(57)【要約】【課題】  優れた耐孔食性を有し、これにより、タンカーの油槽ヘの定期的な防錆塗料の塗布を不要とすることで、大幅なランニングコストの低減を可能にする。【解決手段】  本発明の耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働することによって、亜鉛と鉄との酸化物の層が表面に形成されることを特徴とする。そして、前記表面に形成される亜鉛と鉄との酸化物の主な成分が、Ｆｅ0.85-XＺｎXＯであることを特徴とする。さらに、該耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働する前に、亜鉛を含有するプライマーが塗布されていること、たとえば、平均して５ｇ／ｍ2以上の亜鉛量、あるいは平均膜厚として５μｍ以上のプライマーが塗布されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルタンカーの油槽の底板として使用されるタンカー底板用鋼材であって、
該タンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働することによって、亜鉛と鉄との酸化物の層が表面に形成されることを特徴とする耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材。
【請求項２】
前記表面に形成される亜鉛と鉄との酸化物の主な成分が、Ｆｅ0.85-XＺｎXＯであることを特徴とする請求項１記載の耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材。
【請求項３】
該タンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働する前に、亜鉛を含有するプライマーが塗布されていることを特徴とする請求項１または２記載の耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材。
【請求項４】
該タンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働する前に、平均して５ｇ／ｍ2以上の亜鉛量が塗布されていることを特徴とする請求項３記載の耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材が油槽の底板に使用されていることを特徴とするタンカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルタンカーの油槽の底板（以下「タンカー底板」と称す）に好適な鋼材および該鋼材を使用したオイルタンカー（以下「タンカー」と称す）、特に、タンカー底板で発生する局部腐食（以下「孔食」と称す）を抑制することができる鋼材（以下「耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材」と称す）およびこれを使用したタンカーに関する。なお、本発明でいう耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材とは、厚鋼板、薄鋼板、形鋼等を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原油そのものの腐食抑制作用や原油タンクの内面に生成される保護的なフィルム（以下「原油保護フィルム」と称す）の腐食抑制作用により、原油タンクの底板に使用される鋼材に腐食は生じないと考えられていた。ところが、最近、タンク底板において鋼材に「孔食」と言われる深く抉れた形状の局部腐食が発生すること、特に大型のタンカーであるＶＬＣＣにおいて顕著に見られることが明らかになった。かかる孔食の原因として、
（１）過剰な洗浄による原油保護フィルムの離脱、（２）原油中の硫化物の高濃度化、
（３）タンク内で原油から分離した塩水による腐食、さらには原油中の腐食成分がこの塩水中に溶け込む事による腐食、（４）微生物の関与などの項目が挙げられているが、いずれも推定の域を出ず、未だ明確な原因は判明していない。
【０００３】
そのため、鋼材に防錆塗料を塗布して、鋼材を腐食環境から遮断する方法以外に有効な方法がないと考えられていた。しかしながら、タンカーの油槽ヘの防錆塗料の塗布は、その塗布面積が膨大であり、また約１０年に１度は塗り替えが必要となるため、多大な費用がかかるという問題があった。また、塗装が完全でない部分（たとえば、ピンホール）や塗装が薄い部分（たとえば、鋼板エッジ部等）から腐食が進行するとその部分の腐食が加速度的に進行して孔食を生ずると考えられ問題視されている。
【０００４】
一方、タンカー底板用鋼材側から現在までに確立された対策はほとんどなく、船舶外板、バラストタンク、カーゴオイルタンク、鉱炭船カーゴホールド等の使用環境で耐食性を有する造船用耐食鋼が提案されている。
