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JP7608278B2 - Welded structure and finishing method for welded structure - Google Patents

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JP7608278B2 JP2021098954A JP2021098954A JP7608278B2 JP 7608278 B2 JP7608278 B2 JP 7608278B2 JP 2021098954 A JP2021098954 A JP 2021098954A JP 2021098954 A JP2021098954 A JP 2021098954A JP 7608278 B2 JP7608278 B2 JP 7608278B2
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Description

本発明は、二相ステンレス鋼が溶接された耐食性が高い溶接構造体、および、これを得るための溶接構造体の仕上方法に関する。 The present invention relates to a welded structure with high corrosion resistance in which duplex stainless steel is welded, and a finishing method for the welded structure to obtain this.

強度や靭性に優れ、耐食性が高いステンレス鋼として、二相ステンレス鋼が知られている。二相ステンレス鋼は、フェライト相とオーステナイト相とが略等比に形成された材料であり、水分存在下における耐孔食性等に優れている。そのため、水処理プラント、化学プラント等のタンク、配管等の材料や、石油・天然ガスの採掘プラントの油井管、送油管等の材料として用いられている。 Duplex stainless steel is known as a stainless steel with excellent strength, toughness, and corrosion resistance. Duplex stainless steel is a material in which the ferrite phase and the austenite phase are formed in roughly equal proportions, and has excellent resistance to pitting corrosion in the presence of moisture. For this reason, it is used as a material for tanks and piping in water treatment plants and chemical plants, as well as oil well tubular goods and oil transmission pipes in oil and natural gas mining plants.

二相ステンレス鋼は、高温割れや低温割れの感受性が低く、溶接性が良好であるため、多くの場合、溶接によって接合されている。二相ステンレス鋼には、強度の向上、耐食性の向上、高価なNiの節約等のために、窒素が添加されている。母材に添加された窒素は、溶接によって形成される熱影響部に、クロム窒化物を析出させる。その結果、溶接部には、クロム欠乏層が生じるため、溶接部の耐食性に課題がある。 Duplex stainless steel is often joined by welding because it has low susceptibility to hot and cold cracking and good weldability. Nitrogen is added to duplex stainless steel to improve strength and corrosion resistance, and to save on expensive Ni. Nitrogen added to the base metal precipitates chromium nitrides in the heat-affected zone formed by welding. As a result, a chromium-deficient layer is formed in the weld, which poses problems with the corrosion resistance of the weld.

ステンレス鋼を溶接した溶接部の表面には、酸化スケールが形成されることが知られている。酸化スケールは、Crではなく、Feの酸化物を主体としている。酸化スケールが形成されると、溶接部の表面が所謂溶接焼けを呈し、褐色ないし紫色に変色して外観が損なわれるだけでなく、溶接部の耐食性が低下することが知られている。下地との間にすき間が生じたり、クロム欠乏層が生じたりするため、特に、孔食、すき間腐食等の局部腐食に対する感受性が高くなるとされている。 It is known that an oxide scale forms on the surface of a welded joint when stainless steel is welded. Oxide scale is mainly composed of oxides of Fe, not Cr. When oxide scale forms, the surface of the weld shows what is known as weld burn, turning brown or purple and impairing the appearance, and it is also known that the corrosion resistance of the weld is reduced. Since gaps form with the base material and a chromium-deficient layer occurs, it is believed that the weld is particularly susceptible to localized corrosion such as pitting corrosion and crevice corrosion.

二相ステンレス鋼を溶接する方法としては、一般に、TIG溶接が用いられている。TIG溶接等では、酸素や窒素を遮断するために、アルゴンガス等のシールドガスが用いられている。しかし、シールドガスを用いた場合であっても、溶接部の表面に形成される酸化スケールを完全に防ぐことは難しい現状がある。 TIG welding is generally used as a method for welding duplex stainless steel. In TIG welding, a shielding gas such as argon gas is used to block oxygen and nitrogen. However, even when using a shielding gas, it is currently difficult to completely prevent the formation of oxide scale on the surface of the weld.

二相ステンレス鋼は、塩化物濃度が高い環境でも用いられている。海水淡水化プラント等の水処理プラントでは、次亜塩素酸等の塩素系殺菌剤が使用されている。塩素系殺菌剤は高い酸化還元電位を持つため、二相ステンレス鋼の溶接部の電位が高くなる。このような電位の上昇が、局部腐食に対する感受性を高くするため、更なる耐食性の向上が求められている。 Duplex stainless steel is also used in environments with high chloride concentrations. Chlorine-based disinfectants such as hypochlorous acid are used in water treatment plants such as seawater desalination plants. Chlorine-based disinfectants have a high redox potential, which increases the potential of the welds of duplex stainless steel. This increase in potential increases the susceptibility to localized corrosion, so there is a demand for further improvements in corrosion resistance.

特許文献1には、酸化性物質を含む流体の環境で優れた耐食性を有する二相ステンレス鋼が記載されている。特許文献1では、熱影響部の耐食性を高くするために、被溶接材自体の化学組成等を規定している。 Patent Document 1 describes a duplex stainless steel that has excellent corrosion resistance in a fluid environment that contains oxidizing substances. In order to increase the corrosion resistance of the heat-affected zone, Patent Document 1 specifies the chemical composition of the welded material itself.

特許文献2には、耐食性に優れた二相ステンレス鋼の酸洗に用いる酸洗浄剤が記載されている。特許文献2の酸洗浄剤は、硝酸と、フッ酸と、フッ硝酸以外の無機酸と、有機酸と、マグネシウム化合物と、界面活性剤を含有している。この酸洗浄剤は、二相ステンレス鋼の溶接部に用いられる、とされている。 Patent Document 2 describes an acid cleaner used for pickling duplex stainless steel, which has excellent corrosion resistance. The acid cleaner in Patent Document 2 contains nitric acid, hydrofluoric acid, an inorganic acid other than hydrofluoric nitric acid, an organic acid, a magnesium compound, and a surfactant. This acid cleaner is said to be used on welds of duplex stainless steel.

特許文献3には、二相ステンレス鋼について記載されていないが、一般的なステンレス鋼の溶接部の耐食性を向上させる改質方法が記載されている。特許文献3では、ステンレス鋼からなる溶接部を、10-4~10-2Torrの真空雰囲気中、400~600℃で1時間以上加熱して、溶接部表面のCr比率を増加せしめている。 Patent Document 3 does not mention duplex stainless steel, but does describe a modification method for improving the corrosion resistance of a welded portion of a general stainless steel. In Patent Document 3, a welded portion made of stainless steel is heated at 400 to 600° C. for 1 hour or more in a vacuum atmosphere of 10 −4 to 10 −2 Torr to increase the Cr ratio on the surface of the welded portion.

特開2018-168461号公報JP 2018-168461 A 特開2007-297697号公報JP 2007-297697 A 特開平9-13124号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-13124

二相ステンレス鋼の溶接部の耐食性を高くするためには、溶接部に形成された酸化スケールを除去することや、溶接部を耐食性が高い化学組成にすることが重要である。しかし、酸化スケールを除去する処理を行った場合であっても、酸化スケールが十分に除去されず、局部腐食に対する感受性が十分に下がらない場合がある。また、酸化スケールを除去する処理自体が要因となり、下地に局部腐食の起点が形成される場合もある。 To improve the corrosion resistance of duplex stainless steel welds, it is important to remove the oxide scale that forms in the welds and to give the welds a chemical composition that is highly corrosion resistant. However, even when treatment is performed to remove the oxide scale, it may not be completely removed, and the susceptibility to localized corrosion may not be sufficiently reduced. Furthermore, the treatment to remove the oxide scale itself may be a cause of the formation of starting points for localized corrosion in the base material.

特許文献1~3には、ステンレス鋼やその溶接部の耐食性を向上させる技術が記載されている。しかし、特許文献1~3では、溶接部の溶接金属に関して、化学組成が明らかにされていない。特許文献3は、酸化皮膜中のクロム欠乏層が耐食性を劣化させるため、溶接部を研磨および酸洗する方法が有効であることを開示している。しかし、酸化スケールがどの程度まで除去されるべきかや、酸化スケールを除去する処理自体が腐食の要因となる可能性について開示されていない。 Patent Documents 1 to 3 describe techniques for improving the corrosion resistance of stainless steel and its welds. However, Patent Documents 1 to 3 do not disclose the chemical composition of the weld metal in the welds. Patent Document 3 discloses that a chromium-deficient layer in the oxide film deteriorates corrosion resistance, so a method of polishing and pickling the welds is effective. However, it does not disclose the extent to which oxide scale should be removed, or the possibility that the process of removing oxide scale itself may be a cause of corrosion.

そこで、本発明は、二相ステンレス鋼の溶接部の耐食性が向上し、溶接部が形成された製品の信頼性が高められる溶接構造体、および、これを得るための溶接構造体の仕上方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a welded structure that improves the corrosion resistance of the welded joint of duplex stainless steel and increases the reliability of the product in which the welded joint is formed, and a finishing method for the welded structure to obtain the same.

前記課題を解決するために本発明に係る溶接構造体は、二相ステンレス鋼が溶接された溶接構造体であって、前記溶接構造体は、二相ステンレス鋼で形成された母材が溶接金属を介して接合された溶接部を有し、酸素および炭素を除いた質量%で、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるCr量が、前記母材におけるCr量の1.5倍以上である。 In order to solve the above-mentioned problems, the welded structure of the present invention is a welded structure in which duplex stainless steel is welded, the welded structure has a weld in which a base material formed of duplex stainless steel is joined via a weld metal, and the amount of Cr at a surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 1.5 times or more the amount of Cr in the base material, in mass % excluding oxygen and carbon.

また、本発明に係る溶接構造体の仕上方法は、二相ステンレス鋼が溶接された溶接構造体の仕上方法であって、二相ステンレス鋼で形成された母材が溶接金属を介して接合された溶接部の酸化スケールを除去する工程を含み、前記酸化スケールを除去する工程は、酸素および炭素を除いた質量%で、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるCr量が、前記母材におけるCr量の1.5倍以上となるように、前記溶接金属の表面のFeを含む酸化スケールを除去する工程である。 Furthermore, a method for finishing a welded structure according to the present invention is a method for finishing a welded structure in which duplex stainless steel is welded, and includes a step of removing oxide scale from a weld where a base material formed of duplex stainless steel is joined via a weld metal, and the step of removing the oxide scale is a step of removing oxide scale containing Fe from a surface of the weld metal such that the amount of Cr on the surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 1.5 times or more the amount of Cr in the base metal, in mass % excluding oxygen and carbon.

本発明によると、二相ステンレス鋼の溶接部の耐食性が向上し、溶接部が形成された製品の信頼性が高められる溶接構造体、および、これを得るための溶接構造体の仕上方法を提供することができる。 The present invention provides a welded structure that improves the corrosion resistance of duplex stainless steel welds and increases the reliability of products in which the welds are formed, as well as a finishing method for the welded structure to obtain the same.

直接通電法で電解処理を行う装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for performing electrolysis by a direct current method. 間接通電法で電解処理を行う装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for performing electrolysis by an indirect current method. 二相ステンレス鋼を互いに溶接した溶接材の脱スケール前の外観を示す画像である。1 is an image showing the appearance of a welded material made by welding two pieces of duplex stainless steel together before descaling. 二相ステンレス鋼を互いに溶接した溶接材の脱スケール後の外観を示す画像である。1 is an image showing the appearance of a welded material in which two pieces of duplex stainless steel are welded together after descaling. 溶接材にすき間を付与する方法を示す図である。1A to 1C are diagrams showing a method for providing a gap to a welded material. 溶接材にすき間を付与する方法を示す図である。1A to 1C are diagrams showing a method for providing a gap to a welded material. 溶接材にすき間を付与する方法を示す図である。1A to 1C are diagrams showing a method for providing a gap to a welded material. 溶接材にすき間を付与する方法を示す図である。1A to 1C are diagrams showing a method for providing a gap to a welded material.

以下、本発明の一実施形態に係る溶接構造体、および、溶接構造体の仕上方法について、図を参照しながら説明する。なお、以下の各図において、共通する構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Below, a welded structure and a method for finishing a welded structure according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in each of the following drawings, the same reference numerals will be used for common configurations, and duplicate explanations will be omitted.

