JP3753088B2

JP3753088B2 - カーゴオイルタンク用鋼材

Info

Publication number: JP3753088B2
Application number: JP2002071834A
Authority: JP
Inventors: 和幸鹿島; 英昭幸
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: JP2003082435A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンカーにおける原油タンクであるカーゴオイルタンク用の鋼材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、タンカーのカーゴオイルタンクの材料としては、裸仕様の普通鋼が使われている。
【０００３】
カーゴオイルタンクの気相部は、防爆目的でエンジンの排ガスを利用したＮ₂主体のガス（以下、これをイナートガスという）が充填されているが、乾湿繰り返しのある厳しい腐食環境であり、しかも、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）を含む原油の積載時には、原油中に含まれるＨ₂Ｓの一部が気相中に移行するため、腐食環境としては極めて厳しいものになる。原油中に含まれる炭化水素の一部も気化してイナートガスと混合することは勿論であるが、腐食への影響はほとんどないので無視できる。なお、上記イナートガスの一例としては、体積％で、１３％ＣＯ₂−５％Ｏ₂−０．１％ＳＯ₂−残部Ｎ₂の組成のガスが挙げられる。
【０００４】
上記のような腐食環境においては、カーゴオイルタンク天井部となるデッキ裏では全面腐食が起こり、腐食速度が０．１ｍｍ／年を超えるケースもある。腐食速度が０．３ｍｍ／年以上と非常に大きい全面腐食の事例も報告されている。又、カーゴオイルタンク底板には孔食が発生し、数ｍｍ／年という大きな孔食進展速度となる場合もある。
【０００５】
こうした事情から、カーゴオイルタンクの材料に塗装を施すことが一部で行われているが、初期の塗装及び約１０年毎の塗り替えのコストが大きい。このため、例えば２０年の使用に対して２ｍｍの腐食代をとるということで、全面腐食や局部腐食への対策とされているのが実情である。
【０００６】
しかし、腐食代をとると、鋼材の厚みが増加するために、タンクの製造コストが上昇し、原油積載量が減少する、などのデメリットも生じる。したがって、腐食代の低減が図れ、しかもコスト上昇を防止できる、耐食性に優れたカーゴオイルタンク用鋼材の開発が強く望まれている。
【０００７】
なお、カーゴオイルタンク用鋼としては、例えば、特開２０００−１７３８１号公報にＣｕとＭｇを必須成分として含む鋼が、又、特開２００１−１０７１８０号公報にＣｒとＡｌを必須成分として含む鋼が、それぞれ提案されている。しかし、これらの公報で開示された鋼においては、原油がＨ₂Ｓを含む場合において、Ｈ₂Ｓが腐食に対して及ぼす影響については全く配慮されておらず、このため、実船のカーゴオイルタンクにおいて十分な耐食性が得られない場合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、その目的は、イナートガス及びＨ ₂ Ｓを含む環境における全面腐食や局部腐食に対する抵抗性に優れたカーゴオイルタンク用鋼材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の要旨は、下記（１）〜（４）に示すカーゴオイルタンク用鋼材にある。
【００１０】
（１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．３％、Ｓｉ：０．０２〜１％、Ｍｎ：０．０５〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｉ：０．０１〜３％、Ｃｕ：０．０１〜２％、Ｍｏ：０〜１％、Ｗ：０〜１％、Ｃａ：０〜０．０１％、Ｓｂ：０〜０．５％、Ｓｎ：０〜０．５％、Ｔｉ：０〜０．１％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｖ：０〜０．１％、Ｂ：０〜０．０５％、Ｃｒ：０〜０．０５％、Ａｌ：０〜０．０７％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、粒径が３０μｍを超える介在物が１ｃｍ²あたり３０個未満で、且つ、下記(1)式を満足することを特徴とするカーゴオイルタンク用鋼材。但し、下記 (1)式中におけるＡｐは組織に占めるパーライトの％単位での割合、Ｃは炭素の質量％での含有量を表す。
【００１１】
Ａｐ／Ｃ≦１３０・・・・・(1)。
【００１２】
（２）Ｍｏの含有量が０．０１〜１％、Ｗの含有量が０．０１〜１％、Ｓｂの含有量が０．０１〜０．５％、Ｓｎの含有量が０．０１〜０．５％の少なくともいずれかを満たすことを特徴とする上記（１）に記載のカーゴオイルタンク用鋼材。
【００１３】
（３）Ｔｉの含有量が０．００５〜０．１％、Ｎｂの含有量が０．００２〜０．１％、Ｖの含有量が０．０１〜０．１％、Ｂの含有量が０．０００２〜０．０５％の少なくともいずれかを満たすことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のカーゴオイルタンク用鋼材。
【００１４】
（４）上記（１）から（３）までのいずれかに記載されたカーゴオイルタンク用鋼材であって、少なくとも片面に防食処理が施されたことを特徴とする鋼材。
【００１５】
以下、上記の（１）〜（４）の鋼材に係る発明を、それぞれ、「本発明（１）」〜「本発明（４）」という。また、総称して「本発明」ということがある。
【００１６】
本発明における「介在物」とは、JIS G 0555に記載されたＡ系介在物又はＢ系介在物をいい、「粒径」とは、形状が円形の場合はその直径、扁平している場合は長径と短径の平均で定義される値を指す。
【００１７】
本発明者らは、前記した課題を達成するために、実船の腐食環境を模擬して数多くの実験を行った。
【００１８】
すなわち、イナートガス及びＨ₂Ｓを含む乾湿繰り返し環境において、数多くの実験を行った。その結果、Ｈ₂Ｓを含む原油を積載した実船のデッキ裏に見られる腐食生成物層の再現に成功し、更に、気相部の腐食メカニズム及び底板部の孔食発生メカニズムに関して下記（ａ）〜（ｆ）の知見を得た。
【００１９】
（ａ）イナートガス中に含まれるＳＯ₂及び原油から気相部に移行するＨ₂Ｓの両者と、イナートガス中に含まれるＯ₂あるいはＨ₂Ｏとが反応してＨ₂ＳＯ₃が生成する。更に、Ｈ₂ＳＯ₃がＯ₂により酸化して生じるＨ₂ＳＯ₄も生成する。
【００２０】
（ｂ）結露時には、上記のＨ₂ＳＯ₃やＨ₂ＳＯ₄が水分中に含有される。このため、前記のイナートガス及びＨ₂Ｓを含む乾湿繰り返しの環境は、酸性水による乾湿繰り返しの腐食環境である。
【００２１】
（ｃ）実船のデッキ裏における腐食は、温度が下がって結露が生じる夜間に進行し、原油を積載せず多量のＣＯ₂、ＳＯ₂やＯ₂が存在する場合の腐食生成物としてはα−ＦｅＯＯＨ（以下、「錆」という）が主体となる。
【００２２】
（ｄ）一方、Ｈ₂Ｓを含む原油の積載時にはＨ₂Ｓが錆の表面でＯ₂により酸化されて固体のＳが生成する。
【００２３】
（ｅ）原油を積載しない場合と原油を積載する場合の繰り返しにより、実船のデッキ裏には「錆／Ｓ／錆／Ｓ・・・」という層状構造が形成される。
【００２４】
（ｆ）カーゴオイルタンク底はドレン水が滞留するとともに、表面が油膜によりコーティングされているが、スラッジの移動或いは原油洗浄などによって油膜による被覆が一部はがれ、その被覆がなくなった部位にデッキ裏に生成したＳが落下し、付着する。次いで、そのＳが酸化剤として作用し、腐食電位の貴化をもたらし、Ｈ₂Ｓ及びＣｌ^-が存在する条件下で孔食が発生する。なお、油井に存在する岩塩が採掘時に原油に混入してタンク内に持ち込まれるため、タンク底にＣｌ^-が存在することとなる。
【００２５】
上記の気相部の腐食メカニズム及び底板部の孔食発生メカニズムを踏まえて、本発明者ら更なる実験を行ったところ、下記（ｇ）〜（ｍ）の事項が明らかになった。
