JPH0835012A - 高強度高靭性耐食性に優れた電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

高強度高靭性耐食性に優れた電縫鋼管の製造方法

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JPH0835012A
JPH0835012A JP19217594A JP19217594A JPH0835012A JP H0835012 A JPH0835012 A JP H0835012A JP 19217594 A JP19217594 A JP 19217594A JP 19217594 A JP19217594 A JP 19217594A JP H0835012 A JPH0835012 A JP H0835012A
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JP
Japan
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less
corrosion resistance
high strength
steel pipe
electric resistance
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JP19217594A
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English (en)
Inventor
Masashi Kumagai
正志 熊谷
Nobuyuki Gosho
伸之 御所
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度で低温靭性ならびに耐食性に優れた電
縫鋼管を得る。 【構成】 C:0.04〜0.09%、Si:0.10
〜0.30%、Mn:1.00〜1.50%、P:0.
025%以下、S:0.005%以下、Cu:0.20
〜0.50%、Ni:0.10〜0.50%を基本成分
とし、Ti:0.010〜0.060%、Nb:0.0
10〜0.080%、Mo:0.050〜0.350%
のうちの1種または2種以上を含み、残部がFeおよび
不可避的不純物からなる鋼片を、1150〜1300℃
に加熱後、750〜800℃以下で熱間圧延を施したの
ち、巻取るまでの間を5〜20℃/secの冷却速度
で、かつ鋼帯の下面に対する上面の冷却比率を0.8〜
1.3の割合で水冷した後、400〜500℃で巻取
り、製管後、電縫溶接部以外には熱処理を施さない。 【効果】 高強度でかつ低温靭性ならびに耐食性に優れ
た電縫鋼管を安定して製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度で低温靭性なら
びに耐食性に優れ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、天然ガスのガス井
は、原油価格の高騰や、近い将来に予想される石油資源
の枯渇化を目前にして、従来は顧みられなかったような
深層油田や、開発が一端放棄されていたサワーガス田な
どに対する開発が世界的規模で盛んに行われている。こ
のような油井、ガス井は、一般に深度が極めて深く、ま
たその雰囲気は低温あるいは二酸化炭素、硫化水素、塩
素イオン等を含有する極めて厳しい環境となっている。
このような油井、ガス井の採掘に使用される油井管は、
高強度でしかも耐食性と低温靭性を兼ね備えたものが要
求されている。上記用途に供される油井管は、従来熱間
圧延により製造したホットコイルを製管したのち、管全
体を熱処理することにより製造しているが、熱処理に多
大のコストを必要とし、制御圧延の効果が期待できない
などの欠点があった。
【0003】また、C:0.07%以下、Mn:1.0
0〜1.70%、Si:0.3%以下、P:0.03%
以下、S:0.005%以下、Ti:0.01〜0.0
3%、Mn/C≧12、Nb:0.15%以下、V:
0.07%以下、脱酸調整することにより残存するso
l.Al、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を
熱間圧延し、600℃以下で巻取りその後電縫溶接を行
う方法(特開昭59−197519号公報)、C:0.
01〜0.14%、Si:0.5%以下、Mn:1.6
〜2.0%、V:0.001〜0.050%、Ti:
0.04%以下、Nb:0.001〜0.050%、
P:0.03%以下、S:0.008%以下、N:0.
010%以下、残部Feおよび不可避的不純物からなる
素材鋼板を用いて電縫溶接し、その後電縫溶接部を79
0〜1050℃で5秒以上加熱し、750〜950℃の
温度から30℃/sec150℃/secで急冷したの
ち400〜730℃で1分以内加熱してストレスリリー
フ処理する方法(特開昭60−100628号公報)等
が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭59−19
7519号公報に開示の方法は、熱間圧延後の巻取温度
を600℃以下と制限しているが、400〜500℃の
比較的低温で巻取ることによる結晶粒微細化効果が期待
できず、また添加する合金成分のコストの面でも不利で
あると共に、熱間圧延、およびその後巻取るまでの水冷
冷却速度について何ら検討されておらず、マルテンサイ
ト等の組織の生成による耐食性の劣化、コイル上下面の
不均一冷却による板厚方向の耐食性の不安定を招くとい
う問題点を有している。また、特開昭60−10062
8号公報に開示の方法は、靭性を劣化させるCの規定が
0.01〜0.14wt%であるので、0.10wt%
を超えると低温靭性が劣化する恐れがあり、しかも、熱
間圧延後のコイルの巻取温度に対し検討されていないの
で、高強度電縫鋼管の製造にあたり、400〜500℃
の比較的低温で巻取ることによる結晶粒微細化効果が期
待できないばかりでなく、熱処理コストが大きくなると
いう欠点を有している。
【0005】この発明の目的は、上記の欠点を解消する
ために、低C、高Mn、Cu、Niをベースとした成分
からなる鋼片を制御圧延により熱間圧延を行い、製管後
電縫溶接部以外には熱処理を施さず、高強度で低温靭性
ならびに耐食性に優れた電縫鋼管の製造方法を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、低C、
高Mn、Cu、Niをベースとした成分からなる鋼片を
熱間圧延後水冷冷却する際、鋼帯上下面をほぼ均一に冷
却することによって、板厚方向各部での耐食性が安定
し、製管後電縫溶接部以外には熱処理を施さず、JIS
Z2245に規定のロックウエル硬さCスケール(以
下HRCという)で23以下に制限することによってマ
ルテンサイト等の組織の生成を抑制すれば、高強度で低
温靭性ならびに耐食性に優れた電縫鋼管が得られること
を究明し、この発明に到達した。
【0007】すなわちこの発明は、C:0.04〜0.
09%、Si:0.10〜0.30%、Mn:1.00
〜1.50%、P:0.025%以下、S:0.005
%以下、Cu:0.20〜0.50%、Ni:0.10
〜0.50%を基本成分とし、Ti:0.010〜0.
060%、Nb:0.010〜0.080%、Mo:
0.050〜0.350%のうちの1種または2種以上
を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼片
を、1150〜1300℃に加熱後、750〜800℃
以下で熱間圧延を施したのち、巻取るまでの間を5〜2
0℃/secの冷却速度で、かつ鋼帯の下面に対する上
面の冷却比率を0.8〜1.3の割合で水冷した後、4
00〜500℃で巻取り、製管後、電縫溶接部以外には
熱処理を施さないことを特徴とする高強度高靭性耐食性
に優れた電縫鋼管の製造方法である。
【0008】
【作用】この発明において素材の化学成分を限定した理
由について詳述する。Cは必要な引張り強さを得るのに
必要な元素であり、0.04未満ではその効果が十分で
なく、0.09%を超えると硬度の上昇に伴う耐食性の
劣化および低温靭性が劣化するため、0.04〜0.0
9%とした。Siは必要な引張強さの確保には重要な元
素であり、0.10%未満ではその効果が十分でなく、
0.30%を超えると溶接欠陥であるペネトレーターが
発生し易くなるため、0.10〜0.30%とした。M
nは高い引張強さ、結晶粒の微細なフェライト組織を得
るには1.00%以上必要であるが、1.50%を超え
ると溶接欠陥であるペネトレーターが発生し易くなるた
め、1.00〜1.50%とした。Pは偏析により、靭
性などに悪影響を及ぼすことから0.025%以下とし
た。SについてもMnSが圧延により伸ばされ靭性劣化
の方向へ作用することから0.005%以下とした。
【0009】Cuは耐食性向上に必要な元素であるが、
0.20%未満ではその効果が十分でなく、また0.5
0%を超えると鋼片表層部に濃化したCuにより加熱中
に割れが発生するため、0.20〜0.50%とした。
Niは鋼片表層部に濃化したCuにより加熱中に割れが
発生するのを防止する効果を有するが、0.10%未満
ではその効果が十分でなく、0.50%を超えると効果
が飽和するばかりでなく、コストの上昇を招くため、
0.10〜0.50%とした。Nb、Ti、Moは、高
い引張強さを得るのに必要不可欠であるが、Nbは0.
010%未満、Tiは0.010%未満、Moは0.0
5%未満ではその効果が十分でなく、また、Nbは0.
080%、Tiは0.060%、Moは0.35%を超
えると硬度が必要以上に上昇するため、Nbは0.01
0〜0.080%、Tiは0.010〜0.060%、
Moは0.05〜0.35%とし、これらの元素を1種
または2種以上含むこととした。
【0010】次に鋼片からホットコイル製造にいたる条
件の限定について説明する。鋼片の加熱温度を1150
〜1300℃としたのは、添加元素の十分な固溶の観点
から1150℃以上に加熱することが必要であるが、1
300℃を超えると結晶粒の粗大化を招き、靭性を劣化
させるからである。さらに好ましくは、1200〜12
80℃の領域とする。熱間圧延の温度は、700℃未満
では温度が低すぎて圧延が困難となり、また結晶粒の微
細化による靭性向上の観点から比較的低温(成分系によ
ってはフェライト、オーステナイトの二相領域)である
800℃以下とした。圧延終了から巻取までの冷却条件
については、通常水冷を行うが鋼帯上下面の冷却速度が
異なると板厚方向で硬度差が生ずるため、鋼帯下面に対
する上面の冷却比率を0.8〜1.3とした。また冷却
速度が5℃/sec未満では結晶粒が粗大化して高強度
が得られず、逆に冷却速度が20℃/secを超えると
ベーナイト組織または一部マルテンサイト組織が生じ、
耐食性の観点から好ましくない。よって5〜20℃/s
ecの冷却速度で、かつコイル表裏面の均一冷却を行う
必要がある。
【0011】巻取温度については、熱間圧延終了後、制
御冷却することにより、微細なフェライトを生成し、高
強度かつ低温靭性に優れたホットコイルを製造する観点
から、500℃以下とした。しかし、巻取温度を下げる
ことにより硬度が上昇することから、400℃以上と限
定した。鋼帯下面に対する上面の冷却比率は、0.8〜
1.3の範囲から外れると冷却の大きい面の硬度が上昇
する。
【0012】この発明においては、上記したとおり、素
材の化学成分、熱間圧延条件、圧延終了から巻取までの
冷却条件ならびに巻取温度を限定することによって、電
縫溶接による製管後に電縫溶接部以外に熱処理を施さ
ず、高強度、低温靭性、耐食性に優れた電縫鋼管を安定
して製造することができる。
【0013】
【実施例】
実施例1 表1に示す化学成分の厚さ210mm、巾700〜19
50mmの鋼片を、表2中に示す条件で板厚11mmま
で熱間圧延したホットコイルから試験片を切り出し、J
IS Z2241に規定の金属材料引張試験方法に準じ
て降伏点(YS)、引張強さ(TS)を、JIS Z2
242に規定の金属材料衝撃試験方法に準じてシャルピ
ー衝撃試験の吸収エネルギーを測定した。また、0.5
%CH3COOHを添加した5%NaCl水溶液にH2
を飽和させた溶液(NACE浴)に200時間試験片を
浸漬するシェルタイプのSSCC(硫化物応力腐食割
れ)テストにおけるSc値(臨界応力)を測定した。そ
の結果を表2に示す。なお、靭性は、試験温度−20℃
におけるシャルピー衝撃試験の吸収エネルギーで評価
(試験片:2mmVノッチ10mm×10mm)した。
その試験結果の硬度と引張強さ(TS)の関係を図1に
示す。また、前記表2における硬度とSc値(耐食性)
の関係を図2に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】表2に示すとおり、本発明の条件を満足さ
せる本発明例の場合は、高強度でかつ低温靭性ならびに
耐食性に優れた電縫鋼管が得られる。これに対し本発明
の条件からいずれかが外れた比較例においては、いずれ
かの特性値が外れている。また、図1に示すとおり、ア
メリカ石油協会(API)規格のL80クラスのTS=
655N/mm2(95KSI)以上、かつ耐食性の観
点からHRCを23以下にしようとすると、TSの管理
範囲は655〜750N/mm2であることを示してい
る。さらに、図2に示すとおり、硬度の上昇にともない
Sc値が低下し耐腐食性が劣化する。
【0017】実施例2 実施例1における熱間圧延後の巻取るまでの間を、鋼帯
下面に対する上面の冷却比率を0.3〜3.0の範囲で
変化させて水冷冷却して巻取り、上下面の水冷冷却比と
ロックウエル硬さ(HRC)との関係を調査した。その
結果を図3に示す。図3に示すとおり、下面に対する上
面の冷却比率が0.8〜1.3とほぼ均一である本発明
例では、板厚方向の硬度差が小さく、板厚方向に対し均
一な組織が得られ、耐食性の不安定が回避できる。これ
に対し下面に対する上面の冷却比率が0.8未満、また
は1.3を超える比較例では、上下面および板厚中央部
の硬度差が大きく、上下片面の硬度がHRC23以下で
あっても、他方の片面の硬度がHRC23を超え、板厚
方向に亘って不均一な組織となっている。
【0018】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、高強度でかつ低温靭性ならびに耐食性に優れた電縫
鋼管を安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における引張強さ(TS)とロックウ
エル硬さ(HRC)との関係を示すグラフである。
【図2】実施例1におけるロックウエル硬さ(HRC)
とSc値(耐食性)の関係を示すグラフである。
【図3】実施例2における上下面の水冷冷却比とロック
ウエル硬さ(HRC)との関係を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.04〜0.09%、Si:0.
    10〜0.30%、Mn:1.00〜1.50%、P:
    0.025%以下、S:0.005%以下、Cu:0.
    20〜0.50%、Ni:0.10〜0.50%を基本
    成分とし、Ti:0.010〜0.060%、Nb:
    0.010〜0.080%、Mo:0.050〜0.3
    50%のうちの1種または2種以上を含み、残部がFe
    および不可避的不純物からなる鋼片を、1150〜13
    00℃に加熱後、750〜800℃以下で熱間圧延を施
    したのち、巻取るまでの間を5〜20℃/secの冷却
    速度で、かつ鋼帯の下面に対する上面の冷却比率を0.
    8〜1.3の割合で水冷した後、400〜500℃で巻
    取り、製管後、電縫溶接部以外には熱処理を施さないこ
    とを特徴とする高強度高靭性耐食性に優れた電縫鋼管の
    製造方法。
JP19217594A 1994-07-21 1994-07-21 高強度高靭性耐食性に優れた電縫鋼管の製造方法 Pending JPH0835012A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110042316A (zh) * 2019-05-09 2019-07-23 北京科技大学 一种低径厚比高强度高频电阻焊膨胀套管及其制备方法
CN115605625A (zh) * 2020-08-07 2023-01-13 日本制铁株式会社(Jp) 钢板

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