該造船用耐食鋼は、重量％で、Ｃ：0.01〜0.25％と、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌを適正量に調整した上で、さらにＣｕ：0.01〜2.00％、Ａｌ：0.005〜0.10％、Ｍｇ：0.0002〜0.0150％を含有するものであって、鋼材の耐食性および耐孔食性が向上するとしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１７３８１号公報（３−４頁、表１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記造船用耐食鋼はオイルタンカーの油槽の底板に使用された場合、孔食に対して安定した抵抗性（以下「耐孔食性」と称す）が、十分に発揮されないという問題があった。このため、耐孔食性が更に向上したタンカー用鋼材の開発が要望されている。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、優れた耐孔食性を有し、これにより、タンカーの油槽ヘの定期的な防錆塗料の塗布を不要とすることで、大幅なランニングコストの低減が可能になる耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材は、オイルタンカーの油槽の底板として使用されるものであって、
該耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働することによって、亜鉛と鉄との酸化物の層が表面に形成されることを特徴とする。
【０００８】
（２）また、前記表面に形成される亜鉛と鉄との酸化物の主な成分が、
Ｆｅ0.85-XＺｎXＯ であることを特徴とする。
【０００９】
（３）また、該耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働する前に、亜鉛を含有するプライマーが塗布されていることを特徴とする。
【００１０】
（４）また、該耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働する前に、平均して５ｇ／ｍ2以上の亜鉛量が塗布されていることを特徴とする。
【００１１】
（５）さらに、本発明のタンカーは  前記何れかの耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材が油槽の底板に使用されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上より、本発明の耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材は、表面に亜鉛と鉄との酸化物を主な成分とする耐孔食性を発揮する保護層が形成されるから、孔食の発生が抑制される。また、該耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材を使用した油槽を有するタンカーは、孔食の発生が抑制されるから、定期的に防錆塗料を塗布する必要がなくなりランニングコストが低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る耐孔食性に優れたタンカー底板用鋼材（以下「タンカー底板用鋼材」と称す）の表面近傍を示す模式図であって、（ａ）は該タンカー底板用鋼材が使用されたタンカーが稼働する前、（ｂ）はタンカー底板用鋼材として使用された後である。なお、本発明において「稼働」とは、油槽内に原油を収容して、あるいは原油が入っていない状態で航行することを称す。
図１の（ａ）において、稼働前のタンカー底板用鋼材１は、地鉄２と、表面に塗布されたジンクプライマー６とから構成されている。
図１の（ｂ）において、稼働後のタンカー底板用鋼材１は、地鉄２と、酸化物層３と、オイルコート４とから形成されている。以下、酸化物層３とオイルコート４とからなる層を「皮膜５」と称す。
【００１４】
（地鉄）
本発明は、地鉄２を限定するものではなく、一般の造船用鋼材であればよい。
【００１５】
（ジンクプライマー）
下記耐孔食性を発揮するために、タンカーの稼働直前で、平均して５ｇ／ｍ2以上の亜鉛量のジンクプライマー６が塗布されていることが必要である。
また、タンク底板が置かれる環境は様々であり、ジンクプライマ−６中の亜鉛でもさび中に取り込まれない場合も多く考えられる。よって、亜鉛量は、より好ましくは１５ｇ／ｍ2以上で、さらに好ましくは３０ｇ／ｍ2以上である。
なお、ジンクプライマー６を構成する樹脂は限定されるものではなく、たとえば、アルキルシリケ−ト系樹脂、アルカリシリケート系樹脂、エポシキ系樹脂、ポリビニルブチラ−ル系樹脂、ポリビニルアセタ−ル系樹脂、ポリビニルホルマ−ル系樹脂などが用いられる。
【００１６】
（酸化物層）
表１は、本発明のタンカー底板用鋼材の表面に形成された皮膜厚さの測定結果である。該測定結果は、２．５年の実稼働を経た実際のオイルタンカーにおける、その油槽の底板に使用された本発明のタンカー底板用鋼材（プライマ−処理されている）から採取したサンプルについてのもので、膜厚測定には電磁膜厚計（ケット（株）製ＬＥ９００）を用いた。
該サンプルの表面は、原油と錆とからなる黒色の皮膜で覆われ、通常のタンカー底板用鋼材に発生する酸化物層（いわゆる「赤錆」）に比較して薄く、緻密で地鉄２との密着性が高いものである。