【００２６】
（ｇ）Ｃｕの添加によって、酸性水による乾湿繰り返しの環境での全面腐食及びＳ存在下での孔食の発生を抑制することができる。一例として、図１に、酸性水による乾湿繰り返しの環境におけるＣｕ含有量と全面腐食速度との関係を示す。なお、この図１において、「全面腐食速度」を単に「腐食速度」と表記した。図１から明らかなように、Ｃｕ含有量の増加に伴って腐食速度が著しく低下する。
【００２７】
（ｈ）ＣｕとＮｉを複合して含有させることにより、更に耐全面腐食性や耐孔食性が向上する。
【００２８】
（ｉ）Ｃｕ及びＮｉに加えて、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｓｂ及びＳｎの１種以上を添加すると、更に耐全面腐食性及び耐孔食性が向上する。
【００２９】
（ｊ）上記のＣｕからＳｎまでを添加すれば、塗装寿命が従来に比べ長くなる。
【００３０】
（ｋ）Ｃｒ及びＡｌの含有量を制限することで、酸性水による乾湿繰り返しの環境での全面腐食を抑えることができる。
【００３１】
（ l ）酸性水による乾湿繰り返しの環境での全面腐食は、組織に占めるパーライトの％単位での割合Ａｐ及び質量％でのＣ含有量とも関係し、「Ａｐ／Ｃ」で表される値の低減とともに耐全面腐食性が向上する。
【００３２】
（ｍ）酸性水による乾湿繰り返しの環境での全面腐食及びＳ存在下での孔食の発生には、鋼中介在物の粒径及び単位面積当たりの存在量が影響する。
【００３３】
本発明（１）〜本発明（４）は、上記（ａ）〜（ｍ）の知見に基づいて完成されたものである。
【００３４】
なお、本発明（１）においては、鋼材を構成する前記各元素のうち、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂ、Ｃｒ及びＡｌの１１元素については、必ずしも積極的に添加する必要はなく、その添加は任意である。上記元素のうちでＣｒとＡｌの含有量は、むしろ低ければ低いほど好ましい。Ｓの含有量は低ければ低いほどよい。
【発明の実施の形態】
【００３５】
以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。
【００３６】
（Ａ）鋼材の化学組成
Ｃ：
Ｃは、材料としての強度を確保するために必要な元素であり、０．０１％以上の含有量が必要である。しかし、０．３％を超えて含有させると溶接性が低下する。又、Ｃ含有量の増大とともに、酸性水による乾湿繰り返しの環境でカソードとなって腐食を促進するセメンタイトの生成量が増大し、特に、Ｃ含有量が０．３０％を超えるとセメンタイトの生成が増大して腐食が著しくなる。したがって、Ｃの含有量を０．０１〜０．３％とした。Ｃ含有量の好ましい範囲は０．０１〜０．２％であり、より好ましい範囲は０．０１〜０．１５％である。
【００３７】
Ｓｉ：
Ｓｉは、脱酸に必要な元素であり、十分な脱酸効果を得るためには０．０２％以上含有させる必要がある。しかし、１％を超えて含有させると靱性が損なわれる。このため、Ｓｉの含有量を０．０２〜１％とした。好ましい含有量の範囲は０．０２〜０．８％であり、より好ましい範囲は０．０２〜０．５％である。
【００３８】
Ｍｎ：
Ｍｎは、低コストで鋼の強度を高める作用を有する元素であり、この効果を得るためには０．０５％以上の含有量が必要である。しかし、１．５％を超えて含有させると溶接性が劣化する。このため、Ｍｎの含有量を０．０５〜１．５％とした。
【００３９】
Ｐ：
Ｐは、鋼中に含まれる不純物元素で、溶接性を低下させる。特に、その含有量が０．０５％を超えると、溶接性の低下が著しくなる。このため、Ｐの含有量を０．０５％以下とした。なお、Ｐは溶接性を低下させる一方で耐全面腐食性を向上させる作用を有するので、耐全面腐食性を高めるために０．０１％以上を含有させてもよい。Ｐの含有量の好ましい上限は０．０４％、より好ましい上限は０．０３％である。
【００４０】
Ｓ：０．０１％以下
