JPS5893855A - 溝食の生じないスラリ−パイプ用鋼 - Google Patents

溝食の生じないスラリ−パイプ用鋼

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JPS5893855A
JPS5893855A JP19078781A JP19078781A JPS5893855A JP S5893855 A JPS5893855 A JP S5893855A JP 19078781 A JP19078781 A JP 19078781A JP 19078781 A JP19078781 A JP 19078781A JP S5893855 A JPS5893855 A JP S5893855A
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JP
Japan
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steel
slurry
wear
corrosion
less
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JP19078781A
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English (en)
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Tsuneyasu Watanabe
渡辺 常安
Takashi Zaizen
財前 孝
Shiro Inoue
史朗 井上
Fukuzo Sanuki
讃岐 福蔵
Toshio Fujii
敏雄 藤井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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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、スラリーパイプの損耗性を改良した硬質Cu
添加鋼に係わるものである。
固体の輸送方法として、スラリー輸送は輸送費が安上シ
で、粉塵公害の少ないことから、固体のスラリ、−輸送
は益々利用される趨勢にある。しかし、スラリー輸送の
特徴を生かす安価な条件で製造できる使用寿命の長いス
ラリーパイプがないことが1つの悩みでろっだ。これま
でのSGP鋼管のような安価な鋼では、耐スラリー損耗
性が悪く、また、水平スラリー用直管としてすぐれた耐
損耗性を有する鋼管は、例えば、ステンレス鋼管のよう
な高価なもののみで6つた。スラリーは、固体を多量に
含む液体であるため、スラリーパイプの損耗は腐食が関
与するが、主として摩耗現象によるものと一般に考えら
れ、それがため硬質材料の開発研究がこれまで主として
進められてきた。このことはデータの多くが、回転式摩
耗試験によって得られていることから十分窺い知ること
ができる。
然るに、本発明者らは、スラリーパイプの積和。
形態は直管部と曲管部とではその損耗機構が異カシ、量
的にスラリーパイプの大部分を占める水乎゛直管部の損
耗機構は、回転式摩耗試験機によつ1得られる摩耗機構
と異なるものであることを見出した。この知見をもとに
研究した結果、水平直管部のスラリー損耗を防止する−
には、腐食の起点となるひつかき損耗を少なくし、水中
および海水中における堆積物腐食の抵抗を増大させるこ
とが最も効果的であることを知った。そして、実例に近
いパイプを用いたスラリー損耗試験を種々重ねた結果、
Cuを添加した中炭素系鋼管が、水平直管部のスラリー
損耗を著しく小さくすることを見出した。Curd、従
来から耐候性鋼には広く用いられている元素でるるか、
海水用鋼などでは、その効果は重要視されていなかった
。しかしながら、スラリーパイプのようにほぼ中性液で
、ひつかき損耗を起点と子る堆積物腐食に対しては、C
uは非常にすぐれた効果を示した。
さらに、既述の如き損耗機構の知見から、本発明者らは
、Cr + Niのように鋼の自然電位を貴にする元素
、C+Si+MrzNb+V+Ti+Zrのように、鋼
の硬質化に有効な元素とくにC+ Mn + Nb r
Vがスラリー鋼管の耐損耗性に益すること、またPは中
炭素Mn系でスラリー損耗に有効なフェライト間隔の密
な層状組織をつくシ、効果のらる元素であることをつき
とめた。
一方、本発明者らは、スラリーによる鋼管の損耗は地の
位置で発生するが、その電縫部は天地左右の位置に関係
なく、常に溝腐食の危険性を有していることなど、広く
パイプの損耗機構に留意し、スラリー損耗とは直接関係
ないが、スラリー損耗性が向上したときに、溝食が鋼管
の寿命を伸ばすために実用的に重要視されなければなら
ないことに想到した。これらの知見、思想からS含有量
を低値に規制した従来とは思想の異なる耐食性の高いス
ラリーパイプ用鋼を開発した。
即ぢ一1本発明はC:0.10〜0.35%、Si:1
%以下、Mn : 0.1〜3%、P : 0.005
〜0.05%、S:0.02%以下、Cu:0.1〜1
%またはさらにCr:0.2〜1%、Ni : Q、1
〜1%の1種又は2種、或いはNb r VT Ti 