【００１７】
表１より、皮膜の厚さは脱脂前は略５０〜３００μｍ（平均１０３．５μｍ）あるものの、脱脂後は略２０〜４０μｍ（平均２７．３μｍ）である。
すなわち、これは、本発明の効果がない場合において、ほぼ同じ期間の実稼動で、プライマ−処理されていない底板部（以下「比較材」と称す）では、いわゆる赤錆が約１５０μｍの厚さ形成していたことから考えても、本発明では、より薄い錆層で孔食が防止されていることがわかる。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
（化学分析）
酸化物層３から「錆」を採取して化学分析した。錆の採取はガムテ−プなどで簡単に剥離するさびを除去した後、地鉄に強固に密着しているさび（以下、「界面錆」と称する）について、X線回折による同定分析と以下の方法で界面錆中のＺｎ量について定量分析した。また、本発明の効果を発揮しない鋼材として比較材についても同様の調査を行なった。
【００２０】
表２は、界面錆および比較材について調査したＸ線同定結果とＺｎ含有量の分析結果である。界面錆中には金属Ｚｎ成分が検出されず、Ｆｅ0.85-XＺｎXＯが検出され、弱いピ−クとしてＺｎＳＯ4も検出された。その他、α-ＦｅOOH、β-ＦeOOH、γ-ＦｅOOH、Ｆｅ3O4、ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏとα-Fｅのピ−クが検出された。一方、防食効果が小さい比較材では、α-FｅOOH、β-ＦｅOOH、γ-ＦｅOOH、Ｆｅ3O4、ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏとα-Fｅのピ−クが検出された。
【００２１】
また、定量されたＺｎとＦｅとの分析結果よると、本発明の界面錆には５ｇ／ｍ2のＺｎが含有され、さび中に亜鉛-鉄系の酸化物が存在しているのに対し、比較材ではＺｎが検出されず、亜鉛-鉄系の酸化物が存在していない。
すなわち、防食効果を発揮する緻密なさびを形成するためには、Ｆｅ0.85-XＺｎXＯの存在が必要であることが示される。そして、前記のように、タンク底板が置かれる環境は様々であり、ジンクプライマ−中の亜鉛でもさび中に取り込まれない場合も多く考えられることから、ジンクプライマ−におけるＺｎ量は５ｇ／ｍ2以上、より好ましくは１５ｇ／ｍ2、さらに好ましくは３０ｇ／ｍ2以上である。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
（亜鉛の腐食生成物）
上述のように、本発明のタンカー底板用鋼材は、タンカーの稼働によって生成された密着性錆から成る皮膜を有し、その地鉄側にＦｅ0.85-XＺｎXＯが存在することを確認した。
そして、該鉄と亜鉛の複合酸化物は、酸化鉄中の鉄の一部が亜鉛に置き換わった物質であるから、鉄と酸素のみから成る鉄錆に比べて結晶の規則性を保ち難い、すなわち非晶質になり易い可能性がある。このような鉄以外のいくつかの合金元素の添加により非晶質化した鉄錆が緻密であることから、本発明のタンカー底板用鋼材は高い耐孔食性を発揮するものと考えられる。よって、定期的な防錆塗料の塗装を省略することが可能になるため、タンカーのランニングコストが低減する。
【００２４】
（実船）
本発明のタンカー底板用鋼材が高い耐孔食性を発揮することは、実船においても確認されている。すなわち、２．５年の稼動で4ｍｍ深さの孔食数が、
Ａタンカー（比較船、ジンクプライマ−なし系）では１３２３個発生、
Ｂタンカー（比較船、ジンクプライマ−なし系）では１２４６個発生したのに対し、
Ｃタンカー（本発明、ジンクプライマ−処理したＶＬＣＣ船）では４４個発生、
Ｄタンカー（本発明、ジンクプライマ−処理したＶＬＣＣ船）では５０個発生に激減していた。
さらに、Ｅタンカー（本発明、ジンクプライマ−処理したスエズマックス型（スエズ運河通行可能最大サイズ）二重船殻タンカー）では、１０年稼動でも４ｍｍ深さの孔食数が僅かに４７個におさまっていた。
また、本発明のタンカー底板用鋼材（ＣタンカーおよびＤタンカー）には、２．５年稼動で略５０μｍのさび厚さが認められことから、上述のように緻密な非晶質化した鉄錆が耐孔食性向上に寄与しているものと考えられる。ちなみに、厚さ測定は１０ポイントで、それぞれ５３、４１、４３、６６、５７、４５、４９、４５、４４、６１（単位μｍ）であった。            
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように本発明によれば、オイルタンカーの油槽、原油を輸送するためタンクまたは原油を貯蔵するためのタンク等を構成する各種容器の底板として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るタンカー底板用鋼材表面近傍を示す模式図。
【符号の説明】
【００２７】
１ タンカー底板用鋼材
２ 地鉄
３ 酸化物層
４ オイルコート
５ 被膜
６ ジンクプライマー
【図１】
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