JP2002155341A - 耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼及びそれを用いた耐食ラインパイプ - Google Patents
耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼及びそれを用いた耐食ラインパイプInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー分野で使用されるガス・石油等の
産出・輸送用の油井管やラインパイプ、あるいはプラン
ト用鋼として最適な、耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性
に優れた耐食鋼及び耐食ラインパイプを提供することを
目的とする。 【構成】 質量％で、Ｃ：０．３０％以下、Ｃｒ：２．
０〜１３．０％未満、Ｍｇ：０．０００１〜０．０１％
を含有し、必要に応じＳｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．
２〜２．０％、Ａｌ：０．００１〜０．２０％以下、
Ｎ：０．０１５％以下を含有し、さらに必要に応じＴ
ｉ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏを含有し、残部鉄及び不可
避不純物からなることを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及
び溶接部靱性に優れた耐食鋼及び耐食ラインパイプ。
産出・輸送用の油井管やラインパイプ、あるいはプラン
ト用鋼として最適な、耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性
に優れた耐食鋼及び耐食ラインパイプを提供することを
目的とする。 【構成】 質量％で、Ｃ：０．３０％以下、Ｃｒ：２．
０〜１３．０％未満、Ｍｇ：０．０００１〜０．０１％
を含有し、必要に応じＳｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．
２〜２．０％、Ａｌ：０．００１〜０．２０％以下、
Ｎ：０．０１５％以下を含有し、さらに必要に応じＴ
ｉ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏを含有し、残部鉄及び不可
避不純物からなることを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及
び溶接部靱性に優れた耐食鋼及び耐食ラインパイプ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギー分野で
使用されるガス・石油等の産出・輸送用の油井管やライ
ンパイプ、あるいはプラント用鋼に関し、特に、炭酸ガ
スを含有するガス・石油等の環境下で使用する際に、良
好な耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性が得られる耐食鋼
及び耐食ラインパイプに関する。
使用されるガス・石油等の産出・輸送用の油井管やライ
ンパイプ、あるいはプラント用鋼に関し、特に、炭酸ガ
スを含有するガス・石油等の環境下で使用する際に、良
好な耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性が得られる耐食鋼
及び耐食ラインパイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】石油・ガス等の産出・輸送用の油井管や
ラインパイプ等では、通常、炭素鋼、低合金鋼の材料が
用いられている。しかし、炭酸ガスを多く含む石油・ガ
ス等では、通常の中性湿潤環境下での腐食や大気腐食に
比べて腐食速度が非常に速くなるため、このような炭酸
ガス腐食性の高い石油・ガスの産出・輸送用の油井管や
ラインパイプ等に対しては、油に腐食抑制剤などを添加
したり、材料として耐炭酸ガス腐食性に優れた１３％Ｃ
ｒ鋼などのステンレス鋼材が用いられてきた。しかしな
がら、腐食抑制剤の使用は、環境保全の点から好ましく
なく、ラインパイプ等へのステンレス鋼の適用は、素材
費が高く、残り寿命の限られた油井等への適用には、費
用対効果の点でオーバースペックとなる。
ラインパイプ等では、通常、炭素鋼、低合金鋼の材料が
用いられている。しかし、炭酸ガスを多く含む石油・ガ
ス等では、通常の中性湿潤環境下での腐食や大気腐食に
比べて腐食速度が非常に速くなるため、このような炭酸
ガス腐食性の高い石油・ガスの産出・輸送用の油井管や
ラインパイプ等に対しては、油に腐食抑制剤などを添加
したり、材料として耐炭酸ガス腐食性に優れた１３％Ｃ
ｒ鋼などのステンレス鋼材が用いられてきた。しかしな
がら、腐食抑制剤の使用は、環境保全の点から好ましく
なく、ラインパイプ等へのステンレス鋼の適用は、素材
費が高く、残り寿命の限られた油井等への適用には、費
用対効果の点でオーバースペックとなる。
