(57)【要約】【課題】原油原油タンク底板付近の塩水滞留部のような局部腐食形成環境において局部腐食が起こり難くて耐局部腐食性に優れた鋼材および腐食試験方法を提供する。【解決手段】（１）  酸化膜や汚染物が無い清浄な表面状態の場合の、大気開放の３質量％（以下％という）ＮａＣｌ水溶液中での自然浸漬電位が、前記と同様の表面状態のＦｅ：９９．９％の純鉄についての大気開放の３％ＮａＣｌ水溶液中での自然浸漬電位よりも、１〜３５０ｍＶ  低いことを特徴とする耐局部腐食性に優れた鋼材、（２）  前記鋼材においてＺｎを０．０００１〜３０％含有するもの、（３）  これらの鋼材を構成材料として底板部等に用いた原油タンカーカーゴタンク、（４）  固体硫黄粉末と透水孔を有するシートを用いる点に特徴を有する金属材料の腐食試験方法等。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化膜や汚染物が無い清浄な表面状態の場合の自然浸漬電位であって大気開放の３質量％ＮａＣｌ水溶液中における自然浸漬電位が、酸化膜や汚染物が無い清浄な表面状態のＦｅ：９９．９質量％の純鉄の自然浸漬電位であって大気開放の３質量％ＮａＣｌ水溶液中における自然浸漬電位よりも、１〜３５０ｍＶ低いことを特徴とする耐局部腐食性に優れた鋼材。
【請求項２】
亜鉛を０．０００１〜３０質量％含有することを特徴とする請求項１記載の耐局部腐食性に優れた鋼材。
【請求項３】
アルミニウム：０．０００１〜３０質量％、マグネシウム：０．０００１〜３０質量％から選択される１種以上を含有することを特徴とする請求項２記載の耐局部腐食性に優れた鋼材。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の鋼材を少なくとも底板部に構成材料として用いた原油タンカーカーゴタンクおよび原油備蓄用地上タンク。
【請求項５】
請求項１〜３に記載の鋼材を構成材料として用いた放射性廃棄物地層処分容器。
【請求項６】
金属材料表面に固体硫黄粉末を配し、その上から透水孔を有するシートをかぶせて固体硫黄粉末を固定した試験片を、腐食溶液に浸漬することにより、硫黄還元反応による腐食促進試験を行うことを特徴とする金属材料の腐食試験方法。
【請求項７】
前記シートがマクロ的開口部を有し、金属材料表面の一部が露出した試験片を腐食溶液に浸漬することにより、局部腐食を評価するものである請求項６記載の腐食試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐局部腐食性に優れた鋼材および局部腐食試験方法に関する技術分野に属し、特には、原油タンカーの原油タンクや原油備蓄地上タンク（以下、これらを原油タンクともいう）などのように原油を貯蔵しながらタンクの底板付近に海水や塩水滞留に起因して発生するピット状の局部腐食を抑制することができる耐局部腐食性に優れた鋼材、及び、このような局部腐食に対する耐食性（耐局部腐食性）を評価するための局部腐食試験方法に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、原油タンカーの原油タンク内部は無塗装状態であるが、原油が直接触れる部分は腐食問題は起こらず、硫化水素ガス環境となる気相部の上甲板裏でも年間０．１ｍｍ程度の均一腐食で、耐用年数２０年で２ｍｍ程度の板厚減となり問題はない。しかしながら、タンク底板では、原油積載時は原油から分離された海水、塩水の沈降・滞留が起こり、空荷状態でもドレイン水の一次的な滞留が起こり、部分的に最大９ｍｍに達するピット状の局部腐食が形成され、問題となっている。このため、定期的なドック修理の際、底板洗浄後に手作業でピット検査し、例えば、深さ４ｍｍ以上のものは部分塗装で補修し、深さ７ｍｍ以上のものは溶接補修するという対症療法的な対策が取られており、維持コストが高くなっている。また、検査時のピット見落としのような事態が発生した場合は、板材貫通のような重大事故につながる可能性がある。
