(57)【要約】      （修正有）【課題】ＴＩＧ溶接による耐食性低下の小さいステンレス鋼素材を排水管に用い、溶接ままの状態で排水管環境において要求される塩化物イオン、硫化水素に対する耐食性を満足し、溶接後の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溶接部耐食性に優れたステンレス鋼排水管を提供する。【解決手段】排水管の素材に質量％で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．２〜１％、Ｍｎ：０．４％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：１７〜２６％、Ｍｏ：０．４〜２％未満、Ｎｂ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．２〜０．４％、Ｎ：０．０２５％以下、Ａｌ：０．０４〜０．３％、さらにＮｉ：０．４〜２％を含むとともに、Ｓ値が２５．０以上であり、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を特長とする排水管。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の素材に質量％で、
Ｃ：０．０２％以下、
Ｓｉ：０．２〜１％、
Ｍｎ：０．４％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．００５％以下、
Ｃｒ：１７〜２５％、
Ｍｏ：０．４〜２％未満、
Ｎｂ：０．１〜０．５％、
Ｔｉ：０．２〜０．４％、
Ｎ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．０４〜０．３％、および下記（１）もしくは（２）式に定義するＳ値が２８．０以上であり、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を特徴とする排水管。
・１６％≦Ｃｒ＜２１％の場合
Ｓ値＝Ｃｒ＋６Ｍｏ＋９（Ｔｉ−０．１）＋５（Ａｌ−０．０３）  （１）
・２１％≦Ｃ ｒ≦２６％の場合
Ｓ値＝Ｃｒ＋７Ｍｏ＋９（Ｔｉ−０．１）＋５（Ａｌ−０．０３）  （２）
ただし、式中の各項は合金元素の含有量（質量％）である。
【請求項２】
管の素材に質量％で、
Ｃ：０．０２％以下、
Ｓｉ：０．２〜１％、
Ｍｎ：０．４％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．００５％以下、
Ｃｒ：１７〜２６％、
Ｍｏ：０．４〜２％未満、
Ｎｂ：０．１〜０．５％、
Ｔｉ：０．２〜０．４％、
Ｎ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．０４〜０．３％、さらに、
Ｎｉ：０．４〜２％、および下記（３）もしくは（４）式に定義するＳ値が２８．０以上であり、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を特徴とする排水管。
・１７％≦Ｃｒ＜２１％の場合
Ｓ値＝Ｃｒ＋６Ｍｏ＋９（Ｔｉ−０．１）＋５（Ａｌ−０．０３）＋０．２Ｎｉ（３）
・２１％≦Ｃｒ≦２６％の場合
Ｓ値＝Ｃｒ＋７Ｍｏ＋９（Ｔｉ−０．１）＋５（Ａｌ−０．０３）＋０．２Ｎｉ（４）
ただし、式中の各項は合金元素の含有量（質量％）である。
【請求項３】
鋼管の表面粗さがＲｚで２μｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の配水管。
【請求項４】
請求項１の管素材の製造において焼鈍、酸洗仕上後に伸び率１％以下のスキンパスを行い、さらに表面粗さがＲｚで２μｍ以下とする排水管の製造方法。
【請求項５】
請求項１および２の素材を用いた管の製造において、造管したのちの焼鈍および造管での溶接スケール除去を省略することを特徴とする排水管の製造方法。
【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を素材とした排水管に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水管は雨水、トイレ、厨房芥屑、洗濯排水など排水の種類は多種多用であり、流れも不定流で、水、堆積物および空気が混在する環境にあるため、管や継手の材質を選定する上で必要な腐食環境条件、必要な耐食性レベルが特定できない。
さらに、堆積物の下は酸素の拡散が遮断され、条件によっては嫌気性の硫酸塩還元菌が繁殖し、腐食性の強い硫化水素の発生により金属製排水管に腐食あるいは割れが進行する問題がある。管種としては３０〜１００Ａの鋳鉄管、樹脂被覆管、樹脂管などが用いられているが、良好な耐硫化水素性が期待されるステンレス鋼鋼管の使用は極めて少ない。
【０００３】
現在多用されている鋳鉄管や樹脂被覆管は板厚３ｍｍ以上の厚肉管であるため重量物であり、しかも排水管の施工は限られた狭いスペースで行われるので施工性に劣る問題がある。また、鋳鉄管や樹脂被覆管では使用年月とともに鉄さびの生成、付着により有効内径が細くなるため、これを見越したサイズの管径で施工される。したがって、施工性の問題に加えて管を設置する空間も大きくなり、集合住宅などでは有効床面積が小さくなる問題もある。
【０００４】
ＪＩＳ Ｇ  ３４４８「一般配管用ステンレス鋼鋼管」に、給水、給湯、排水、冷温水の配管に用いるステンレス鋼鋼管が規定されている。管の種類はＳＵＳ３０４ＴＰＤ、ＳＵＳ３１６ＴＰＤ、ＳＵＳ３１５ＪｌＴＰＤおよびＳＵＳ３１５Ｊ２ＴＰＤのオーステナイト系ステンレス鋼である。一般配管用ステンレス鋼鋼管は上記管種に比べて耐食性に優れ、同じ径であれば管の板厚はほぼ１／２であるため軽量で施工性にすぐれ、しかも鉄さびの付着がないため設計管径が小さくでき、素材費の観点からも有利であり、また、設置に要する空間がより少なくて済むため集合住宅では床面積が有効に活用できるなどの利点がある。
【０００５】
しかし、ステンレス鋼鋼管の適用においても問題点はある。すなわち、ステンレス鋼鋼管では継手に溶接継手が多用される。ステンレス鋼の溶接は一定水準以上の溶接技能を必  要とし、しかも施工現場での溶接は限られた狭い空間での溶接となることから溶接品質の低下が懸念される。また、溶接施工のまま腐食環境で使用すると、溶接部で孔食や隙間腐食が生じやすくなり不具合に至ることがある。溶接による耐食性低下は溶接スケールの生成に起因しているため、溶接の加熱で生じた酸化スケールの除去は必須となっている。
したがって、ステンレス鋼鋼管を用いる場合、施工現場での溶接施工は行わず、予め部材加工メーカーでの溶接とスケールの除去が必須となっている。
スケールの除去は研磨や酸を用いるため、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派生するなど環境上、施工上の課題もある。
【０００６】
特許文献１にはステンレス鋼鋼管で溶接施工を必要としないフレア継手が開示されている。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、管端をつば出し加工するため、オーステナイト系ステンレス鋼鋼管の場合、つば出しによる残留応力がフランジ面に残るため、フランジ面におけるすき間腐食を起点とした応力腐食割れ発生が懸念される。そのため、応力腐食割れに優れた耐食性を有するステンレスの使用が余儀なくされコスト面で不利となる。また、応力腐食割れを回避する目的でフェライト系ステンレス鋼鋼管を用いた場合、つば出し加工性に問題が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２７９３１４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、排水管にステンレス鋼鋼管を用いれば、現行の管種に比べて軽量であり、しかも耐食性に優れ、鉄さびの付着による管の有効内径の減少も考慮する必要がないため、耐久性および施工性が圧倒的に優れる利点がある。
一方、溶接継手の施工を工場でのプレハブ施工で行った場合、溶接後に酸もしくは研磨にて溶接酸化スケールを除去する必要があるため、廃液処理などの環境対策、工程増に伴う施工コストの上昇を招く。さらに、配管施工の現場で溶接できないとなると、施工での自由度が損なわれる問題が生じ、結局施工が阻害される恐れがある。
本発明は、このような現状に鑑み、ＴＩＧ溶接による耐食性低下の小さいステンレス鋼素材を排水管に用い、溶接ままの状態で排水管環境において要求される塩化物イオン、硫化水素に対する耐食性を満足し、溶接後の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溶接部耐食性に優れたステンレス鋼鋼管排水管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）ステンレス鋼鋼管の排水管の溶接施工では、管の外面が溶接トーチ面で、耐食性が要求される部位は管内面となる。管内面をＡｒガス雰囲気にし、溶接スケールの生成を抑制する必要があるが、配管施工現場で管内面をＡｒガスシールすることは困難である。溶接部の耐食性低下は溶接スケールの発生に起因する。溶接部は溶着金属から熱影響部までを含み、溶接スケールの組成、厚みは溶接ボンドからの位置で異なる。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。
溶接部の孔食発生はスケール自身の耐食性と密接に関連し、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、Ｆｅ酸化物を主体とする酸化スケールは溶解しやすく、素材に孔食が発生しやすい。
【００１０】
（ｉｉ）Ｔｉを添加したフェライト系ステンレス鋼のＣｒ含有量を２１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Ｃｒ酸化物濃度を増加させ、酸化スケールの耐食性が改善され、塩化物環境におけるＴＩＧ溶接熟影響部の耐孔食性向上に極めて有効である。その結果、溶接造管部ならびに溶接継手の耐食性改善としてこれまで行われてきた溶接後の溶接スケール除去作業の省略が可能となる。