【０００３】これらに対し、特開昭５６−９３８５６号
公報には、炭酸ガスによる全面腐食とともに溶接部の局
部腐食を向上させるためにＣｒを３〜１２％含有し、Ｃ
を０．１％以下に規制したラインパイプが開示されてい
る。しかしながら、この公報に記載の発明は、溶接部の
靱性が低く、その実施例ではＣを０．０１％以下に低減
した発明鋼を用いた場合の溶接部靱性は、０℃でのＶノ
ッチシャルピー吸収エネルギーで１６ｋｇ／ｍｍ２以下
（約１６０Ｊ以下）という性能に留まっている。
公報には、炭酸ガスによる全面腐食とともに溶接部の局
部腐食を向上させるためにＣｒを３〜１２％含有し、Ｃ
を０．１％以下に規制したラインパイプが開示されてい
る。しかしながら、この公報に記載の発明は、溶接部の
靱性が低く、その実施例ではＣを０．０１％以下に低減
した発明鋼を用いた場合の溶接部靱性は、０℃でのＶノ
ッチシャルピー吸収エネルギーで１６ｋｇ／ｍｍ２以下
（約１６０Ｊ以下）という性能に留まっている。
【０００４】したがって、炭酸ガスを多く含む石油・ガ
ス等の炭酸ガス腐食性環境で使用される素材として、耐
炭酸ガス腐食性とともに溶接部の低温靱性に優れた耐食
鋼及びそれを用いた耐食ラインパイプの開発が望まれて
いた。
ス等の炭酸ガス腐食性環境で使用される素材として、耐
炭酸ガス腐食性とともに溶接部の低温靱性に優れた耐食
鋼及びそれを用いた耐食ラインパイプの開発が望まれて
いた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エネルギー
分野で使用され、特に炭酸ガスを含有するガス・石油等
の産出・輸送用の油井管やラインパイプ、あるいはプラ
ント用の素材として適用した際に良好な耐炭酸ガス腐食
性が得られるとともに溶接部の靱性が良好である耐食鋼
及びそれを用いた耐食ラインパイプを提供することを目
的とする。
分野で使用され、特に炭酸ガスを含有するガス・石油等
の産出・輸送用の油井管やラインパイプ、あるいはプラ
ント用の素材として適用した際に良好な耐炭酸ガス腐食
性が得られるとともに溶接部の靱性が良好である耐食鋼
及びそれを用いた耐食ラインパイプを提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐炭酸ガス腐
食性を向上させるためにＣｒを適量含有するとともに、
溶接部の靱性を向上させるためにＭｇを適量含有するこ
とを特徴とした耐食鋼およびそれを用いた耐食ラインパ
イプであり、その要旨とするところは、以下の通りであ
る。 （１）化学成分として、質量％で、Ｃ：０．３％以下、
Ｃｒ：２〜１３％未満、Ｍｇ：０．０００１〜０．０１
％を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなることを特
徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食
鋼。 （２）化学成分として、質量％で、Ｃ：０．０２％以
下、Ｃｒ：２〜１３％未満、Ｍｇ：０．０００１〜０．
０１％を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなること
を特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた
耐食鋼。 （３）化学成分として、質量％で、Ｃ：０．０２％以
下、Ｃｒ：２〜５％、Ｍｇ：０．０００１〜０．０１％
を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなることを特徴
とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食
鋼。 （４）さらに、質量％で、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：
０．２〜２％、Ａｌ：０．００１〜０．２％以下、Ｎ：
０．０１５％以下を含有することを特徴とする上記
（１）から（３）のうちの何れか１項に記載の耐炭酸ガ
ス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼。 （５）さらに、質量％で、Ｔｉ：０．００１〜０．２％
およびＮｂ：０．０１〜０．５％のうちの１種または２
種を含有することを特徴とする上記（１）から（４）の
うちの何れか１項に記載の耐炭酸ガス腐食性及び溶接部
靱性に優れた耐食鋼。 （６）さらに、Ｃｕ、ＮｉおよびＭｏのうちの１種また
は２種以上を合計量で０．１〜１％含有することを特徴
とする上記（１）から（５）のうちの何れか１項に記載
の耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼。 （７）上記（１）〜（６）のうちの何れか１項に記載の
耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼を用い
て製造することを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接
部靱性に優れた耐食ラインパイプ。
食性を向上させるためにＣｒを適量含有するとともに、
溶接部の靱性を向上させるためにＭｇを適量含有するこ
とを特徴とした耐食鋼およびそれを用いた耐食ラインパ
イプであり、その要旨とするところは、以下の通りであ
る。 （１）化学成分として、質量％で、Ｃ：０．３％以下、
Ｃｒ：２〜１３％未満、Ｍｇ：０．０００１〜０．０１
％を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなることを特
徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食
鋼。 （２）化学成分として、質量％で、Ｃ：０．０２％以
下、Ｃｒ：２〜１３％未満、Ｍｇ：０．０００１〜０．
０１％を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなること
を特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた
耐食鋼。 （３）化学成分として、質量％で、Ｃ：０．０２％以
下、Ｃｒ：２〜５％、Ｍｇ：０．０００１〜０．０１％
を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなることを特徴
とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食
鋼。 （４）さらに、質量％で、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：
０．２〜２％、Ａｌ：０．００１〜０．２％以下、Ｎ：
０．０１５％以下を含有することを特徴とする上記
（１）から（３）のうちの何れか１項に記載の耐炭酸ガ
ス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼。 （５）さらに、質量％で、Ｔｉ：０．００１〜０．２％
およびＮｂ：０．０１〜０．５％のうちの１種または２
種を含有することを特徴とする上記（１）から（４）の
うちの何れか１項に記載の耐炭酸ガス腐食性及び溶接部
靱性に優れた耐食鋼。 （６）さらに、Ｃｕ、ＮｉおよびＭｏのうちの１種また
は２種以上を合計量で０．１〜１％含有することを特徴
とする上記（１）から（５）のうちの何れか１項に記載
の耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼。 （７）上記（１）〜（６）のうちの何れか１項に記載の
耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼を用い
て製造することを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接
部靱性に優れた耐食ラインパイプ。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明鋼の成分の限定理
由について説明する。なお、以下に示す％は、特に説明
がない限りは質量％を意味するものとする。 Ｃ：Ｃは鋼の強度向上のために有効な元素であるが、本
発明では、Ｃ含有量が増すと溶接部の低温靱性や炭酸ガ
ス耐食性が低下する。特に、Ｃ含有量が０．３％を超え
ると鋼材の焼き戻し過程で粒界に多量の炭化物が析出し
て溶接部の低温靱性が劣化し、また炭酸ガス耐食性も低
下する。従って、本発明では、Ｃ含有量を０．３％以下
とする。また、本発明では、さらに、良好な溶接部の低
温靱性と炭酸ガス耐食性が要求される環境で使用する場
合には、Ｃ含有量を０．０２％以下とする。
由について説明する。なお、以下に示す％は、特に説明
がない限りは質量％を意味するものとする。 Ｃ：Ｃは鋼の強度向上のために有効な元素であるが、本
発明では、Ｃ含有量が増すと溶接部の低温靱性や炭酸ガ
ス耐食性が低下する。特に、Ｃ含有量が０．３％を超え
ると鋼材の焼き戻し過程で粒界に多量の炭化物が析出し
て溶接部の低温靱性が劣化し、また炭酸ガス耐食性も低
下する。従って、本発明では、Ｃ含有量を０．３％以下
とする。また、本発明では、さらに、良好な溶接部の低
温靱性と炭酸ガス耐食性が要求される環境で使用する場
合には、Ｃ含有量を０．０２％以下とする。
【０００８】Ｍｇ：Ｍｇは、鋼材の溶接熱影響部におい
て、微細なＭｇ系酸化物を析出し、オーステナイト粒の
成長を抑制することによってその靱性を著しく向上させ
るために有効な元素である。特にＣｒ含有鋼では、溶接
熱影響部のオーステナイト粒径の粗大化による焼き戻し
脆化が生じ靱性が著しく劣化するため、Ｃｒ含有鋼の溶
接部の靱性を向上させるためにＭｇを０．０００１％以
上添加する必要がある。一方、Ｍｇ含有量が０．０１％
を超えると、Ｍｇ系酸化物が粗大化し溶接部靱性を向上
することが困難となるため、Ｍｇ含有量の上限を０．０
１％とする。
て、微細なＭｇ系酸化物を析出し、オーステナイト粒の
成長を抑制することによってその靱性を著しく向上させ
るために有効な元素である。特にＣｒ含有鋼では、溶接