Ｓは、鋼中に含まれる不純物元素で、その含有量が０．０１％を超えると鋼中にＭｎＳが多く生成し、ＭｎＳが腐食の起点となって全面腐食及び孔食が生じる。このため、Ｓの含有量を０．０１％以下とした。Ｓ含有量の好ましい上限は０．００８％、より好ましい上限は０．００５％である。なお、Ｓ含有量は低ければ低いほどよい。
【００４１】
Ｎｉ：
Ｎｉは、湿潤硫化水素環境において防食性の硫化物皮膜を形成して耐全面腐食性を高める効果や、耐孔食性を向上させる効果がある。しかし、これらの効果を得るにはＮｉを０．０１％以上含有させる必要があり、０．０５％以上含有させれば一層顕著な効果が得られる。しかし、Ｎｉを３％を超えて含有させても前記効果が飽和し、コストが嵩むばかりである。したがって、Ｎｉの含有量を０．０１〜３％とした。
【００４２】
本発明に係る鋼材は、上記の化学組成に加えてＣｕも必須の元素として含む必要がある。なお、本発明に係る鋼材は、必要に応じて、以下に述べるＭｏからＡｌまでの元素のうちから選ばれる１種以上を含んでもよい。
【００４３】
Ｃｕ：
Ｃｕは、酸性水による乾湿繰り返しの環境での耐全面腐食性を高めるとともに硫化水素存在下での耐全面腐食性を著しく向上させる効果、更には、Ｓ存在下での孔食発生の抑制にも効果があり、これらの効果を得るためには、Ｃｕは０．０１％以上の含有量とする必要があり、０．１％以上含有させれば一層確実な効果が得られる。しかし、Ｃｕを２％を超えて含有させてもその効果が飽和する。更に、鋼が脆化する恐れもある。なお、鋼の脆化防止の観点からはＣｕ含有量の上限は１％とすることがより好ましい。したがって、Ｃｕの含有量を０．０１〜２％とした。
【００４４】
Ｍｏ：
Ｍｏの添加は任意である。添加すれば、湿潤硫化水素環境において防食性の硫化物皮膜を形成して耐全面腐食性を高める効果や、耐孔食性を向上させる効果がある。更に、Ｍｏは耐酸性を高める作用も有する。これらの効果を顕著に得るには、Ｍｏは０．０１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｍｏを１％を超えて含有させても効果が飽和するばかりか溶接性を損なうし、コストも嵩む。したがって、Ｍｏの含有量を０〜１％とした。なお、添加する場合のＭｏ含有量の下限値は０．１％であることが更に好ましく、０．３％であれば一層好ましい。
【００４５】
Ｃｒ：
Ｃｒは、Ｈ₂Ｓを含む乾湿繰り返し環境、すなわち、酸性水による乾湿繰り返しの環境における耐全面腐食性を低下させるし、Ｓ存在下での耐孔食性をも低下させ、特に、その含有量が０．０５％を超えると、上記環境での耐全面腐食性と耐孔食性の低下が著しくなる。したがって、Ｃｒ含有量を０〜０．０５％とした。なお、Ｃｒ含有量は０〜０．０４％とすることが好ましい。
【００４６】
Ｗ：
Ｗの添加は任意である。添加すれば、湿潤硫化水素環境において防食性の硫化物皮膜を形成して耐全面腐食性を高める効果や、耐孔食性を向上させる効果がある。更に、Ｗは耐酸性を高める作用も有する。これらの効果を顕著に得るには、Ｗは０．０１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｗを１％を超えて含有させても前記の効果は飽和しコストが嵩むばかりである。したがって、Ｗの含有量を０〜１％とした。なお、添加する場合のＷ含有量の下限値は０．１％であることが更に好ましく、０．３％であれば一層好ましい。
【００４７】
Ｃａ：
Ｃａの添加は任意である。添加すれば、Ｃａは鋼中に酸化物の形で存在し、水に溶けてアルカリ性となって腐食反応時の鋼材界面のｐＨ低下を抑制するので、Ｈ₂Ｓを含む場合の全面腐食を抑える作用を有する。こうした効果を顕著に得るには、Ｃａは０．０００２％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｃａを０．０１％を超えて含有させても前記の効果は飽和しコストが嵩むばかりである。したがって、Ｃａの含有量を０〜０．０１％とした。なお、添加する場合のＣａの含有量の下限値は０．０００５％であることが更に好ましく、０．００１％であれば一層好ましい。
【００４８】
Ｔｉ：