【００１１】
（ｉｉｉ）排水管では硫酸塩還元菌によりＨ２Ｓ環境が形成され、濃度は最大１０ｐｐｍに達する。ステンレス鋼の耐Ｈ２Ｓ腐食性に対しては、Ｔｉ、Ａｌ、ＭｏおよびＮｉの添加が有効である。これら元素の耐食性改善効果はＣｒ量が高いほど大きくなる。ステンレス鋼の耐Ｈ２Ｓ腐食性の指標として、Ｃｒ量によって、下式に示すＳ値が設定でき、Ｈ２Ｓ濃度１０ｐｐｍの場合、以下に定義するＳ値を２８．０以上とすることで耐食性が達成される。ここで、式中の各項は合金元素の含有量（質量％）である。
１７％≦Ｃｒ＜２１％の場合
Ｓ値＝Ｃｒ＋６Ｍｏ＋９（Ｔｉ−０．１）＋５（Ａｌ−０．０３）＋０．２Ｎｉ  （１）
２１％≦Ｃｒ＜２６％の場合
Ｓ値＝Ｃｒ＋７Ｍｏ＋９（Ｔｉ−０．１）＋５（Ａｌ−０．０３）＋０．２Ｎｉ  （２）
これら２式の各元素の係数はＨ２Ｓガス腐食試験から求めたもので、Ｃｒの効果を１とした単位質量あたりの効果の比率で示したものである。なお、ＭｏとＴｉの耐食性改善効果はＣｒ含有量で決まり、Ｃｒ量が多いほど大きくなる。
【００１２】
（ｉｖ）排水管は固形物を水とともに排水するため排水性が必要である。管に詰まりが生じた場合はブラシなどを用いた機械的な清掃が行われる。したがって、排水管には排水性ならびに機械的洗浄による不動態皮膜の破壊に対する再不動態化能が要求される。
排水性はステンレス鋼鋼管の表面粗さをＲｚで２μｍ以下にすること、再不動態化はＣｒ量の増加が有効であることを知見した。本発明はこのような知見に基づいて成分設計されたフェライト系ステンレス鋼を用いた排水管を提供するものである。
【００１３】
すなわち、排水管の素材に質量％で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：０・２〜１％、Ｍｎ：０．４％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：１７〜２６％、Ｍｏ：０．４〜２％未満、Ｎｂ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．２〜０．４％、Ｎ：０．０２５％以下、Ａｌ：０．０４〜０．３％、場合によってはさらにＮｉ：０．４〜２％を含むとともに、下式に示すＳ値が２５．０以上であり、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を特長とする排水管である。
１７％≦Ｃ ｒ＜２１％の場合
Ｓ値＝Ｃｒ＋６Ｍｏ＋７（Ｔｉ−０．１）＋５（Ａｌ−０．０３）＋０．２Ｎｉ
２１％≦Ｃ ｒ＜２６％の場合
Ｓ値＝Ｃｒ＋７Ｍｏ＋９（Ｔｉ−０．１）＋５（Ａ１−０．０３）＋０．２Ｎｉ
ここで、式中の各項は合金元素の含有量（質量％）であり、その元素を含有しない場合はゼロを代入する。
また、鋼管の表面粗さがＲｚで２μｍ以下とすることにより、水との接触角が６０度以下となる親水性の鋼管が得られる。更に、伸び率１％以下のウェットスキンパスを行うことにより、冷延工程での研磨や酸洗で荒れた表面のスムージングが図れるとともに、スキンパスオイル中の界面活性剤などの作用により親水性の表面が安定して得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の排水管は、硫化水素環境における溶接部の耐食性が顕著に改善され、溶接裏面の酸化スケール生成面を無手入れのままで排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。すなわち溶接管や溶接継ぎ手を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、溶接継ぎ手施工でのコスト低減が可能になる。さらに現行管のサイズダウンが可能で、軽量化による配管施工コストの低減も合わせて図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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、本発明の排水管素材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、０．２質量％以上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０．２〜１．０質量％の範囲にコントロールする。
【００１７】
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。
【００１８】
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困難であることから、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。
【００１９】
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孔食の起点となることが知られている。本発明の排水管素材には適量の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Ａｌを用いるためＣａＳの形成は回避できない場合がある。排水管の耐孔食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。
【００２０】
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。また、排水管で要求される耐硫化水素腐食性や溶接部の耐食性はＣｒ含有量に大きく依存することから、Ｃｒは本発明においても重要な元素である。
本発明者らの検討の結果、耐硫化水素腐食性や溶接部の耐食性で要求される耐食性を得るためには、ＭｏやＴｉ等の添加を必要とするがこれら元素の耐食性改善効果を有効に発揮させるためには１７質量％を超えるＣｒ含有量を確保すべきである。
耐食性向上効果はＣｒ含有量が多くなるに伴って向上するが、２６質量％を超えて添加するとＣ、Ｎの低減が難しくなり機械的性質や靭性を損ね、冷延焼鈍板の表面庇が増加し製造コストを増大させる要因となる。したがって本発明ではＣｒ含有量を１７〜２６質量％、望ましくは２１〜２６％とする。
【００２１】
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。発明者らの詳細な検討によれば、還元性の硫化水素環境おいて強力な耐食性改善効果を発揮する。一方、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。本発明の主な用途である排水管では、硫化水素雰囲気における溶接部耐食性が要求されるが、徒にＭｏ添加量を増加するのは省資源の観点から望ましくない。本発明では、耐硫化水素腐食性は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｉで補完するため、０．４質量％以上のＭｏを含有させる。上限は、排水管環境での使用で必要十分な２質量％未満とする。
【００２２】
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。排水管は１．５〜２ｍｍの板厚で用いられることが多く一定レベル以上の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。
【００２３】
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。とくに溶接隙間部では大気から遮断されるためＣｒの酸化が進まず、スケールの耐食性が阻害されるが、Ａｌとの複合添加により隙間を形成する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。また、Ｔｉは耐硫化水素腐食性を改善する。これはＴｉの酸化物は還元を受けにくいため、還元性環境においても不動態皮膜が維持できるためと考えられる。
Ｔｉの耐硫化水素腐食性改善効果はＣｒ皐が高いほど大きくなる。その効果を十分に享受するには０．２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生成（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。
【００２４】
Ａｌは、Ｔｉとの複合添加によってＴＩＧ溶接における溶接金属郡、溶接熱影響部の鋼表面でＴｉとともに優先酸化し、Ｆｅ２Ｏ３の生成を抑え酸化スケールの耐食性を高める。
また、Ｔｉと同様に耐硫化水素腐食性を改善する。Ａｌは酸素との親和力が強いためその  酸化物は還元を受けにくいため、還元性環境においても不動態皮膜が維持できるためと考えられる。これら、溶接部耐食性、耐硫化水素腐食性の改善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。
【００２５】
Ｎｉは、Ａｒガスシールを省略したＴＩＧ溶接において溶接スケール中の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）および熟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。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。
また、その効果は小さいが、耐硫化水素腐食性を改善する作用を有している。上記耐食性改善効果を出すためには予備検討の結果、Ｎｉが０．４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。
【００２６】
排水管はその用途から汚れが付着しやすく、付着した汚れを水洗で簡単に除去できるようにステンレス鋼管の表面は親水性であることが望ましい。親水性は、表面の凹凸の調整、表面皮膜組成の調整およびステンレス鋼の表面に親水性皮膜を塗布するなどが考えられるが、不動態皮膜はＦｅ、Ｃｒの酸化物が主体でありこれを変えることは難しい。また、親水性皮膜の塗布は長期間にわたってその効果を維持することが要求されること、排水物によるエロージョンを考慮し、本件発明では表面粗さを調整することで排水性をコントロールする。鋼管の表面粗さがＲｚで２μｍ以下とすることにより、水との接触角が６０度以下となる、親水性の鋼管が得られる。
また、伸び率１％以下のウェットスキンパスを行うことにより、冷延工程での研磨や酸洗で荒れた表面のスムージングが図れるとともに、スキンパスオイル中の界面活性剤などの作用により親水性の表面が安定して得られる。
【実施例１】
【００２７】
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２．０ｍｍとし、１０００〜１０７０℃での仕上げ焼鈍、酸洗、研磨、酸洗を行い供試材とした。
Ｎｏ．１〜１０鋼は本発明排水管の素材鋼で、Ｎｏ．１〜５鋼は１７〜２１質量％Ｃｒ鋼、Ｎｏ．６〜１０鋼は２２〜２６質量％Ｃｒである。Ｎｏ．１１〜１７鋼は比較鋼で、Ｎｏ．１６鋼はＳＵＳ３０４、Ｎｏ．１７鋼はＳＵＳ３１６である。
【００２８】
【表１】
2011105976.tif 000002
【００２９】
各供試材の冷延焼鈍板から、２０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍｔの短冊片を切り出し、板の端部に導線を接続し、１ｍｍ角の測定面を残してシリコン樹脂にて被覆し、孔食電位測定用の試験片を作製した。
【００３０】
供試鋼の耐Ｈ２Ｓ腐食性評価は、３０℃の１０００ｐｐｍＣｌ−＋１０ｐｐｍＨ２Ｓ水溶液における孔食電位を測定して行った。Ｈ２Ｓ濃度の１０ｐｐｍは排水管で生成される濃度の上限値である。測定方法はＪＩＳＧ５７７「ステンレス鋼の孔食電位測定方法」に準じて行った。排水管環境で問題となる腐食は、管内の堆積物の下で硫酸塩還元菌によりＨ２Ｓが発生し、管の気相部で再度結露水に吸収されることによるものであり、母材部が腐食の対象である。孔食電位の基準値は、結露水の乾燥過程でステンレス鋼母材が到達する自然電位以上とした。すなわち鋼の孔食電位が０．４Ｖ，ＳＣＥ以上であれば本環境条件では孔食は発生しない。
【００３１】
表１からわかるように、本発明で規定する化学組成ならびにＳ値を示す本発明例のものは、いずれも上記孔食電位における耐食性評価が合格判定であった。すなわち、排水管で想定されるＨ２Ｓ環境での優れた耐食性を有することが確認された。基本的に、耐Ｈ２Ｓ腐食性に対してはＣｒ量の増加とＭｏの添加が有効である。たとえば、比較鋼のＮｏ．１６はＳＵＳ３０４であるがＭｏを含まないため排水管環境での耐食性が得られない。また、Ｎｏ．１３鋼のＣｒ量は２３質量％と高Ｃｒであるが、３０４と同様にＭｏを添加していないためＨ２Ｓ環境での耐食性は不十分である。
Ｎｏ．１鋼（１８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．３Ｔｉ−０．２Ａｌ、Ｓ値２８．１）とＮｏ．１１鋼（１８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．０１Ｔｉ−０．２Ａｌ、Ｓ値２５．７）およびＮｏ．１２鋼（１８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．４Ｎｉ−０．３Ｔｉ−０．０２Ａｌ、Ｓ値２７．７）の対比から、０．２質量％以上のＴｉ、０．０４質量％以上のＡｌを添加することで塩化物イオンを含むＨ２Ｓ環境での耐孔食性が向上することが明らかである。
また、Ｎｏ．１鋼に対して、Ｎｏ．２鋼（１８Ｃｒ−１．５Ｍｏ−１．１Ｎｉ−０．３Ｔｉ−０．２Ａｌ、Ｓ値２９．７）およびＮｏ．４鋼（１９Ｃｒ−１．２Ｍｏ−１．８Ｎｉ−０．３Ｔｉ−０．１Ａｌ、Ｓ値２８．７）の対比からＮｉの添加は有効であることがわかる。
Ｍｏの効果は大きく、Ｎｏ．５鋼（１８Ｃｒ−１．９Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．０５Ａｌ、Ｓ値３０．６）は３０を超えるＳ値を示し孔食電位が高い。しかし、Ｍｏの添加は管素材のコスト増に繋がるため、添加量はできるだけ少なくすべきである。
Ｎｏ．１鋼に対して、Ｎｏ，３鋼（２１Ｃｒ−１Ｍｏ−０．１−Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．２Ａｌ、Ｓ値２８．７）、Ｎｏ．６鋼（２２Ｃｒ−０．７Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．１Ａｌ、Ｓ値２８．７）、Ｎｏ．８鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．１Ａｌ、Ｓ値２８．９）、Ｎｏ．１０鋼（２６Ｃｒ−０．４Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．１Ａｌ、Ｓ値３０．３）の対比から、Ｃｒ量の増加によりＭｏ量の低減が図れており、いずれも排水管で要求される良好な耐Ｈ２Ｓ腐食性を有している。
【実施例２】
【００３２】
