JPH06256894A - 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ - Google Patents
耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプInfo
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- JPH06256894A JPH06256894A JP4686893A JP4686893A JPH06256894A JP H06256894 A JPH06256894 A JP H06256894A JP 4686893 A JP4686893 A JP 4686893A JP 4686893 A JP4686893 A JP 4686893A JP H06256894 A JPH06256894 A JP H06256894A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は高強度ラインパイプにおいて、ＮＡ
ＣＥ環境中でも水素誘起割れが生じない、成分と偏析条
件、有効なＣａの条件を与える。 【構成】 主要成分として、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，
Ｎｂ，Ａｌ，Ｃａを含有し、Ｔｉ，Ｖ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃ
ｒ，Ｍｏの一種または二種以上を含有するＡＰＩグレー
ドＸ６０からＸ７０のラインパイプに関して、成分範囲
を限定するとともに、Ｍｎスポット偏析部のサイズを５
００μｍ未満、かつ、偏析部のＰ濃度を０．０３５％未
満とし、硫化物の形態制御に必要な有効Ｃａ比を１．７
以上とすることにより、Ｍｎ偏析部が実質的に水素誘起
割れの発生に関して無害となる。 【効果】 本発明により、湿潤な硫化水素環境における
耐水素誘起割れ性を有する、ＡＰＩグレードＸ６０から
Ｘ７０のラインパイプが得られる。
ＣＥ環境中でも水素誘起割れが生じない、成分と偏析条
件、有効なＣａの条件を与える。 【構成】 主要成分として、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，
Ｎｂ，Ａｌ，Ｃａを含有し、Ｔｉ，Ｖ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃ
ｒ，Ｍｏの一種または二種以上を含有するＡＰＩグレー
ドＸ６０からＸ７０のラインパイプに関して、成分範囲
を限定するとともに、Ｍｎスポット偏析部のサイズを５
００μｍ未満、かつ、偏析部のＰ濃度を０．０３５％未
満とし、硫化物の形態制御に必要な有効Ｃａ比を１．７
以上とすることにより、Ｍｎ偏析部が実質的に水素誘起
割れの発生に関して無害となる。 【効果】 本発明により、湿潤な硫化水素環境における
耐水素誘起割れ性を有する、ＡＰＩグレードＸ６０から
Ｘ７０のラインパイプが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿潤な硫化水素環境に
おける耐水素誘起割れ性を有するＡＰＩグレードＸ６０
からＸ７０のラインパイプに関するものである。
おける耐水素誘起割れ性を有するＡＰＩグレードＸ６０
からＸ７０のラインパイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年生産される石油、天然ガス中に硫化
水素を含む場合が非常に多くなっているため、これらの
石油、天然ガスを輸送するラインパイプは海水等の水が
共存した硫化水素環境（サワー環境）にさらされる可能
性が高くなっている。サワー環境中では、鋼表面の腐食
による鋼中への水素の侵入が硫化水素の触媒作用により
促進され、外部からの付加応力がない場合でもいわゆる
水素誘起割れが生じることがある。従って、サワー環境
にさらされる可能性があるラインパイプには耐水素誘起
割れ性が求められる。
水素を含む場合が非常に多くなっているため、これらの
石油、天然ガスを輸送するラインパイプは海水等の水が
共存した硫化水素環境（サワー環境）にさらされる可能
性が高くなっている。サワー環境中では、鋼表面の腐食
による鋼中への水素の侵入が硫化水素の触媒作用により
促進され、外部からの付加応力がない場合でもいわゆる
水素誘起割れが生じることがある。従って、サワー環境
にさらされる可能性があるラインパイプには耐水素誘起
割れ性が求められる。
【０００３】この水素誘起割れの発生機構については、
種々の研究がなされており、熱間圧延によって延伸した
非金属介在物と地鉄との界面に、侵入水素が拡散、集積
し、分子状水素となる際のガス圧により割れが生じると
いう機構が広く認められている。この延伸介在物の代表
がＭｎＳである。さらに、連続鋳造で製造された鋳片中
には、一般に中心偏析が存在するため、Ｍｎの偏析によ
りＭｎＳが形成され易くなるのに加えて、Ｍｎ，Ｐの偏
析により割れの伝播を助長する硬度の高い領域が生じ
る。
種々の研究がなされており、熱間圧延によって延伸した
非金属介在物と地鉄との界面に、侵入水素が拡散、集積
し、分子状水素となる際のガス圧により割れが生じると
いう機構が広く認められている。この延伸介在物の代表
がＭｎＳである。さらに、連続鋳造で製造された鋳片中
には、一般に中心偏析が存在するため、Ｍｎの偏析によ
りＭｎＳが形成され易くなるのに加えて、Ｍｎ，Ｐの偏
析により割れの伝播を助長する硬度の高い領域が生じ
る。
【０００４】以上の割れ発生機構に関する研究に基づい
て、従来より次のような水素誘起割れ防止対策が採ら
れ、ラインパイプの生産において実用化され効果を上げ
ている。 （１）高純化 製鋼段階でＳをできる限り低減し、ＭｎＳの量を低減す
る。また、Ｐをできるだけ低減し、偏析部の硬度を低く
する。 （２）マクロ中心偏析の低減 連続鋳造の凝固末端部において、鋳片のバルジングを防
止する等の手段を講じマクロ偏析を低減する。
て、従来より次のような水素誘起割れ防止対策が採ら
れ、ラインパイプの生産において実用化され効果を上げ
ている。 （１）高純化 製鋼段階でＳをできる限り低減し、ＭｎＳの量を低減す
る。また、Ｐをできるだけ低減し、偏析部の硬度を低く
する。 （２）マクロ中心偏析の低減 連続鋳造の凝固末端部において、鋳片のバルジングを防
止する等の手段を講じマクロ偏析を低減する。
【０００５】（３）硫化物の形態制御 二次精錬においてＣａ処理により、硫化物の形態をＭｎ
Ｓから熱間圧延時に延伸化しにくいＣａＳとする。 （４）制御圧延、加速冷却による組織制御 鋼管用原板の圧延段階で、制御圧延、加速冷却を適用
し、金属組織をできるだけ均一にして、割れ抵抗を増大
する（例えば、特開昭５８−１３３３４８号公報）。
Ｓから熱間圧延時に延伸化しにくいＣａＳとする。 （４）制御圧延、加速冷却による組織制御 鋼管用原板の圧延段階で、制御圧延、加速冷却を適用
し、金属組織をできるだけ均一にして、割れ抵抗を増大
する（例えば、特開昭５８−１３３３４８号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】耐水素誘起割れ性を評
価する試験法として、ＮＡＣＥで規格化されたＴＭ０２
８４が広く用いられている。これはラインパイプから切
り出した短冊状試験片をサワー環境で浸漬試験し、試験
片の断面の観察を行って水素誘起割れの発生率を判定す
るものである。同規格の試験環境は、ＰＨが約５である
が、最近の油井環境のサワー化に伴って、ＮＡＣＥ規格
ＴＭ０１７７−９０ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに規定するＰＨ
約３の環境（以降ＮＡＣＥ環境と言う）で評価すること
が一般的となってきた。
価する試験法として、ＮＡＣＥで規格化されたＴＭ０２
８４が広く用いられている。これはラインパイプから切
り出した短冊状試験片をサワー環境で浸漬試験し、試験
片の断面の観察を行って水素誘起割れの発生率を判定す
るものである。同規格の試験環境は、ＰＨが約５である
が、最近の油井環境のサワー化に伴って、ＮＡＣＥ規格
ＴＭ０１７７−９０ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに規定するＰＨ
約３の環境（以降ＮＡＣＥ環境と言う）で評価すること
が一般的となってきた。
【０００７】さらに、割れ発生の判定に関して、断面観
察を行うのではなく、試験片を超音波で探傷してより厳
密に割れを判定すること、すなわち、より厳しい品質保
証が求められるようになっている。しかるに、上記従来
技術の適用だけでは、ＮＡＣＥ環境の浸漬試験で、超音
波で探傷される割れを皆無にするまでには至っていな
い。かかる観点から、超音波探傷で検出される、ＮＡＣ
Ｅ環境で生じる水素誘起割れを防止する条件を設定する
ことが、耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ
を製造するにあたっての課題となる。
察を行うのではなく、試験片を超音波で探傷してより厳
密に割れを判定すること、すなわち、より厳しい品質保
証が求められるようになっている。しかるに、上記従来
技術の適用だけでは、ＮＡＣＥ環境の浸漬試験で、超音
波で探傷される割れを皆無にするまでには至っていな
い。かかる観点から、超音波探傷で検出される、ＮＡＣ
Ｅ環境で生じる水素誘起割れを防止する条件を設定する
ことが、耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ
を製造するにあたっての課題となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
有利に解決するもので、水素誘起割れの発生起点となる
Ｍｎのスポット偏析部の大きさ、偏析部のＰ濃度、硫化
物の形態制御に必要な有効Ｃａ量を限定して、ＮＡＣＥ
環境で水素誘起割れを生じなくするというものである。
有利に解決するもので、水素誘起割れの発生起点となる
Ｍｎのスポット偏析部の大きさ、偏析部のＰ濃度、硫化
物の形態制御に必要な有効Ｃａ量を限定して、ＮＡＣＥ
環境で水素誘起割れを生じなくするというものである。
【０００９】すなわち、本発明の要旨とするところは、
重量％で、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．１〜
０．６％、Ｍｎ：１．１〜１．５％、Ｐ：０．０１５％
以下、Ｓ：０．００１０％以下、Ｎｂ：０．０１０〜
０．０５０％、Ａｌ：０．００５〜０．０５％、Ｃａ：
０．００２〜０．００４％を含有し、Ｔｉ：０．００５
〜０．０２５％、Ｖ：０．０１〜０．１％、Ｎｉ：１．
０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ｃｒ：１．０％以下、
Ｍｏ：０．５％以下の一種または二種以上を含有し、残
部が鉄及び不可避不純物からなり、Ｍｎの濃度が平均Ｍ
ｎ濃度の１．３２以上の領域であるＭｎ偏析スポットの
大きさが５００μｍ未満、かつ偏析部のＰの濃度が０．
０３５％未満、かつ（１）式で計算される有効Ｃａ比が
１．７以上であることを特徴とする耐水素誘起割れ性に
優れた高強度ラインパイプにある。 有効Ｃａ比＝{(％Ｃａ)(１−９８（％Ｏ))｝／（％Ｓ） ………（１）
重量％で、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．１〜
０．６％、Ｍｎ：１．１〜１．５％、Ｐ：０．０１５％
以下、Ｓ：０．００１０％以下、Ｎｂ：０．０１０〜
０．０５０％、Ａｌ：０．００５〜０．０５％、Ｃａ：
０．００２〜０．００４％を含有し、Ｔｉ：０．００５
〜０．０２５％、Ｖ：０．０１〜０．１％、Ｎｉ：１．
０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ｃｒ：１．０％以下、
Ｍｏ：０．５％以下の一種または二種以上を含有し、残
部が鉄及び不可避不純物からなり、Ｍｎの濃度が平均Ｍ
ｎ濃度の１．３２以上の領域であるＭｎ偏析スポットの
大きさが５００μｍ未満、かつ偏析部のＰの濃度が０．
０３５％未満、かつ（１）式で計算される有効Ｃａ比が
１．７以上であることを特徴とする耐水素誘起割れ性に
優れた高強度ラインパイプにある。 有効Ｃａ比＝{(％Ｃａ)(１−９８（％Ｏ))｝／（％Ｓ） ………（１）
【００１０】
【作用】本発明者らは、水素誘起割れ防止対策である
（１）高純化、（２）マクロ中心偏析の低減、（３）硫
化物の形態制御、（４）制御圧延、加速冷却による組織
制御を施してもなお発生する水素誘起割れの破面を観察
し、発生原因を考察した。その結果、マクロ的な中心偏
析が除かれた後でも、水素誘起割れは群状のＭｎＳを起
点として発生しており、この群状ＭｎＳが存在する領域
は、Ｍｎのスポット的な偏析部に対応し、その中ではＰ
の偏析が認められる上、Ｃａ処理が有効に作用していな
いことを知見した。
（１）高純化、（２）マクロ中心偏析の低減、（３）硫
化物の形態制御、（４）制御圧延、加速冷却による組織
制御を施してもなお発生する水素誘起割れの破面を観察
し、発生原因を考察した。その結果、マクロ的な中心偏
析が除かれた後でも、水素誘起割れは群状のＭｎＳを起
点として発生しており、この群状ＭｎＳが存在する領域
は、Ｍｎのスポット的な偏析部に対応し、その中ではＰ
の偏析が認められる上、Ｃａ処理が有効に作用していな
いことを知見した。
【００１１】この結果に基づき、実機で製造したＸ６０
からＸ７０グレードの種々のＵＯＥラインパイプについ
て、Ｍｎスポット偏析部のサイズ、及び偏析部のＰ濃度
とＮＡＣＥ環境中の水素誘起割れの発生の関係を調べ、
図１に示すように、Ｍｎの濃度が平均Ｍｎ濃度の１．３
２以上の領域をＭｎスポット偏析部と定義した場合、Ｍ
ｎスポット偏析部のサイズが５００μｍ未満で、かつ、
偏析部のＰ濃度が０．０３５％未満の場合に下記の有効
Ｃａに関する条件が満たされていれば、水素誘起割れが
生じないという知見を得た。図１は有効Ｃａ比が１．７
以上の場合に、Ｍｎスポット偏析部のサイズが５００μ
ｍ未満で、かつ、偏析部のＰ濃度が０．０３５％未満で
あれば水素誘起割れが生じないことを示す。
からＸ７０グレードの種々のＵＯＥラインパイプについ
て、Ｍｎスポット偏析部のサイズ、及び偏析部のＰ濃度
とＮＡＣＥ環境中の水素誘起割れの発生の関係を調べ、
図１に示すように、Ｍｎの濃度が平均Ｍｎ濃度の１．３
２以上の領域をＭｎスポット偏析部と定義した場合、Ｍ
ｎスポット偏析部のサイズが５００μｍ未満で、かつ、
偏析部のＰ濃度が０．０３５％未満の場合に下記の有効
Ｃａに関する条件が満たされていれば、水素誘起割れが
生じないという知見を得た。図１は有効Ｃａ比が１．７
以上の場合に、Ｍｎスポット偏析部のサイズが５００μ
ｍ未満で、かつ、偏析部のＰ濃度が０．０３５％未満で
あれば水素誘起割れが生じないことを示す。
【００１２】また、本発明者らは上記の偏析に関する条
件に併せて、硫化物の形態制御を十分に行うために必要
なＣａ量の条件を検討した。その結果、図２に示すよう
に（１）式で表される有効Ｃａ比が１．７以上の場合
に、上記の偏析に関する条件が満たされれば、水素誘起
割れが生じないという知見を得た。図２はＭｎスポット
偏析部のサイズが５００μｍ未満で、かつ、偏析部のＰ
濃度が０．０３５％未満の場合に有効Ｃａ比が１．７以
上であれば水素誘起割れが生じないことを示す。
件に併せて、硫化物の形態制御を十分に行うために必要
なＣａ量の条件を検討した。その結果、図２に示すよう
に（１）式で表される有効Ｃａ比が１．７以上の場合
に、上記の偏析に関する条件が満たされれば、水素誘起
割れが生じないという知見を得た。図２はＭｎスポット
偏析部のサイズが５００μｍ未満で、かつ、偏析部のＰ
濃度が０．０３５％未満の場合に有効Ｃａ比が１．７以
上であれば水素誘起割れが生じないことを示す。
【００１３】（１）式は酸化物として消費されるＣａを
除いたＣａ、すなわち硫化物の形成に作用するＣａとＳ
の比を示したもので、理論的には、１以上でＭｎＳの形
態制御が可能となるはずであるが、実際にはＭｎのスポ
ット偏析部が形成されるために１．７以上とする必要が
ある。 有効Ｃａ比＝{(％Ｃａ)(１−９８（％Ｏ))｝／（％Ｓ） ………（１）
除いたＣａ、すなわち硫化物の形成に作用するＣａとＳ
の比を示したもので、理論的には、１以上でＭｎＳの形
態制御が可能となるはずであるが、実際にはＭｎのスポ
ット偏析部が形成されるために１．７以上とする必要が
ある。 有効Ｃａ比＝{(％Ｃａ)(１−９８（％Ｏ))｝／（％Ｓ） ………（１）
【００１４】以上の事実に基づき、後述する理由で化学
成分を限定した上で、Ｍｎのスポット偏析部の大きさ、
偏析部のＰ濃度、硫化物の形態制御に必要な有効Ｃａ量
を限定すれば、ＮＡＣＥ環境での耐水素誘起割れ性に優
れたＡＰＩグレードＸ６０からＸ７０のラインパイプの
製造が可能であるという結論を得た。
成分を限定した上で、Ｍｎのスポット偏析部の大きさ、
偏析部のＰ濃度、硫化物の形態制御に必要な有効Ｃａ量
を限定すれば、ＮＡＣＥ環境での耐水素誘起割れ性に優
れたＡＰＩグレードＸ６０からＸ７０のラインパイプの
製造が可能であるという結論を得た。
【００１５】次に本発明における成分限定理由を述べ
る。Ｃは、強化元素であるため、所望の強度を得るため
に０．０３％以上とする。一方、多量に添加すると、ラ
インパイプの母材、溶接部の硬度が高くなり、靭性が低
下することに加え、硫化水素環境中では、硫化物応力割
れが生じやすくなるため０．０９％以下とする。
る。Ｃは、強化元素であるため、所望の強度を得るため
に０．０３％以上とする。一方、多量に添加すると、ラ
インパイプの母材、溶接部の硬度が高くなり、靭性が低
下することに加え、硫化水素環境中では、硫化物応力割
れが生じやすくなるため０．０９％以下とする。
【００１６】Ｓｉは脱酸元素であり、０．１％未満で
は、十分な脱酸力が得られないため、また、０．６％を
超えると鋼を脆化させるため０．１〜０．６％とする。
Ｍｎは、水素誘起割れの発生起点となるＭｎＳを形成す
るとともに、鋼の脆化を促進するＰと共偏析して、水素
誘起割れの伝播、進展を助長するので、Ｍｎの添加量
は、できるだけ低い方が望ましい。しかし、Ｍｎは強
度、靭性を得る上で、不可欠な元素であるため、Ｘ６０
からＸ７０のラインパイプの強度を得るため、１．１〜
１．５％とする。
は、十分な脱酸力が得られないため、また、０．６％を
超えると鋼を脆化させるため０．１〜０．６％とする。
Ｍｎは、水素誘起割れの発生起点となるＭｎＳを形成す
るとともに、鋼の脆化を促進するＰと共偏析して、水素
誘起割れの伝播、進展を助長するので、Ｍｎの添加量
は、できるだけ低い方が望ましい。しかし、Ｍｎは強
度、靭性を得る上で、不可欠な元素であるため、Ｘ６０
からＸ７０のラインパイプの強度を得るため、１．１〜
１．５％とする。
【００１７】Ｐは偏析により水素誘起割れの伝播を起こ
しやすくする元素で、低い方が望ましく、０．０１５％
を上限とする。ＳはＭｎと結びついて水素誘起割れの発
生起点であるＭｎＳを形成するため、極力低い方が望ま
しい。ラインパイプのＮＡＣＥ環境中での水素誘起割れ
を防止する観点から、０．００１０％を上限とする。Ｎ
ｂは圧延組織の細粒化、焼入性の向上と析出硬化のため
０．０１０％以上添加するが、０．０５０％を超えて添
加しても多量に添加する効果は小さく、むしろ、粗大な
炭化物を形成して耐水素誘起割れ性を低下するので、
０．０５％を上限とする。
しやすくする元素で、低い方が望ましく、０．０１５％
を上限とする。ＳはＭｎと結びついて水素誘起割れの発
生起点であるＭｎＳを形成するため、極力低い方が望ま
しい。ラインパイプのＮＡＣＥ環境中での水素誘起割れ
を防止する観点から、０．００１０％を上限とする。Ｎ
ｂは圧延組織の細粒化、焼入性の向上と析出硬化のため
０．０１０％以上添加するが、０．０５０％を超えて添
加しても多量に添加する効果は小さく、むしろ、粗大な
炭化物を形成して耐水素誘起割れ性を低下するので、
０．０５％を上限とする。
【００１８】Ａｌは脱酸元素として重要であるが、多量
に添加すると鋼を汚染し、また靭性を低下させるので、
０．００５％から０．０５％とする。ＣａはＭｎＳ等の
硫化物系介在物の形状を制御するために、０．００２％
以上添加するが、多量に添加すると鋼が汚染されるので
０．００４％以下とする。本発明では、上記元素に加え
てＴｉ，Ｖ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏの一種または二種
以上を添加する。
に添加すると鋼を汚染し、また靭性を低下させるので、
０．００５％から０．０５％とする。ＣａはＭｎＳ等の
硫化物系介在物の形状を制御するために、０．００２％
以上添加するが、多量に添加すると鋼が汚染されるので
０．００４％以下とする。本発明では、上記元素に加え
てＴｉ，Ｖ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏの一種または二種
以上を添加する。
【００１９】Ｔｉ添加量の下限０．００５％は、微細な
ＴｉＮを形成し、ミクロ組織の細粒化が期待される最小
量であり、上限はＴｉＣによる靭性低下が起きない条件
から０．０２５％とする。Ｖは強化元素として０．０１
％以上添加し、過剰に添加すると靭性を低下させるので
０．１％以下とする。Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏはいずれ
も鋼の焼入性を増大し、強度を増加する必要がある場合
に添加するが、過度の添加により低温変態生成物が形成
され靭性及び耐水素誘起割れ性が損なわれるので、Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｃｒはそれぞれ１．０％、Ｍｏは０．５％を
上限とする。
ＴｉＮを形成し、ミクロ組織の細粒化が期待される最小
量であり、上限はＴｉＣによる靭性低下が起きない条件
から０．０２５％とする。Ｖは強化元素として０．０１
％以上添加し、過剰に添加すると靭性を低下させるので
０．１％以下とする。Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏはいずれ
も鋼の焼入性を増大し、強度を増加する必要がある場合
に添加するが、過度の添加により低温変態生成物が形成
され靭性及び耐水素誘起割れ性が損なわれるので、Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｃｒはそれぞれ１．０％、Ｍｏは０．５％を
上限とする。
【００２０】本発明は、上記成分を有するラインパイプ
に関して、Ｍｎの偏析部の大きさ、偏析部のＰ濃度を限
定し、さらに、有効なＣａ添加量を調整して、優れた耐
水素誘起割れ性を付与する。
に関して、Ｍｎの偏析部の大きさ、偏析部のＰ濃度を限
定し、さらに、有効なＣａ添加量を調整して、優れた耐
水素誘起割れ性を付与する。
【００２１】中心偏析が低減され、マクロ的な中心偏析
が除かれた後でも、スポット状のＭｎの偏析部が存在す
れば、Ｃａ処理を行っていても当該スポット偏析部では
ＭｎＳが群状に形成され、水素誘起割れの発生起点とし
て作用する。また、Ｍｎの偏析部ではＰも偏析する傾向
があり、水素誘起割れの進展を助長する。
が除かれた後でも、スポット状のＭｎの偏析部が存在す
れば、Ｃａ処理を行っていても当該スポット偏析部では
ＭｎＳが群状に形成され、水素誘起割れの発生起点とし
て作用する。また、Ｍｎの偏析部ではＰも偏析する傾向
があり、水素誘起割れの進展を助長する。
【００２２】このスポット偏析部を皆無にすることは現
状では相当に困難であるが、そのサイズを小さくするこ
とによりＮＡＣＥ環境中での水素誘起割れの発生起点と
して作用しなくなる。この場合の前提として、Ｃａによ
る硫化物の形態制御は必須で、Ｓと結合してＭｎ偏析部
が実質的に水素誘起割れの発生に関して無害となるだけ
の有効なＣａ量の確保が必要である。
状では相当に困難であるが、そのサイズを小さくするこ
とによりＮＡＣＥ環境中での水素誘起割れの発生起点と
して作用しなくなる。この場合の前提として、Ｃａによ
る硫化物の形態制御は必須で、Ｓと結合してＭｎ偏析部
が実質的に水素誘起割れの発生に関して無害となるだけ
の有効なＣａ量の確保が必要である。
【００２３】かかる観点から、ＮＡＣＥ環境での水素誘
起割れを防止する条件として、Ｍｎの濃度が平均Ｍｎ濃
度の１．３２以上の領域をＭｎスポット偏析部と定義し
た場合、Ｍｎスポット偏析部のサイズ（圧延方向に直角
な方向の長さ、即ちＭｎスポット偏析部の幅）を５００
μｍ未満、かつ、偏析部のＰ濃度を０．０３５％未満と
し、（１）式で表される有効Ｃａ比を１．７以上とす
る。 有効Ｃａ比＝{(％Ｃａ)(１−９８（％Ｏ))｝／（％Ｓ） ………（１）
起割れを防止する条件として、Ｍｎの濃度が平均Ｍｎ濃
度の１．３２以上の領域をＭｎスポット偏析部と定義し
た場合、Ｍｎスポット偏析部のサイズ（圧延方向に直角
な方向の長さ、即ちＭｎスポット偏析部の幅）を５００
μｍ未満、かつ、偏析部のＰ濃度を０．０３５％未満と
し、（１）式で表される有効Ｃａ比を１．７以上とす
る。 有効Ｃａ比＝{(％Ｃａ)(１−９８（％Ｏ))｝／（％Ｓ） ………（１）
【００２４】
【実施例】表１に化学成分を示す鋼を溶製し、連続鋳造
でスラブを製造し、厚板圧延を実施後、ＵＯＥ鋼管に造
管した。鋼管のサイズは、外径が約３０インチ、管厚が
約２０mmで、各鋼管は成分により異なるがＡＰＩ規格Ｘ
６０からＸ７０を満足する。シーム溶接部から１８０°
離れた鋼管の母材部よりＮＡＣＥ規格ＴＭ０２８４に従
い浸漬試験片を作製し、ＮＡＣＥ規格ＴＭ０１７７−９
０ ＭｅｔｈｏｄＡの環境条件で、ＴＭ０２８４の手順
に従い、浸漬試験を実施した。
でスラブを製造し、厚板圧延を実施後、ＵＯＥ鋼管に造
管した。鋼管のサイズは、外径が約３０インチ、管厚が
約２０mmで、各鋼管は成分により異なるがＡＰＩ規格Ｘ
６０からＸ７０を満足する。シーム溶接部から１８０°
離れた鋼管の母材部よりＮＡＣＥ規格ＴＭ０２８４に従
い浸漬試験片を作製し、ＮＡＣＥ規格ＴＭ０１７７−９
０ ＭｅｔｈｏｄＡの環境条件で、ＴＭ０２８４の手順
に従い、浸漬試験を実施した。
【００２５】同一鋼管からの試験片は５本とした。浸漬
試験終了後、試験片を周波数２５MHz の超音波探傷装置
により走査し、試験片の幅×長さ２０００mm2 中、何％
の割合で水素誘起割れが生じているかを検出した値、Ｃ
ＡＲ（％）を求め、ＣＡＲ＝０をもって耐水素誘起割れ
性を有するとした。水素誘起割れが生じた場合、５本の
試験片のＣＡＲの平均値をその鋼管のＣＡＲとした。
試験終了後、試験片を周波数２５MHz の超音波探傷装置
により走査し、試験片の幅×長さ２０００mm2 中、何％
の割合で水素誘起割れが生じているかを検出した値、Ｃ
ＡＲ（％）を求め、ＣＡＲ＝０をもって耐水素誘起割れ
性を有するとした。水素誘起割れが生じた場合、５本の
試験片のＣＡＲの平均値をその鋼管のＣＡＲとした。
【００２６】また、割れの断面をＥＰＭＡで測定し、Ｍ
ｎスポット偏析サイズ、偏析部のＰ濃度を測定した。一
方、水素誘起割れが生じなかった場合は、電解チャージ
法により試験片に水素を侵入させ、生じた水素割れの断
面においてＭｎスポット偏析サイズ、偏析部のＰ濃度を
測定した。表１に示すように、本発明に従う条件では、
いずれの場合もＣＡＲ＝０％であり優れた耐水素誘起割
れ性が得られた。
ｎスポット偏析サイズ、偏析部のＰ濃度を測定した。一
方、水素誘起割れが生じなかった場合は、電解チャージ
法により試験片に水素を侵入させ、生じた水素割れの断
面においてＭｎスポット偏析サイズ、偏析部のＰ濃度を
測定した。表１に示すように、本発明に従う条件では、
いずれの場合もＣＡＲ＝０％であり優れた耐水素誘起割
れ性が得られた。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】しかし、比較例１及び２ではＭｎスポット
偏析サイズが、比較例３ではＭｎ量、Ｍｎスポット偏析
サイズが、比較例４では偏析部のＰ濃度が、比較例５で
はＭｎスポット偏析サイズ、偏析部のＰ濃度が、比較例
６ではＰ量と偏析部のＰ濃度が、比較例７では有効Ｃａ
比が、比較例８ではＣａ量と有効Ｃａ比が、比較例９で
はＳ量と有効Ｃａ比が本発明の範囲を逸脱するために、
それぞれ水素誘起割れが生じる。
偏析サイズが、比較例３ではＭｎ量、Ｍｎスポット偏析
サイズが、比較例４では偏析部のＰ濃度が、比較例５で
はＭｎスポット偏析サイズ、偏析部のＰ濃度が、比較例
６ではＰ量と偏析部のＰ濃度が、比較例７では有効Ｃａ
比が、比較例８ではＣａ量と有効Ｃａ比が、比較例９で
はＳ量と有効Ｃａ比が本発明の範囲を逸脱するために、
それぞれ水素誘起割れが生じる。
【００３１】
【発明の効果】本発明により、湿潤な硫化水素環境にお
ける耐水素誘起割れ性を有する、ＡＰＩグレードＸ６０
からＸ７０のラインパイプが得られるため、工業的効果
は著しく大きい。
ける耐水素誘起割れ性を有する、ＡＰＩグレードＸ６０
からＸ７０のラインパイプが得られるため、工業的効果
は著しく大きい。
【図１】偏析部Ｐ濃度とＭｎスポット偏析サイズの図表
である。
である。
【図２】水素誘起割れ率と有効Ｃａ比の図表である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０３〜０．０９％、 Ｓｉ：０．１〜０．６％、 Ｍｎ：１．１〜１．５％、 Ｐ ：０．０１５％以下、 Ｓ ：０．００１０％以下、 Ｎｂ：０．０１０〜０．０５０％、 Ａｌ：０．００５〜０．０５％、 Ｃａ：０．００２〜０．００４％ を含有し、 Ｔｉ：０．００５〜０．０２５％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｎｉ：１．０％以下、 Ｃｕ：１．０％以下、 Ｃｒ：１．０％以下、 Ｍｏ：０．５％以下 の一種または二種以上を含有し、残部が鉄及び不可避不
純物からなり、Ｍｎの濃度が平均Ｍｎ濃度の１．３２以
上の領域であるＭｎ偏析スポットの大きさが５００μｍ
未満、かつ偏析部のＰの濃度が０．０３５％未満、かつ
（１）式で計算される有効Ｃａ比が１．７以上であるこ
とを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた高強度ライン
パイプ。 有効Ｃａ比＝{(％Ｃａ)(１−９８（％Ｏ))｝／（％Ｓ） ………（１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4686893A JPH06256894A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4686893A JPH06256894A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06256894A true JPH06256894A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=12759328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4686893A Withdrawn JPH06256894A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06256894A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005186162A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-07-14 | Jfe Steel Kk | 耐サワー特性に優れた高靭性厚肉溶接鋼管 |
| KR100584748B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2006-05-30 | 주식회사 포스코 | 내 수소 유기 균열성이 우수한 라인 파이프용 연주 주편 |
| WO2010093057A1 (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | 新日本製鐵株式会社 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼板及び高強度ラインパイプ用鋼管 |
| WO2010093053A1 (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | 新日本製鐵株式会社 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼板及び高強度ラインパイプ用鋼管 |
| WO2013147197A1 (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 新日鐵住金株式会社 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼管及びこれに用いる高強度ラインパイプ用鋼板、並びにこれらの製造方法 |
| CN115386784A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-11-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种有效提高管线钢抗氢损伤性能的冶金方法 |
-
1993
- 1993-03-08 JP JP4686893A patent/JPH06256894A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100584748B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2006-05-30 | 주식회사 포스코 | 내 수소 유기 균열성이 우수한 라인 파이프용 연주 주편 |
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| WO2010093057A1 (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | 新日本製鐵株式会社 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼板及び高強度ラインパイプ用鋼管 |
| WO2010093053A1 (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | 新日本製鐵株式会社 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼板及び高強度ラインパイプ用鋼管 |
| JP2010209461A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-09-24 | Nippon Steel Corp | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼板及び高強度ラインパイプ用鋼管 |
| JP2010209460A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-09-24 | Nippon Steel Corp | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼板及び高強度ラインパイプ用鋼管 |
| KR101312901B1 (ko) * | 2009-02-12 | 2013-09-30 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 내수소 유기 균열성이 우수한 고강도 라인 파이프용 강판 및 고강도 라인 파이프용 강관 |
| WO2013147197A1 (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 新日鐵住金株式会社 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼管及びこれに用いる高強度ラインパイプ用鋼板、並びにこれらの製造方法 |
| CN115386784A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-11-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种有效提高管线钢抗氢损伤性能的冶金方法 |
| CN115386784B (zh) * | 2022-09-15 | 2023-08-01 | 哈尔滨工程大学 | 一种有效提高管线钢抗氢损伤性能的冶金方法 |
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