概要ステンレス (Stainless) とはステイン (Stain: 汚れ ) とレス (Less: より少ない ) を組み合わせた造語ですステンレス鋼は錆びにくい金属としてまた多くの優れた性質を持ちあわせた金属として様々な分野に使用されていますこのため板材 ( 薄板 / 厚板 ) 線材棒

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たつぞうわくや
5 years ago
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1 ステンレス容器のステンレス鋼解説書日東金属工業株式会社

2 概要ステンレス (Stainless) とはステイン (Stain: 汚れ ) とレス (Less: より少ない ) を組み合わせた造語ですステンレス鋼は錆びにくい金属としてまた多くの優れた性質を持ちあわせた金属として様々な分野に使用されていますこのため板材 ( 薄板 / 厚板 ) 線材棒材パイプ ( 管 ) 形鋼などの種類があります鋼種も JIS 規格のものからメーカー独自に開発したものが数多くありますまた加えられている成分や量により様々な特性を示しますこの解説書では弊社で使用しているステンレス鋼の材料についてご紹介をいたします解説しますのはステンレス鋼の記号で SUS304 SUS316 SUS316L です弊社ではこのステンレス鋼板で容器を作り主に製薬メーカー様や化粧品食品化学薬品製造メーカー様などへご提供していますこの解説書がステンレス鋼へのご理解とステンレス容器の材料選定などのご参考になれば幸いですご注意この解説書ではステンレス鋼の歴史や金属工学等の難しい内容については書いておりません主に弊社で使用しているステンレス容器用の材料について解説していますステンレス鋼の呼び方はステンレス鋼の JIS 記号に統一しています内容につきましては弊社の経験や購入先のステンレス鋼製造メーカー様からの情報をもとに作成しています解説しましたステンレス鋼以外にもご使用用途により多種のステンレス鋼がありますご使用内容をご連絡いただければステンレス鋼のご提案が出来ると思います内容につきましてのご不明な点や疑問な事がございましたら Fax やメールにてご連絡頂ければ幸いです

3 目次概要第 1 章ステンレス鋼とは 1-1 ステンレス鋼が出来るまで 1-2 ステンレス鋼の種類と分類 1-3 ステンレス鋼の特性 1-4 その他のステンレス鋼材第 2 章ステンレス鋼の選び方 2-1 弊社が使用していますステンレス鋼 2-2 ステンレス鋼の表面仕上げ 2-3 ステンレス鋼板の板厚 2-4 ステンレス鋼の選択 2-5 主な分野と用途 2-6 ステンレス鋼の注意点第 3 章ステンレス鋼の耐食性 3-1 ステンレス鋼の不動態化皮膜 3-2 ステンレス鋼の腐食第 4 章その他 4-1 取扱上の注意 4-2 書類 4-3 ステンレス鋼のリサイクル 4-4 ステンレス鋼板の表面保護第 5 章 Q&A 10 第 6 章用語の解説 11

4 第 1 章ステンレス鋼とは主成分の鉄に 10.5% の以上のクロムを含ませた鉄の合金ですこのクロムの含有により金属表面にクロム酸化皮膜 ( 不動態化皮膜 ) が形成され錆びにくい耐食性を有することになりますさらに他の元素を加えることでより強固な耐食性などの特性を持つことが出来ます重量は鋼材の種類により違いますが体積 1cm 3 の時に約 8g です板厚 1mm(0.1cm) 幅 100cm 長さ 200cm の板は =2000cm 3 8=16000g=16kg となります 1-1 ステンレス鋼ができるまでステンレス鋼板ができるまでに約 2 ヶ月かかると言われています 1 原料の溶解世界中から集めた原料 ( 鉄鉱石クロムニッケル ) を高炉や電気炉で溶かします 2 ステンレスの塊の製造溶けたステンレスからスラブと言う塊を作ります 3 ステンレス鋼板の製造スラブを圧延機で薄くのばします 4 表面処理薄くのばしたステンレス鋼板の表面を酸で洗い綺麗にします (No.1 と呼ばれる仕上げ材 ) 5 様々な表面処理酸で洗ったステンレス鋼板を用途に合わせた表面処理を施します表面仕上げ 2B: 一般的に流通している鋼板です BA: 鏡のような光沢を持った鋼板です 400 番 :2Bをバフ研磨したBAような光沢を持った鋼板です 1

5 1-2 ステンレス鋼の種類と分類ステンレス鋼は金属成分と金属組織の違いにより大きく 3 つに分類されます分類オーステナイト系マルテンサイト系フェライト系金属成分クロム量 18% ニッケル量 8%~14% クロム量 13% クロム量 18% 主な鋼種 SUS304 / SUS316 /SUS316L SUS410 SUS430 主な使用例医薬向け容器建材化学プラントマフラーボルト厨房用品 1-3 ステンレス鋼の特性錆びにくいステンレス鋼の表面に出来たクロム酸化物による不動態皮膜が錆の発生を防ぎます水分を扱う厨房設備化学薬品用の機器風雨に耐える屋外の施設などに使用されていますただし強酸や塩化物に弱く使用上の注意が必要です加工性がよい硬くて引っ張りに強いのでプレスや絞り加工曲げたり丸めたりと複雑な加工が可能です弊社の容器や冷蔵庫の外板調理器具車両などに利用されています溶接性がよい弊社としてはステンレス鋼の中でももっとも溶接性の良いオーステナイト系を使用しています特別な溶接設備が必要なく溶接後の状態も良く仕上げると溶接部分が目立たなくなります溶接方法は主に TIG 溶接を行っています熱伝導性が悪い容器に入れた熱が逃げにくくお風呂やポットなどの保温性が必要な断熱容器の外装に向いていますステンレス製のヤカンやフライパンでは底に銅など熱伝導性の良い他の素材を使用しています外面性用途によってサニタリー性や装飾用の表面など様々な表面処理加工が可能です鏡面研磨を施せば鏡のような金属面にする事が出来ます 2

6 1-4 その他のステンレス鋼材ステンレス鋼には板の他に条鋼と呼ばれる形鋼等がありますパイプ類配管パイプ角パイプエルボパイプ棒類フラットバー丸棒角棒形鋼類アングルチャンネル H 形鋼その他パンチングメタル 3

7 第 2 章ステンレス鋼の選び方ステンレス製容器の材料を選定するときには内容物や使用目的表面処理費用などで最適なステンレス鋼を選択します弊社では主に SUS304 で容器を製造しています耐食性がよく延性に富み深絞り曲げ加工など冷間加工性溶接性が良好と言う特性がありますまた表面仕上げは BA を選択し素材本来の特徴を生かした製品作りをしていますここでは弊社で使用しているステンレス鋼 ( オーステナイト系 ) の SUS304/SUS316/SUS316L での解説をいたします 2-1 弊社が使用しているステンレス鋼 SUS304( オーステナイト系ステンレス ) 成分 :18% クロム /8% ニッケル成分を表す 18-8( ジュウハチ - ハチ ) ステンレスとも言われますステンレス鋼の中で最も一般的な鋼種と言われています食品設備や一般科学設備建材材料製紙工業車両工業厨房器具等で使用されています SUS316( オーステナイト系ステンレス ) 成分 :18% クロム /12% ニッケル /2.5% モリブデン SUS304 にモリブデンを加えることでさらに耐食性と耐孔食性が良くなります鋼種の違いは外観上 SUS304 と変わらないためモリブデンの有無 ( 計測器を使用 ) で判断しています石油化学染色工業繊維工業食品工業等で使用されています SUS316L( オーステナイト系ステンレス ) 成分 :18% クロム /12% ニッケル /2.5% モリブデン / ローカーボン SUS316 をさらに低炭素化し耐粒界腐食性を向上せます主に注射剤等の製薬メーカー半導体向けに使用されています特に製薬メーカーなどでは溶接部分の錆び対策としてこの材料の使用が増えてきています 4

8 2-2 ステンレス鋼板の表面仕上げステンレス鋼製造メーカーがステンレス鋼板を製造するときに施す表面処理です一般的にはこの表面仕上げ処理されたステンレス鋼板が購入できます表面の出来栄えは製造環境やメーカーにより異なる場合もあります名称 No.1 ( ナンバーワン ) 2B ( ツービー ) BA ( ビーエー ) 400 番 HL ( ヘアーライン ) 表面の状態銀白色の少し粗い仕上がりです条鋼材や配管や配管継手の表面などです銀白色をもった表面ですべすべしている顔の写り込みはありません弊社で使用しています一般的に流通 ( 使用 ) されている材料です鏡のような光沢をもったツルツルの表面です顔が写り込みます主に弊社で使用しています溶接部以外バフ研磨せずにすむのでバフ粉等の汚れが少ない BAに近い光沢をもった表面で 2B 材を400 番バフ研磨仕上げしたものです連続した細い線状の筋を持った表面で 2B 又はBA 材に研磨ベルトで長い研磨目を付けますつや消しのような意味合いとすりキズ程度なら目立たない表面処理で主に手すりなどの建材で使用されています 2-3 ステンレス鋼板の板厚弊社で在庫を持ち使用しているステンレス鋼の板厚です SUS304 2B/BA 板厚 :0.6/0.7/0.8/0.9/1.0/1.2/1.5/2.0(mm) SUS316 在庫はしていません容器ご注文時に都度購入しています SUS316L 板厚 :0.8/1.0/1.2/1.5/2.0(mm) 5

9 2-4 ステンレス鋼の選択ステンレス容器に適したステンレス鋼板の選定検討項目です 1. 使用目的化学薬品食品化粧品製薬などで材質や表面処理方法が違ってきます 2. 内容物内容物によってはステンレスを侵す溶剤等があります特に塩分はステンレス鋼を錆びさせますステンレスの耐食性については弊社にご相談ください 3. 表面処理表面処理には酸洗機械研磨バフ研磨電解研磨などがあります弊社では酸洗バフ研磨電解研磨を行っています 4. 費用ステンレス鋼の材料費と加工費の価格差ですステンレス鋼 1 とする約 2.5 倍 SUS304 < SUS316 SUS316L 表面処理容器の構造サイズなどで大きく費用の差がかわります酸洗バフ研磨 < 一般の電解研磨 < ハイグレードな電解研磨 5. 選択組合せ例ステンレス容器の仕様一例を挙げてみましたこれ以外にも用途に合わせて様々な組合せがあります詳しくは弊社の営業担当へご相談ください業界材料素材表面内容物表面処理構造費用医薬 SUS316L BA 注射剤高グレード電解研磨サニタリー非常に高価化粧品 SUS316L BA 薬品バフ研磨サニタリー高価化学工業 SUS304 2B 薬品フッ素樹脂コーティング一般構造高価食品 SUS304 BA 食品バフ研磨一般構造安い 2-5 主な分野と用途ステンレス鋼板が使用されている主な分野と用途例です分野用途例 ( 製品名 ) 食品加工機器 ( 製麺機製パン機他 ) 化学プラント原子力発電産業機器熱交換機など厨房食器スプーン流し台浴槽など鉄道車両自動車部品ケミカルタンカーコンテナードラム缶輸送機器など建築屋根ドアノブモニュメント配管など家電洗濯機冷蔵庫炊飯器などの部品 6

10 2-6 ステンレス鋼の注意点ステンレス鋼板を選定する時に特に注意する点ですステンレス鋼は塩素や強酸温度の高い強アルカリの環境では腐食が発生します溶接の熱影響を受けたところが腐食割れや粒界腐食をおこす事がありますこれらの対策として溶接部分を仕上げ加工する事や SUS316L のような耐食性とローカーボンの耐粒界腐食性の良い材料を選びます耐熱温度は低温は -273 から高温は 700~800 が目安ですステンレス鋼は 300 以上になると薄い黄土色に表面が変色 ( 酸化 ) しますこれをテンパーカラーと言います使用上の問題は特にありません熱膨張率が大きいので製作時に熱歪みを抑える加工方法の工夫が必要です加熱すると蓋などが歪みます 7

11 第３章ステンレス鋼の耐食性ステンレス鋼は表面に出来た不動態化皮膜により錆びにくい性質があります３１ステンレス鋼の不動態化皮膜ステンレス鋼の主成分は鉄ですので絶対に錆びないということは有りませんが錆びにくいその秘密は不動態化皮膜です普通鋼に十分なクロム Cr を添加しますと約10.5 以上その表面に酸化物が形成しますこの膜は無色透明でとても薄いので肉眼では識別できませんそして鉄にとって腐食性のある様々な薬品の中で金属表面を保護しますこの酸化皮膜は鉄に10.5%以上のCr(クロム)を含ませると鉄が酸化するよりも先にクロム(Cr)が酸化し表面全体に酸化クロムの膜を形成しますしかもこの膜は化学的に安定で ( 化学変化しにくい ) とても強固ですまた構造がち密で酸素を通さないため錆びの発生を防ぎますこの酸化クロム膜は加工切断などでキズついてもクロム(Cr)が適量(10.5% 以上)あれば空気中の酸素と結合してすぐ再生しますニッケルはこの不動態化皮膜をもっと形成しやすくする働きをしますこのようにCr Niの量が多いほど錆びにくくなるのです３ 2 ステンレス鋼の腐食ステンレス鋼の錆の種類と原因です１全面腐食全面一様の腐食現象錆が表面全体にわたり一様に発生していきます原因塩酸強酸高温強アルカリ等でおこります対策フッ素樹脂コーティングによる金属表面の保護１粒界腐食現象溶接部付近の結晶粒界のみに錆が進行していきます粒界に沿って腐食原因熱影響によりクロム量が欠乏する為に起こる対策 SUS304LやSUS316Lが有効です１応力腐食割れ残留応力に沿って割れていく現象局部的に腐食割れしていく原因材料に負荷されている引張り応力と化学的な腐食の力の作用によります対策残留応力を残さない溶接と機械加工ですができれば焼き鈍し等の応力除去の加工をすると良いです１孔食現象局部的に不動態化皮膜が壊れ穴状に腐食していきます原因海水などの塩素イオンの溶液中で起こりやすい対策 SUS316やSUS316Lが有効です８局部的に腐食する

12 第 4 章その他 4-1 取扱上の注意 4-2 書類ステンレス容器を使用する時の注意点ですもらい錆に注意しますステンレス容器内に鉄や他の金属が触れていると錆びることがありますまた水道水などに含まれる鉄さびにより錆びることがありますなるべく他の金属との接触を避け綺麗な水での洗浄が良いです洗浄には柔らかいスポンジと中性洗剤が最適ですまた洗浄後は速やかに乾燥させ保管してください表面に傷が付いても乾燥していれば直ぐに不動態皮膜が形成されますステンレス鋼には鋼材検査証明書がありますミルシートとも言います鋼材検査証明書は JIS 規格の検査に則った証明書です材料 ( 鋼材 ) 検査証明書で内容は検査書発行番号品名規格鋼種表面仕上げヒート NO. 化学成分 (%) 引っ張り試験数値などが記載されています材料製造メーカーが発行するもので書式や項目が異なる場合もありますステンレス鋼を購入するときに付いてきますが注文時にミルシート付きとお願いしないと発行してもらえません 4-3 ステンレス鋼のリサイクルステンレス鋼は 100% リサイクル出来る資源です従って環境にも優しい材料です最近はファイバードラムからステンレス容器への移行も増えてきています弊社ではリサイクル資源として業者に依頼して引き取って頂いていますなおステンレス鋼の原料の約 30~40% がリサイクルスクラップ材を使用しています 4-4 ステンレス鋼板の表面保護ステンレス容器の製作時に傷が付かないようにしています表面保護材は加工キズや取扱運搬中のキズ防止の為に使用しています弊社にて使用している表面保護材を 2 点紹介します弊社で使用しています保護シートです名称材質厚み色エスピーエッチ (SPH) ポリ塩化ビニル系 0.06mm 青エスピーブイ (SPV) ポリエチレン系 0.12mm 白スポンジ 9

13 第 5 章 Q&A 弊社に寄せられましたステンレス容器についてよくある質問に対しての回答です 5-1 ステンレス容器は電磁調理器に使用できますか? 弊社のステンレス容器は電磁調理器の仕様には適しません磁石のくっつく鉄やステンレス ( 弊社の容器にはありません ) は使えますただしオールメタル対応の電磁調理器ならば SUS304 もアルミや銅の鍋も加熱できるようです火力等については対応メーカーに問い合わせてください 5-2 この薬液はだいじょうぶ? 薬液の種類によってはステンレス鋼板を侵す物があります弊社では都度容器を設計する上で用途と内容物の確認をしていますこのときにステンレス鋼の耐食表などで薬液に対する安全を確認しもし不可の場合はフッ素樹脂コーティング等のご提案をいたします 5-3 ステンレス容器は火にかけられますか? 空だきに気をつけていただければ問題はありませんまたステンレス鋼自体の耐熱も約 700 ありますので密閉にしなければ 300 の乾熱滅菌器などの使用も問題ありませんただし引張強度等が低下しますので過度な応力や加圧は危険です液体窒素等の極低温でのステンレス容器は? 弊社の開放タイプの容器に液体窒素 (-196 ) を入れても壊れることはありませんただし容器を分厚い断熱材で覆わないと液体窒素は常温で激しい沸騰をおこしますので危険です弊社では製作していませんが液体窒素用ステンレス製の真空断熱容器等をお勧めします他のステンレス材質で容器を作れますか? 弊社は SUS304 SUS316 SUS316L でのステンレス容器を製造しています他の材質に関しては製造設備や工程上品質管理上で製作をしていません 2mm を超える板厚に関しましては弊社の協力会社様にお願いして弊社設計管理のもと製作をしています一度錆びたステンレス容器は使えませんか? ステンレス鋼板内部まで深く浸透していない軽度の錆でしたらまず綺麗に錆を落とした後に洗浄します市販のクエン酸を約 60 に加熱して容器内に 2~3 時間ためた後に良く乾燥させれば再び少し強固な不動態化皮膜が形成されます 10

14 第 6 章 6-1 用語の解説ステンレス鋼板に関する用語をまとめてみました 50 音アルファベット順です延性材料が破壊せずに引き延ばしや曲げ加工が出来る性質を言いますオーステナイト系ステンレス鋼弊社で使用していますステンレス鋼の金属組織名称です SUS304: 成分が 18% クロム 8% ニッケル鋼がその代表です熱処理によって硬化せず一般に非磁性であるフェライト系などより耐食性や絞り加工性などが良く高級ステンレス鋼とも呼ばれますステンレス鋼 JIS によると鉄鋼に耐食性を向上させる目的でクロムまたはクロムとニッケルを含有させた合金鋼一般にはクロム含有量が約 10.5% 以上の鋼をステンレス鋼といい主としてその組織によって 1 マルテンサイト系 2 オーステナイト系 3 フェライト系 4 オーステナイトフェライト系及び 5 析出硬化系の五つに分類される塑性加工材料に力を加え力を取り除いても原型に戻らない変形を与える加工です例 : へら絞りプレス加工など 6-5 耐食性ある環境における腐食作用に耐える性質をいいますステンレス鋼ではクロム酸化物による不動態化皮膜がこの性質を示しますこの膜の特徴としてキズがついても乾燥した大気中では自己再生をします 6-6 熱伝導性熱が材料中を伝わって移動する性質を言います銅やアルミは熱伝導性が良く加熱調理器具などに使われますステンレス鋼は熱伝導性が悪く保温容器などに使われます 6-7 冷間加工常温に近い温度で行う塑性加工を言います 6-8 JIS(Japanese Industrial Standards) 日本工業規格の事です国内の鉱工業品の規格統一のための国家規格です日本工業標準調査会 (JISC:Japanese Industrial Standards Committee) が制定しています 11

お問い合わせ先ステンレス製品部営業課住所 340-0811 埼玉県八潮市二丁目 358 電話 048-996-4221

15 お問い合わせ先ステンレス製品部営業課住所埼玉県八潮市二丁目 358 電話 FAX メールホームページカタログのご紹介ホームページで無料請求デジタルカタログの閲覧が出来ます! ステンレス容器カタログ ( 緑色 ) 撹拌温調ユニットカタログ ( オレンジ色 ) 編者企画開発課企画 G

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