乙醇储存及输送设备用钢制造技术

本发明专利技术提供一种乙醇储存及输送设备用钢，以质量％计，其含有C：0.02～0.3％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.1～2.0％、P：0.003～0.03％、S：0.01％以下、Al：0.005～0.100％、N：0.0010～0.010％，且Al与N的含量比满足2.0≤Al/N≤70.0，还含有选自W：0.010～0.5％及Mo：0.010～0.5％中的至少一种，且含有选自Sb：0.01～0.5％及Sn：0.01～0.3％中的至少一种，余量由Fe及不可避免的杂质构成。

Steel for storage and transport of ethanol

The invention provides an ethanol storage and steel conveying equipment, to the quality of its containing C:0.02%, ~ 0.3%, Si:0.01 ~ 1%, Mn:0.1 ~ 2%, P:0.003 ~ 0.03%, S:0.01%, Al:0.005 ~ 0.100%, N:0.0010 ~ 0.010%, and the content of Al and N than meet Al/N = 2 ~ 70, also contains from W:0.010 ~ 0.5% and Mo:0.010 ~ 0.5% in at least one, and contains from Sb:0.01 ~ 0.5% and Sn:0.01 ~ 0.3% in at least one, the remainder comprising Fe and inevitable impurities form.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】乙醇储存及输送设备用钢
本专利技术涉及适合用作乙醇储存及输送用设备构件的结构用钢。即，本专利技术的钢适合作为乙醇储存设备构件、乙醇输送设备构件的原材料。另外，本专利技术的钢涉及能够在含有羧酸、氯离子、水的乙醇、特别是生物乙醇的腐蚀环境下使用的、耐乙醇腐蚀性优异的结构用钢。
技术介绍
生物乙醇主要将玉米、小麦等的糖分进行分解、纯化来制造。近年来，生物乙醇作为石油(汽油)的替代燃料以及作为与汽油混合的燃料在世界各地被广泛使用，其用量有逐年增加的倾向。因此，尽管在存储、运输生物乙醇的工序或与汽油混合的工序等中，生物乙醇的处理量有所增加，但从生物乙醇的腐蚀性高的观点考虑、即从发生点蚀、特别是应力腐蚀开裂(SCC)的观点考虑，其处理仍然困难。对于生物乙醇而言，在其制造工序中含有乙酸、氯离子作为极微量杂质的情况、在存储中吸水、混进溶解氧的情况，成为腐蚀性增强的一个原因。特别是生物乙醇导致的SCC，存在一旦产生就会引起严重的生物乙醇泄漏事故的危险性。因此，生物乙醇导致的SCC被认为是最严重问题的腐蚀现象，可以认为在运营上重要的是防患于未然。如上所述，存在以下缺点：实施了用于耐乙醇的措施的设备、例如罐，只有使用了耐乙醇腐蚀性优异的有机包覆材料、不锈钢、不锈钢包层钢的罐才能安全地处理生物乙醇。而且存在生物乙醇的输送也无法使用现有的输送石油的管道等的问题。这样，在处理生物乙醇的设备需要很高成本方面仍然遗留问题。作为想要解决上述的问题的方法，例如在专利文献1中，作为生物燃料对策，提出了一种对含有5～25质量％的Ni的罐用钢材实施锌-镍镀敷、在该镀层上实施不含6价铬的化学法表面处理的方法。根据该方法，含乙醇汽油中的耐腐蚀性变得良好。另外，在专利文献2中，提出了用于处理生物乙醇等燃料蒸气的耐腐蚀性优异的管道用钢材，该钢材对钢板表面实施了Co相对于Zn的组成比例为0.2～4.0at％的Zn-Co-Mo镀敷。专利文献3中，报道了一种耐醇腐蚀性优异的钢材，所述钢材以质量％计，含有Cr：0.01～1.0％，且含有选自Cu：0.05～1.0％、Sn：0.01～0.2％及Ni：0.01～1.0％中的两种以上。另外，在非专利文献1中，研究了氢氧化铵对于在生物乙醇模拟液体中的钢材的SCC(应力腐蚀开裂)的抑制剂效果。非专利文献1报道了通过向模拟液体中添加氢氧化铵来抑制裂纹扩展、减缓SCC的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011－26669号公报专利文献2：日本特开2011－231358号公报专利文献3：日本特开2013－129904号公报非专利文献非专利文献1：F.Gui，J.A.BeaversandN.Sridhar,Evaluationofammoniahydroxideformitigatingstresscorrosioncrackingofcarbonsteelinfuelgradeethanol,NACECorrosionPaper,No.11138(2011)专利技术的内容专利技术要解决的课题SCC原本是指由于腐蚀环境与静态应力的相互作用而引起的裂纹现象。生物乙醇SCC大多可以在暴露在可变负荷环境中的设施中观察到，因此认为，其本质上是腐蚀疲劳现象。相对于静态应力下产生的SCC，动态应力下产生的腐蚀疲劳是裂纹在更低的应力下、以更快的速度生长的严重的破坏现象。即，本专利技术人认为，为了防止生物乙醇SCC，需要提高乙醇环境下的耐腐蚀疲劳性。可以认为专利文献1中公开的锌-镍镀敷对耐腐蚀性的提高有效。但是，该Zn-Ni镀敷需要利用电镀进行处理，因此对于小型的例如汽车用燃料罐等是没有问题的。但是，对于应用于大型结构物、例如存储量为1000kL以上的存储罐、管线等的板厚3mm以上的厚钢材而言，处理成本巨大，因此无法应用电镀。另外，在发生了镀敷不良等的情况下，在该部分反而容易发生点蚀，容易引起腐蚀疲劳，因此从耐点蚀性、耐腐蚀疲劳性的观点考虑是不充分的。关于专利文献2中公开的Zn-Co-Mo镀敷，仍然需要利用电镀进行处理，因此，根据与专利文献1相同的原因，并不能适用于大型结构物的厚钢材。另外，仍然根据与专利文献1相同的原因，从耐点蚀性、耐腐蚀疲劳性的观点考虑，也认为是不充分的。关于专利文献3中公开的钢材，虽然对于耐点蚀性有效果，但并未考虑耐腐蚀疲劳性。因此，不能认为专利文献3中公开的钢材可以满足实际的结构体所要求的耐乙醇腐蚀性。另外，在非专利文献1的记载中，添加抑制剂确实缓和了腐蚀疲劳等腐蚀现象，但其效果并不充分。这是由于抑制剂吸附在表面而发挥效果，但其吸附行为会受周围的pH等的很大影响。因此，在发生局部性腐蚀的情况下，有时会导致吸附不充分。另外，还存在抑制剂向环境流出造成污染的危险性，不能将抑制剂的添加称为合适的耐腐蚀对策。如以上所述，基于电镀的防腐蚀方法不适合大型结构物，另外，在结构用钢表面，添加抑制剂在减少腐蚀效果方面存在不均，且不充分。因此，作为乙醇储存及输送设备用途，迫切希望在含有羧酸、氯离子及水作为杂质的生物乙醇环境下的耐腐蚀性、特别是耐腐蚀疲劳性优异的钢。本专利技术的目的在于，解决上述现有技术的问题，提供在生物乙醇环境下也能够使用的耐乙醇腐蚀性优异的钢管等面向乙醇储存及输送用设备构件的结构用钢。这里，“耐乙醇腐蚀性优异”是指在含有羧酸、氯离子及水作为杂质的乙醇环境下的耐腐蚀疲劳性优异。用于解决课题的方法本专利技术人等为了解决上述课题，对于在生物乙醇环境下显示出优异的耐腐蚀疲劳性的乙醇储存及输送设备用钢的开发进行了深入研究。其结果发现，对于抑制生物乙醇环境下的腐蚀疲劳而言，含有Mo、W是有效的，而且，除了该Mo、W以外，含有Sb和/或Sn、以及Al是有效的。另外，本专利技术人等发现，通过减少N的含量可显著地提高耐腐蚀疲劳性。需要说明的是，这些效果对于应力条件更温和的静态负载环境下的SCC也能够有效地起到作用。本专利技术是基于上述的见解进一步加以研究而完成的，其主旨如下。[1]一种乙醇储存及输送设备用钢，以质量％计，其含有：C：0.02～0.3％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.1～2.0％、P：0.003～0.03％、S：0.01％以下、Al：0.005～0.100％、N：0.0010～0.010％，且Al与N的含量比满足2.0≤Al/N≤70.0，还含有选自W：0.010～0.5％及Mo：0.010～0.5％中的至少一种，且含有选自Sb：0.01～0.5％及Sn：0.01～0.3％中的至少一种，余量由Fe及不可避免的杂质构成。[2]根据[1]所述的乙醇储存及输送设备用钢，以质量％计，其还含有选自下述中的至少一种：Cu：0.05～1.0％、Cr：0.01～1.0％、及Ni：0.01～1.0％。[3]根据[1]或[2]所述的乙醇储存及输送设备用钢，以质量％计，其还含有选自下述中的至少一种：Ca：0.0001～0.02％、Mg：0.0001～0.02％、及REM：0.001～0.2％。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的乙醇储存及输送设备用钢，以质量％计，其还含有选自下述中的至少一种：Ti：0.005～0.1％、Zr：0.005～0.1％、Nb：0.005～0.1％、及V：0.005～0.1％。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的乙醇储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙醇储存及输送设备用钢，以质量％计，其含有：C：0.02～0.3％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.1～2.0％、P：0.003～0.03％、S：0.01％以下、Al：0.005～0.100％、N：0.0010～0.010％，且Al与N的含量比满足2.0≤Al/N≤70.0，还含有选自W：0.010～0.5％及Mo：0.010～0.5％中的至少一种，且含有选自Sb：0.01～0.5％及Sn：0.01～0.3％中的至少一种，余量由Fe及不可避免的杂质构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.22 JP 2015-1243311.一种乙醇储存及输送设备用钢，以质量％计，其含有：C：0.02～0.3％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.1～2.0％、P：0.003～0.03％、S：0.01％以下、Al：0.005～0.100％、N：0.0010～0.010％，且Al与N的含量比满足2.0≤Al/N≤70.0，还含有选自W：0.010～0.5％及Mo：0.010～0.5％中的至少一种，且含有选自Sb：0.01～0.5％及Sn：0.01～0.3％中的至少一种，余量由Fe及不可避免的杂质构成。2.根据权利要求1所述的乙醇储存及输送设备用钢，以质量％计，其还含...

【专利技术属性】
技术研发人员：寒泽至，盐谷和彦，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP