JPH0633194A - 耐食性に優れた高強度油井管用鋼 - Google Patents
耐食性に優れた高強度油井管用鋼Info
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- JPH0633194A JPH0633194A JP19115592A JP19115592A JPH0633194A JP H0633194 A JPH0633194 A JP H0633194A JP 19115592 A JP19115592 A JP 19115592A JP 19115592 A JP19115592 A JP 19115592A JP H0633194 A JPH0633194 A JP H0633194A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は耐食性に優れた高強度油井管用鋼に
係り、さらに詳しくは例えば石油・天然ガスの掘削と生
産に使われる油井管用として、湿潤炭酸ガスや微量の湿
潤硫化水素を含む環境中で優れた耐食性を有する鋼に関
する。 【構成】 Ｃ：０．０８〜０．１５％、Ｓｉ：０．０１
％以上１．２％未満、Ｍｎ：０．０２〜３．０％、Ｃ
ｒ：８．０〜９．９％、Ｍｏ：０．８２〜３．０％、Ａ
ｌ：０．００５〜１．０％、Ｎｂ：０．０５〜０．５０
％、Ｖ：０．１６〜０．６０％、Ｎ：０．０２〜０．０
７％を含有し、ＰおよびＳを低減し、各元素の組み合わ
せが特定の条件式を満足し、あるいはさらにＷ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｃｏ、希土類元素、Ｃａの１種以上を含有し、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする。
係り、さらに詳しくは例えば石油・天然ガスの掘削と生
産に使われる油井管用として、湿潤炭酸ガスや微量の湿
潤硫化水素を含む環境中で優れた耐食性を有する鋼に関
する。 【構成】 Ｃ：０．０８〜０．１５％、Ｓｉ：０．０１
％以上１．２％未満、Ｍｎ：０．０２〜３．０％、Ｃ
ｒ：８．０〜９．９％、Ｍｏ：０．８２〜３．０％、Ａ
ｌ：０．００５〜１．０％、Ｎｂ：０．０５〜０．５０
％、Ｖ：０．１６〜０．６０％、Ｎ：０．０２〜０．０
７％を含有し、ＰおよびＳを低減し、各元素の組み合わ
せが特定の条件式を満足し、あるいはさらにＷ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｃｏ、希土類元素、Ｃａの１種以上を含有し、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐食性に優れた高強度油
井管用鋼に係り、さらに詳しくは、例えば石油・天然ガ
スの掘削と生産に使われる油井管用として、湿潤炭酸ガ
スや微量の湿潤硫化水素を含む環境中で優れた耐食性を
有する鋼に関する。
井管用鋼に係り、さらに詳しくは、例えば石油・天然ガ
スの掘削と生産に使われる油井管用として、湿潤炭酸ガ
スや微量の湿潤硫化水素を含む環境中で優れた耐食性を
有する鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年生産される石油・天然ガスは湿潤な
炭酸ガスや硫化水素を含有するものが増加している。こ
うした環境中で炭素鋼や低合金鋼が著しく腐食すること
は周知の事実である。従って、かかる腐食性の石油・天
然ガスの輸送に際しては油井管の防食対策として、腐食
抑制剤の添加が従来から一般的であった。しかし、海洋
油井では腐食抑制剤の添加・回収処理に要する費用が膨
大なものとなり、また海洋汚染の問題もあってその使用
が困難になりつつある。従って、腐食抑制剤を添加する
必要がない耐食材料に対するニーズが最近大きくなって
いる。
炭酸ガスや硫化水素を含有するものが増加している。こ
うした環境中で炭素鋼や低合金鋼が著しく腐食すること
は周知の事実である。従って、かかる腐食性の石油・天
然ガスの輸送に際しては油井管の防食対策として、腐食
抑制剤の添加が従来から一般的であった。しかし、海洋
油井では腐食抑制剤の添加・回収処理に要する費用が膨
大なものとなり、また海洋汚染の問題もあってその使用
が困難になりつつある。従って、腐食抑制剤を添加する
必要がない耐食材料に対するニーズが最近大きくなって
いる。
【０００３】炭酸ガスを多く含有する石油・天然ガス用
の耐食材料としては、ステンレス鋼の適用がまず検討さ
れ、例えばＬ．Ｊ．クライン、コロージョン(Corrosio
n)'84、ペーパーナンバー２１１にあるように、高強度
で比較的コストの安い鋼としてＡＩＳＩ４２０鋼に代表
されるような０．２％程度のＣと１２〜１３％程度のＣ
ｒを含有するマルテンサイト系ステンレス鋼が広く使用
されている。しかし、かかる鋼を油井管として高強度を
得るためにはあまり高い温度で焼戻すことができず、衝
撃靱性に劣るという難点を有していた。
の耐食材料としては、ステンレス鋼の適用がまず検討さ
れ、例えばＬ．Ｊ．クライン、コロージョン(Corrosio
n)'84、ペーパーナンバー２１１にあるように、高強度
で比較的コストの安い鋼としてＡＩＳＩ４２０鋼に代表
されるような０．２％程度のＣと１２〜１３％程度のＣ
ｒを含有するマルテンサイト系ステンレス鋼が広く使用
されている。しかし、かかる鋼を油井管として高強度を
得るためにはあまり高い温度で焼戻すことができず、衝
撃靱性に劣るという難点を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした現状
に鑑みて、炭酸ガス含有環境等で優れた耐食性を有する
高強度油井管用鋼を提供することを目的としている。
に鑑みて、炭酸ガス含有環境等で優れた耐食性を有する
高強度油井管用鋼を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成すべく鋼の組成について種々検討した結果、Ｃｒ
を８．０〜９．９％、Ｍｏを０．８２〜３．０％含有
し、Ｃを０．０８〜０．１５％、Ｎを０．０２〜０．０
７％含有する鋼に、Ｎｂを０．０５％以上とＶを０．１
６％以上複合して添加すると、油井管として非常な高強
度が得られること、従って高温で焼戻しても高強度が得
られるために衝撃靱性を改善できること、かつ湿潤炭酸
ガス環境での耐食性にも優れることを見出した。また、
本発明者らはさらに各元素の最適化についても検討を進
め、各元素の添加量が次式のＭＡ値（［％Ｘ］は重量％
で表わした元素Ｘの含有量）が０以上であるときに優れ
た衝撃靱性が得られることも見出した。 ＭＡ値＝ ８０＋４２０［％Ｃ］＋４４０［％Ｎ］ ＋３０（［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋［％Ｃｕ］＋［％Ｃｏ］） −１２（［％Ｓｉ］＋［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｎｂ］＋［％Ｖ］） −６［％Ｗ］ さらに本発明者らは、かかる鋼にＷ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃ
ｏ、希土類元素あるいはＣａを添加すると、一段と耐食
性が改善されることを見出した。
を達成すべく鋼の組成について種々検討した結果、Ｃｒ
を８．０〜９．９％、Ｍｏを０．８２〜３．０％含有
し、Ｃを０．０８〜０．１５％、Ｎを０．０２〜０．０
７％含有する鋼に、Ｎｂを０．０５％以上とＶを０．１
６％以上複合して添加すると、油井管として非常な高強
度が得られること、従って高温で焼戻しても高強度が得
られるために衝撃靱性を改善できること、かつ湿潤炭酸
ガス環境での耐食性にも優れることを見出した。また、
本発明者らはさらに各元素の最適化についても検討を進
め、各元素の添加量が次式のＭＡ値（［％Ｘ］は重量％
で表わした元素Ｘの含有量）が０以上であるときに優れ
た衝撃靱性が得られることも見出した。 ＭＡ値＝ ８０＋４２０［％Ｃ］＋４４０［％Ｎ］ ＋３０（［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋［％Ｃｕ］＋［％Ｃｏ］） −１２（［％Ｓｉ］＋［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｎｂ］＋［％Ｖ］） −６［％Ｗ］ さらに本発明者らは、かかる鋼にＷ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃ
ｏ、希土類元素あるいはＣａを添加すると、一段と耐食
性が改善されることを見出した。
【０００６】本発明は主に上記の知見に基づいてなされ
たものであり、本発明の第１発明が要旨とするところ
は、重量％で、Ｃ：０．０８〜０．１５％、Ｓｉ：０．
０１％以上１．２％未満、Ｍｎ：０．０２〜３．０％、
Ｃｒ：８．０〜９．９％、Ｍｏ：０．８２〜３．０％、
Ａｌ：０．００５〜１．０％、Ｎｂ：０．０５〜０．５
０％、Ｖ：０．１６〜０．６０％、Ｎ：０．０２〜０．
０７％を含有し、Ｐを０．０３％以下、Ｓを０．０１５
％以下に低減し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
り、以下の式で与えられるＭＡ値（［％Ｘ］は重量％で
表わした元素Ｘの含有量） ＭＡ値＝ ８０＋４２０［％Ｃ］＋４４０［％Ｎ］ ＋３０（［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋［％Ｃｕ］＋［％Ｃｏ］） −１２（［％Ｓｉ］＋［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｎｂ］＋［％Ｖ］） −６［％Ｗ］ が０以上であることを特徴とする耐食性に優れた高強度
油井管用鋼にあり、第２発明の要旨とするところは第１
発明の鋼に付加成分としてさらに、重量％で、Ｗ：２．
０％以下、Ｎｉ：２．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下、
Ｃｏ：２．０％以下、の１種または２種以上を含有する
鋼にあり、第３発明の要旨とするところは第１発明ある
いは第２発明の鋼に付加成分としてさらに、重量％で、
希土類元素：０．０５％以下、Ｃａ：０．０３％以下、
の１種または２種を含有する鋼にある。
たものであり、本発明の第１発明が要旨とするところ
は、重量％で、Ｃ：０．０８〜０．１５％、Ｓｉ：０．
０１％以上１．２％未満、Ｍｎ：０．０２〜３．０％、
Ｃｒ：８．０〜９．９％、Ｍｏ：０．８２〜３．０％、
Ａｌ：０．００５〜１．０％、Ｎｂ：０．０５〜０．５
０％、Ｖ：０．１６〜０．６０％、Ｎ：０．０２〜０．
０７％を含有し、Ｐを０．０３％以下、Ｓを０．０１５
％以下に低減し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
り、以下の式で与えられるＭＡ値（［％Ｘ］は重量％で
表わした元素Ｘの含有量） ＭＡ値＝ ８０＋４２０［％Ｃ］＋４４０［％Ｎ］ ＋３０（［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋［％Ｃｕ］＋［％Ｃｏ］） −１２（［％Ｓｉ］＋［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｎｂ］＋［％Ｖ］） −６［％Ｗ］ が０以上であることを特徴とする耐食性に優れた高強度
油井管用鋼にあり、第２発明の要旨とするところは第１
発明の鋼に付加成分としてさらに、重量％で、Ｗ：２．
０％以下、Ｎｉ：２．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下、
Ｃｏ：２．０％以下、の１種または２種以上を含有する
鋼にあり、第３発明の要旨とするところは第１発明ある
いは第２発明の鋼に付加成分としてさらに、重量％で、
希土類元素：０．０５％以下、Ｃａ：０．０３％以下、
の１種または２種を含有する鋼にある。
【０００７】
【作用】以下に本発明において各成分の範囲を限定した
理由を述べる。 Ｃ ： ＣはＮｂおよびＶと化合物を生成して強度を高
める効果があるが、その含有量が０．０８％未満では低
温焼戻が必要となるために充分な衝撃靱性を得ることが
困難であり、０．１５％を超えて含有すると旧オーステ
ナイト粒界に炭化物を生成して衝撃靱性を低下させるの
で、Ｃの含有量は０．０８〜０．１５％とする。
理由を述べる。 Ｃ ： ＣはＮｂおよびＶと化合物を生成して強度を高
める効果があるが、その含有量が０．０８％未満では低
温焼戻が必要となるために充分な衝撃靱性を得ることが
困難であり、０．１５％を超えて含有すると旧オーステ
ナイト粒界に炭化物を生成して衝撃靱性を低下させるの
で、Ｃの含有量は０．０８〜０．１５％とする。
【０００８】Ｓｉ： ＳｉはＣｒを８．０％以上含有す
る鋼に脱酸剤および強化元素として添加することが有効
であるが、含有量が０．０１％未満ではその脱酸効果が
充分ではなく、１．２％以上含有するともはやその効果
は飽和しているばかりか衝撃靱性を低下させるので、Ｓ
ｉの含有量範囲は０．０１％以上１．２％未満に限定す
る。
る鋼に脱酸剤および強化元素として添加することが有効
であるが、含有量が０．０１％未満ではその脱酸効果が
充分ではなく、１．２％以上含有するともはやその効果
は飽和しているばかりか衝撃靱性を低下させるので、Ｓ
ｉの含有量範囲は０．０１％以上１．２％未満に限定す
る。
【０００９】Ｍｎ： Ｍｎは鋼の脱酸剤として必要で
０．０２％以上を含有させる必要があるが、３．０％を
超えて含有させてもその効果はもはや飽和しているばか
りか、過剰にＭｎを含有させることは製造上の困難を招
くので、上限含有量は３．０％とする。 Ｃｒ： Ｃｒは本発明が目的とする湿潤炭酸ガス環境に
おける耐食性と高強度を確保するために８．０％以上を
含有させることが必要であるが、９．９％を超えて含有
させてもいたずらにコストを増すばかりであるから、上
限含有量は９．９％とする。
０．０２％以上を含有させる必要があるが、３．０％を
超えて含有させてもその効果はもはや飽和しているばか
りか、過剰にＭｎを含有させることは製造上の困難を招
くので、上限含有量は３．０％とする。 Ｃｒ： Ｃｒは本発明が目的とする湿潤炭酸ガス環境に
おける耐食性と高強度を確保するために８．０％以上を
含有させることが必要であるが、９．９％を超えて含有
させてもいたずらにコストを増すばかりであるから、上
限含有量は９．９％とする。
【００１０】Ｍｏ： ＭｏはＣｒを８．０％以上含有す
る鋼に添加して湿潤炭酸ガス環境における耐食性を確保
するために０．８２％以上を含有させなければならない
が、３．０％を超えて添加してもその効果はもはや飽和
するのに対して、フェライトを生成しやすくして熱間加
工性と強度を低下させる可能性が高まるだけであるか
ら、上限含有量は３．０％とする。
る鋼に添加して湿潤炭酸ガス環境における耐食性を確保
するために０．８２％以上を含有させなければならない
が、３．０％を超えて添加してもその効果はもはや飽和
するのに対して、フェライトを生成しやすくして熱間加
工性と強度を低下させる可能性が高まるだけであるか
ら、上限含有量は３．０％とする。
【００１１】Ａｌ： Ａｌは鋼の脱酸剤として０．００
５％以上の添加が必要であるが、１．０％を超えて添加
すると粗大な酸化物系介在物を形成して耐応力腐食割れ
性を低下させるので、含有量は０．００５〜１．０％に
限定する。 Ｎｂ： ＮｂはＣｒを８．０％以上含有し、Ｍｏを０．
８２％以上含有する鋼にＶとともに添加すると炭窒化物
を生成して強度を高める効果が著しいが、含有量が０．
０５％未満ではその効果が不充分であり、一方、含有量
が０．５０％を超えると粗大な炭化物を生成して靱性と
耐応力腐食割れ性を損なうので、含有量の範囲は０．０
５〜０．５０％とする。
５％以上の添加が必要であるが、１．０％を超えて添加
すると粗大な酸化物系介在物を形成して耐応力腐食割れ
性を低下させるので、含有量は０．００５〜１．０％に
限定する。 Ｎｂ： ＮｂはＣｒを８．０％以上含有し、Ｍｏを０．
８２％以上含有する鋼にＶとともに添加すると炭窒化物
を生成して強度を高める効果が著しいが、含有量が０．
０５％未満ではその効果が不充分であり、一方、含有量
が０．５０％を超えると粗大な炭化物を生成して靱性と
耐応力腐食割れ性を損なうので、含有量の範囲は０．０
５〜０．５０％とする。
【００１２】Ｖ ： ＶもＣｒを８．０％以上含有し、
Ｍｏを０．８２％以上含有する鋼にＮｂとともに添加す
ると炭窒化物を生成して強度を高める効果が著しいが、
含有量が０．１６％未満ではその効果が不充分であり、
一方、含有量が０．６０％を超えると粗大な炭化物を生
成して靱性と耐応力腐食割れ性を損なうので、含有量の
範囲は０．１６〜０．６０％とする。
Ｍｏを０．８２％以上含有する鋼にＮｂとともに添加す
ると炭窒化物を生成して強度を高める効果が著しいが、
含有量が０．１６％未満ではその効果が不充分であり、
一方、含有量が０．６０％を超えると粗大な炭化物を生
成して靱性と耐応力腐食割れ性を損なうので、含有量の
範囲は０．１６〜０．６０％とする。
【００１３】Ｎ ： Ｎは固溶強化およびＮｂおよびＶ
と化合物を生成して強度を高める効果があるが、その含
有量が０．０２％未満では強度向上代が不足し、０．０
７％を超えて含有すると衝撃靱性を低下させるので、含
有量は０．０２〜０．０７％とする。 Ｐ ： Ｐは多量に存在すると靱性を低下させるので少
ない方が望ましく、０．０３％以下に低減することが必
要である。
と化合物を生成して強度を高める効果があるが、その含
有量が０．０２％未満では強度向上代が不足し、０．０
７％を超えて含有すると衝撃靱性を低下させるので、含
有量は０．０２〜０．０７％とする。 Ｐ ： Ｐは多量に存在すると靱性を低下させるので少
ない方が望ましく、０．０３％以下に低減することが必
要である。
【００１４】Ｓ ： Ｓも多量に存在すると熱間加工性
および延性を低下させるので少ない方が望ましく、０．
０１５％以下に低減することが必要である。さらに本発
明では各元素の含有量の組み合わせとして、下記の式で
定義されるＭＡ値が０以上であることが必要である。 ＭＡ値＝ ８０＋４２０［％Ｃ］＋４４０［％Ｎ］ ＋３０（［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋［％Ｃｕ］＋［％Ｃｏ］） −１２（［％Ｓｉ］＋［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｎｂ］＋［％Ｖ］） −６［％Ｗ］ ここで、［％Ｘ］は重量％で表わした場合の元素Ｘの含
有量を示している。ＭＡ値は、本発明者らが油井管とし
ての特性、特に強度と衝撃靱性を得るための最適成分組
成および組み合わせについて詳細に検討した結果に基づ
く知見であって、ＭＡ値が０未満では熱処理条件等を如
何に制御しても組織を実質的にマルテンサイトを主体と
する組織とすることが困難で、油井管として重要な特性
である強度と靱性が低下するからであり、高強度で靱性
の優れた油井管とするためにはＭＡ値を０以上にするこ
とが重要である。
および延性を低下させるので少ない方が望ましく、０．
０１５％以下に低減することが必要である。さらに本発
明では各元素の含有量の組み合わせとして、下記の式で
定義されるＭＡ値が０以上であることが必要である。 ＭＡ値＝ ８０＋４２０［％Ｃ］＋４４０［％Ｎ］ ＋３０（［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋［％Ｃｕ］＋［％Ｃｏ］） −１２（［％Ｓｉ］＋［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｎｂ］＋［％Ｖ］） −６［％Ｗ］ ここで、［％Ｘ］は重量％で表わした場合の元素Ｘの含
有量を示している。ＭＡ値は、本発明者らが油井管とし
ての特性、特に強度と衝撃靱性を得るための最適成分組
成および組み合わせについて詳細に検討した結果に基づ
く知見であって、ＭＡ値が０未満では熱処理条件等を如
何に制御しても組織を実質的にマルテンサイトを主体と
する組織とすることが困難で、油井管として重要な特性
である強度と靱性が低下するからであり、高強度で靱性
の優れた油井管とするためにはＭＡ値を０以上にするこ
とが重要である。
【００１５】以上が本発明が対象とする高強度油井管用
鋼の基本的成分であるが、本発明においては必要に応じ
てさらに以下の元素を添加して特性を一段と向上させた
鋼も対象としている。 Ｗ ： ＷはＣｒを８．０％以上含有し、Ｍｏを０．８
２％以上含有する鋼に添加すると油井管として必要な耐
食性を一段と高めるのに効果があるが、２．０％を超え
て添加してもその効果はもはや飽和するのに対していた
ずらにコストを増加させるだけであるから、上限含有量
は２．０％とする。
鋼の基本的成分であるが、本発明においては必要に応じ
てさらに以下の元素を添加して特性を一段と向上させた
鋼も対象としている。 Ｗ ： ＷはＣｒを８．０％以上含有し、Ｍｏを０．８
２％以上含有する鋼に添加すると油井管として必要な耐
食性を一段と高めるのに効果があるが、２．０％を超え
て添加してもその効果はもはや飽和するのに対していた
ずらにコストを増加させるだけであるから、上限含有量
は２．０％とする。
【００１６】Ｎｉ： ＮｉはＣｒを８．０％以上含有
し、Ｍｏを０．８２％以上含有する鋼に添加すると油井
管として必要な耐食性を一段と高め、かつ靱性を向上さ
せるのに効果があるが、２．０％を超えて添加してもそ
の効果はもはや飽和するのに対していたずらにコストを
増加させるだけであるから、上限含有量は２．０％とす
る。
し、Ｍｏを０．８２％以上含有する鋼に添加すると油井
管として必要な耐食性を一段と高め、かつ靱性を向上さ
せるのに効果があるが、２．０％を超えて添加してもそ
の効果はもはや飽和するのに対していたずらにコストを
増加させるだけであるから、上限含有量は２．０％とす
る。
【００１７】Ｃｕ： ＣｕはＣｒを８．０％以上含有
し、Ｍｏを０．８２％以上含有する鋼に添加すると油井
管として必要な耐食性を一段と高めるのに効果がある
が、２．０％を超えて添加してもその効果はもはや飽和
するのに対していたずらにコストを増加させるだけであ
るから、上限含有量は２．０％とする。 Ｃｏ： ＣｏはＣｒを８．０％以上含有し、Ｍｏを０．
８２％以上含有する鋼に添加すると油井管として必要な
耐食性を一段と高め、かつ靱性を向上させるのに効果が
あるが、２．０％を超えて添加してもその効果はもはや
飽和するのに対していたずらにコストを増加させるだけ
であるから、上限含有量は２．０％とする。
し、Ｍｏを０．８２％以上含有する鋼に添加すると油井
管として必要な耐食性を一段と高めるのに効果がある
が、２．０％を超えて添加してもその効果はもはや飽和
するのに対していたずらにコストを増加させるだけであ
るから、上限含有量は２．０％とする。 Ｃｏ： ＣｏはＣｒを８．０％以上含有し、Ｍｏを０．
８２％以上含有する鋼に添加すると油井管として必要な
耐食性を一段と高め、かつ靱性を向上させるのに効果が
あるが、２．０％を超えて添加してもその効果はもはや
飽和するのに対していたずらにコストを増加させるだけ
であるから、上限含有量は２．０％とする。
【００１８】希土類元素（ＲＥＭ）、Ｃａ： 希土類元
素およびＣａは熱間加工性の向上と衝撃靱性の改善に効
果のある元素であるが、希土類元素では０．０５％を超
えて、Ｃａでは０．０３％を超えて添加すると、それぞ
れ粗大な非金属介在物を生成して逆に熱間加工性や耐食
性を劣化させるので、上限含有量は希土類元素では０．
０５％、Ｃａでは０．０３％とすべきである。なお、本
発明において希土類元素とは原子番号が５７〜７１番お
よび８９〜１０３番の元素およびＹを指す。
素およびＣａは熱間加工性の向上と衝撃靱性の改善に効
果のある元素であるが、希土類元素では０．０５％を超
えて、Ｃａでは０．０３％を超えて添加すると、それぞ
れ粗大な非金属介在物を生成して逆に熱間加工性や耐食
性を劣化させるので、上限含有量は希土類元素では０．
０５％、Ｃａでは０．０３％とすべきである。なお、本
発明において希土類元素とは原子番号が５７〜７１番お
よび８９〜１０３番の元素およびＹを指す。
【００１９】本発明の鋼においては上記の成分の他にス
クラップ等からの混入不純物として、あるいは靱性や加
工性などを調整する目的でＴｉ、Ｂなどを含有すること
ができるが、その場合にも特許請求の範囲で規定したＭ
Ａ値が０以上であることが必要であるのは言うまでもな
い。また、本発明では酸素の含有量は特に限定はしてい
ないが、酸素は酸化物系非金属介在物を生成する根源と
なる不純物であるから、少ないほど好ましいのは当然で
ある。
クラップ等からの混入不純物として、あるいは靱性や加
工性などを調整する目的でＴｉ、Ｂなどを含有すること
ができるが、その場合にも特許請求の範囲で規定したＭ
Ａ値が０以上であることが必要であるのは言うまでもな
い。また、本発明では酸素の含有量は特に限定はしてい
ないが、酸素は酸化物系非金属介在物を生成する根源と
なる不純物であるから、少ないほど好ましいのは当然で
ある。
【００２０】本発明において提案する鋼を油井管として
使用するに際して、通常のシームレス圧延プロセスや熱
間押出プロセスで継ぎ目無し鋼管としてもよいし、熱間
圧延によって鋼帯とした後に通常の電縫溶接によって鋼
管として製造することも勿論可能であり、その他のプロ
セスも含めて本発明で限定する組成および元素の組み合
わせを有する鋼は、いずれも本発明の対象とするところ
であって、コストや既存製造設備の制約等によって最適
な油井管製造工程を選択することができ、どの油井管製
造工程を選択したとしてもそれをもって本発明の範囲を
逸脱するものではない。
使用するに際して、通常のシームレス圧延プロセスや熱
間押出プロセスで継ぎ目無し鋼管としてもよいし、熱間
圧延によって鋼帯とした後に通常の電縫溶接によって鋼
管として製造することも勿論可能であり、その他のプロ
セスも含めて本発明で限定する組成および元素の組み合
わせを有する鋼は、いずれも本発明の対象とするところ
であって、コストや既存製造設備の制約等によって最適
な油井管製造工程を選択することができ、どの油井管製
造工程を選択したとしてもそれをもって本発明の範囲を
逸脱するものではない。
【００２１】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。表
１に成分を示す鋼を溶製し、通常の熱間圧延工程によっ
て肉厚１２ｍｍの鋼板とし、９８０℃にて焼入した後に
焼戻して、降伏強度が５５１Ｎ／ｍｍ2 以上の高強度鋼
とした。
１に成分を示す鋼を溶製し、通常の熱間圧延工程によっ
て肉厚１２ｍｍの鋼板とし、９８０℃にて焼入した後に
焼戻して、降伏強度が５５１Ｎ／ｍｍ2 以上の高強度鋼
とした。
【００２２】次に各鋼から試験片を採取して、湿潤炭酸
ガス環境における腐食試験を行った。湿潤炭酸ガス環境
における腐食試験としては、厚さ３ｍｍ、幅１５ｍｍ、
長さ５０ｍｍの試験片を用い、試験温度１００℃のオー
トクレーブ中で炭酸ガス２０気圧の条件で５％ＮａＣｌ
水溶液中に３０日間浸漬して、試験前後の重量変化から
腐食速度を算出した。腐食速度の単位はｍｍ／ｙで表わ
したが、一般にある環境におけるある材料の腐食速度が
０．１ｍｍ／ｙより少ない場合、その材料はその環境で
充分耐食的であり、使用可能であると考えられている。
また、各鋼からＪＩＳ４号衝撃試験片（フルサイズ）を
採取してシャルピー衝撃試験を行った。
ガス環境における腐食試験を行った。湿潤炭酸ガス環境
における腐食試験としては、厚さ３ｍｍ、幅１５ｍｍ、
長さ５０ｍｍの試験片を用い、試験温度１００℃のオー
トクレーブ中で炭酸ガス２０気圧の条件で５％ＮａＣｌ
水溶液中に３０日間浸漬して、試験前後の重量変化から
腐食速度を算出した。腐食速度の単位はｍｍ／ｙで表わ
したが、一般にある環境におけるある材料の腐食速度が
０．１ｍｍ／ｙより少ない場合、その材料はその環境で
充分耐食的であり、使用可能であると考えられている。
また、各鋼からＪＩＳ４号衝撃試験片（フルサイズ）を
採取してシャルピー衝撃試験を行った。
【００２３】試験結果を表１に併せて示した。表１の腐
食試験結果において、○は腐食速度が０．１ｍｍ／ｙ未
満であったことを示し、×は腐食速度が０．１ｍｍ／ｙ
以上０．５ｍｍ／ｙ未満、××は腐食速度が０．５ｍｍ
／ｙ以上であったことをそれぞれ表わしている。また、
シャルピー衝撃試験結果において○は破面遷移温度が−
２０℃未満、×は破面遷移温度が−２０℃以上０℃未
満、××は破面遷移温度が０℃以上であったことをそれ
ぞれ表わしている。
食試験結果において、○は腐食速度が０．１ｍｍ／ｙ未
満であったことを示し、×は腐食速度が０．１ｍｍ／ｙ
以上０．５ｍｍ／ｙ未満、××は腐食速度が０．５ｍｍ
／ｙ以上であったことをそれぞれ表わしている。また、
シャルピー衝撃試験結果において○は破面遷移温度が−
２０℃未満、×は破面遷移温度が−２０℃以上０℃未
満、××は破面遷移温度が０℃以上であったことをそれ
ぞれ表わしている。
【００２４】表１から明らかなように、本発明例である
Ｎｏ．１〜８は衝撃靱性に優れ、湿潤炭酸ガス環境にお
いて１００℃という高温であっても実用的に使用可能な
腐食速度である０．１ｍｍ／ｙよりも腐食速度が小さ
く、優れた耐食性と高強度での衝撃靱性を有しているこ
とが分かる。これに対して比較例であるＮｏ．９および
Ｎｏ．１２はＭＡ値が０未満であるために衝撃靱性が悪
く、Ｎｏ．１０はＣが過剰であるために耐食性および衝
撃靱性が悪く、Ｎｏ．１１はＣｒ、Ｎｂ、Ｖの含有量が
不足しているために耐食性および衝撃靱性に劣る。
Ｎｏ．１〜８は衝撃靱性に優れ、湿潤炭酸ガス環境にお
いて１００℃という高温であっても実用的に使用可能な
腐食速度である０．１ｍｍ／ｙよりも腐食速度が小さ
く、優れた耐食性と高強度での衝撃靱性を有しているこ
とが分かる。これに対して比較例であるＮｏ．９および
Ｎｏ．１２はＭＡ値が０未満であるために衝撃靱性が悪
く、Ｎｏ．１０はＣが過剰であるために耐食性および衝
撃靱性が悪く、Ｎｏ．１１はＣｒ、Ｎｂ、Ｖの含有量が
不足しているために耐食性および衝撃靱性に劣る。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は耐食性に優
れた油井管用鋼として高温の湿潤炭酸ガス環境における
耐食性に優れかつ強度と靱性が高い鋼を提供することを
可能としたものであり、産業の発展に貢献するところ極
めて大である。
れた油井管用鋼として高温の湿潤炭酸ガス環境における
耐食性に優れかつ強度と靱性が高い鋼を提供することを
可能としたものであり、産業の発展に貢献するところ極
めて大である。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０８〜０．１５％、 Ｓｉ：０．０１％以上１．２％未満、 Ｍｎ：０．０２〜３．０％、 Ｃｒ：８．０〜９．９％、 Ｍｏ：０．８２〜３．０％、 Ａｌ：０．００５〜１．０％、 Ｎｂ：０．０５〜０．５０％、 Ｖ ：０．１６〜０．６０％、 Ｎ ：０．０２〜０．０７％ を含有し、 Ｐを０．０３％以下、 Ｓを０．０１５％以下に低減し、残部Ｆｅおよび不可避
不純物からなり、以下の式で与えられるＭＡ値（［％
Ｘ］は重量％で表わした元素Ｘの含有量） ＭＡ値＝ ８０＋４２０［％Ｃ］＋４４０［％Ｎ］ ＋３０（［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋［％Ｃｕ］＋［％Ｃｏ］） −１２（［％Ｓｉ］＋［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｎｂ］＋［％Ｖ］） −６［％Ｗ］ が０以上であることを特徴とする耐食性に優れた高強度
油井管用鋼。 - 【請求項２】 付加成分としてさらに、重量％で、 Ｗ ：２．０％以下、 Ｎｉ：２．０％以下、 Ｃｕ：２．０％以下、 Ｃｏ：２．０％以下 の１種または２種以上を含有する請求項１記載の耐食性
に優れた高強度油井管用鋼。 - 【請求項３】 付加成分としてさらに、重量％で、 希土類元素：０．０５％以下、 Ｃａ：０．０３％以下 の１種または２種を含有する請求項１または２記載の耐
食性に優れた高強度油井管用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19115592A JPH0633194A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 耐食性に優れた高強度油井管用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19115592A JPH0633194A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 耐食性に優れた高強度油井管用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633194A true JPH0633194A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16269822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19115592A Withdrawn JPH0633194A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 耐食性に優れた高強度油井管用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633194A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8389430B2 (en) | 2009-11-30 | 2013-03-05 | Corning Incorporated | Beta-spodumene-cordierite composition, article, and method |
| CN115491606A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-20 | 延安嘉盛石油机械有限责任公司 | 一种低Cr含量耐CO2腐蚀油套管及其制备方法 |
| CN117286422A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-12-26 | 北京首钢吉泰安新材料有限公司 | 一种不锈钢合金及其制备方法与应用 |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP19115592A patent/JPH0633194A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8389430B2 (en) | 2009-11-30 | 2013-03-05 | Corning Incorporated | Beta-spodumene-cordierite composition, article, and method |
| US8741210B2 (en) | 2009-11-30 | 2014-06-03 | Corning Incorporated | Beta-spodumene-cordierite composition, article, and method |
| CN115491606A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-20 | 延安嘉盛石油机械有限责任公司 | 一种低Cr含量耐CO2腐蚀油套管及其制备方法 |
| CN115491606B (zh) * | 2022-09-28 | 2023-08-25 | 延安嘉盛石油机械有限责任公司 | 一种低Cr含量耐CO2腐蚀油套管及其制备方法 |
| CN117286422A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-12-26 | 北京首钢吉泰安新材料有限公司 | 一种不锈钢合金及其制备方法与应用 |
| CN117286422B (zh) * | 2023-08-09 | 2024-06-18 | 北京首钢吉泰安新材料有限公司 | 一种不锈钢合金及其制备方法与应用 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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