耐腐蝕性優(yōu)異的船舶用焊接接頭的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及作為油輪、散裝貨輪、汽車運載船、集裝箱船、LNG船、客船、軍艦等各種 船舶的結構構件使用的船舶用焊接接頭，特別是涉及能夠用于油船原油罐內(nèi)、散貨船貨艙 內(nèi)等無涂裝而使用的部位的耐腐蝕性優(yōu)異的船舶用焊接接頭。
【背景技術】
[0002] 作為油輪、散裝貨輪、汽車運載船、集裝箱船、LNG船、客船、軍艦等各種船舶的結構 構件，多使用厚鋼板，這些船舶是通過焊接厚鋼板建造而成的。但是，油船原油罐內(nèi)、散貨船 的船艙內(nèi)等無涂裝而使用的鋼材也有很多，船舶結構構件的母材和焊接接頭被曝露在嚴酷 的環(huán)境下，如原油罐底的強酸帶來的蝕坑生長、原油罐氣相部的腐蝕性氣體引起的全面腐 蝕、裝載煤碳等時的硫酸造成的散貨船貨艙的均勻腐蝕等。另外，因為船舶的結構構件還被 曝露在來自海水的鹽分和伴隨晝夜的溫度變化而來的結露這樣嚴酷的腐蝕性環(huán)境下，所以 需要實施某種的防腐。
[0003] 作為船舶的防腐手段，一般是應用涂裝和電氣防腐，兩者并用的情況也很多。例 如，在曝露于海水的鹽分和高溫多濕環(huán)境下的壓載箱內(nèi)，適用由環(huán)氧樹脂系涂料進行涂裝 的情況很多，與涂裝并用而應用電氣防腐（犧牲防腐）的情況也很多，即，使相對于鋼作為 卑金屬的鋅與鋼材以短路的方式設置。
[0004] 但是，防腐涂裝因外部的損傷和經(jīng)時老化等，存在涂膜從鋼材剝離，露出的厚鋼板 的腐蝕損耗進行的情況。另外，電氣防腐在浸漬于海水等電解質水溶液的狀態(tài)下有效，但在 像載貨時的壓載箱內(nèi)等這樣沒有海水的狀況下，則得不到電氣防腐作用，因此有防腐性不 充分的情況存在這樣的問題。
[0005] 厚鋼板若腐蝕損耗進到一定程度，則作為結構構件的強度有可能不充分，特別是 當腐蝕局部性地進行時，也要考慮到穿孔等造成泄漏事故的相關可能性。正因如此，實際情 況是，對船舶定期的腐蝕狀態(tài)的檢查和涂裝的修補等花費著極大的時間和費用。
[0006] 基于船舶的安全性提高、長壽命化和削減維護成本等觀點，在要求更有效的防腐 手段的現(xiàn)狀下，除了涂裝和電氣防腐的防腐性提高以外，現(xiàn)狀是提高鋼材自身的耐腐蝕性 的期望依然強烈。關于鋼材自身的耐腐蝕性提高，調(diào)整鋼材的化學成分和組織等而抑制腐 蝕的技術，例如，作為專利文獻1提出。
[0007] 另外，在焊接接頭部，是通過所使用的厚鋼板與焊接材料進行組合，由于兩者的化 學成分不同，所以在涂裝剝離時，有可能發(fā)生顯著的異種金屬接觸腐蝕，存在腐蝕損耗被促 進到厚鋼板的主體部分以上的情況。另外，因焊接時的凝固偏析，P和S等促進腐蝕的不可 避免的雜質元素的濃縮部在焊接金屬中形成，以這些濃縮部為起點的局部腐蝕發(fā)生，因此 要求接頭本身的耐腐蝕性提高。關于船舶的焊接接頭的耐腐蝕性提高，例如，公知的是專利 文獻2和專利文獻3的技術，但盡管如此，接頭本身的耐腐蝕性仍不充分，期望開發(fā)出更有 效的焊接接頭的耐腐蝕性提高技術。
[0008] 現(xiàn)有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本特開2014-1450號公報
[0011] 專利文獻2 :日本特開2010-43342號公報
[0012] 專利文獻3 :日本特開2012-117139號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明要解決的課題
[0014] 本發(fā)明正是要解決上述現(xiàn)有的問題而形成的，其課題在于，提供一種耐腐蝕性優(yōu) 異的船舶用焊接接頭，其作為油輪、散裝貨輪、汽車運載船、集裝箱船、LNG船、客船、軍艦等 各種船舶的結構構件自不必說，即使在多以無涂裝狀態(tài)使用的原油罐、散貨船貨艙等更嚴 酷的腐蝕環(huán)境中使用，也能夠發(fā)揮良好的耐腐蝕性。
[0015] 用于解決課題的手段
[0016] 本發(fā)明是一種耐腐蝕性優(yōu)異的船舶用焊接接頭，其特征在于，是對于以質量％計 含有 C :0· 04 ~0· 30%、Si :0· 05 ~1. 0%、Μη :0· 1 ~2. 0%、P :0· 04% 以下（不含 0% )、 S :0· 04% 以下（不含 0% )、A1 :0· 010 ~0· 10%、Cu :0· 10 ~1. 0%、Cr :0· 01 ~0· 5%、N : 0. 010%以下（不含0% )，余量由Fe和不可避免的雜質構成的厚鋼板進行對接焊而成的 船舶用焊接接頭，焊接金屬中的Cu和Cr的含量滿足下式（1)和（2)，并且所述焊接金屬中 的Cu、Cr以外的化學成分含量以質量％計含有C :0. 04~0. 30%、Si :0. 05~1. 0%、Μη : 0· 1 ~2· 0%、Ρ :0· 04% 以下（不含 0% )、S :0· 04% 以下（不含 0% )、A1 :0· 010 ~0· 10%、 N :0. 010 %以下（不含0 % )，余量是Fe和不可避免的雜質，此外，與焊接的厚鋼板的乳制面 平行的板厚的1/2位置的截面中的所述焊接金屬的最大寬度Wmax與最小寬度Wmin之差滿 足下式（3)。
[0017] [Cu]bX0. 5 與 0· 10%之中大的一方彡[Cu]w 彡[Cu]bXl. 5…式（1)
[0018] [Cr]bX0. 5 與 0· 01%之中大的一方彡[Cr]w 彡[Cr]bXl. 5…式（2)
[0019] Wmax-Wmin < 5mm…式（3)
[0020] 其中，在式（1)中，[Cu]w是焊接金屬中的Cu的含量（質量％ )，[Cu]b是母材中 的Cu的含量（質量％)，在式⑵中，[Cr]w是焊接金屬中的Cr的含量（質量％)，[Cr]b 是母材中的Cr的含量（質量％)。
[0021] 優(yōu)選所述厚鋼板以質量％計還含有Co :0. 01~1. 0%、Ni :0. 01~1. 0%、Mo : 0· 01~1. 0%、W :0· 01~1. 0%中的一種或兩種以上。
[0022] 另外，優(yōu)選所述厚鋼板以質量％計還含有Ti :0.001~0.05%、Zr :0.001~ 0· 05%、Nb :0· 001~0· 05%中的一種或兩種以上。
[0023] 另外，優(yōu)選所述厚鋼板以質量％計還含有Mg :0· 0003~(λ 005%、Ca :0· 0003~ 0. 005 %中的一種或兩種。
[0024] 另外，優(yōu)選所述厚鋼板以質量％計還含有Sn :0. 005~0. 20%、Sb :0. 005~ 0.20%、56:0.005~0.20%中的一種或兩種以上。
[0025] 另外，優(yōu)選所述厚鋼板以質量％計還含有B :0. 0001~0. 005%、V :0. 001~0. 1% 中的一種或兩種。
[0026] 發(fā)明效果
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的耐腐蝕性優(yōu)異的船舶用焊接接頭，作為油輪、散裝貨輪、汽車運載 船、集裝箱船、LNG船、客船、軍艦等各種船舶的結構構件自不必說，即使在多以無涂裝狀態(tài) 使用的原油罐和散貨船貨艙等更嚴酷的腐蝕環(huán)境下使用，也能夠發(fā)揮良好的耐腐蝕性。
[0028] 另外，即使由于某種要因導致防腐涂裝剝離，焊接接頭部曝露在腐蝕環(huán)境下時，也 能夠抑制腐蝕造成的板厚損耗，能夠延長包含焊接接頭在內(nèi)的結構構件更換的截止期間， 即，能夠延長作為結構物的壽命。
【附圖說明】
[0029] 圖1是表示實施例中，從焊接接頭提取試驗片的位置和試驗片的形狀的說明圖。
【具體實施方式】
[0030] 本發(fā)明人為了得到即使在多以無涂裝狀態(tài)使用的原油罐和散貨船貨艙等嚴酷的 腐蝕環(huán)境下使用，也能夠發(fā)揮良好的耐腐蝕性的厚鋼板的焊接接頭，潛心反復實驗、研究。 其結果發(fā)現(xiàn)，除了適當?shù)卣{(diào)整被進行對接焊的厚鋼板的化學成分含量以外，根據(jù)母材的相 同特定元素的含量而調(diào)整焊接金屬的化學成分之中特定的元素的含量，此外，達成滿足焊 接金屬的寬度的規(guī)定條件的寬度，則能夠得到作為目標的耐腐蝕性優(yōu)異的船舶用焊接接 頭。
[0031] 以下，基于實施方式詳細地說明本發(fā)明。
[0032] 〈厚鋼板〉
[0033] 用于本發(fā)明的焊接接頭的制作的厚鋼板，由于作為船舶的結構構件使用，所以除 了耐腐蝕性優(yōu)異以外，還需要滿足作為結構構件所需要的機械特性，而且還需要滿足焊接 性。從這些觀點出發(fā)，需要適當調(diào)整各種添加元素的含量。以下，對于這些各種添加元素的 成分范圍的限定理由進行說明。還有，單位全部記述為％，表示質量％。
[0034] (化學成分組成）
[0035] · C :0· 04 ~0· 30%
[0036] C是用于確保厚鋼板的強度所需要的基本的添加元素。為了得到作為厚鋼板通常 所要求的強度特性，至少需要使之含有〇. 04%以上。但是，若使C過剩地含有，則除了耐腐 蝕性劣化以外，韌性也劣化。為了避免由于C的過剩添加造成的這一不良影響發(fā)生，需要C 的含量抑制在至多0.30%。由此，C的含量的范圍為0.04~0.30%。還有，C的含量的優(yōu) 選的下限為0.045%，更優(yōu)選為0.05%以上。另外，C的含量的優(yōu)選的上限為0.29%，更優(yōu) 選為0. 28%以下。
[0037] · Si :0· 05 ~1. 0%
[0038] Si也是用于脫氧和確保強度所需要的元素，若沒有使之至少含有0. 05%以上，則 不能確保作為結構構件的最低強度。但是，若高于1. 〇%而使之過剩地含有，則焊接性劣化。 還有，Si的含量的優(yōu)選的下限為0.08%，更優(yōu)選為0. 10%以上。另外，Si的含量的優(yōu)選的 上限為0.95%，更優(yōu)選為0.90 %以下。
[0039] · Mn :0.1 ~2.0%
[0040] Μη與Si同樣，也是用于脫氧和確保強度所需要的元素，若低于0. 1%，則不能確 保作為結構構件的最低強度。但是，若高于2.0%而過剩地使之含有，則韌性劣化。還有， Μη的含量的優(yōu)選的下限為0. 15%，更優(yōu)選為0. 2%以上。另外，Μη的含量的優(yōu)選的上限為 1. 9%，更優(yōu)選為1. 8%以下。
[0041] · Ρ :0· 04% 以下（不含 0% )
[0042] Ρ是若過剩地含有則使韌性和焊接性劣化的元素，Ρ的允許含量的上限為0. 04%。 優(yōu)