JPS58210157A - 耐食性の優れた油井管用高強度合金 - Google Patents
耐食性の優れた油井管用高強度合金Info
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- JPS58210157A JPS58210157A JP9232982A JP9232982A JPS58210157A JP S58210157 A JPS58210157 A JP S58210157A JP 9232982 A JP9232982 A JP 9232982A JP 9232982 A JP9232982 A JP 9232982A JP S58210157 A JPS58210157 A JP S58210157A
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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、高強度並びに優れた副食性1%に優れたi
t Lt、を力腐食割れ性を有1−5これらの特性が要
求される苛酷な条件下での石油および天然ガスの採掘に
用いられる油井管用として用いるのに適した合金に関す
るものである。
t Lt、を力腐食割れ性を有1−5これらの特性が要
求される苛酷な条件下での石油および天然ガスの採掘に
用いられる油井管用として用いるのに適した合金に関す
るものである。
近年、油井および天然ガス井は深井戸tヒの傾向が著し
く、加オーて産出前や産出ガス中には湿潤な硫化水素(
H2S)をけじめとし、て、炭酸ガス(CO2)や塩素
イオン<ce−)などの腐食性成分が含まれることが多
くなってきている。
く、加オーて産出前や産出ガス中には湿潤な硫化水素(
H2S)をけじめとし、て、炭酸ガス(CO2)や塩素
イオン<ce−)などの腐食性成分が含まれることが多
くなってきている。
このように井戸深さが増大すると、産出する原油やガス
の圧力、さらに地層の土圧が増加するようになると共に
、便用される油井管自身の自重による引張荷重も増加す
るようになることから、これに使用される油井管には、
これらの力に耐え得る高強度が要求されるばかりでな(
、H2S 、 C02−およびCa−などの腐食性成分
を含有する油井およびガス井環境(以下ルS −CO2
−C11−油井環境という)下での腐食の王たるものが
、応力腐食割れであることから、優れた耐応力腐食割れ
性を具備することが要求される。
の圧力、さらに地層の土圧が増加するようになると共に
、便用される油井管自身の自重による引張荷重も増加す
るようになることから、これに使用される油井管には、
これらの力に耐え得る高強度が要求されるばかりでな(
、H2S 、 C02−およびCa−などの腐食性成分
を含有する油井およびガス井環境(以下ルS −CO2
−C11−油井環境という)下での腐食の王たるものが
、応力腐食割れであることから、優れた耐応力腐食割れ
性を具備することが要求される。
一方、油井管の防食には、インヒビタと呼ばれる腐食抑
制剤を油井管内に投入する方法が一般的。
制剤を油井管内に投入する方法が一般的。
方法として用いられているが、この方法は油井およびガ
ス井が海上にある場合などには有効に活用できないこと
も多く、また十分な成果も期待できない。さらに油井管
を保護皮膜で被覆する方法を用いる場合もあるが、この
場合も十分な防食成果は期待できない。
ス井が海上にある場合などには有効に活用できないこと
も多く、また十分な成果も期待できない。さらに油井管
を保護皮膜で被覆する方法を用いる場合もあるが、この
場合も十分な防食成果は期待できない。
このような事情に鑑み、最近ではステンレス鋼をはじめ
とし、インコロイやハステロイ(いずれも商品名)など
の測級な羽村を油井管の製造に用いる試みもなされてい
るが、これらの材料のうち特にインコロイやハステロイ
は、いずれも高価なNiを多量に含有するために茜価な
ものとなるばか9でなく、いずれの材料もIh S −
CO2−Ce−油井環境下でのj高貴挙動についての詳
細は1−分に解明されるに至っておらず、しかも深井戸
用油井管に要求される高強度を具備していないものであ
る。
とし、インコロイやハステロイ(いずれも商品名)など
の測級な羽村を油井管の製造に用いる試みもなされてい
るが、これらの材料のうち特にインコロイやハステロイ
は、いずれも高価なNiを多量に含有するために茜価な
ものとなるばか9でなく、いずれの材料もIh S −
CO2−Ce−油井環境下でのj高貴挙動についての詳
細は1−分に解明されるに至っておらず、しかも深井戸
用油井管に要求される高強度を具備していないものであ
る。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、深井戸
や、苛酷な腐食環視、特にH2S−CO2−C1l−油
井環境下での石油および天然Jjスの採掘に十分耐え得
る高強度と優れ7”C耐応力g食割れ性を具備した油井
管用材l#4を得べく研死をイ〕つ・た結果。
や、苛酷な腐食環視、特にH2S−CO2−C1l−油
井環境下での石油および天然Jjスの採掘に十分耐え得
る高強度と優れ7”C耐応力g食割れ性を具備した油井
管用材l#4を得べく研死をイ〕つ・た結果。
ta+ ル5−CO2Ca1−油井環境1における腐
食の生たるものは応力腐食割扛であるが、この場合の応
力腐食割れは、オーステナイトステンレス鋼における一
般的な応力腐食割れとは帯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、 C6−の在
任と深く係わるものであるのに対して、ルS −CO2
−C1l−油井環境によるものでは。
食の生たるものは応力腐食割扛であるが、この場合の応
力腐食割れは、オーステナイトステンレス鋼における一
般的な応力腐食割れとは帯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、 C6−の在
任と深く係わるものであるのに対して、ルS −CO2
−C1l−油井環境によるものでは。
C1−もさることながら、それ以上にI(2Sの影響が
大きいこと、 tbl 油井管とし゛C実用に供される鋼管は2一般
に強朋上の必要から冷間〃ロエが施されるが、冷間加工
は上記応力j日食割れに対する抵抗性を著しくん一一少
さ一憂;シ:−ること。
大きいこと、 tbl 油井管とし゛C実用に供される鋼管は2一般
に強朋上の必要から冷間〃ロエが施されるが、冷間加工
は上記応力j日食割れに対する抵抗性を著しくん一一少
さ一憂;シ:−ること。
lcJ ’Fb S −C(J2−C1l’−油井環
境での鋼の溶出速度(腐食速度)は、 Mn、Cr、N
i、Mo、およびWの含有歓に依存し、これらの成分か
らなる表面皮膜によって耐食性がしこ持格’ iし、か
つこれらの成分は応力#X食割れに対してもその抵抗性
を茜め、特に、 Mnら、Lへ1n tbl + Nt
(%’l : 18%以上。
境での鋼の溶出速度(腐食速度)は、 Mn、Cr、N
i、Mo、およびWの含有歓に依存し、これらの成分か
らなる表面皮膜によって耐食性がしこ持格’ iし、か
つこれらの成分は応力#X食割れに対してもその抵抗性
を茜め、特に、 Mnら、Lへ1n tbl + Nt
(%’l : 18%以上。
MO161+ !−W tbl : 1.5〜4.0%
。
。
全満足すると共に、Mn : 2.0〜15.0%、C
r:18.0〜22.5%、 Ni : L5.0〜4
0.0%を含有し。
r:18.0〜22.5%、 Ni : L5.0〜4
0.0%を含有し。
さらにMo : 4,0’?6以下およびW: 8.0
%以下のりちのl槁または2棟を含有すると、冷間加工
制であっても、きわめてg食性の強いル5=COz
(J!−油井環境下、特に1500以下の)b S −
COs −CI油井壌境下において、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。
%以下のりちのl槁または2棟を含有すると、冷間加工
制であっても、きわめてg食性の強いル5=COz
(J!−油井環境下、特に1500以下の)b S −
COs −CI油井壌境下において、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。
ld) N1成分は0表面皮膜に対する作用だけでな
く1組織的にも耐応力腐食割れ性を高める作用をもつ仁
と。
く1組織的にも耐応力腐食割れ性を高める作用をもつ仁
と。
(eJ 合金成分としてNbを0.05〜4.0%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、
(fJ 同じく合金成分としてNを0.03〜0.4
0%含有させると合金強度が向上するようになると共に
、Cとの共存におiて合金組織が改善されること。
有させると一段と合金強度が向上するようになること、
(fJ 同じく合金成分としてNを0.03〜0.4
0%含有させると合金強度が向上するようになると共に
、Cとの共存におiて合金組織が改善されること。
(g) 合金成分としてCOを0.05〜3.0′%
含有させると1合金は一段と固溶強化および加工強化す
るようになると共に、耐応力腐食割れ性も向上するよう
になること。
含有させると1合金は一段と固溶強化および加工強化す
るようになると共に、耐応力腐食割れ性も向上するよう
になること。
(hl 合金成分としてCuを0.05〜3.0%含
有させると合金の強度および耐食性が一段と向上するよ
うになること。
有させると合金の強度および耐食性が一段と向上するよ
うになること。
(il 合金成分として希土類元素、特に望ましくは
原子番号57〜71の希土類元素のうちの18iまたa
2fi[以上(以下これらを総称して希土類元素という
) : 0.001〜0.1O8,Y: 0.UOl
〜0.20%。
原子番号57〜71の希土類元素のうちの18iまたa
2fi[以上(以下これらを総称して希土類元素という
) : 0.001〜0.1O8,Y: 0.UOl
〜0.20%。
Mg: 0.001〜0.10%* Ca : 0−0
01〜0− i 0%、おヨCF Ti : 0.00
5〜0.50 % (D 5ち)1811まりti2m
を含有させると1合金の熱間加工性が一段と改善される
ようになること。
01〜0− i 0%、おヨCF Ti : 0.00
5〜0.50 % (D 5ち)1811まりti2m
を含有させると1合金の熱間加工性が一段と改善される
ようになること。
以上(a)〜(i)に示される知見を得−たのである。
したかつて、この発明は、上記知見にもとづhてなされ
たものであって、 c : 0.1(3〜0.25%。
たものであって、 c : 0.1(3〜0.25%。
St : 1.0 %以下、 Mn : 2.0〜l
5.0% 、 P : 0.030%以下、 S :
0.010%以下、 sol、A/ : 0.5%以下
。
5.0% 、 P : 0.030%以下、 S :
0.010%以下、 sol、A/ : 0.5%以下
。
Cr: 18.0〜22.5%、 Ni : 15.0
〜40.0%、Nb:0.05〜4.0%、 N :
0.03〜0.40%を含有しs Mo : 4−0%
以下およびW:S、O%以下のうちの1種または2穆を
含有し、さらに必要に応じて、Co : 0.05〜3
.0%、 Cu : 0.05〜3.0%、希土類元素
: 0.001〜0.10%、Y:0.001〜0.2
0%、 Mg : 0.001〜0.1θ%、 Ca
: 0.001〜U、lO%、およびTi : 0.0
05〜0.50%のうちの111またけ2種以上を含有
し、かつ。
〜40.0%、Nb:0.05〜4.0%、 N :
0.03〜0.40%を含有しs Mo : 4−0%
以下およびW:S、O%以下のうちの1種または2穆を
含有し、さらに必要に応じて、Co : 0.05〜3
.0%、 Cu : 0.05〜3.0%、希土類元素
: 0.001〜0.10%、Y:0.001〜0.2
0%、 Mg : 0.001〜0.1θ%、 Ca
: 0.001〜U、lO%、およびTi : 0.0
05〜0.50%のうちの111またけ2種以上を含有
し、かつ。
Or fib) 十Mo Fur) +’ W (@:
20%以上。
20%以上。
Mo ff61 +” W %) : l−5〜、 4
−() % hを満足し、残りがFe とその他の不
可避不純物からなる組成(以上重量%)を有する耐応力
腐食割れ性に優れた油井管用高強度合金に特徴を有する
ものである。
−() % hを満足し、残りがFe とその他の不
可避不純物からなる組成(以上重量%)を有する耐応力
腐食割れ性に優れた油井管用高強度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
の通りに限定した理由を説明する。
の通りに限定した理由を説明する。
(at C
C成分には合金の強度を向上させる作用があるが、その
官有量が0.1’O%未満では所望の高強度を得ること
ができず、一方0.25%を越えて含有させると溶体化
処理後急冷しても炭化物が析出し。
官有量が0.1’O%未満では所望の高強度を得ること
ができず、一方0.25%を越えて含有させると溶体化
処理後急冷しても炭化物が析出し。
耐食性劣化の原因となることから、その官有量を0.1
0〜0.25%と定めた。
0〜0.25%と定めた。
(bl 5t
St 成分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および延性
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。
(cl Mn
Mn成分には、上記の辿すNi、Cr、Mo、 およ
びWとの共存において耐応力腐食割れ性を改善する#1
か、冷間加工による強度向上を促進し、さらにNの固溶
を促進するほか1合金組織を改善する作用があるが、そ
の含有層が2.05未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方15.0%を越えて含有させると熱闘加工
性が劣化するようになることから、その官有量を2.0
〜15.0%と足めた。
びWとの共存において耐応力腐食割れ性を改善する#1
か、冷間加工による強度向上を促進し、さらにNの固溶
を促進するほか1合金組織を改善する作用があるが、そ
の含有層が2.05未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方15.0%を越えて含有させると熱闘加工
性が劣化するようになることから、その官有量を2.0
〜15.0%と足めた。
(山 P
P成分には、応力腐食割れに対する感受性を高める作用
があり、この作用は、その含有層が0.030%を越え
ると大きく現われるようになることから、その、上限値
をo、oao%と足めた。
があり、この作用は、その含有層が0.030%を越え
ると大きく現われるようになることから、その、上限値
をo、oao%と足めた。
(el 8
S成分には1合金の熱間加工性を劣化させる作用があり
、この作用は、その含有量が0.010%を越えると顕
著に現われる。傾向にあり、したがってその含有層:の
上限値を0.010%と定め7c。
、この作用は、その含有量が0.010%を越えると顕
著に現われる。傾向にあり、したがってその含有層:の
上限値を0.010%と定め7c。
tfl sol、AA’
A/はStと同様に脱酸成分として有効な成分であり、
sol、−Al含有鼠″T:(J、5%まで含有さ
せても合金特性を何らそこなうものではないことから、
その含有量の上限値を、 aol、AJで0.5%と
定めた。
sol、−Al含有鼠″T:(J、5%まで含有さ
せても合金特性を何らそこなうものではないことから、
その含有量の上限値を、 aol、AJで0.5%と
定めた。
Igl Cr
Cr成分には、 Mn、Ni、Mo、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る作用が
あるが、その含有量が18.0%未満では所望の優れた
副応力腐食割れ性を確保することができず、一方22.
5%を越えて含有させても150C以下のlh S −
C0x−C6−油井環境下ではより一1凶の同上効果は
現われず、まfc熱間加工性を劣化させることから、そ
の含有量を18.0〜22.5%と足めた。
共存において耐応力腐食割れ性を著しく改善する作用が
あるが、その含有量が18.0%未満では所望の優れた
副応力腐食割れ性を確保することができず、一方22.