【０００３】
このような原油タンク底板の腐食に関しては、これまで十分な調査がされていなかったが、近年、航行中の原油タンカーの原油タンク内の環境分析、ドック補修時の原油タンク内調査、サンプル暴露試験とその解析などが行われ、日本造船研究協会研究資料Ｎｏ．４３１号（非特許文献１）に開示されているように、タンク底板表面には固体硫黄と原油中の固形成分が混合した被覆層が形成され、ラボ実験のサポートデータも含め、タンク底板付近に海水が滞留したときに、固体硫黄を含む被覆層の欠陥部で鋼材が露出し、ここにピットが発生し、固体硫黄の還元反応が駆動力となってピットが深く成長することが判明しつつある。
【０００４】
【非特許文献１】
日本造船研究協会研究資料Ｎｏ．４３１号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に知られているように、腐食は金属の酸化反応（アノード）と外環境物質の還元反応（カソード）の対で進み、これらの両反応が全領域で均一に起こることにより、全体的に腐食が進行していく。このような均一腐食は、例えば、日本造船研究協会研究資料Ｎｏ．４３１号（非特許文献１）に開示されているように、原油タンカーのカーゴタンクの上甲板裏では０．１ｍｍ／年を大きくは超えないことが確認されており、全体が均一に腐食していくことから、２０年の船体耐用年数を考えるならば、２ｍｍの腐食代を見込んで設計することにより、容易に対処することができるものである。
【０００６】
しかしながら、同じカーゴタンクでもタンク底板のように、海水が滞留する部分では、固体硫黄と原油中固形成分が混合した被覆層（以後、オイルコートともいう）の欠陥部の鋼材露出部では、酸化反応（アノード）が集中的に発生し、オイルコート被覆部分では、還元反応（カソード）が広い範囲で発生する。このとき、オイルコート中の固体硫黄は自身が強く還元される酸化剤として働くため、通常の溶存酸素の還元や水素発生に比べて著しい還元反応が起こり、オイルコート欠陥部の鉄のアノード溶解が著しく速く進行する。これにより、進行速度が４ｍｍ／年以上になるピット状の局部腐食が生成し、厚さ２０〜３０ｍｍの板厚では、５年程度で板を貫通するリスクが発生し、設計段階の腐食代許容範囲を超えてしまう。
【０００７】
従来、鋼材の耐食性を向上させるためには、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉなどの添加により、溶液中における自然浸漬電位（腐食電位）を貴な方向にシフトさせたり、鋼材のさび層や酸化膜の保護性を向上させる手段をとり、これによれば、均一腐食においては良い効果が得られるが、上記のような局部腐食環境においては、アノード反応領域とカソード反応領域の分離が起きやすく、オイルコート欠陥部へのアノード反応集中を助長してしまい、腐食ピットの成長速度を上げてしまう。
【０００８】
また、このように固体硫黄と原油中固形成分が混合した被覆層がタンク底板の腐食を特徴づけるものであり、実際のタンク底部に暴露試験片を設置して腐食状況を調査することは大変重要である。しかしながら、そのような実船暴露試験は手間がかかるうえに、２〜３年毎のドック修理とドックの修理の間を経由しなければ試験片の回収ができず、タンク底板の腐食抑制技術を開発するために必須であるところの試行錯誤の繰り返しは困難である。
【０００９】
