原油タンカー底板用高耐食鋼板「NSGP1」の開発
加 藤 謙 治1)金 子 道 郎宇 佐 見 明1)

佐 藤 秀 彦 西 村 誠 二2)

.

は じめに

1990 年代，図に一例を示すように，原油タンカー底板に原因不明の最大深さ 10 mm 超の食孔が 1 タンク当たり最大千数百個という膨大な頻度で発生，穴空き海洋汚染の懸念から点検・補修の負荷は急増し，世界的対策が求められた．

図1

国内では，日本造船研究協会 SR242 研究部会「原油タン原油タンカー底板に発生する食孔の概要( COT:Cargo Oil Tank)．

カーの新型コロージョン挙動の研究」( 1999～ 2002)で世界初の本格調査が実施され，新たな事実関係と多くの知見がもたらされたが，材料開発の基礎となる孔食機構についてはマクロセル形成を前提とする仮説の提示に留まった(1)．

.

開発技術



孔食過程の解明

一方，EU 諸国は塗装強制化の国際条約案を国連国際海事一般に，腐食は材料と環境の相互作用で生じ，最も厳しい機関( IMO )に提示したが，何らかの原因で塗膜に欠陥が生環境の特定が最重要事項である．これは本課題の孔食現象にじた場合の腐食懸念は依然高く，また，塗料・有機揮発物質ついても当てはまり，独自に実船調査を繰り返した結果，食(VOC)の使用量増大という新たな問題が生じている．

孔内部の pH は約 1.5 以下であるという重要な事実を発見し

株 と日本郵船
株 は，材料による防食
2002 年度新日本製鐵

対策が実現できれば，海洋汚染リスク低減と同時に VOC 抑制て，図に示す孔食発生と成長の過程を明らかにすることに成功した．

等の多大な貢献に繋がると考え，協同で研究開発に着手した．

第一段階で，保護性をもつ原油油膜欠陥部を起点に鋼は腐その結果，独自に孔食過程を解明し食孔内部を再現する試

食し Fe2＋ イオンを発生する．第二段階では溶出した鉄イオ

験方法を創出，試験方法と実船孔食速度の定量的対応を明確

ンの加水分解反応で H＋ が生成し局部的な酸性化が進行す化した．さらに漏洩リスク排除・メンテナンス負荷最小化，る．しかし，本段階までの腐食速度は約 0.2 mm/y と低い．

VOC 低減そして経済性を両立する耐食目標を明らかにし一方， NaCl 10 mass の高濃度塩水が底板部に存在するて，世界初の原油タンカー底板用耐食鋼 NSGP1 ( Nippon
ことが従来明らかとなっている(1) ．高濃度 Cl－ イオンは◯

Steel Green Protect1)を開発した．本鋼を超大型原油タン

 電気的中性条件による H＋ の局所的増大
腐食部への濃縮と◯カーに適用することで(2)実船での効果確認を行い開発を完了を同時に引き起こし，食孔内部環境は強酸性化して最大数して， 2007 年度に市販を開始した(3) ．以下，開発した耐食mm/y という高速で起点が深い食孔へと成長する第三段階にソリューション技術と NSGP1 を紹介する．

至る(4)(5)．

技術開発本部1)主幹研究員
厚板事業部2)マネージャー
米国新日鐵ニューヨーク事務所 マネージャー
日本郵船株式会社 LNG グループ LNG 船計画チームチーム長
Development of Highly Corrosion Resistant Steel Plate「NSGP1」for Bottom Plates of Cargo Oil Tanks in Crude
Oil Carriers; Kenji Katoh, Michio Kaneko, Akira Usami,
Hidehiko Sato and Seiji Nishimura(Nippon SteelCorporation, Nippon Steel U.S.A., Inc., Nippon YusenKaisha)
2010年10月28日受理
新日本製鐵株式会社






