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公開番号2025100306
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2024107402
出願日2024-07-03
発明の名称ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価する方法
出願人天津大学
代理人SK弁理士法人,個人,個人
主分類G01N 17/00 20060101AFI20250626BHJP(測定;試験)
要約【課題】本発明は、金属性能試験の技術分野に属し、より具体的には、ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価する方法に関する。
【解決手段】本発明では、ステンレス鋼管上の1つ又は複数の溶接部の異なる位置から複数の溶接部試料を採取し、各溶接部試料の表面酸化介在物密度及び臨界孔食温度を取得し、各溶接部試料の表面酸化介在物密度を独立変数とし、各溶接部試料の臨界孔食温度を従属変数とし、表面酸化介在物密度と臨界孔食温度のフィッティング関数関係式を取得し、被験ステンレス鋼管における同じ溶接プロセスにより溶接して得られた被験溶接部の表面酸化介在物密度を前記フィッティング関数関係式に代入して被験溶接部の標準臨界孔食温度を得ることによって、被験ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速、全面、正確に評価することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記のステップＳ１からＳ５を含む、ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価する方法であって、
Ｓ１：ステンレス鋼管上の１つ又は複数の溶接部の異なる位置から複数の溶接部試料を採取し、前記複数の溶接部試料の採取点は、少なくともいずれか１つの溶接部の根部から上部までをカバーし、各溶接部試料における単位面積当たりの酸化介在物の個数、即ち、表面酸化介在物密度を取得し、
Ｓ２：臨界孔食温度試験により各溶接部試料的臨界孔食温度を取得し、
Ｓ３：各溶接部試料の表面酸化介在物密度を独立変数とし、各溶接部試料の臨界孔食温度を従属変数として、表面酸化介在物密度と臨界孔食温度のフィッティング関数関係式：
ｙ＝ｆ（ｘ）
（式中、ｙは臨界孔食温度、ｘは表面酸化介在物密度、ｆはフィッティング関数である。）を取得し、
Ｓ４：被験ステンレス鋼管から被験溶接部試料を採取し、前記被験溶接部試料の溶接プロセスは、前記溶接部試料の溶接プロセスと同じであり、被験溶接部試料における単位面積当たりの酸化介在物の個数、即ち、表面酸化介在物密度を取得し、
Ｓ５：被験溶接部試料の表面酸化介在物密度を前記フィッティング関数関係式に代入し、被験溶接部試料の標準臨界孔食温度を取得することにより、被験ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価することができることを特徴とする、方法。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
ステップＳ１において、前記ステンレス鋼は、オーステナイトステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、マルテンサイトステンレス鋼、二相ステンレス鋼、及び時効硬化ステンレス鋼のうちのいずれか１種を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップＳ１において、前記複数の溶接部試料の個数は≧５であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ステップＳ１において、前記複数の溶接部試料の個数は≧８であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ステップＳ１において、前記溶接部試料のサイズは、１０×１０×Ｂｍｍであり、ここで、Ｂ≧５であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステップＳ１において、各溶接部試料における単位面積当たりの酸化介在物の個数を取得する前に、電解研磨処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ステップＳ２において、前記臨界孔食温度試験は、定電位臨界孔食温度試験であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記溶接部試料に対して定電位臨界孔食温度試験を行う前に、前処理を行い、前記前処理は、
前記溶接部試料を研磨し、アセトン溶液で浸漬し、さらにアルコール溶液で洗い流し、乾燥させるステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ステップＳ３において、前記フィッティング関数関係式の分析方法は、線形回帰分析及び多項式回帰分析のうちのいずれか１種を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ステップＳ３において、前記フィッティング関数関係式は、
ｙ＝ａｘ
２
＋ｂｘ＋ｃ
であり、式中、ｙは臨界孔食温度であり、ｘは表面酸化介在物密度であり、ａ、ｂ及びｃはフィッティングパラメータであることを特徴とする、請求項９に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属性能試験の技術分野に属し、より具体的には、ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価する方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＡＩＳＩ３１６Ｌステンレス鋼は、良好な耐食性を有するため、海洋産業に幅広く使用されている。添加されるＣｒは、鋼表面にＦｅ／Ｃｒ酸化物を形成することができ、パッシベーション膜の安定性の向上に有利である。ガスメタルアーク溶接（ＧａｓＭｅｔａｌＡｒｃＷｅｌｄｉｎｇ，ＧＭＡＷ）は、通常３１６Ｌ鋼管のライニング溶接に使用されている。ＧＭＡＷの効率が非常に高いが、ライニング溶接金属における溶接欠陥などは、溶接部の耐孔食性の低下を引き起こすことが多い。国際定電位臨界孔食温度測定標準（ＧＢ／Ｔ３２５５０－２０１６金属及び合金の腐食定電位制御下での臨界孔食温度測定標準）には、被験試料の表面積が１ｃｍ
２
、一般的に使用される試料のサイズが１０×１０×Ｂｍｍ（Ｂは試料の厚さ）であることが要求されている。ＧＭＡＷによりオーステナイトステンレス鋼管を溶接する過程において、溶接過程において溶接プロセスが不合格であり、溶接部の保護が不十分であり、溶接後のスラグ除去が不完全であるなどの理由により、オーステナイトステンレス鋼の溶接部に孔食が発生するリスクが大幅に増加し、オーステナイトステンレス鋼の溶接部自体の耐孔食性に影響を与える。オーステナイトステンレス鋼の実際の使用過程において、臨界孔食温度が比較的低い溶接部の局所孔食速度はより速いため、局所的な孔食は溶接部の内部まで迅速に発展し、溶接部全体の失陥を引き起こす。
【０００３】
そのため、ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価する方法切望されている。溶接部全体の耐孔食性に対する正確で総合的な評価に有利であり、オーステナイトステンレス鋼の海洋産業用油気管路としての使用寿命の正確な予測に対して極めて大きな価値を有する。
【発明の概要】
【０００４】
従来技術の不足に対して、本発明の目的は、ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価する方法を提供することにより、従来技術によりステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を評価する正確さ及び信頼性が低く、異なる溶接プロセス又は異なる入熱溶接によるステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性に対する影響を評価する実験コストが高く、ステンレス鋼管の使用寿命、特に海洋産業油気管路としての使用寿命を正確に予測可能な方法がないなどの技術的問題を解決することにある。
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、下記のステップＳ１からＳ５を含む、ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価する方法であって、
Ｓ１：ステンレス鋼管上の１つ又は複数の溶接部の異なる位置から複数の溶接部試料を採取し、前記複数の溶接部試料の採取点は、少なくともいずれか１つの溶接部の根部から上部までをカバーし、各溶接部試料における単位面積当たりの酸化介在物の個数、即ち、表面酸化介在物密度を取得し、
Ｓ２：臨界孔食温度試験により各溶接部試料的臨界孔食温度を取得し、
Ｓ３：各溶接部試料の表面酸化介在物密度を独立変数とし、各溶接部試料の臨界孔食温度を従属変数として、表面酸化介在物密度と臨界孔食温度のフィッティング関数関係式：
ｙ＝ｆ（ｘ）
（式中、ｙは臨界孔食温度、ｘは表面酸化介在物密度、ｆはフィッティング関数である。）を取得し、
Ｓ４：被験ステンレス鋼管から被験溶接部試料を採取し、前記被験溶接部試料の溶接プロセスは、前記溶接部試料の溶接プロセスと同じであり、被験溶接部試料における単位面積当たりの酸化介在物の個数、即ち、表面酸化介在物密度を取得し、
Ｓ５：被験溶接部試料の表面酸化介在物密度を前記フィッティング関数関係式に代入し、被験溶接部試料の標準臨界孔食温度を取得することにより、被験ステンレス鋼管の溶接部の耐孔食性を迅速かつ総合的に評価することができる方法が提供される。
【０００６】
好ましくは、ステップＳ１において、前記ステンレス鋼は、オーステナイトステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、マルテンサイトステンレス鋼、二相ステンレス鋼、及び時効硬化ステンレス鋼のうちのいずれか１種を含む。
【０００７】
好ましくは、ステップＳ１において、前記複数の溶接部試料の個数は≧５である。
【０００８】
さらに好ましくは、ステップＳ１において、前記複数の溶接部試料の個数は≧８である。
【０００９】
好ましくは、ステップＳ１において、前記溶接部試料のサイズは、１０×１０×Ｂｍｍであり、ここで、Ｂ≧５である。
【００１０】
さらに好ましくは、ステップＳ１において、前記溶接部試料のサイズは、１０×１０×Ｂｍｍであり、Ｂは８～１５である。
（【００１１】以降は省略されています）

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