JPS59177350A - 耐硫化物腐食割れ性の優れた鋼 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硫化水素（Ｈ２Ｓ）を含む湿潤な環境において
、優れたｌｔｊ硫化物腐食割れ性を有する低合金鋼に関
するものである。

石油の掘削、輸送、精製、貯蔵の過程で原油中に含寸れ
るＨ２　Ｓによって発生ずる調料の体化物腐食割れがし
ばしば問題となる。例えば石油の掘削。

輸送に用いられる油井管、ラインパイプやＬ　Ｉ）　Ｇ
タンクなどでは常に硫化物り食割れが懸念される。

ｉ打年これら台１ｆｌｊ管、タンク等に使用さノする鋼
材は。

機械的強度の高い鋼が要求される傾向にあるが。

硫化物属食割れは、４の機械的強度の高いものほど起り
易い。硫化物腐食割れは、応力の付与された鋼が、　Ｈ
２Ｓを含む湿将な環境で腐食される際に発生する水素が
鋼中に侵入し、鋼が水素脆化することによって発生する
といわれている。

この硫化物腐食割れに関する対策としては、鋼の組織１
強度規制２鋼表面の塗装、腐食環境へのインヒビターの
注入などがなされている。しかしなからこの対策は、良
期間嗣慌化物腐食割れ性が安定して得られるものでなか
った。

本発明は耐硫化物腐食割れ性を改善した銅を提供するも
ので、鋼成分にＣｏを含有させ１．　その鋼表面に硫化
物皮膜を形成させることにより、鋼中への水素侵入を抑
制し、耐硫化物腐食割れ性の改　　　　善を計るもので
あり、鋼の組織や材質などとは独立した効果をもつもの
である。その要旨ばＣ：０、０５〜０．５０％、　Ｓｉ
　：　０．０５〜１．０％、　Ｍｎ　：０、１−０〜２
．００％、Ｃｏ：０．０３〜〕ＯＯチ　を含有し、残部
が鉄および不可避的不純物からなる鋼の表面に硫化物皮
膜を形成させた耐硫化物腐六割れ１／１の優れた年１で
ある。

以下本発明について詳細に菖、明する。

本発明の鋼成分において含有するＣは＋　Ｈ２Ｓを含む
湿潤な環境で使用される鋼管、鋼板の如き構造椙料の強
化成分としてｏ、　０５　％以」二を添加する。

しかし過剰に含捷れると硫化物腐食割れ性を増し、靭性
を低下させるため上限を０５係とした。

Ｓｌ　　は製銅工程での残留成分で、Ｃと同様に鋼の強
化成分として０．０５　％以」二が必要であり、まだ過
剰に含有せしめることは、鋼組織の結晶粒界を脆化せし
めて４硫化物腐食割れ性と、鋼の加工性を劣化せしめる
だめ」＝限を１．００係とした。

Ｍｎ　　は強度、焼入性を向上させる成分であるか、Ｏ
Ｊ係未満ではその効果が得られない。寸だ２０係を超え
る過剰な含有は、造塊時に著しい偏析帯を形成し、靭性
および硫化物腐食割れに対して悪影響をおよぼす。耐硫
化物腐食割れの面から好ましいＭｎの含有針は、１２係
以下である。

ＣＯＩｒｅ−＜＋１ｉＮＩ中に０．０３−１．０　％含
有させる。ＣＯを含イ）する鋼を、（特に鋼の表面積に
対する溶液量酸性溶液に浸漬し腐食させると、鋼表面に
硫化物の皮膜が形成され＋　）１２Ｓ　を含む湿４“Ｉ
′Ｉな実用環境中での使用に際して−との硫化物皮膜が
保護皮膜の役割を果し、鋼中への水素の侵入を抑制し、
耐硫化物腐食割れ性を向上させる。このようなｃｏの保
護皮膜形成に対する効果は、００３％未満では得られず
−１，，０％を超える含有量では飽和状態に達し、焼入
性も劣化する。

この他の不可避的不純物成分として含まれるＰ。

Ｓ等は鋼の機械的性質および硫化物爬食割れ性を劣化せ
しめる理由から、出来るだけ減少させるべきである。好
壕しくは−Ｐ＜０．０２０係、Ｓ＜０、０１５％の範囲
である。

さらにまた上記のようなｃｏの効果は、鋼の強度。

靭性等の機械的性質、溶接性等を改善するためＣｕ：０
．１０−０．５０％、Ｎ１：Ｏ１〜０３係、ｃｒ：０．
２０〜２．００チ、Ｍｏ：０．０５〜］、、００φ、Ｗ
：０．０５〜１．００％、Ｎｂ：０．０１〜０．１５係
、ｙ：０．０１〜０．１５チ、　Ｔｉ　：Ｏ○１〜０１
，５％、Ｂ：０、　ＯＯＯ：”−・０．０　０　５　０
　％　、　　Ｃｏ：Ｏ，ＯＯ１〜００」０飴の１種捷た
け２　ｐ１以上を選択的に含有させた鋤においても消失
するものではない。

本発明は、転炉、電気炉等の溶解炉で溶製した」−記成
分組成の溶鋼を連続鋳造−または造塊後。

熱間加工を経て製造された鋼板、鋼管、棒鋼、形鋼性の
製品あるいはこれらの製品にさらに焼入れ。

焼戻し、規準等任意の熱処理を施した鋼の表面に、硫化
物皮膜を形成させる。

この硫化物皮膜の形成は、無負荷の状態の鋼を）（２Ｓ
を含む酸性溶液に浸漬して行なわれるが、この溶液の比
液搦：が少ないほど、また鋼中のＯｏ含有１■が多いほ
ど一短時間で安定な硫化物皮膜（例えばｃｏｓ　、　　
（ｃｏ−Ｆｅ　）　ｓ　’４　）　　が柄材表面に形成
される。

一旦形成されたこの硫化物皮膜は、より比液量の多いｌ
Ｉ２８を含む腐食液中でも保痴皮膜としての効果ｄ゛失
わノ１ず、耐１１Ａ食件の向上とともに、鋼中への水素
侵入を抑制することにより、耐硫化物腐食割れ性が改善
される。

−１−記のよう六本発明の鋼製品は、　）］２Ｓを含む
湿憫な環境での長期間の使用が可能である。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例１ 第１表に示すような４種類の化学成分系の鋼を溶製し、
熱間王朝した鋼板を焼入れ、焼戻しによって降伏強さを
７３に７／−としたものを供試料とした。

これらの鋼の硫化物腐食割れ性はＤＣＢ（Ｄｏｕｌ）１
ｅＣａｎｔ、ｉｌｅｖｅＹ１３ｅａｍ　）試験によって
得らｈるＫ１５ｃｃ値によって評価した。また腐食液は
硫化物腐食割れ試験に用いられる代表的なＮＡ（１！Ｅ
標準液（０５％ＣＨ３ＣＯ０Ｈ、５係Ｎ。Ｃ１の２５℃
水溶液にＨ２Ｓを飽和させたもの）とした。

第２表は実験条件を示すもので、実験条件１は従来の鋼
の硫化物腐食割れ性の評価に対応する試験であり、実験
条件１１は本発明鋼の硫化物腐食割れ性の評価に対応す
る試験である。

第２表 すなわち実験条件１における予備浸漬は、応力を付与し
ないＤＣＢ試験片を比液量が３　ｃｃ／ｃｒＩｆ　とい
う少ないＮＡＣＥ液中で、鋼表面に安定な硫化物皮膜を
形成させるだめの処胛に相当するものである。第１表の
右欄は、この予備浸漬を施した（実験２）ものと、施さ
ないもの（実験１）について応力を伺与し＋　３０　Ｃ
ｃ、／ｅｒａの比液量の条件でＮＡＯＥ　　液中に１４
日間浸漬し一鋼中の水素量を４５℃グリセリン置換法て
測定した後に、　　ＫＩＳＣＣを測定した結ツである。

Ｋｉ　ｓｃｃ値の大きい稈鋼中水素惜の減少量が大きい
ことを示す。

第１表より予備浸漬を施しだ実験２において。

ＣＯを含有しないＡ鋼を除き、実験１に比べてＫｊｒ、
ｃｃが大巾に向上している。またＡ鋼に比べ。

Ｃｏ　　を含有するＢ、Ｃ，Ｄ鋼は予備浸漬によって鋼
中の水素量の減少・率が大きいことがわかる。

図は実験］と実験２０両方の鋼中水素量とＫｊｓｃａの
関係を示すものであるが、鋼中水素量が］、、　Ｏｐｐ
ｍ以下になると急激にＫ１５ｃｃは高い値となる。つ捷
り予備浸漬によって一鋼表面に形成された安定な硫化物
皮膜は、鋼中への水素侵入に対するイ１効な保後皮膜と
して働き、その結果として鋼の耐硫化物腐食割れ性が改
善されるのである。

実施例 化４表は第３表に示すような成分系の鋼Ｅ〜Ｊについて
、予備浸漬の効果を調べた結果である。

こ′、１１らの鋼でもＣＯを含南するＥ、Ｆ、０．Ｈお
よびＩ鋼は、予備浸漬を施すことにより＋　Ｋ１５ｅｃ
は−せ 約２０〜５０　Ｋ９−　ｍｌｎ　　高い値となるが−Ｃ
ｏを含有しないＪ鋼においては、殆んどＫ１５ｃ’ｃに
対ず乙予（ｈ＋浸漬の効果は認められない。

＊　実験条件Ｉ　（第１表参照） ＊＊　実験条件■　（第１表参照） このようにＣＯを含有する鋼を、予め無負荷の状態で鋼
表面に安定な硫化物皮膜を形成させた鋼材は、　Ｈ２Ｓ
を含む湿潤な環境で、負荷のか＼つだ実用状態において
、耐硫化物腐食割れ性が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼中水素量とＫ　Ｉ　Ｓ　ＣＣの関係を示す図
表である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．０５〜０．５０　ｑｂ、　　ｓｉ　’、　０．
   ０５〜１．０係。 Ｍｎ　’、　０．１０〜２．００％、　Ｃｎ　：０．０
   ３〜１００係を含有し、残部が鉄および不可避的不純物
   からなる鋼の表面に、硫化物皮膜を形成したことを特徴
   とする耐硫化物腐食割れ性の優れた鋼。