+ Zr : 0.02〜0.5%の1種以上の一方又
は両方を含むことを特徴とする溝大の生じないスラリー
パイプ用鋼でるる。以下に本発明の骨子となる成分組成
の限定理由を述べる。
Cは鋼の硬質化、炭化物の析出による腐食損耗速度の連
帯化のために有効な元素で高い方が望ましいが、0.3
5%を超えると、鋼管の製造上欠陥が生じゃすくなシ支
障がらる。また、0.1%未満ではマトリックスが軟質
になシ、ひっかき損耗が大きくなシすぎ、スラリー損耗
性が悪くなるので、0、lO〜0.35%に限定した。
Siは固溶硬化が期待される元素であるが、鋼管製造時
のペネトレーションと呼ばれる欠陥を防止するために1
%以下に限定した。
Mnは鋼の脱酸調整に強い係わシをもつ元素であるので
、鋼の脱酸を容易にする観点から下限を0.1%とした
。またMnは鋼の硬質化、溶接部の靭性およびペネトレ
ーションの防止等に有効な元素であるが、現状の製鋼設
備でMn蒸気が作業者にとくに有害にならない範囲を考
え、3%を上限上した。
PはC2Mnとの組合せによシ、スラリー損耗を防止す
る上で好ましい緻密な層状炭化物組織を生成するなど有
効な元素と考えられるが、機械的性質を劣化させる。そ
こで上限を機械的性質とくに脆性破壊の問題のおこらな
いよう0.05%と定め、下限は製鋼了の経済性から通
常の製鋼条件内で得られる値即ちQ、005%に限定し
た。
Sは機械的性質および溝食防止の立場からすれば、低い
方がよい。そこでCuを添加した本発明のスラリーパイ
プの寿命に有害になる程の溝食の進展を防ぐために、上
限のみを規制し、その値を0.02%とした。
Cuは溝食の防止と水平直管のスラリーによる損耗速度
委支配する腐食抵抗を増大させ、スラリー損耗を少なく
する上に極めて有効な元素で、0.1%以上でその効果
が認められる。しかし、1%超では、その効果の増大は
少なくなシ、経済的でない。よって01〜1%に限定し
た。
本発明鋼は以上の範囲のC+Mn+P+Cuを含有する
基本成分系でSGP系パイプよシ1.3倍以上耐スラリ
ー損耗寿命を大きくすることができるが、さらに、Cr
 + Niの1種類又は2種類あるいはNtz Vr 
Tt + Zrの1種類以上を一方又は両方重畳させる
とその効果はさらに界きくなる。
まず、Crは耐食性向上に有効な元素で、0.2%以上
で、十分その効果が認められる。しかし同時にCrは電
縫部に溶接欠陥をつくシやすくする。
1%超Crを含有すると、電縫部をArガス等で完全に
シールするなど特別な対策をとらないと健全な溶接鋼管
ができにくくなる。そこで上限を1%におさえた。
Niは自然電位を貴にする元素でCrと同様有効な元素
であるが、極めて高価でろるので効果が現われ始める0
、1%からほぼ直線的にその効果が上昇する範囲内に限
定し、上限を1%とした。
Nbは少量の添加で鋼を硬化させる元素である。
しかし、同時に鋼を脆化させるので、上限を0.2にお
さえた。下限は析出効果かはっきシ認められる0、01
%とした。
V・T+ + ZrはNbと同じく、析出効果を有する
元素でらるが、やはシ多量に添加すると鋼を脆化させる
のでその上限を0.5%とし、下限は析出効果かはつき
シ認められる最底値として002%とした。
以下、実施例にょシ、本発明鋼の効果をさらに具体的に
示す。
実施例1 ClC−8i−系にCuを添加した本発明−とCu無添
加の通常鋼との耐スラリー損耗性の比較を第1表に示し
た。試験方法としては、水道水に、川砂2号を40wt
%になるように混ぜてスラリーとし、内径50φのパイ
プ内を流速2.4 m/secで通過させ、600時間
運転し、その間の水平直管部の肉厚減少量を測定した。
第1表の値は各試料につき、任意の点10ケ所の肉厚減
少量を測定したときの平均肉厚減少量を記したものであ
る。本発明鋼は比較鋼損耗量のほぼ70%以下であシ、
すぐれたスラリー用鋼であることがわかる。
なお、本発明鋼の溝食深さは全て0.03m1未満で、
はとんど溝食は生じていないといえる状態でろっだ。一
方、比較鋼は、よく知られているように約0.081m
の深さの溝食が認められた。
第  1  表 実施例2 腐食電位を貴にする元素Cr ’P Ni k添加した
例を示す。実験条件は実施例1と同じである。
第2表に示すよう(=、少量のCr 、 Niの添加は
相応の効果が認められる。本発明のスラリー損耗量は第
1表比較鋼のほぼ半分になっており、本発明鋼によるス
ラリーパイプの使用寿命は比較鋼)(イブの倍近くに伸
びることが期待、される。本実施例は試料のS含有量が
高目になっているが、Cu。
Cr 、 Niの効果で、その溝食は全て0.0211
11未満になった。
実施例3 実施例1と同様の実験をNb及びV″f:添加して析出
硬化させた材料で行なった。第3表に示すような良好な
結果が得られた。なお、本発明鋼の溝食は&28〜屋3
2材゛で0.0021S以下、&33〜A37材では痕
跡を示す程度であった。
実施例4 Cr 、 Ni 、 Nb 、 Vの複合添加の例を第
4表に示す。実験条件は実施例1と同じである。本例で
は溝食は殆んど認められなかった。
実施例5 海水を用いた以外は実施例1と同じ試験条件での実験結
果を第5表に示す。本発明鋼は比較鋼よりも4(1以上
、おおむね数十パーセント耐スラリー損耗性がすぐれて
いる。また、針溝食性も本発明鋼は極めてすぐれた特性
を示している。
実施例6 Ti 、 Zrも析出効果を有するので、Nb、Vと同
様スラリー損耗抵抗全項す効果がある。Ti、 Zr添
加の実施例を第6表に示す。
試験条件 スラリー二水十鉱滓(粒径の60チは2 IIφ前後)
pHニア、6 流速: 3 m/sec 濃度: 20% 手続補正書(自発) 昭和57年2り/7日 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 1、事件の表示 昭和I年 特 許 願第190787
号2、発明の名称 連索の生じないスラリー、くイブ用鋼 3、補正をする者 事件との関係 出願人 住 所(居所)東京都千代田区大手町二丁目6番3号氏
 名(名称)(665)新日本製鐵株式会社4、代 理
 人 住 所  東京都港区赤坂6丁目4番21号704(ほ
か1名)− 5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲 6、補正の内容 (1)明細書第1〜2頁の特許請求の範囲を別紙の通り
訂正する。
2特許請求の範囲 1、  C: 0.10〜0.35 %、Si:1%以
下、Mn:0.1〜3%、P:0.005〜0805%
、S:0.02%以下、Cu:01〜1%、残部鉄およ
び不可避的不純物よりなる組成を有することを特徴とす
る連索の生じないスラリーパイプ用鋼。
2、  C:0.10〜0.35%、81 : 1%以
下、Mn二01〜3%、P:0.005〜005%、S
:0.02%以下、Cu:01〜1%、さらにCr:0
2〜1%、Nl : 0.1〜1%の1種又は2種を含
有し、残部鉄および不可避的不純物よりなる組成を有 
−することを特徴とする連索の生じないスラリーパイプ
用鋼。
3、  C:O,lO〜o、、3!5、Si : 1%
以下、Mn:0.1〜3チ、P:0.005〜005%
、S:0.02%以下、Cu : 0.1〜1%、さら
にNb : 0.01〜0.2チ、V、 Ti、  Z
r%々0.02−0.5%の1種以上を含有し、残部鉄
および不可避的不純物よりなる組成を有することを特徴
とする連索の生じないスラリーパイプ用鋼。
4、  C: 0.10〜0.35.8i : 1 %
以下、Mn : Q、1〜3チ、P:0.005〜0.
05%、8 : 0.02%以下、Cu:0.1〜1%
、さらにCr:0.2〜1%、Ni: 0.1〜1チの
1種又は2種およびNb : 0.01〜O,1%、V
、 Ti、 Zr各k O,02〜0.5 %の1種以
上を含有し、残部鉄および不可避的不純物よシなる組成
を有することを特徴とする連索の生じないスラリーパイ
プ用鋼。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  C: 0.10〜0.35%、St : 1%
    以下、Mn:01〜3%、p:Q、005〜0.05%
    、S:0.02%以下、Cu : 0.1〜1%、残部
    鉄および不可避的不純物よシなる組成を有することを特
    徴とする溝食の生じないスラリーノ(イブ用鋼。 2、  C: 0.10〜0.35%、Si:1%以下
    、Mn:01〜3%、P:0.005〜0.05%、S
    :0.02%以下、Cu : 0.1〜1%、さらにC
    r : 0.2〜1%、Ni : 0.1〜1%の1種
    又は2種を含有し、残部鉄および不可避的不純物よシな
    る組成を有することを特徴とする溝食の生じないスラリ
    ーパイプ用鋼0 3、 0 : 0.15〜0.35、Si : 1%以
    下、Mn:01〜3%、P:0.005〜0.・05%
    、S:0.02%以下、Cu : 0.1〜1%、さら
    にNb:0.01〜0.2%、V r T’l + Z
    r各々0.02〜0.5 %の1種以上を含有し、残部
    鉄および不可避的不純物よりなる組成を有することを特
    徴とする溝食の生じないスラリーパイプ用鋼。 4、  C: 0.15〜0.35、Si : 1%以
    下、Mn:061〜3%、P:0.005〜0.05%
    、S:0.02%以下、Cu : 0.1〜1%、さら
    にCr : 0.2〜1%、Ni:σ1〜1%の1種又
    は2種およびNb : 0.01〜0.2%、V+Ti
    +Zr各に0.02〜0.5%の1種以上を含有し、残
    部鉄および不可避的不純物よシなる組成を有することを
    特徴とする溝食の生じないスラリーパイプ用鋼。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013142160A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Jfe Steel Corp 耐溶接割れ性と耐スラリー腐食摩耗性に優れた溶接鋼管およびその製造方法
JP2014506295A (ja) * 2010-12-23 2014-03-13 ポスコ 耐摩耗性、耐食性及び低温靭性に優れたオイルサンドスラリーパイプ用鋼板及びその製造方法

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