JPH1180881A - 溶接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接 鋼管 - Google Patents
溶接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接 鋼管Info
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- JPH1180881A JPH1180881A JP24072097A JP24072097A JPH1180881A JP H1180881 A JPH1180881 A JP H1180881A JP 24072097 A JP24072097 A JP 24072097A JP 24072097 A JP24072097 A JP 24072097A JP H1180881 A JPH1180881 A JP H1180881A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接部靱性とともに、耐食性と耐応力腐食割
れ性に優れた高クロム溶接鋼管を提供する。 【解決手段】 溶接金属が、C:0.03%以下、Si:1.0%以
下、Mn:5.0%以下、P:0.03%以下、S:0.008%以下、N:400p
pm以下、Cr:10〜20%、Ni:3.5〜12%、酸素:500ppm以下で
あり、式（１）のPの値が15〜25、Qの値が-5.8以上であ
り、母材が、C:0.03%以下、Si:1.0%以下、Mn:5.0%以
下、P:0.03%以下、S:0.008%以下、N:300ppm以下、Cr:10
〜14%、Ni:0.5〜6.0%であり、Mの値が14.0以下である溶
接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼
管。 P=%Ni+30x%C+0.5x%Mn+0.8x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (1) Q=%Ni+30x%C+0.5x%Mn-0.72x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (2) M=%Cr+1.3x%Mo-%Ni (3)
れ性に優れた高クロム溶接鋼管を提供する。 【解決手段】 溶接金属が、C:0.03%以下、Si:1.0%以
下、Mn:5.0%以下、P:0.03%以下、S:0.008%以下、N:400p
pm以下、Cr:10〜20%、Ni:3.5〜12%、酸素:500ppm以下で
あり、式（１）のPの値が15〜25、Qの値が-5.8以上であ
り、母材が、C:0.03%以下、Si:1.0%以下、Mn:5.0%以
下、P:0.03%以下、S:0.008%以下、N:300ppm以下、Cr:10
〜14%、Ni:0.5〜6.0%であり、Mの値が14.0以下である溶
接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼
管。 P=%Ni+30x%C+0.5x%Mn+0.8x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (1) Q=%Ni+30x%C+0.5x%Mn-0.72x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (2) M=%Cr+1.3x%Mo-%Ni (3)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶接部靭性と耐
硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼管に関する。
硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼管に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭酸ガスや硫化水素を含んだガスあるい
は石油の輸送用に用いられるパイプラインにおいては、
硫化物による応力腐食割れへの対策が必要である。そこ
で、通常の炭素鋼管を使用する場合は腐食抑制剤（イン
ヒビター）を併用し、あるいは、耐腐食性の高い２相ス
テンレス鋼管やクラッド鋼管が用いられている。しか
し、腐食抑制剤の使用は価格面ばかりか環境汚染の問題
がある。また、２相ステンレス鋼管やクラッド鋼管は材
料費が高いという問題がある。
は石油の輸送用に用いられるパイプラインにおいては、
硫化物による応力腐食割れへの対策が必要である。そこ
で、通常の炭素鋼管を使用する場合は腐食抑制剤（イン
ヒビター）を併用し、あるいは、耐腐食性の高い２相ス
テンレス鋼管やクラッド鋼管が用いられている。しか
し、腐食抑制剤の使用は価格面ばかりか環境汚染の問題
がある。また、２相ステンレス鋼管やクラッド鋼管は材
料費が高いという問題がある。
【０００３】このような背景のもとに、比較的安価な材
料として、AISI(米国鉄鋼協会)410鋼などがある。しか
し、この鋼は溶接性等に難点があり、また、硫化水素環
境における応力腐食割れの問題も残っている。
料として、AISI(米国鉄鋼協会)410鋼などがある。しか
し、この鋼は溶接性等に難点があり、また、硫化水素環
境における応力腐食割れの問題も残っている。
【０００４】そこで、溶接性を備え、しかも硫化水素環
境における耐応力腐食割れ性にも優れた材料やその製造
方法が、いくつか提案されている。例えば、特開昭55-2
1566号公報には、Mnを1.0〜3.5%、Crを10〜13.5%含む鋼
(マルテンサイト系ステンレス鋼、以下同じ)が提案され
ている。同様に、特開平4-99128号公報にはCuを1.2〜4.
5%、Crを11〜14%含む鋼、特開平4-268019号公報にはCo
を1.1〜4.0%、Crを11〜14%含む鋼が提案されている。
境における耐応力腐食割れ性にも優れた材料やその製造
方法が、いくつか提案されている。例えば、特開昭55-2
1566号公報には、Mnを1.0〜3.5%、Crを10〜13.5%含む鋼
(マルテンサイト系ステンレス鋼、以下同じ)が提案され
ている。同様に、特開平4-99128号公報にはCuを1.2〜4.
5%、Crを11〜14%含む鋼、特開平4-268019号公報にはCo
を1.1〜4.0%、Crを11〜14%含む鋼が提案されている。
【０００５】また、特開平5-156408号公報にはCrを13〜
17%に高めた鋼が提案され、特開平6-264192号公報にもC
rを13〜17%に高めた鋼が提案されている。一方、特開平
6-306549号公報にはCrを10〜13%と低くした鋼が提案さ
れている。さらに、特開平8-3642号公報には、Cu、Niを
4.0%以下、Coを2.0%以下、Mo,Wを3.0%以下とするととも
に、これらの元素の含有量をある関係式により規定した
電縫鋼管の製造方法が提案されている。
17%に高めた鋼が提案され、特開平6-264192号公報にもC
rを13〜17%に高めた鋼が提案されている。一方、特開平
6-306549号公報にはCrを10〜13%と低くした鋼が提案さ
れている。さらに、特開平8-3642号公報には、Cu、Niを
4.0%以下、Coを2.0%以下、Mo,Wを3.0%以下とするととも
に、これらの元素の含有量をある関係式により規定した
電縫鋼管の製造方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術は、マ
ルテンサイト系ステンレス鋼管の溶接性、溶接部靭性お
よび耐硫化物腐食割れ性の向上を図る技術であるが、そ
の対象は母材部に限られており、溶接金属については考
慮されていない。また、溶接部靭性についても、母材の
化学成分の影響のみが検討されている。
ルテンサイト系ステンレス鋼管の溶接性、溶接部靭性お
よび耐硫化物腐食割れ性の向上を図る技術であるが、そ
の対象は母材部に限られており、溶接金属については考
慮されていない。また、溶接部靭性についても、母材の
化学成分の影響のみが検討されている。
【０００７】例えば、特開昭55-21566号公報記載の技術
は、主として鋼板に関する技術であり、溶接鋼管のシー
ム溶接部については特に記載されていない。特開平4-99
128号公報および特開平4-268019号公報記載の技術は、
ラインパイプに関する技術であるが、溶接部靭性につい
ては溶接熱影響部の靱性のみが記載されており、溶接金
属の靭性については検討されていない。またこれらの技
術では、Cu、Coを添加する必要がある。これらの元素
は、溶接性と溶接部靱性が低いという問題がある。
は、主として鋼板に関する技術であり、溶接鋼管のシー
ム溶接部については特に記載されていない。特開平4-99
128号公報および特開平4-268019号公報記載の技術は、
ラインパイプに関する技術であるが、溶接部靭性につい
ては溶接熱影響部の靱性のみが記載されており、溶接金
属の靭性については検討されていない。またこれらの技
術では、Cu、Coを添加する必要がある。これらの元素
は、溶接性と溶接部靱性が低いという問題がある。
【０００８】特開平5-156408号公報記載の技術では、溶
接性として割れ発生の有無のみが記載されている。ま
た、溶接鋼管の製造については記載されていない。特開
平6-264192号公報の技術では、溶接熱影響部の靱性が記
載されているが、溶接鋼管の製造については記載されて
いない。特開平6-306549号公報記載の技術は、厚肉の鋼
板に関する技術であり、溶接鋼管の製造についてはやは
り記載されていない。
接性として割れ発生の有無のみが記載されている。ま
た、溶接鋼管の製造については記載されていない。特開
平6-264192号公報の技術では、溶接熱影響部の靱性が記
載されているが、溶接鋼管の製造については記載されて
いない。特開平6-306549号公報記載の技術は、厚肉の鋼
板に関する技術であり、溶接鋼管の製造についてはやは
り記載されていない。
【０００９】特開平8-3642号公報記載の技術は、電縫鋼
管の製造方法であり、材料が熱延板（薄板）である。従
って、板厚および材質の点で制限があり、厚鋼板におけ
る厚物や制御圧延材（材質）と同等の製品を得ることは
できない。
管の製造方法であり、材料が熱延板（薄板）である。従
って、板厚および材質の点で制限があり、厚鋼板におけ
る厚物や制御圧延材（材質）と同等の製品を得ることは
できない。
【００１０】このように従来技術においては、シーム溶
接部を有する高クロム溶接鋼管の製造方法については、
検討されておらず、継目無鋼管と同じ化学成分で製造可
能とされている。従って、シーム溶接部、特に溶接金属
の化学成分や材質については、ほとんど解明されていな
かった。
接部を有する高クロム溶接鋼管の製造方法については、
検討されておらず、継目無鋼管と同じ化学成分で製造可
能とされている。従って、シーム溶接部、特に溶接金属
の化学成分や材質については、ほとんど解明されていな
かった。
【００１１】この発明は、これらの従来技術の問題点を
解決し、シーム溶接部の溶接部靱性に優れ、かつ炭酸ガ
ス環境および硫化水素環境における耐食性と耐応力腐食
割れ性に優れた高クロム溶接鋼管を提供することを目的
とする。
解決し、シーム溶接部の溶接部靱性に優れ、かつ炭酸ガ
ス環境および硫化水素環境における耐食性と耐応力腐食
割れ性に優れた高クロム溶接鋼管を提供することを目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、シーム溶
接部の溶接金属の化学成分が、重量％で、C:0.03%以
下、Si:1.0%以下、Mn:5.0%以下、P:0.03%以下、S:0.008
%以下、N:400ppm以下、Cr:10〜20%、Ni:3.5〜12%、酸
素:500ppm以下を含有するとともに、下記の式(1)で表さ
れるPの値が15〜25、式(2)で表されるQの値が-5.8以上
であり、母材の化学成分が、重量％で、C:0.03%以下、S
i:1.0%以下、Mn:5.0%以下、P:0.03%以下、S:0.008%以
下、N:300ppm以下、Cr:10〜14%、Ni:0.5〜6.0%を含有す
るとともに、下記の式(3)で表されるMの値が14.0以下で
ある溶接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム
溶接鋼管である。 P=%Ni+30x%C+0.5x%Mn+0.8x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (1) Q=%Ni+30x%C+0.5x%Mn-0.72x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (2) M=%Cr+1.3x%Mo-%Ni (3)
接部の溶接金属の化学成分が、重量％で、C:0.03%以
下、Si:1.0%以下、Mn:5.0%以下、P:0.03%以下、S:0.008
%以下、N:400ppm以下、Cr:10〜20%、Ni:3.5〜12%、酸
素:500ppm以下を含有するとともに、下記の式(1)で表さ
れるPの値が15〜25、式(2)で表されるQの値が-5.8以上
であり、母材の化学成分が、重量％で、C:0.03%以下、S
i:1.0%以下、Mn:5.0%以下、P:0.03%以下、S:0.008%以
下、N:300ppm以下、Cr:10〜14%、Ni:0.5〜6.0%を含有す
るとともに、下記の式(3)で表されるMの値が14.0以下で
ある溶接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム
溶接鋼管である。 P=%Ni+30x%C+0.5x%Mn+0.8x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (1) Q=%Ni+30x%C+0.5x%Mn-0.72x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (2) M=%Cr+1.3x%Mo-%Ni (3)
【００１３】この発明は、高クロム溶接鋼管の母材のみ
ならず、シーム溶接部に着目して、溶接部靭性と耐硫化
物腐食割れ性について鋭意検討することにより成され
た。その過程で、母材と溶接金属の化学成分を変化させ
て、靭性、炭酸ガス環境下での耐食性、硫化水素環境下
での耐硫化物応力腐食割れ性、溶接性を調査した。その
結果、発明の化学成分とすることにより、溶接部靭性と
耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼管を得るこ
とができた。以下、化学成分の限定理由について説明す
る。
ならず、シーム溶接部に着目して、溶接部靭性と耐硫化
物腐食割れ性について鋭意検討することにより成され
た。その過程で、母材と溶接金属の化学成分を変化させ
て、靭性、炭酸ガス環境下での耐食性、硫化水素環境下
での耐硫化物応力腐食割れ性、溶接性を調査した。その
結果、発明の化学成分とすることにより、溶接部靭性と
耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼管を得るこ
とができた。以下、化学成分の限定理由について説明す
る。
【００１４】C:母材のCが0.03%を超えると、耐食性、耐
硫化物応力腐食割れ性、溶接熱影響部靭性、ならびに溶
接性が劣化する。溶接金属のCが0.03%を超えると、耐食
性、耐硫化物応力腐食割れ性、ならびに靭性の劣化をま
ねく。従って、母材、溶接金属ともにC量を0.03%以下に
規定する。
硫化物応力腐食割れ性、溶接熱影響部靭性、ならびに溶
接性が劣化する。溶接金属のCが0.03%を超えると、耐食
性、耐硫化物応力腐食割れ性、ならびに靭性の劣化をま
ねく。従って、母材、溶接金属ともにC量を0.03%以下に
規定する。
【００１５】Si: 母材、溶接金属ともに1.0%を超えてSi
を添加すると、溶接性が劣化する。従って、母材、溶接
金属ともにSi量を1.0%以下に規定する。
を添加すると、溶接性が劣化する。従って、母材、溶接
金属ともにSi量を1.0%以下に規定する。
【００１６】Mn: 母材、溶接金属ともに5.0%を超えてMn
を添加すると、溶接金属、溶接熱影響部の靱性と耐硫化
物応力腐食割れ性が劣化する。従って、母材、溶接金属
ともにMn量を5.0%以下に規定する。
を添加すると、溶接金属、溶接熱影響部の靱性と耐硫化
物応力腐食割れ性が劣化する。従って、母材、溶接金属
ともにMn量を5.0%以下に規定する。
【００１７】P:母材、溶接金属ともにPが0.03%を超える
と、溶接熱影響部の靱性と耐硫化物応力腐食割れ性、溶
接性の劣化をまねく。従って、母材、溶接金属ともにP
量を0.03%以下に規定する。
と、溶接熱影響部の靱性と耐硫化物応力腐食割れ性、溶
接性の劣化をまねく。従って、母材、溶接金属ともにP
量を0.03%以下に規定する。
【００１８】S:母材、溶接金属ともにSが0.008%を超え
ると、耐食性、溶接性と耐硫化物応力腐食割れ性が劣化
する。従って、母材、溶接金属ともにS量を0.008%以下
に規定する。
ると、耐食性、溶接性と耐硫化物応力腐食割れ性が劣化
する。従って、母材、溶接金属ともにS量を0.008%以下
に規定する。
【００１９】Cr: 母材の良好な耐食性を得るためには、
10%以上のCrの添加が必要である。しかし、14%を超えて
添加すると、溶接熱影響部の靱性と溶接性が劣化する。
従って、母材のCr量は10〜14%の範囲に規定する。溶接
金属の良好な耐食性を得るためには、10%以上のCrの添
加が必要であり、母材よりも添加量を多くすることが好
ましい。しかし、20%を超えての添加は、溶接部靱性と
溶接性の劣化をまねく。従って、溶接金属のCr量は10〜
20%の範囲に規定する。
10%以上のCrの添加が必要である。しかし、14%を超えて
添加すると、溶接熱影響部の靱性と溶接性が劣化する。
従って、母材のCr量は10〜14%の範囲に規定する。溶接
金属の良好な耐食性を得るためには、10%以上のCrの添
加が必要であり、母材よりも添加量を多くすることが好
ましい。しかし、20%を超えての添加は、溶接部靱性と
溶接性の劣化をまねく。従って、溶接金属のCr量は10〜
20%の範囲に規定する。
【００２０】N:母材のNが300ppmを超えると、溶接熱影
響部の靱性と、耐硫化物応力腐食割れ性が劣化する。従
って、母材のN量を300ppm以下に規定する。溶接金属のN
が400ppmを超えると、靱性と耐硫化物応力腐食割れ性が
劣化する。従って、溶接金属のN量を400ppm以下に規定
する。
響部の靱性と、耐硫化物応力腐食割れ性が劣化する。従
って、母材のN量を300ppm以下に規定する。溶接金属のN
が400ppmを超えると、靱性と耐硫化物応力腐食割れ性が
劣化する。従って、溶接金属のN量を400ppm以下に規定
する。
【００２１】Ni: 母材では、良好な溶接熱影響部の靱性
を得るために0.5%以上のNiを添加することが必要であ
る。しかし、6.0%を超えて添加すると、溶接熱影響部の
靱性と溶接性が劣化する。従って、母材のNi量を0.5〜
6.0%の範囲に規定する。溶接金属では、良好な靱性と耐
硫化物応力腐食割れ性を得るために3.5%以上のNiを添加
する必要がある。しかし、12%を超えて添加すると、溶
接性が劣化する。従って、溶接金属のNi量を3.5〜12%の
範囲に規定する。
を得るために0.5%以上のNiを添加することが必要であ
る。しかし、6.0%を超えて添加すると、溶接熱影響部の
靱性と溶接性が劣化する。従って、母材のNi量を0.5〜
6.0%の範囲に規定する。溶接金属では、良好な靱性と耐
硫化物応力腐食割れ性を得るために3.5%以上のNiを添加
する必要がある。しかし、12%を超えて添加すると、溶
接性が劣化する。従って、溶接金属のNi量を3.5〜12%の
範囲に規定する。
【００２２】P値： 溶接金属について、式(1)で表され
るPの値(P値)が15未満であると、組織にマルテンサイト
が多く含まれるようになり、溶接金属の靱性、耐硫化物
応力腐食割れ性、溶接性が劣化する。P値が25を超える
と、組織にオーステナイトが多く含まれるようになり、
溶接金属の強度が低下する。従って、溶接金属のP値を1
5〜25の範囲に規定する。
るPの値(P値)が15未満であると、組織にマルテンサイト
が多く含まれるようになり、溶接金属の靱性、耐硫化物
応力腐食割れ性、溶接性が劣化する。P値が25を超える
と、組織にオーステナイトが多く含まれるようになり、
溶接金属の強度が低下する。従って、溶接金属のP値を1
5〜25の範囲に規定する。
【００２３】Q値： 溶接金属について、式(2)で表され
るQの値（ Q値）が-5.8未満であると、組織にδフェラ
イトが多く含まれるようになり、溶接金属の靱性、耐硫
化物応力腐食割れ性が劣化する。従って、溶接金属のQ
値を-5.8以上(正の方向）に規定する。
るQの値（ Q値）が-5.8未満であると、組織にδフェラ
イトが多く含まれるようになり、溶接金属の靱性、耐硫
化物応力腐食割れ性が劣化する。従って、溶接金属のQ
値を-5.8以上(正の方向）に規定する。
【００２４】M値： 母材について、式(3)で表されるM
の値（M値）が14.0を超えると、溶接熱影響部の耐食
性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接熱影響部の靱性が劣
化する。従って、母材の良好な耐食性、耐硫化物応力腐
食割れ性を得るため、 M値を14.0以下に規定する。
の値（M値）が14.0を超えると、溶接熱影響部の耐食
性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接熱影響部の靱性が劣
化する。従って、母材の良好な耐食性、耐硫化物応力腐
食割れ性を得るため、 M値を14.0以下に規定する。
【００２５】酸素：溶接金属中の酸素が500ppmを超える
と、溶接金属の靭性が劣化する。従って、溶接金属中の
酸素量を500ppm以下に規定する。
と、溶接金属の靭性が劣化する。従って、溶接金属中の
酸素量を500ppm以下に規定する。
【００２６】なお、残部はFeと不純物であるが、以上に
述べた以外の元素であれば、発明の目的を損なわない限
り不純物として含まれていてもよい。不純物には、スク
ラップから混入するもの、製鋼作業で混入するもの等が
あるが、通常作業で混入する限り不純物として含まれて
いても差し支えない。
述べた以外の元素であれば、発明の目的を損なわない限
り不純物として含まれていてもよい。不純物には、スク
ラップから混入するもの、製鋼作業で混入するもの等が
あるが、通常作業で混入する限り不純物として含まれて
いても差し支えない。
【００２７】第２の発明は、シーム部の溶接金属の化学
成分が、第１の発明の化学成分に加えて、重量％で、M
o:4.0%以下、Cu:2.0%以下、Co:1.0%以下、W:1.0%以下、
Nb:0.10%以下、V:0.10%以下、Ti:0.10%以下、Zr:0.10%
以下、B:50ppm以下、Ca:50ppm以下のうち1種以上を含有
し、母材の化学成分が、請求項１記載の化学成分に加え
て、重量％で、Mo:4.0%以下、Cu:2.0%以下、Co:1.0%以
下、W:1.0%以下、Nb:0.10%以下、V:0.10%以下、Ti:0.10
%以下、Zr:0.10%以下、B:50ppm以下、Ca:50ppm以下のう
ち1種以上を含有するとともに、請求項１記載のP、Q、
およびMの値が、それぞれ第１の発明の範囲内である溶
接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼
管である。
成分が、第１の発明の化学成分に加えて、重量％で、M
o:4.0%以下、Cu:2.0%以下、Co:1.0%以下、W:1.0%以下、
Nb:0.10%以下、V:0.10%以下、Ti:0.10%以下、Zr:0.10%
以下、B:50ppm以下、Ca:50ppm以下のうち1種以上を含有
し、母材の化学成分が、請求項１記載の化学成分に加え
て、重量％で、Mo:4.0%以下、Cu:2.0%以下、Co:1.0%以
下、W:1.0%以下、Nb:0.10%以下、V:0.10%以下、Ti:0.10
%以下、Zr:0.10%以下、B:50ppm以下、Ca:50ppm以下のう
ち1種以上を含有するとともに、請求項１記載のP、Q、
およびMの値が、それぞれ第１の発明の範囲内である溶
接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼
管である。
【００２８】この発明は、第１の発明の化学成分にさら
に次の化学成分を加えて強度、靭性の向上を図るもので
ある。以下、化学成分の限定理由について説明する。
に次の化学成分を加えて強度、靭性の向上を図るもので
ある。以下、化学成分の限定理由について説明する。
【００２９】Mo,Cu,Co,W： 母材、溶接金属ともに目標
の強度に応じて、これらの元素を添加してもよい。しか
し、Moは4.0%、Cuは2.0%、Coは1.0%、Wは1.0%をそれぞ
れ超えて添加すると、溶接金属あるいは溶接熱影響部の
靱性および溶接性が劣化する。従って、母材、溶接金属
ともに、これらの元素の添加量を、Moは4.0%以下、Cuは
2.0%以下、Coは1.0%以下、Wは1.0%以下にそれぞれ規定
する。
の強度に応じて、これらの元素を添加してもよい。しか
し、Moは4.0%、Cuは2.0%、Coは1.0%、Wは1.0%をそれぞ
れ超えて添加すると、溶接金属あるいは溶接熱影響部の
靱性および溶接性が劣化する。従って、母材、溶接金属
ともに、これらの元素の添加量を、Moは4.0%以下、Cuは
2.0%以下、Coは1.0%以下、Wは1.0%以下にそれぞれ規定
する。
【００３０】Nb,V,Ti,Zr： 母材、溶接金属ともにこれ
らの元素の微量添加により、溶接金属あるいは溶接熱影
響部の靱性と耐硫化物応力腐食割れ性が向上する。しか
し、いずれも0.10%を超えて添加すると、かえって溶接
熱影響部の靱性が低下し、耐硫化物応力腐食割れ性が劣
化する。従って、母材、溶接金属ともに、Nb,V,Ti,Zrの
添加量をそれぞれ0.10%以下に規定する。
らの元素の微量添加により、溶接金属あるいは溶接熱影
響部の靱性と耐硫化物応力腐食割れ性が向上する。しか
し、いずれも0.10%を超えて添加すると、かえって溶接
熱影響部の靱性が低下し、耐硫化物応力腐食割れ性が劣
化する。従って、母材、溶接金属ともに、Nb,V,Ti,Zrの
添加量をそれぞれ0.10%以下に規定する。
【００３１】Ca： 母材、溶接金属ともにCaは硫化物の
形態を制御し、耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる。
しかし、50ppmを超えて添加すると、かえって耐硫化物
応力腐食割れ性、溶接性の劣化をまねく。従って、母
材、溶接金属ともに、Ca量を50ppm以下に規定する。
形態を制御し、耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる。
しかし、50ppmを超えて添加すると、かえって耐硫化物
応力腐食割れ性、溶接性の劣化をまねく。従って、母
材、溶接金属ともに、Ca量を50ppm以下に規定する。
【００３２】B： 母材、溶接金属ともにBは靭性を向上
させる。しかし、50ppmを超えて添加すると、かえって
溶接金属あるいは溶接熱影響部の靱性の低下、ならびに
溶接性の劣化をまねく。従って、母材、溶接金属ともに
B量を50ppm以下に規定する。
させる。しかし、50ppmを超えて添加すると、かえって
溶接金属あるいは溶接熱影響部の靱性の低下、ならびに
溶接性の劣化をまねく。従って、母材、溶接金属ともに
B量を50ppm以下に規定する。
【００３３】
【発明の実施の形態】この発明の鋼の溶製は、転炉、電
気炉、その他、化学成分を発明の範囲内に制御できる製
造方法であれば、いずれの方法を用いてもよい。溶製さ
れた鋼は、ラインパイプ用鋼として用いるため、スラブ
等の形状に鋳造する。その後、熱間圧延により鋼板を製
造すれば、ラインパイプ用の鋼板が得られる。熱間圧延
は、厚板ミルで製造すればよいが、幅狭でもよい場合
（小径パイプ用）はホットストリップミルで製造しても
よい。
気炉、その他、化学成分を発明の範囲内に制御できる製
造方法であれば、いずれの方法を用いてもよい。溶製さ
れた鋼は、ラインパイプ用鋼として用いるため、スラブ
等の形状に鋳造する。その後、熱間圧延により鋼板を製
造すれば、ラインパイプ用の鋼板が得られる。熱間圧延
は、厚板ミルで製造すればよいが、幅狭でもよい場合
（小径パイプ用）はホットストリップミルで製造しても
よい。
【００３４】鋼管のシーム溶接方法は、サブマージ溶接
が高能率、高作業性の点で好ましいが、その他の溶接方
法であっても、溶接金属の化学成分が発明の範囲を満た
せば、良好な溶接金属の靱性、耐硫化物応力腐食割れ
性、溶接性を得ることができる。
が高能率、高作業性の点で好ましいが、その他の溶接方
法であっても、溶接金属の化学成分が発明の範囲を満た
せば、良好な溶接金属の靱性、耐硫化物応力腐食割れ
性、溶接性を得ることができる。
【００３５】
【実施例】種々の化学成分の鋼を溶製し、熱間圧延によ
り鋼板を製造した。鋼板（母材）の化学成分を、表１に
M値とともに示す。表１の鋼A〜Jは発明鋼、鋼K〜Sは比
較鋼をそれぞれ示す。
り鋼板を製造した。鋼板（母材）の化学成分を、表１に
M値とともに示す。表１の鋼A〜Jは発明鋼、鋼K〜Sは比
較鋼をそれぞれ示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】次いで、これらの鋼板を鋼管に成形し、シ
ーム溶接を行い溶接鋼管を製造した。鋼管のシーム溶接
部の溶接金属の化学成分を、表２にP値およびQ値ととも
に示す。
ーム溶接を行い溶接鋼管を製造した。鋼管のシーム溶接
部の溶接金属の化学成分を、表２にP値およびQ値ととも
に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】表2の鋼管A1〜H1（末尾1）およびI1,I2は
発明鋼管で、化学成分は母材・溶接金属とも発明範囲で
ある。鋼管A2〜H2（末尾2）およびI3は比較鋼管で、母
材は発明範囲内であるが溶接金属が発明範囲を外れてい
る。また、K1〜P1は比較鋼管で、溶接金属は発明範囲内
に調製したが、母材は前述の表１のように発明範囲外
（比較鋼）である。さらに、Q1〜S1も比較鋼管で、母
材、溶接金属とも発明範囲外である。
発明鋼管で、化学成分は母材・溶接金属とも発明範囲で
ある。鋼管A2〜H2（末尾2）およびI3は比較鋼管で、母
材は発明範囲内であるが溶接金属が発明範囲を外れてい
る。また、K1〜P1は比較鋼管で、溶接金属は発明範囲内
に調製したが、母材は前述の表１のように発明範囲外
（比較鋼）である。さらに、Q1〜S1も比較鋼管で、母
材、溶接金属とも発明範囲外である。
【００４０】これらの鋼管について、耐食性、耐硫化物
応力腐食割れ性、溶接性、溶接熱影響部の靱性を調べ
た。耐食性の調査は、炭酸ガス飽和の人工海水中での腐
食試験により行った。耐硫化物応力腐食割れ性の調査
は、炭酸ガスと硫化水素の混合ガスを飽和させた人工海
水中での応力腐食割れ試験により行った。
応力腐食割れ性、溶接性、溶接熱影響部の靱性を調べ
た。耐食性の調査は、炭酸ガス飽和の人工海水中での腐
食試験により行った。耐硫化物応力腐食割れ性の調査
は、炭酸ガスと硫化水素の混合ガスを飽和させた人工海
水中での応力腐食割れ試験により行った。
【００４１】溶接性の試験は、シーム溶接を行い、溶接
欠陥、溶接割れの有無で評価した。溶接部熱影響部の靱
性については、溶接部熱影響部からＶノッチシャルピー
試験片を切り出して衝撃試験を行った。溶接金属の靱性
についても同様の試験を行った。溶接部強度は、溶接継
手引張試験を行い、破断位置（母材、溶接金属）により
評価した。
欠陥、溶接割れの有無で評価した。溶接部熱影響部の靱
性については、溶接部熱影響部からＶノッチシャルピー
試験片を切り出して衝撃試験を行った。溶接金属の靱性
についても同様の試験を行った。溶接部強度は、溶接継
手引張試験を行い、破断位置（母材、溶接金属）により
評価した。
【００４２】これらの試験結果を、化学成分とともに表
３に示す。ここで、母材と溶接金属の化学成分（および
M値、P値、Q値）については、発明の範囲外の元素のみ
×印で示してある。試験結果については、良好なもの、
即ち目標特性を達成したものを、○印で示してある。溶
接性は、鋼管のシーム溶接を行った場合に、溶接欠陥、
溶接割れが起こらなかったものを良好（○印）とした。
溶接熱影響部の靱性（表では、HAZ靭性）および溶接金
属の靱性は、-20℃での吸収エネルギが50J以上のものを
それぞれ良好（○印）とした。
３に示す。ここで、母材と溶接金属の化学成分（および
M値、P値、Q値）については、発明の範囲外の元素のみ
×印で示してある。試験結果については、良好なもの、
即ち目標特性を達成したものを、○印で示してある。溶
接性は、鋼管のシーム溶接を行った場合に、溶接欠陥、
溶接割れが起こらなかったものを良好（○印）とした。
溶接熱影響部の靱性（表では、HAZ靭性）および溶接金
属の靱性は、-20℃での吸収エネルギが50J以上のものを
それぞれ良好（○印）とした。
【００４３】耐食性は、腐食速度が0.1mm/year以下、耐
硫化物応力腐食割れ性（表では、耐SSC性）は、720時間
の浸漬試験で割れが生じなかったものをそれぞれ良好
（○印）とした。溶接部強度は、溶接継手引張試験の破
断位置が母材のものを良好（○印）、溶接金属のものを
不良（×印）とした。
硫化物応力腐食割れ性（表では、耐SSC性）は、720時間
の浸漬試験で割れが生じなかったものをそれぞれ良好
（○印）とした。溶接部強度は、溶接継手引張試験の破
断位置が母材のものを良好（○印）、溶接金属のものを
不良（×印）とした。
【００４４】
【表３】
【００４５】表３のように、母材、溶接金属とも発明範
囲を満たす発明鋼管A1〜H1（末尾1）およびI1,I2は、十
分な耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接性、溶接熱
影響部の靱性、溶接部強度を示している。
囲を満たす発明鋼管A1〜H1（末尾1）およびI1,I2は、十
分な耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接性、溶接熱
影響部の靱性、溶接部強度を示している。
【００４６】母材は発明範囲内であるが溶接金属が発明
範囲を外れている比較鋼管A2〜H2（末尾2）およびI3
は、いずれも目標特性に到達していない。溶接金属の
C、W量が高くてNi量が低く、Q値が低い鋼管A2は、溶接
性、耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性
が十分でない。溶接金属のMn、Co量が高くてCr量が低い
鋼管B2は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫
化物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性が十分でない。
範囲を外れている比較鋼管A2〜H2（末尾2）およびI3
は、いずれも目標特性に到達していない。溶接金属の
C、W量が高くてNi量が低く、Q値が低い鋼管A2は、溶接
性、耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性
が十分でない。溶接金属のMn、Co量が高くてCr量が低い
鋼管B2は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫
化物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性が十分でない。
【００４７】溶接金属のNi、Cu、Ti、酸素量が高い鋼管
C2は、溶接性、耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接
金属の靱性が十分でない。溶接金属のS、Cr、Zr量が高
く、P値が低い鋼管D2は、溶接性、耐食性、耐硫化物応
力腐食割れ性、溶接金属の靱性、溶接部強度が十分でな
い。溶接金属のP、Mo、V量が高い鋼管E2は、溶接性、耐
食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性が十分
でない。
C2は、溶接性、耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接
金属の靱性が十分でない。溶接金属のS、Cr、Zr量が高
く、P値が低い鋼管D2は、溶接性、耐食性、耐硫化物応
力腐食割れ性、溶接金属の靱性、溶接部強度が十分でな
い。溶接金属のP、Mo、V量が高い鋼管E2は、溶接性、耐
食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性が十分
でない。
【００４８】溶接金属のSi、N、 P値が高い鋼管F2は、
溶接性、耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接金属の
靱性および強度が十分でない。溶接金属のNb、B量が高
く、Q値が低い鋼管G2は、溶接性、耐硫化物応力腐食割
れ性、溶接金属の靱性が十分でない。溶接金属のCa量が
高く、P値が高くてQ値が低い鋼管H2は、溶接性、耐硫化
物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性および強度が十分で
ない。溶接金属のP値が高くQ値が低い鋼管I3は、溶接
性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性および強
度が十分でない。
溶接性、耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接金属の
靱性および強度が十分でない。溶接金属のNb、B量が高
く、Q値が低い鋼管G2は、溶接性、耐硫化物応力腐食割
れ性、溶接金属の靱性が十分でない。溶接金属のCa量が
高く、P値が高くてQ値が低い鋼管H2は、溶接性、耐硫化
物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性および強度が十分で
ない。溶接金属のP値が高くQ値が低い鋼管I3は、溶接
性、耐硫化物応力腐食割れ性、溶接金属の靱性および強
度が十分でない。
【００４９】また、溶接金属は発明範囲内であっても、
母材が発明範囲外である比較鋼管K1〜S1についても、い
ずれも目標特性に到達していない。母材のC、Ni、W量が
高い鋼管K1、母材のMn、Co量が高くCr量が低い鋼管L1
は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫化物応
力腐食割れ性が十分でない。母材のCu、Nb、Zr量が高い
鋼管M1は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐硫化物応力
腐食割れ性が十分でない。母材のS、Cr、Mo量が高い鋼
管N1は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫化
物応力腐食割れ性が十分でない。母材のP、V量が高い鋼
管O1、母材のSi、N量が高い鋼管P1は、溶接性、溶接熱
影響部の靱性、耐硫化物応力腐食割れ性が十分でない。
母材が発明範囲外である比較鋼管K1〜S1についても、い
ずれも目標特性に到達していない。母材のC、Ni、W量が
高い鋼管K1、母材のMn、Co量が高くCr量が低い鋼管L1
は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫化物応
力腐食割れ性が十分でない。母材のCu、Nb、Zr量が高い
鋼管M1は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐硫化物応力
腐食割れ性が十分でない。母材のS、Cr、Mo量が高い鋼
管N1は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫化
物応力腐食割れ性が十分でない。母材のP、V量が高い鋼
管O1、母材のSi、N量が高い鋼管P1は、溶接性、溶接熱
影響部の靱性、耐硫化物応力腐食割れ性が十分でない。
【００５０】母材、溶接金属とも発明範囲外である鋼管
Q1〜S1についても、いずれも目標特性に到達していな
い。母材のTi量、M値が高く、溶接金属のNi量が低くてQ
値が低い鋼管Q1、および母材のCa量、M値が高く、溶接
金属のNi量が高く、M値が高くてQ値が低い鋼管R1は、溶
接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫化物応力腐食
割れ性、溶接金属の靱性、および溶接強度が十分でな
い。母材のB量、M値が高く、溶接金属のQ値が低い鋼管S
1は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫化物
応力腐食割れ性、溶接金属の靱性が十分でない。
Q1〜S1についても、いずれも目標特性に到達していな
い。母材のTi量、M値が高く、溶接金属のNi量が低くてQ
値が低い鋼管Q1、および母材のCa量、M値が高く、溶接
金属のNi量が高く、M値が高くてQ値が低い鋼管R1は、溶
接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫化物応力腐食
割れ性、溶接金属の靱性、および溶接強度が十分でな
い。母材のB量、M値が高く、溶接金属のQ値が低い鋼管S
1は、溶接性、溶接熱影響部の靱性、耐食性、耐硫化物
応力腐食割れ性、溶接金属の靱性が十分でない。
【００５１】
【発明の効果】この発明では、母材ならびにシーム溶接
部の化学成分およびこれらの成分元素の間の関係を規定
することにより、母材の材料特性とともに溶接金属の材
料特性を向上させることができる。その結果、母材なら
びにシーム溶接部の靭性に優れ、炭酸ガス環境下での耐
食性と硫化水素環境下での耐硫化物応力腐食割れ性にも
優れた高Ｃｒラインパイプ用鋼管を安価に提供すること
ができる。
部の化学成分およびこれらの成分元素の間の関係を規定
することにより、母材の材料特性とともに溶接金属の材
料特性を向上させることができる。その結果、母材なら
びにシーム溶接部の靭性に優れ、炭酸ガス環境下での耐
食性と硫化水素環境下での耐硫化物応力腐食割れ性にも
優れた高Ｃｒラインパイプ用鋼管を安価に提供すること
ができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 シーム溶接部の溶接金属の化学成分が、
重量％で、C:0.03%以下、Si:1.0%以下、Mn:5.0%以下、
P:0.03%以下、S:0.008%以下、N:400ppm以下、Cr:10〜20
%、Ni:3.5〜12%、酸素:500ppm以下を含有するととも
に、下記の式(1)で表されるPの値が15〜25、式(2)で表
されるQの値が-5.8以上であり、母材の化学成分が、重
量％で、C:0.03%以下、Si:1.0%以下、Mn:5.0%以下、P:
0.03%以下、S:0.008%以下、N:300ppm以下、Cr:10〜14
%、Ni:0.5〜6.0%を含有するとともに、下記の式(3)で表
されるMの値が14.0以下である溶接部靭性と耐硫化物腐
食割れ性に優れた高クロム溶接鋼管。 P=%Ni+30x%C+0.5x%Mn+0.8x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (1) Q=%Ni+30x%C+0.5x%Mn-0.72x(%Cr+%Mo+1.5x%Si+0.5x%Nb) (2) M=%Cr+1.3x%Mo-%Ni (3) - 【請求項２】 シーム部の溶接金属の化学成分が、請求
項１記載の化学成分に加えて、重量％で、Mo:4.0%以
下、Cu:2.0%以下、Co:1.0%以下、W:1.0%以下、Nb:0.10%
以下、V:0.10%以下、Ti:0.10%以下、Zr:0.10%以下、B:5
0ppm以下、Ca:50ppm以下のうち1種以上を含有し、母材
の化学成分が、請求項１記載の化学成分に加えて、重量
％で、Mo:4.0%以下、Cu:2.0%以下、Co:1.0%以下、W:1.0
%以下、Nb:0.10%以下、V:0.10%以下、Ti:0.10%以下、Z
r:0.10%以下、B:50ppm以下、Ca:50ppm以下のうち1種以
上を含有するとともに、請求項１記載のP、Q、およびM
の値が、それぞれ請求項１記載の範囲内である溶接部靭
性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接鋼管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24072097A JPH1180881A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 溶接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接 鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24072097A JPH1180881A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 溶接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接 鋼管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180881A true JPH1180881A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17063707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24072097A Pending JPH1180881A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 溶接部靭性と耐硫化物腐食割れ性に優れた高クロム溶接 鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1180881A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002012916A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-15 | Toshiba Corp | 高硬度鋼の応力腐食割れ防止法 |
| US6379821B2 (en) | 1999-08-06 | 2002-04-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel welded pipe |
| WO2005042793A1 (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-12 | Jfe Steel Corporation | 耐食性に優れたラインパイプ用高強度ステンレス鋼管およびその製造方法 |
| EP3460087A4 (en) * | 2016-05-20 | 2019-11-06 | Nippon Steel Corporation | STEEL STICK FOR DRILLING ELEMENT AND DRILLING ELEMENT |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24072097A patent/JPH1180881A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6379821B2 (en) | 1999-08-06 | 2002-04-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel welded pipe |
| JP2002012916A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-15 | Toshiba Corp | 高硬度鋼の応力腐食割れ防止法 |
| WO2005042793A1 (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-12 | Jfe Steel Corporation | 耐食性に優れたラインパイプ用高強度ステンレス鋼管およびその製造方法 |
| US7862666B2 (en) | 2003-10-31 | 2011-01-04 | Jfe Steel Corporation | Highly anticorrosive high strength stainless steel pipe for linepipe and method for manufacturing same |
| EP3460087A4 (en) * | 2016-05-20 | 2019-11-06 | Nippon Steel Corporation | STEEL STICK FOR DRILLING ELEMENT AND DRILLING ELEMENT |
| US10995394B2 (en) | 2016-05-20 | 2021-05-04 | Nippon Steel Corporation | Steel bar for downhole member, and downhole member |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020716 |