溶接部の耐食性評価のための溶接試験片として、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。溶接裏面のＡｒバックシールガスは省略した。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４０ｍｍ×６０ｍｍ×２．０ｍｍ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。試験片の端部にはスポット溶接にてリード線を取り付けた。スポット溶接部はシリコン樹脂にて被覆した。
試験は図２に示すＰｔ補助カソードを用いた浸漬試験を行った。試験液は試薬ＮａＣｌで調整した６０００ｐｐｍＣｌ−水溶液とし、試験温度６０℃、試験期間３０日とした。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溶接試験片を浸せきし、無抵抗電流計を介してＰｔ補助カソードと接続した。試験期間中、腐食電流をモニターした。試験後、腐食生成物を除去し、光学顕微鏡を用いた焦点深度法にて孔食深さを測定した。耐食性評価面はＴＩＧ溶接裏面とした。
耐食性の判定は、３０日の試験期間で腐食電流が１μＡ以下になり再不動態化が認められ、最大孔食深さが０．１ｍｍ以下のものを合格とした。
【００３３】
浸漬試験結果を表１に示す。表からわかるように、Ｎｏ．１７鋼（ＳＵＳ３１６）を除き、本発明で規定する化学組成を有する本発明例のものは、いずれも上記浸漬試験における耐食性評価が合格判定であった。すなわち、ＡｒバックガスシールなしのＴＩＧ溶接を行って酸化スケールが形成されている溶接部において、比較的高濃度の塩化物イオン環境での優れた耐食性を有することが確認された。本試験に於いて、比較鋼のＮｏ．１６鋼（ＳＵＳ３０４）とＮｏ．１７鋼（ＳＵＳ３１６）は溶接ビードに対して直交する方向に応力腐食割れが生じた。
Ｎｏ．１鋼（１８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１Ｔｉ−０．３Ｔｉ−０．２Ａｌ、Ｓ値２８．１）と比較鋼のＮｏ．１１鋼（１８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１Ｎ−０．０１Ｔｉ−０．２Ａｌ、Ｓ値２５．７）およびＮｏ．１２鋼（１８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０４Ｎｉ−０．３１Ｔｉ−０．０２Ａｌ、Ｓ値２７．７）の対比から、０．２質量％以上のＴｉ、０．０４質量％以上のＡｌを添加することで、塩化物イオン環境でのＡｒバックガスシールを省略した溶接部の耐食性が著しく改善されることが明らかである。
Ｎｏ．８鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．１Ａｌ、Ｓ値２８．９）とＮｏ．９鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｍｏ−１Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．１Ａｌ、Ｓ値２９．１）の比較から、Ｎｉの添加で溶接部での再不動態化能が向上している。また、Ｎｏ．１０鋼（２６Ｃｒ−０．４Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．１Ａｌ、Ｓ値３０．３）も試験開始後７日以内で腐食電流は１μＡ以下となり、Ｃｒ量の増加は溶接部での再不動態化能の向上に効果的である。
ただし、比較鋼のＮｏ．１４鋼（２４Ｃｒ−０．５Ｍｏ−０．１Ｎｉ−０．２Ｔｉ−０．０２Ａｌ、Ｓ値  ２８．６）とＮｏ．１５鋼（２４Ｃｒ−１Ｍｏ−０．０２Ｎｉ−０．１Ｔｉ−０．１Ａｌ、Ｓ値３１．７）は２４質量％Ｃｒ鋼でＳ値も２８質量％以上の条件を満たしているが、Ａｌ、Ｔｉの添加量が本発明鋼の条件を満たしておらず、酸化スケールが生成したままでの溶接部耐食性が劣っている。
【実施例３】
【００３４】
[排水性]
静滴法により脱イオン水０．１ｍｌの液滴との接触角を測定し、接触角が６０度以下のものを親水性ありとして評価した。  
【００３５】
【表２】
2011105976.tif 000003
【００３６】
表２に鋼Ｎｏ．８および鋳鉄管を用いた結果と示す。試験Ｎｏ．１および２は比較礼であり、試験Ｎｏ．３、４は比較例である。表から明らかなように混酸酸洗、もしくは混酸酸洗後、伸び率０．８％のスキンパスを施すことにより、表面粗さはそれぞれ０．８、１．２μｍで、接触角６０度以下の表面が得られており、現行の鋳鉄管に比べて良好な排水性が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＴＩＧ溶接試験片を示した図
【図２】浸漬試験方法を示した図
【符号の説明】
【００３８】
１    Ｐｔ補助カソード
２    溶接試験片
３    試験液
４    エアレーションノズル
５    飽和かんこう照合電極
【図１】
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【図２】
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