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、前記のような局部腐食環境において腐食（局部腐食）が起こり難くて耐局部腐食性に優れた鋼材、及び、このような局部腐食に対する耐食性を評価するための腐食試験方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の事情に鑑み上記目的を達成するためになされたものであり、従来の耐食鋼（前記Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等の添加によるものなど）とは逆に鋼材の溶液中における自然浸漬電位（腐食電位）を普通鋼よりも卑な方向にシフトさせることにより、全体的な腐食減量は増加するものの、腐食を均質化させ、局部腐食の発生・進行を抑制するものである。本発明者らは、種々の鋼材の電位とピット状局部腐食の形成状況を比較することにより、次のような発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、合金化や鋼材組織の調整によって得た新鋼材であって、酸化膜や汚染物が無い清浄な表面状態の場合の、大気開放の３重量％（質量％）ＮａＣｌ水溶液中における自然浸漬電位（腐食電位）が、前記表面状態と同等の清浄な表面状態であるＦｅ９９．９質量％〔重量％（以下、ｗｔ％ともいう）〕の純鉄の自然浸漬電位よりも１〜３５０ｍＶ低い鋼材を用いることにより、上記のようなピット状局部腐食が生じる環境であっても、腐食状態を均一腐食に維持することができることを見出し、かかる知見に基づき本発明（第１〜５発明：耐局部腐食性に優れた鋼材等）を完成した。
【００１２】
また、鋼材等の試験片表面に固体硫黄粉末を配し、その上から透水孔を有するシートで覆うことにより試験片表面の還元反応を高めた模擬試験サンプルを塩水または海水に浸漬することにより、硫黄粉末を試験片表面に固定させつつ、シートの孔を通して固体硫黄の還元反応を起こすことができ、実際の原油タンク底板で見られるような、硫黄還元反応による腐食促進を再現することができることを見出し、かかる知見に基づき本発明（第６〜７発明：腐食試験方法）を完成した。
【００１３】
このようにして完成されて前記目的を達成することのできた本発明は、耐局部腐食性に優れた鋼材、タンク（原油タンカーカーゴタンク、原油備蓄用地上タンク）、放射性廃棄物地層処分容器および腐食試験方法に係わり、これは請求項１〜３記載の耐局部腐食性に優れた鋼材、請求項４記載のタンク、請求項５記載の放射性廃棄物地層処分容器、請求項６〜７記載の腐食試験方法であり、それは次のような構成としたものである。
【００１４】
すなわち、請求項１記載の耐局部腐食性に優れた鋼材は、酸化膜や汚染物が無い清浄な表面状態の場合の自然浸漬電位であって大気開放の３質量％ＮａＣｌ水溶液中における自然浸漬電位が、酸化膜や汚染物が無い清浄な表面状態のＦｅ：９９．９質量％の純鉄の自然浸漬電位であって大気開放の３質量％ＮａＣｌ水溶液中における自然浸漬電位よりも、１〜３５０ｍＶ低いことを特徴とする耐局部腐食性に優れた鋼材である（第１発明）。
【００１５】
請求項２記載の耐局部腐食性に優れた鋼材は、亜鉛を０．０００１〜３０質量％含有することを特徴とする請求項１記載の耐局部腐食性に優れた鋼材である（第２発明）。
【００１６】
請求項３記載の耐局部腐食性に優れた鋼材は、アルミニウム：０．０００１〜３０質量％、マグネシウム：０．０００１〜３０質量％から選択される１種以上を含有することを特徴とする請求項２記載の耐局部腐食性に優れた鋼材である（第３発明）。
【００１７】
請求項４記載のタンクは、請求項１〜３に記載の鋼材を少なくとも底板部に構成材料として用いた原油タンカーカーゴタンクおよび原油備蓄用地上タンクである（第４発明）。
【００１８】
請求項５記載の放射性廃棄物地層処分容器は、請求項１〜３に記載の鋼材を構成材料として用いた放射性廃棄物地層処分容器である（第５発明）。
【００１９】