Ｔｉの添加は任意である。添加すれば、鋼の強度を高める作用を有する。Ｔｉには、鋼の靱性を向上させる作用や、ＴｉＳを形成するによって腐食の起点となるＭｎＳの生成を抑制し、耐全面腐食性及び耐孔食性を高める作用もある。これらの効果を顕著に得るには、Ｔｉは０．００５％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｔｉを０．１％を超えて含有させても前記の効果は飽和しコストが嵩むばかりである。したがって、Ｔｉの含有量を０〜０．１％とした。なお、添加する場合のＴｉの含有量の下限値は０．０１％であることが更に好ましく、０．０５％であれば一層好ましい。
【００４９】
Ｎｂ：
Ｎｂの添加は任意である。添加すれば、鋼の強度を高める作用を有する。この効果を顕著に得るには、Ｎｂは０．００２％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｎｂを０．１％を超えて含有させると靱性の低下を招く。したがって、Ｎｂの含有量を０〜０．１％とした。なお、添加する場合のＮｂの含有量の上限値は０．０５％であることが好ましく、０．０３％であれば一層好ましい。
【００５０】
Ｖ：
Ｖの添加は任意である。添加すれば、鋼の強度を向上させる作用を有する。この効果を顕著に得るには、Ｖは０．０１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｖを０．１％を超えて含有させると靱性及び溶接性の低下を招く。したがって、Ｖの含有量を０〜０．１％とした。なお、添加する場合のＶの含有量の上限値は０．０５％であることが好ましく、０．０３％であれば一層好ましい。
【００５１】
Ｂ：
Ｂの添加は任意である。添加すれば、鋼の強度を高める作用を有する。この効果を顕著に得るには、Ｂは０．０００２％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｂを０．０５％を超えて含有させると靱性の低下を招く。したがって、Ｂの含有量を０〜０．０５％とした。なお、添加する場合のＢの含有量の上限値は０．０２％であることが好ましく、０．０１％であれば一層好ましい。
【００５２】
Ｓｂ：
Ｓｂの添加は任意である。添加すれば、乾湿繰り返し環境での耐全面腐食性を向上させるとともに耐酸性を高める作用を有する。これらの効果を顕著に得るには、Ｓｂは０．０１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｓｂを０．５％を超えて含有させても前記の効果は飽和する。したがって、Ｓｂの含有量を０〜０．５％とした。なお、添加する場合のＳｂの含有量の下限値は０．０１％であることが好ましく、０．０５％であれば一層好ましい。
【００５３】
Ｓｎ：
Ｓｎの添加は任意である。添加すれば、乾湿繰り返し環境での耐全面腐食性を向上させるとともに耐酸性を高める作用を有する。これらの効果を顕著に得るには、Ｓｎは０．０１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｓｎを０．５％を超えて含有させても前記の効果は飽和する。したがって、Ｓｎの含有量を０〜０．５％とした。なお、添加する場合のＳｎの含有量の下限値は０．１％であることが好ましい。
【００５４】
Ａｌ：
Ａｌは、鋼の脱酸に有効な元素であるが、本発明においては既に述べた量のＳｉを含有させるので、Ｓｉで脱酸することができる。したがって、Ａｌで脱酸処理することは特に必要でないため、Ａｌの添加は任意である。一方、Ａｌを積極的に添加すれば、脱酸効果が高まるとともに、窒化物を形成してオーステナイト粒を微細にするので、強度が向上する。更に、靱性の改善効果も得られる。これらの効果を確実に得るには、Ａｌの含有量はは０．００１％以上とすることが好ましい。しかし、Ａｌを０．０７％を超えて含有させても、脱酸効果がほぼ飽和するばかりか、窒化物が粗大化するために却って靱性の低下をきたす。なお、Ａｌの含有量が多いとアルミナ系介在物の生成量が増加して、Ｈ₂Ｓを含む乾湿繰り返し環境、すなわち、酸性水による乾湿繰り返しの環境における耐全面腐食性を低下させ、特に、０．０７％を超えると酸性水による乾湿繰り返しの環境における耐全面腐食性の低下が著しい。したがって、Ａｌの含有量を０〜０．０７％とした。なお、添加する場合のＡｌの含有量の下限値は０．０５％であることが好ましい。
【００５５】
（Ｂ）鋼材の組織
酸性水による乾湿繰り返しの環境での全面腐食は、パーライトを形成するセメンタイトがカソード反応の水素イオン還元を加速するため、組織に占めるパーライトの％単位での割合Ａｐ及び質量％でのＣ含有量と関係し、「Ａｐ／Ｃ」の値が大きくなると耐全面腐食性が低下する。特に、上記「Ａｐ／Ｃ」の値が１３０以上になると、化学組成を既に述べた範囲に調整した鋼材であっても、耐全面腐食性の低下が著しくなる。したがって、本発明においては、(1)式、すなわち、「Ａｐ／Ｃ≦１３０」を満足するように規定した。
【００５６】
又、鋼中介在物は腐食の起点となり、酸性水による乾湿繰り返しの環境における全面腐食及びＳ存在下での孔食の発生に影響を及ぼす。しかし、介在物の粒径が小さく、且つ単位面積当たりの存在量が少ないほど、全面腐食や孔食の発生に及ぼす影響は少なく、粒径３０μｍを超える介在物が１ｃｍ²あたり３０個未満であれば耐全面腐食や耐孔食性が低下することはない。したがって、本発明においては、粒径が３０μｍを超える介在物が１ｃｍ²あたり３０個未満と規定した。
【００５７】
なお、粒径が３０μｍを超える介在物が１ｃｍ²あたり３０個未満で、且つ、「Ａｐ／Ｃ≦１３０」を満足する鋼材は、例えば、Ｓの含有量を低く抑えるとともに製鋼段階での電磁撹拌を実施したスラブを、鋼組成に応じて、通常の方法で加熱温度が１１５０℃程度、圧延１パス当たりの圧下率が３％以上、圧延仕上げ温度が８００〜９００℃程度となる条件で熱間圧延し、圧延終了後は、Ａｒ₃点以上の温度から少なくとも５７０℃程度までの温度域を水冷し、その後大気中放冷することによって製造することができる。なお、上記した温度はすべて鋼材の表面部における温度である。
【００５８】
以上に説明した本発明（１）、本発明（２）及び本発明（３）の鋼材は、そのまま使用しても良好な耐食性を示し、腐食代を少なくできるが、その表面を有機樹脂や金属からなる防食被膜で覆った場合には、防食被膜の耐久性が向上し、耐食性が一段と向上する。
【００５９】
ここで、有機樹脂からなる防食被膜としては、ビニルブチラール系、エポキシ系、ウレタン系、フタル酸系等の樹脂被膜、金属からなる防食被膜としては、ＺｎやＡｌ等のメッキ被膜や溶射被膜を挙げることができる。
【００６０】
また、防食被膜の耐久性が向上するのは、下地である本発明鋼材の腐食が著しく抑制される結果として防食被膜欠陥部からの下地鋼材腐食に起因する防食被膜のふくれや剥離が抑制されるためであると考えられる。
【００６１】
上記の防食被膜で覆う処理は通常の方法で行えばよい。又、必ずしも鋼材の全面に防食被膜を施す必要はなく、腐食環境に曝される面としての鋼材の片面だけを防食処理してもよい。
【００６２】
したがって、本発明（４）に係る鋼材は、本発明（１）から本発明（３）までのいずれかに記載されたカーゴオイルタンク用鋼材であって、少なくとも片面に防食処理が施された鋼材であることと規定した。
【００６３】
【実施例】
（実施例１）
表１及び表２に示す化学組成を有する２６種類の鋼を真空溶解炉を用いて溶製し５０ｋｇ鋼塊とした後、通常の方法で熱間鍛造して厚さが１２０ｍｍのブロックを作製した。
【００６４】
【表１】

【００６５】
【表２】

【００６６】
次いで、上記鍛造によって得た厚さが１２０ｍｍのブロックを、１１５０℃で２時間加熱してから熱間圧延し、厚さ２０ｍｍの鋼板にした。なお、上記２０ｍｍの鋼板の製造条件は下記の「製造法１」又は「製造法２」である。
【００６７】
「製造法１」：厚さ１２０ｍｍのブロックを１１５０℃で２時間加熱後、熱間圧延して９５０℃で厚さ２０ｍｍに仕上げ、その後室温まで大気中放冷する製造方法。
【００６８】
「製造法２」：厚さ１２０ｍｍのブロックを１１５０℃で２時間加熱後、熱間圧延して８５０℃で厚さ２０ｍｍに仕上げ、その後８００℃から５００℃までの温度域を水冷し、その後室温まで大気中放冷する製造方法。
【００６９】
厚さが２０ｍｍの各鋼板から、JIS G 0555に準じて、圧延方向に平行に、その中心線をとおって切断したミクロ試験片を作製し、光学顕微鏡による組織と介在物の調査を行った。
【００７０】
すなわち、上記の圧延方向に平行に切断した面（Ｌ断面）を被検面とし、鏡面研磨した後、倍率４００倍で６０視野の光学顕微鏡写真を撮影し、その写真から粒径が３０μｍを超える介在物の個数を測定した。
【００７１】
又、鏡面研磨した面をナイタルで腐食し、倍率１００倍で１０視野光学顕微鏡観察して、組織に占めるパーライトの％単位での割合Ａｐを測定し、前述の「Ａｐ／Ｃ」の値を算出した。
【００７２】
更に、前記厚さが２０ｍｍの各鋼板から、幅が２５ｍｍ、長さが５０ｍｍ、厚さが４ｍｍの試験片を採取し、そのまま次に述べる原油がＨ ₂ Ｓを含む実船のデッキ裏環境を模擬した腐食試験に供した。
【００７３】
すなわち、０．１質量％ＮａＣｌ水溶液を下部１／３部分に入れたガラス容器を準備する一方、採取した試験片を下面に取り付けたガス供給口を有するアクリル製の蓋によって上記ガラス容器の開口上端を密閉した。次いで、密閉後のガラス容器を恒温槽内に設置し、５０℃×２０時間→２５℃×４時間の温度サイクルを４ヶ月間付与した。その際、ガラス容器内の気相部には、バラスト時とフルロード時をシミュレートし、前記のガス供給口より下記２種類のガスＡとガスＢを２週間間隔で交互に吹き込んだ。
【００７４】
ガスＡ：体積％で、５％Ｏ₂−１３％ＣＯ₂−０．０２％ＳＯ₂−残Ｎ₂、
ガスＢ：体積％で、５％Ｏ₂−１３％ＣＯ₂−０．０２％ＳＯ₂−０．２５％Ｈ₂Ｓ−残Ｎ₂。
【００７５】
４ヶ月の腐食試験の後、各試験片の減少質量から「ｍｍ／年」単位での腐食速度（全面腐食速度）を求めた。表３に、上記の各試験結果を厚さ２０ｍｍ鋼板の製造条件とともに示す。
【００７６】
【表３】

【００７７】
表３に示す結果からわかるように、化学組成、介在物規定及び「Ａｐ／Ｃ」の値が本発明で規定する範囲内の試番B1〜B20の鋼材は、全面腐食速度が０．１３ｍｍ／年以下と小さい。これに対し、化学組成、介在物規定及び「Ａｐ／Ｃ」の値の少なくともいずれかが本発明で規定する範囲を外れる試番B21〜B26の鋼材は、全面腐食速度が０．２９ｍｍ／年以上と大きい。
【００７８】
（実施例２）
上記実施例１で述べた厚さが２０ｍｍの各鋼板から、幅が１００ｍｍ、長さが１００ｍｍ、厚さが４ｍｍの試験片を採取し、次に述べる原油がＨ ₂ Ｓを含む実船のカーゴオイルタンク底板の環境を模擬した腐食試験に供した。
【００７９】
すなわち、上記の幅が１００ｍｍ、長さが１００ｍｍ、厚さが４ｍｍの試験片の幅、長さ方向それぞれについて、中央部３ｍｍをシールして残りの部分に原油を１ｍｍの厚さで塗布した後、中央部のシールを除去して十字の形で鋼面を露出させた試験片の上に固体Ｓを０．２ｇ／ｃｍ²の割合で付着させて腐食試験に供した。
【００８０】
図２に、このようにして作製した腐食試験片を示す。
【００８１】
次に、人工海水を入れたガラス容器の底に上記の腐食試験片を取り付け、ガス供給口を有するアクリル製の蓋でガラス容器の開口上端を密閉した。次いで、密閉後のガラス容器を恒温槽内に設置し、温度４０℃で１ヶ月間試験を行なった。その際、ガラス容器内の人工海水に、バラスト時とフルロード時をシミュレートし、前記のガス供給口より下記２種類のガスＡとガスＢを２週間間隔で交互に吹き込んだ。
【００８２】
ガスＡ：体積％で、５％Ｏ₂−１３％ＣＯ₂−０．０２％ＳＯ₂−残Ｎ₂、
ガスＢ：体積％で、５％Ｏ₂−１３％ＣＯ₂−０．０２％ＳＯ₂−０．２５％Ｈ₂Ｓ−残Ｎ₂。
【００８３】
１ヶ月の腐食試験の後、試験片の最大孔食深さから孔食進展速度を求めた。表３には、上記の試験結果を併せて示した。
【００８４】
表３から明らかなように、化学組成が本発明で規定する範囲内にあり、しかも、前記(1)式及び介在物の規定を満たす試番B1〜B20の鋼材は、孔食進展速度が０．１５ｍｍ／年以下と小さい。これに対し、化学組成、介在物規定及び「Ａｐ／Ｃ」の値の少なくとのいずれかが本発明で規定する範囲を外れる試番B21〜B26の鋼材は、孔食進展速度が０．６１ｍｍ／年以上と大きい。
【００８５】
（実施例３）
表４に示す化学組成を有する１４種類の鋼を真空溶解炉を用いて溶製し５０ｋｇ鋼塊とした後、通常の方法で熱間鍛造して厚さが１２０ｍｍのブロックを作製した。
【００８６】
【表４】

【００８７】
次いで、上記鍛造によって得た厚さが１２０ｍｍのブロックを、１１５０℃で２時間加熱してから熱間圧延し、厚さ２０ｍｍの鋼板にした。なお、上記２０ｍｍの鋼板の製造条件は前記実施例１における「製造法１」又は「製造法２」である。
【００８８】
実施例１の場合と同様の方法で、厚さが２０ｍｍの各鋼板からミクロ試験片を作製し、光学顕微鏡による組織と介在物の調査を行った。
【００８９】
又、上記の厚さが２０ｍｍの各鋼板から幅が２５ｍｍ、長さが５０ｍｍ、厚さが４ｍｍの試験片を採取し、その表面に通常の方法で厚さ２００μｍのタールエポキシ樹脂の防食被膜を施し、実施例１の場合と同じ条件の腐食試験に供した。
【００９０】
４ヶ月の腐食試験の後、各試験片の減少質量から「ｍｍ／年」単位での全面腐食速度を求めた。
【００９１】
表５に、上記の各試験結果を厚さ２０ｍｍ鋼板の製造条件とともに示す。
【００９２】
【表５】

【００９３】
表５から明らかなように、化学組成が本発明で規定する範囲内にあり、しかも、前記(1)式及び介在物の規定を満たす試番B27〜B35の鋼材は、全面腐食速度が０．０４ｍｍ／年以下と小さい。これに対し、化学組成、介在物規定及び「Ａｐ／Ｃ」の値の少なくとのいずれかが本発明で規定する範囲を外れる試番B36〜B40の鋼材は、全面腐食速度が０．０８ｍｍ／年以上と大きい。
【発明の効果】
【００９４】
本発明の鋼材によれば、イナートガス及びＨ ₂ Ｓを含むカーゴオイルタンクの腐食環境における耐食性が向上し、メンテナンス費用の大幅な削減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
酸性水による乾湿繰り返しの環境におけるＣｕ含有量と全面腐食速度との関係を示す図である。
【図２】
実施例２で用いた腐食試験片の形状を示す図である。

Claims

質量％で、Ｃ：０．０１〜０．３％、Ｓｉ：０．０２〜１％、Ｍｎ：０．０５〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｉ：０．０１〜３％、Ｃｕ：０．０１〜２％、Ｍｏ：０〜１％、Ｗ：０〜１％、Ｃａ：０〜０．０１％、Ｓｂ：０〜０．５％、Ｓｎ：０〜０．５％、Ｔｉ：０〜０．１％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｖ：０〜０．１％、Ｂ：０〜０．０５％、Ｃｒ：０〜０．０５％、Ａｌ：０〜０．０７％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、粒径が３０μｍを超える介在物が１ｃｍ²あたり３０個未満で、且つ、下記(1)式を満足することを特徴とするカーゴオイルタンク用鋼材。
Ａｐ／Ｃ≦１３０・・・・・(1)
ここで、上記(1)式中におけるＡｐは組織に占めるパーライトの％単位での割合、Ｃは炭素の質量％での含有量を表す。
Ｍｏの含有量が０．０１〜１％、Ｗの含有量が０．０１〜１％、Ｓｂの含有量が０．０１〜０．５％、Ｓｎの含有量が０．０１〜０．５％の少なくともいずれかを満たすことを特徴とする請求項１に記載のカーゴオイルタンク用鋼材。
Ｔｉの含有量が０．００５〜０．１％、Ｎｂの含有量が０．００２〜０．１％、Ｖの含有量が０．０１〜０．１％、Ｂの含有量が０．０００２〜０．０５％の少なくともいずれかを満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のカーゴオイルタンク用鋼材。
請求項１から３までのいずれかに記載されたカーゴオイルタンク用鋼材であって、少なくとも片面に防食処理が施されたことを特徴とする鋼材。