5%を越えて含有させても150C以下のlh S −
C0x−C6−油井環境下ではより一1凶の同上効果は
現われず、まfc熱間加工性を劣化させることから、そ
の含有量を18.0〜22.5%と足めた。
(hJ Ni
Ni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15.0%未満でL所望の優れ
fc船応力腐食割れ性を確保することができず、4た組
紙面から熱間加工性を劣化させる場合があり、一方40
.0 %を越えて含有させても耐応力腐食割れ性により
一層の向上効果が現われないことから、経済性をも考慮
して、その含有量を15.0〜40.0%と定めた。
があるが、その含有量が15.0%未満でL所望の優れ
fc船応力腐食割れ性を確保することができず、4た組
紙面から熱間加工性を劣化させる場合があり、一方40
.0 %を越えて含有させても耐応力腐食割れ性により
一層の向上効果が現われないことから、経済性をも考慮
して、その含有量を15.0〜40.0%と定めた。
(il Nb
1曲成分には合金の強度を著しく向上させる作用がある
が、その含有量が0.05%未満では所望の強度同上効
果が得られず、一方4.0%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、その言;M’
Mを0.05〜4.0%と疋めた。
が、その含有量が0.05%未満では所望の強度同上効
果が得られず、一方4.0%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、その言;M’
Mを0.05〜4.0%と疋めた。
+jl N
N成分には、−〇成分との共存において合金組織を改善
し、かつ素地に固静して、これを強化する作用があるが
5その含有量が0.03%未満ではNil記作用に所望
の効果が得られず、一方その旨有緻が0.40%を越え
ると1合金の溶製および造塊が困難になることから、そ
の含有量を0.03〜0.40%と足めた。
し、かつ素地に固静して、これを強化する作用があるが
5その含有量が0.03%未満ではNil記作用に所望
の効果が得られず、一方その旨有緻が0.40%を越え
ると1合金の溶製および造塊が困難になることから、そ
の含有量を0.03〜0.40%と足めた。
恒) MoおよびW
上記の通り、これらの成分には、1vln * Cr
yおよびNi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、MO: 4− g g6およ
びw:s、。
yおよびNi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、MO: 4− g g6およ
びw:s、。
%をそれぞれ越えて官有させても、特l/c150C以
下のkbs C02−Cr3−油井環境ではより一層
の向上りI諜が現われないことから1.経済性を考慮し
て。
下のkbs C02−Cr3−油井環境ではより一層
の向上りI諜が現われないことから1.経済性を考慮し
て。
ぞの宮巾゛斌をMo:4.Uグ6以下、およびW:8・
0%以下とぐれそれ定めた。
0%以下とぐれそれ定めた。
(11C。
CO酸成分は、素地に一固浴して、これを強fヒするは
かりでなく、加工強1ヒを促進し、さらに合金の耐応力
腐食割れ性を同上させる作用〃(あるので。
かりでなく、加工強1ヒを促進し、さらに合金の耐応力
腐食割れ性を同上させる作用〃(あるので。
これらの特性が要求される揚ばに必要にLじて含7■さ
れるが、−1の1′有量が0.05%未満“Cはi誼れ
己作月に所望の向上効果が−得られない。し力・しなめ
Sら、COは高価であるため、ここでは経済性を考uし
て、その含有量を0.05〜3.0%と足めた。
れるが、−1の1′有量が0.05%未満“Cはi誼れ
己作月に所望の向上効果が−得られない。し力・しなめ
Sら、COは高価であるため、ここでは経済性を考uし
て、その含有量を0.05〜3.0%と足めた。
111υ Cu
Cu成分には1合金の強度および耐食性を1句上させる
作用かめるので、特にこitらの特性力xi求される場
合に必要に応じて@有さtLるカーその含有量が0.0
5% 未満では前記作用に所望の向上効果が現われず、
一方3.0%を越えて含有させると合金の熱間加工性が
劣化するようになることから。
作用かめるので、特にこitらの特性力xi求される場
合に必要に応じて@有さtLるカーその含有量が0.0
5% 未満では前記作用に所望の向上効果が現われず、
一方3.0%を越えて含有させると合金の熱間加工性が
劣化するようになることから。
その含有量を0.05〜3.0%と足めた。
(nl 希土類元素、 Y 、 Mg、Ca、および
Tiこれらの成分には、熱間加工性を改善する作用があ
るので、特に厳しい条件下で熱間加工を行なう必要があ
る場合などに含有されるが、その含有量が、それぞれ希
土類元素: O,L101%未満、Y:0.001%未
満、 Mg : 0.001%未満、 Ca : 0.
001%未満、およびTi : 0.005%未満では
F5+望、の熱間加工性改善効果が得られず、一方希土
類冗素:0.1096 、 Y : 0.20%、Mg
:(J、10%、 Ca : 0.10%。
Tiこれらの成分には、熱間加工性を改善する作用があ
るので、特に厳しい条件下で熱間加工を行なう必要があ
る場合などに含有されるが、その含有量が、それぞれ希
土類元素: O,L101%未満、Y:0.001%未
満、 Mg : 0.001%未満、 Ca : 0.
001%未満、およびTi : 0.005%未満では
F5+望、の熱間加工性改善効果が得られず、一方希土
類冗素:0.1096 、 Y : 0.20%、Mg
:(J、10%、 Ca : 0.10%。
およびTi : 0.50% をそれぞれ越えて含有さ
せると、せっかくの熱間加工性改善効果に劣化傾向が現
われるようになることから、それぞれの含有液′t−1
希土類元素: 0.001〜0.1θ%、Y:0.00
1 〜0.20%、Mg : 0.001〜0.10%
、 Ca : 0.001〜0.10%、およびTi
: 0.005〜0.50%と定めた。
せると、せっかくの熱間加工性改善効果に劣化傾向が現
われるようになることから、それぞれの含有液′t−1
希土類元素: 0.001〜0.1θ%、Y:0.00
1 〜0.20%、Mg : 0.001〜0.10%
、 Ca : 0.001〜0.10%、およびTi
: 0.005〜0.50%と定めた。
1 1(ol −M
n%)+Nie%lおよびOr N + MOt”l+
2 W %)第1図は、厳しい腐食環境下、すなわちH
s8−CO2−C1−油井環境に相当する環境上での耐
応力鵜食割れ性に関し′て、 Cr%)+ムv10−+
↓W(%lと12 Mn 昏1+Ni員) との関係を示したものである。
n%)+Nie%lおよびOr N + MOt”l+
2 W %)第1図は、厳しい腐食環境下、すなわちH
s8−CO2−C1−油井環境に相当する環境上での耐
応力鵜食割れ性に関し′て、 Cr%)+ムv10−+
↓W(%lと12 Mn 昏1+Ni員) との関係を示したものである。
すなわち、Mn、Cr、Ni、Mo、およびWの’J
*’ Ni: ’< M々袈化させたFe −Mn−C
r−Ni−Mo糸、 Fe −Mn−Cr −Ni−W
系、およびに’ e −Mn −Cr −N i −M
o−VV系の−8−釡tl−浴製し、鋳造し、鍛伸およ
び熱間圧延を施して板厚=lO■の熱姑板とし、ついで
この熱延板に。
*’ Ni: ’< M々袈化させたFe −Mn−C
r−Ni−Mo糸、 Fe −Mn−Cr −Ni−W
系、およびに’ e −Mn −Cr −N i −M
o−VV系の−8−釡tl−浴製し、鋳造し、鍛伸およ
び熱間圧延を施して板厚=lO■の熱姑板とし、ついで
この熱延板に。
温度: 1075C−1125cに30〜90分間保持
後水冷の俗体化処理を施し、た後、独度回上の目的で。
後水冷の俗体化処理を施し、た後、独度回上の目的で。
圧延率: 209hの冷間圧延を施し、この結果得られ
た冷蝙板から圧延方間と直角に、厚き:2訣×幅:10
aix長さ=75m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点支持ビーム治具を用い、前記
試験片Sに降伏強さく 0.2 %耐力)に相当する引
彊応力を付加17た状態で、H2Sを5気圧の圧力で、
CO2を10気圧の圧力で飽和させた5%NaC1JJ
液(温度: 150c)中に960時間浸漬の応力腐食
割れ試験2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、これらの結果にもとづき−HMn
(%l + Ni (qJとCr (%I +MOv
61 + ’ W e%l (!:の関係においてプロ
ットしたところ、応力腐食割れに関して第1図に示され
る結果を示したのである。なお、第1図において、Q印
は割れ発生なし、X印は割れ発生ありをそれぞれ示すも
のである。第1図に示される結果から。
た冷蝙板から圧延方間と直角に、厚き:2訣×幅:10
aix長さ=75m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点支持ビーム治具を用い、前記
試験片Sに降伏強さく 0.2 %耐力)に相当する引
彊応力を付加17た状態で、H2Sを5気圧の圧力で、
CO2を10気圧の圧力で飽和させた5%NaC1JJ
液(温度: 150c)中に960時間浸漬の応力腐食
割れ試験2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、これらの結果にもとづき−HMn
(%l + Ni (qJとCr (%I +MOv
61 + ’ W e%l (!:の関係においてプロ
ットしたところ、応力腐食割れに関して第1図に示され
る結果を示したのである。なお、第1図において、Q印
は割れ発生なし、X印は割れ発生ありをそれぞれ示すも
のである。第1図に示される結果から。
Cr1%l+Mo(%l+↓W−の値が2096未満ニ
シテ。
シテ。
↓Mn 1%l + Ni (@の値が18%未満の範
囲ではDi望の耐応力腐食割れ性が得られないことが明
らかである。以上の結果から、優れた耐16カ高食割れ
性を確保するためには、 Crt%l+MoNH−LW
%l:205以上、 4Mne%l+Ni1%J :
18%以上とす・b必要がある。
囲ではDi望の耐応力腐食割れ性が得られないことが明
らかである。以上の結果から、優れた耐16カ高食割れ
性を確保するためには、 Crt%l+MoNH−LW
%l:205以上、 4Mne%l+Ni1%J :
18%以上とす・b必要がある。
MoとWの含有量に関して、Mo (9bl + L
W (q4Hで規定するのは、WがMOに対し原子量が
約2倍で、効果の点では約半分で均等となることからで
、この値が1.5%未満では所望の耐応力腐食割れ性を
確保することができず、一方、この値が4.0%を越え
てMoおよびWを含有させても、上記の通りより一層の
耐応力腐食割れ性向上効果紘現われず。
W (q4Hで規定するのは、WがMOに対し原子量が
約2倍で、効果の点では約半分で均等となることからで
、この値が1.5%未満では所望の耐応力腐食割れ性を
確保することができず、一方、この値が4.0%を越え
てMoおよびWを含有させても、上記の通りより一層の
耐応力腐食割れ性向上効果紘現われず。
実質的に不必要な量のMOおよびWの含有となり。
コスト尚の原因となって経済的でないことから。
Mo (961+ W ff61の値を1−5〜4−
0 %と足めた。
0 %と足めた。
なお、この発明の合金において、その他の不可避不純物
としてB # Sn、Pb、およびZn をそれぞれ
0.05%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。
としてB # Sn、Pb、およびZn をそれぞれ
0.05%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、この発明の合金より油井管を製造するに際しては
、まず通常の電気炉、アルゴン−酸素脱炭炉(AOD炉
)、エレクトロスラグ溶解炉(ESR炉)などを使用し
て所足の成分組成を有する溶鋼を溶製し1重fiL :
2ton程度の鋼塊とした後。
、まず通常の電気炉、アルゴン−酸素脱炭炉(AOD炉
)、エレクトロスラグ溶解炉(ESR炉)などを使用し
て所足の成分組成を有する溶鋼を溶製し1重fiL :
2ton程度の鋼塊とした後。
1050〜1250℃の温度に均熱した状態で、直径:
150〜3001Elφのビレットに分塊し、引続いて
1050〜1250cの温度に加熱し、熱間加工によっ
て管材とされるが、その際強度を付与する目的で。
150〜3001Elφのビレットに分塊し、引続いて
1050〜1250cの温度に加熱し、熱間加工によっ
て管材とされるが、その際強度を付与する目的で。
再結晶の進まない1000℃以下の温度範囲での肉厚減
少率が30%以上となる条件で熱間加工することによっ
て管材とする工程が好ましい。このki果の管材は、熱
間加工ままの状態か、あるいは850〜1150 C
の温度で溶体化処理した状態で。
少率が30%以上となる条件で熱間加工することによっ
て管材とする工程が好ましい。このki果の管材は、熱
間加工ままの状態か、あるいは850〜1150 C
の温度で溶体化処理した状態で。
さらに肉厚減少率=5〜70%、望ましくは10〜50
%の冷間加工を施した状態で実用に供されるが、この状
態の管材は、降伏強さく0.2%耐力)ニア0Kff/
−以上の高強度を有し、かつ延性および靭性は勿論のこ
と耐応力腐食割れ性に優れたものである。
%の冷間加工を施した状態で実用に供されるが、この状
態の管材は、降伏強さく0.2%耐力)ニア0Kff/
−以上の高強度を有し、かつ延性および靭性は勿論のこ
と耐応力腐食割れ性に優れたものである。
つぎに、この発明の合金を実施例により比較例と対比し
ながら説明する。
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鋼を通常
の浴−法にて調製した後、鋼塊となし。
の浴−法にて調製した後、鋼塊となし。
この′鋼塊を1050〜1200Cの温度に均熱し、熱
間鍛造を施してビレットとし、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、さらにビレットを中ぐりした後。
間鍛造を施してビレットとし、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、さらにビレットを中ぐりした後。
1050〜1200 Cの温度に加熱して、熱間押出加
工を施して管材とし、さらにこの管材に5強度を付与す
る目的で、熱間加工ままの状態もしくは1050〜11
25cの温度で溶体化処理した状態で同じく第1表に示
される肉厚減少率にて冷間抽伸加工を施すことによって
外径:60.3aφ×肉厚=5v1の本発明合金管材1
〜25.比較合金管材1−10、および従来合金管材1
〜4をそれぞれ製造した。
工を施して管材とし、さらにこの管材に5強度を付与す
る目的で、熱間加工ままの状態もしくは1050〜11
25cの温度で溶体化処理した状態で同じく第1表に示
される肉厚減少率にて冷間抽伸加工を施すことによって
外径:60.3aφ×肉厚=5v1の本発明合金管材1
〜25.比較合金管材1−10、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1〜10は、いずれも構成成分のう
ちのいずれかの成分含有量あるいは条件式(第1表に※
印を付して表示)が、この発明の範囲から外れた組成を
もつものであり、また従来合金管材lは5US316に
、従来合金管材2は5US310Sに、従来合金管材3
は5US329J1に、さらに従来合金管材4はインコ
ロイ800にそれぞれ相当する組成をもつものである。
ちのいずれかの成分含有量あるいは条件式(第1表に※
印を付して表示)が、この発明の範囲から外れた組成を
もつものであり、また従来合金管材lは5US316に
、従来合金管材2は5US310Sに、従来合金管材3
は5US329J1に、さらに従来合金管材4はインコ
ロイ800にそれぞれ相当する組成をもつものである。
ついで、この結果得られた各種の管材より長さ=20m
の試験片をそれぞれ切出し、この試験片より長さ方向に
そって中心角で60°に相当する部分を切落し、仁の状
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、ナツトで締めつけて管外表面に降伏強さく0.
2%耐力)に相当する引張応力を付加′シ、この状態の
試験片SK対して、ルSをそれぞれ帆1気圧、1気圧、
および10気圧で、CO,をいずれも10気圧で含有さ
せた3種のH,S −cot含有の5 % NaC4溶
液(液温:150℃)中に960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
観察した。これらの結果を、上記の熱間鍛造時の割れ発
生の有無、降伏強さく 0.2 %耐力)、および伸び
と共に、第2表に合せて示した。なお、第2表において
、O印はいずれも割れ発、生のない場合、x印は割れ発
生のある場合を示すものである。
の試験片をそれぞれ切出し、この試験片より長さ方向に
そって中心角で60°に相当する部分を切落し、仁の状
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、ナツトで締めつけて管外表面に降伏強さく0.