請求項６記載の腐食試験方法は、金属材料表面に固体硫黄粉末を配し、その上から透水孔を有するシートをかぶせて固体硫黄粉末を固定した試験片を、腐食溶液に浸漬することにより、硫黄還元反応による腐食促進試験を行うことを特徴とする金属材料の腐食試験方法である（第６発明）。請求項７記載の腐食試験方法は、前記シートがマクロ的開口部を有し、金属材料表面の一部が露出した試験片を腐食溶液に浸漬することにより、局部腐食を評価するものである請求項６記載の腐食試験方法である（第７発明）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は例えば次のようにして実施する。
亜鉛等を含有させた鋼材から試料を採取し、この試料について清浄化処理（酸化膜や汚染物の除去処理）をして酸化膜や汚染物のない清浄な表面状態の試料となす。この試料について大気開放の３ｗｔ％〔重量％（質量％）〕ＮａＣｌ水溶液中における自然浸漬電位（腐食電位）を測定する。この測定された自然浸漬電位が、酸化膜や汚染物のない清浄な表面状態のＦｅ：９９．９ｗｔ％の純鉄についての大気開放の３ｗｔ％ＮａＣｌ水溶液中における自然浸漬電位よりも、１〜３５０ｍＶ低いもの（試料）を選定する。この選定された試料および該試料が採取された鋼材が本発明に係る耐局部腐食性に優れた鋼材例に相当する。このようにして本発明に係る耐局部腐食性に優れた鋼材の例が選定されて得られる。この鋼材は、原油タンクの底板部等のように耐局部腐食性を必要とする構成材料として用いられ、優れた耐局部腐食性を発揮し、耐用寿命の向上をはかることができる。
【００２１】
本発明に係る局部腐食試験方法に関しては、金属材料表面に固体硫黄粉末を配し、その上から透水孔を有するシートをかぶせて固体硫黄粉末を固定し、これを試験片として塩水または海水等の腐食溶液中に浸漬する。局部腐食を模擬するには、前記シートにマクロ的な開口部（直径５ｍｍ程度）をつけて金属材料露出部を設けるのが有効である。このようにして本発明に係る腐食試験方法により局部腐食を模擬する。このとき、金属材料として前記選定された本発明に係る耐局部腐食性に優れた鋼材例を用いると、その耐局部腐食性を確認することができる。
【００２２】
このような形態で本発明が実施される。以下、本発明について主にその作用効果（数値限定理由等）を説明する。
【００２３】
図１に示すように、例えば海水中に鋼材が浸漬されている場合は、均一腐食は金属の酸化反応（アノード）と外環境物質の還元反応（カソード）の対で進み、これらの両反応が全領域で均一に起こることにより、全体的に腐食が進行していく。
【００２４】
しかし、原油タンクの底板では、図２に示すように、固体硫黄を含有するオイルコートが表面に形成され、その上に海水が滞留する。このため、オイルコート表面の広い範囲で固体硫黄が還元される多量のカソード反応が発生し、これにバランスする量のアノード反応がオイルコート欠陥部に集中するため、局部的に４ｍｍ／年以上の腐食速度となり、設計段階での腐食代で対応できる範囲（０．１〜０．３ｍｍ／年程度）を超えてしまう。
【００２５】
本発明に係る鋼材は、自然浸漬電位が普通鋼よりも低く、イオン化傾向が高まるので、アノード溶解が起こりやすく、図３に示す如く、オイルコートの欠陥部の鋼材露出部だけでなく、オイルコート被覆部下においても鋼材のアノード溶解が発生し、これがオイルコート中の固体硫黄の還元反応と中和することになり、オイルコート欠陥部へのアノード反応の集中を抑制することができる。この結果として、局部的な４ｍｍ／年のような腐食進行速度はなくなり、０．１〜０．３ｍｍ／年程度の均一腐食となる。
【００２６】
このような効果は自然浸漬電位が純鉄（Ｆｅ：９９．９ｗｔ％）よりも１ｍＶ以上低ければ発現する。より効果を発揮するには、５ｍＶ以上、さらに好ましくは１０ｍＶ以上であるのが良い。これらの電位低下を発現させるには、亜鉛添加濃度は、０．０００１ｗｔ％〔重量％（質量％）〕以上とするとよく、好ましくは、０．００１ｗｔ％以上、更に好ましくは、０．０１ｗｔ％以上とするのがよい。
【００２７】
なお、本発明に係る鋼材では、自然浸漬電位が普通鋼よりも低いことから、均一腐食速度が普通鋼よりも速くなるが、鋼材の全面でまんべんなく腐食が進行することから、ピット状の局部腐食に比べると板厚減少は小さく、たとえ均一腐食速度が普通鋼の２倍になったとしても、０．２〜０．３ｍｍ／年程度の設計段階で腐食代を見込める範囲となるため、設計時の板厚増で十分対応できる。
【００２８】
但し、あまり自然浸漬電位を下げすぎると、均一腐食でも鋼材の腐食代が大きくなりすぎて経済的でなくなるため、自然浸漬電位の低下度合は３５０ｍＶ以下とするべきである。好ましくは３００ｍＶ以下、さらに好ましくは２５０ｍＶ以下とするのが良い。従って、亜鉛添加により電位を低下させる場合、亜鉛濃度は３０ｗｔ％以下とする必要があり、好ましくは２０ｗｔ％以下、さらに好ましくは１０ｗｔ％以下とするのがよい。
【００２９】
なお、上記の亜鉛濃度の範囲であっても亜鉛を添加すると、やはり腐食減量が大きくなるので、これに加えて、アルミニウム（以下、アルミともいう）及び／又はマグネシウムを添加することが望ましい。即ち、亜鉛に加えて、アルミニウム：０．０００１〜３０ｗｔ％、及び／又は、マグネシウム：０．０００１〜３０ｗｔ％を含有させることにより、自然浸漬電位を維持しつつ耐食性（耐均一腐食性）を向上させることができるので、アルミニウム：０．０００１〜３０ｗｔ％、マグネシウム：０．０００１〜３０ｗｔ％から選択される１種以上を添加することがさらに望ましい。
【００３０】
亜鉛に加えてアルミニウム及び／又はマグネシウムを添加するに際し、アルミニウム：０．０００１ｗｔ％未満、及び／又は、マグネシウム：０．０００１ｗｔ％未満とした場合には、上記のような効果は得られなくて、耐食性（耐均一腐食性）の向上がはかれない。アルミニウム：３０ｗｔ％超、及び／又は、マグネシウム：３０ｗｔ％超とした場合には、Ｆｅ組成が少なくなり、構造用鋼としての適用性が悪くなる。
【００３１】
本発明の第１発明に係る耐局部腐食性に優れた鋼材は、前記の亜鉛の添加あるいは更にアルミニウムおよび／またはマグネシウムの添加により得ることができる。これらの元素の他に鋼材の機械的特性制御や組織制御などの目的で添加される元素や不可避的不純物が含まれていても、大気開放の３ｗｔ％ＮａＣｌ水溶液中における自然浸漬電位が純鉄（Ｆｅ：９９．９ｗｔ％）よりも１〜３５０ｍＶ低く保たれるならば、本発明の目的は達成されるため、これらの他の元素や不可避的不純物が含まれていてもよく、これらを含有する場合も全て本発明に包含される。
【００３２】
本発明に係る鋼材は、原油タンカーのカーゴタンクの底板として特に優れた特性を発揮するが、地上の原油備蓄タンク（原油備蓄用地上タンク）の底板のように、硫黄を含有し且つ下部に海水や塩水などの水が沈降して滞留する類の原油を貯蔵する鋼製容器全般に好適に適用しうる。
【００３３】
また、海水・硫黄の存在下に限らず、あらゆる局部腐食形成環境において、本発明を適用することができる。例えば、放射性廃棄物の地層処分のためのオーバーパック（放射性廃棄物地層処分容器）では、放射性物質の数千年の半減期にも対応できる容器として、均一腐食を前提に板厚設計しているが、地層中で局部腐食が発生した場合は設計板厚を超えて貫通穴が開く可能性がある。このように、局部腐食を完全に防止しなければならないようなオーバーパックにおいても、本発明に係る鋼材は好適に適用しうる。
【００３４】