実験室(食孔成長環境再現)腐食試験方法の開発

引き続き深い食孔が成長する最も重要な第三段階での食孔内酸性化程度を検討した．多数実船の最大孔食速度を測定す
る一方，NaCl 10 mass環境での船舶用鋼材の腐食速度 pH依存性を実験定量して照合の結果，食孔内部 pH が約 0.6 ～1.0 という限定範囲をとることを究明した．本結果から，
NaCl 10 mass  ， pH 0.6 ～ 1.0 の 溶 液中 に 試験 片 を浸 漬 する，図に示した食孔成長環境を再現する腐食試験方法を開新技術・新製品

図4
図2

図3

解明した孔食機構．

表1

設定した実験室試験での耐食鋼目標腐食速度．
NSGP1 ( AH32 造船用高張力鋼)の代表成分
組成(mass)．

開発した食孔成長環境を再現する実験室試験方法．

発した(4)(5)．


耐食鋼開発目標の明確化
図5

従来耐食技術からは，NaCl 10 mass，pH 0.6～1.0の環境

NSGP1 と従来鋼の実験室腐食試験結果．

で 0.01 mm / y といった完全耐食レベルを達成するには，高合金系材料が必須となり，船舶用途での実現性は極めて低い．

囲要件を満足し，かつ図に示す実験室耐食目標を達成する

一方，ドック時に深さ 4～ 5 mm の浅い食孔は塗装や溶接耐食鋼 NSGP1 を実現した．さらに従来鋼と同等の機械的等の補修無しで放置しても，過去に一切の問題は発生してい特性と，母材と同等の溶接部耐食性を実機製造材で確認した．

ない．これは，食孔の成長が点検時の油槽洗浄・乾燥で停止するという従来提示された仮説(1)に符合する．これを事実と

実船適用仮定して，ドック時の食孔深さを浅く抑制できれば，漏洩リ

株 の超
上記 NSGP1 を図に示す2004年竣工の日本郵船

スクと保全負荷の増大等が回避可能と考え，耐食鋼適用時の大型原油タンカーの全 15 タンクに全面適用し(2) ，内 6 タン

実船最大食孔深さ目標を，4～5 mm/2.5 y(＝ドック周期)とクは無塗装仕様として，実船効果検証を開始した．一切の問した(5)(6)．

題なく建造を完了し，従来鋼と同等の使用特性を確認した．

さらに，耐食鋼開発には実験室評価の腐食速度と上記実船2006年就航2.5年後に，図に結果を示す第 1 回ドック検目標孔食速度の関係を定量的に明確化する必要がある．孔食査を行い，無塗装 6 タンク底板の溶接部を含め，深さ 4～ 5は局部腐食形態であり，その腐食速度は統計的分布を持つ．

mm 超の食孔発生は一切認められず， NSGP1 の優れた耐そこで従来鋼の実船最大孔食速度の極値統計分布を定量的に食性を確認すると共に，補修不要を達成した(5)(7) ．ドレン

解析し，実船最大食孔深さ目標 4 ～ 5 mm / 2.5 y ( 1.6 mm / y )ホール回りにも一切食孔はなく，優れた耐食性が歴然であっは，食孔成長環境再現試験で腐食速度 0.9 ～ 1.0 mm / y に対株た．以上で材料開発を完了し(3)，本結果をもって日本郵船応することを見出し(図)実験室目標を設定した(5)(6)．

は 2007 年 以 降 に 新 規 発 注 す る 超 大 型 原 油 タ ン カ ー へ の

耐食鋼の開発株はNSGP1 の 全 面 採 用 方 針 を 決 定 し(3) ， 新 日 本 製 鐵 

NSGP1 の市販を開始した．

本研究のキーとなる実用耐食鋼の開発では，耐食目標達成

続く 2009 年第 2 回検査では，第 1 回検査で観測した極め

 船舶鋼の基準成分範囲の満足，◯
 通常溶接施工でに加え，◯て浅い食孔の深さを再度測定し，両者に差がないことを定量

株 が保有する十分な溶接部耐食性，を目指した．新日本製鐵

的に示し(図)，食孔成長のドック停止を初めて実証した(8)．

最先端の耐食材料設計技術を駆使して従来にない極少量の合以上の結果から， NSGP1 を原油タンカー底板に塗装を金成分添加によって，表に示すように舶用鋼材の成分系範施すことなく適用することで，原油漏洩リスクと塗装強化に

ま て り あ 第50巻 第 2 号(2011)Materia Japan



図8

図6

食孔成長停止の実船実証結果．

世界初の耐食鋼 NSGP
1 を適用した超大型タンカー．

図9NSGP1 適用による長期耐久性の実現．

態 を IMO 関 係 者 に 公 開 し ， IMO 加 盟 国 と 需 要 家 はNSGP1 を船舶史上初の耐食鋼ジャンルを生み出した実績あるデファクトスタンダード材として受け入れ，本開発技術に高い信頼と強い関心を寄せている．上記の耐食ソリューシ
ョン技術を全面的に反映した IMO 条約(10)(12)は既に成立し，5000 DWT 以上の全原油タンカーを対象として 2013 年初頭に条約は発効する(13)．足下，NSGP1 は本格的な需要拡大期を迎えている．

文

図7

NSGP1 および従来鋼適用船のドック検査結果．

伴う VOC 増大というグローバルな環境課題を解決し，さらに図に示すように，船舶寿命に至るまでの点検・補修の負荷が大幅に低減できるという帰結を得て，全ての開発を完了した(13)．

.

特許と実用化状況

NSGP1 の基本特許は日本国特許第 3996727 号を初めとして 3 件が国内外で登録済み，周辺特許もほぼ登録されている． NSGP1 は 2010 年初頭で 10000 トン超の販売実績を達成し(9)，多数の採用案件を抱えている状況にある．

.

将

来性

2009年第 2 回検査時に，NSGP1 適用船タンク底板の状献( 1 ) 日本造船研究協会，第 242 研究部会研究概要総括書，( 2002 )3.
株 プレスリリース，(2003) 8. 27.
( 2 ) 日本郵船
株 ，日本郵船
株 プレスリリース，(2007) 6. 12.
( 3 ) 新日本製鐵
( 4 ) S. Imai, et al.: ISST2007, Development of New Anticorrosion
Steel for COTs of Crude Oil Carrier, Sep. (2007), Osaka Japan.
( 5 ) K. Katoh, et al.: International Marine Coatings Summit,NACE, Anticorrosion Steel for Pitting corrosion on COTs ofCrude Oil Carrier The NSGP1, Oct. (2007), Shanghai China.
( 6 ) S. Imai, et al.: ISST2007, Onboard Evaluation Results of Newly
Developed Anticorrosion Steel for COTs of VLCC andProposal for Maximum Utilization Method, Sep. (2007),Osaka Japan.
( 7 ) H. Sato, et al.: Tripartite meeting, Anticorrosion Steel for Pitting corrosion on COTs of Crude Oil Carrier The NSGP1,Nov. (2008), Beijing China.
( 8 ) H. Sato, et al.: Tripartite meeting, Anticorrosion Steel for Pitting corrosion on COTs of Crude Oil Carrier The NSGP1,Sep. (2009), Seoul Korea.
株 プレスリリース，(2010) 5. 28.
( 9 ) 新日本製鐵
(10) JAPAN: IMO DE51, CARGO OIL TANK COATING AND
CORROSION PROTECTION, INF.2 / ANNEX 2, Nov.
(2007), 1
12, Bonn Germany.
(11) JAPAN: IMO DE51, CARGO OIL TANK COATING AND
CORROSION PROTECTION, INF.4/ANNEX, Nov. (2007),
511, Bonn Germany.
(12) JAPAN: IMO DE53, Agenda Item 7 CARGO OIL TANKCOATING AND CORROSION PROTECTION, WP/ANNEX
2, Feb. (2010), 315, London United Kingdom.
(13) 国土交通省プレスリリース，(2010) 5. 24.

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