JPH0421743B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0421743B2 JPH0421743B2 JP26461684A JP26461684A JPH0421743B2 JP H0421743 B2 JPH0421743 B2 JP H0421743B2 JP 26461684 A JP26461684 A JP 26461684A JP 26461684 A JP26461684 A JP 26461684A JP H0421743 B2 JPH0421743 B2 JP H0421743B2
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- Japan
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- steel
- hydrogen
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- corrosion resistance
- materials
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- Expired
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- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
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Landscapes
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼
に関し、特に本発明は石油精製工場、化学工場等
高温高圧水素下で操業される圧力容器ならびに高
温高圧水素の移送等に用いられる配管等の材料に
用いられる耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼
に関するものである。 （従来の技術） 石油精製工場、化学工場においては高温高圧水
素を取扱う圧力容器ならびにこれに付設されてい
る配管類が用いられることが多いが、これら容器
ならびに配管用材料として高温高圧水素環境に耐
えることのできるものを選定する必要がある。 ところで、鉄鋼材料を高温高圧・水素環境に長
時間曝すと水素侵食と呼ばれる材質の劣化現象が
生起することが知られている。このため安全に操
業するためには、API Publication 941、2nd
Edition 1977に記載されたネルソン線図を参考と
して材料の選定がなされる場合が多い。このネル
ソン線図は事故例等の経験に基いてCrとMoの含
有量の異なる鋼種毎に安全操業可能な限界の温度
と水素圧力との関係を線図で描いたものである。
一般に温度ならびに水素圧力が高く操業条件が苛
酷である程、Crおよび／またはMoの含有量が高
く、水素侵食が生起し難い高級な材料を使用する
必要がある。 一方、経済性の点から高級鋼の代りに炭素鋼、
１／２Mo鋼等の安価な材料を用いたいという要求
あるいは前記炭素鋼、1/2Mo鋼が従来使用され
ている部位にこれらの鋼に比して耐水素侵食性に
より優れた材料を使用してより長期間の連続操業
を実施したいという要求が少なくない。 （発明が解決しようとする問題点） ところで、高温高圧、水素環境において使用に
耐え得る数種の材料がすでに知られている。しか
しながらこれらの材料は、例えば、特開昭59−
23849号により開示されているようにLaを含有さ
せたものあるいは特公昭46−29256号に記載され
ていうようにＷを含有させたものなど高価な元素
を添加した材料、また特開昭59−6357号に開示さ
れているように、Al2O3を形成させ熱間加工性を
劣化させる機能を有するAlを添加した材料など
のように、材料の他の特性および経済性を犠牲に
して耐水素侵食特性を向上させたものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、上記材料の耐水素侵食特性以外の特
性および／または経済性を犠牲にして耐水素侵食
特性を向上させた材料と異なり、上記耐水素侵食
特性以外の特性ならびに経済性を犠牲にすること
なしに耐水素侵食特性を向上させた圧力容器用鋼
を提供することを目的とするものであり、特許請
求の範囲記載の圧力容器鋼を提供することによつ
て前記目的を達成することができる。すなわち本
発明はC0.01〜0.20％、Si0.60％以下、Mn0.1〜1.0
％、P0.020％以下、S0.010％以下、B0.0005〜
0.020％を含み、残部Feおよび不可避的不純物よ
りなる耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼を特
定発明とし、上記特定発明の鋼にさらにMoを
0.60％以下含有する鋼を第２発明とするものであ
る。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者らは種々の添加元素が水素侵食性に及
ぼす影響を広範囲に検討かつ実験した結果、適量
のＢを炭素鋼あるいは1/2Mo鋼に添加すること
により、優れた耐水素侵食特性を顕現することを
新規に知見することができた。 次に本発明の鋼において成分組成を限定する理
由を説明する。 Ｃは0.01％より少ないと十分な強度が確保され
ず、一方0.20％より多いと溶接性ならびに靭性が
劣化するので、Ｃは0.01〜0.20％の範囲内にする
必要がある。 Siは0.60％より多いと硬化が著しくなつて加工
が困難になり、また焼戻し脆化も著しくなるの
で、Siは0.60％以下にする必要がある。 Mnは強度ならびに靭性を得るのに必要な元素
であり、Mnは0.1％より少ないと上記効果が得ら
れず一方0.1％より多いとむしろ靭性が劣化する
ので、Mnは0.1〜1.0％の範囲内にする必要があ
る。 Ｐは粒界に偏析して焼戻し脆化を引き起すので