熱影響部のオーステナイト粒径の粗大化による焼き戻し
脆化が生じ靱性が著しく劣化するため、Ｃｒ含有鋼の溶
接部の靱性を向上させるためにＭｇを０．０００１％以
上添加する必要がある。一方、Ｍｇ含有量が０．０１％
を超えると、Ｍｇ系酸化物が粗大化し溶接部靱性を向上
することが困難となるため、Ｍｇ含有量の上限を０．０
１％とする。
【０００９】Ｃｒ：Ｃｒは炭酸ガス腐食を抑制させるた
めに有効な元素であり、特に、本発明が対象とする腐食
環境である、温度８０℃、圧力０．１ＭＰａ以上の条件
において、十分な耐炭酸ガス腐食性を得るには、Ｃｒ含
有量を２％以上とする必要がある。一方、Ｃｒ含有量が
１３％以上では、添加量に見合うだけの耐炭酸ガス耐食
性の向上効果が得られない。従って、本発明では、Ｃｒ
含有量を２〜１３％未満とする。また、さらに良好な耐
炭酸ガス腐食性を得るためには、その含有量の下限を３
％を超えるものとすることが好ましい。
めに有効な元素であり、特に、本発明が対象とする腐食
環境である、温度８０℃、圧力０．１ＭＰａ以上の条件
において、十分な耐炭酸ガス腐食性を得るには、Ｃｒ含
有量を２％以上とする必要がある。一方、Ｃｒ含有量が
１３％以上では、添加量に見合うだけの耐炭酸ガス耐食
性の向上効果が得られない。従って、本発明では、Ｃｒ
含有量を２〜１３％未満とする。また、さらに良好な耐
炭酸ガス腐食性を得るためには、その含有量の下限を３
％を超えるものとすることが好ましい。
【００１０】また、特に石油やガスなどの中に、例え
ば、溶存酸素量で１００ｐｐｍ以上のように酸素が多く
混入している環境下で使用する場合には、Ｃｒの多量の
添加により、鋼材の炭酸ガス局部腐食である孔食が発生
するため、このような環境で炭酸ガスの全面腐食ととも
に、局部腐食を抑制するために、Ｃｒ含有量の上限を５
％に低下し、Ｃｒ含有量の範囲を２〜５％とする。ま
た、この場合でも、さらに良好な耐炭酸ガス耐食性を得
るためには、その含有量の下限を３％超とすることが好
ましい。
ば、溶存酸素量で１００ｐｐｍ以上のように酸素が多く
混入している環境下で使用する場合には、Ｃｒの多量の
添加により、鋼材の炭酸ガス局部腐食である孔食が発生
するため、このような環境で炭酸ガスの全面腐食ととも
に、局部腐食を抑制するために、Ｃｒ含有量の上限を５
％に低下し、Ｃｒ含有量の範囲を２〜５％とする。ま
た、この場合でも、さらに良好な耐炭酸ガス耐食性を得
るためには、その含有量の下限を３％超とすることが好
ましい。
【００１１】以上が本発明の基本成分であるが、さら
に、強度、靱性および耐炭酸ガス腐食性を向上させるた
めに、以下の成分を添加することができる。 Ｓｉ：Ｓｉは、ＡｌやＴｉと同じ脱酸作用を有する元素
であり添加しても良い。しかし、Ｓｉ含有量が０．５％
を超えると溶接部の低温靱性が劣化するため、その含有
量の上限を０．５％とする。
に、強度、靱性および耐炭酸ガス腐食性を向上させるた
めに、以下の成分を添加することができる。 Ｓｉ：Ｓｉは、ＡｌやＴｉと同じ脱酸作用を有する元素
であり添加しても良い。しかし、Ｓｉ含有量が０．５％
を超えると溶接部の低温靱性が劣化するため、その含有
量の上限を０．５％とする。
【００１２】Ｍｎ：Ｍｎは低温靱性を向上させる作用を
有する元素であり添加しても良い。その効果を十分得る
ためには、Ｍｎ含有量を０．２％以上とする必要がある
が、一方、その含有量が２％を越えるとかえって靱性が
低下する。従って、Ｍｎを添加する場合の含有量は０．
２〜２％とする。 Ａｌ：Ａｌは、ＳｉやＴｉと同じ脱酸作用を有する元素
であり添加しても良い。その効果を十分得るためには、
Ａｌ含有量を０．００１％以上とする必要があり、一
方、その含有量が０．２％を超えると、鋼の清浄度を下
げ低温靱性劣化の原因となる。従って、Ａｌを添加する
場合の含有量は、０．００１％〜０．２とする。
有する元素であり添加しても良い。その効果を十分得る
ためには、Ｍｎ含有量を０．２％以上とする必要がある
が、一方、その含有量が２％を越えるとかえって靱性が
低下する。従って、Ｍｎを添加する場合の含有量は０．
２〜２％とする。 Ａｌ：Ａｌは、ＳｉやＴｉと同じ脱酸作用を有する元素
であり添加しても良い。その効果を十分得るためには、
Ａｌ含有量を０．００１％以上とする必要があり、一
方、その含有量が０．２％を超えると、鋼の清浄度を下
げ低温靱性劣化の原因となる。従って、Ａｌを添加する
場合の含有量は、０．００１％〜０．２とする。
【００１３】Ｎ：Ｎは不可避的不純物として鋼中に残存
する元素である。低温靱性の向上のためには、低い方が
好ましく、特にＮ含有量が０．０１５％を超えると低温
靱性が著しく劣化するため、その含有量の上限を０．０
１５％とした。 Ｔｉ、Ｎｂ：ＴｉおよびＮｂは母材の強度を向上するた
めに有効であるとともに、溶接熱影響部において微細な
Ｔｉ含有量の下限を０．００１％とし、かつＮｂ炭化物
を形成することにより、オーステナイト粒の成長を抑制
し溶接部靱性を高めるために有効な元素である。これら
の効果を十分に得るためには、Ｔｉ含有量の下限を０.