従来の耐食鋼（前記Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等の添加によるものなど）に代えて本発明に係る鋼材を原油タンク底板に使用すると、腐食態様がピット状から全面にわたる均一腐食に変わり、全体的な腐食量が多少増加しても、均一腐食として寿命予測が可能で、設計時に腐食代を見込む対策を取ることができるため、極値統計的なリスク管理をすることなく耐用寿命を見積ることができる。このため、局部腐食ピットの検査・補修の手間が著しく減少し、船体や地上タンクなどのメンテナンスフリー化に貢献することができる。
【００３５】
更に、本発明は腐食試験方法も提供するものである。特に、原油タンク底板付近の塩水滞留部のような局部腐食形成環境での局部腐食に対する耐食性（耐局部腐食性）を評価するための腐食試験方法を提供する。
【００３６】
腐食は金属の酸化反応（アノード）と外環境物質の還元反応（カソード）の対で進むため、還元反応が律速であるような系では、固体硫黄のように自身が強く還元される酸化剤が存在すると腐食が著しく速く進行する。このような特殊な環境が原油タンク底板の厳しい腐食環境の原因となっているが、ラボ実験で再現することが困難であった。
【００３７】
本発明に係る腐食試験方法によれば、透水孔を有するシートで硫黄粉末を固定するため、硫黄粉末は固定されるものの、固体硫黄の還元に必要な水の透過が十分に得られる。これにより、固体硫黄の還元増加により試験片の均一腐食速度が増加するが、更に、材料にマクロ的な開口部を設けて、試験片が露出する部分を配置すると、この部分に酸化反応（アノード）が集中し、周囲の材料表面全体が広い還元反応領域（カソード）となるため、腐食ピットが著しく速く成長する。なお、上記のマクロ的な開口部の大きさは、例えば、直径：数ｍｍ〜数十ｍｍである。
【００３８】
本発明に係る腐食試験方法は、簡単な構造でありながら、原油タンク底板の腐食環境を模擬した状態で局部腐食試験を行うことができる。即ち、実船のタンク底板で観察される固体硫黄と原油中固形成分が混合した被覆層に近い状態を簡便に再現することができ、この状態で局部腐食試験を行うことができる。従って、簡便に且つ精度よく、原油タンク底板付近の塩水滞留部のような局部腐食形成環境での局部腐食に対する耐食性（耐局部腐食性）を評価することができる。
【００３９】
本発明に係る腐食試験方法において、透水孔を有するシートに関し、その透水孔は固体硫黄粉末を漏らさず、水が十分に透過するような孔サイズであることが必須であり、孔が小さすぎる場合は固体硫黄の還元反応に必要な物質移動速度が得られない。従って、シート上には水が十分に透過する透水孔が一様に分布し、存在する透水孔面積率が小さくなりすぎないようにすることが必要である。より具体的には、シート上には透水孔が一様に分布すると共に、任意の５×５ｍｍの単位面積において、存在する透水孔面積率が１％以上であることが望ましい。一方、材料のマクロ的開口部に酸化反応（アノード）を集中させてピット状の局部腐食を模擬するためには、周囲の材料部分に酸化反応（アノード）サイトが発生しないように、ある程度シートを通過する物質移動を制限する必要もある。従って、シート上に存在する微細穴の面積率は大きくなりすぎないようにすることが必要である。より具体的には、シート上の任意の５×５ｍｍの単位面積当たりに存在する微細穴の面積率は５０％以下であることが望ましい。
【００４０】
このような条件を満足する透水孔を有するシートは、局部腐食試験（実験）を行う環境（塩水，海水，場合によっては原油）で変質・溶解・破損しないものであれば、どのような材質でも良く、例えば、紙，プラスチック，樹脂，布などが好適に適用しうる。
【００４１】
本発明に係る腐食試験方法は、原油タンク底板付近の塩水滞留部のような局部腐食形成環境での鋼材の耐局部腐食性の評価試験方法として好適に用いることができるが、このような鋼材の耐局部腐食性の評価試験方法に適用することには制限されず、上記と類似の腐食環境であれば、鋼材以外の金属材料の耐局部腐食性の評価試験方法としても用いることができる。
【００４２】
【実施例】
本発明の実施例および比較例を以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
〔実施例１・比較例１（実験１）〕
下記のサンプル１〜３を作製し、これらのサンプルを２０℃の人工海水中に浸漬し、カソード分極測定を実施した。
【００４４】
（１）  サンプル１：普通鋼基材（比較例に係る）。
（２）  サンプル２：普通鋼表面に硫黄粉末をのせて、孔面積率０．５％のシートで覆ったもの。
（３）  サンプル３：普通鋼表面に硫黄粉末をのせて、孔面積率１．５％のシートで覆ったもの。
【００４５】
上記カソード分極測定の結果を図４に示す。シートの孔面積率が０．５％であるサンプル２はサンプル１の裸の普通鋼と同程度のカソード反応特性であり、固体硫黄の還元反応が生起されていないが、サンプル３はカソード電流が１０倍程度増加しており、固体硫黄の還元反応を生起していて、原油タンク底板の固体硫黄と原油固形物の混合被覆層の状態を模擬している。
【００４６】
〔実施例２・比較例２（実験２）〕
下記のサンプル１〜４を作製した。なお、いずれのサンプルも、シート中心に直径５ｍｍの開口部を設けた。
【００４７】
（１）  サンプル１：普通鋼表面に孔面積率１０％のシートだけをはったもの（比較例に係る）。
（２）  サンプル２：普通鋼表面に固体硫黄粉末を配して孔面積率１０％のシートをはったもの。
（３）  サンプル３：普通鋼表面に固体硫黄粉末を配して孔面積率４０％のシートをはったもの。
（４）  サンプル４：普通鋼表面に固体硫黄粉末を配して孔面積率６０％のシートをはったもの。
【００４８】
これらのサンプルを人工海水に４０日間浸漬した後、シート・硫黄・さびを除去した普通鋼（金属）の表面状況を観察すると共に、写真撮影を行った。その結果を図５〜８に示す。即ち、腐食試験後の金属表面部の状況を図５〜８（金属表面部の凹凸を示す図面）に示す。図５はサンプル１の場合のもの、図６はサンプル２の場合のもの、図７はサンプル３の場合のもの、図８はサンプル４の場合のものである。
【００４９】
硫黄が無い場合（サンプル１）は、開口部のピットが浅く、原油タンク底板のピット状局部腐食の再現ができていない。
【００５０】
固体硫黄があるサンプル２，サンプル３の場合は、孔面積率１０％，４０％では、シート開口部のピットが深く、４０日という簡便な試験ながら、原油タンク底のピット状局部腐食を良く模擬できている。
【００５１】
但し、硫黄があっても、穴面積率が６０％であるサンプル４の場合は、シート被覆部でも酸化反応（アノード）が起こって腐食が進んでしまい、シート開口部へのアノード集中が起きにくいため、シート開口部のピットが深くなく、原油タンク底板のピット状局部腐食の再現がうまくできていない。
【００５２】
〔実施例３、比較例３〕
Ｆｅ：９９．９ｗｔ％の純鉄、造船用普通鋼ＴＭＣＰ、Ｚｎ組成を適宜変化させたＦｅ−Ｚｎ合金鋼、さらに、Ｆｅ−Ｚｎ−Ａｌ合金鋼、Ｆｅ−Ｚｎ−Ｍｇ合金鋼、Ｆｅ−Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金鋼を用意した。これらを研磨して、酸化物や汚染物を完全に除去して清浄な表面状態とした後、大気開放の３ｗｔ％ＮａＣｌ水溶液に浸漬したときの自然浸漬電位を測定した。そして、これと同様の大気開放の３ｗｔ％ＮａＣｌ水溶液でのＦｅ：９９．９ｗｔ％の純鉄（同様の清浄な表面状態とした純鉄）の自然浸漬電位を基準（０）とし、この純鉄の自然浸漬電位との電位差を求めた。
【００５３】
上記純鉄、普通鋼、合金鋼のサンプルを２０×２０×５ｍｍｔの小片に加工した後、原油タンクの底板に生成する固体硫黄と原油中固形成分とが混合した被覆層（オイルコート）を模擬するために固体硫黄粉末を前記小片（鋼材）の表面にのせて、その上に透水のための微細孔を有するシートをかぶせて固定し、このシートのサンプル中心位置に直径５ｍｍの開口部をつけた。この開口部は原油タンク底板のオイルコートの欠陥を意味しており、ここがアノード反応の集中部となり、周りのシート面がカソード反応領域となる。これらのサンプルを３０℃の人工海水中に１００日間浸漬した。これにより、原油タンク底板の海水滞留部に発生するピット状腐食を模擬した腐食試験をした。なお、上記シートとしては、透水孔面積率が１０〜２０％のものを用いた。
【００５４】
上記試験後（浸漬後）のサンプルについて、発生したピット状局部腐食の深さを調べた。また、サンプル全体の重量減を比較した。試験は各々の鋼種について１０個ずつ用意して実施し、ピット状局部腐食の深さと、サンプル全体の重量減について平均値を算出した。
【００５５】
各サンプルの成分、自然浸漬電位、ピット深さ、腐食重量減を、表１にまとめて示す。普通鋼では自然浸漬電位はほとんど純鉄と同等であり、ピット深さ、重量減も同等である。これに対し、亜鉛を添加した場合は、亜鉛添加量（亜鉛含有量）に応じて自然浸漬電位が下がっていき、亜鉛含有量：０．０００１ｗｔ％以上で自然浸漬電位が純鉄よりも１ｍＶ以上低くなると、ピット深さは純鉄の１／３程度、亜鉛含有量（亜鉛量）：０．００１ｗｔ％以上で自然浸漬電位が５ｍＶ以上低くなると１／５以下、亜鉛量：０．０１ｗｔ％以上で自然浸漬電位が１０ｍＶ以上低くなると１／１０以下となり、優れた耐ピット状腐食性が得られる。このとき、全体の腐食減量は２倍程度多くなるが、均一腐食なので、上述のように設計板厚の増加で対処できる。さらに自然浸漬電位が低下すると、ピット深さは１／１０以下に保たれるが、全体の腐食減量は徐々に大きくなり、亜鉛量：２０〜３０ｗｔ％で自然浸漬電位が３００〜３５０ｍＶ付近になると腐食減量が５倍増加し、亜鉛量：４０ｗｔ％で自然浸漬電位が３８０ｍＶになると急激に腐食減量が８倍増加するため、たとえ均一腐食であっても好ましくない。従って、自然浸漬電位の低下は３５０ｍＶ以下で、亜鉛量は３０ｗｔ％以下とするのが好ましい。なお、亜鉛添加による腐食減量増加は、アルミ、マグネシウムを添加することにより抑制することができる。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、原油タンク底板付近の塩水滞留部のような局部腐食形成環境での局部腐食を抑制することができ、耐局部腐食性を高めることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】普通鋼の均一腐食を説明する模式図である。
【図２】普通鋼のオイルコート欠陥部における腐食状況を説明する模式図である。
【図３】本発明に係る耐局部腐食性に優れた鋼材のオイルコート欠陥部における腐食状況を説明する模式図である。
【図４】実験１に係るサンプルのカソード分極測定結果を示す図である。
【図５】実験２に係るサンプル１についての局部腐食試験後の金属表面部の凹凸を示す図面である。
【図６】実験２に係るサンプル２についての局部腐食試験後の金属表面部の凹凸を示す図面である。
【図７】実験２に係るサンプル３についての局部腐食試験後の金属表面部の凹凸を示す図面である。
【図８】実験２に係るサンプル４についての局部腐食試験後の金属表面部の凹凸を示す図面である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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