低レベルに抑制することが望ましく、Ｐは0.020
％より多いと上記焼戻し脆化が多くなるので、Ｐ
は0.020％以下にする必要がある。なお、Ｐを
0.020％以下にすることは現在の製鋼技術によれ
が容易である。 Ｓは靭性を著しく損う元素であり0.010％より
多いと上記欠点が著しくなるので、Ｓは0.010％
以下にする必要がある。 Moは高温強度を上昇させ耐水素侵食特性を向
上させる効果のある元素であるが、0.60％より多
いと前記特性が飽和すると共に原料コントの上昇
を招くので、Moは0.60％以下に限定する。 Ｂは本発明の鋼を特徴づけるのに最も寄与する
元素であつて、耐水素侵食特性の改善に著しい効
果を与えるが、Ｂは0.0005％より少ないと上記改
善効果は十分ではなく、一方0.020％より多いと
その効果が飽和して添加量に見合つた効果が得ら
れないので、Ｂは0.0005〜0.020％の範囲内に限
定する。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 表１は本発明の炭素鋼および比較炭素鋼の成分
組成と、これらの成分組成を有する鋼を500℃、
水素圧500Kgｆ／cm2の高温高圧水素に200hr曝露し
た後、シヤルピー衝撃試験による吸収エネルギ
ー、脆性破面率をそれぞれ示す表であり、表２は
本発明の1/2Mo鋼および比較1/2Mo鋼の成分組
成と、これらの成分組成を有する鋼を500℃、水
素圧500Kgｆ／cm2の高温高圧水素に500hr曝露した
後、０℃におけるシヤルピー衝撃試験による吸収
エネルギー、脆性破面率をそれぞれ示す表であ
る。 表１および表２より明らかなように、従来の比
較鋼は上記それぞれの曝露条件下では水素侵食に
より吸収エネルギーが低下すると共に脆性破面率
が低下して靭性の劣化が認められるが、本発明の
所定量のＢを含有する鋼にあつては比較鋼と同一
曝露条件下においても吸収エネルギーは高く、脆
性破面率は100％と靭性の劣化は認められず、優
れた耐水素侵食性を有することがわかる。なお表
１の比較鋼No.16および表２の比較鋼No.13の如くＢ
を含有しているが、その含有量が所定量範囲より
も少ない場合は幾分Ｂの含有効果は認められるも
のの耐水素侵食特性の点では十分ではないことが
わかる。
に関し、特に本発明は石油精製工場、化学工場等
高温高圧水素下で操業される圧力容器ならびに高
温高圧水素の移送等に用いられる配管等の材料に
用いられる耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼
に関するものである。 （従来の技術） 石油精製工場、化学工場においては高温高圧水
素を取扱う圧力容器ならびにこれに付設されてい
る配管類が用いられることが多いが、これら容器
ならびに配管用材料として高温高圧水素環境に耐
えることのできるものを選定する必要がある。 ところで、鉄鋼材料を高温高圧・水素環境に長
時間曝すと水素侵食と呼ばれる材質の劣化現象が
生起することが知られている。このため安全に操
業するためには、API Publication 941、2nd
Edition 1977に記載されたネルソン線図を参考と
して材料の選定がなされる場合が多い。このネル
ソン線図は事故例等の経験に基いてCrとMoの含
有量の異なる鋼種毎に安全操業可能な限界の温度
と水素圧力との関係を線図で描いたものである。
一般に温度ならびに水素圧力が高く操業条件が苛
酷である程、Crおよび／またはMoの含有量が高
く、水素侵食が生起し難い高級な材料を使用する
必要がある。 一方、経済性の点から高級鋼の代りに炭素鋼、
１／２Mo鋼等の安価な材料を用いたいという要求
あるいは前記炭素鋼、1/2Mo鋼が従来使用され
ている部位にこれらの鋼に比して耐水素侵食性に
より優れた材料を使用してより長期間の連続操業
を実施したいという要求が少なくない。 （発明が解決しようとする問題点） ところで、高温高圧、水素環境において使用に
耐え得る数種の材料がすでに知られている。しか
しながらこれらの材料は、例えば、特開昭59−
23849号により開示されているようにLaを含有さ
せたものあるいは特公昭46−29256号に記載され
ていうようにＷを含有させたものなど高価な元素
を添加した材料、また特開昭59−6357号に開示さ
れているように、Al2O3を形成させ熱間加工性を
劣化させる機能を有するAlを添加した材料など
のように、材料の他の特性および経済性を犠牲に
して耐水素侵食特性を向上させたものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、上記材料の耐水素侵食特性以外の特
性および／または経済性を犠牲にして耐水素侵食
特性を向上させた材料と異なり、上記耐水素侵食
特性以外の特性ならびに経済性を犠牲にすること
なしに耐水素侵食特性を向上させた圧力容器用鋼
を提供することを目的とするものであり、特許請
求の範囲記載の圧力容器鋼を提供することによつ
て前記目的を達成することができる。すなわち本
発明はC0.01〜0.20％、Si0.60％以下、Mn0.1〜1.0
％、P0.020％以下、S0.010％以下、B0.0005〜
0.020％を含み、残部Feおよび不可避的不純物よ
りなる耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼を特
定発明とし、上記特定発明の鋼にさらにMoを
0.60％以下含有する鋼を第２発明とするものであ
る。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者らは種々の添加元素が水素侵食性に及
ぼす影響を広範囲に検討かつ実験した結果、適量
のＢを炭素鋼あるいは1/2Mo鋼に添加すること
により、優れた耐水素侵食特性を顕現することを
新規に知見することができた。 次に本発明の鋼において成分組成を限定する理
由を説明する。 Ｃは0.01％より少ないと十分な強度が確保され
ず、一方0.20％より多いと溶接性ならびに靭性が
劣化するので、Ｃは0.01〜0.20％の範囲内にする
