JPH05140764A - 耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管とその製造方法 - Google Patents
耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管とその製造方法Info
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- JPH05140764A JPH05140764A JP32715891A JP32715891A JPH05140764A JP H05140764 A JPH05140764 A JP H05140764A JP 32715891 A JP32715891 A JP 32715891A JP 32715891 A JP32715891 A JP 32715891A JP H05140764 A JPH05140764 A JP H05140764A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 石油精製プラントにおける加熱炉管のような
浸炭性雰囲気中での使用に適した、優れた耐侵炭性を有
するＣｒ−Ｍｏ鋼管を提供する。 【構成】 熱間製管した所定化学成分のＣｒ−Ｍｏ鋼管
を、酸洗または研削等によりデスケールしたのち、光輝
雰囲気炉中で熱処理して表層に緻密なクロム酸化物被膜
を形成してなる鋼管、あるいは熱間製管した所定化学成
分のＣｒ−Ｍｏ鋼管を、酸洗または研削等によりデスケ
ールしたのち、６８０〜７００℃で溶融アルミめっき処
理を施し、ついで７４０〜７６０℃で焼鈍して表面の純
Ａｌ層を拡散合金化してなる。 【効果】 優れた耐侵炭性を有するＣｒ−Ｍｏ鋼管を得
ることができ、石油精製プラントの加熱炉管の長寿命化
を図ると共に、浸炭発生に起因する破壊を低減できる。
浸炭性雰囲気中での使用に適した、優れた耐侵炭性を有
するＣｒ−Ｍｏ鋼管を提供する。 【構成】 熱間製管した所定化学成分のＣｒ−Ｍｏ鋼管
を、酸洗または研削等によりデスケールしたのち、光輝
雰囲気炉中で熱処理して表層に緻密なクロム酸化物被膜
を形成してなる鋼管、あるいは熱間製管した所定化学成
分のＣｒ−Ｍｏ鋼管を、酸洗または研削等によりデスケ
ールしたのち、６８０〜７００℃で溶融アルミめっき処
理を施し、ついで７４０〜７６０℃で焼鈍して表面の純
Ａｌ層を拡散合金化してなる。 【効果】 優れた耐侵炭性を有するＣｒ−Ｍｏ鋼管を得
ることができ、石油精製プラントの加熱炉管の長寿命化
を図ると共に、浸炭発生に起因する破壊を低減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、石油精製プラント、
石油化学プラントなどの加熱炉において、プロセス流体
加熱のために用いる耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管お
よびその製造方法に関する。
石油化学プラントなどの加熱炉において、プロセス流体
加熱のために用いる耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管お
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油精製プラント、石油化学プラントな
どの加熱炉においてプロセス流体加熱のために用いる加
熱炉用鋼管は、ＪＩＳ Ｇ３４６７に規定されている。
このうち、ＳＴＦＡ２６等のクロムモリブデン鋼管は、
石油精製プラントにおける加熱炉用鋼管として使用され
るが、粗製ガスからなる内面流体および外面燃焼雰囲気
ガスによって使用中に内外面が著しく浸炭する。特に最
近の大型化、高収率化に伴う高温操業によって短時間で
の浸炭発生、および浸炭に起因する破壊のため、耐浸炭
性改善のための表面処理が強く望まれている。
どの加熱炉においてプロセス流体加熱のために用いる加
熱炉用鋼管は、ＪＩＳ Ｇ３４６７に規定されている。
このうち、ＳＴＦＡ２６等のクロムモリブデン鋼管は、
石油精製プラントにおける加熱炉用鋼管として使用され
るが、粗製ガスからなる内面流体および外面燃焼雰囲気
ガスによって使用中に内外面が著しく浸炭する。特に最
近の大型化、高収率化に伴う高温操業によって短時間で
の浸炭発生、および浸炭に起因する破壊のため、耐浸炭
性改善のための表面処理が強く望まれている。
【０００３】石油精製プラントにおいて粗製ガスの加熱
を行うための加熱炉用鋼管は、６００℃以上の高温で使
用されるため、主として耐高温酸化性と高温強度を確保
する目的で、ＪＩＳ Ｇ３４６７に規定のＳＴＦＡ２６
の９％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼管が使用される。９％Ｃｒ−１
％Ｍｏ鋼管は、マンネスマン・マンドレルミル、マンネ
スマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル等によ
って熱間製管を行い、寸法制約のある場合は、必要に応
じて冷間仕上げを行ったのち、材料として所定の強度、
靭性等の性能を付与するための熱処理を施して製造され
る。加熱炉管としては、曲げ加工、溶接によってパネル
構造としたのち、応力除去のための焼鈍を行って使用さ
れる。石油精製プラントで使用する加熱炉管は、内面流
体である粗製ガスおよび外面燃焼雰囲気ガスによって内
外面から浸炭が発生する。特に６００℃を超える高温で
使用される場合は、１年間で内外面とも１ｍｍ以上の深
さで浸炭し、材料の延性、靭性の低下を招いている。
を行うための加熱炉用鋼管は、６００℃以上の高温で使
用されるため、主として耐高温酸化性と高温強度を確保
する目的で、ＪＩＳ Ｇ３４６７に規定のＳＴＦＡ２６
の９％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼管が使用される。９％Ｃｒ−１
％Ｍｏ鋼管は、マンネスマン・マンドレルミル、マンネ
スマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル等によ
って熱間製管を行い、寸法制約のある場合は、必要に応
じて冷間仕上げを行ったのち、材料として所定の強度、
靭性等の性能を付与するための熱処理を施して製造され
る。加熱炉管としては、曲げ加工、溶接によってパネル
構造としたのち、応力除去のための焼鈍を行って使用さ
れる。石油精製プラントで使用する加熱炉管は、内面流
体である粗製ガスおよび外面燃焼雰囲気ガスによって内
外面から浸炭が発生する。特に６００℃を超える高温で
使用される場合は、１年間で内外面とも１ｍｍ以上の深
さで浸炭し、材料の延性、靭性の低下を招いている。
【０００４】鋼材の耐浸炭性を向上させる方法として
は、例えば、２５％Ｃｒ−２０％Ｎｉ鋳鋼の耐浸炭性向
上に有効な合金元素としてＡｌ、Ｚｒが最も効果が大き
い（山崎大蔵ら、三菱重工技報、Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．
５、Ｐ９４〜Ｐ１００「反応管用耐熱鋳鋼の浸炭現象に
関する研究」）、Ｃ：０．０１％以下、Ｃｒ：３〜１８
％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｓｉ：０．１％以下、
Ｎ：０．００４％以下、Ａｌ：０．００５〜０．０８％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
板に溶融アルミめっきを施す（特開昭６１−６２６１号
公報）等が提案されている。
は、例えば、２５％Ｃｒ−２０％Ｎｉ鋳鋼の耐浸炭性向
上に有効な合金元素としてＡｌ、Ｚｒが最も効果が大き
い（山崎大蔵ら、三菱重工技報、Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．
５、Ｐ９４〜Ｐ１００「反応管用耐熱鋳鋼の浸炭現象に
関する研究」）、Ｃ：０．０１％以下、Ｃｒ：３〜１８
％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｓｉ：０．１％以下、
Ｎ：０．００４％以下、Ａｌ：０．００５〜０．０８％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
板に溶融アルミめっきを施す（特開昭６１−６２６１号
公報）等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記山崎大蔵ら、三菱
重工技報、Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．５、Ｐ９４〜Ｐ１００
に開示されているのは、２５％Ｃｒ−２０％Ｎｉ鋳鋼母
材にＡｌまたはＺｒを添加して耐浸炭性を向上させるも
のであり、ＡｌまたはＺｒの添加によって母材の機械的
特性が変化する恐れがあり、母材の機械的特性を変えず
に浸炭性を向上させることができない。また、特開昭６
１−６２６１号公報に開示の鋼板は、３〜１８％Ｃｒ鋼
板に溶融アルミめっきを施すことによって、耐食性を向
上させ、自動車用マフラーの凝縮水による腐食を防止す
るものであって、耐浸炭性を向上させるものではない。
重工技報、Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．５、Ｐ９４〜Ｐ１００
に開示されているのは、２５％Ｃｒ−２０％Ｎｉ鋳鋼母
材にＡｌまたはＺｒを添加して耐浸炭性を向上させるも
のであり、ＡｌまたはＺｒの添加によって母材の機械的
特性が変化する恐れがあり、母材の機械的特性を変えず
に浸炭性を向上させることができない。また、特開昭６
１−６２６１号公報に開示の鋼板は、３〜１８％Ｃｒ鋼
板に溶融アルミめっきを施すことによって、耐食性を向
上させ、自動車用マフラーの凝縮水による腐食を防止す
るものであって、耐浸炭性を向上させるものではない。
【０００６】この発明の目的は、石油精製プラントにお
ける加熱炉管のように、浸炭性雰囲気中での使用に適し
た耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管およびその製造方法
を提供することにある。
ける加熱炉管のように、浸炭性雰囲気中での使用に適し
た耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管およびその製造方法
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、一般に
マンネスマン・マンドレルミル、マンネスマン・プラグ
ミル、ユジーン・セジュルネミル等で熱間製管された鋼
管は、製管中に高温で大気中に晒されるため、表面に厚
くて多孔質な鉄主体の酸化スケールが生成している。ま
た地金の鋼の表層面は、Ｃｒが優先的に酸化されるた
め、１０〜２０μｍの厚さでＣｒが欠乏した脱クロム層
が形成されているので、本来のＣｒ含有量に相当する耐
食性が十分に得られ難い状況にある。したがって、熱間
製管されたＣｒ−Ｍｏ鋼管表面に生成した鉄主体の多孔
質な酸化スケールを研削、酸洗等によって除去し、光輝
雰囲気で熱処理して表面に緻密なＣｒ2Ｏ3被膜を形成す
ることによって耐浸炭性、耐食性を確保することが可能
になることを確認した。また、熱間製管されたＣｒ−Ｍ
ｏ鋼管表面に生成した鉄主体の多孔質な酸化スケールを
研削、酸洗等によって除去したのち、所定の温度で溶融
アルミめっき処理を施し、所定の焼鈍条件で焼鈍を行う
ことによって、耐浸炭性が大幅に向上することを見い出
し、この発明に到達した。
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、一般に
マンネスマン・マンドレルミル、マンネスマン・プラグ
ミル、ユジーン・セジュルネミル等で熱間製管された鋼
管は、製管中に高温で大気中に晒されるため、表面に厚
くて多孔質な鉄主体の酸化スケールが生成している。ま
た地金の鋼の表層面は、Ｃｒが優先的に酸化されるた
め、１０〜２０μｍの厚さでＣｒが欠乏した脱クロム層
が形成されているので、本来のＣｒ含有量に相当する耐
食性が十分に得られ難い状況にある。したがって、熱間
製管されたＣｒ−Ｍｏ鋼管表面に生成した鉄主体の多孔
質な酸化スケールを研削、酸洗等によって除去し、光輝
雰囲気で熱処理して表面に緻密なＣｒ2Ｏ3被膜を形成す
ることによって耐浸炭性、耐食性を確保することが可能
になることを確認した。また、熱間製管されたＣｒ−Ｍ
ｏ鋼管表面に生成した鉄主体の多孔質な酸化スケールを
研削、酸洗等によって除去したのち、所定の温度で溶融
アルミめっき処理を施し、所定の焼鈍条件で焼鈍を行う
ことによって、耐浸炭性が大幅に向上することを見い出
し、この発明に到達した。
【０００８】すなわちこの発明は、マンネスマン・マン
ドレルミル、マンネスマン・プラグミル、ユジーン・セ
ジュルネミル等を用いて熱間製管したＣ：０．２５％以
下、Ｓｉ：０．１０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜
１．００％、Ｐ≦０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃ
ｒ：８．００〜１３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５
０％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎ
ｂ：０．１５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物からなるデスケールした鋼管の表層に、緻密な
Ｃｒ酸化物被膜を形成してなる耐浸炭性に優れたＣｒ−
Ｍｏ鋼管である。
ドレルミル、マンネスマン・プラグミル、ユジーン・セ
ジュルネミル等を用いて熱間製管したＣ：０．２５％以
下、Ｓｉ：０．１０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜
１．００％、Ｐ≦０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃ
ｒ：８．００〜１３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５
０％、Ｎｉ：１．００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎ
ｂ：０．１５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物からなるデスケールした鋼管の表層に、緻密な
Ｃｒ酸化物被膜を形成してなる耐浸炭性に優れたＣｒ−
Ｍｏ鋼管である。
【０００９】また、マンネスマン・マンドレルミル、マ
ンネスマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル等
を用いて熱間製管したＣ：０．２５％以下、Ｓｉ：０．
１０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｐ≦
０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．００〜１
３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎｉ：１．
００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．１５％以
下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる
デスケールした鋼管の内外面に、溶融アルミめっき被膜
を形成してなる耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管であ
る。
ンネスマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル等
を用いて熱間製管したＣ：０．２５％以下、Ｓｉ：０．
１０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｐ≦
０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．００〜１
３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎｉ：１．
００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．１５％以
下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる
デスケールした鋼管の内外面に、溶融アルミめっき被膜
を形成してなる耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管であ
る。
【００１０】さらに、マンネスマン・マンドレルミル、
マンネスマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル
等を用いて熱間製管したＣ：０．２５％以下、Ｓｉ：
０．１０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、
Ｐ≦０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．００
〜１３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎｉ：
１．００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．１５
％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物から
なる鋼管を、酸洗あるいは研削等で完全にデスケールし
たのち、光輝雰囲気炉で熱処理を施して表層に緻密なＣ
ｒ酸化物被膜を形成するのである。
マンネスマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル
等を用いて熱間製管したＣ：０．２５％以下、Ｓｉ：
０．１０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、
Ｐ≦０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．００
〜１３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎｉ：
１．００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．１５
％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物から
なる鋼管を、酸洗あるいは研削等で完全にデスケールし
たのち、光輝雰囲気炉で熱処理を施して表層に緻密なＣ
ｒ酸化物被膜を形成するのである。
【００１１】さらにまた、マンネスマン・マンドレルミ
ル、マンネスマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネ
ミル等を用いて熱間製管し、強度、加工性等を適正化す
るための適当な熱処理を施したＣ：０．２５％以下、Ｓ
ｉ：０．１０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００
％、Ｐ≦０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．
００〜１３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎ
ｉ：１．００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．
１５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなる鋼管を、酸洗あるいは研削等で完全にデスケー
ルしたのち、６８０〜７００℃で溶融アルミめっき処理
を施し、ついで７４０〜７６０℃で１〜２時間の焼鈍を
行うのである。
ル、マンネスマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネ
ミル等を用いて熱間製管し、強度、加工性等を適正化す
るための適当な熱処理を施したＣ：０．２５％以下、Ｓ
ｉ：０．１０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００
％、Ｐ≦０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．
００〜１３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎ
ｉ：１．００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．
１５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなる鋼管を、酸洗あるいは研削等で完全にデスケー
ルしたのち、６８０〜７００℃で溶融アルミめっき処理
を施し、ついで７４０〜７６０℃で１〜２時間の焼鈍を
行うのである。
【００１２】
【作用】この発明の鋼成分を上記のように限定した理由
について詳細に説明する。Ｃは強度を高める元素である
が、耐食性、加工性を劣化させやすい傾向があるので、
加工性、溶接性の面から０．２５％以下とした。Ｓｉは
脱酸の目的で０．１％以上添加するが、１．０％を超え
ると熱間加工性を阻害するので、０．１〜１．０％とし
た。Ｍｎは熱間加工性と強度上昇のために有効な元素で
あるが、０．３％以上で効果があり、本鋼種では１．０
％で十分なため、０．３〜１．０％とした。Ｐは靭性か
ら、Ｓは鋼質および加工性と靭性面より上限を０．０３
０％とした。Ｃｒは鋼の耐食性、耐酸化性を向上させる
に有効な元素で、８％以上の添加によって鋼材表面に緻
密なＣｒ2Ｏ3の被膜を形成し、良好な耐食性、耐酸化性
が得られるが、１３％を超えると相変態の様相が異なっ
て熱間加工性を阻害するので、８〜１３％とした。Ｍｏ
は高温強度を高める元素であるが、８〜１３％Ｃｒ鋼に
おいて６００℃以上での強度に効果を示すには０．８０
％以上の添加が必要であるが、２．５％を超えて添加し
てもさらなる強度上昇が得られないので、０．８０〜
２．５０％とした。Ｎｉ、Ｖ、Ｎｂについては、この発
明の目的である耐浸炭性向上のためには特に添加する必
要がないが、上記Ｃｒ、Ｍｏを含有する鋼管において、
熱間加工性改善を目的として、Ｎｉを１．００％以下添
加したり、特に強度を高める目的でＶを０．４０％以
下、Ｎｂを０．１５％以下添加することができる。
について詳細に説明する。Ｃは強度を高める元素である
が、耐食性、加工性を劣化させやすい傾向があるので、
加工性、溶接性の面から０．２５％以下とした。Ｓｉは
脱酸の目的で０．１％以上添加するが、１．０％を超え
ると熱間加工性を阻害するので、０．１〜１．０％とし
た。Ｍｎは熱間加工性と強度上昇のために有効な元素で
あるが、０．３％以上で効果があり、本鋼種では１．０
％で十分なため、０．３〜１．０％とした。Ｐは靭性か
ら、Ｓは鋼質および加工性と靭性面より上限を０．０３
０％とした。Ｃｒは鋼の耐食性、耐酸化性を向上させる
に有効な元素で、８％以上の添加によって鋼材表面に緻
密なＣｒ2Ｏ3の被膜を形成し、良好な耐食性、耐酸化性
が得られるが、１３％を超えると相変態の様相が異なっ
て熱間加工性を阻害するので、８〜１３％とした。Ｍｏ
は高温強度を高める元素であるが、８〜１３％Ｃｒ鋼に
おいて６００℃以上での強度に効果を示すには０．８０
％以上の添加が必要であるが、２．５％を超えて添加し
てもさらなる強度上昇が得られないので、０．８０〜
２．５０％とした。Ｎｉ、Ｖ、Ｎｂについては、この発
明の目的である耐浸炭性向上のためには特に添加する必
要がないが、上記Ｃｒ、Ｍｏを含有する鋼管において、
熱間加工性改善を目的として、Ｎｉを１．００％以下添
加したり、特に強度を高める目的でＶを０．４０％以
下、Ｎｂを０．１５％以下添加することができる。
【００１３】この発明においては、熱間製管されたＣｒ
−Ｍｏ鋼管表面に生成した鉄主体の多孔質な酸化スケー
ルを研削、酸洗等によって除去し、光輝雰囲気で熱処理
して表面に緻密なＣｒ2Ｏ3被膜を形成したから、耐食性
を確保することが可能になると共に、比較的良好な耐浸
炭性を得ることができる。これは、一般にマンネスマン
・マンドレルミル、マンネスマン・プラグミル、ユジー
ン・セジュルネミル等で熱間製管された鋼管は、製管中
に高温で大気中に晒されるため、表面に厚くて多孔質な
鉄主体の酸化スケールが生成している。また地金の鋼の
表層面は、Ｃｒが優先的に酸化されるため、１０〜２０
μｍの厚さでＣｒが欠乏した脱クロム層が形成されてい
るので、本来のＣｒ含有量に相当する耐食性が十分に得
られ難い状況にあるが、鋼管表面に生成した鉄主体の多
孔質な酸化スケールが研削、酸洗等によって完全に除去
された状態で、光輝雰囲気で熱処理することによって、
表面に緻密なＣｒ2Ｏ3被膜が形成されるためである。
−Ｍｏ鋼管表面に生成した鉄主体の多孔質な酸化スケー
ルを研削、酸洗等によって除去し、光輝雰囲気で熱処理
して表面に緻密なＣｒ2Ｏ3被膜を形成したから、耐食性
を確保することが可能になると共に、比較的良好な耐浸
炭性を得ることができる。これは、一般にマンネスマン
・マンドレルミル、マンネスマン・プラグミル、ユジー
ン・セジュルネミル等で熱間製管された鋼管は、製管中
に高温で大気中に晒されるため、表面に厚くて多孔質な
鉄主体の酸化スケールが生成している。また地金の鋼の
表層面は、Ｃｒが優先的に酸化されるため、１０〜２０
μｍの厚さでＣｒが欠乏した脱クロム層が形成されてい
るので、本来のＣｒ含有量に相当する耐食性が十分に得
られ難い状況にあるが、鋼管表面に生成した鉄主体の多
孔質な酸化スケールが研削、酸洗等によって完全に除去
された状態で、光輝雰囲気で熱処理することによって、
表面に緻密なＣｒ2Ｏ3被膜が形成されるためである。
【００１４】また、この発明においては、溶融アルミめ
っき前に熱間製管されたＣｒ−Ｍｏ鋼管表面に生成した
鉄主体の多孔質な酸化スケールを除去するのは、酸化ス
ケールが付着したままでは正常なアルミめっき被膜が形
成されないからである。溶融アルミめっき処理条件を温
度６８０〜７００℃、処理時間１０〜３０分としたの
は、実用上の耐浸炭性を満たすためのアルミめっき被膜
厚さとして、Ｆｅ−Ａｌ合金層５０〜１５０μｍ、純Ａ
ｌ層２０〜５０μｍ、合計付着量２００〜３００ｇ／ｍ
2を得るためには、図１に示すとおり、６８０〜７００
℃で１０〜３０分の処理が必要であるからである。
っき前に熱間製管されたＣｒ−Ｍｏ鋼管表面に生成した
鉄主体の多孔質な酸化スケールを除去するのは、酸化ス
ケールが付着したままでは正常なアルミめっき被膜が形
成されないからである。溶融アルミめっき処理条件を温
度６８０〜７００℃、処理時間１０〜３０分としたの
は、実用上の耐浸炭性を満たすためのアルミめっき被膜
厚さとして、Ｆｅ−Ａｌ合金層５０〜１５０μｍ、純Ａ
ｌ層２０〜５０μｍ、合計付着量２００〜３００ｇ／ｍ
2を得るためには、図１に示すとおり、６８０〜７００
℃で１０〜３０分の処理が必要であるからである。
【００１５】溶融アルミめっき後に焼鈍を行うのは、め
っきのままの被膜は、地金の鋼側にＦｅ−Ａｌ合金層、
表面側に純Ａｌ層の二層構造になっており、高温での使
用においては熱膨張率の差によって表層の純Ａｌ層が剥
離するため、予め焼鈍して純Ａｌ層を拡散合金化し、Ｆ
ｅ−Ａｌ合金層に単層化するためである。この焼鈍にお
ける焼鈍条件を７４０〜７６０℃で１〜２時間としたの
は、経済性と能率を考慮して純Ａｌ層を完全に拡散させ
るためには７４０℃で１時間以上が必要であり、７６０
℃を超えると熱間製管後における材料の最終熱処理温度
より高くなるために地金の強度低下を招くからである。
っきのままの被膜は、地金の鋼側にＦｅ−Ａｌ合金層、
表面側に純Ａｌ層の二層構造になっており、高温での使
用においては熱膨張率の差によって表層の純Ａｌ層が剥
離するため、予め焼鈍して純Ａｌ層を拡散合金化し、Ｆ
ｅ−Ａｌ合金層に単層化するためである。この焼鈍にお
ける焼鈍条件を７４０〜７６０℃で１〜２時間としたの
は、経済性と能率を考慮して純Ａｌ層を完全に拡散させ
るためには７４０℃で１時間以上が必要であり、７６０
℃を超えると熱間製管後における材料の最終熱処理温度
より高くなるために地金の強度低下を招くからである。
【００１６】石油精製プラントの加熱炉管のパネル構造
には、Ｕ字形曲げ部がある。アルミめっき鋼管は、Ｆｅ
−Ａｌ合金層の延性が乏しいため曲げ加工によって割れ
が発生する。このため、曲げ部は熱間製管した鋼管の曲
げ加工を行ったのち、めっき処理するのが得策である。
アルミめっき鋼管は、溶融アルミめっき処理におけるめ
っき浴の温度によって熱変形が生じており、曲り矯正が
必要で、その後に溶接によるパネル組立てを行って最終
的に応力除去焼鈍を行う。Ｆｅ−Ａｌ合金層は、硬くて
脆いために小さな歪で割れを生じやすく、一方、純Ａｌ
層は、軟らかくて延性があるので、めっき処理後の曲り
矯正は、純Ａｌ層の存在する焼鈍前に行うのが好まし
い。この場合には、純Ａｌ層を拡散させるための焼鈍で
再び曲りを発生させるのは好ましいことではなく、ま
た、純Ａｌ層の拡散焼鈍と最終応力除去焼鈍は、同様な
温度であり、二回の焼鈍を行うのは不経済でもあるの
で、めっき直後に曲り矯正した鋼管を溶接によるパネル
組立てを行ったのち、応力除去焼鈍で純Ａｌ層の拡散も
同時に行うのが好ましい。
には、Ｕ字形曲げ部がある。アルミめっき鋼管は、Ｆｅ
−Ａｌ合金層の延性が乏しいため曲げ加工によって割れ
が発生する。このため、曲げ部は熱間製管した鋼管の曲
げ加工を行ったのち、めっき処理するのが得策である。
アルミめっき鋼管は、溶融アルミめっき処理におけるめ
っき浴の温度によって熱変形が生じており、曲り矯正が
必要で、その後に溶接によるパネル組立てを行って最終
的に応力除去焼鈍を行う。Ｆｅ−Ａｌ合金層は、硬くて
脆いために小さな歪で割れを生じやすく、一方、純Ａｌ
層は、軟らかくて延性があるので、めっき処理後の曲り
矯正は、純Ａｌ層の存在する焼鈍前に行うのが好まし
い。この場合には、純Ａｌ層を拡散させるための焼鈍で
再び曲りを発生させるのは好ましいことではなく、ま
た、純Ａｌ層の拡散焼鈍と最終応力除去焼鈍は、同様な
温度であり、二回の焼鈍を行うのは不経済でもあるの
で、めっき直後に曲り矯正した鋼管を溶接によるパネル
組立てを行ったのち、応力除去焼鈍で純Ａｌ層の拡散も
同時に行うのが好ましい。
【００１７】
実施例１ マンネスマン・マンドレルミルを用いて熱間製管した外
径８８．９ｍｍ、肉厚６．０ｍｍの表１に示す化学成分
のＣｒ−Ｍｏ鋼管について、従来法１は、光輝炉加熱に
より９５０℃で１０分間保持したのち、７５０℃で６０
分間熱処理して常温まで冷却し、ついでＪＩＳ Ｇ０５
５１に規定の浸炭試験法に基づいて、浸炭剤中で７４０
℃で１１０時間加熱し浸炭試験を実施した。従来法２
は、光輝炉加熱により９５０℃で１０分間保持したの
ち、７５０℃で６０分間熱処理して常温まで冷却し、つ
いで大気加熱により７４０℃で６０分間焼鈍をおこなっ
たのち、ＪＩＳ Ｇ０５５１に規定の浸炭試験法に基づ
いて、浸炭剤中で７４０℃で１１０時間、または９２５
℃で１００時間加熱し浸炭試験を実施した。本発明法１
は、前記Ｃｒ−Ｍｏ鋼管について、表層０．２ｍｍを研
削により除去してデスケールしたのち、光輝炉加熱によ
り９５０℃で１０分間保持したのち、７５０℃で６０分
間の熱処理を施して常温まで冷却し、ついで浸炭剤中で
７４０℃で１１０時間加熱し浸炭試験を実施した。本発
明法２は、前記Ｃｒ−Ｍｏ鋼管について、表層０．２ｍ
ｍを研削により除去してデスケールしたのち、光輝炉加
熱により９５０℃で１０分間保持した後、７５０℃で６
０分間熱処理して常温まで冷却し、ついで大気加熱によ
り７４０℃で６０分間焼鈍を行ったのち、浸炭剤中で７
４０℃で１１０時間加熱し浸炭試験を実施した。本発明
法３は、前記Ｃｒ−Ｍｏ鋼管について、硫酸洗浄したの
ち弗硝酸洗浄によりデスケールし、光輝炉加熱により９
５０℃で１０分間保持したのち、７５０℃で６０分間熱
処理して常温まで冷却し、ついで浸炭剤中で７４０℃で
１１０時間加熱し浸炭試験を実施した。本発明法４は、
前記Ｃｒ−Ｍｏ鋼管について、硫酸洗浄したのち弗硝酸
洗浄によりデスケールし、光輝炉加熱により９５０℃で
１０分間保持したのち、７５０℃で６０分間熱処理して
常温まで冷却し、ついで大気加熱により７４０℃で６０
分間焼鈍をおこなったのち、浸炭剤中で７４０℃で１１
０時間加熱して浸炭試験を実施した。本発明法５は、Ｃ
ｒ−Ｍｏ鋼管について、光輝炉加熱により９５０℃で１
０分間保持したのち、７５０℃で６０分間熱処理して常
温まで冷却し、硫酸洗浄したのち弗硝酸洗浄によりデス
ケールし、６９０℃で２０分間溶融アルミめっき処理
し、ついで大気加熱により７４０℃で６０分間焼鈍をお
こなったのち、浸炭剤中で７４０℃で１１０時間、また
は９２５℃で１００時間加熱して浸炭試験を実施した。
その結果を表２に示す。なお、表２中の浸炭試験結果欄
の、◎は浸炭なし、○は局部浸炭、×は全面浸炭を示
し、（）内の数字は浸炭深さを示す。
径８８．９ｍｍ、肉厚６．０ｍｍの表１に示す化学成分
のＣｒ−Ｍｏ鋼管について、従来法１は、光輝炉加熱に
より９５０℃で１０分間保持したのち、７５０℃で６０
分間熱処理して常温まで冷却し、ついでＪＩＳ Ｇ０５
５１に規定の浸炭試験法に基づいて、浸炭剤中で７４０
℃で１１０時間加熱し浸炭試験を実施した。従来法２
は、光輝炉加熱により９５０℃で１０分間保持したの
ち、７５０℃で６０分間熱処理して常温まで冷却し、つ
いで大気加熱により７４０℃で６０分間焼鈍をおこなっ
たのち、ＪＩＳ Ｇ０５５１に規定の浸炭試験法に基づ
いて、浸炭剤中で７４０℃で１１０時間、または９２５
℃で１００時間加熱し浸炭試験を実施した。本発明法１
は、前記Ｃｒ−Ｍｏ鋼管について、表層０．２ｍｍを研
削により除去してデスケールしたのち、光輝炉加熱によ
り９５０℃で１０分間保持したのち、７５０℃で６０分
間の熱処理を施して常温まで冷却し、ついで浸炭剤中で
７４０℃で１１０時間加熱し浸炭試験を実施した。本発
明法２は、前記Ｃｒ−Ｍｏ鋼管について、表層０．２ｍ
ｍを研削により除去してデスケールしたのち、光輝炉加
熱により９５０℃で１０分間保持した後、７５０℃で６
０分間熱処理して常温まで冷却し、ついで大気加熱によ
り７４０℃で６０分間焼鈍を行ったのち、浸炭剤中で７
４０℃で１１０時間加熱し浸炭試験を実施した。本発明
法３は、前記Ｃｒ−Ｍｏ鋼管について、硫酸洗浄したの
ち弗硝酸洗浄によりデスケールし、光輝炉加熱により９
５０℃で１０分間保持したのち、７５０℃で６０分間熱
処理して常温まで冷却し、ついで浸炭剤中で７４０℃で
１１０時間加熱し浸炭試験を実施した。本発明法４は、
前記Ｃｒ−Ｍｏ鋼管について、硫酸洗浄したのち弗硝酸
洗浄によりデスケールし、光輝炉加熱により９５０℃で
１０分間保持したのち、７５０℃で６０分間熱処理して
常温まで冷却し、ついで大気加熱により７４０℃で６０
分間焼鈍をおこなったのち、浸炭剤中で７４０℃で１１
０時間加熱して浸炭試験を実施した。本発明法５は、Ｃ
ｒ−Ｍｏ鋼管について、光輝炉加熱により９５０℃で１
０分間保持したのち、７５０℃で６０分間熱処理して常
温まで冷却し、硫酸洗浄したのち弗硝酸洗浄によりデス
ケールし、６９０℃で２０分間溶融アルミめっき処理
し、ついで大気加熱により７４０℃で６０分間焼鈍をお
こなったのち、浸炭剤中で７４０℃で１１０時間、また
は９２５℃で１００時間加熱して浸炭試験を実施した。
その結果を表２に示す。なお、表２中の浸炭試験結果欄
の、◎は浸炭なし、○は局部浸炭、×は全面浸炭を示
し、（）内の数字は浸炭深さを示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】表２に示すとおり、研削または酸洗による
脱スケールしたＣｒ−Ｍｏ鋼管あるいは研削または酸洗
により脱スケールしたのち、アルミめっき処理した本発
明法のＣｒ−Ｍｏ鋼管は、脱スケールとアルミめっき処
理を行わない従来法のＣｒ−Ｍｏ鋼管に比較し、浸炭試
験において浸炭を大幅に軽減ないしは皆無とすることが
できる。
脱スケールしたＣｒ−Ｍｏ鋼管あるいは研削または酸洗
により脱スケールしたのち、アルミめっき処理した本発
明法のＣｒ−Ｍｏ鋼管は、脱スケールとアルミめっき処
理を行わない従来法のＣｒ−Ｍｏ鋼管に比較し、浸炭試
験において浸炭を大幅に軽減ないしは皆無とすることが
できる。
【００２１】実施例２ マンネスマン・マンドレルミルを用いて熱間製管した外
径８８．９ｍｍ、肉厚６．０ｍｍの表３に示す化学成分
の５種の鋼管について、表層０．２ｍｍを研削により除
去してデスケールしたのち、光輝炉加熱により９５０℃
で１０分間保持したのち、７５０℃で６０分間熱処理し
て常温まで冷却し、ついで大気加熱により７４０℃で６
０分間焼鈍をおこなったのち、浸炭剤中で７４０℃で１
１０時間加熱し浸炭試験を実施した。その結果を表４に
示す。なお、表４中の浸炭試験結果欄の○は局部浸炭、
×は全面浸炭を示す。
径８８．９ｍｍ、肉厚６．０ｍｍの表３に示す化学成分
の５種の鋼管について、表層０．２ｍｍを研削により除
去してデスケールしたのち、光輝炉加熱により９５０℃
で１０分間保持したのち、７５０℃で６０分間熱処理し
て常温まで冷却し、ついで大気加熱により７４０℃で６
０分間焼鈍をおこなったのち、浸炭剤中で７４０℃で１
１０時間加熱し浸炭試験を実施した。その結果を表４に
示す。なお、表４中の浸炭試験結果欄の○は局部浸炭、
×は全面浸炭を示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】表４に示すとおり、本発明法の鋼管は、比
較例の鋼管の全面浸炭に比べ、局部浸炭と耐浸炭性が大
幅に改善されている。
較例の鋼管の全面浸炭に比べ、局部浸炭と耐浸炭性が大
幅に改善されている。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
石油精製プラント等の加熱炉管として適した優れた耐浸
炭性を有するＣｒ−Ｍｏ鋼管を得ることができ、加熱炉
管の長寿命化を図ることができると共に、加熱炉管の浸
炭発生に起因する破壊を低減することができる。
石油精製プラント等の加熱炉管として適した優れた耐浸
炭性を有するＣｒ−Ｍｏ鋼管を得ることができ、加熱炉
管の長寿命化を図ることができると共に、加熱炉管の浸
炭発生に起因する破壊を低減することができる。
【図１】Ａｌめっき処理における温度、めっき処理時間
と平均付着量、合金層厚さ、純Ａｌ層厚さとの関係を示
すグラフである。
と平均付着量、合金層厚さ、純Ａｌ層厚さとの関係を示
すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｄ 11/38 Ｂ // Ｃ２１Ｄ 9/08 Ｚ
Claims (4)
- 【請求項１】 マンネスマン・マンドレルミル、マンネ
スマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル等を用
いて熱間製管したＣ：０．２５％以下、Ｓｉ：０．１０
〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｐ≦０．
０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．００〜１３．
００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎｉ：１．００
％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．１５％以下を
含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるデス
ケールした鋼管の表層に、緻密なＣｒ酸化物被膜を形成
してなる耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管。 - 【請求項２】 マンネスマン・マンドレルミル、マンネ
スマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル等を用
いて熱間製管したＣ：０．２５％以下、Ｓｉ：０．１０
〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｐ≦０．
０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．００〜１３．
００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎｉ：１．００
％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．１５％以下を
含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるデス
ケールした鋼管の内外面に、溶融アルミめっき被膜を形
成してなる耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管。 - 【請求項３】 マンネスマン・マンドレルミル、マンネ
スマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル等を用
いて熱間製管したＣ：０．２５％以下、Ｓｉ：０．１０
〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｐ≦０．
０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．００〜１３．
００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎｉ：１．００
％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．１５％以下を
含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼管
を、酸洗あるいは研削等で完全にデスケールしたのち、
光輝雰囲気炉で熱処理を施して表層に緻密なＣｒ酸化物
被膜を形成することを特徴とする耐浸炭性に優れたＣｒ
−Ｍｏ鋼管の製造方法。 - 【請求項４】 マンネスマン・マンドレルミル、マンネ
スマン・プラグミル、ユジーン・セジュルネミル等を用
いて熱間製管し、強度、加工性等を適正化するための適
当な熱処理を施したＣ：０．２５％以下、Ｓｉ：０．１
０〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｐ≦
０．０３０％、Ｓ≦０．０３０％、Ｃｒ：８．００〜１
３．００％、Ｍｏ：０．８０〜２．５０％、Ｎｉ：１．
００％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．１５％以
下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる
鋼管を、酸洗あるいは研削等で完全にデスケールしたの
ち、６８０〜７００℃で溶融アルミめっき処理を施し、
ついで７４０〜７６０℃で１〜２時間の焼鈍を行うこと
を特徴とする耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32715891A JPH05140764A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32715891A JPH05140764A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05140764A true JPH05140764A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=18195959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32715891A Pending JPH05140764A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 耐浸炭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼管とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05140764A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009120943A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-06-04 | Nippon Steel Corp | 耐酸化性及びスポット溶接性に優れたアルミニウム系合金めっき鋼板 |
| JP2013011437A (ja) * | 2005-12-21 | 2013-01-17 | Exxonmobil Research & Engineering Co | ファウリングを抑制させるための耐食材料、改良された耐食性およびファウリング抵抗性を有する伝熱装置、およびファウリングを抑制させるための方法 |
| JP5469274B1 (ja) * | 2013-06-27 | 2014-04-16 | 日光金属株式会社 | 表面改質処理方法及び表面改質処理装置 |
| CN111575622A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-25 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种具有优异涂装性能的热成形零部件用的镀铝钢板及其制造方法及热成形零部件 |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP32715891A patent/JPH05140764A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013011437A (ja) * | 2005-12-21 | 2013-01-17 | Exxonmobil Research & Engineering Co | ファウリングを抑制させるための耐食材料、改良された耐食性およびファウリング抵抗性を有する伝熱装置、およびファウリングを抑制させるための方法 |
| JP2009120943A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-06-04 | Nippon Steel Corp | 耐酸化性及びスポット溶接性に優れたアルミニウム系合金めっき鋼板 |
| JP5469274B1 (ja) * | 2013-06-27 | 2014-04-16 | 日光金属株式会社 | 表面改質処理方法及び表面改質処理装置 |
| CN111575622A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-25 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种具有优异涂装性能的热成形零部件用的镀铝钢板及其制造方法及热成形零部件 |
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