JPS581042A - 耐応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用合金 - Google Patents
耐応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用合金Info
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- JPS581042A JPS581042A JP9796181A JP9796181A JPS581042A JP S581042 A JPS581042 A JP S581042A JP 9796181 A JP9796181 A JP 9796181A JP 9796181 A JP9796181 A JP 9796181A JP S581042 A JPS581042 A JP S581042A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高強度および優れた耐応力腐食割れ性を有
し、特にこれらの特性が要求される油井管の製造に用い
るのに適した合金に関するものである。
し、特にこれらの特性が要求される油井管の製造に用い
るのに適した合金に関するものである。
近年、エネルギー事情の悪化から、油井および天然ガス
井は深井戸化の傾向が著しく、深さ:6oOOrIL以
上、なかには深さ:lO,000m以上の深井戸が出現
している。
井は深井戸化の傾向が著しく、深さ:6oOOrIL以
上、なかには深さ:lO,000m以上の深井戸が出現
している。
また、同様な事情から、湿潤な硫化水素をはじめ、炭酸
ガスや塩素イオンなどの腐食性成分を含有する苛酷な腐
食環゛境下での石油および天然ガスの採掘が予儀なくさ
れつつある。
ガスや塩素イオンなどの腐食性成分を含有する苛酷な腐
食環゛境下での石油および天然ガスの採掘が予儀なくさ
れつつある。
このような厳しい環境下での石油および天然ガスの掘削
に伴い、これに使用される油井管にも高強度、並びに優
れた耐食性、特に耐応力腐食割れ性が要求きれるように
なってきている。
に伴い、これに使用される油井管にも高強度、並びに優
れた耐食性、特に耐応力腐食割れ性が要求きれるように
なってきている。
呼ばれる腐食抑制剤を投入する方法が知られているが、
この方法は、例えば海上油井などには有効に活用できな
い場合が多い。
この方法は、例えば海上油井などには有効に活用できな
い場合が多い。
かかる点から、最近では油井管の製造に、ステンレス鋼
ハシメ、インコロイやハステロイ(イスれも商品名)と
いった高級々耐食性高合金鋼の採用も検討されはじめて
いるが、いまのところ、これらの合金に関して、H2S
−co2− C1−の油井環境での腐食挙動についての
詳細は十分に解明されるに至っておらず、しかも゛深井
1戸用油井管に要求される高強度をもつものでは々いの
が現状である。
ハシメ、インコロイやハステロイ(イスれも商品名)と
いった高級々耐食性高合金鋼の採用も検討されはじめて
いるが、いまのところ、これらの合金に関して、H2S
−co2− C1−の油井環境での腐食挙動についての
詳細は十分に解明されるに至っておらず、しかも゛深井
1戸用油井管に要求される高強度をもつものでは々いの
が現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、深井戸
や苛酷な腐食環境、特にH2S−co2−C1−の油井
環境下での石油掘削に十分耐え得る高強度とすぐれた耐
応力腐食割れ性を有する油井管を得べく研究を行なった
結果、 (a) Has −C,02−ct−環境下における
腐食の主たるものは応力腐食割れであるが、この場合の
応力腐食割れ態様は、オーステナイトステンレス鋼にお
ける一般的なそれとは挙動を全く異にするものであるこ
と。すなわち、一般の応力腐食割れがCt−の存在と深
く係わるものであるのに対して、上記の油井環境による
ものではCt−もさることながら、それ以上にH2Sの
影響が大きいこと。
や苛酷な腐食環境、特にH2S−co2−C1−の油井
環境下での石油掘削に十分耐え得る高強度とすぐれた耐
応力腐食割れ性を有する油井管を得べく研究を行なった
結果、 (a) Has −C,02−ct−環境下における
腐食の主たるものは応力腐食割れであるが、この場合の
応力腐食割れ態様は、オーステナイトステンレス鋼にお
ける一般的なそれとは挙動を全く異にするものであるこ
と。すなわち、一般の応力腐食割れがCt−の存在と深
く係わるものであるのに対して、上記の油井環境による
ものではCt−もさることながら、それ以上にH2Sの
影響が大きいこと。
(b) 油井管として実用に供される鋼管は一般に強
度上の必要性から冷間加工が施されるが、冷間加工は上
記応力腐食割れに対する抵抗性を著しく減少させるもの
であること。
度上の必要性から冷間加工が施されるが、冷間加工は上
記応力腐食割れに対する抵抗性を著しく減少させるもの
であること。
(c) H2S−c02− ct−環境での鋼の溶出
速度(腐食速度)は、合金成分たるNi、 Cr、 M
n、 Mo。
速度(腐食速度)は、合金成分たるNi、 Cr、 M
n、 Mo。
およびWの含有量に依存し、これらの成分からなる表面
皮膜によって耐食性が保持され、かつこれらの成分は、
応力腐食割れに対してもその抵抗性を高め、特にMoは
Crに対し10倍の効果を、またMoはWの2倍の効果
をもち、さらにMnはN1の+の効果をもつものであり
、したがって、これらの成分が、 Cr (%) + 10 Mo(%) + 5 W (
%)550%。
皮膜によって耐食性が保持され、かつこれらの成分は、
応力腐食割れに対してもその抵抗性を高め、特にMoは
Crに対し10倍の効果を、またMoはWの2倍の効果
をもち、さらにMnはN1の+の効果をもつものであり
、したがって、これらの成分が、 Cr (%) + 10 Mo(%) + 5 W (
%)550%。
4Mn(@+Ni(qg)≧35チ。
1.5%≦MO+ 4 W (1< ’%。
の条件式を満足すると共に、Ni含有量を25〜60%
、Cr含有量を22.5〜35qb、さらにMn含有量
を3〜20%とすると、冷間加工材であっても、きわめ
て腐食性の強いH2S−Co2−CL−の油井環境下、
特に150℃以下の悪環境において、応力腐食割れに対
して優れた抵抗性を示す表面皮膜が得られること。
、Cr含有量を22.5〜35qb、さらにMn含有量
を3〜20%とすると、冷間加工材であっても、きわめ
て腐食性の強いH2S−Co2−CL−の油井環境下、
特に150℃以下の悪環境において、応力腐食割れに対
して優れた抵抗性を示す表面皮膜が得られること。
(a) Niについては表面皮膜に対する効果だけで
なく、組織的にも応力腐食割れ抵抗性を高める効果があ
ること。
なく、組織的にも応力腐食割れ抵抗性を高める効果があ
ること。
(e) 合金成分としてNを0.05〜0.3%の範
囲で含有させると一段と合金強度が向上するようになる
こと。
囲で含有させると一段と合金強度が向上するようになる
こと。
(f) 不可避不純物としてのS含有量を0.000
7チ以下に低減させると、合金の熱間加工性が著しく改
善されるようになること。
7チ以下に低減させると、合金の熱間加工性が著しく改
善されるようになること。
(g) 不可避不純物としてのP含有量を○、 O’
03 %以下に低減させると、水素割れ感受性が著しく
低下するようになること。
03 %以下に低減させると、水素割れ感受性が著しく
低下するようになること。
(h) 含金成分としてCu:2’4以下含有させる
と、耐食性がさらに改善されるようはなること。
と、耐食性がさらに改善されるようはなること。
(1)合金成分として、希土類元素、:0.10%以下
、Y:0.20チ以下、14g:0.loチ以下、T1
:0.5チ以下、およびCa:0.10%以下のうちの
1種または2種以上を含有させると、熱間加工性がさら
に一段と改善されるようになること。
、Y:0.20チ以下、14g:0.loチ以下、T1
:0.5チ以下、およびCa:0.10%以下のうちの
1種または2種以上を含有させると、熱間加工性がさら
に一段と改善されるようになること。
以上(a)〜(1)に示される知見を得たのである。
したがって、この発明は、上記知見にもとづいてなされ
たものであって、C:0.1%以下、 Si :1.0
チ以下、 Mn: 3〜20 %、 P :0.030
%以下。
たものであって、C:0.1%以下、 Si :1.0
チ以下、 Mn: 3〜20 %、 P :0.030
%以下。
望ましくは耐水素割れ性を一段と改善する目的でP:0
.003チ以下、S :0.O05チ以下、望ましくは
熱間加工性を一段と改善する目的でS : 0.000
7チ以下、 soLAg : 0.5 %以下、 Ni
: 25〜’60%。
.003チ以下、S :0.O05チ以下、望ましくは
熱間加工性を一段と改善する目的でS : 0.000
7チ以下、 soLAg : 0.5 %以下、 Ni
: 25〜’60%。
Cr: 22.5〜35%を含有し、Mo:4%未満お
よびW:8チ未満のうちの1種または1種を含有し、さ
らに必要に応じてN : 0.05〜0.3%、Cu:
2%以下、Co:2%以下、希土類元素:O,lOチ以
下、y:o、20%以下、Mg:0.10−以下、 T
t+0.5%以下、およびCa:O,10%以下のうち
の1種または2種以上を含有し、残pがFeと不可避不
純物からなる組成(以上重量%、以下−の表示はすべて
重量%を表わす)を有すると共に、Cr (%) +
10 Mo(’I) + 5 w≧50%。
よびW:8チ未満のうちの1種または1種を含有し、さ
らに必要に応じてN : 0.05〜0.3%、Cu:
2%以下、Co:2%以下、希土類元素:O,lOチ以
下、y:o、20%以下、Mg:0.10−以下、 T
t+0.5%以下、およびCa:O,10%以下のうち
の1種または2種以上を含有し、残pがFeと不可避不
純物からなる組成(以上重量%、以下−の表示はすべて
重量%を表わす)を有すると共に、Cr (%) +
10 Mo(’I) + 5 w≧50%。
+Mn (効+Ni (%)≧35%。
1.5%≦M○++W(チ)く4チ。
の条件式を満足し、しかも高強度とすぐれた耐応力腐食
割れ性を有し、特にこれらの特性が要求される油井管の
製造に用いるのに適した合金に特徴を有するものである
。
割れ性を有し、特にこれらの特性が要求される油井管の
製造に用いるのに適した合金に特徴を有するものである
。
つぎに、この発明の合金において、成分組成範囲を上記
の通シに限定した理由を説明する。
の通シに限定した理由を説明する。
(a)’ C
その含有量が0.1’O%を越えると、粒界に応力腐食
割れが生じやすくなることから、その上限値をO,1,
Oチと定めた。
割れが生じやすくなることから、その上限値をO,1,
Oチと定めた。
(b) 5i
atは脱酸成分として必要な成分であるが、その含有量
が1.0%を越えると熱間加工性が劣化するようになる
ことから、その上限値を1.0%と定めた。
が1.0%を越えると熱間加工性が劣化するようになる
ことから、その上限値を1.0%と定めた。
(c) Mn
所望のすぐれた耐応力腐食割れ性を確保するには3チ以
上の含有が必要であるが、20チを越えて含有させると
熱間加工性が劣化するようになることから、その含有量
を3〜20チと定めた。
上の含有が必要であるが、20チを越えて含有させると
熱間加工性が劣化するようになることから、その含有量
を3〜20チと定めた。
(a) p
不可避不純物、とじてのP成分には、その含有量が0.
030%を越えると、応力腐食割れ感受性を高める作用
が現われるので、上限値を0.030%と定めて応力腐
食割れ感受性を低位の状態とする必要がある。また、P
含有量を低減してゆくと、0.0’03チを境にして急
激に耐水素割れ性が改善されるようになることが判明し
ており、かかる点から、特にすぐれた耐水素割れ性を必
要とする場合には、P含有量を0.0030%以下とす
るのが望ましい。
030%を越えると、応力腐食割れ感受性を高める作用
が現われるので、上限値を0.030%と定めて応力腐
食割れ感受性を低位の状態とする必要がある。また、P
含有量を低減してゆくと、0.0’03チを境にして急
激に耐水素割れ性が改善されるようになることが判明し
ており、かかる点から、特にすぐれた耐水素割れ性を必
要とする場合には、P含有量を0.0030%以下とす
るのが望ましい。
(e) S
不可避不純物としてのS成分には、その含有量が0.0
05%を越えると、熱間加工性を劣化させる作用がある
ので、その上限値を0.005%と定めて熱間加工性の
劣化を防止する必要がある。このようにS成分には、含
有量が多くなると熱間加工性を劣化させる作用があるが
、その含有量を低めてゆき、0.OOO’l)%−iJ
で低減すると、逆に熱間加工性が一段と改善されるよう
になることから、厳しい条件での熱間加工を必要とする
場合には、S含有量を0.000’i’%以下とするの
が望ましい。
05%を越えると、熱間加工性を劣化させる作用がある
ので、その上限値を0.005%と定めて熱間加工性の
劣化を防止する必要がある。このようにS成分には、含
有量が多くなると熱間加工性を劣化させる作用があるが
、その含有量を低めてゆき、0.OOO’l)%−iJ
で低減すると、逆に熱間加工性が一段と改善されるよう
になることから、厳しい条件での熱間加工を必要とする
場合には、S含有量を0.000’i’%以下とするの
が望ましい。
(f) u
MはSiおよびMrrと同様に脱酸成分として有効であ
’j) 、 soL AL含有量で0.5チまで含有さ
せても合金の特性を何らそこなうものではないことから
、その含有量をsoLM含有量で0.5%以下と定めた
。
’j) 、 soL AL含有量で0.5チまで含有さ
せても合金の特性を何らそこなうものではないことから
、その含有量をsoLM含有量で0.5%以下と定めた
。
(g) Ni
N1成分には合金の耐応力腐食割れ性を向上させる作用
があるが、その含有量が25チ未満では所望のすぐれた
耐応力腐食割れ性を確保することができず、一方60%
を越えて含有させても耐応力腐食割れ性にさらに一段の
向上効果は現われず、経済性をも考慮して、その含有量
を25〜60チと定めた。
があるが、その含有量が25チ未満では所望のすぐれた
耐応力腐食割れ性を確保することができず、一方60%
を越えて含有させても耐応力腐食割れ性にさらに一段の
向上効果は現われず、経済性をも考慮して、その含有量
を25〜60チと定めた。
(b) Cr
Cr成分は、Ni、 Mn 、 M’o 、およびW成
分との共存において、耐応力腐食割れ性を著しく改善す
する成分であるが、その含有量を22.5%未満として
も熱間加工性が改善されるようになるものでもなく、逆
に所望の耐応力腐食割れ性を確保するためには、Moや
Wの含有量をそれだけ増加させなければならず、経済的
に不利となることから、その下限値を22.5 %と定
めた。一方、その含有量が35%を越えると、いくらS
含有量を低減させても熱間加工性の劣化は避けることが
できないことから、その上限値を35チと定めた。
分との共存において、耐応力腐食割れ性を著しく改善す
する成分であるが、その含有量を22.5%未満として
も熱間加工性が改善されるようになるものでもなく、逆
に所望の耐応力腐食割れ性を確保するためには、Moや
Wの含有量をそれだけ増加させなければならず、経済的
に不利となることから、その下限値を22.5 %と定
めた。一方、その含有量が35%を越えると、いくらS
含有量を低減させても熱間加工性の劣化は避けることが
できないことから、その上限値を35チと定めた。
(i) MoおよびW
上記のように、これらの成分には、Ni、 Mn、 c
rとの共存において耐応力腐食割れ性を改善する均等的
作用があるが、それぞれMo:4%以上、およびWaS
%以上含有させても、環境温度が150℃以下のH2S
−Co2− C4−(D腐食環境では、さらに一段の改
善効果が現われず、経済性を考慮して、それぞれの含有
量をMo: 4%未満、w:s1未満と定めた。また、
MOとWの含有量に関して、条件式=Mo優)十+W(
@で規定するのは、WがMoに対し原子量が約2倍で、
効果の点では約+で均等となることからで、この値が1
.5%未満では特に150℃以下の上記悪環境下で所望
の耐応力腐食割れ性が得られず、一方、この値を4チ以
上としても、上記の通シ実質的に不必要な量のMoおよ
びWの含有となシ、経済的でなく、かかる点から、MO
(@十士W (%)の値を1,5〜4%未満と定めた。
rとの共存において耐応力腐食割れ性を改善する均等的
作用があるが、それぞれMo:4%以上、およびWaS
%以上含有させても、環境温度が150℃以下のH2S
−Co2− C4−(D腐食環境では、さらに一段の改
善効果が現われず、経済性を考慮して、それぞれの含有
量をMo: 4%未満、w:s1未満と定めた。また、
MOとWの含有量に関して、条件式=Mo優)十+W(
@で規定するのは、WがMoに対し原子量が約2倍で、
効果の点では約+で均等となることからで、この値が1
.5%未満では特に150℃以下の上記悪環境下で所望
の耐応力腐食割れ性が得られず、一方、この値を4チ以
上としても、上記の通シ実質的に不必要な量のMoおよ
びWの含有となシ、経済的でなく、かかる点から、MO
(@十士W (%)の値を1,5〜4%未満と定めた。
(j) N
N成分には固溶強化による強度向上作用があるので、特
に高強度が要求される場合に必−要に応じて含有される
が、その含有量が0.05%未満では所望の強度向上効
果を得ることができず、一方0.3チを越えて含有させ
ると、溶製および造塊が困難となることから、その含有
量を0.05〜0.3チと定めた。
に高強度が要求される場合に必−要に応じて含有される
が、その含有量が0.05%未満では所望の強度向上効
果を得ることができず、一方0.3チを越えて含有させ
ると、溶製および造塊が困難となることから、その含有
量を0.05〜0.3チと定めた。
(k) C’uおよびC。
これらの成分には合金の耐食性を向上させる均等的作用
があシ、かつCOには固溶強化作用があり、したがって
特に一段とすぐれた耐食性が要求される場合に必要に応
じて含有されるが、Cuが2%を越えると、熱間加工性
が劣化するようになり、一方Coは2%を越えて含有さ
せてもより一層の改善効果は現われないことから、その
上限値をそれぞれCu:2%、Co:2%と定めた。
があシ、かつCOには固溶強化作用があり、したがって
特に一段とすぐれた耐食性が要求される場合に必要に応
じて含有されるが、Cuが2%を越えると、熱間加工性
が劣化するようになり、一方Coは2%を越えて含有さ
せてもより一層の改善効果は現われないことから、その
上限値をそれぞれCu:2%、Co:2%と定めた。
(t)希土類元素+ Y r Mg + T1 tおよ
びCaこれらの成分には、熱間加工性をさらに改善する
均等的作用があるので、厳しい条件で熱間加工が行なわ
れる場合に、必要に応じて含有されるが、そレソレ希土
類元素: 0.10%、 Y : 0.20%。
びCaこれらの成分には、熱間加工性をさらに改善する
均等的作用があるので、厳しい条件で熱間加工が行なわ
れる場合に、必要に応じて含有されるが、そレソレ希土
類元素: 0.10%、 Y : 0.20%。
Mg: 0.10 % 、 ’ri: o、5%、およ
びCa’: 0.10 %を越えて含有させても、熱間
加工性に改善効果は見られず、むしろ劣化現象さえ現わ
れるようになることから、それぞれの含有量を、希土類
元素:0、.10チ以下、y:0,20%以下、 Mg
: 0.10%以下、Ti:0.5%以下、およびCa
:0.10%以下と定めた。
びCa’: 0.10 %を越えて含有させても、熱間
加工性に改善効果は見られず、むしろ劣化現象さえ現わ
れるようになることから、それぞれの含有量を、希土類
元素:0、.10チ以下、y:0,20%以下、 Mg
: 0.10%以下、Ti:0.5%以下、およびCa
:0.10%以下と定めた。
(m) Cr(%) + 1 oMo’(@+ 5
W (%)第1図は厳しい腐食環境下での耐応力腐食割
れ性に関し、Cr(%)+ 10M0(%) + 5
W (%)と+Mn(%)+Ni(銹との関係を示した
ものである。すなわち、Cr。
W (%)第1図は厳しい腐食環境下での耐応力腐食割
れ性に関し、Cr(%)+ 10M0(%) + 5
W (%)と+Mn(%)+Ni(銹との関係を示した
ものである。すなわち、Cr。
Ni、 Mn 、 Mo 、およびWの含有量を種々変
化させたCr−Ni −Mn−Mo系、、 Cr−Ni
−Mn−W系、およびCr−Ni −Mn −商o’
−W系の鋼を溶製し、鋳浩し、鍛伸し、熱間圧延・し
て板厚ニア間の板材どし、ついでと1の板材に、温度:
1050℃に30分保持後水冷の溶体化処理を施した後
、強度向上の目的で加工率:22%の冷間加工を加え、
この結果得られた鋼板から圧延方向と直角に、厚さ:2
mi+X幅:10朋×長さ=75朋の試験片を切り出し
、この試験片について、第2図に示す3点支持ビーム冶
具を用い、前記試験片Sに0.2チ耐力に相当する引張
応力を付加した状態で、10気圧のH2Sおよび10気
圧のCO2でH2SおよびCO2を飽和させた20%N
acL溶液(温度二150℃)中に1000時間浸漬の
応力腐食割れ試験を行ない、試験後、前記試験片におけ
る割れ発生の有無を観察した。
化させたCr−Ni −Mn−Mo系、、 Cr−Ni
−Mn−W系、およびCr−Ni −Mn −商o’
−W系の鋼を溶製し、鋳浩し、鍛伸し、熱間圧延・し
て板厚ニア間の板材どし、ついでと1の板材に、温度:
1050℃に30分保持後水冷の溶体化処理を施した後
、強度向上の目的で加工率:22%の冷間加工を加え、
この結果得られた鋼板から圧延方向と直角に、厚さ:2
mi+X幅:10朋×長さ=75朋の試験片を切り出し
、この試験片について、第2図に示す3点支持ビーム冶
具を用い、前記試験片Sに0.2チ耐力に相当する引張
応力を付加した状態で、10気圧のH2Sおよび10気
圧のCO2でH2SおよびCO2を飽和させた20%N
acL溶液(温度二150℃)中に1000時間浸漬の
応力腐食割れ試験を行ない、試験後、前記試験片におけ
る割れ発生の有無を観察した。
これらの結果に基き、発明者等が独自に設定した条件式
: Cr(%) +10MO(%) + 5 W (%
)と+Mn %) +Nj℃)との間には、耐応力腐食
割れ性に関して、第1図に示される関係があることが明
確になったのである。なお、第1図において、Q印は割
れ発生なし、×印は割れ発生をそれぞれ示すものである
。第1図に示される結果から、Cr (%) + l
OMo(%)+5W(#の値が50チ未満にして、+M
n(9))+Ni(銹が35%未満では所望のすぐれた
耐応力腐食割れ性は得られないことが明らかである。
: Cr(%) +10MO(%) + 5 W (%
)と+Mn %) +Nj℃)との間には、耐応力腐食
割れ性に関して、第1図に示される関係があることが明
確になったのである。なお、第1図において、Q印は割
れ発生なし、×印は割れ発生をそれぞれ示すものである
。第1図に示される結果から、Cr (%) + l
OMo(%)+5W(#の値が50チ未満にして、+M
n(9))+Ni(銹が35%未満では所望のすぐれた
耐応力腐食割れ性は得られないことが明らかである。
なお、この発明の合金において、不可避不純物としてB
、 sn、 pb’、およびZnをそれぞれ0.1−
以下の範囲で含有しても、この発明の合金の特性が何ら
そこなわれるものではない。
、 sn、 pb’、およびZnをそれぞれ0.1−
以下の範囲で含有しても、この発明の合金の特性が何ら
そこなわれるものではない。
また、この発明の合金よシ油井管を製造するに際しては
、一般的にまず電気炉で溶製した後、Ar−酸素脱炭処
理(AOD)を施し、ついで2 ton程度の鋼塊とし
た後、1050〜1250℃の温度に加熱して直径二1
50m+1φのビレットに分塊し、引続いて再び105
0〜1250℃の温度に、加熱した後、例えば押出加工
などの熱間加工によって素管を成形し、この場合熱間加
工温度が再結晶の進まない1000℃以下にして、肉厚
減少率が30チ以上の条件、での熱間加工を行なえば、
管材の強度上昇にとって有効であシ、さらに、こめ熱間
岸延後の素管に対して、直接、あるいは850〜115
0℃の温度で固溶化処理を施した状態で、例えば抽伸加
工などの冷間加工を、10〜60%。
、一般的にまず電気炉で溶製した後、Ar−酸素脱炭処
理(AOD)を施し、ついで2 ton程度の鋼塊とし
た後、1050〜1250℃の温度に加熱して直径二1
50m+1φのビレットに分塊し、引続いて再び105
0〜1250℃の温度に、加熱した後、例えば押出加工
などの熱間加工によって素管を成形し、この場合熱間加
工温度が再結晶の進まない1000℃以下にして、肉厚
減少率が30チ以上の条件、での熱間加工を行なえば、
管材の強度上昇にとって有効であシ、さらに、こめ熱間
岸延後の素管に対して、直接、あるいは850〜115
0℃の温度で固溶化処理を施した状態で、例えば抽伸加
工などの冷間加工を、10〜60%。
好ましくは20〜40%Q肉厚減少率で行なうこよび靭
性は勿論のこと、耐応力腐食割れ性に優れた油井管が得
られるのである。
性は勿論のこと、耐応力腐食割れ性に優れた油井管が得
られるのである。
つぎに、この発明の合金を実施例により比較例および従
来例と対比しながら説明する。
来例と対比しながら説明する。
実施例
それぞれ第、1表に示される成分組成をもった溶湯を通
常の電気炉、および脱硫とN付加の目的でAr−酸素脱
炭炉(AOD炉)を併用し、さらに必要に応じて脱燐の
目的でエレクトロスラグ溶解炉(ESR炉)を使用して
溶製した後、直径:500ggφのインゴットに鋳造し
、ついでこのインゴットに温度:1200℃で熱間鍛造
を施して直径:15011φのビレットを成形し、この
場合熱間加工性を評価する目的でビレットに割れの発生
があるか否かを観察し、引続いて前記ビレットよシ熱間
押出加工により直径:60g、φ×肉厚:4朋の素管を
成形した後、さらにこれに抽伸加工にて22チの冷間加
工を施して直径:55朋φX肉厚:3.11gの寸法と
することによって、本発明合金管材1〜29.比較合金
管材1〜6.および従来合金管材1〜4をそれぞれ製造
した。
常の電気炉、および脱硫とN付加の目的でAr−酸素脱
炭炉(AOD炉)を併用し、さらに必要に応じて脱燐の
目的でエレクトロスラグ溶解炉(ESR炉)を使用して
溶製した後、直径:500ggφのインゴットに鋳造し
、ついでこのインゴットに温度:1200℃で熱間鍛造
を施して直径:15011φのビレットを成形し、この
場合熱間加工性を評価する目的でビレットに割れの発生
があるか否かを観察し、引続いて前記ビレットよシ熱間
押出加工により直径:60g、φ×肉厚:4朋の素管を
成形した後、さらにこれに抽伸加工にて22チの冷間加
工を施して直径:55朋φX肉厚:3.11gの寸法と
することによって、本発明合金管材1〜29.比較合金
管材1〜6.および従来合金管材1〜4をそれぞれ製造
した。
なお、比較合金管材1〜6は、いずれも構成成分のうち
のいずれかの成分の含有量(第1表には※印を付して表
示)がこの発明の範囲から外れた組成をもつものであシ
、また従来合金管材1は、JIS−8US 316に、
同2はJ l5−8US 310Sに、同3はインコロ
イ800に、同4はJIS−8US329J1にそれぞ
れ相当する組成をもつものである。
のいずれかの成分の含有量(第1表には※印を付して表
示)がこの発明の範囲から外れた組成をもつものであシ
、また従来合金管材1は、JIS−8US 316に、
同2はJ l5−8US 310Sに、同3はインコロ
イ800に、同4はJIS−8US329J1にそれぞ
れ相当する組成をもつものである。
ついで、この結果得られた本発明合金管材1〜29、比
較合金管材1〜6.および従来合金管材1〜4よシ長さ
:20IIIIIの試験片をそれぞれ切出し、この試験
片より長さ方向にそって60°に相当する部分を切落し
、この状態の試験片に第3図に正面図で示されるように
ボルトを貫通し、ナンドでしめつけて管外表面に0.2
チ耐力に相当する引張応力を付加し、この状態の試験片
Sに対して、H2S分圧をそれぞれ0.1気圧、1気圧
、および15気圧としたH2’S−10気圧Co2−2
0%NaC1溶液(液温:150℃)中に1000時間
浸漬の応力腐食割れ試験を行ない、試験後における応力
腐食割れの有無を調査した。この結果を、上記の熱間鍛
造時の割れ発生の有無、引張試験結果、および衝撃試験
結果と共に、第2表に合せて示した。
較合金管材1〜6.および従来合金管材1〜4よシ長さ
:20IIIIIの試験片をそれぞれ切出し、この試験
片より長さ方向にそって60°に相当する部分を切落し
、この状態の試験片に第3図に正面図で示されるように
ボルトを貫通し、ナンドでしめつけて管外表面に0.2
チ耐力に相当する引張応力を付加し、この状態の試験片
Sに対して、H2S分圧をそれぞれ0.1気圧、1気圧
、および15気圧としたH2’S−10気圧Co2−2
0%NaC1溶液(液温:150℃)中に1000時間
浸漬の応力腐食割れ試験を行ない、試験後における応力
腐食割れの有無を調査した。この結果を、上記の熱間鍛
造時の割れ発生の有無、引張試験結果、および衝撃試験
結果と共に、第2表に合せて示した。
なお、第2表において、○印はいずれも割れ発生のない
ものを示し、一方X印は割れ発生のあったものを示す。
ものを示し、一方X印は割れ発生のあったものを示す。
第2表に示される結果から、比較合金管材1〜6は、熱
間加工性、耐応力腐食割れ性、および強度のうちの少な
くともいずれかの性質が劣ったものであるのに対して、
本発明合金管材1〜29は、いずれもすぐれた熱間加工
性および耐応力腐食割れ性を有し、さらに高強度を有し
、かつ熱間加工性は良好であるが、相対的に強度が低く
、しかも耐応力腐食割れ性に劣る従来合金管材1〜4と
比較しても一段とすぐれた特性を有することが明らかで
ある。
間加工性、耐応力腐食割れ性、および強度のうちの少な
くともいずれかの性質が劣ったものであるのに対して、
本発明合金管材1〜29は、いずれもすぐれた熱間加工
性および耐応力腐食割れ性を有し、さらに高強度を有し
、かつ熱間加工性は良好であるが、相対的に強度が低く
、しかも耐応力腐食割れ性に劣る従来合金管材1〜4と
比較しても一段とすぐれた特性を有することが明らかで
ある。
上述のように、この発明の合金は、特に高強度および優
れた耐応力腐食割れ性を有しているので、これらの特性
が要求される苛酷な環境下での石油および天然ガス採掘
に用いられる油井管として、さらに地熱井管として使用
した場合にきわめて優れた性能を発揮するのである。
れた耐応力腐食割れ性を有しているので、これらの特性
が要求される苛酷な環境下での石油および天然ガス採掘
に用いられる油井管として、さらに地熱井管として使用
した場合にきわめて優れた性能を発揮するのである。
第1図は合金の耐応力腐食割れ性に関し、・+Mn(%
) −)−Ni (%)とCr (@+ l lo M
O(@+ 5 W S)との関係を示した図、第2図お
上、び第3図はそれぞれ板状および管状試験片に対する
応力腐食割れ試験の態様を示す図である。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 1) 和 夫 第1図 Cr(%)+IQMO(%)+5W(%)研究所内 研究所内
) −)−Ni (%)とCr (@+ l lo M
O(@+ 5 W S)との関係を示した図、第2図お
上、び第3図はそれぞれ板状および管状試験片に対する
応力腐食割れ試験の態様を示す図である。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 1) 和 夫 第1図 Cr(%)+IQMO(%)+5W(%)研究所内 研究所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)C:0.1%以下、3i:1.0%以下、Mn:
3〜20 %、 p :0.030%以下、 S:0
.005%以下。 sot、 AQ : O−5%以下、 Ni: 25〜
60%、Cr、:22.5〜・35チを含有し、Mo:
4%未満およびW:8−未満のうちの1種または2種を
含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成(以上
重量%)を有し、かつ、 Cr(%)+ 10 MO(%) +5 W (%)5
50%。 + M+1 (9’) +N i S)≧35%。 1.5%≦Mo(’Q + + W (%)< 4 %
。 の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金。 (2) C: 0.1 %以下、 ’Si : 1.
0%以下、Mn:3〜20%、p :0.030%以下
、 S:0.005%゛以下。 sol、 M: 0.5%以下、Ni:25〜60%、
Cr:22.5〜35チを含有し、Mo:4チ未満およ
びW:8%未満のうちの1種または2種を含有し、さら
にCu: 2%以下および(:’Q:2%以下の1種ま
たは2種を含有し、残9がFeと不可避不純物からなる
組成(以上重量%)を有し、かつ、 Cr(@ + 10M0(%i)+5W(@≧50%。 + Mn (%) + Ni (%)≧35チ。 1.5%≦MO(@+ + W(@< 4%。 の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金。 (3) C: 0.1%以下、 Si: 1.0%以
下、Mn:3〜20%、p :0.030%以下、3
:0.005%以下。 sot、 Al : 0.5 %以下、Ni:25〜6
0%、Cr:22.5〜35%を含有し、Mo:4チ未
満およびW□二8%未満のうちの1種または2種を含有
し、さらに希土類元素:0.10チ以下、y:o、20
チ以下、 Mg: 0.10%以下、Ti:0.5%以
下、およびCa: 0.10 %以下のうちの1種また
は2種以上を含有し、残りがFeと不可避不純物からな
る組成(以上重量%)を有し、かつ、 Cr(%)+ 10Mo(%il+ 5 W(%)25
0%。 ’r Mn (%’) 十Ni (%)≧35%。 1.5%≦Mo(罰++W(→く4係。 の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金。 (4) C:0.1%以下、’Si:1.0%以下、M
n:3〜20チ、p :0.030チ以下、S :0.
O05チ以下。 sot、 AQ : 0.5%以下、 Ni: 25〜
60%、 Cr :22.5〜35%を含有し、Mo:
4%未満およびW二8%未満のうちの1種または2種を
含有し、さらにCu:2%以下およびCo:2%以下の
1種または2種と、希土類元素:0.10%以下、y:
o、2゜チ以下、 Mg: 0.10%以下、 Ti二
O,5%以下、およびCa:0.10%以下のうちの1
種または2種以上とを含有し、残りがFeと不可避不純
物からなる組成(以上重量%)を有し、かつ、 cr (91il + 10 Mo(%l +5 W
(%)250%。 + Mn(@十Ni (1235%。 1.5%≦MO(%) + + ’ (%) < ’%
。 の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金。 (5) C: 0.1%以下、Si:1.0%以下、
Mn : 3〜20 %、 p :0.030%以下
、S :0.005%以下。 sot、 Al: 0.5%以下、N:0.05〜0.
3チ、N工=25〜60 %、 Cr: 22.5〜3
5%を含有し、M。 :4%未満およびWaS%未満のうちの1種または2種
を含有し、残シがFeと不可避不純物からなる組成(以
上重量%)を有し、かつ、 Cr(% −1−10Mo (%9 +5W (%)2
50%。 +Mn (@ 十Ni (1235%。 1.5%≦MO(%)十’r W(%)< 4 % 。 の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金。 (6) C: 0.1 %以下、S1:1.0%以下
、Mn:、3〜20%、P :0.030%以下、S:
0.005%以下。 sot、At : 0.5%以下、N:0.05〜0.
3%、N〕:25〜60%、 Cr: 22.5〜35
%を含有し、M0=4%0〜4よびWaS%未満のうち
の1種または2種を含有し、さらにCu:2%以下およ
びco=2%以下の1種または2種を含有し、残シがF
eと不可避不純物からなる組成(以上重量%)を有し、
かつ、 Cr(@ + 10 MO(%)+5W(%)250%
。 4Mn(%) 十Ni(@≧35%。 1、5 qb≦Mo(ql;) + + W (%)<
4 % 。 の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金。 (”) C: 0.1 %以下、Sl:1.O%以下
、Mn:3〜20 %、 P :0.030%以下、S
:0.005%以下。 sot、 fill : 0.5%以下、 N : 0
.05〜0.3%、Ni二25〜60%、 Cr: 2
2.5〜35 %を含有し、M。 :4チ未満およびW:8チ未満のうちの1種または2種
を含有し、さらに希¥類元素・。0、。−以下、Y:0
.20%以下、Mg:0110%以下、T1:°0.5
%以下、およびCa:0.10%以下のうちの1種また
は2種以上を含有し、残りがFeと不可避不純物からな
る組成(以上重量%)を有し、かつ、Cr(罰+ I
0M0(%L+ 5 W(%)≧50チ。 −) Mn(%9 + N i (弼≧35%。 1.5チ≦Mo(%il + + W (%)< 4
% 。 の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
優れた高強度゛油井管用合金。 (8) C: 0.1%以下、’Si : 1.0
%以下、Mn:3〜20%、P:0,030%以下、S
:0.005%以下。 sol、 M : 0.5 %以下、+ N : 0
.05〜0.3%、N1:25〜60 %、 Cr:
22.5〜35%を含有し、MO=4%未満およびW:
8%未満のうちの1種または2種を含有し、さらにCu
:2%以下およびCo:2%以下の1種または2種と、
希土類元素:0.10チ以下、Y:0.20%以下、
Mg: 0.10%以下。 Ti:0,5%以下、およびCa:O,10%以下のう
ちの1種または2種以上とを含有し、残りがFeと不可
避不純物からなる組成(以上重量%)を有し、かつ、 Cr(%) +l 0M0(@+ 5 W (%)25
0%。 +Mn (@+ Ni (@≧35チ。 1.5チ≦MO(%) + 4 W (%)く4%。 の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9796181A JPS581042A (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用合金 |
| US06/389,484 US4400349A (en) | 1981-06-24 | 1982-06-17 | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| GB08217859A GB2105368B (en) | 1981-06-24 | 1982-06-21 | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| SE8203922A SE442025B (sv) | 1981-06-24 | 1982-06-23 | Legering |
| DE19823223457 DE3223457A1 (de) | 1981-06-24 | 1982-06-23 | Legierung, insbesondere zur herstellung von hochbelastbaren verrohrungen von tiefbohrungen oder dergleichen |
| FR8211071A FR2508491B1 (fr) | 1981-06-24 | 1982-06-24 | Alliage a haute resistance a la fissuration par corrosion sous tension, notamment pour la realisation de produits tubulaires pour puits profonds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9796181A JPS581042A (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS581042A true JPS581042A (ja) | 1983-01-06 |
Family
ID=14206262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9796181A Pending JPS581042A (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS581042A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58210156A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性の優れた油井管用高強度合金 |
| JPS58210155A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性の優れた油井管用高強度合金 |
| JPS60114554A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-21 | Kawasaki Steel Corp | 継目無鋼管用高Νiオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
| CN1087784C (zh) * | 1999-01-29 | 2002-07-17 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种用于降低人造富矿低温还原粉化率的方法 |
-
1981
- 1981-06-24 JP JP9796181A patent/JPS581042A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58210156A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性の優れた油井管用高強度合金 |
| JPS58210155A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性の優れた油井管用高強度合金 |
| JPS60114554A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-21 | Kawasaki Steel Corp | 継目無鋼管用高Νiオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
| CN1087784C (zh) * | 1999-01-29 | 2002-07-17 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种用于降低人造富矿低温还原粉化率的方法 |
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