JPS63290700A - 溶接部の保護方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強い腐食性の硝酸を扱う化学プラントのステン
レス鋼製設備機器の防食法に係り、特に耐食性の弱い溶
接部を保護する方法に関する。

〔従来の技術〕

硝酸水溶液及び高酸化性のイオンを含有する硝酸水溶液
中ではステンレス鋼でも腐食による減肉や粒界侵食を生
じ、この傾向は特に溶接部で著しい。このため、特に溶
接部の保護を考慮する必要がある。

上記水溶液中でのステンレス鋼の防食法とじては、特開
昭６０−３３３７０号公報に記載のように還元剤を添加
して腐食反応を抑制する方法や、特開昭６０−１００６
２９号公報に記載のように冷間加工後高温に加熱して高
耐食性が得られる微細結晶粒組織にする方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、還元剤を添加する方法は、化学物質の複雑な移
行プロセスを制御しなければならない化学プラントにお
いては、その適用が制限される場合もある。すなわち、
還元剤の添加によらない方法が必要とされる場合もある
。

このような場合に、微細結晶組織にする方法は有効と考
えられる。しかし、この方法はステンレス鋼母材の防食
法としては有効であるが、溶接部については必ずしも考
慮されているとは言えない。

なぜならば、溶接部をこのような組織にするには、溶接
施工後、ショットピーニング等により冷間加工を加え、
さらに７００℃−９００℃の高温に数時間加熱する必要
がある。しかし、この加熱の熱影響により溶接部付近の
ステンレス鋼母材の耐食性が劣化する場合があり、また
、加熱冷却により溶接部に引張りの残留応力が生じると
応力腐食割れを生じることも懸念される。

さらに、溶接施工は東純な形状の素材から、複雑な形状
の機器を形成するために行われるものであり、機器の構
造上の制約から、加工や加熱を行えない場合もある。

すなわち、従来の技術は溶接部の防食法という観点から
は必ずしも十分ではなかった。

本発明の目的は、ステンレス鋼の溶接部を腐食環境から
保護することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、強い腐食性を有する硝酸水溶液に接するス
テンレス鋼の溶接部を高耐食性の金属で被覆することに
より達成される。

溶接部の被覆は、脱酸化スケール後、電気メッキにより
行われる。

化学プラント建設現地で溶接施工された機器は移動困難
であり、その溶接部に局部的に脱酸化スケール及び電気
メッキを行うのは難しい技術である。本発明の主要な点
は、このための装置を開発して、溶接部の保護を実現し
たことである。

この装置の構成について説明する。遠隔操作用アームの
先端に電解槽がついており、この電解槽は内部と外部に
各１ケずつ電極を有し、外部の電極は処理を行おうとす
る機器に接するように出ている。これらの電極は直流電
極につながっている。

電解槽は電解液を含むための吸湿物を内蔵しており、か
つ、電解液を溶接部と接触させるための開口部を有して
いる。また電解液の循環装置も具備している。

〔作用〕

この装置を用い、内部電極を陰極、外部電極を陽極とす
ることにより、溶接部を陽極電解して脱酸化スケールを
行う。

電気メッキの際には、上記装置の電解槽をメッキ槽とし
て機能させ、電解液の代りにメッキ浴を＠環させ、内部
電極を陽極、外部電極を陰極とすることにより、溶接部
をメッキ層で被覆できる。

溶接施工後の表面は、溶接時の加熱により酸化スケール
で覆われている。この酸化スケールは、ち密で密着性の
メッキ層の形成を疎外するため、これを除去して活性な
金属面を露出させた後に電気メッキを行う必要がある。

表面の凹凸の多い溶接部においては、陽極電解による酸
化スケール除去が好適である。

活性な金属表面を露出させた溶接部を電気メツキ法を用
いて耐食性の高い金属で被覆することにより、溶接部を
腐食環境から遮断し、保護する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図並びに表を用いて説明する
。

第１表は、本実施例に使用したステンレス鋼板及び溶接
棒の組成を示したものである。ＴＩＧ溶接により、溶接
部を含むステンレス鋼板試料を２枚作製した。作製した
鋼板試料の寸法は高さ４００ｍ、横４００　ｎｏ　、厚
さ４ｍｍで、高さ２００ｍｍの位置に溶接部を含んでい
る。鋼板試料の一方の溶接部に本発明の保護法を施し、
他方は溶接のままとして比較用の試料とした。

第　　１　　表 （重量パーセント） 次に、本実施例で行った本発明の保護法の詳細を説明す
る。

図は、本実施例で酸化スケールの除去及び電気メッキに
用いた装置の概要を示したものである。

電解槽１は内部に吸湿材２を保持しており、該吸湿材２
は電解槽の開口部３を通して、溶接部を含むステンレス
鋼板４の溶接部５の表面に接触できるようになっている
。図では電解槽１はその断面が示されており、また、本
実施例では、吸湿材２としてガラスウールを用いた。電
解槽１は遠隔操作用アーム６の先端に固定されており、
遠隔操作用アーム６により、電解槽１を溶接部５に沿っ
て移動させることができる。電解槽１は液供給管７及び
液排出管８を通じて、電解液の貯槽及び循環ポンプを主
な構成とする電解液循環装置に接続されており、吸湿材
２に電解液を供給するようになっている。電解槽１は内
部電極９と外部電極１０を具備しており、これらの電極
はそれぞれ内部電極用リード線１１及び外部電極用リー
ド線１２を介して直流電源に接続されており、陽極また
は陰極として作用させることができる。また、外部電極
１０はバネ状の形状をしており、溶接部を含むステンレ
ス鋼板４に接するようになっている。

まず、図に示した構成の装置を用いて、溶接部の酸化ス
ケールの除去を行なった。電解液として１規定の硝酸を
吸湿材２に供給し、内部電極９を陰極として、さらに、
外部電極を陽極とすることにより、溶接部を含むステン
レス鋼板４自体を陽極とした。遠隔操作用アーム６を操
作して、電解槽の開口部３を通して電解液を含む吸湿材
２が溶接部５の表面に接するようにした。このように、
溶接部表面の陽極電解により、酸化スケールを除去した
。本実施例においては、電流密度０　、２　ｍ　Ａｌ２
で陽極電解を行なった。

陽極電解により酸化スケールを除去した後、水洗及び温
風乾燥を行なった。その後に電気メッキを行った。

電気メッキに際しても、図に示したものと同様の構成の
装置を用いた。この場合は、電解液のかわりにメッキ浴
を循環させ、メッキ浴を吸湿材２に供給した。メッキ浴
の組成は、水ＩＱ当り金１ｇ、青化カリ１０ｇ、カセイ
カリ８０ｇ、炭酸カリ２０ｇとした。内部電極９を陽極
、外部電極１０を陰極として、電解槽１をメッキ槽とし
て機能させ、脱酸化スケールと同様な操作により、溶接
部５の表面に金のメッキ層を形成した。本実施例では、
電流密度２　ｍ　Ａ　／　ｃｌで電気メッキを行った。

電気メツキ終了後、水洗及び温風乾燥を行ない、溶接部
の保護のための処理を終了した。

本実施例では行なった溶接部の保護の有効性を確認する
ために、腐食試験を行った。以下、これについて記す。

本実施例で説明した溶接部の保護を行なったステンレス
鋼板と比較材として溶接のままのステンレス鋼板から、
幅２０ｗｍ、長さ５０ｎｍの試験片を切り出した。該試
験片は長手方向に湾部を含んでいる。これら試験片を、
以下では本発明の保護を施したほうを本発明の試験片、
他方を比較試験片と呼んで区別する。

本発明の試験片は、メッキを施した溶接部表面を残して
シリコンシーラントで被覆した。比較試験片は、本発明
の試験片の被覆しなかった部分に対応する部分を残し、
シリコンシーラントで被覆した。これらの試験片を、Ｃ
ｒ’＋イオン０．２５ｇ／Ｑを含有する沸騰８規定硝酸
水に４８時間浸漬した。浸漬試験後、試験片に生じた粒
界侵食深さを長手方向中央断面で測定した。

第２表は、この試験により生じた粒界侵食深さを示す。

この結果から明らかなように、通常の溶接部では深い粒
界侵食を生じるが、本発明の試験片の溶接部では、粒界
侵食は生じていない。

なお、本実施例では、実際の化学プラント建設現地での
脱酸化スケール及び電気メツキ作業を模擬して、ステン
レス鋼板を垂直に立てて作業を行なった。処理を行おう
とする溶接部表面が、どのような方向を向いていても、
電解槽中の吸湿材が液を保持するので、開口部からの液
の漏れは少なく、あらゆる溶接部の局部的な処理が可能
である。

以上説明したように、本発明の実施例によれば、溶接部
は局部的にメッキ層を形成することができ、このメッキ
層は耐食性の弱い溶接部を腐食環境から遮断し、溶接部
を保護する効果がある。

第　　　２　　　表 〔発明の効果〕 本発明によれば、ステンレス鋼の溶接部表面を局所的に
被覆することができ、この被覆層は耐食性の弱い溶接部
を腐食性の環境から遮断するので溶接部を保護する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の酸化スケールの除去及び電動メ
ッキを行うための装置の構成図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、硝酸水溶液または高酸化性の不純物イオンを含有す
   る硝酸水溶液に接するステンレス鋼溶接部を耐食性の高
   い金属で被覆することを特徴とする溶接部の保護方法。