００１％とし、かつＮｂ含有量の下限を０．０１％とす
る必要があり、一方、Ｔｉ含有量で０．２％を超え、Ｎ
ｂ含有量で０．５％を超えるような過剰な添加は靱性を
劣化させる。従って、ＴｉおよびＮｂの１種または２種
を添加する場合には、Ｔｉ含有量を０．００１〜０．２
％とし、Ｎｂ含有量を０．０１〜０．５％の範囲とす
る。
する元素である。低温靱性の向上のためには、低い方が
好ましく、特にＮ含有量が０．０１５％を超えると低温
靱性が著しく劣化するため、その含有量の上限を０．０
１５％とした。 Ｔｉ、Ｎｂ：ＴｉおよびＮｂは母材の強度を向上するた
めに有効であるとともに、溶接熱影響部において微細な
Ｔｉ含有量の下限を０．００１％とし、かつＮｂ炭化物
を形成することにより、オーステナイト粒の成長を抑制
し溶接部靱性を高めるために有効な元素である。これら
の効果を十分に得るためには、Ｔｉ含有量の下限を０.
００１％とし、かつＮｂ含有量の下限を０．０１％とす
る必要があり、一方、Ｔｉ含有量で０．２％を超え、Ｎ
ｂ含有量で０．５％を超えるような過剰な添加は靱性を
劣化させる。従って、ＴｉおよびＮｂの１種または２種
を添加する場合には、Ｔｉ含有量を０．００１〜０．２
％とし、Ｎｂ含有量を０．０１〜０．５％の範囲とす
る。
【００１４】Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ：Ｃｕ、ＮｉおよびＭｏ
は、何れもＣｒ含有鋼において、Ｃｒなどの耐食性皮膜
の安定性を向上させるためにその含有量の合計量で０．
１％以上添加するが、その含有量の合計が１％を超えて
過剰に添加すると、その効果が飽和するばかりか、逆に
耐炭酸ガス腐食性を劣化させる。したがって、本発明で
は、Ｃｕ、ＮｉおよびＭｏの１種または２種以上を添加
する場合は、その合計量が０．１〜１％の範囲で添加す
る。
は、何れもＣｒ含有鋼において、Ｃｒなどの耐食性皮膜
の安定性を向上させるためにその含有量の合計量で０．
１％以上添加するが、その含有量の合計が１％を超えて
過剰に添加すると、その効果が飽和するばかりか、逆に
耐炭酸ガス腐食性を劣化させる。したがって、本発明で
は、Ｃｕ、ＮｉおよびＭｏの１種または２種以上を添加
する場合は、その合計量が０．１〜１％の範囲で添加す
る。
【００１５】以上の本発明鋼は、制御圧延または焼き入
れ焼き戻しなどの熱処理により金属組織を調整して必要
な強度・低温靱性バランスを得ることが可能である。ま
た、以上の本発明鋼を用いて鋼管を製造する方法は、特
に限定する必要はなく、シームレス圧延による造管方
法、鋼板を成型後、溶接により造管する方法等の何れの
方法も用いることができる。これらの方法によって製造
された鋼管は、耐炭酸ガス腐食性に優れるとともにシー
ム溶接部の有する鋼管では溶接部靱性にも優れるという
効果が得られる。
れ焼き戻しなどの熱処理により金属組織を調整して必要
な強度・低温靱性バランスを得ることが可能である。ま
た、以上の本発明鋼を用いて鋼管を製造する方法は、特
に限定する必要はなく、シームレス圧延による造管方
法、鋼板を成型後、溶接により造管する方法等の何れの
方法も用いることができる。これらの方法によって製造
された鋼管は、耐炭酸ガス腐食性に優れるとともにシー
ム溶接部の有する鋼管では溶接部靱性にも優れるという
効果が得られる。
【００１６】この時のシーム溶接には電縫溶接・レーザ
ービーム溶接の他、比較的大入熱でのサブマージアーク
溶接も適用可能である。上記の耐炭酸ガス腐食性と強度
・低温靱性に優れた本発明鋼は、耐炭酸ガス腐食性を要
求されるさまざまな機器に使用可能であることはもちろ
ん、特に耐炭酸ガス腐食性とともに溶接部の低温靱性が
要求されるラインパイプあるいはフローラインとして使
用され、従来に比べて寿命を向上できるという顕著な効
果が得られる。
ービーム溶接の他、比較的大入熱でのサブマージアーク
溶接も適用可能である。上記の耐炭酸ガス腐食性と強度
・低温靱性に優れた本発明鋼は、耐炭酸ガス腐食性を要
求されるさまざまな機器に使用可能であることはもちろ
ん、特に耐炭酸ガス腐食性とともに溶接部の低温靱性が
要求されるラインパイプあるいはフローラインとして使
用され、従来に比べて寿命を向上できるという顕著な効
果が得られる。
【００１７】
【実施例】表１に鋼の化学組成とともに、耐食性試験及
び溶接部低温靱性の試験結果を示す。なお、耐食性試験
は、一般的な酸素混入のない炭酸ガス腐食環境の試験１
と、酸素混入のある場合の試験２を実施した。酸素混入
のない試験１の条件として温度８０℃、炭酸ガス圧力
０．３ＭＰａで、塩素濃度５％の地層水模擬溶液中にお
ける２週間の浸漬試験を実施した。酸素混入のある試験
２の条件として、１日に３時間、２ｐｐｍの溶存酸素濃
度になるまで酸素を吹き込み、その他の時間は純炭酸ガ
スを吹き込んで、炭酸ガス分圧０．１ＭＰａ、温度８０
℃、塩素濃度１０％の地層水模擬溶液中における４週間
の浸漬試験を実施した。
び溶接部低温靱性の試験結果を示す。なお、耐食性試験
は、一般的な酸素混入のない炭酸ガス腐食環境の試験１
と、酸素混入のある場合の試験２を実施した。酸素混入
のない試験１の条件として温度８０℃、炭酸ガス圧力
０．３ＭＰａで、塩素濃度５％の地層水模擬溶液中にお
ける２週間の浸漬試験を実施した。酸素混入のある試験
２の条件として、１日に３時間、２ｐｐｍの溶存酸素濃
度になるまで酸素を吹き込み、その他の時間は純炭酸ガ
スを吹き込んで、炭酸ガス分圧０．１ＭＰａ、温度８０
℃、塩素濃度１０％の地層水模擬溶液中における４週間
の浸漬試験を実施した。
【００１８】表１に示す耐炭酸ガス腐食性の評価結果
は、Ｃｒ含有量０．０１％以下の炭素鋼の腐食量を１と
して、腐食量が０．０５以下のものを◎、腐食量が０．
５以下のものを○とした。また、局部腐食が生じたもの
は全面腐食量が小さくても×で示した。また、溶接部の
低温靱性の評価試験は、２．７ｋＪ／ｍｍの入熱量でＭ
ＩＧ溶接を実施後、ノッチの中央が溶融ラインとなるよ
うにとった２ｍｍＶノッチシャルピー試験片を採取しシ
ャルピー衝撃試験を行った。表１に溶接部の低温靱性の
評価結果は、−２０℃のシャルピー衝撃試験での吸収エ
ネルギーを測定した結果、吸収エネルギー値が２００Ｊ
以上のものを低温靱性が非常に優れたものとし◎で示
し、吸収エネルギーが３０Ｊ未満のものを低温靱性が劣
っているものと見なし×で示し、その中間を○で示し
た。
は、Ｃｒ含有量０．０１％以下の炭素鋼の腐食量を１と
して、腐食量が０．０５以下のものを◎、腐食量が０．
５以下のものを○とした。また、局部腐食が生じたもの
は全面腐食量が小さくても×で示した。また、溶接部の
低温靱性の評価試験は、２．７ｋＪ／ｍｍの入熱量でＭ
ＩＧ溶接を実施後、ノッチの中央が溶融ラインとなるよ
うにとった２ｍｍＶノッチシャルピー試験片を採取しシ
ャルピー衝撃試験を行った。表１に溶接部の低温靱性の
評価結果は、−２０℃のシャルピー衝撃試験での吸収エ
ネルギーを測定した結果、吸収エネルギー値が２００Ｊ
以上のものを低温靱性が非常に優れたものとし◎で示
し、吸収エネルギーが３０Ｊ未満のものを低温靱性が劣
っているものと見なし×で示し、その中間を○で示し
た。
【００１９】また、鋼を焼き入れ−焼き戻し熱処理によ
り強度をＡＰＩ規格におけるＸ６５〜Ｘ８０グレードに
調整した。表１中の番号８〜１１及び２１がＸ７０グレ
ード、番号１７及び２２がＸ８０グレードで、これ以外
は全てＸ６５グレード相当に強度を調整したものであ
る。番号１〜１８の鋼は化学成分が本発明で規定した範
囲にある本発明鋼であり、番号１９〜２０番の鋼は、化
学成分が本発明で規定した範囲外である比較鋼である。
り強度をＡＰＩ規格におけるＸ６５〜Ｘ８０グレードに
調整した。表１中の番号８〜１１及び２１がＸ７０グレ
ード、番号１７及び２２がＸ８０グレードで、これ以外
は全てＸ６５グレード相当に強度を調整したものであ
る。番号１〜１８の鋼は化学成分が本発明で規定した範
囲にある本発明鋼であり、番号１９〜２０番の鋼は、化
学成分が本発明で規定した範囲外である比較鋼である。
【００２０】本発明鋼はいずれも良好な耐食性を示し、
且つ、溶接熱影響部の低温靱性が良好であった。一方、
比較鋼においては、全て溶接熱影響部の低温靱性が不十
分であり、本発明鋼の優位性が明らかである。さらに、
表１の番号１６番の熱延板を用いて、冷間で成形後、高
周波溶接により電縫鋼管とし、ＡＰＩ規格におけるＸ−
６５グレードのラインパイプを製造した。このラインパ
イプをガース溶接し、その溶接線近傍からシャルピー試
験片を採取して溶接熱影響部の低温靱性を測定した結
果、溶接線から何れの位置においても、−２０℃の吸収
エネルギーで２００Ｊ以上という非常に高い値を示し、
溶接熱影響部の低温靱性の非常に高いラインパイプを製
造することが出来た。
且つ、溶接熱影響部の低温靱性が良好であった。一方、
比較鋼においては、全て溶接熱影響部の低温靱性が不十
分であり、本発明鋼の優位性が明らかである。さらに、
表１の番号１６番の熱延板を用いて、冷間で成形後、高
周波溶接により電縫鋼管とし、ＡＰＩ規格におけるＸ−
６５グレードのラインパイプを製造した。このラインパ
イプをガース溶接し、その溶接線近傍からシャルピー試
験片を採取して溶接熱影響部の低温靱性を測定した結
果、溶接線から何れの位置においても、−２０℃の吸収
エネルギーで２００Ｊ以上という非常に高い値を示し、
溶接熱影響部の低温靱性の非常に高いラインパイプを製
造することが出来た。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】本発明により、耐炭酸ガス腐食性に優
れ、かつ強度・低温靱性のバランスにも良好で、溶接部
の低温靱性も良好な耐食鋼が得られ、効率的なエネルギ
ー産業の機器装置設計に寄与するところ大である。
れ、かつ強度・低温靱性のバランスにも良好で、溶接部
の低温靱性も良好な耐食鋼が得られ、効率的なエネルギ
ー産業の機器装置設計に寄与するところ大である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月５日（２００１．１．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】Ｎ：Ｎは不可避的不純物として鋼中に残存
