋼
管と比較電絡鋼管の耐食性の比較（成分はｗｔ％で示す
）肘溝食性の判定（溝食深さを測定） ×× ＞０．５０仇の， × ０．２０〜０．５０仇の
，△ ０．０５〜０．２０脇の，◎全く港食を発生しな
い鋼１〜８は比較材であり、特に従来鋼のＬ ２は著し
い溝食を受ける。

３〜６はＣｕ鋼であり〜耐溝食性は少し向上するものの
、その発生を防止できない。

７，８は炭素量を低下させたものであるが溶接部の組織
が母材並みになっておらず溝食を受ける。

９以下がこの発明の実施鋼であり、炭素量を０．０３％
以下にすることにより溶接部と母材との組織差が実質的
になくなるので耐溝食性が著しく高まる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｃ０．０３％以下、Ｓｉ０．３５％以下、Ｍｎ０．
   １０〜１．００、Ｃｕ０．０５〜０．８０％を含有し、
   残部が実質的に鉄からなる鋼からなり、溶接部が実質的
   にフエライト単相である溶接ままの耐溝状腐食性極低炭
   素電縫鋼管。 ２ Ｃ０．０３％以下、Ｓｉ０．３５％以下、Ｍｎ０．
   １０〜１．００％、Ｃｕ０．０５〜０．８０％を含有し
   、さらにＮｂ０．０１〜０．１５％、Ｖ０．００５〜０
   ．１０％、Ｂ０．００１〜０．０１％のうち１種又は２
   種以上を含有し、残部が実質的に鉄からなる鋼からなり
   、溶接部が実質的にフエライト単相である溶接ままの耐
   溝状腐食性極低炭素電縫鋼管。 ３ Ｃ０．０３％以下、Ｓｉ０．３５％以下、Ｍｎ０．
   １０〜１．００％、Ｃｕ０．０５〜０．８０％、さらに
   Ｎｂ０．０１〜０．１５％、Ｂ０．００１〜０．０１％
   、Ｖ０．００５〜０．１０％のうち１種又は２種以上と
   、Ｎｉ０．６０％以下、稀土類（Ｃｅ又はＬａ）０．０
   １〜０．２０％のうち１種又は２種を含有し、残部が実
   質的に鉄からなる鋼からなり、溶接部が実質的にフエラ
   イト単相である溶接ままの耐溝状腐食性極低炭素電縫鋼
   管。