JPS6082613A - アプセツト・チユ−ビング用電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアプセットチュービング用電縫鋼管製造方法に
関し、詳しくは、ＡＰＩ規格に定められたアプセットチ
ュービング用Ｊ−５５クラスに相当する（浅域的性質を
具え、しかも、比較的に低炭素、低合金組成で成形性や
溶接性を保つことができる電縫鋼管製造方法に関する。

最近の油井の掘削、採油用アプセットチュービング材は
深Ｎ油田や海底油田の開発に伴い高強度材が要求される
ようになり、ＡＰＩ　−Ｊ５５チューヒングの規格によ
ると、その機械的性質は降伏強度３８．７〜５６．２ｋ
ｇ／ｍｍ２、引張強さ５２．７ｋｇ　／　ｍｍ　２以上
、伸び２４％以上に規定されている。

従来、このグレードのアプセットデユーピングにはその
強度規格を満たすために、高炭素高合金組成のシームレ
ス管を原管とし、熱間でアプセット加工されたものが使
用されている。しかし、この鋼管はコストが高いという
難点がある。

この点から、シームレスｗ４＠の代替として電縫鋼管を
用いることが考えられるが、Ｊ５５クラスのチュ〜ヒ゛
ング材はアプセット加工後に熱処理なしで使用される場
合と焼きならし処理される場合があり、この両者を同一
組成の素材で製造することは困ガであり、このために、
２種類の組成の素材が必要であるという煩雑さがある。

換言すると、焼きならし処理を行なわないで使用するこ
とを前提にした鋼管を熱処理でると、降伏強度が低くな
り、　ＡＰＩ−Ｊ５５の規格値を満１こすことができず
、逆に焼きならし処理することを前提とした材料を熱処
理なしで使用すると降伏強度が規格上限を上まわる危険
がある。

更に、アプセット加工後に熱処理を施す場合、素材組成
は高炭素・高合金となるため冷間加工性、溶接性ともに
悪いという電縫鋼管製造上の大きな欠点があった。

本発明者はこれらを改善するために、素材組成は比較的
低炭素・低合金として成形性・溶接性を保つことが重要
であり、鋼管強度の確保はアプセット加工＠後の冷却条
イ１を規制するがあるいはアブヒツト加工後の熱処理、
つまり、焼ならしまたは焼入れ焼戻しの条件を規制Ｊる
ことに着目して研究したところ、このような製造方法を
とれば唯一つの種類の組成で、製造性が良くて低コスト
のＪ５５クラスアプレッ］・・チュービング用電縫鋼管
が得られることがわかった。

本発明は上記ならびに実験を重ねた結果成豆したちので
あって、具体的には、Ｃ：０．１３〜０．２０％、Ｓｉ
Ｓ０．２５％、Ｍｎ　：　１．０〜１．５％、Ｐ≦０．
０３％、Ｓ≦０．０１％、Ｎｂ　：　０．０１〜０．０
５％、Ａｌ二〇、　００５〜０．０６％、残部鉄および
不純物からなる熱延コイルをスリッティング、成形およ
び電縫溶接して所定サイズに造管してから、アプセット
加工を行ない、その直後の冷却条件や、アプセット加工
後の熱処理条件を規制して、ＡＰＩ−Ｊ５５デユーどン
グの規格の電縫鋼管を製造する方法を提案する。

以下、本発明について詳しく説明する。

まず、鋼管素材の組成は比較的低炭素、低合金とし、電
縫鋼管製造上で重要なファクターを成す成形性ならびに
溶接性や、ＡＰＩ−Ｊ５５規格に示される特性を確保す
る。

そこで、鋼管素材の組成から説明すると、次の通りであ
る。

Ｃ：０．１３〜０．２０％およびＭｌｌ：１．０〜１．
５％ＣおよびＭｎの下限をそれぞれ０．１３％および１
．０％としたのは、これ以下では熱処理なしの成形のま
まの状態での母管の強度をＡＰＩ規格に満足させること
ができないからである。また、Ｃおよびｕｎの上限をそ
れぞれ０．２０％および１．５％としたのは、これを超
えて添加すると、一つにはアプセット加工後に焼入・焼
戻し処理した場合、母管部の降伏強度がＡ　Ｐ　Ｉ　Ｍ
格値の上限を超えるからであり、さらに溶接性が悪くな
りペネレータ欠陥の発生率が急増するからである。

ＳｉＳ２．２５％ Ｓｌは製鋼を行なう上で必然的に鋼中に含有される元素
で０．２５％を超えて添加されると溶接性が悪くなり、
ペネレータ欠陥の発生率が増ＩＩＩするので０．２５％
を上限とした。

Ｐ≦０．０３％、Ｓ≦０．０＋％ Ｐ、Ｓは不純物であり溶接性を阻害する元素であり、そ
れぞれの上限値０．０３％、０．０１％を超えると電縫
溶接部近傍にわれを生じる場合がある。

Ｎｌ）　：　００１〜０．０５％ Ｎｂは熱処理なしの成形のままの状態での母管の強度を
確保するために必要な元素であり、ＡＰＩの強度に関す
る規格を満たすために０．０１％以上の添加が必要であ
り、０．０５％を超えると降伏強度が規格値を上まわる
ことがあるので、これを上限とした。

Ａｌｌ　：　０．００５〜０．０６％ Ａｌは鋼の脱酸のために必要な元素であり、鋼中酸素量
を低減させないと電縫溶接部にペネレータ欠陥を生じる
ので０．００５％以上含有させることが必要であり、ま
た、０．０６％を超えると粗大なへ１２０３系介在物が
生成して電縫溶接部近傍でねれ発生の危険が生じる。

次に、上記組成の鋼管素材において、通常の工程にした
がって熱間圧延を行なった後、この熱延コイルをスリッ
ティング、成形および電縫溶接してアプセット・チュー
どング用母管を製造する。

続いて、口の母管の両端を１１００〜１２５０℃に加熱
してアプセット加工し、その後、次の熱処理条件で熱処
理を行なう。

アプセット加工は通常、パイプ端部を１１００〜１２５
０℃に加熱した後に加工が行なわれ、その終了時点でア
プセット部温度は約ｉ　ｏｏｏ℃に冷却されており、こ
の温度がら空冷等で冷加され、口の冷却の間、８００〜
５００℃間は冷却速度１．５〜ｂ／秒の条件で冷却され
る。

すなわち、上記組成の鋼管に対してアプセット加工直後
の冷却を大気中放冷で行なうと、アプセット部の降伏強
度はＡＰＩ規格を下まわる。

降伏強度の規格値を満たすためには、８００〜５００℃
間を１．５°Ｃ／秒以上で冷却すること、が必要であっ
てその場合には降伏強度は３８．７ｋｌＪ／ｍ１以上に
なり、さらに、同温度区間の冷ムロ速度を５°Ｃ／秒゛
以下にすれば降伏強度は５６　、２　ｋｇ　／　ｍｍ　
２以下となる。なお、上記組成範囲の銅は８００〜５０
０　’Ｃ間を１．５〜ｂ がらフェライト、バーライ１〜、ベイナイトへの変態が
５００℃までに終了するので、とくに、５００℃以下の
冷却条件については限定する必要がない。

また、アプセット加工後、焼ならし処理を行なう場合に
８００〜５００℃間における冷却速度を１５〜ｂ すなわち、冷却速度１５℃／秒未満の場合は降伏強度が
規格値の下限を下まわるため、また、３０℃／秒を超え
ると降伏強度が規格値の上限を上まわるためである。こ
の場合もベイナイト変態が５００℃までに完了するので
、５００℃以下の冷却条件はとくに限定する必要がない
。

また、アプセット加工後に炉入れ・焼戻し処理を行なう
場合は、８００〜３ｏｏ℃間を３０〜６０’Ｃ／秒の速
度で冷却し、その後、５５０〜６５０℃で焼戻す。

すなわち、焼入れ時の８００〜３００’Ｃ間の冷却速度
が３０°Ｃ／秒未満であると、焼戻し後のアプセット部
の降伏強度が規格値を下まわり、６０℃／秒を超えると
、焼戻し後の母管部の降伏強度が規格値を上まわるため
である。

焼戻し温度を５５０℃未満にすると焼入れ時の冷却速度
を大きくした場合の降伏強度が規格値を上まわり、一方
、６５０℃を超えると焼入れ時の冷却速度を小さくした
場合の降伏強度が規格値を下まわるので５５０〜６５０
°Ｃの範囲に限定した。

次に、実施例について説明Ｊ゛る。

第１表に示す本発明および従来例の組成の鋼管素材を熱
間圧延、スリッティング、成形ならびに電縫溶接して造
管し、第２表に示Ｊ強度の母管を得、この際に溶接部の
欠陥を超音波探傷によってめたところ、第３表の通りで
あった。

第１表 第２表 第３表 第２表ならびに第３表から明らかな如く、本発明法によ
る場合は、成形性・溶接性も良くて造管のままでもＡ　
Ｐ　Ｉ　Ｊ　５５規格を満足している。これに対し、従
来例に係る鋼管Ｅは焼ならし処理をするように構成され
たものであるが、組成的に溶接欠陥が発生し易く、造管
のままでは降伏強度が規格値を上まわっている。従来例
に係る鋼管り、Ｅがアプセット加工後、焼ならし処理（
９００℃５分保持後空冷）されたときの強度を第４表に
示すように、造管のままで使用することを前提とした鋼
管りは降伏強度の下限を下まわっている。

第４表 一方、本発明法によって鋼管Ａ、　Ｂ、　Ｃに対しアプ
セツ１へ加工後にそれぞれの熱処理を第５表に示す如く
施すと、第５表に示す如き強度が得これらのとごろから
、本発明法によって製造Ｊると、その電縫管はいずれの
場合も強度規格は満たされている。

以上詳しく説明した通り、本発明法によって低炭素、低
合金の素材から造管し、熱処理すると、従来困難とされ
ていた強度と成形性・溶接性という相反する特性を備え
た電縫鋼管を母管とするＪ５５クラスのアブセラ１〜デ
ユーピングを　７製造することができる。

１、テ許出願人　川崎製鉄株式会社 代　理　人　弁理士　松　下　義　勝 弁護士　副　島　文　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）重量％でＣ：　０．１３〜０．２０％、Ｓ１≦０．
   ２５％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｐ≦０．０３％、Ｓ
   ≦０．０１％、Ｎｂ　＋　０．０１〜０．０５％、ＡＩ
   ｌ：０．００５〜０．０６％、残部鉄および不純物から
   なる熱延コイルをスリッティング、成形および電縫溶接
   して所定サイズに造管した１斡、１１００〜１２５０℃
   に加熱してアプセット加工を行ない、その冷却過程中８
   ００〜５００℃間を１．５〜５°Ｃ／秒の速度で冷却す
   ることを特徴とするアブヒツトチュービング用電縫鋼管
   の製造方法。 ２）重ｆＮ％ｒ、Ｃ：　０．１．３〜０．２０％、Ｓｉ
   Ｓ２．２５％、Ｍｎ　：　１．０〜１．５％、Ｐ≦０．
   ０３％、Ｓ≦０．０１％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％
   、Ａｊｌ！：０．００５〜０．０６％、残部鉄および不
   純物からなる熱延コイルをスリッティング、成形および
   電縫溶接して所定サイズに造管した後、１１００〜１２
   ５０°Ｃに加熱してアブセラ１〜加工を行ない、そのア
   プセット加工後の焼ならし処理時の冷却条件としＣ８０
   ０〜５００’０間を１５〜３０”Ｃ／秒で冷却すること
   を特徴とりるアブヒラ１へチュービング用電縫鋼管の製
   造方法。 ３）重量％でＣ：０．１３〜０．２０％、Ｓ１≦０．２
   ５％、Ｍｌｌ：１．０〜１．５％、Ｐ≦０．０３％、Ｓ
   ≦０．０１％、Ｎｌｌ　：　０．０１〜０．０５％、Ａ
   ［：０．００５〜０゜０６％、残部鉄および不純物から
   なる熱延コイルをスリッティング、成形および電縫溶接
   して所定サイズに造管した後、１１００〜１２５０℃に
   加熱してアプセット加工を行ない、そのアプセット加Ｉ
   ｌｌの焼入れ時の冷却条件として８００〜３００°Ｃ間
   を３０〜ｂ度で冷却した後、５５０〜６５０℃で焼戻１
   ０とを特徴とするアプセットチュービング用電縫鋼管の
   製造方法。