(57)【要約】【課題】ＴＩＧ溶接による耐食性、とくに耐孔食性低下の小さいステンレス鋼素材を貯水槽パネルに用い、溶接ままの状態で上水を蓄える貯水槽への適用に好適で酸化スケール除去作業の省略による作業環境の改善とこれに要するコスト低減が可能となり、研磨やけによる耐候性低下が小さくパネルの耐候性に優れた溶接施工貯水槽を提供する。【解決手段】貯水槽パネルの素材として、質量％で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．１〜１％、Ｍｎ：０．４％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：０．３〜２％、Ｃｕ：０．８％以下、Ｃｒ：２３〜２６％、Ｍｏ：０．２〜０．８％未満、Ｎｂ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．１５〜０，４％、Ｎ：０．０２５％以下、Ａｌ：０．０４〜０．３％、Ｃａ：０．００２％以下に制限し、残部Ｆｅおよび他の不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を用いることにより、ＴＩＧ溶接部の耐孔食性に優れるとともに、パネル素材の表面仕上げを＃３００以上の研磨仕上げとしても研磨やけによる耐候性の低下が小さく、貯水槽パネルの溶接施工において貯水槽内面溶接部のスケール除去省略が図れる溶接施工貯水槽を得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽パネルの素材に質量％で、
Ｃ：０．０２％以下、
Ｓｉ：０．１〜１％、
Ｍｎ：０．４％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．００５％以下、
Ｎｉ：０．３〜２％、
Ｃｕ：０．８％以下、
Ｃｒ：２３〜２６％、
Ｍｏ：０．２〜０．８％未満、
Ｎｂ：０．１〜０．５％、
Ｔｉ：０．１５〜０．４％、
Ｎ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．０４〜０．３％、
Ｃａ：０．００２％以下、
残部Ｆｅおよび他の不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を用いることを特徴とする、ステンレス鋼製パネル溶接施工貯水槽。
【請求項２】
請求項１の貯水槽パネル素材の表面仕上げが＃３００以上の研磨仕上げであることを特徴とする、ステンレス鋼製パネル溶接施工貯水槽。
【請求項３】
請求項１および２の貯水槽パネルの溶接施工において貯水槽内面の溶接部のスケール除去を省略したことを特徴とする、ステンレス鋼製パネル溶接施工貯水槽の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフェライト系ステンレス鋼製パネルを溶接して組み立てる貯水槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接施工される貯水槽パネルの素材としてＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ−８Ｎｉ、ＳＵＳ４４４（低Ｃ、低Ｎ、１８〜１９Ｃｒ−２Ｍｏ−Ｎｂ、Ｔｉ系鋼）およびＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ（２５Ｃｒ−６Ｎｉ−３Ｍｏ−０．１５Ｎ）が用いられている。ＳＵＳ４４４は水道水等の希薄塩化物水溶液での耐食性向上を主目的に開発された鋼種であり、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌは耐孔食性が優れており、気相部での残留塩素による孔食対策として貯水槽最上部のパネルに用いられている。
【０００３】
ステンレス鋼製の貯水槽は、構成部材であるパネルをＴＩＧ溶接により組み立てるものが主流である。しかし、貯水槽パネルを溶接施工したままで、残留塩素が添加された上水環境で使用すると溶接部で孔食が生じやすい。ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４４４は無論のこと、耐孔食性に優れたＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌであっても孔食による孔あきが生じることがある。
そのため、これらの鋼種においては溶接で生じた酸化スケールを除去ことが必須となっている。このスケールの除去には酸を用いるのが効果的であるものの、酸のヒューム発生による作業環境の悪化に加えて、使用した酸の除去や無害化のための作業が不可欠になるなど、環境上、施工上の問題点が多い。
【０００４】
また、貯水槽は屋外に設置されるケースが多いためパネルには防眩性が要求され、ステンレス鋼の表面仕上げとしては研磨仕上げとすることが要求される。研磨仕上げは、ステンレス鋼製造過程の研磨工程で研磨材を用いて鋼表面に一様な疵をつけるものであるが、研磨時の加熱でステンレス鋼表面が局部的に６００〜７００℃にまで昇温するため、鋼材表面に酸化スケールが生成し、耐食性、特に耐候性が損なわれることがある。この研磨における発熱を抑えるため、研磨材の種類など研磨条件の検討が行われてきたが、安定して十分な対策がとれていないのが実状である。現状では、鋼材の出荷前に耐候性を確認し、耐候性低下のないものを出荷するなどの対策が採られているが、その結果として歩留まり低下による素材コストの上昇を招いている。
【０００５】
特許文献１にはパネルをボルト締結で組み立てるパネル型貯水槽が開示されている。溶接施工しないことで溶接による耐食性低下がない利点はあるが、パネル同士の接合部のパッキンとの隙間腐食を回避するために希少元素であるＭｏの添加を０．８％以上としたパネル素材とすることが必要となっている。このＭｏは価格変動が激しいうえに供給が不安定なため、これまで、素材コストの異常な上昇ならびに素材の安定供給に問題が生じることが多多あった。また、ボルト締結型では必要な接合強度を得るためにボルト接合箇所を増加させることになり、貯水槽内部の補強材も増えるため施工が複雑、煩雑になり溶接接合型の貯水槽に比べて施工性に劣るという問題もある。
【０００６】
特許文献２には研磨によるステンレス鋼の耐候性低下を防いだ研磨仕上げ材の製造方法が開示されている。すなわち、研磨仕上げ後にステンレス鋼を還元雰囲気で熱処理し、酸化スケールを還元除去するものである。さらに還元雰囲気での熱処理では除去が不十分な場合、もしくはステンレス鋼の不動態化処理を目的とした酸化性処理液への浸漬処理も併せて開示されているが、逆に、研磨で生じた酸化スケールを除去することの困難さを示すものである。しかも、開示された処理を適用することによるステンレス鋼の製造コストの上昇は避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−７４００５号公報
【特許文献２】特開２００２−３９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、貯水槽の施工はＴＩＧ溶接でパネルを接合する溶接施工貯水槽が主流であるが、貯水槽の溶接施工は隙間構造を回避するため、箱折したパネル端部同士をへり継手溶接して溶接した面を内面（水側）として組み立てる。すなわち外面には溶接部が出ないため外観を損なうことはないが、貯水槽パネルの溶接は槽内部の作業となるため溶接姿勢は窮屈で無理な姿勢が強要される。さらに、溶接で生じた酸化スケールの除去に酸を用いるため、人体に有害な環境での作業が余儀なくされている。
一方、パネル素材の仕上げが研磨仕上げの場合、ステンレス鋼素材の研磨工程で研磨焼けが生じ、ステンレス鋼の耐候性が阻害されることがあり、素材の製造においても研磨工程での歩留まり低下による製造コストの上昇を招いている。
本発明は、このような現状に鑑み、ＴＩＧ溶接による耐食性、とくに耐孔食性低下の小さいステンレス鋼素材を貯水槽パネルに用い、溶接ままの状態で上水を蓄える貯水槽への適用に好適で酸化スケール除去作業の省略による作業環境の改善とこれに要するコスト低減が可能となるとともに、パネル素材は研磨やけによる耐候性低下が小さいため、研磨仕上げパネルの耐候性に優れた溶接施工貯水槽を開発し提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは上記目的を達成すべく詳細な研究を行った結果、以下のようなことを新たに知見した。
（i）貯水槽の溶接施工は隙間構造を回避するためにパネル端部同士をへり継手溶接し、溶接トーチ面が槽内面となる。ＴＩＧ溶接はＡｒガス雰囲気で行うが、Ａｒガスはタングステン電極の酸化抑制に用いるのであって、被溶接材であるステンレス鋼の酸化を抑制するには不十分で溶接部には酸化スケールが生じる。溶接トーチ面での溶接部の耐食性低下は溶接スケールの発生に起因し、溶接スケールの組成や厚みで異なる。溶接部での孔食は４００〜６００℃に加熱された部位で発生し成長する。
（ii）ＴＩＧ溶接トーチ面の孔食発生はスケール自身の耐食性に依存する。スケールの耐食性はスケール組成と強く関連し、Ｔｉ、Ｃｒ酸化物を一定量以上含む酸化スケールは耐食性がすぐれる。逆に、Ｆｅ酸化物を主体とする酸化スケールの耐食性は低く、ステンレス鋼に孔食が発生しやすい。
（iii）Ｔｉを添加したフェライト系ステンレス鋼のＣｒ含有量を２３質量％以上確保するとともにＮｉを適量添加することにより、ＴＩＧ溶接表面の溶接熱影響部で孔食が生じやすい４００〜６００℃に加熱される部位の酸化スケール中のＴｉ、Ｃｒの酸化物濃度を増加させ、酸化スケールの耐食性を高めることで素地での腐食発生の耐食性を向上させることができ、ＴＩＧ溶接表面の溶接熱影響部の耐孔食性向上に極めて有効である。その結果、溶接部耐食性改善手法としてこれまで行われてきたＴＩＧ溶接後の溶接スケール除去作業の省略が可能となる。
（iv）耐食性改善元素として知られるＭｏは、溶接部の耐食性改善には有効に作用しない。
Ｎｉは酸化スケールのＣｒ濃度を高めることのほか、ＴＩＧ溶接部の孔食の成長を抑制する。Ｃｒ含有量が２３質量％レベルの鋼においてはその効果は０．３〜１％の添加で著しい。
（v）研磨材との摩擦により、ごく短時間ではあるが、ステンレス鋼表面は約７００℃に到達するが、摩擦による加熱を受ける場合においても、２３質量％以上のＣｒ含有量を確保しＮｉを適量添加した鋼では、研磨材との加熱で生じる酸化スケールによる耐食性低下は小さく、素地の耐候性は必要なレベルが維持できるため研磨仕上げ材への適用に好適である。
本発明はこのような知見に基づいて成分設計された省Ｍｏ型フェライト系ステンレス鋼を用いた溶接施工貯水槽を提供するものである。
【００１０】
すなわち、貯水槽パネルの素材に質量％で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．１〜１％、Ｍｎ：０．４％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：０．３〜２％、Ｃｕ：０．８％以下、Ｃｒ：２３〜２６％、Ｍｏ：０．２〜０．８％未満、Ｎｂ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．１５〜０．４％、Ｎ：０．０２５％以下、Ａｌ：０．０４〜０．３％、Ｃａ：０．００２％以下であり、残部Ｆｅおよび他の不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を用いること、防眩性が要求される貯水槽のパネル素材の表面仕上げを＃３００以上の研磨仕上げとし、貯水槽パネルの溶接施工において貯水槽内面の溶接部のスケール除去を省略した溶接施工貯水槽である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の溶接施工貯水槽は、殺菌のために残留塩素が存在する上水を大量に使用する残留塩素環境における溶接部の耐食性が極めて優れている。溶接卜一チ面のＴＩＧ溶接部で形成した酸化スケールの無手入れのままで上水に曝して使用した場合でも、長期間優れた耐孔食性が維持される。すなわち溶接施工貯水槽をＴＩＧ溶接により製造する際に、溶接スケールの除去作業を省略しても高い信頼性が得られる。しかも、研磨仕上げのパネル外面の耐候性も優れている。
したがって本発明によれば、外面の耐候性と残留塩素が存在する上水の液相部、気相部でのＴＩＧ溶接部の耐孔食性が要求される貯水槽の提供ができ、しかもパネル素材と貯水槽溶接施工でのコスト低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のフェライト系ステンレス鋼を構成する成分元素について説明する。
Ｃ、Ｎは鋼中に不可避的に含まれる元素である。Ｃ、Ｎの含有量を低減すると鋼は軟質になり加工性が向上するとともに炭化物、窒化物の生成が少なくなり、溶接性および溶接部の耐食性が向上する。このため本発明ではＣ、Ｎとも含有量は少ない方が良く、Ｃは０．０２質量％まで、Ｎは０．０２５質量％まで含有が許容される。
【００１３】
Ｓｉは、Ａｒガスをシールガスとして用いるＴＩＧ溶接では、溶接トーチ面の酸化スケールの耐食性を改善し溶接部耐孔食性改善に有効に作用する。また、Ｓｉはフェライト系鋼の母材および溶接部の硬質化に寄与するので、本発明の貯水槽のパネルとして使用する場合、Ｓｉの添加は有利となる。種々検討の結果、Ｓｉによる強度向上作用を十分に享受するには、０．１質量％以上のＳｉ含有量を確保することが望まれる。しかし、１％を超えて多量に添加すると逆に孔食の成長を促進するため、本発明ではＳｉ含有量を０．１〜１質量％の範囲にコントロールする。
【００１４】
Ｍｎは、ステンレス鋼の脱酸剤として使用される。しかしＭｎは不動態皮膜中のＣｒ濃度を低下させ、耐食性低下を招く要因となるので、Ｍｎ含有量は低い方が好ましく、０．４質量％以下の含有量に規定される。スクラップを原料とするステンレス鋼ではある程度のＭｎ混入は避けられないので、過剰に含有されないよう管理が必要である。
【００１５】
Ｐは、母材および溶接部の靭性を損なうので低い方が望ましい。ただし、含Ｃｒ鋼の溶製において精錬による脱りんは容易ではないことから、Ｐ含有量を極低化するには原料の厳選などに過剰なコスト増を伴う。したがって本発明では一般的なフェライト系ステンレス鋼と同様に、０．０４質量％までのＰ含有を許容する。
【００１６】
Ｓは、孔食の起点となりやすいＭｎＳやＣａＳなどの硫化物を形成して耐候性を阻害することが知られている。本発明のパネル素材には適量のＴｉを必須添加するのでＭｎＳの形成は回避できる。すなわち、ＴｉはＳとの親和力が強く、化学的に安定な硫化物を形成するので、耐食性低下の原因になるＭｎＳの生成が十分に抑止される。しかし、脱酸材としてあるいは鋳造時のノズル詰まり対策としてＡｌを用いる場合、ステンレス鋼の耐候性を阻害するＣａＳの生成が回避できない場合がある。貯水槽パネル外観の耐候性を損なわないためにＳ量の上限は０．００５質量％以下に規定される。
【００１７】
Ｃｒは、不動態皮膜の主要構成元素であり、耐孔食性や耐隙間腐食性などの局部腐食性の向上をもたらす。ＴＩＧ溶接した溶接部の耐食性はＣｒ含有量に大きく依存することから、Ｃｒは本発明において特に重要な元素である。本発明者らの検討の結果、ＴＩＧ溶接卜一チ面の溶接部に残留塩素環境で要求される耐食性を付与するには２３質量％以上の含有量を確保すべきであることがわかった。耐食性改善効果はＣｒ含有量が多くなるに伴って向上する。しかし、Ｃｒ含有量が多くなるとＣ、Ｎの低減が難しくなり、機械的性質や靭性を損ねかつコストを増大させる要因となる。
本発明では、Ｃｒ含有量が２３質量％以上の鋼ではＳｉによる溶接部の孔食発生抑制ならびにＮｉの溶接部の孔食進行抑制効果が大きくなり、高濃度の残留塩素が形成する厳しい環境への適用においてもＣｒ含有量のさらなる増加に頼ることなく、上述の問題を最小限に抑え、十分な耐食性を得ることができる。したがって本発明ではＣｒ含有量を２３〜２６質量％とする。
【００１８】
Ｍｏは、Ｃｒとともに耐食性レベルを向上させるための有効な元素であり、その耐食性向上作用は高Ｃｒになるほど大きくなることが知られている。ところが、発明者らの詳細な検討によれば、ＴＩＧ溶接したままの酸化スケールが形成された溶接部についてはＭｏによってもたらされる耐食性向上作用はあまり大きくないことがわかった。
本発明の主な用途である残留塩素を含む上水を大量に貯水する環境に対しては０．２質量％以上のＭｏを含有させることが効果的であるが、０．８質量％以上としても溶接部の耐孔食性の改善効果は小さい。更に、本用途ではパネルの板厚が１．５ｍｍｔ以上と比較的厚いため、パネル同士の溶接では湯流れ性がよく深溶込み量で裏ビードが出やすい素材が好まれ、この場合にはＭｏは低いほうが良い。したがって、Ｍｏは０．２質量％以上、０．８質量％未満とする。
【００１９】
Ｎｂは、Ｔｉと同様にＣ、Ｎとの親和力が強く、フェライト系ステンレス鋼で問題となる粒界腐食を防止するのに有効な元素である。その効果を十分発揮させるには０．１質量％以上のＮｂ含有量を確保することが望ましい。しかし、過剰に添加すると溶接高温割れが生じるようになり溶接部靭性も低下する。とくに貯水槽パネルは１ｍｍをこえる板厚で用いられるため溶接部靭性が要求される。Ｎｂ含有量の上限は０．５質量％とする。
【００２０】
ＴｉはＴＩＧ溶接において溶接部の耐食性向上に寄与する元素である。Ａｒガスシールのおよぶトーチ面において、Ａｌとの複合添加により溶接金属部、熱影響部の鋼表面にＡｌ、Ｔｉ主体の化学的に安定な酸化皮膜を形成すること、ならぴに、Ｆｅ２Ｏ３の生成を抑えることで酸化スケールの耐食性を向上する。このようなＴｉの作用を十分に享受するには０．１５質量％以上のＴｉ含有量を確保することが望ましい。しかし、Ｔｉ含有量が多くなると素材の表面品質が低下したり、溶接ビードでの酸化物（スラグスポット）が多くなり溶接ビードの耐食性が低下するので、Ｔｉ含有量の上限は０．４質量％とする。
【００２１】
Ａｌは、Ｔｉとの複合添加によってＴＩＧ溶接における溶接金属部、溶接熟影響部の鋼表面でＴｉとともに優先酸化し、Ｆｅ２Ｏ３の生成も抑えるため、酸化スケールの耐食性を高める。その作用を十分に得るためには０．０４質量％以上のＡｌ含有量を確保する必要がある。一方、過剰のＡｌ含有は素材の表面品質の低下や溶接性の低下を招くので、Ａｌ含有量は０．３質量％以下とする。
【００２２】
Ｎｉは、ＴＩＧ溶接においてＡｒガスシールが不十分な部位の溶接スケール中のＣｒ濃度を高め、化学的に安定なＣｒ２Ｏ３の生成量を増加しスケールの耐食性を向上させる。さらに、溶接金属部（ビード部）および熱影響部の孔食の進行を抑えることでＴＩＧ溶接部の耐食性を向上させる。この作用はＣｒ含有量が高いほど大きい。
また、貯水槽は容量が大きくなるとパネルの板厚を１．５〜３ｍｍまで増加させるため溶接部の低温靭性が要求される。溶接部の低温靭性は鋼のＣｒ量が高くなるほど低下するが、Ｎｉを０．３質量％以上添加することにより低温靭性の低下を抑制することができる。なお、酸化スケール中の金属元素比率でＣｒ比率を向上させる手段としてはＦｅ系の酸化物を出させないようにすることが有効である。Ｎｉの効果はＴｉ、Ａｌのそれとは異なり、母相中のＦｅの酸化を抑制し結果的に酸化スケール中のＣｒ比率を上昇させるのに有効である。その効果を出すためには予備検討の結果、Ｎｉが０．３質量％以上必要である。
ただし多量のＮｉ含有は鋼を硬質にし加工性を阻害するので、２質量％以下の範囲で行う。
板厚２ｍｍの冷廷鋼板を、Ａｒガス量を絞った下記の条件でＴＩＧ溶接にて突合せすると、Ｎｉを０．３質量％以上、Ｔｉを０．１５質量％以上、Ａｌを０．０４質量％以上それぞれ添加した鋼ではＦｅの酸化が抑制され、その結果酸化スケール中のＣｒ２Ｏ３が濃化し酸化スケールの耐食性が向上する。
【００２３】
Ｃｕは、ＴＩＧ突合せ溶接部の耐食性において、溶接熟影響部での孔食発生ならびに成長を抑制する。Ｃｕの効果は鋼のＣｒ量が多いほど大きくなる。しかし、Ｃｕの溶接部耐孔食性改善効果は０．８質量％で飽和するため上限を０．８質量％とする。これを超えて添加すると孔食の発生数は減少するが孔食の成長を促進することが懸念される。
【００２４】
Ｃａは、鋼には殆ど固溶せず不純物元素のＳと硫化物を形成しやすい。ＣａＳは化学的に不安定であり希薄塩化物水溶液であってもたやすく溶解し発銹の起点となる。貯水槽パネル用途では、表面仕上げが酸洗仕上げではなく研磨仕上げとなるため、ＣａＳはそのまま鋼表面に露出する。ＣａＳが溶解しても孔食に到ることはないが、ＣａＳの溶解によって生じた鋼の新生面が不動態化するまでのごく僅かな時間であってもＦｅが溶け出すため赤さびとなって外観を損なってしまう。したがって、Ｃａの許容量は０．００２質量％とする。
【実施例１】
【００２５】
表１に示す化学組成を有するステンレス鋼を溶製し、熱間圧延にて板厚４ｍｍの熱延板を作製した。その後、冷間圧延にて板厚１．５ｍｍとし、１０００〜１０７０℃での仕上げ焼鈍、酸洗、＃３２０での乾式機械研磨を行い供試材とした。
【００２６】
【表１】
2011068967.tif 000002
【００２７】
各供試材の鋼板について、図１に示すＴＩＧ溶接試験片を作製した。溶接条件は、溶け込み（溶接金属部）が裏面まで到達し、裏面に約４ｍｍ幅の「裏ビード」が形成される条件とした。この条件の場合、溶接熟影響部（ＨＡＺ）は板厚中央部でビード中心からの距離が約１０ｍｍの範囲となる。試験片の形状は１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×１．５ｍｍとし、溶接部が試験片の中央にくるように溶接材から切出した。
溶接の詳細な条件は、以下の通りである。
溶接条件  溶接芯線なしＴＩＧパルス、突合せ溶接
溶接電流  ベース電流１２０〜１４５Ａ、パルス電流１２０〜１４５Ａ
溶接速度  ３００ｍｍ／ｍｉｎ
トーチシール側のＡｒガス流量  ６Ｌ／ｍｉｎ
電極径    φ２．４ｍｍ
アーク長  １ｍｍ
【００２８】
供試鋼のＴＩＧ溶接部耐食性評価では溶接スケールが生成した溶接ままの状態で試験を行ったが、鋼Ｎｏ．１２のＳＵＳ４４４については溶接スケールを除去した試験片での試験も行なった。溶接スケールの除去は、質量％で硝酸８％＋ふっ酸３％の混合液を５０℃に加温して約５分間浸漬して行った。
【００２９】
気相部の残留塩素環境におけるＴＩＧ溶接部の耐孔食性評価として、強力な酸化剤である市販の塩素水を用いた結露試験を行った。図２に結露試験方法を模式的に示す。容量５００ｍＬの円筒型ガラス容器（試験容器）に試験液を４００ｍＬ注ぎ、ＴＩＧ溶接試験片にて蓋をする。
表２に試験条件を示す。試験容器の蓋とした溶接試験片の内面で結露させるため、湿度を７０％ＲＨの一定とし、温度を２０℃と６０℃の２水準で変化させた。各温度条件でそれぞれ１ｈ保持した。これを１サイクルとし１００サイクルまで繰返して行った。また、孔食深さの成長の有無を見るため、１０および４０サイクルにて孔食深さを測定した。
【００３０】
【表２】
2011068967.tif 000003
【００３１】
結露試験後のＴＩＧ溶接試験片を温硝酸水溶液に浸漬して腐食生成物を除去した後、孔食を顕微鏡で観察し孔食深さを測定した。結果を表３に示す。表３中に表示した孔食深さの値は、ルーペ観察にて大きい孔食を１０点選び、各々について光学顕微鏡による焦点深度法にて求め、その最大孔食深さである。
【００３２】
希薄塩化物水溶液中での孔食はそのまま進行することなく再不動態化するが、本発明で行った結露試験のように酸化剤を含む結露水で生じた気相部での孔食は必ずしも再不動態化しない。本試験ではＴＩＧ溶接試験片の溶接部に孔食が生じる。貯水槽パネルに要求される耐食性は孔食による漏水なきことであるので試験サイクルを変えて孔食深さを測定し、発生した孔食の成長あるいは再不動態化を判定した。
孔食が再不動態化するまでにはある程度の侵食を伴う。本試験は厳しい腐食環境であるため孔食の再不動態化までに孔食は０．４ｍｍ成長する。さらに、試験４０サイクルと１００サイクルの孔食深さを比較し、その差が０．０５ｍｍ以内であれば孔食は再不動態化しているとみなせ合格とした。
【００３３】
【表３】
2011068967.tif 000004
【００３４】
表３からわかるように、本発明で規定する化学組成を有する本発明例のものは、いずれも上記結露試験における耐食性評価が合格判定であった。すなわち、パネルのＴＩＧ溶接において溶接後の酸化スケール除去なしで残留塩素の結露環境で優れた耐食性を有することが確認された。以下、詳細に合金元素と関連させて述べる。
Ｎｏ．１鋼（２３Ｃｒ−０．３Ｎｉ−０．５Ｍｏ）、Ｎｏ．２鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｎｉ−０．４Ｍｏ）、Ｎｏ．６鋼（２６Ｃｒ−０．５Ｎｉ−０．５Ｍｏ）の対比からＣｒ量増加による著しい効果が認められる。ついで、Ｎｏ．２鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｎｉ−０．４Ｍｏ）、Ｎｏ．３鋼（２４Ｃｒ−０．９Ｎｉ−０．５Ｍｏ）、Ｎｏ．４（２４Ｃｒ−１．５Ｎｉ−０．５Ｍｏ）の対比から、Ｎｉ添加量の増加とともに孔食の成長が抑制されることがわかる。
さらに、Ｎｏ．２鋼（２４Ｃｒ−０．２８Ｓｉ−０．５Ｎｉ−０．４Ｍｏ）とＮｏ．５鋼（２４Ｃｒ−０．８Ｓｉ−０．４Ｎｉ−０．５Ｍｏ）の比較から、Ｓｉ増量による耐孔食性向上効果が認められる。
一方、比較鋼のＮ ｏ．７鋼（２４Ｃｒ−０．０２Ｎｉ−０．６Ｍｏ）、Ｎｏ．８鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｎｉ−１Ｍｏ−０．０４Ｔｉ）、Ｎｏ．１０鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｎｉ−０．５Ｍｏ−１．２Ｃｕ）およびＮｏ．１１鋼（２２Ｃ
ｒ−０．４Ｎｉ−０．８Ｍｏ）は結露試験に合格しなかったが、Ｎｉ、Ｔｉ、ＣｕおよびＣｒ添加量が本発明で規定する添加量から外れていることによる。また、現行材のＮｏ．１２鋼（１８Ｃｒ−１．８Ｍｏ）は、本試験条件が厳しかったこともあり、溶接スケールを酸洗除去したにも関わらず合格基準に達しなかった。
【実施例２】
【００３５】
屋外に設置する貯水槽パネルに要求される特性として耐候性を評価した。前述の＃３２０での乾式機械研磨条件は、ベルト研磨機を用い乾式で、ステンレス鋼表面を軽度に酸化させながら研磨を行った。耐候性評価は図３に示す条件のＣＣＴを５０サイクルまで行った。耐候性評価はＪＩＳＧ０５９５に規定されるＲＮに依り、ＲＮ７〜９（さび発生面積率０．４１％以下）を合格とした。
結果を表３に示す。表３から明らかなように、本発明で規定する化学組成を有するパネル素材のものは、いずれもＣＣＴにおける耐食性評価が合格判定であった。すなわち、本発明によるパネルは強度な乾式研磨においてもやけの発生による耐候性低下がほとんどないことが確認された。以下、合金元素と関連させて述べる。
【００３６】
比較鋼のＮｏ．７鋼（２４Ｃｒ−０．０２Ｎｉ−０．６Ｍｏ）、Ｎｏ．８鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｎｉ−１Ｍｏ−０．０４Ｔｉ）、Ｎｏ．９鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｎｉ−０．５Ｍｏ−０．００３８Ｃａ）、Ｎｏ．１１鋼（２２Ｃｒ−０．４Ｎｉ−０．８Ｍｏ）は結露試験に合格しなかったが、Ｎｉ、Ｔｉ、ＣｒおよびＣａ添加量が本発明で規定する量から外れていることによる。
また、現行材のＮｏ．１２鋼（１８Ｃｒ−１．８Ｍｏ）は、研磨焼けをうけやすいといえる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＴＩＧ溶接試験片を示した図。
【図２】結露試験を模式的に示した図。
【図３】ＣＣＴ条件を示した図
【符号の説明】
【００３８】
１    試験片
２    試験液
３    結露水
【図１】
2011068967.tif 000005
【図２】
2011068967.tif 000006
【図３】
2011068967.tif 000007