する元素である。低温靱性の向上のためには、低い方が
好ましく、特に、Ｎ含有量が０．０１５％を超えると低
温靱性が著しく劣化するため、その含有量の上限を０．
０１５％とした。Ｔｉ，Ｎｂ：ＴｉおよびＮｂは母材の
強度を向上するために有効であるとともに、溶接熱影響
部において微細なＮｂ炭化物を形成することにより、オ
ーステナイト粒の成長を抑制し溶接部靱性を高めるため
に有効な元素である。これらの効果を十分に得るために
は、Ｔｉ含有量の下限を０．００１％とし、かつＮｂ含
有量の下限を０．０１％とする必要があり、一方、Ｔｉ
含有量で０．２％を超え、Ｎｂ含有量で０．５％を超え
るような過剰な添加は靱性を劣化させる。従って、Ｔｉ
およびＮｂの１種または２種を添加する場合には、Ｔｉ
含有量を０．００１〜０．２％とし、Ｎｂ含有量を０．
０１〜０．５％の範囲とする。
する元素である。低温靱性の向上のためには、低い方が
好ましく、特に、Ｎ含有量が０．０１５％を超えると低
温靱性が著しく劣化するため、その含有量の上限を０．
０１５％とした。Ｔｉ，Ｎｂ：ＴｉおよびＮｂは母材の
強度を向上するために有効であるとともに、溶接熱影響
部において微細なＮｂ炭化物を形成することにより、オ
ーステナイト粒の成長を抑制し溶接部靱性を高めるため
に有効な元素である。これらの効果を十分に得るために
は、Ｔｉ含有量の下限を０．００１％とし、かつＮｂ含
有量の下限を０．０１％とする必要があり、一方、Ｔｉ
含有量で０．２％を超え、Ｎｂ含有量で０．５％を超え
るような過剰な添加は靱性を劣化させる。従って、Ｔｉ
およびＮｂの１種または２種を添加する場合には、Ｔｉ
含有量を０．００１〜０．２％とし、Ｎｂ含有量を０．
０１〜０．５％の範囲とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】表１に示す耐炭酸ガス腐食性の評価結果
は、Ｃｒ含有量０．０１％以下の炭素鋼の腐食量を１と
して、腐食量が０．０５以下のものを◎、腐食量が０．
５以下のものを○とした。また、局部腐食が生じたもの
は全面腐食量が小さくても黒丸で示した。また、溶接部
の低温靱性の評価試験は、２．７ｋＪ／ｍｍの入熱量で
ＭＩＧ溶接を実施後、ノッチの中央が溶融ラインとなる
ようにとった２ｍｍＶノッチシャルピー試験片を採取し
シャルピー衝撃試験を行った。表１の溶接部の低温靱性
の評価結果は、−２０℃のシャルピー衝撃試験での吸収
エネルギーを測定した結果、吸収エネルギー値が２００
Ｊ以上のものを低温靱性が非常に優れたものとし◎で示
し、吸収エネルギー値が３０Ｊ未満のものを低温靱性が
劣っているものとみなし×で示し、その中間を○で示し
た。
は、Ｃｒ含有量０．０１％以下の炭素鋼の腐食量を１と
して、腐食量が０．０５以下のものを◎、腐食量が０．
５以下のものを○とした。また、局部腐食が生じたもの
は全面腐食量が小さくても黒丸で示した。また、溶接部
の低温靱性の評価試験は、２．７ｋＪ／ｍｍの入熱量で
ＭＩＧ溶接を実施後、ノッチの中央が溶融ラインとなる
ようにとった２ｍｍＶノッチシャルピー試験片を採取し
シャルピー衝撃試験を行った。表１の溶接部の低温靱性
の評価結果は、−２０℃のシャルピー衝撃試験での吸収
エネルギーを測定した結果、吸収エネルギー値が２００
Ｊ以上のものを低温靱性が非常に優れたものとし◎で示
し、吸収エネルギー値が３０Ｊ未満のものを低温靱性が
劣っているものとみなし×で示し、その中間を○で示し
た。
Claims (7)
- 【請求項１】 化学成分として、質量％で、Ｃ：０．３
％以下、Ｃｒ：２〜１３％未満、Ｍｇ：０．０００１〜
０．０１％を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなる
ことを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優
れた耐食鋼。 - 【請求項２】 化学成分として、質量％で、Ｃ：０．０
２％以下、Ｃｒ：２〜１３％未満、Ｍｇ：０．０００１
〜０．０１％を含有し、残部鉄及び不可避不純物からな
ることを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に
優れた耐食鋼。 - 【請求項３】 化学成分として、質量％で、Ｃ：０．０
２％以下、Ｃｒ：２〜５％、Ｍｇ：０．０００１〜０．
０１％を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなること
を特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた
耐食鋼。 - 【請求項４】 さらに、質量％で、Ｓｉ：０．５％以
下、Ｍｎ：０．２〜２％、Ａｌ：０．００１〜０．２％
以下、Ｎ：０．０１５％以下を含有することを特徴とす
る請求項１から３のうちの何れか１項に記載の耐炭酸ガ
ス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼。 - 【請求項５】 さらに、質量％で、Ｔｉ：０．００１〜
０．２％およびＮｂ：０．０１〜０．５％のうちの１種
または２種を含有することを特徴とする請求項１から４
のうちの何れか１項に記載の耐炭酸ガス腐食性及び溶接
部靱性に優れた耐食鋼。 - 【請求項６】 さらに、Ｃｕ、ＮｉおよびＭｏのうちの
１種または２種以上を合計量で０．１〜１％含有するこ
とを特徴とする請求項１から５のうちの何れか１項に記
載の耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼。 - 【請求項７】 請求項１〜６のうちの何れか１項に記載
の耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼を用
いて製造することを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び溶
接部靱性に優れた耐食ラインパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346991A JP2002155341A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼及びそれを用いた耐食ラインパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346991A JP2002155341A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼及びそれを用いた耐食ラインパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002155341A true JP2002155341A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18820785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000346991A Withdrawn JP2002155341A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 耐炭酸ガス腐食性及び溶接部靱性に優れた耐食鋼及びそれを用いた耐食ラインパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002155341A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006086853A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Bluescope Steel Limited | Linepipe steel |
| CN100436633C (zh) * | 2006-10-18 | 2008-11-26 | 合肥工业大学 | 低碳高合金球磨机衬板钢及其制造方法 |
| CN103993239A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-08-20 | 中建材宁国新马耐磨材料有限公司 | 一种矿山湿法磨机衬板及其制备方法 |
| JP2021143354A (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 日鉄ステンレス株式会社 | レーザー溶接用のマルテンサイト系ステンレス鋼 |
-
2000
- 2000-11-14 JP JP2000346991A patent/JP2002155341A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006086853A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Bluescope Steel Limited | Linepipe steel |
| US9487841B2 (en) | 2005-02-21 | 2016-11-08 | Bluescope Steel Limited | Linepipe steel |
| CN100436633C (zh) * | 2006-10-18 | 2008-11-26 | 合肥工业大学 | 低碳高合金球磨机衬板钢及其制造方法 |
| CN103993239A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-08-20 | 中建材宁国新马耐磨材料有限公司 | 一种矿山湿法磨机衬板及其制备方法 |
| JP2021143354A (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 日鉄ステンレス株式会社 | レーザー溶接用のマルテンサイト系ステンレス鋼 |
| JP7474077B2 (ja) | 2020-03-10 | 2024-04-24 | 日鉄ステンレス株式会社 | レーザー溶接用のマルテンサイト系ステンレス鋼 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |