JPH0718329A - 高耐圧潰性電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
高耐圧潰性電縫鋼管の製造方法Info
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- JPH0718329A JPH0718329A JP5188788A JP18878893A JPH0718329A JP H0718329 A JPH0718329 A JP H0718329A JP 5188788 A JP5188788 A JP 5188788A JP 18878893 A JP18878893 A JP 18878893A JP H0718329 A JPH0718329 A JP H0718329A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼入れ、焼戻し熱処理を施すことなく、残留
応力の低減と高耐圧潰強度を得る。 【構成】 焼入れ、焼戻し熱処理を施すことなく高耐圧
潰性電縫鋼管を製造する方法において、フィンパスおよ
びサイザーの合計絞り量をサイザー完了後の周長の０．
８〜１．０％で製管して冷間矯正した後、誘導加熱装置
により５００〜６００℃で２〜４分間保持して熱処理す
る。 【効果】 高耐圧潰性電縫鋼管を安価に製造できる。
応力の低減と高耐圧潰強度を得る。 【構成】 焼入れ、焼戻し熱処理を施すことなく高耐圧
潰性電縫鋼管を製造する方法において、フィンパスおよ
びサイザーの合計絞り量をサイザー完了後の周長の０．
８〜１．０％で製管して冷間矯正した後、誘導加熱装置
により５００〜６００℃で２〜４分間保持して熱処理す
る。 【効果】 高耐圧潰性電縫鋼管を安価に製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、耐圧潰性能が要求さ
れる油井用に適した電縫鋼管の製造方法に関する。
れる油井用に適した電縫鋼管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、原油の油井、ガスのガス井はます
ます深くなる傾向にあり、高耐圧潰性油井管の要求が年
々高まってきている。電縫鋼管は、継目無鋼管に比較し
て寸法精度が高く、細粒組織であるため強度も高く高耐
圧潰性油井管に適している。しかし、電縫鋼管は、鋼帯
の成形、管を定径、真円に仕上げるサイジングおよび管
を真直に仕上げる矯正の各工程は冷間で行われるため、
管内面に圧縮残留応力が発生することを避けることはで
きない。この管内面の残留応力は、電縫鋼管の圧潰強度
を下げるように作用する。このため、電縫鋼管は、製管
したのち熱処理炉でクエンチ・テンパ熱処理を行い、残
留応力の除去と強度確保の効果を同時に得ていた。
ます深くなる傾向にあり、高耐圧潰性油井管の要求が年
々高まってきている。電縫鋼管は、継目無鋼管に比較し
て寸法精度が高く、細粒組織であるため強度も高く高耐
圧潰性油井管に適している。しかし、電縫鋼管は、鋼帯
の成形、管を定径、真円に仕上げるサイジングおよび管
を真直に仕上げる矯正の各工程は冷間で行われるため、
管内面に圧縮残留応力が発生することを避けることはで
きない。この管内面の残留応力は、電縫鋼管の圧潰強度
を下げるように作用する。このため、電縫鋼管は、製管
したのち熱処理炉でクエンチ・テンパ熱処理を行い、残
留応力の除去と強度確保の効果を同時に得ていた。
【０００３】しかしながら、上記電縫鋼管のクエンチ・
テンパ熱処理法は、性能的には十分な効果が得られる
が、非常に大がかりな設備およびエネルギーを必要とす
るため、熱処理のために多大のコストを要する。また、
場合によっては、熱処理により管の降伏応力が低下し、
これによって圧潰強度が低下するという問題を有してい
る。また、焼入れ、焼戻し熱処理法を省略あるいはより
コストの安い熱処理法への代替としては、高強度の鋼帯
を用いて製管を行い、焼入れ、焼戻し熱処理を省略して
強度を確保する場合、絞り量を健全な成形が可能な最低
の値にしても、管内面に相当量の圧縮残留応力が生じて
耐圧潰性能が低下してしまう。この残留応力を除去する
ため、熱処理炉で残留応力除去熱処理を行うと、強度の
低下が大きくなり、耐圧潰性能が低下するという問題を
有しており、満足できる結果が得られていないのが実情
である。
テンパ熱処理法は、性能的には十分な効果が得られる
が、非常に大がかりな設備およびエネルギーを必要とす
るため、熱処理のために多大のコストを要する。また、
場合によっては、熱処理により管の降伏応力が低下し、
これによって圧潰強度が低下するという問題を有してい
る。また、焼入れ、焼戻し熱処理法を省略あるいはより
コストの安い熱処理法への代替としては、高強度の鋼帯
を用いて製管を行い、焼入れ、焼戻し熱処理を省略して
強度を確保する場合、絞り量を健全な成形が可能な最低
の値にしても、管内面に相当量の圧縮残留応力が生じて
耐圧潰性能が低下してしまう。この残留応力を除去する
ため、熱処理炉で残留応力除去熱処理を行うと、強度の
低下が大きくなり、耐圧潰性能が低下するという問題を
有しており、満足できる結果が得られていないのが実情
である。
【０００４】上記圧潰強度の高い焼入れ、焼戻し型電縫
鋼管の製造方法としては、焼入れに引続き３５０〜５０
０℃の低温にて軟化処理を行い、または行うことなく、
冷間矯正による真円度、真直度の向上を図り、その後５
５０〜６２０℃の焼戻し温度で誘導加熱方式による焼戻
しを行う方法（特開昭５９−１７７３２２号公報）等が
提案されている。
鋼管の製造方法としては、焼入れに引続き３５０〜５０
０℃の低温にて軟化処理を行い、または行うことなく、
冷間矯正による真円度、真直度の向上を図り、その後５
５０〜６２０℃の焼戻し温度で誘導加熱方式による焼戻
しを行う方法（特開昭５９−１７７３２２号公報）等が
提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５９−１７
７３２２号公報に開示の方法は、焼入れ、焼戻し型電縫
鋼管の製造方法における冷間矯正後の焼戻しによる真円
度、真直度の悪化を抑制するものであって、残留応力除
去の焼入れ、焼戻し熱処理を施すことなく圧潰強度の高
い電縫鋼管を製造するものではない。
７３２２号公報に開示の方法は、焼入れ、焼戻し型電縫
鋼管の製造方法における冷間矯正後の焼戻しによる真円
度、真直度の悪化を抑制するものであって、残留応力除
去の焼入れ、焼戻し熱処理を施すことなく圧潰強度の高
い電縫鋼管を製造するものではない。
【０００６】この発明の目的は、焼入れ、焼戻し熱処理
を施すことなく、残留応力の低減と高耐圧潰強度が得ら
れる電縫鋼管の製造方法を提供することにある。
を施すことなく、残留応力の低減と高耐圧潰強度が得ら
れる電縫鋼管の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、誘導加
熱装置による熱処理を適用すると、短時間加熱が可能と
なると共に、加熱温度、保持時間を精度よく制御できる
こと、また、短時間加熱の場合、特に加熱温度、保持時
間を変化させることによって応力除去効果、強度低下の
微妙な調整が容易となること、この二つの現象を利用
し、予め製管工程において残留応力が最小となるように
製造した電縫鋼管に対し、誘導加熱装置を用いて耐圧潰
性が最も高くなるような熱処理を施すことによって、高
耐圧潰強度の電縫鋼管が得られることを究明し、この発
明に到達した。
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、誘導加
熱装置による熱処理を適用すると、短時間加熱が可能と
なると共に、加熱温度、保持時間を精度よく制御できる
こと、また、短時間加熱の場合、特に加熱温度、保持時
間を変化させることによって応力除去効果、強度低下の
微妙な調整が容易となること、この二つの現象を利用
し、予め製管工程において残留応力が最小となるように
製造した電縫鋼管に対し、誘導加熱装置を用いて耐圧潰
性が最も高くなるような熱処理を施すことによって、高
耐圧潰強度の電縫鋼管が得られることを究明し、この発
明に到達した。
【０００８】すなわちこの発明は、焼入れ、焼戻し熱処
理を施すことなく高耐圧潰性電縫鋼管を製造する方法に
おいて、フィンパスおよびサイザーの合計絞り量をサイ
ザー完了後の周長の０．８〜１．０％で製管して冷間矯
正した後、誘導加熱装置により５００〜６００℃で２〜
４分間保持して熱処理することを特徴とする高耐圧潰性
電縫鋼管の製造方法である。
理を施すことなく高耐圧潰性電縫鋼管を製造する方法に
おいて、フィンパスおよびサイザーの合計絞り量をサイ
ザー完了後の周長の０．８〜１．０％で製管して冷間矯
正した後、誘導加熱装置により５００〜６００℃で２〜
４分間保持して熱処理することを特徴とする高耐圧潰性
電縫鋼管の製造方法である。
【０００９】
【作用】この発明においては、フィンパスおよびサイザ
ーの合計絞り量をサイザー完了後の周長の０．８〜１．
０％としたから、製管工程における残留応力が２０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2以下と最小に近い状態で製造されている。こ
のため、冷間矯正した後誘導加熱装置により５００〜６
００℃で２〜４分間保持して熱処理することによって、
最も大きな耐圧潰力が得られると共に、残留応力が低く
押さえられ、焼入れ、焼戻し熱処理を施すことなく高耐
圧潰性電縫鋼管を製造することができる。
ーの合計絞り量をサイザー完了後の周長の０．８〜１．
０％としたから、製管工程における残留応力が２０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2以下と最小に近い状態で製造されている。こ
のため、冷間矯正した後誘導加熱装置により５００〜６
００℃で２〜４分間保持して熱処理することによって、
最も大きな耐圧潰力が得られると共に、残留応力が低く
押さえられ、焼入れ、焼戻し熱処理を施すことなく高耐
圧潰性電縫鋼管を製造することができる。
【００１０】この発明において、冷間矯正した後の熱処
理に誘導加熱装置を用いたのは、短時間加熱が可能とな
ると共に、加熱温度、保持時間を精度よく制御でき、特
に短時間加熱の場合、加熱温度、保持時間を増すことに
よって応力除去効果、強度低下が大きくなり、加熱温
度、保持時間を減少させることによって応力除去効果、
強度低下が減少するので、加熱温度、保持時間を変化さ
せることによって応力除去効果、強度低下の微妙な調整
が容易であるからである。
理に誘導加熱装置を用いたのは、短時間加熱が可能とな
ると共に、加熱温度、保持時間を精度よく制御でき、特
に短時間加熱の場合、加熱温度、保持時間を増すことに
よって応力除去効果、強度低下が大きくなり、加熱温
度、保持時間を減少させることによって応力除去効果、
強度低下が減少するので、加熱温度、保持時間を変化さ
せることによって応力除去効果、強度低下の微妙な調整
が容易であるからである。
【００１１】また、フィンパスおよびサイザーの合計絞
り量をサイザー完了後の周長の０．８〜１．０％とした
のは、合計絞り量が０．８％未満では安定した成形を確
保することが困難であり、１．０％を超えると製管工程
での残留応力が大きくなって、誘導加熱装置による熱処
理を施しても十分に除去できないからである。さらに、
誘導加熱装置による熱処理条件を、加熱温度５００〜６
００℃、保持時間を２〜４分としたのは、加熱温度５０
０〜６００℃、保持時間３分で最も大きな耐圧潰力が得
られるからである。
り量をサイザー完了後の周長の０．８〜１．０％とした
のは、合計絞り量が０．８％未満では安定した成形を確
保することが困難であり、１．０％を超えると製管工程
での残留応力が大きくなって、誘導加熱装置による熱処
理を施しても十分に除去できないからである。さらに、
誘導加熱装置による熱処理条件を、加熱温度５００〜６
００℃、保持時間を２〜４分としたのは、加熱温度５０
０〜６００℃、保持時間３分で最も大きな耐圧潰力が得
られるからである。
【００１２】
【実施例】Ｃ：０．２３％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：
１．２０％を含有する鋼帯を用い、フィンパスおよびサ
イザーの合計絞り量をサイザー完了後の周長の０．８〜
１．７％で成形し、外径２４４．５ｍｍ、肉厚１３．８
ｍｍの電縫鋼管を製造し、得られた電縫鋼管について、
溶接欠陥長さを測定して合計絞り量との関係を求めた。
その結果を図１に示す。また、得られた電縫鋼管のう
ち、合計絞り量１．０％（Ａ）および１．５％（Ｂ）の
ものを冷間矯正した後、図４に示すとおり、幅７００ｍ
ｍのＮｏ．１〜Ｎｏ．４加熱コイル１の間に幅１５００
ｍｍの電気ヒータを備えた保温炉２を組み合せた連続誘
導加熱装置を使用し、矢印方向に電縫鋼管を搬送しつつ
同じ加熱温度（４００〜６２０℃）で、３分保持した場
合と１３分保持した場合のそれぞれについて、引張強さ
と残留応力を測定した。その結果を図２に示す。なお、
図４中３は光温度計、４は熱電対サーモカップル、５は
焼き入れヘッド、６は入側扉、７は出側扉である。さら
に、上記熱処理した合計絞り量１．０％の電縫鋼管につ
いて、耐圧潰力を測定した。その結果を図３に示す。
１．２０％を含有する鋼帯を用い、フィンパスおよびサ
イザーの合計絞り量をサイザー完了後の周長の０．８〜
１．７％で成形し、外径２４４．５ｍｍ、肉厚１３．８
ｍｍの電縫鋼管を製造し、得られた電縫鋼管について、
溶接欠陥長さを測定して合計絞り量との関係を求めた。
その結果を図１に示す。また、得られた電縫鋼管のう
ち、合計絞り量１．０％（Ａ）および１．５％（Ｂ）の
ものを冷間矯正した後、図４に示すとおり、幅７００ｍ
ｍのＮｏ．１〜Ｎｏ．４加熱コイル１の間に幅１５００
ｍｍの電気ヒータを備えた保温炉２を組み合せた連続誘
導加熱装置を使用し、矢印方向に電縫鋼管を搬送しつつ
同じ加熱温度（４００〜６２０℃）で、３分保持した場
合と１３分保持した場合のそれぞれについて、引張強さ
と残留応力を測定した。その結果を図２に示す。なお、
図４中３は光温度計、４は熱電対サーモカップル、５は
焼き入れヘッド、６は入側扉、７は出側扉である。さら
に、上記熱処理した合計絞り量１．０％の電縫鋼管につ
いて、耐圧潰力を測定した。その結果を図３に示す。
【００１３】図１に示すとおり、フィンパスおよびサイ
ザーの合計絞り量が０．８未満では、溶接欠陥長さが２
０ｍｍ／ｍより大きく、合計絞り量が０．８％以上でな
ければ、安定した成形を確保することが困難であった。
また、図２（ａ）に示すとおり、引張強さは、加熱温度
が高いほど、保持時間が長いほど、強度低下が大きくな
っている。一方、図２（ｂ）に示すとおり、加熱温度が
高いほど、保持時間が長いほど、残留応力の低減効果が
大きい。さらに、フィンパスおよびサイザーの合計絞り
量が１．０％（Ａ）と１．５％（Ｂ）の間の熱処理前後
の引張強さについては、図２（ａ）に示すとおり、合計
絞り量の差は殆ど認められなかった。しかしながら、残
留応力を比較すると、図２（ｂ）に示すとおり、両者の
残留応力の差は熱処理後にも認められる。以上のことか
ら、製管工程での残留応力を低く、かつ、引張強さを保
つためには、フィンパスおよびサイザーの合計絞り量を
０．８〜１．０と極力低く制限する必要がある。
ザーの合計絞り量が０．８未満では、溶接欠陥長さが２
０ｍｍ／ｍより大きく、合計絞り量が０．８％以上でな
ければ、安定した成形を確保することが困難であった。
また、図２（ａ）に示すとおり、引張強さは、加熱温度
が高いほど、保持時間が長いほど、強度低下が大きくな
っている。一方、図２（ｂ）に示すとおり、加熱温度が
高いほど、保持時間が長いほど、残留応力の低減効果が
大きい。さらに、フィンパスおよびサイザーの合計絞り
量が１．０％（Ａ）と１．５％（Ｂ）の間の熱処理前後
の引張強さについては、図２（ａ）に示すとおり、合計
絞り量の差は殆ど認められなかった。しかしながら、残
留応力を比較すると、図２（ｂ）に示すとおり、両者の
残留応力の差は熱処理後にも認められる。以上のことか
ら、製管工程での残留応力を低く、かつ、引張強さを保
つためには、フィンパスおよびサイザーの合計絞り量を
０．８〜１．０と極力低く制限する必要がある。
【００１４】さらに、図３に示すとおり、加熱温度を５
００〜６００℃とすると共に、保持時間を３分とした場
合に最も大きな耐圧潰力５００ｋｇｆ／ｃｍ２を満足さ
せることができ、誘導加熱装置による熱処理は、加熱温
度５００〜６００℃、保持時間２〜４分に設定すること
が必要である。さらに、本発明者らの試算によると、従
来の電縫鋼管の焼入れ、焼戻し熱処理による残留応力の
除去に要するエネルギー費用を１００とすれば、本発明
の誘導加熱装置による残留応力の除去に要するエネルギ
ー費用は７０で、約３０％のコスト低減が可能であっ
た。
００〜６００℃とすると共に、保持時間を３分とした場
合に最も大きな耐圧潰力５００ｋｇｆ／ｃｍ２を満足さ
せることができ、誘導加熱装置による熱処理は、加熱温
度５００〜６００℃、保持時間２〜４分に設定すること
が必要である。さらに、本発明者らの試算によると、従
来の電縫鋼管の焼入れ、焼戻し熱処理による残留応力の
除去に要するエネルギー費用を１００とすれば、本発明
の誘導加熱装置による残留応力の除去に要するエネルギ
ー費用は７０で、約３０％のコスト低減が可能であっ
た。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、焼入れ、焼戻し熱処理を行うことなく、電縫鋼管の
残留応力を抑制して高耐圧潰性電縫鋼管を安価に製造す
ることができる。
ば、焼入れ、焼戻し熱処理を行うことなく、電縫鋼管の
残留応力を抑制して高耐圧潰性電縫鋼管を安価に製造す
ることができる。
【図１】フィンパスおよびサイザーの合計絞り量と溶接
欠陥長さとの関係を示すグラフである。
欠陥長さとの関係を示すグラフである。
【図２】フィンパスおよびサイザーの合計絞り量１．０
％（Ａ）と１．５％（Ｂ）についての加熱温度と引張強
さと残留応力の関係を示すもので、（ａ）図は誘導加熱
装置による加熱温度と引張強さとの関係を示すグラフ、
（ｂ）図は誘導加熱装置による加熱温度と残留応力との
関係を示すグラフである。
％（Ａ）と１．５％（Ｂ）についての加熱温度と引張強
さと残留応力の関係を示すもので、（ａ）図は誘導加熱
装置による加熱温度と引張強さとの関係を示すグラフ、
（ｂ）図は誘導加熱装置による加熱温度と残留応力との
関係を示すグラフである。
【図３】誘導加熱装置による加熱温度と保持時間と耐圧
潰強さとの関係を示すグラフである。
潰強さとの関係を示すグラフである。
【図４】実施例で使用した誘導加熱装置の全体側面図で
ある。
ある。
１ 加熱コイル ２ 保温炉 ３ 光温度計 ４ 熱電対サーモカップル ５ 焼き入れヘッド ６ 入側扉 ７ 出側扉
Claims (1)
- 【請求項１】 焼入れ、焼戻し熱処理を施すことなく高
耐圧潰性電縫鋼管を製造する方法において、フィンパス
およびサイザーの合計絞り量をサイザー完了後の周長の
０．８〜１．０％で製管して冷間矯正した後、誘導加熱
装置により５００〜６００℃で２〜４分間保持して熱処
理することを特徴とする高耐圧潰性電縫鋼管の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5188788A JPH0718329A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 高耐圧潰性電縫鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5188788A JPH0718329A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 高耐圧潰性電縫鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0718329A true JPH0718329A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=16229810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5188788A Pending JPH0718329A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 高耐圧潰性電縫鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718329A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002064845A3 (en) * | 2001-01-29 | 2002-12-19 | Crucible Materials Corp | Method for producing welded tubing having a uniform microstructure |
| CN103459618A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-12-18 | 悬挂系统股份有限公司 | 用于制造在使用中经受疲劳应力的高强度钢板部件的方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5188788A patent/JPH0718329A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002064845A3 (en) * | 2001-01-29 | 2002-12-19 | Crucible Materials Corp | Method for producing welded tubing having a uniform microstructure |
| CN103459618A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-12-18 | 悬挂系统股份有限公司 | 用于制造在使用中经受疲劳应力的高强度钢板部件的方法 |
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