本実施形態に係る溶接構造体は、二相ステンレス鋼が溶接された構造体である。この溶接構造体は、二相ステンレス鋼で形成された被溶接材料である母材と、被溶接材料である相手材とが、互いに溶接されて形成される。溶接構造体は、母材が溶接金属を介して相手材と接合された溶接部を、母材と相手材との間に有する。 The welded structure according to this embodiment is a structure in which duplex stainless steel is welded. This welded structure is formed by welding together a base material, which is a material to be welded and is made of duplex stainless steel, and a mating material, which is a material to be welded. The welded structure has a welded portion between the base material and the mating material, in which the base material is joined to the mating material via the weld metal.

溶接構造体の溶接部は、溶接金属と熱影響部(Heat-Affected Zone:HAZ)によって構成される。溶接金属は、母材、相手材および溶着金属が一体化して形成された部位であり、母材と相手材や、溶接に用いられる溶加材が、溶融後に凝固することによって形成される。熱影響部は、非溶融であるが熱で変質した部位であり、溶接金属に隣接する母材や相手材の境界付近に形成される。 The welded parts of welded structures are composed of the weld metal and the heat-affected zone (HAZ). The weld metal is a region formed by integrating the base material, mating material, and deposited metal, and is formed when the base material, mating material, and filler metal used in welding melt and then solidify. The heat-affected zone is a region that is not melted but has been altered by heat, and is formed near the boundary between the base material and mating material adjacent to the weld metal.

被溶接材料である母材としては、SUS327系等のスーパー二相ステンレス鋼、SUS329系等の汎用二相ステンレス鋼、SUS321系、SUS323系等のリーン二相ステンレス鋼等、適宜の耐孔食性指数の二相ステンレス鋼を用いることができる。二相ステンレス鋼の耐食性指数や、オーステナイト相やフェライト相の分率は、特に限定されるものではない。 As the base metal to be welded, duplex stainless steels with an appropriate pitting corrosion resistance index can be used, such as super duplex stainless steels such as SUS327, general-purpose duplex stainless steels such as SUS329, and lean duplex stainless steels such as SUS321 and SUS323. There are no particular limitations on the corrosion resistance index of duplex stainless steels or the fraction of austenite and ferrite phases.

被溶接材料である相手材としては、スーパー二相ステンレス鋼、汎用二相ステンレス鋼、リーン二相ステンレス鋼等の二相ステンレス鋼や、オーステナイト系ステンレス鋼や、フェライト系ステンレス鋼や、炭素鋼、ニッケル基合金等の溶接可能な適宜の材料を用いることができる。好ましい相手材は、二相ステンレス鋼である。 As the mating material to be welded, any suitable material that can be welded can be used, such as duplex stainless steels such as super duplex stainless steel, general-purpose duplex stainless steel, lean duplex stainless steel, austenitic stainless steel, ferritic stainless steel, carbon steel, nickel-based alloy, etc. The preferred mating material is duplex stainless steel.

本実施形態に係る溶接構造体は、溶接金属の表面において、耐食性に関係する所定の元素の量が所定の範囲に制限されたものである。溶接金属の表面を対象として元素量・化学組成を測定したとき、溶接金属の表面における所定の元素の量が所定の範囲に制限されていることによって、溶接部の表面の酸化スケールが十分に除去されていることや、溶接部の表層の化学組成が耐食性に優れた組成であることが担保される。そのため、溶接部の耐食性、特に、耐すき間腐食性が高められる。 In the welded structure according to this embodiment, the amount of a specific element related to corrosion resistance is limited to a specific range on the surface of the weld metal. When the element amount and chemical composition of the surface of the weld metal are measured, the amount of the specific element on the surface of the weld metal is limited to a specific range, which ensures that the oxide scale on the surface of the weld is sufficiently removed and that the chemical composition of the surface layer of the weld is a composition with excellent corrosion resistance. This improves the corrosion resistance of the weld, particularly the crevice corrosion resistance.

溶接金属の表面における耐食性に関係する元素の量は、溶接部の表面に形成された酸化スケールを除去する処理が施された後に測定される。酸化スケールは、CrではなくFeの酸化物を主体とする酸化皮膜等の生成物である。耐食性に関係する元素としては、耐食性の向上に寄与するクロム(Cr)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)や、耐食性の低下の指標となるマンガン(Mn)が挙げられる。 The amount of elements related to corrosion resistance on the surface of the weld metal is measured after treatment is performed to remove the oxide scale that has formed on the surface of the weld. Oxide scale is a product such as an oxide film that is mainly composed of oxides of Fe rather than Cr. Elements related to corrosion resistance include chromium (Cr), nickel (Ni), and molybdenum (Mo), which contribute to improving corrosion resistance, and manganese (Mn), which is an indicator of a decrease in corrosion resistance.

溶接金属の表面における元素量・化学組成は、X線光電子分光(X-ray photoelectron spectroscopy:XPS)分析によって測定することができる。測定位置は、溶接構造体の外部に露出する溶接金属の表面である限り、特に制限されるものではない。例えば、溶接金属の表面の中心等にX線を照射して測定することができる。なお、溶接金属の表面には、Crの酸化物を主体とする酸化皮膜が形成されていてもよい。 The elemental amounts and chemical composition on the surface of the weld metal can be measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. There are no particular limitations on the measurement location, as long as it is on the surface of the weld metal exposed to the outside of the welded structure. For example, the measurement can be performed by irradiating the center of the surface of the weld metal with X-rays. Note that an oxide film mainly composed of Cr oxides may be formed on the surface of the weld metal.

XPS分析によると、測定位置の数十nm程度の深さまでの定性的・定量的な情報が得られる。そのため、酸化スケールを除去する処理が施された後に、溶接金属の表面に酸化スケールが残存していない場合には、溶接金属の表層についての測定結果が得られる。一方、溶接金属の表面に酸化スケールが残存している場合には、酸化スケールと溶接金属の表層とを合わせた測定結果が得られる。 XPS analysis provides qualitative and quantitative information up to a depth of several tens of nanometers from the measurement position. Therefore, if no oxide scale remains on the surface of the weld metal after treatment to remove the oxide scale has been performed, measurement results are obtained for the surface layer of the weld metal. On the other hand, if oxide scale remains on the surface of the weld metal, measurement results are obtained for both the oxide scale and the surface layer of the weld metal.

このように、酸化スケールを除去する処理が施された後に、溶接金属の表面における元素量を測定すると、溶接部の耐食性を、より実用時に近い状態で正確に評価することができる。酸化スケールがどの程度まで除去されているかや、酸化スケールを除去する処理自体の影響が、加味された測定結果が得られる。そのため、母材、相手材ないし溶加材についての適切な化学組成の選定や、酸化スケールを除去する処理についての適切な条件の選定によって、溶接部の耐食性を従来よりも向上させることができる。 In this way, by measuring the amount of elements on the surface of the weld metal after the process to remove the oxide scale has been performed, the corrosion resistance of the weld can be accurately evaluated under conditions closer to those during practical use. The measurement results taken into account the extent to which the oxide scale has been removed and the effects of the process to remove the oxide scale itself. Therefore, by selecting appropriate chemical compositions for the base metal, mating material, and filler metal, and by selecting appropriate conditions for the process to remove the oxide scale, the corrosion resistance of the weld can be improved compared to conventional methods.

溶接金属の表面におけるCr量は、酸素および炭素を除いた質量%で、二相ステンレス鋼で形成された母材のCr量に対して、1.5倍以上であることが好ましく、1.6倍以上であることがより好ましく、1.7倍以上であることが更に好ましく、1.8倍以上であることが更に好ましい。 The amount of Cr on the surface of the weld metal, in mass % excluding oxygen and carbon, is preferably 1.5 times or more, more preferably 1.6 times or more, even more preferably 1.7 times or more, and even more preferably 1.8 times or more, of the amount of Cr in the base material made of duplex stainless steel.

このようなCr量であると、測定によって検出されたCrが多く、厚い酸化スケールが測定されていないことを意味する。すなわち、溶接金属の表面の酸化スケールが十分に除去された状態である。また、溶接金属の表層のCrが欠乏していない状態である。そのため、Crによって、不動態皮膜を形成して耐食性を向上させる効果等が得られる。また、酸化スケールが十分に除去された状態によって、高い耐局部腐食性が確保される。 This amount of Cr means that a large amount of Cr was detected by the measurement, and that no thick oxide scale was measured. In other words, the oxide scale on the surface of the weld metal has been sufficiently removed. Also, the surface layer of the weld metal is not deficient in Cr. Therefore, Cr has the effect of forming a passive film and improving corrosion resistance. Also, with the oxide scale sufficiently removed, high local corrosion resistance is ensured.

溶接金属の表面におけるMn量は、酸素および炭素を除いた質量%で、二相ステンレス鋼で形成された母材のMn量に対して、同等以下であることが好ましい。 It is preferable that the amount of Mn on the surface of the weld metal, in mass percent excluding oxygen and carbon, be equal to or less than the amount of Mn in the base material made of duplex stainless steel.

このようなMn量であると、測定によって検出されたMnが少なく、厚い酸化スケールが測定されていないことを意味する。すなわち、溶接金属の表面の酸化スケールが十分に除去された状態である。Mnは、Feの酸化物を主体とする酸化スケール中に濃化したり、酸洗等が施された場合に溶接金属の表層から溶出したりするためである。そのため、酸化スケールが十分に除去された状態によって、高い耐局部腐食性が確保される。 Such an amount of Mn means that only a small amount of Mn was detected by the measurement, and that no thick oxide scale was measured. In other words, the oxide scale on the surface of the weld metal has been sufficiently removed. This is because Mn is concentrated in oxide scale that is mainly composed of Fe oxides, and dissolves from the surface layer of the weld metal when pickling, etc. is performed. Therefore, high local corrosion resistance is ensured by having the oxide scale sufficiently removed.

溶接金属の表面におけるNi量は、酸素および炭素を除いた質量%で、二相ステンレス鋼で形成された母材のNi量に対して、0.4倍以上であることが好ましく、0.5倍以上であることがより好ましい。また、溶接金属の表面におけるMo量は、二相ステンレス鋼で形成された母材のMo量に対して、1.5倍以上であることが好ましく、1.6倍以上であることがより好ましい。 The amount of Ni on the surface of the weld metal, in mass % excluding oxygen and carbon, is preferably 0.4 times or more, and more preferably 0.5 times or more, the amount of Ni in the base metal made of duplex stainless steel. The amount of Mo on the surface of the weld metal is preferably 1.5 times or more, and more preferably 1.6 times or more, the amount of Mo in the base metal made of duplex stainless steel.

このようなNi量やMo量であると、測定によって検出されたNiやMoが多く、厚い酸化スケールが測定されていないことを意味する。すなわち、溶接金属の表面の酸化スケールが十分に除去された状態である。また、溶接金属の表層のNiやMoが欠乏していない状態である。そのため、Niによって、局部腐食の進展を抑制する効果等が得られる。また、Moによって、不動態皮膜を強化して耐食性を向上させる効果等が得られる。また、酸化スケールが十分に除去された状態によって、高い耐局部腐食性が確保される。 Such amounts of Ni and Mo mean that a large amount of Ni and Mo was detected by the measurement, and that no thick oxide scale was measured. In other words, the oxide scale on the surface of the weld metal has been sufficiently removed. Also, the surface layer of the weld metal is not deficient in Ni or Mo. Therefore, Ni has the effect of suppressing the progress of localized corrosion, etc., and Mo has the effect of strengthening the passive film and improving corrosion resistance, etc. Also, the state in which the oxide scale has been sufficiently removed ensures high localized corrosion resistance.

なお、溶接金属の表面における各元素の量は、溶接金属に含まれる酸素および炭素を除いた他の元素の合計100質量%当たりの質量分率で制限される。酸素は、主に酸化スケール中や、Crの酸化物を主体とする酸化皮膜中に存在するが、酸化スケールや大気中から溶接金属の表層に混入することがあるためである。炭素は、酸化スケールを除去する処理を減圧条件下で行う場合に、真空ポンプのオイル等から混入することがあるためである。 The amount of each element on the surface of the weld metal is limited by the mass fraction per 100 mass% of the total of the other elements excluding oxygen and carbon contained in the weld metal. Oxygen is mainly present in the oxide scale and in the oxide film mainly composed of Cr oxides, but it can be mixed into the surface layer of the weld metal from the oxide scale or the atmosphere. Carbon can be mixed in from the oil in the vacuum pump when the process to remove the oxide scale is performed under reduced pressure conditions.

本実施形態に係る溶接構造体は、溶接金属の表面について、少なくともCr量が制限されていることが好ましく、Cr量およびMo量が制限されていることがより好ましく、Cr量、Mo量およびNi量が制限されていることが更に好ましく、Cr量、Mo量、Ni量およびMn量が制限されていることが更に好ましい。CrやMoは、基本的な耐食性に関わるのに対し、Niは、局部腐食の進展に従属的に関わるためである。Mnは、酸化スケールによる耐局部腐食性の低下の指標として関わるためである。 In the welded structure according to this embodiment, it is preferable that at least the Cr amount is limited on the surface of the weld metal, more preferably the Cr amount and Mo amount are limited, even more preferably the Cr amount, Mo amount and Ni amount are limited, and even more preferably the Cr amount, Mo amount, Ni amount and Mn amount are limited. This is because Cr and Mo are related to basic corrosion resistance, whereas Ni is secondarily related to the progress of localized corrosion. This is because Mn is related as an indicator of the decrease in localized corrosion resistance due to oxide scale.

本実施形態に係る溶接構造体の用途は、特に限定されるものではない。本実施形態に係る溶接構造体は、例えば、水処理システム、海水淡水化システム、海水濃縮システム、放射性汚染水処理システム、放射性廃液処理システムや、化学プラント、石油採掘プラント、天然ガス採掘プラント等で用いることができる。これらの設備における配管や、ポンプ、バルブ、センサ、タンク等の配管機器の接合部、特に、水分濃度や塩化物濃度が高い接液部等に好ましく用いることができる。 The use of the welded structure according to this embodiment is not particularly limited. The welded structure according to this embodiment can be used, for example, in water treatment systems, seawater desalination systems, seawater concentration systems, radioactively contaminated water treatment systems, radioactive waste liquid treatment systems, chemical plants, oil mining plants, natural gas mining plants, etc. It can be preferably used for pipes in these facilities, and joints of piping equipment such as pumps, valves, sensors, and tanks, especially liquid-contacting parts with high water or chloride concentrations.

このような溶接構造体によると、XPS分析によって測定される溶接金属の表面において、耐食性に関係する元素の量が所定の範囲に制限されているため、溶接部について酸化スケールが十分に除去された状態が確保されると共に、溶接金属の表層を含む全体について耐食性に優れた化学組成が確保される。そのため、酸化スケールが要因となる孔食、すき間腐食等の局部腐食の感受性を低くし、また、溶接金属自体の耐食性を向上させることができる。よって、溶接部の耐食性を向上させて、溶接部を備えた溶接構造体の製品の信頼性を高めることができる。 In such a welded structure, the amount of elements related to corrosion resistance on the surface of the weld metal measured by XPS analysis is limited to a predetermined range, ensuring that oxide scale is sufficiently removed from the weld and that the entire weld metal, including the surface layer, has a chemical composition with excellent corrosion resistance. This reduces the susceptibility to localized corrosion such as pitting corrosion and crevice corrosion caused by oxide scale, and also improves the corrosion resistance of the welded metal itself. This improves the corrosion resistance of the welded part and increases the reliability of the product of the welded structure having the welded part.

特に、溶接構造体が、海水等のように塩化物濃度が2×10ppmを超えるような腐食環境におかれる場合であっても、酸化スケールが適切に除去された状態によって、局部腐食の起点を生じ難くすることができる。溶接部では、オーステナイト相が成長し難く、クロム窒化物が析出してクロム欠乏層を生じ易いが、溶接金属の表層のCr量等を適正化できるため、溶接部における局部腐食の発生・進展を長期間にわたって抑制することができる。 In particular, even when a welded structure is placed in a corrosive environment such as seawater, where the chloride concentration exceeds 2×10 4 ppm, the initiation of localized corrosion is unlikely to occur because the oxide scale has been properly removed. In a weld, the austenite phase is unlikely to grow and chromium nitrides are likely to precipitate, causing a chromium-deficient layer, but because the Cr content in the surface layer of the weld metal can be optimized, the occurrence and progression of localized corrosion in the weld can be suppressed for a long period of time.

次に、前記の溶接構造体を得るための溶接構造体の仕上方法について説明する。 Next, we will explain the finishing method for the welded structure to obtain the above welded structure.

溶接金属の表面において、耐食性に関係する元素の量が所定の範囲に制限されている前記の溶接構造体は、二相ステンレス鋼で形成された被溶接材料である母材と、被溶接材料である相手材とを、溶加材を用いて互いに溶接する工程と、二相ステンレス鋼で形成された母材が溶接金属を介して接合された溶接部の酸化スケールを除去する工程と、を含む方法によって得ることができる。 The above-mentioned welded structure, in which the amount of elements related to corrosion resistance on the surface of the weld metal is limited to a predetermined range, can be obtained by a method including the steps of welding a base material, which is a material to be welded and made of duplex stainless steel, and a mating material, which is a material to be welded, together using a filler metal, and removing the oxide scale from the welded portion where the base material, which is made of duplex stainless steel, is joined via the weld metal.

溶接方式としては、開先溶接、隅肉溶接、シーム溶接等の適宜の溶接方式を用いることができる。被溶接材料としては、板材、管材、棒材、成形材等の適宜の材料を溶接することができる。溶接方法としては、TIG溶接、MIG溶接、MAG溶接、被覆アーク溶接、レーザ溶接等、いずれの溶接方法を用いてもよい。溶接方式は、単層溶接および積層溶接のいずれであってもよい。開先形状、積層パス条件、入熱条件等は、特に制限されるものではない。 As the welding method, any suitable welding method such as groove welding, fillet welding, seam welding, etc. can be used. As the material to be welded, any suitable material such as plate material, tube material, bar material, and formed material can be welded. As the welding method, any welding method such as TIG welding, MIG welding, MAG welding, shielded metal arc welding, and laser welding can be used. As the welding method, either single layer welding or laminate welding can be used. There are no particular limitations on the groove shape, laminate pass conditions, heat input conditions, etc.

溶接構造体を形成する溶接時には、被溶接材料に応じて、適宜の溶加材を用いることができる。溶加材としては、溶接方法に応じて、フラックス入り溶接材料を用いてもよいし、フラックス無し溶接材料を用いてもよい。適切な化学組成の溶加材を用いると、溶接金属についての耐食性に関係する元素の量を、母材に対して調整することができる。 When welding to form a welded structure, an appropriate filler metal can be used depending on the material to be welded. Depending on the welding method, the filler metal may be a flux-containing welding material or a flux-free welding material. By using a filler metal with an appropriate chemical composition, the amount of elements related to the corrosion resistance of the weld metal can be adjusted relative to the base metal.

溶加材としては、耐食性に関係する元素の量が母材よりも富化された材料を用いることが好ましい。すなわち、母材や溶加材が一体化したとき、Cr量や、Mo量、Ni量等が、母材よりも多くなる化学組成の溶加材を用いることが好ましい。このような溶加材を用いると、溶接金属における耐食性に関係する元素の量を調整して、溶接部の耐食性を高くすることができる。 It is preferable to use a filler metal that is richer in elements related to corrosion resistance than the base metal. In other words, it is preferable to use a filler metal with a chemical composition that results in a higher amount of Cr, Mo, Ni, etc. than the base metal when the base metal and filler metal are integrated. By using such a filler metal, it is possible to adjust the amount of elements related to corrosion resistance in the weld metal and increase the corrosion resistance of the weld.

溶加材としては、酸素および炭素を除いた質量%で、Cr量が母材の1.5倍以上である材料がより好ましい。また、Cr量が母材の1.5倍以上、且つ、Mo量が母材の1.5倍以上である材料が更に好ましい。また、Cr量が母材の1.5倍以上、且つ、Mo量が母材の1.5倍以上、且つ、Ni量が母材の0.4倍以上である材料が更に好ましい。 As a filler metal, a material with a Cr content of 1.5 times or more that of the base material, in mass % excluding oxygen and carbon, is more preferable. A material with a Cr content of 1.5 times or more that of the base material and a Mo content of 1.5 times or more that of the base material is even more preferable. A material with a Cr content of 1.5 times or more that of the base material, a Mo content of 1.5 times or more that of the base material, and a Ni content of 0.4 times or more that of the base material is even more preferable.

溶接部の酸化スケールを除去する工程においては、溶接金属の表面におけるCr量が、二相ステンレス鋼で形成された母材の1.5倍以上となるように、溶接金属の表面の酸化スケールを除去する。Feの酸化物を主体とする酸化スケールを十分に除去すると、溶接部の耐食性を向上させて、耐局部腐食性が高い溶接部を有する溶接構造体に仕上げることができる。 In the process of removing the oxide scale from the welded joint, the oxide scale on the surface of the welded metal is removed so that the amount of Cr on the surface of the welded metal is at least 1.5 times that of the base material made of duplex stainless steel. By sufficiently removing the oxide scale, which is mainly composed of Fe oxides, the corrosion resistance of the welded joint can be improved, resulting in a welded structure with a welded joint that has high resistance to localized corrosion.

溶接部の酸化スケールを除去する工程においては、溶接金属の表面におけるCr量が、母材の1.5倍以上、且つ、溶接金属の表面におけるMn量が、母材以下や、溶接金属の表面におけるNi量が、母材の0.4倍以上や、溶接金属の表面におけるMo量が、母材の1.5倍以上となるように、溶接金属の表面の酸化スケールを除去することが好ましい。 In the process of removing the oxide scale from the welded portion, it is preferable to remove the oxide scale from the surface of the welded metal so that the amount of Cr on the surface of the welded metal is 1.5 times or more that of the base metal, the amount of Mn on the surface of the welded metal is less than that of the base metal, the amount of Ni on the surface of the welded metal is 0.4 times or more that of the base metal, and the amount of Mo on the surface of the welded metal is 1.5 times or more that of the base metal.

溶接金属の表面の酸化スケールを除去する方法としては、(1)溶接金属の表面を酸洗処理する方法や、(2)溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理する方法や、(3)溶接金属の表面を還元熱処理する方法を用いることができる。 Methods for removing oxide scale from the surface of the weld metal include (1) pickling the surface of the weld metal, (2) electrolytically treating the surface of the weld metal in a neutral salt solution, and (3) reducing heat treating the surface of the weld metal.

(1)溶接金属の表面を酸洗処理する方法は、溶接部に酸を接触させることによって行うことができる。溶接構造体の溶接部に酸を接触させて酸洗処理した後、水洗、乾燥を行う。酸洗処理は、溶接部を酸溶液に浸漬させる処理、溶接部に酸溶液をスプレー等で吹き付ける処理、溶接部に酸溶液をブラシ等で塗布する処理等のいずれであってもよい。 (1) The method of pickling the surface of the weld metal can be carried out by bringing the welded part into contact with acid. After the welded part of the welded structure is brought into contact with acid and pickled, it is washed with water and dried. The pickling process may be any of the following: immersing the welded part in an acid solution, spraying the acid solution onto the welded part with a spray or the like, applying the acid solution to the welded part with a brush or the like.

酸としては、硝酸、硫酸、フッ酸等の無機酸や、これらのうちの一種以上を混合した混合酸を用いることができる。混合酸としては、硝酸とフッ酸とを混合したフッ硝酸等を用いることができる。酸溶液には、酸洗促進剤、酸洗抑制剤等を添加することができる。塩酸は、酸化スケールがあっても溶接金属の表層に作用し易い点等から、高濃度等で用いないことが好ましい。 As the acid, inorganic acids such as nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, etc., or mixed acids of one or more of these can be used. As the mixed acid, hydrofluoric acid, etc., a mixture of nitric acid and hydrofluoric acid, can be used. Pickling accelerators, pickling inhibitors, etc. can be added to the acid solution. It is preferable not to use hydrochloric acid at a high concentration, etc., because it easily acts on the surface layer of the weld metal even if there is oxide scale.

硝酸の濃度は、酸洗速度を適切にする観点から、2%以上50%以下であることが好ましい。硫酸の濃度は、酸洗速度を適切にする観点から、2%以上50%以下であることが好ましい。フッ硝酸の濃度は、例えば、硝酸が2%以上50%以下、フッ酸が0.2%以上10%以下であることが好ましい。 The concentration of nitric acid is preferably 2% or more and 50% or less from the viewpoint of ensuring an appropriate pickling speed. The concentration of sulfuric acid is preferably 2% or more and 50% or less from the viewpoint of ensuring an appropriate pickling speed. The concentrations of hydrofluoric nitric acid are preferably, for example, 2% or more and 50% or less for nitric acid and 0.2% or more and 10% or less for hydrofluoric acid.

酸の温度は、50℃以上80℃以下であることが好ましい。温度が50℃以上であると、比較的短時間の処理であっても、酸化スケールを十分に除去することができる。温度が80℃以下であると、大きい酸洗速度による処理のムラや下地の肌荒れを抑制することができる。 The acid temperature is preferably 50°C or higher and 80°C or lower. If the temperature is 50°C or higher, oxide scale can be sufficiently removed even with a relatively short treatment time. If the temperature is 80°C or lower, uneven treatment and roughness of the base material due to a high pickling speed can be suppressed.

酸洗処理の時間は、酸の種類、酸溶液の温度等にもよるが、3分以上10分以下であることが好ましい。酸洗処理の時間が短すぎると、酸化スケールを十分に除去できず、処理のムラが生じ易くなる。一方、酸洗処理の時間が長すぎると、下地の肌荒れが生じ易くなる。 The time for pickling depends on the type of acid, the temperature of the acid solution, etc., but it is preferable that it be between 3 and 10 minutes. If the pickling time is too short, the oxide scale cannot be sufficiently removed, and unevenness in the treatment is likely to occur. On the other hand, if the pickling time is too long, the surface of the base is likely to become rough.

溶接金属の表面における耐食性に関係する元素の量は、酸化スケールの除去の度合や、溶接金属の表層の元素の溶出等に影響されるため、酸の種類、酸の温度、酸洗処理の時間等によって、適正な範囲に調整することができる。 The amount of elements related to the corrosion resistance on the surface of the weld metal is affected by the degree of removal of oxide scale and the dissolution of elements on the surface layer of the weld metal, so it can be adjusted to an appropriate range by changing the type of acid, the acid temperature, the pickling treatment time, etc.

(2)溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理する方法は、溶接部を中性塩の電解液に浸漬し、溶接部に電流を流して電気化学的に反応させることによって行うことができる。溶接構造体の溶接部を中性塩の電解液に浸漬して電解研磨した後、水洗、乾燥を行う。 (2) The method of electrolytically treating the surface of the weld metal in a solution of neutral salt can be carried out by immersing the weld in an electrolyte of neutral salt and passing an electric current through the weld to cause an electrochemical reaction. The weld of the welded structure is immersed in an electrolyte of neutral salt and electrolytically polished, and then washed with water and dried.

電解液としては、無機酸や有機酸の中性塩を溶解した水溶液を用いることができる。中性塩としては、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸アンモニウムや、これらのうちの一種以上を混合した混合物等を用いることができる。中性塩を用いると、酸溶液を用いる電解研磨と比較して、溶接金属の表層の元素の溶出を抑制できる。また、廃液の発生量を削減できる。硝酸ナトリウムを用いると、酸化スケールを除去しつつ、溶接部の表面にCrの酸化物を主体とする酸化皮膜を効率的に形成できる。 The electrolyte can be an aqueous solution containing a neutral salt of an inorganic or organic acid. The neutral salt can be sodium sulfate, sodium nitrate, ammonium sulfate, or a mixture of one or more of these. The use of a neutral salt can suppress the elution of elements from the surface layer of the weld metal compared to electrolytic polishing using an acid solution. It can also reduce the amount of waste liquid generated. The use of sodium nitrate can efficiently form an oxide film mainly composed of Cr oxide on the surface of the weld while removing oxide scale.

硫酸ナトリウムの濃度は、電流密度や電位を維持する観点等から、10%以上30%以下であることが好ましい。硝酸ナトリウムの濃度は、電流密度や電位を維持する観点等から、10%以上30%以下であることが好ましい。硫酸アンモニウムの濃度は、電流密度や電位を維持する観点等から、10%以上30%以下であることが好ましい。 The concentration of sodium sulfate is preferably 10% or more and 30% or less from the viewpoint of maintaining the current density and potential. The concentration of sodium nitrate is preferably 10% or more and 30% or less from the viewpoint of maintaining the current density and potential. The concentration of ammonium sulfate is preferably 10% or more and 30% or less from the viewpoint of maintaining the current density and potential.

電解処理における被処理材の電流密度は、2A/dm以上20A/dm以下であることが好ましい。電流密度が2A/dm未満であると、酸化スケールを十分に除去することが難しい。電流密度が20A/dmを超えると、被処理材に変色を生じると共に、耐食性を向上させるCr、Mo等が過度に溶出して、溶接金属の表層が耐食性に劣る化学組成になる。電流密度が2A/dm以上20A/dm以下であると、酸化スケールを除去しつつ、下地の耐食性を適切に向上させることができる。 The current density of the material to be treated in the electrolytic treatment is preferably 2 A/dm2 or more and 20 A/dm2 or less. If the current density is less than 2 A/ dm2 , it is difficult to sufficiently remove the oxide scale. If the current density exceeds 20 A/ dm2 , discoloration occurs in the material to be treated, and Cr, Mo, etc., which improve corrosion resistance, are excessively dissolved, resulting in a chemical composition of the surface layer of the weld metal with poor corrosion resistance. If the current density is 2 A/ dm2 or more and 20 A/ dm2 or less, the corrosion resistance of the base can be appropriately improved while removing the oxide scale.

電解処理における通電時間は、電流密度等にもよるが、3分以上10分以下であることが好ましい。通電時間が短すぎると、酸化スケールを十分に除去できず、処理のムラが生じ易くなる。一方、通電時間が長すぎると、下地の肌荒れが生じ易くなる。 The time for which electricity is passed during electrolytic treatment depends on factors such as the current density, but is preferably between 3 and 10 minutes. If the time for passing electricity is too short, the oxide scale cannot be sufficiently removed, and uneven treatment is likely to occur. On the other hand, if the time for passing electricity is too long, the surface of the base is likely to become rough.

溶接金属の表面における耐食性に関係する元素の量は、Feの酸化物を主体とする酸化スケールの除去の度合や、溶接金属の表層の元素の溶出等に影響されるため、電流密度、電解処理の時間等を変えて調整することができる。 The amount of elements related to the corrosion resistance on the surface of the weld metal is affected by the degree of removal of oxide scale, which is mainly composed of Fe oxides, and the dissolution of elements in the surface layer of the weld metal, so it can be adjusted by changing the current density, the time of electrolytic treatment, etc.

図1は、直接通電法で電解処理を行う装置の構成を示す図である。図2は、間接通電法で電解処理を行う装置の構成を示す図である。
図1および図2において、符号1は電解槽、符号2は電解液、符号3は電極、符号4は被処理材である溶接構造体、符号5は直流電源を示す。
Fig. 1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for performing electrolytic treatment by a direct current method, and Fig. 2 is a diagram showing the configuration of an apparatus for performing electrolytic treatment by an indirect current method.
1 and 2, reference numeral 1 denotes an electrolytic cell, reference numeral 2 denotes an electrolyte, reference numeral 3 denotes an electrode, reference numeral 4 denotes a welded structure which is a material to be treated, and reference numeral 5 denotes a DC power source.

図1および図2に示すように、溶接金属の表面を電解処理する方法は、溶接部に直接的に電流を流す直接通電法、および、溶接部に間接的に電流を流す間接通電法のうち、いずれによって行うこともできる。 As shown in Figures 1 and 2, the surface of the weld metal can be electrolytically treated by either the direct current method, in which a current is passed directly through the weld, or the indirect current method, in which a current is passed indirectly through the weld.

図1に示す直接通電法では、電解槽1内に、被処理材である溶接構造体4と、対極としての電極3とが配置される。溶接構造体4は、直流電源5の正極と電気的に接続される。電極3は、直流電源5の負極と電気的に接続される。電極3は、カーボン、タンタル等で形成することができる。電解槽1内には、中性塩を溶解した電解液2が入れられて、溶接構造体4と電極3が電解液2に浸漬される。 In the direct current method shown in FIG. 1, a welded structure 4, which is the material to be treated, and an electrode 3 as a counter electrode are placed in an electrolytic cell 1. The welded structure 4 is electrically connected to the positive electrode of a DC power source 5. The electrode 3 is electrically connected to the negative electrode of the DC power source 5. The electrode 3 can be made of carbon, tantalum, or the like. An electrolyte 2 containing dissolved neutral salt is placed in the electrolytic cell 1, and the welded structure 4 and the electrode 3 are immersed in the electrolyte 2.

直接通電法では、溶接構造体4を陽極、電極3を陰極として、直流電源5から直流電流を流す。通電によって、溶接構造体4の溶接部の表面に形成された酸化スケールに電気化学反応を生じさせて、酸化スケールを除去することができる。 In the direct current method, the welded structure 4 is used as the anode and the electrode 3 is used as the cathode, and a direct current is passed from a direct current power source 5. The current causes an electrochemical reaction in the oxide scale formed on the surface of the welded portion of the welded structure 4, which can remove the oxide scale.

図2に示す間接通電法では、電解槽1内に、被処理材である溶接構造体4と、少なくとも一対の電極3とが配置される。電極3としては、複数個がタンデム状等に配置されてもよい。各電極3は、直流電源5の正極ないし負極と電気的に接続される。電解槽1内には、中性塩を溶解した電解液2が入れられて、溶接構造体4と電極3が電解液2に浸漬される。 In the indirect current method shown in FIG. 2, a welded structure 4, which is the material to be treated, and at least a pair of electrodes 3 are placed in an electrolytic cell 1. A plurality of electrodes 3 may be placed in tandem. Each electrode 3 is electrically connected to the positive or negative electrode of a DC power source 5. An electrolyte 2 containing dissolved neutral salt is placed in the electrolytic cell 1, and the welded structure 4 and electrodes 3 are immersed in the electrolyte 2.

間接通電法では、溶接構造体4に近接した電極3同士の間に、直流電源5から直流電流を流す。通電によって、溶接構造体4に分極を発生させて、溶接構造体4の溶接部の表面に形成されたFeの酸化物を主体とする酸化スケールに電気化学反応を生じさせて、酸化スケールを除去することができる。中性塩の溶液中で電解処理を行うため、溶接構造体4の表面ではアノード反応がカソード反応よりも優勢になる。 In the indirect current method, a direct current is applied from a direct current power source 5 between electrodes 3 adjacent to the welded structure 4. The application of current causes polarization in the welded structure 4, which induces an electrochemical reaction in the oxide scale, mainly composed of Fe oxides, formed on the surface of the welded portion of the welded structure 4, thereby removing the oxide scale. Since the electrolytic treatment is performed in a neutral salt solution, the anodic reaction prevails over the cathodic reaction on the surface of the welded structure 4.

図1に示す直接通電法によると、電力効率に優れた電解処理が可能である。一方、図2に示す間接通電法によると、電力効率に劣るが、処理のムラを低減できる。図2において、被処理材である溶接構造体4は、電極3に対して固定されているが、電極3に対して相対運動させることもできる。電極3を溶接構造体4に対して移動走査式に設けたり、溶接構造体4を電極3に対して搬送させたりすることができる。 The direct current method shown in Figure 1 allows for electrolytic processing with excellent power efficiency. On the other hand, the indirect current method shown in Figure 2 is less power efficient but can reduce uneven processing. In Figure 2, the welded structure 4, which is the material to be treated, is fixed to the electrode 3, but it can also be moved relative to the electrode 3. The electrode 3 can be provided in a moving and scanning manner relative to the welded structure 4, or the welded structure 4 can be transported relative to the electrode 3.

(3)溶接金属の表面を還元熱処理する方法は、溶接部を、減圧雰囲気下、高温で熱処理することによって行うことができる。 (3) The method of reducing heat treating the surface of the weld metal can be performed by heat treating the weld at high temperature in a reduced pressure atmosphere.

熱処理の温度は、400℃以上であることが好ましい。また、熱処理の温度は、600℃以下であることが好ましい。熱処理の時間は、1時間以上であることが好ましい。また、熱処理の時間は、熱処理の温度や圧力条件等にもよるが、3時間以下であることが好ましい。熱処理の圧力条件は、10 -2 Torr以下であることが好ましい。10 -2 Torr以下の減圧雰囲気下、400℃以上で1時間以上にわたって熱処理すると、Feの酸化物を主体とする酸化スケールを十分に除去することができる。 The heat treatment temperature is preferably 400° C. or higher. The heat treatment temperature is preferably 600° C. or lower. The heat treatment time is preferably 1 hour or longer. The heat treatment time depends on the heat treatment temperature, pressure conditions, etc., but is preferably 3 hours or shorter. The pressure conditions for the heat treatment are preferably 10 −2 Torr or lower. When the heat treatment is performed for 1 hour or longer at 400° C. or higher in a reduced pressure atmosphere of 10 −2 Torr or lower, the oxide scale mainly composed of Fe oxides can be sufficiently removed.

溶接金属の表面における耐食性に関係する元素の量は、Feの酸化物を主体とする酸化スケールの除去の度合等に影響されるため、熱処理の温度、熱処理の時間、熱処理の圧力条件等を変えて調整することができる。真空度が低い条件では、熱処理の温度が低い処理や、熱処理の時間が短い処理を行うことが好ましい。一方、真空度が高い条件では、熱処理の温度が高い処理や、熱処理の時間が短い処理を行うことができる。 The amount of elements related to the corrosion resistance on the surface of the weld metal is affected by the degree of removal of oxide scale, which is mainly composed of Fe oxides, and can be adjusted by changing the heat treatment temperature, heat treatment time, heat treatment pressure conditions, etc. Under low vacuum conditions, it is preferable to perform heat treatment at a low temperature or for a short time. On the other hand, under high vacuum conditions, it is possible to perform heat treatment at a high temperature or for a short time.

このような溶接構造体の仕上方法によると、XPS分析によって測定される溶接金属の表面における耐食性に関係する元素の量が所定の範囲に制限された溶接構造体を得ることができる。溶接構造体の溶接部は、CrではなくFeの酸化物を主体とする酸化スケールが十分に除去された状態であり、且つ、溶接金属の表層を含む全体が耐食性に優れた化学組成になる。そのため、酸化スケールを要因とする孔食、すき間腐食等の局部腐食の感受性が低くなる。また、溶接金属自体の耐食性が確保される。よって、溶接部の耐食性を向上させて、溶接部を備えた溶接構造体の製品の信頼性を高めることができる。 This method of finishing a welded structure makes it possible to obtain a welded structure in which the amount of elements related to corrosion resistance on the surface of the weld metal, as measured by XPS analysis, is limited to a predetermined range. The welded part of the welded structure is in a state in which oxide scale, mainly composed of oxides of Fe rather than Cr, has been sufficiently removed, and the entire welded metal, including the surface layer, has a chemical composition with excellent corrosion resistance. This reduces the susceptibility to localized corrosion, such as pitting corrosion and crevice corrosion, caused by oxide scale. In addition, the corrosion resistance of the welded metal itself is ensured. This improves the corrosion resistance of the welded part, thereby increasing the reliability of the welded structure product that includes the welded part.

以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

二相ステンレス鋼を互いに溶接した溶接材の溶接部について、溶接金属の表面の酸化スケールを除去する処理を施し、溶接金属の表面の化学組成と耐すき間腐食性との関係を評価した。 The welds of duplex stainless steels welded together were treated to remove the oxide scale from the weld metal surface, and the relationship between the chemical composition of the weld metal surface and crevice corrosion resistance was evaluated.

被溶接材としては、スーパー二相ステンレス鋼であるS32750の板材、または、汎用二相ステンレス鋼であるS32205の板材を用いた。同種の二相ステンレス鋼で形成された板材同士を、二相ステンレス鋼用の溶加材を用いて、TIG溶接によって突合せ溶接した。 The materials to be welded were either S32750, a super duplex stainless steel, or S32205, a general-purpose duplex stainless steel. Plates made of the same type of duplex stainless steel were butt-welded together by TIG welding using a duplex stainless steel filler metal.

溶加材としては、Cr、MoおよびNiが二相ステンレス鋼で形成された母材よりも富化されており、Mn、Fe、SiO系フラックス等を含む二相ステンレス鋼用の溶接ワイヤを用いた。溶接時のシールドガスとしては、アルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスを用いた。 As the filler metal, a welding wire for duplex stainless steel was used, which is enriched in Cr, Mo, and Ni compared to the base metal formed of duplex stainless steel and contains Mn, Fe, SiO2 -based flux, etc. As the shielding gas during welding, a mixed gas of argon gas and nitrogen gas was used.

図3は、二相ステンレス鋼を互いに溶接した溶接材の脱スケール前の外観を示す画像である。図4は、二相ステンレス鋼を互いに溶接した溶接材の脱スケール後の外観を示す画像である。
図3および図4には、スーパー二相ステンレス鋼であるS32750の板材同士を突合せ溶接した溶接材を示す。図3は、Feの酸化物を主体とする酸化スケールを除去する脱スケール処理を施す前の状態である。図4は、脱スケール処理を施した後の状態であり、後記する実施例1の溶接材を示している。
Fig. 3 is an image showing the appearance of a welded material made by welding two duplex stainless steels together before descaling. Fig. 4 is an image showing the appearance of a welded material made by welding two duplex stainless steels together after descaling.
Figures 3 and 4 show a welded material obtained by butt-welding two plates of S32750, a super duplex stainless steel. Figure 3 shows the state before descaling treatment for removing oxide scale mainly composed of Fe oxides. Figure 4 shows the state after descaling treatment, and shows the welded material of Example 1 described later.

図3に示すように、溶接部の溶接金属の表面は、溶接によって褐色に変色し、Feの酸化物を主体とする酸化スケールが確認された。図4に示すように、適切な脱スケール処理を施すと、酸化スケールが除去されるため、溶接金属の表面の金属光沢が回復する。 As shown in Figure 3, the surface of the weld metal in the welded area turned brown due to welding, and oxide scale consisting mainly of Fe oxides was confirmed. As shown in Figure 4, when an appropriate descaling process is performed, the oxide scale is removed, and the metallic luster of the weld metal surface is restored.

溶接金属の表面の化学組成と耐すき間腐食性との関係の評価には、このような二相ステンレス鋼の板材同士を突合せ溶接した溶接材を用いた。酸化スケールを除去する脱スケール処理を施した後、溶接金属の表面の化学組成をXPS分析した。また、酸化スケールを除去する脱スケール処理を施した後、すき間腐食試験を行って、耐すき間腐食性を評価した。 To evaluate the relationship between the chemical composition of the weld metal surface and crevice corrosion resistance, welded material made by butt-welding two sheets of duplex stainless steel like this was used. After descaling to remove oxide scale, the chemical composition of the weld metal surface was analyzed by XPS. In addition, after descaling to remove oxide scale, a crevice corrosion test was performed to evaluate crevice corrosion resistance.

溶接金属の表面の酸化スケールを除去する脱スケール処理の方法としては、(1)溶接金属の表面を酸洗処理する方法、(2)溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理する方法、(3)溶接金属の表面を還元熱処理する方法のいずれかを用いた。図3に示す丸囲み線は、XPS分析における測定位置を示す。 The descaling methods used to remove oxide scale from the surface of the weld metal were (1) pickling the surface of the weld metal, (2) electrolytic treatment of the surface of the weld metal in a neutral salt solution, or (3) reduction heat treatment of the surface of the weld metal. The circled lines in Figure 3 indicate the measurement positions in the XPS analysis.

耐すき間腐食性は、すき間を付与した溶接材を調整液に3ヶ月間浸漬させた後に、最大浸食深さを観察して評価した。調整液としては、塩酸でpH3.0に調整した3.5%の塩化ナトリウム水溶液を45℃で用いた。最大浸食深さが、40μmの臨界すき間腐食深さを超えた場合は、すき間腐食が発生した(「×」)と評価した。最大浸食深さが、40μmの臨界すき間腐食深さを超えていない場合は、すき間腐食が発生していない(「〇」)と評価した。 Crevice corrosion resistance was evaluated by immersing the welded material with a crevice in an adjustment liquid for three months and then observing the maximum corrosion depth. The adjustment liquid used was a 3.5% aqueous sodium chloride solution adjusted to pH 3.0 with hydrochloric acid at 45°C. If the maximum corrosion depth exceeded the critical crevice corrosion depth of 40 μm, it was evaluated as crevice corrosion having occurred ("X"). If the maximum corrosion depth did not exceed the critical crevice corrosion depth of 40 μm, it was evaluated as crevice corrosion not having occurred ("O").

図5は、溶接材にすき間を付与する方法を示す図である。図5Aは、被溶接材を互いに溶接した溶接材を示す図である。図5Bは、溶接金属の表面を印象材で型採りした状態を示す図である。図5Cは、溶接金属の表面を調整液に浸漬させる操作を示す図である。図5Dは、溶接金属の表面にすき間を付与した状態を示す図である。
図5において、符号4は被処理材である溶接材、符号6は溶接金属、符号7は印象材、符号8はケーブルタイ、符号9は調整液を示す。
Fig. 5 is a diagram showing a method of providing a gap to a welded material. Fig. 5A is a diagram showing a welded material in which materials to be welded are welded together. Fig. 5B is a diagram showing a state in which the surface of the welded metal is molded with an impression material. Fig. 5C is a diagram showing an operation of immersing the surface of the welded metal in an adjustment liquid. Fig. 5D is a diagram showing a state in which a gap is provided to the surface of the welded metal.
In FIG. 5, reference numeral 4 denotes a welding material which is a material to be treated, reference numeral 6 denotes a weld metal, reference numeral 7 denotes an impression material, reference numeral 8 denotes a cable tie, and reference numeral 9 denotes an adjusting liquid.

図5Aに示すように、板材同士を突合せ溶接した溶接材4の両面側には、溶接金属6が露出している。すき間は、溶接材4の両面側に露出する溶接金属6の表面のそれぞれに、印象材7を用いて形成した。溶接材4の表面は、受け入れままとして、研磨、不動態化処理等は行わず、アセトンによる洗浄のみを施した。印象材7としては、ビニルシリコーン製の歯科用印象材(ジーシー社製)を用いた。 As shown in FIG. 5A, the weld metal 6 is exposed on both sides of the welded material 4, which is made by butt-welding two plates together. Gaps were formed on the surfaces of the weld metal 6 exposed on both sides of the welded material 4 by using impression material 7. The surface of the welded material 4 was left as received, and was only washed with acetone without being polished or passivated. A dental impression material made of vinyl silicone (manufactured by GC Corporation) was used as the impression material 7.

図5Bに示すように、溶接金属6の両面に印象材7を押し付けて、溶接金属6の表面を型採りし、印象材7を溶接材4から一旦剥がした。溶接材4から剥がした印象材7の周囲を除去して、長さ20mm×幅20mmの型採り部分のみを切り出した。そして、図5Cに示すように、溶接金属6の表面に調整液を滴下した後、型採りした印象材7を元の位置に戻して型合わせした。 As shown in FIG. 5B, impression material 7 was pressed against both sides of weld metal 6 to form a mold of the surface of weld metal 6, and impression material 7 was once peeled off from weld material 4. The periphery of impression material 7 peeled off from weld material 4 was removed, and only the molded portion measuring 20 mm in length and 20 mm in width was cut out. Then, as shown in FIG. 5C, an adjustment liquid was dripped onto the surface of weld metal 6, and the molded impression material 7 was returned to its original position and molded.

続いて、図5Dに示すように、溶接材4を挟んだ両面側の印象材7の周囲に、フッ素樹脂製のケーブルタイ8を巻き付け、印象材7を溶接材4に対して固定した。印象材7によってすき間を形成した溶接材4を、調整液に接触させた状態で3ヶ月間放置した後に、溶接金属6の表面の浸食深さを観察した。 Next, as shown in FIG. 5D, fluororesin cable ties 8 were wrapped around the impression material 7 on both sides of the welding material 4, and the impression material 7 was fixed to the welding material 4. The welding material 4 with the gap formed by the impression material 7 was left in contact with the adjustment liquid for three months, and the erosion depth of the surface of the weld metal 6 was then observed.

表1および表2に、目視によって確認された酸化スケールの残存の度合、XPS分析によって測定された溶接金属の表面の化学組成、溶接金属の表面に施した酸化スケールを除去する脱スケール処理の方法、耐すき間腐食性の評価結果を示す。表1は、被溶接材料がS32750の結果である。表2は、被溶接材料がS32205の結果である。 Tables 1 and 2 show the degree of remaining oxide scale confirmed by visual inspection, the chemical composition of the weld metal surface measured by XPS analysis, the method of descaling treatment applied to remove the oxide scale applied to the weld metal surface, and the evaluation results of crevice corrosion resistance. Table 1 shows the results when the welded material was S32750. Table 2 shows the results when the welded material was S32205.

Figure 0007608278000001
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Figure 0007608278000002
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表1および表2において、元素欄の左側には、XPS分析によって溶接金属の表面で検出された各元素の質量分率を示す。質量分率は、溶接金属に含まれる酸素および炭素を除いて、溶接金属に含まれる金属元素の合計100質量%当たりの分率に換算した数値である。 In Tables 1 and 2, the left side of the element column shows the mass fraction of each element detected on the surface of the weld metal by XPS analysis. The mass fraction is a value converted to a fraction per 100 mass% of the total metal elements contained in the weld metal, excluding oxygen and carbon contained in the weld metal.

表1および表2において、元素欄の右側には、溶接金属の表面で検出された各元素の母材に対する質量比率を示す。質量分率は、溶接金属の表面で検出された元素量[質量%]を母材に含まれる元素量[質量%]で除算した数値である。例えば、実施例1のCrの場合、溶接金属の表面では44質量%、母材では25.73質量%であるため、質量比率は、44/25.73=1.71となる。 In Tables 1 and 2, the right side of the element column shows the mass ratio of each element detected on the surface of the weld metal to the base metal. The mass fraction is the amount of element detected on the surface of the weld metal [mass %] divided by the amount of element contained in the base metal [mass %]. For example, in the case of Cr in Example 1, it is 44 mass % on the surface of the weld metal and 25.73 mass % in the base metal, so the mass ratio is 44/25.73 = 1.71.

[実施例1]
実施例1では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理した。電解液としては、10%の硫酸ナトリウムの水溶液を用いた。30℃の電解液中で、溶接材に対し、電流密度を10A/dmとして5分間にわたって通電した。
[Example 1]
In Example 1, the surface of the weld metal of the welded material using S32750 was electrolytically treated in a neutral salt solution. A 10% aqueous solution of sodium sulfate was used as the electrolytic solution. In the electrolytic solution at 30°C, a current was passed through the welded material at a current density of 10 A/dm2 for 5 minutes.

実施例1では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、44.00質量%であり、母材の1.71倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、3.45質量%であり、母材の0.54倍であった。Mo量は、5.63質量%であり、母材の1.65倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。 In Example 1, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 44.00 mass%, which was 1.71 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 3.45 mass%, which was 0.54 times that of the base material. The Mo content was 5.63 mass%, which was 1.65 times that of the base material. Crevice corrosion resistance was good. It is believed that no Mn was detected because the oxide scale was sufficiently removed.

[実施例2]
実施例2では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理した。電解液としては、10%の硫酸アンモニウムの水溶液を用いた。30℃の電解液中で、溶接材に対し、電流密度を10A/dmとして5分間にわたって通電した。
[Example 2]
In Example 2, the surface of the weld metal of the welded material using S32750 was electrolytically treated in a neutral salt solution. A 10% aqueous solution of ammonium sulfate was used as the electrolytic solution. In the electrolytic solution at 30°C, a current was passed through the welded material at a current density of 10 A/dm2 for 5 minutes.

実施例2では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、46.50質量%であり、母材の1.81倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、3.15質量%であり、母材の0.49倍であった。Mo量は、5.63質量%であり、母材の1.65倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。電解液の成分を変更しても、良好な結果が得られた。 In Example 2, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 46.50 mass%, which was 1.81 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 3.15 mass%, which was 0.49 times that of the base material. The Mo content was 5.63 mass%, which was 1.65 times that of the base material. The crevice corrosion resistance was good. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Good results were obtained even when the electrolyte components were changed.

[実施例3]
実施例3では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸洗処理した。酸としては、硝酸が20%、フッ酸が0.5%であるフッ硝酸を用いた。溶接材を50℃の酸溶液に5分間にわたって浸漬させた。
[Example 3]
In Example 3, the surface of the weld metal of the welded material using S32750 was subjected to pickling treatment. The acid used was a hydrofluoric acid-nitric acid solution containing 20% nitric acid and 0.5% hydrofluoric acid. The welded material was immersed in the acid solution at 50° C. for 5 minutes.

実施例3では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、39.00質量%であり、母材の1.52倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、3.25質量%であり、母材の0.51倍であった。Mo量は、5.72質量%であり、母材の1.67倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。 In Example 3, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 39.00 mass%, which was 1.52 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 3.25 mass%, which was 0.51 times that of the base material. The Mo content was 5.72 mass%, which was 1.67 times that of the base material. Crevice corrosion resistance was good. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed.

[実施例4]
実施例4では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸洗処理した。酸としては、硝酸が10%、フッ酸が0.3%であるフッ硝酸を用いた。溶接材を50℃の酸溶液に10分間にわたって浸漬させた。
[Example 4]
In Example 4, the surface of the weld metal of the welded material using S32750 was subjected to pickling treatment. As the acid, a hydrofluoric acid-nitric acid solution containing 10% nitric acid and 0.3% hydrofluoric acid was used. The welded material was immersed in the acid solution at 50° C. for 10 minutes.

実施例4では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、43.50質量%であり、母材の1.69倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、3.65質量%であり、母材の0.57倍であった。Mo量は、5.75質量%であり、母材の1.68倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。酸濃度を低下させても、処理時間を長くすると、良好な結果が得られた。 In Example 4, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 43.50 mass%, which was 1.69 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 3.65 mass%, which was 0.57 times that of the base material. The Mo content was 5.75 mass%, which was 1.68 times that of the base material. The crevice corrosion resistance was good. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Even if the acid concentration was reduced, good results were obtained by extending the treatment time.

[実施例5]
実施例5では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を還元熱処理した。溶接材を、10 -2 Torrの減圧条件下、400℃で2時間にわたって熱処理した。
[Example 5]
In Example 5, the surface of the weld metal of the weld material using S32750 was subjected to a reducing heat treatment. The weld material was heat treated at 400° C. for 2 hours under a reduced pressure condition of 10 −2 Torr.

実施例5では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、39.60質量%であり、母材の1.54倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、3.05質量%であり、母材の0.48倍であった。Mo量は、5.33質量%であり、母材の1.56倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。 In Example 5, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 39.60 mass%, which was 1.54 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 3.05 mass%, which was 0.48 times that of the base material. The Mo content was 5.33 mass%, which was 1.56 times that of the base material. Crevice corrosion resistance was good. It is believed that no Mn was detected because the oxide scale was sufficiently removed.

[実施例6]
実施例6では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を還元熱処理した。溶接材を、10 -4 Torrの減圧条件下、600℃で0.5時間にわたって熱処理した。
[Example 6]
In Example 6, the surface of the weld metal of the weld material using S32750 was subjected to a reducing heat treatment. The weld material was heat treated at 600° C. for 0.5 hour under reduced pressure conditions of 10 −4 Torr.

実施例6では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、42.30質量%であり、母材の1.64倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、3.23質量%であり、母材の0.50倍であった。Mo量は、5.42質量%であり、母材の1.59倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。処理時間を短くしても、真空度や温度を上げると、良好な耐食性が得られた。 In Example 6, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 42.30 mass%, which was 1.64 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 3.23 mass%, which was 0.50 times that of the base material. The Mo content was 5.42 mass%, which was 1.59 times that of the base material. The crevice corrosion resistance was good. It is believed that no Mn was detected because the oxide scale was sufficiently removed. Even if the treatment time was shortened, good corrosion resistance was obtained by increasing the degree of vacuum and temperature.

[比較例1]
比較例1では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸化スケールを除去することなく評価した。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the surface of the weld metal of the weld material using S32750 was evaluated without removing the oxide scale.

比較例1では、溶接金属の表面が褐色を呈し、金属光沢が視認できなかった。Cr量は、28.41質量%であり、母材の1.10倍であった。Mn量は、41.68質量%であり、母材の83.4倍であった。NiやMoは、検出されなかった。3ヶ月の浸漬で臨界すき間腐食深さを超えており、耐すき間腐食性は、不良であった。NiやMoが検出されなかったのは、酸化スケールが除去されず、X線が透過しなかったためと考えられる。 In Comparative Example 1, the surface of the weld metal was brown, and no metallic luster was visible. The Cr content was 28.41 mass%, which was 1.10 times that of the base metal. The Mn content was 41.68 mass%, which was 83.4 times that of the base metal. No Ni or Mo was detected. After immersion for three months, the critical crevice corrosion depth was exceeded, and the crevice corrosion resistance was poor. The reason why no Ni or Mo was detected is thought to be that the oxide scale was not removed and X-rays did not penetrate.

[比較例2]
比較例2では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸洗処理した。酸としては、1.0%となるようにヘキサメチレンテトラミンを添加した10%の塩酸を用いた。溶接材を30℃の酸溶液に1分間にわたって浸漬させた。ヘキサメチレンテトラミンは、一般的な酸洗液に添加されている腐食抑制剤である。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, the surface of the weld metal of the welded material using S32750 was pickled. The acid used was 10% hydrochloric acid to which hexamethylenetetramine was added so that the concentration was 1.0%. The welded material was immersed in the acid solution at 30° C. for 1 minute. Hexamethylenetetramine is a corrosion inhibitor that is added to general pickling solutions.

比較例2では、溶接金属の表面の褐色の度合が低下していたが、金属光沢が視認できる程度には至らなかった。Cr量は、32.50質量%であり、母材の1.26倍であった。MnやNiやMoは、検出されなかった。耐すき間腐食性は、不良であった。この結果は、塩酸による酸洗処理の場合、酸化スケールが十分に除去されない可能性があることを示している。 In Comparative Example 2, the degree of browning of the weld metal surface was reduced, but the metallic luster was not visible. The Cr content was 32.50 mass%, which was 1.26 times that of the base metal. No Mn, Ni, or Mo was detected. The crevice corrosion resistance was poor. This result indicates that when pickling is performed with hydrochloric acid, oxide scale may not be sufficiently removed.

[比較例3]
比較例3では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸洗処理した。酸としては、硝酸が10%、フッ酸が0.5%であるフッ硝酸を用いた。溶接材を30℃の酸溶液に1分間にわたって浸漬させた。比較例3は、実施例4と比較して、フッ酸濃度、酸溶液の温度、酸洗処理の時間が穏和な条件である。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, the surface of the weld metal of the welded material using S32750 was pickled. A hydrofluoric nitric acid solution containing 10% nitric acid and 0.5% hydrofluoric acid was used as the acid. The welded material was immersed in the acid solution at 30° C. for one minute. In Comparative Example 3, the hydrofluoric acid concentration, the temperature of the acid solution, and the pickling treatment time were milder than those in Example 4.

比較例3では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、33.10質量%であり、母材の1.29倍であった。MnやNiやMoは、検出されなかった。耐すき間腐食性は、不良であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。外観上は酸化スケールが除去されていたが、臨界すき間腐食深さを超える腐食が生じた。Cr量が少なく、NiやMoも検出されていないため、微視的には酸化スケールが残存していると推察される。 In Comparative Example 3, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 33.10 mass%, 1.29 times that of the base material. No Mn, Ni, or Mo was detected. Crevice corrosion resistance was poor. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Although the oxide scale was removed from the outside, corrosion exceeding the critical crevice corrosion depth occurred. Since the Cr content was small and no Ni or Mo was detected, it is assumed that the oxide scale remains microscopically.

[比較例4]
比較例4では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理した。電解液としては、10%の硫酸ナトリウムの水溶液を用いた。溶接材を30℃の電解液中で電流密度を0.5A/dmとして5分間にわたって処理した。
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 4, the surface of the weld metal of the welded material using S32750 was electrolytically treated in a neutral salt solution. The electrolyte used was a 10% aqueous solution of sodium sulfate. The welded material was treated in the electrolyte at 30° C. for 5 minutes at a current density of 0.5 A/ dm2 .

比較例4では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、26.30質量%であり、母材の1.02倍であった。MnやNiやMoは、検出されなかった。耐すき間腐食性は、不良であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。外観上は酸化スケールが除去されていたが、臨界すき間腐食深さを超えた腐食が生じた。Cr量が少なく、NiやMoも検出されていないため、微視的には酸化スケールが残存していると推察される。 In Comparative Example 4, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 26.30 mass%, 1.02 times that of the base material. No Mn, Ni, or Mo was detected. Crevice corrosion resistance was poor. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Although the oxide scale was removed from the outside, corrosion occurred beyond the critical crevice corrosion depth. Since the Cr content was small and no Ni or Mo was detected, it is assumed that the oxide scale remains microscopically.

[比較例5]
比較例5では、S32750を用いた溶接材の溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理した。電解液としては、10%の硫酸ナトリウムの水溶液を用いた。30℃の電解液中で、溶接材に対し、電流密度を50A/dmとして5分間にわたって通電した。比較例5は、実施例1と比較して、電流密度が高い条件である。
[Comparative Example 5]
In Comparative Example 5, the surface of the weld metal of the weld material using S32750 was electrolytically treated in a neutral salt solution. A 10% aqueous solution of sodium sulfate was used as the electrolytic solution. In the electrolytic solution at 30°C, a current was passed through the weld material at a current density of 50 A/dm2 for 5 minutes. In Comparative Example 5, the current density was higher than that in Example 1.

比較例5では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、19.80質量%であり、母材の0.77倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、0.56質量%であり、母材の0.09倍であった。Mo量は、1.56質量%であり、母材の0.46倍であった。耐すき間腐食性は、不良であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが除去されたためと考えられる。外観上は酸化スケールが除去されていたが、臨界すき間腐食深さを超えた腐食が生じた。この結果は、電流密度が高すぎて、溶接金属の表面のCr量、Ni量、Mo量が低下したことによると推察される。 In Comparative Example 5, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 19.80 mass%, 0.77 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 0.56 mass%, 0.09 times that of the base material. The Mo content was 1.56 mass%, 0.46 times that of the base material. The crevice corrosion resistance was poor. It is believed that the reason why no Mn was detected is that the oxide scale was removed. Although the oxide scale was removed from the outside, corrosion occurred beyond the critical crevice corrosion depth. It is presumed that this result was due to the current density being too high, which reduced the Cr, Ni, and Mo contents on the surface of the weld metal.

[実施例1~6、比較例1~5]
実施例1~6、比較例1~5では、母材と比較して、N量が大きくなった。Nは、オーステナイト安定化元素であり、耐食性の向上等の効果をもたらす。しかし、酸化スケールの除去の度合にかかわらず、N量の違いは確認されなかった。
[Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 5]
In Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, the N content was larger than that of the base material. N is an austenite stabilizing element, and brings about effects such as improving corrosion resistance. However, no difference in the N content was confirmed regardless of the degree of removal of oxide scale.

[実施例7]
実施例7では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理した。電解液としては、10%の硫酸アンモニウムの水溶液を用いた。30℃の電解液中で、溶接材に対し、電流密度を10A/dmとして5分間にわたって通電した。
[Example 7]
In Example 7, the surface of the weld metal of the welded material using S32205 was electrolytically treated in a neutral salt solution. A 10% aqueous solution of ammonium sulfate was used as the electrolytic solution. In the electrolytic solution at 30° C., a current was passed through the welded material at a current density of 10 A/dm 2 for 5 minutes.

実施例7では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、33.22質量%であり、母材の1.88倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、5.62質量%であり、母材の0.46倍であった。Mo量は、5.63質量%であり、母材の1.82倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。 In Example 7, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 33.22 mass%, which was 1.88 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 5.62 mass%, which was 0.46 times that of the base material. The Mo content was 5.63 mass%, which was 1.82 times that of the base material. Crevice corrosion resistance was good. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed.

[実施例8]
実施例8では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理した。電解液としては、10%の硫酸アンモニウムの水溶液を用いた。30℃の電解液中で、溶接材に対し、電流密度を10A/dmとして5分間にわたって通電した。
[Example 8]
In Example 8, the surface of the weld metal of the welded material using S32205 was electrolytically treated in a neutral salt solution. A 10% aqueous solution of ammonium sulfate was used as the electrolytic solution. In the electrolytic solution at 30° C., a current was passed through the welded material at a current density of 10 A/dm 2 for 5 minutes.

実施例8では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、34.26質量%であり、母材の1.94倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、5.45質量%であり、母材の0.45倍であった。Mo量は、5.23質量%であり、母材の1.69倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。電解液の成分を変更しても、良好な結果が得られた。 In Example 8, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 34.26 mass%, which was 1.94 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 5.45 mass%, which was 0.45 times that of the base material. The Mo content was 5.23 mass%, which was 1.69 times that of the base material. The crevice corrosion resistance was good. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Good results were obtained even when the electrolyte components were changed.

[実施例9]
実施例9では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸洗処理した。酸としては、硝酸が20%、フッ酸が0.5%であるフッ硝酸を用いた。溶接材を50℃の酸溶液に5分間にわたって浸漬させた。
[Example 9]
In Example 9, the surface of the weld metal of the welded material using S32205 was subjected to pickling treatment. The acid used was a hydrofluoric-nitric acid solution containing 20% nitric acid and 0.5% hydrofluoric acid. The welded material was immersed in the acid solution at 50° C. for 5 minutes.

実施例9では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、32.99質量%であり、母材の1.86倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、5.52質量%であり、母材の0.46倍であった。Mo量は、5.46質量%であり、母材の1.76倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。 In Example 9, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 32.99 mass%, which was 1.86 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 5.52 mass%, which was 0.46 times that of the base material. The Mo content was 5.46 mass%, which was 1.76 times that of the base material. Crevice corrosion resistance was good. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed.

[実施例10]
実施例10では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸洗処理した。酸としては、硝酸が10%、フッ酸が0.3%であるフッ硝酸を用いた。溶接材を50℃の酸溶液に10分間にわたって浸漬させた。
[Example 10]
In Example 10, the surface of the weld metal of the welded material using S32205 was subjected to pickling treatment. The acid used was a hydrofluoric-nitric acid solution containing 10% nitric acid and 0.3% hydrofluoric acid. The welded material was immersed in the acid solution at 50° C. for 10 minutes.

実施例10では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、36.21質量%であり、母材の2.04倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、5.72質量%であり、母材の0.47倍であった。Mo量は、5.82質量%であり、母材の1.88倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。酸濃度を低下させても、処理時間を長くすると、良好な結果が得られた。 In Example 10, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 36.21 mass%, which was 2.04 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 5.72 mass%, which was 0.47 times that of the base material. The Mo content was 5.82 mass%, which was 1.88 times that of the base material. The crevice corrosion resistance was good. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Even if the acid concentration was reduced, good results were obtained by increasing the treatment time.

[実施例11]
実施例11では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を還元熱処理した。溶接材を、10 -2 Torrの減圧条件下、600℃で1時間にわたって熱処理した。
[Example 11]
In Example 11, the surface of the weld metal of the weld material using S32205 was subjected to a reducing heat treatment. The weld material was heat treated at 600° C. for 1 hour under reduced pressure conditions of 10 −2 Torr.

実施例11では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、33.56質量%であり、母材の1.90倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、5.66質量%であり、母材の0.47倍であった。Mo量は、5.22質量%であり、母材の1.68倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。 In Example 11, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 33.56 mass%, which was 1.90 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 5.66 mass%, which was 0.47 times that of the base material. The Mo content was 5.22 mass%, which was 1.68 times that of the base material. Crevice corrosion resistance was good. It is believed that no Mn was detected because the oxide scale was sufficiently removed.

[実施例12]
実施例12では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を還元熱処理した。溶接材を、10 -4 Torrの減圧条件下、400℃で1時間にわたって熱処理した。
[Example 12]
In Example 12, the surface of the weld metal of the weld material using S32205 was subjected to a reducing heat treatment. The weld material was heat treated at 400° C. for 1 hour under a reduced pressure condition of 10 −4 Torr.

実施例12では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、34.23質量%であり、母材の1.93倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、5.55質量%であり、母材の0.46倍であった。Mo量は、5.31質量%であり、母材の1.71倍であった。耐すき間腐食性は、良好であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。処理時間を短くしても、真空度や温度を上げると、良好な耐食性が得られた。 In Example 12, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 34.23 mass%, which was 1.93 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 5.55 mass%, which was 0.46 times that of the base material. The Mo content was 5.31 mass%, which was 1.71 times that of the base material. The crevice corrosion resistance was good. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Even if the treatment time was shortened, good corrosion resistance was obtained by increasing the degree of vacuum and temperature.

[比較例6]
比較例6では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸化スケールを除去することなく評価した。
[Comparative Example 6]
In Comparative Example 6, the surface of the weld metal of the weld material using S32205 was evaluated without removing the oxide scale.

比較例6では、溶接金属の表面が褐色を呈し、金属光沢が視認できなかった。Cr量は、20.14質量%であり、母材の1.14倍であった。Mn量は、28.42質量%であり、母材の24.3倍であった。NiやMoは、検出されなかった。3ヶ月の浸漬で臨界すき間腐食深さを超えており、耐すき間腐食性は、不良であった。NiやMoが検出されなかったのは、酸化スケールが除去されず、X線が透過しなかったためと考えられる。 In Comparative Example 6, the surface of the weld metal was brown, and the metallic luster was not visible. The Cr content was 20.14 mass%, which was 1.14 times that of the base metal. The Mn content was 28.42 mass%, which was 24.3 times that of the base metal. No Ni or Mo was detected. After immersion for three months, the critical crevice corrosion depth was exceeded, and the crevice corrosion resistance was poor. The reason why no Ni or Mo was detected is thought to be that the oxide scale was not removed and X-rays did not penetrate.

[比較例7]
比較例7では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸洗処理した。酸としては、1.0%となるようにヘキサメチレンテトラミンを添加した10%の塩酸を用いた。溶接材を30℃の酸溶液に1分間にわたって浸漬させた。
[Comparative Example 7]
In Comparative Example 7, the surface of the weld metal of the welded material using S32205 was subjected to pickling treatment. The acid used was 10% hydrochloric acid to which hexamethylenetetramine was added so that the concentration was 1.0%. The welded material was immersed in the acid solution at 30° C. for 1 minute.

比較例7では、溶接金属の表面の褐色の度合が低下していたが、金属光沢が視認できる程度には至らなかった。Cr量は、19.85質量%であり、母材の1.12倍であった。MnやNiやMoは、検出されなかった。耐すき間腐食性は、不良であった。この結果は、塩酸による酸洗処理の場合、酸化スケールが十分に除去されない可能性があることを示している。 In Comparative Example 7, the degree of browning of the weld metal surface was reduced, but the metallic luster was not visible. The Cr content was 19.85 mass%, which was 1.12 times that of the base metal. No Mn, Ni, or Mo was detected. The crevice corrosion resistance was poor. This result indicates that when pickling is performed with hydrochloric acid, oxide scale may not be sufficiently removed.

[比較例8]
比較例8では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を酸洗処理した。酸としては、硝酸が10%、フッ酸が0.5%であるフッ硝酸を用いた。溶接材を30℃の酸溶液に1分間にわたって浸漬させた。比較例8は、実施例10と比較して、フッ酸濃度、酸溶液の温度、酸洗処理の時間が穏和な条件である。
[Comparative Example 8]
In Comparative Example 8, the surface of the weld metal of the welded material using S32205 was pickled. A hydrofluoric nitric acid solution containing 10% nitric acid and 0.5% hydrofluoric acid was used as the acid. The welded material was immersed in the acid solution at 30° C. for 1 minute. In Comparative Example 8, the hydrofluoric acid concentration, the temperature of the acid solution, and the pickling treatment time are milder than those in Example 10.

比較例8では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、20.23質量%であり、母材の1.14倍であった。MnやNiやMoは、検出されなかった。耐すき間腐食性は、不良であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。外観上は酸化スケールが除去されていたが、臨界すき間腐食深さを超える腐食が生じた。Cr量が少なく、NiやMoも検出されていないため、微視的には酸化スケールが残存していると推察される。 In Comparative Example 8, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 20.23 mass%, 1.14 times that of the base material. No Mn, Ni, or Mo was detected. Crevice corrosion resistance was poor. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Although the oxide scale was removed from the outside, corrosion exceeding the critical crevice corrosion depth occurred. Since the Cr content was small and no Ni or Mo was detected, it is assumed that the oxide scale remains microscopically.

[比較例9]
比較例9では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理した。電解液としては、10%の硫酸ナトリウムの水溶液を用いた。溶接材を30℃の電解液中で電流密度を0.5A/dmとして5分間にわたって処理した。
[Comparative Example 9]
In Comparative Example 9, the surface of the weld metal of the welded material using S32205 was electrolytically treated in a neutral salt solution. The electrolyte used was a 10% aqueous solution of sodium sulfate. The welded material was treated in the electrolyte at 30° C. for 5 minutes at a current density of 0.5 A/ dm2 .

比較例9では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、18.85質量%であり、母材の1.07倍であった。MnやNiやMoは、検出されなかった。耐すき間腐食性は、不良であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが十分に除去されたためと考えられる。外観上は酸化スケールが除去されていたが、臨界すき間腐食深さを超えた腐食が生じた。Cr量が少なく、NiやMoも検出されていないため、微視的には酸化スケールが残存していると推察される。 In Comparative Example 9, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 18.85 mass%, 1.07 times that of the base material. No Mn, Ni, or Mo was detected. Crevice corrosion resistance was poor. It is believed that Mn was not detected because the oxide scale was sufficiently removed. Although the oxide scale was removed from the outside, corrosion occurred beyond the critical crevice corrosion depth. Since the Cr content was small and no Ni or Mo was detected, it is assumed that the oxide scale remains microscopically.

[比較例10]
比較例10では、S32205を用いた溶接材の溶接金属の表面を中性塩の溶液中で電解処理した。電解液としては、10%の硫酸ナトリウムの水溶液を用いた。30℃の電解液中で、溶接材に対し、電流密度を50A/dmとして5分間にわたって通電した。比較例5は、実施例7と比較して、電流密度が高い条件である。
[Comparative Example 10]
In Comparative Example 10, the surface of the weld metal of the weld material using S32205 was electrolytically treated in a neutral salt solution. A 10% aqueous solution of sodium sulfate was used as the electrolytic solution. In the electrolytic solution at 30°C, a current was passed through the weld material at a current density of 50 A/dm2 for 5 minutes. In Comparative Example 5, the current density was higher than that in Example 7.

比較例10では、酸化スケールは除去され、下地の金属光沢が視認できた。Cr量は、14.80質量%であり、母材の0.84倍であった。Mnは、検出されなかった。Ni量は、0.42質量%であり、母材の0.03倍であった。Mo量は、1.88質量%であり、母材の0.61倍であった。耐すき間腐食性は、不良であった。Mnが検出されなかったのは、酸化スケールが除去されたためと考えられる。外観上は酸化スケールが除去されていたが、臨界すき間腐食深さを超えた腐食が生じた。この結果は、電流密度が高すぎて、溶接金属の表面のCr量、Ni量、Mo量が低下したことによると推察される。 In Comparative Example 10, the oxide scale was removed and the metallic luster of the base was visible. The Cr content was 14.80 mass%, 0.84 times that of the base material. No Mn was detected. The Ni content was 0.42 mass%, 0.03 times that of the base material. The Mo content was 1.88 mass%, 0.61 times that of the base material. The crevice corrosion resistance was poor. It is believed that no Mn was detected because the oxide scale was removed. Although the oxide scale was removed from the outside, corrosion occurred beyond the critical crevice corrosion depth. It is presumed that this result was due to the current density being too high, which reduced the Cr, Ni, and Mo contents on the surface of the weld metal.

[実施例7~12、比較例6~10]
実施例7~12、比較例6~10では、母材と比較して、N量が大きくなった。Nは、オーステナイト安定化元素であり、耐食性の向上等の効果をもたらす。しかし、酸化スケール除去の度合にかかわらず、N量の違いは確認されなかった。
[Examples 7 to 12, Comparative Examples 6 to 10]
In Examples 7 to 12 and Comparative Examples 6 to 10, the N content was larger than that of the base material. N is an austenite stabilizing element, and has the effect of improving corrosion resistance, etc. However, no difference in the N content was confirmed regardless of the degree of oxide scale removal.

1 電解槽
2 電解液
3 電極
4 被処理材(溶接構造体、溶接材)
5 直流電源
6 溶接金属
7 印象材
8 ケーブルタイ
9 調整液
1 Electrolytic cell 2 Electrolyte 3 Electrode 4 Material to be treated (welded structure, welded material)
5 DC power supply 6 Welding metal 7 Impression material 8 Cable tie 9 Adjustment liquid

Claims (15)

二相ステンレス鋼が溶接された溶接構造体であって、
前記溶接構造体は、二相ステンレス鋼で形成された母材が溶接金属を介して接合された溶接部を有し、
酸素および炭素を除いた質量%で、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるCr量が、前記母材におけるCr量の1.5倍以上である溶接構造体。
A welded structure in which duplex stainless steel is welded,
The welded structure has a welded portion in which a base material formed of duplex stainless steel is joined via a weld metal,
A welded structure, wherein the amount of Cr at a surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 1.5 times or more the amount of Cr in the base metal, in mass % excluding oxygen and carbon.
請求項1に記載の溶接構造体であって、
酸素および炭素を除いた質量%で、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるNi量が、前記母材におけるNi量の0.4倍以上であり、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるMo量が、前記母材におけるMo量の1.5倍以上である溶接構造体。
2. The welded structure of claim 1,
A welded structure, wherein, in mass % excluding oxygen and carbon, an amount of Ni at a surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 0.4 times or more of an amount of Ni in the base metal, and an amount of Mo at a surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 1.5 times or more of an amount of Mo in the base metal.
請求項2に記載の溶接構造体であって、
酸素および炭素を除いた質量%で、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるMn量が、前記母材におけるMn量以下である溶接構造体。
3. The welded structure of claim 2,
A welded structure, wherein an amount of Mn at a surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is equal to or less than an amount of Mn in the base metal, in mass % excluding oxygen and carbon.
請求項1に記載の溶接構造体であって、
前記溶接金属は、表面の酸化スケールが除去された状態である溶接構造体。
2. The welded structure of claim 1,
A welded structure in which the weld metal has had oxide scale removed from its surface.
請求項1に記載の溶接構造体であって、
前記溶接金属は、前記母材、相手材および溶加材が一体化して形成されている溶接構造体。
2. The welded structure of claim 1,
The weld metal is a welded structure formed by integrating the base material, the mating material, and a filler metal.
二相ステンレス鋼が溶接された溶接構造体の仕上方法であって、
二相ステンレス鋼で形成された母材が溶接金属を介して接合された溶接部の酸化スケールを除去する工程を含み、
前記酸化スケールを除去する工程は、酸素および炭素を除いた質量%で、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるCr量が、前記母材におけるCr量の1.5倍以上となるように、前記溶接金属の表面のFeを含む酸化スケールを除去する工程である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure in which duplex stainless steel is welded, comprising the steps of:
The process includes removing oxide scale from a welded portion where a base material formed of duplex stainless steel is joined via a weld metal,
The step of removing the oxide scale is a step of removing oxide scale containing Fe from a surface of the weld metal such that an amount of Cr on the surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 1.5 times or more the amount of Cr in the base metal, in terms of mass % excluding oxygen and carbon.
請求項6に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記酸化スケールを除去する工程は、酸素および炭素を除いた質量%で、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるNi量が、前記母材におけるNi量の0.4倍以上、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるMo量が、前記母材におけるMo量の1.5倍以上となるように、前記溶接金属の表面のFeを含む酸化スケールを除去する工程である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 6, comprising the steps of:
The step of removing the oxide scale is a step of removing oxide scale containing Fe from a surface of the weld metal such that, in mass % excluding oxygen and carbon, the amount of Ni on the surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 0.4 times or more the amount of Ni in the base metal, and the amount of Mo on the surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 1.5 times or more the amount of Mo in the base metal.
請求項6に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記酸化スケールを除去する工程は、酸素および炭素を除いた質量%で、X線光電子分光分析によって測定される前記溶接金属の表面におけるMn量が、前記母材におけるMn量以下となるように、前記溶接金属の表面のFeを含む酸化スケールを除去する工程である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 6, comprising the steps of:
The method for finishing a welded structure , wherein the step of removing the oxide scale is a step of removing oxide scale containing Fe from a surface of the weld metal such that an amount of Mn on the surface of the weld metal measured by X-ray photoelectron spectroscopy is equal to or less than an amount of Mn in the base metal, in mass % excluding oxygen and carbon.
請求項6に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記酸化スケールを除去する工程は、前記溶接金属の表面を、硝酸、硫酸、フッ酸、または、これらのうちの一種以上を混合した混合酸で酸洗処理する工程である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 6, comprising the steps of:
The step of removing the oxide scale is a step of subjecting the surface of the weld metal to an acid pickling treatment with nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, or a mixed acid of at least one of these.
請求項6に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記酸化スケールを除去する工程は、前記溶接金属の表面を、2%以上50%以下の硝酸、2%以上50%以下の硫酸、または、2%以上50%以下の硝酸と0.2%以上10%以下のフッ酸とを混合したフッ硝酸で酸洗処理する工程である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 6, comprising the steps of:
The step of removing the oxide scale is a step of pickling the surface of the weld metal with nitric acid of 2% or more and 50% or less, sulfuric acid of 2% or more and 50% or less, or hydrofluoric acid-nitric acid mixture of nitric acid of 2% or more and 50% or less and hydrofluoric acid of 0.2% or more and 10% or less.
請求項6に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記酸化スケールを除去する工程は、前記溶接金属の表面を、中性塩の溶液中で電解処理する工程である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 6, comprising the steps of:
The method for finishing a welded structure, wherein the step of removing the oxide scale comprises subjecting the surface of the weld metal to an electrolytic treatment in a neutral salt solution.
請求項11に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記中性塩は、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、または、硫酸アンモニウムである溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 11, comprising the steps of:
The method for finishing a welded structure, wherein the neutral salt is sodium sulfate, sodium nitrate, or ammonium sulfate.
請求項11に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記電解処理における前記溶接金属の電流密度は、2A/dm以上20A/dm以下である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 11, comprising the steps of:
A method for finishing a welded structure, wherein a current density of the weld metal in the electrolytic treatment is 2 A/ dm2 or more and 20 A/dm2 or less .
請求項6に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記酸化スケールを除去する工程は、前記溶接金属の表面を、減圧雰囲気下で熱処理する工程である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 6, comprising the steps of:
The method for finishing a welded structure, wherein the step of removing the oxide scale comprises heat treating the surface of the weld metal in a reduced pressure atmosphere.
請求項6に記載の溶接構造体の仕上方法であって、
前記酸化スケールを除去する工程は、前記溶接金属の表面を、10 -2 Torr以下の減圧雰囲気下、400℃以上で1時間以上にわたって熱処理する工程である溶接構造体の仕上方法。
A method for finishing a welded structure according to claim 6, comprising the steps of:
The step of removing the oxide scale comprises subjecting the surface of the weld metal to a heat treatment at 400° C. or higher for one hour or more in a reduced pressure atmosphere of 10 −2 Torr or lower.
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