2%耐力)に相当する引張応力を付加′シ、この状態の
試験片SK対して、ルSをそれぞれ帆1気圧、1気圧、
および10気圧で、CO,をいずれも10気圧で含有さ
せた3種のH,S −cot含有の5 % NaC4溶
液(液温:150℃)中に960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
観察した。これらの結果を、上記の熱間鍛造時の割れ発
生の有無、降伏強さく 0.2 %耐力)、および伸び
と共に、第2表に合せて示した。なお、第2表において
、O印はいずれも割れ発、生のない場合、x印は割れ発
生のある場合を示すものである。
第2表に示される結果から、比較合金管材1〜10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1〜25は、いずれも高強度および高
延性、並びに優れた熱間加工性および耐応力腐食割れ性
を有し、特に腐食条件の厳しい10気圧H,5−10気
圧cot −5% NaCL溶液中でも割れ発生は皆無
であ夛、相対的に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。
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1〜25は、いずれも高強度および高
延性、並びに優れた熱間加工性および耐応力腐食割れ性
を有し、特に腐食条件の厳しい10気圧H,5−10気
圧cot −5% NaCL溶液中でも割れ発生は皆無
であ夛、相対的に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、仁の発明の合金社、特に高強度並びに優
れた耐応力腐食割れ性を有してiるので。
れた耐応力腐食割れ性を有してiるので。
これらの特性が要求される苛酷fkll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。
よび天然ガス採掘に用いられる油井管として。
さらに地熱井管など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。
た性能を発揮するのである。
!1図は合金の耐応力腐食割れ性に関し、’Mne%l
+ Ni−とCr1%)+Moe%)+LW−との関
係を示した図、第2図および第3図社それぞれ板状およ
び管状試験片を用いる応力腐食割れ試験の態様を示す正
面図である。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 1) 和 夫(ほか1名)I
O203040
+ Ni−とCr1%)+Moe%)+LW−との関
係を示した図、第2図および第3図社それぞれ板状およ
び管状試験片を用いる応力腐食割れ試験の態様を示す正
面図である。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 1) 和 夫(ほか1名)I
O203040
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 111 C:0.lO〜0.25%、 Si : 1
.0%以下、Mn:2.0〜15.0%、 P : O
’、030%以下、S : 0.010%以下%ao1
.AJ’、0.5%以下、 Cr : 18.0〜22
.5%。 Ni : 15.0〜40.0%、 Nb : 0.0
5〜4.0%、N:0.03〜0.40 %を含有しb
Mo : 4−0%以下およびW:8.0−以下のう
ちの1種または2種を含有し、かつ。 ’Mne%)+Ni(%): 18%以上。 Mo m) + LWe%I : 1.5〜4.0%、
を満足し、残りがFeとその他の不可避不純物からなる
組成(以上重量%)を有することを特徴とする耐食性の
優れた油井管用高強度合金。 121 C: 0.10〜0.25%、Si:1.0
%以下、 Mn:2.0〜15.0%、 P : 0.
030%以下、 8 : 0.010%以下、 sol
、Al: 0.596以下# Or : l L O〜
22−5% 、Ni:15.0〜40.0%、Nb:0
.05〜4.0%、N:0.03〜0.40%を含有し
、Mo:4.0%以下およびW:S、O%以下のうちの
1種または2棟を含有し。 さらにCo : 0.05〜3.0%を含有し、かつ。 jMn e”) ” N) 1%1:18%以上。 Mo 飼+T W e”l : l −5〜4−0’/
−sを満足し1.残りが、Feとその他の不可避不純物
からなる組成(以上重量%)を有することを特徴とする
耐食性の優れた油井管用高強度合金。 (31C: 0.10〜0.25%、 Si : 1.
0%以下、Mn :2.0〜15.0%、 P : 0
.030%以下、S : 0.010%以下、 sol
、AJ : 0.5%以下、 Cr : 1 g、o〜
z 2−5%。 Ni : 15.0〜40.0% 、 Nb : 0.
05〜4.0%、N:0.03〜0.40%を含有し、
Mo:4.0%以下およびW:8.0%以下のうちの1
種または2種を含有し、さらにCu : 0.05〜3
.0%を含有し、かつ。 LMn%)+Ni fsb) : l 8%以上。 [ Cr %j” MO+961 + 2 W (餉:2Q
%以上。 Moe%l+’−wt%): 1.5〜4.0%。 を満足し、残りが、 Fe とその他の不可避不純物
からなる組成(以上重量%)を有することを特徴とする
耐艮件の優れた油井管用高強度合金。 +4I C’ 0.10〜0.25%、 St :
1.0%以下、Mn:2.0〜15.0%、P : 0
.030%以下、 S : 0.010%以下、 ’i
oioM: O−5%以F 、 Cr : 1B、0〜
22.5%、Ni:15.0〜40.0%、Nb:0.
05〜4.0%、N:0.03〜0.40%を含有し、
M〇二4.0%以下およびW: 8.0%以下のうちの
1種または%、y : o、ooi〜0.20%、Mg
:0.001〜0.1θ%。 Ca:0.001〜0.10%、およびTi : 0.
005〜0.50%のうちの1種ま九は2棟以上を宮有
し、かつ。 Mo (%r + L W(961: 1.5〜4.0
%。 を満足し、残りが、 Fe とその他の不可避不純物
からなる組成(以上**%)を有することを特徴とする
耐食性の優れた油井管用高強度合金。 +51 C: 0.10〜0.25%、St:l−0
%以下、 Mn :2.0〜15.0 ’!b 、 P
: 0.030%以下、 S : 0.01096以
下、 sol、AI!: 0.5%以下、 Cr :
l 8.0〜22.5%、Ni:15.0〜4 U −
096+ Nb : 0−05〜4.0%IN二〇−、
03〜0.40%を含有し、Mo:4.0%以下および
W : 8.096以下のうちの1種または2種を含有
し。 さらにCo : 0.05〜3.0%と、Cu:0.0
5〜3.0%とを含有し、かつ。 Mo ff61 + ”wt%l : 1.5 = 4
.0%。 を満足し、残りが、 Fe とその他の不可避不純物
からなる組成(以上重量%)を有することを特徴とする
耐*性の優れた油井管用高強度合金。 (6)C: 0.10〜0.259b 、 Si :
1.0%以下、 Mn:2.0〜15.0%、 P :
0.030%以下、 S : 0.010%以下、
sol、Al: 0.5%以下、 Cr : 18.0
〜22.5%、 Ni : 15.0〜40.0%、N
b : 0.05〜4.0%、N: 0.03〜0.4
0%を含有し、 Mo : 4.0%以下およびW :
S、O%以下のうちの1種または2種を含有し、さら
にCo : 0.05〜3.0%と、希土類元素:(1
,001〜0.10%、Y:0.oot〜0.20%、
Mg : 0.001〜0.1096 、 Ca :
0.001〜0.l 0%、およびTi : 0.0
05〜0.50%のうちの1種または2種以上とを含有
し、かつ。 Mo e%l+1W1%l : 1.5〜4.0Z。 を満足し、残りが、Fe とその他の不可避不純物か
らなる組成(以上重量%)を有することを特徴とする耐
食性の優れた油井管用高強度合金。 +7I C: 0.10〜0.25%、 St :
1.0%以下、Mn:2.0〜15.0%、P:0.0
3096以下、 S : 0.010%以下、 sol
、Al: 0.5%以下、 Cr : 18.0〜22
.5%、Ni:15.o〜40.0%、Nb : 0.
05〜4.0%、N:103〜0.40%を含有し、M
o : 4.0%以下およびW:S、O%以下のうちの
1種または2sを含有し。 さらにCu : 0.05〜3.0%と、希土類元素:
0.001〜0.10%、 Y : ’0.001〜
0.20%、 Mg: 0.001〜0.1θ%、Ca
: 0.001〜0.10%、およびTi : 0.
005〜0.50%のうちの1種または2種以上と欠含
有し。 かつ。 Cr(%I + Mo e%I + > Wlqij
: 20 ’lb以上。 Mo v61 +’z W(%i : 1.5〜4.0
% 。 を満足し、残りが、 Fe とその他の不可避不純物
からなる組成(以上i板%)を有することを特徴とする
副食性の優れtこ油井t゛用高強、反合釜。 (81C: 0.10〜0.25%、 St : 1.
0%以下、 Mn :2.0〜15.0%、P:(7,
030%以下、 S : 0.01Ll %以下、 s
ol、A/ : L5 %以下、 Cr : 18.0
〜22.5%、 Ni : l 5.0〜40.0%、
Nb : 0.t)5〜4.0%、N:0.03〜0
.40%を含有し、 Mo : 4eO%以下およびW
: S、O%以下のうちの1種または2種を宮有し5
さらにCo : 0.05〜3.0%と、Cu : 0
.05〜3.(J%と。 希土類元素: 0.001〜0.1θ%、Y:0.00
1〜0.20%。 Mg : 0.001〜0.10%、Ca:υ、001
〜0.10%、およびTi : 0.005〜0.50
%のうちの1棟または2種以上とを含有し、かつ。 ’ Mn (%l+Ni1%):18%以上。 2 ■ Δ10セh)+シW誼61:1.5〜4.0に。 全満足し、残りが、 Fe とその他の不可避不純物
からなるR1成(線上重比%)′9:有することを特徴
とする耐食性の優れた油井管用高強度合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9232982A JPS58210157A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 耐食性の優れた油井管用高強度合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9232982A JPS58210157A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 耐食性の優れた油井管用高強度合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58210157A true JPS58210157A (ja) | 1983-12-07 |
Family
ID=14051346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9232982A Pending JPS58210157A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 耐食性の優れた油井管用高強度合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58210157A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4795610A (en) * | 1987-04-23 | 1989-01-03 | Carondelet Foundry Company | Corrosion resistant alloy |
| US4873055A (en) * | 1988-12-20 | 1989-10-10 | Carondelet Foundry Company | Corrosion resistant Fe-Ni-Cr alloy |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP9232982A patent/JPS58210157A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4795610A (en) * | 1987-04-23 | 1989-01-03 | Carondelet Foundry Company | Corrosion resistant alloy |
| US4873055A (en) * | 1988-12-20 | 1989-10-10 | Carondelet Foundry Company | Corrosion resistant Fe-Ni-Cr alloy |
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