必要がある。 Siは0.60％より多いと硬化が著しくなつて加工
が困難になり、また焼戻し脆化も著しくなるの
で、Siは0.60％以下にする必要がある。 Mnは強度ならびに靭性を得るのに必要な元素
であり、Mnは0.1％より少ないと上記効果が得ら
れず一方0.1％より多いとむしろ靭性が劣化する
ので、Mnは0.1〜1.0％の範囲内にする必要があ
る。 Ｐは粒界に偏析して焼戻し脆化を引き起すので
低レベルに抑制することが望ましく、Ｐは0.020
％より多いと上記焼戻し脆化が多くなるので、Ｐ
は0.020％以下にする必要がある。なお、Ｐを
0.020％以下にすることは現在の製鋼技術によれ
が容易である。 Ｓは靭性を著しく損う元素であり0.010％より
多いと上記欠点が著しくなるので、Ｓは0.010％
以下にする必要がある。 Moは高温強度を上昇させ耐水素侵食特性を向
上させる効果のある元素であるが、0.60％より多
いと前記特性が飽和すると共に原料コントの上昇
を招くので、Moは0.60％以下に限定する。 Ｂは本発明の鋼を特徴づけるのに最も寄与する
元素であつて、耐水素侵食特性の改善に著しい効
果を与えるが、Ｂは0.0005％より少ないと上記改
善効果は十分ではなく、一方0.020％より多いと
その効果が飽和して添加量に見合つた効果が得ら
れないので、Ｂは0.0005〜0.020％の範囲内に限
定する。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 表１は本発明の炭素鋼および比較炭素鋼の成分
組成と、これらの成分組成を有する鋼を500℃、
水素圧500Kgｆ／cm2の高温高圧水素に200hr曝露し
た後、シヤルピー衝撃試験による吸収エネルギ
ー、脆性破面率をそれぞれ示す表であり、表２は
本発明の1/2Mo鋼および比較1/2Mo鋼の成分組
成と、これらの成分組成を有する鋼を500℃、水
素圧500Kgｆ／cm2の高温高圧水素に500hr曝露した
後、０℃におけるシヤルピー衝撃試験による吸収
エネルギー、脆性破面率をそれぞれ示す表であ
る。 表１および表２より明らかなように、従来の比
較鋼は上記それぞれの曝露条件下では水素侵食に
より吸収エネルギーが低下すると共に脆性破面率
が低下して靭性の劣化が認められるが、本発明の
所定量のＢを含有する鋼にあつては比較鋼と同一
曝露条件下においても吸収エネルギーは高く、脆
性破面率は100％と靭性の劣化は認められず、優
れた耐水素侵食性を有することがわかる。なお表
１の比較鋼No.16および表２の比較鋼No.13の如くＢ
を含有しているが、その含有量が所定量範囲より
も少ない場合は幾分Ｂの含有効果は認められるも
のの耐水素侵食特性の点では十分ではないことが
わかる。
【表】
【表】
【表】
（発明の効果）
以上説明したように、本発明鋼は優れた耐水素
侵食特性を有し、かつCrおよびMoの含有量の多
い高級鋼に比し価格的に比較的安価に製造するこ
とができるので、高温高圧・水素雰囲気に曝露さ
れる圧力容器用材料、配管材料として最適に広く
使用することができる。
侵食特性を有し、かつCrおよびMoの含有量の多
い高級鋼に比し価格的に比較的安価に製造するこ
とができるので、高温高圧・水素雰囲気に曝露さ
れる圧力容器用材料、配管材料として最適に広く
使用することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ C0.01〜0.20％、Si0.60％以下、Mn0.1〜1.0
％、P0.020％以下、S0.010％以下、B0.0005〜
0.020％を含み、残部Feおよび不可避的不純物よ
りなる耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼。 ２ C0.01〜0.20％、Si0.60％以下、Mn0.1〜1.0
％、P0.020％以下、S0.010％以下、Mo0.60％以
下、B0.0005〜0.020％を含み、残部Feおよび不可
避的不純物よりなる耐水素侵食特性に優れた圧力
容器用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26461684A JPS61143556A (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26461684A JPS61143556A (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61143556A JPS61143556A (ja) | 1986-07-01 |
| JPH0421743B2 true JPH0421743B2 (ja) | 1992-04-13 |
Family
ID=17405801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26461684A Granted JPS61143556A (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 耐水素侵食特性に優れた圧力容器用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61143556A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1013099C2 (nl) * | 1999-09-20 | 2001-03-21 | Matthijs De Jong | Drukvat voor het houden van een flu´dum, in het bijzonder een vloeibaar gas. |
-
1984
- 1984-12-17 JP JP26461684A patent/JPS61143556A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61143556A (ja) | 1986-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |