凍結融解環境下における腐食液濃度の偏りによる溶接熱影響部の孔食型腐食進展の解明

冻融环境下腐蚀液浓度不均匀导致焊缝热影响区点蚀发展的解析

• 批准号: 25917006
• 负责人: 石塚 和則
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Kushiro National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25917006/
• 关键词: 凍結融解; 溶接熱影響部; オーステナイト系ステンレス鋼

【研究の目的と結果の意義】北海道東部沿岸地域は, 塩化物を含んだ融雪剤や海水飛沫にさらされる塩害の環境と, 昼夜間における寒暖の差により腐食液が凍結と融解を繰り返す環境とが複合した厳しい環境であり, 溶接された鉄鋼構造物はこのような環境にさらされている. これまでの研究により腐食液の凍結時と融解時における凍結濃縮がもたらす濃度上昇の影響だけでなく, さらに濃淡電池腐食のような局所的な濃度の偏りが影響することで, 恒温環境と比較し凍結融解環境下においてきわめて孔食型腐食の進展が著しいことが明らかになった, その対策として, 溶体化熱処理やSUS316耐孔食ステンレス鋼の適用も有効であるが, 一般的に広く用いられているSUS304においても環境因子を解明することで, 腐食の進展を減少させる方策を検討することが工業的に重要である. そこで, 溶接方法の違いによる溶接熱履歴とステンレス鋼溶接継手の溶接熱影響部に発生する孔食との関係, 凍結融解に伴う腐食液濃度の局所的違いが溶接継手の孔食進展に及ぼす影響を明らかにした.【研究の方法と成果】供試材料には溶接したSUS304オーステナイト系ステンレス鋼を用い, 6%塩化第二鉄水溶液に凍結融解14サイクル(2週間)浸漬した腐食実験により以下の結論が得られた.1、同様の溶着金属幅の溶接をMIG溶接法, TIG溶接法それぞれで行い孔食を比較すると, 溶接入熱が約1.5倍となるTIG溶接供試材の孔食面積は約4倍であった. したがって凍結融解環境下ではより溶接入熱の少ないMIG溶接法を用いることで孔食を抑制できることが分かった。2、T継手の供試材料において, 水平母材に生じた孔食の面積は垂直母材の4倍であった. 孔食発生箇所における塩化物イオンの濃度は, 水平母材で垂直母材の約3倍であった. したがって液位がより低位において凍結濃縮と局所的偏りが大きくなるため, そこに継手を設けないことで孔食を抑制できることが分かった.

【研究目的及成果意义】北海道东部沿海地区是暴露于含氯化物融雪剂和海水喷雾的盐害环境，是腐蚀性流体因温度而反复冻结和解冻的环境焊接钢结构暴露在如此恶劣的环境中，不仅会受到冻结和冻结和解冻过程中浓度增加的影响，此外，由于浓差电池腐蚀等局部浓度偏差的影响，已经清楚的是，在冻融环境中点蚀的发展比在恒温环境中更为明显。作为对策，解决虽然化学热SUS316耐点蚀不锈钢的处理和使用是有效的，但即使是广泛使用的SUS304，通过阐明环境因素来研究抑制腐蚀进展的措施对于工业目的也很重要。因此，我们研究了由于焊接方法不同而产生的焊接热历程与不锈钢焊接接头焊缝热影响区发生点蚀之间的关系，以及由于冻结引起的腐蚀液体浓度局部差异的影响。 [研究方法与结果] 以焊接SUS304奥氏体不锈钢为试验材料。通过在6%三氯化铁水溶液中浸泡14次冻融循环（2周）进行腐蚀实验，比较TIG焊接试件的点蚀面积，其中焊接处，得到以下结论。热输入量约为1.5倍，是之前的4倍左右。因此，发现通过使用在冻融环境下需要较少焊接热输入的MIG焊接方法可以抑制点蚀。 2、T型接头试验材料中，水平母材发生点蚀的面积是垂直母材的4倍。发生点蚀位置的氯离子浓度因此为发现在较低液位处不设置接头可以抑制点蚀，因为冷冻浓度和局部偏差在较低液位处变得更大。

项目成果

溶接したステンレス鋼の孔食進展に関する残留応力および熱履歴の解析

焊接不锈钢点蚀发展的残余应力和热历史分析

• 发表时间: 2013
• 作者: S. Yamamoto;S. Watanabe;K. Komada;D. Sakaguchi;H. Ueki and M. Ishida;K. Komada;K. Komada;K. Komada;庄司大;庄司大;庄司大;庄司大;赤澤 勇介;田中 茂;高橋 美喜男;中野恵太;中野恵太;高橋美喜男;中野恵太;高橋 美喜男;高橋美喜男;濱畑 貴之;濱畑 貴之;眞柄 賢一;比嘉 修;橋本 安弘;中西喜美雄;中西喜美雄;林 寛子;石塚和則;石塚和則
• 通讯作者: 石塚和則

凍結融解腐食環境下にあるSUS304溶接材の孔食促進に及ぼす腐食因子の影響

冻融腐蚀环境下腐蚀因素对SUS304焊接材料点蚀促进的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: S. Yamamoto;S. Watanabe;K. Komada;D. Sakaguchi;H. Ueki and M. Ishida;K. Komada;K. Komada;K. Komada;庄司大;庄司大;庄司大;庄司大;赤澤 勇介;田中 茂;高橋 美喜男;中野恵太;中野恵太;高橋美喜男;中野恵太;高橋 美喜男;高橋美喜男;濱畑 貴之;濱畑 貴之;眞柄 賢一;比嘉 修;橋本 安弘;中西喜美雄;中西喜美雄;林 寛子;石塚和則;石塚和則;石塚和則
• 通讯作者: 石塚和則

凍結融解環境下における腐食液濃度の偏りによる溶接熱影響部の孔食進展に関する実験

冻融环境下腐蚀液浓度不均匀导致焊缝热影响区点蚀发展试验

• 发表时间: 2014
• 作者: S. Yamamoto;S. Watanabe;K. Komada;D. Sakaguchi;H. Ueki and M. Ishida;K. Komada;K. Komada;K. Komada;庄司大;庄司大;庄司大;庄司大;赤澤 勇介;田中 茂;高橋 美喜男;中野恵太;中野恵太;高橋美喜男;中野恵太;高橋 美喜男;高橋美喜男;濱畑 貴之;濱畑 貴之;眞柄 賢一;比嘉 修;橋本 安弘;中西喜美雄;中西喜美雄;林 寛子;石塚和則
• 通讯作者: 石塚和則