CN105358725B - 酸环境下使用的管线管用无缝钢管 - Google Patents

酸环境下使用的管线管用无缝钢管 Download PDF

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Abstract

提供用于酸环境下使用的管线管、屈服强度为400MPa以下、耐HIC性优异的无缝钢管。本实施方式的无缝钢管用于酸环境下使用的管线管。上述无缝钢管具备下述化学组成：按质量％计含有C：0.01～0.20％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.3～2.0％、P：0.02％以下、S：0.01％以下、Cr：0.02～0.2％、sol.Al：0.001～0.100％、O：0.0050％以下、N：0.0100％以下、Ca：0～0.0050％、Ti：0～0.012％和Nb：0～0.012％，剩余部分为Fe和杂质，并且所述无缝钢管具备按面积率计含有10～50％的铁素体、和0～不足5％的珠光体，剩余部分由回火贝氏体和/或回火马氏体组成的组织，粒径50μm以上的夹杂物个数为15个/100mm2以下，具有400MPa以下的屈服强度。

Description

酸环境下使用的管线管用无缝钢管
技术领域
本发明涉及无缝钢管。更具体而言，涉及在含有作为腐蚀性气体的硫化氢(H2S)的酸环境下使用的管线管用无缝钢管。
背景技术
原油、天然气含有湿润的硫化氢。这种环境称为酸环境。管线管搬送由油井、气井生产的原油、天然气。因此，管线管在酸环境下使用。对于这种酸环境下使用的管线管而言，起因于硫化氢的氢脆化成为问题。
氢脆化有硫化氢裂纹和氢致裂纹(Hydrogen Induced Cracking：以下称为HIC)。硫化氢裂纹在静态的外部应力下产生于钢材。HIC在没有外部应力的状态下产生于钢材。管线管与油井管相比更没有被施加静态的外部应力。因此，对于管线管而言，特别是要求耐HIC性。
已知通常钢的强度越高则越容易产生HIC。
提高管线管用钢材的耐HIC性的技术提出于日本特开昭54-110119号公报(专利文献1)、日本特公昭58-18967号公报(专利文献2)、日本特开昭52-111815号公报(专利文献3)、日本特开昭61-60866号公报(专利文献4)、日本特开2004-176172号公报(专利文献5)和日本特开2004-143593号公报(专利文献6)。
专利文献1中公开的管线管用钢含有Ca和Ce，将钢中的MnS球状化。专利文献1中记载了由此管线管用钢的耐HIC性提高。
专利文献2中公开的管线管用钢具有下述化学组成：含有Cu和Ni作为必须元素，进而满足Ca/S≥2.0。专利文献2中记载了由此管线管用钢的耐HIC性提高。
专利文献3中公开的管线管用钢材中，Mn、P和S等容易偏析的元素的含量降低，进而含有Cu、Ni、Cr和Mo等合金元素。专利文献3中记载了由此氢对钢中的侵入得到抑制、管线管用钢材的耐HIC性提高。
专利文献4中公开的管线管用钢材含有Ni、以及Cr和/或Mo。专利文献4中记载了由此氢对钢中的侵入得到抑制，管线管用钢材的耐HIC性提高。
专利文献5及6中公开的钢含有Mo、V作为必须元素，在贝氏体和马氏体的淬火组织的晶界析出铁素体，抑制晶界的脆化。专利文献5及6中记载了由此屈服强度为483MPa以上、可得到优异的耐HIC性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭54-110119号公报
专利文献2：日本特公昭58-18967号公报
专利文献3：日本特开昭52-111815号公报
专利文献4：日本特开昭61-60866号公报
专利文献5：日本特开2004-176172号公报
专利文献6：日本特开2004-143593号公报
以往如上所述认为若强度低则不易产生HIC。但是，本申请的发明人等调查的结果新发现，不仅强度高时，而且即使是屈服强度为400MPa以下的强度低时，也有可能产生HIC。以下在本说明书中，将屈服强度为400MPa以下的情况称为“低强度”，将屈服强度高于400MPa的情况称为“高强度”。
因此，对于低强度的无缝钢管而言，期待抑制HIC的产生。
发明内容
本发明的目的在于，提供用于酸环境下使用的管线管、屈服强度为400MPa以下、耐HIC性优异的无缝钢管。
本实施方式的无缝钢管，用于酸环境下使用的管线管。上述无缝钢管具备下述化学组成：按质量％计含有C：0.01～0.20％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.3～2.0％、P：0.02％以下、S：0.01％以下、Cr：0.02～0.2％、sol.Al：0.001～0.100％、O：0.0050％以下、N：0.0100％以下、Ca：0～0.0050％、Ti：0～0.012％和Nb：0～0.012％，剩余部分为Fe和杂质，并且所述无缝钢管具备按面积率计含有10～50％的铁素体、和0～不足5％的珠光体，剩余部分由回火贝氏体和/或回火马氏体组成的组织，粒径50μm以上的夹杂物个数为15个/100mm2以下，具有400MPa以下的屈服强度。
本实施方式的无缝钢管的化学组成可以含有Ca：0.0005～0.0050％。本实施方式的无缝钢管的化学组成可以含有选自由Ti：0.002～0.012％和Nb：0.002～0.012％组成的组中的一种以上。
本实施方式的无缝钢管，即使是400MPa以下的低强度、耐HIC性也优异。
附图说明
图1为用于说明团(cluster)状的夹杂物的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明人等对于低强度的无缝钢管中的HIC的产生进行调查以及研究，得到以下的发现。
(1)HIC由于以下的机理而产生。在钢中的粗大夹杂物的周围集积氢，形成HIC的起点。若由于起点的氢压力升高而材料屈服则生成龟裂。在龟裂前端进一步集积位错和氢。由此产生HIC。
对于低强度的无缝钢管而言，特别是容易产生作为HIC的一种的气泡(blister)。气泡为产生于钢材的表面附近、在钢材的轴向延伸的膨胀(裂纹)。即使通过后述的CAR试验得到的裂纹面积率CAR为0％，也有可能存在气泡。对于以往的高强度(高于400MPa的强度)的无缝钢管而言，即使产生气泡，也会由于强度高，而不会导致所输送的流体的泄漏等。因此，气泡没有特别成为问题。
但是，低强度的无缝钢管的情况下，存在在壁厚方向排列的多个气泡连接而生成大的裂纹(HIC)的情况。因此，对于低强度的无缝钢管而言，优选也抑制气泡的产生。
通常，对于低强度的无缝钢管而言，制管后直接自然冷却来制造。此时，无缝钢管的组织形成铁素体和珠光体的两相组织。并且屈服强度低的铁素体的比率多，因此铁素体屈服而容易产生HIC。
因此，本实施方式的无缝钢管，尽管强度低，也实施淬火以及回火。由此，钢中的铁素体的面积率(以下称为铁素体率)为50％以下。从而形成回火贝氏体和/或回火马氏体来替代铁素体。贝氏体和马氏体的强度高于铁素体，因此由于氢压力所导致的屈服得到抑制。因此，HIC(包含气泡)的产生得到抑制。
(2)本实施方式中，进而将组织中的珠光体的面积率(以下称为珠光体率)设为不足5％。珠光体率高时，容易产生HIC。作为其理由，认为为以下的事项。由于腐蚀反应形成的氢离子吸附于钢材表面，以原子状的氢形式侵入到钢内部。侵入到钢中的氢在构成珠光体相的碳化物周围扩散·集积。由于在碳化物的周围集积的氢的内压而产生内部裂纹。因此，局部具有珠光体相的钢的耐HIC性低。若珠光体率降低则耐氢脆化特性提高。特别是若珠光体率不足5％则即使是低强度，也得到优异的耐HIC性。
(3)HIC如上所述容易以夹杂物作为起点而产生。因此，钢中的粗大的夹杂物数优选少。本实施方式的化学组成的情况下，若粒径50μm以上的夹杂物(以下称为粗大夹杂物)的个数(粗大夹杂物数)N为15个/100mm2以下则HIC(包含气泡)的产生得到抑制。
基于以上的发现，完成了本实施方式的无缝钢管。以下对本实施方式的无缝钢管进行详细说明。
[化学组成]
本实施方式的无缝钢管具有以下的化学组成。
C：0.01～0.20％
碳(C)提高淬火性而提高钢的强度。若C含量过低则得不到上述效果。另一方面，本实施方式的无缝钢管作为管线管通过环焊与其它的无缝钢管连接。因此，若C含量过高则环焊的热影响区(HAZ)硬化而耐SSC性降低。进而若C含量过高则管线管用钢材中的焊接部的韧性降低。因此，C含量为0.01～0.20％。C含量的优选下限为高于0.01％，更优选为0.03％，进一步优选为0.05％。C含量的优选上限为不足0.20％，进一步优选为0.15％。
Si：0.05～0.50％
硅(Si)将钢脱氧。若Si含量过低则得不到该效果。另一方面，若Si含量过高则焊接热影响区的韧性降低。若Si含量过高则进而生成过量铁素体。因此，耐HIC性降低。因此，Si含量为0.05～0.50％。Si含量的优选下限为高于0.05％，更优选为0.10％，进一步优选为0.16％。Si含量的优选上限为不足0.50％，进一步优选为0.30％。
Mn：0.3～2.0％
锰(Mn)提高钢的淬火性而提高钢的强度。Mn进而提高钢的韧性。若Mn含量过低则得不到该效果。另一方面，若Mn含量过高则由于因Mn偏析所导致的钢的硬化、以及MnS的形成而容易产生HIC。因此，Mn含量为0.3～2.0％。Mn含量的优选下限为高于0.3％，进一步优选为0.5％。Mn含量的优选上限为不足2.0％，进一步优选为1.6％。
P：0.02％以下
磷(P)为杂质。P偏析而在钢中形成硬化组织。无缝钢管的情况下，硬化组织容易形成于钢管内表面附近，容易产生HIC。因此，P含量优选尽可能低。因此，P含量为0.02％以下。优选的P含量不足0.02％。
S：0.01％以下
硫(S)为杂质。S形成MnS。MnS形成HIC的起点。因此，S含量优选低。但是，S含量的降低花费成本。本实施方式的无缝钢管中，为了抑制制造成本，S含量为0.01％以下即可。本实施方式的无缝钢管中，即使S含量高于0.003％来含有，若具有后述的组织则也表现出优异的耐HIC性。
Cr：0.02～0.2％
铬(Cr)提高钢的淬火性而将钢强化。若Cr含量过低则得不到该效果。另一方面，若Cr含量过高则生成过量铁素体而耐HIC性降低。若Cr含量过高则进而在钢中局部产生硬化组织、或者成为钢表面的不均匀的腐蚀的原因。因此，Cr含量为0.02～0.2％。Cr含量的优选下限为高于0.02％，进一步优选为0.05％。Cr含量的优选上限为不足0.2％。
sol.Al：0.001～0.100％
铝(Al)将钢脱氧。若Al含量过低则脱氧不充分，在钢坯产生表面缺陷等而导致硬质的劣化。另一方面，若Al含量过高则铸坯产生裂纹等。因此，Al含量为0.001～0.100％。Al含量的优选下限为高于0.001％。Al含量的优选上限为不足0.100％，进一步优选为0.07％。本说明书中，Al含量指的是酸可溶Al(sol.Al)的含量。
O：0.0050％以下
氧(O)为杂质。O形成粗大的氧化物或氧化物的团而钢的韧性和耐HIC性降低。因此，O含量优选尽可能低。因此，O含量为0.0050％以下。优选的O含量为0.0030％以下。
N：0.0100％以下
氮(N)为杂质。N形成粗大的氮化物而钢的韧性和耐SSC性降低。因此，N含量优选低。因此，N含量为0.0100％以下。优选的N含量为0.006％以下。
本实施方式的无缝钢管的化学组成的剩余部分由Fe和杂质组成。在此所称的杂质指的是由作为钢的原料利用的矿石、废料、或制造过程的环境等混入的元素。本实施方式中，Mo、V、Cu和Ni为杂质。即使不使用这些合金元素，本实施方式的无缝钢管也表现出优异的耐HIC性。
[关于选择元素]
本实施方式的无缝钢管可以还含有Ca。
Ca：0～0.0050％
钙(Ca)为选择元素。Ca抑制浇铸时的中间包喷嘴堵塞。Ca进而控制MnS的形态而提高钢的耐蚀性。若Ca含量过低则得不到该效果。另一方面，若Ca含量过高则夹杂物形成团，钢的韧性和耐HIC性降低。因此，Ca含量为0～0.0050％。Ca含量的优选下限为0.0005％。Ca含量的优选上限不足0.0050％。
本实施方式的无缝钢管可以还含有选自由Ti和Nb组成的组中的一种以上。这些元素都使钢进行晶粒细化。
Ti：0～0.012％
钛(Ti)为选择元素。Ti与Nb同样地与C和N结合而形成碳氮化物，通过钉扎(pinning)效果，使钢进行晶粒细化。通过晶粒细化，晶界增加，因此气泡等HIC的裂纹的进展被晶界阻止。因此，耐HIC性提高。但是，若Ti含量过高则TiN粗化。此时，粗大的TiN形成HIC的起点，耐HIC性降低。因此，Ti含量为0～0.012％。Ti含量的优选下限为0.002％，进一步优选为0.005％。Ti含量的优选上限为0.010％以下。
Nb：0～0.012％
铌(Nb)固溶于铁素体而提高钢的强度。Nb进而与C和N结合而形成碳氮化物，通过钉扎效果，使钢进行晶粒细化。另一方面，若Nb含量过高则形成粗大的Nb碳氮化物。粗大的Nb碳氮化物形成HIC的起点。因此，Nb含量为0～0.012％。Nb含量的优选下限为0.002％。Nb含量的优选上限为0.010％以下。
[组织]
本实施方式的无缝钢管的组织按面积率计含有10～50％的铁素体、和0～不足5％的珠光体，剩余部分由回火贝氏体和/或回火马氏体组成。
在此，铁素体的面积率(铁素体率)和珠光体的面积率(珠光体率)通过以下的方法求出。在无缝钢管的与轴向垂直的断面中，在外表面、壁厚中央、内表面各选择1个视野的160μm×120μm的观察区域。采集包含各观察区域的样品。对各样品的包含观察区域的面(称为观察面)进行研磨。使用硝酸乙醇腐蚀液，将进行了研磨的观察面蚀刻。使用光学显微镜(观察视野：160μm×120μm、观察倍率500倍)，特定观察面内的观察区域中的铁素体和珠光体。所特定的铁素体的面积率(％)和珠光体的面积率(％)通过点计数法测定。所测得的铁素体的面积率和珠光体的面积率的平均分别定义为无缝钢管的铁素体率(％)、珠光体率(％)。
本实施方式的无缝钢管的组织中，铁素体率为50％以下，作为铁素体以外的其它的相，形成回火贝氏体和/或回火马氏体。因此，可以抑制起因于强度低的铁素体屈服的HIC产生。上述组织中，可以不包含珠光体。也就是说，珠光体率可以为0％。
进而，如上所述容易产生裂纹的珠光体的面积率为0～不足5％，因此不易产生HIC，可得到优异的耐HIC性。进而，铁素体率为10％以上，因此晶界的脆化得到抑制。因此，即使钢产生微小的破坏，该龟裂的伸展也会得到抑制，可得到优异的耐HIC性。
[粗大夹杂物数]
本实施方式的无缝钢管中，进而钢中的夹杂物中具有50μm以上粒径的夹杂物(粗大夹杂物)的个数为15个/100mm2以下。
如上所述，即使形成HIC的产生起点的铁素体和珠光体的面积率得到抑制，若很多粗大夹杂物残留于钢中则也会存在将粗大夹杂物的界面作为起点而产生HIC(包含气泡)的情况。因此，粗大夹杂物的个数优选少。
本实施方式的无缝钢管中，若粗大夹杂物数N为15个/100mm2以下则不易产生以粗大夹杂物作为起点的HIC。
夹杂物的粒径和个数利用以下的方法测定。在无缝钢管的平行于轴向的任意的断面中，采集样品。样品包括包含壁厚中央的面积为100mm2的观察区域。对于包括观察区域的面(观察面)进行镜面研磨。进行了研磨的各样品的观察面的观察区域内的夹杂物(硫化物系夹杂物(MnS等)、氧化物系夹杂物(Al2O3等)和碳氮化物的夹杂物)利用光学显微镜特定。具体而言，在观察区域中，基于光学显微镜的对比度和形状，特定氧化物系夹杂物、硫化物系夹杂物和碳氮化物的夹杂物。
对于所特定的各夹杂物(氧化物系夹杂物、硫化物系夹杂物和碳氮化物的夹杂物)的粒径进行测定。本说明书中，粒径指的是将夹杂物与母相的界面上的不同两点连接而成的直线中最大的直线(μm)。其中，团状的颗粒组看作一个夹杂物来确定粒径。更具体而言，对于3个以上的颗粒组而言，如图1所示，规定各颗粒的中心轴。相邻的颗粒的中心轴方向中的最短距离定义为间隔d(μm)。进而，相邻的颗粒的中心轴之间的距离定义为中心间距离s(μm)。以间隔d为40μm以下、中心间距离s为10μm以下的方式存在的情况下，这些颗粒组看作一个夹杂物。上述团状的颗粒组看作一个夹杂物的判断手法与JIS G0555(2003)5.2.3相同。粒径50μm以上的夹杂物特定为粗大夹杂物。
在各观察区域中，对粗大夹杂物的总数进行计数。接着求出全部观察区域中的粗大夹杂物的总数TN。基于所求出的总数TN，利用以下的式(A)，求出每100mm2的粗大夹杂物数N(个/100mm2)。
N＝TN/观察区域的总面积(A)
[制造方法]
对本实施方式的酸环境下使用的管线管用无缝钢管的制造方法的一例进行说明。
将上述的化学组成的钢熔炼，利用周知的方法精炼。接着，通过连续铸造法将钢液形成连续铸造材料(板坯、大方坯或小方坯)。
[连续铸造工序]
连续铸造时，冷却速度优选快。另外优选采用中间包加热器等，控制浇铸温度来实现大型夹杂物的漂浮分离的促进。由此，可以将粗大夹杂物数N控制于15个/100m2以下。
具体而言，使得中间包内的钢液保持温度为1540℃以上。此时，中间包中，粗大夹杂物聚集而漂浮、由钢去除。另外，将由1500℃到1200℃的温度范围的冷却速度设为50℃/分钟以上，防止夹杂物粗化，进行均匀地微细分散。
[制管工序]
连续铸造材料为板坯或大方坯的情况下，对连续铸造材料进行热加工而制造小方坯。例如将板坯、大方坯开坯，制造小方坯。
接着，将小方坯进行热制管，制造无缝钢管。具体而言，利用加热炉对小方坯进行加热。对于由加热炉抽出的小方坯实施热加工，制造无缝钢管。具体而言，实施基于曼内斯曼法的穿轧，制造管坯。对于所制造的管坯，进而通过芯棒式无缝管轧机、减径机、定径机等实施拉伸轧制以及定径轧制，制造无缝钢管。
对于所制管的无缝钢管，在以下的条件下实施淬火处理以及回火处理。
[淬火处理]
本实施方式中，通过淬火处理，降低组织中的铁素体率和珠光体率，生成贝氏体和/或马氏体。淬火温度设为A1点以上、冷却速度设为5℃/s以上。
淬火温度为A1点以上的情况下，淬火温度下的钢的组织由铁素体和奥氏体这两相组成。对于本实施方式的无缝钢管而言，若由形成两相范围的温度范围以上述冷却速度进行淬火则足够。即使是这种情况下，也可以有效地抑制成为HIC的产生主要原因的铁素体和珠光体。
将进行了热加工的无缝钢管直接淬火的情况下，淬火温度的下限为Ar1点。另一方面，将进行了热加工的无缝钢管暂时冷却后、加热至淬火温度进行淬火的情况，或者将进行了热加工的无缝钢管装入到补热炉、加热至淬火温度的情况下，淬火温度的下限为Ac1点。
优选淬火温度的下限为A3点。具体而言，将热加工后的无缝钢管直接淬火的情况下，优选的淬火温度的下限为Ar3点。将热加工后的无缝钢管暂时冷却后、加热至淬火温度进行淬火的情况，或者将热加工后的无缝钢管装入到补热炉、加热至淬火温度进行淬火的情况下，优选的淬火温度的下限为Ac3点。此时，淬火温度下的钢的组织形成奥氏体单相，因此可以进一步抑制铁素体和珠光体的生成，可以提高屈服强度。
优选的淬火温度的上限为980℃，进一步优选为950℃。此时，可以抑制晶粒粗化、韧性显著变差。因此钢的韧性提高。
[回火处理]
本实施方式中，回火处理中的回火温度设为Ac1点以下。进而，回火处理时，为了抑制珠光体生成，利用下式(1)定义的回火参数PL设为不足19500。
PL＝(T+273)×(21.3-5.8×C+log(t)) (1)
在式(1)中的T代入回火温度(℃)，在C代入无缝钢管的碳含量(％)。在t代入回火温度T(℃)时的保持时间(均热时间、单位为hr(小时))。
回火参数PL为19500以上的情况下，钢中的贝氏体和马氏体的一部分形成奥氏体。因此，均热后的冷却时，由奥氏体生成珠光体。其结果，钢中的珠光体的面积率为5％以上。
若回火参数PL不足19500则在回火处理时可以抑制珠光体生成。因此，本实施方式的无缝钢管的组织中，可以使得珠光体率不足5％。
通过以上的制造条件制造的本实施方式的无缝钢管，即使是低强度，也具有优异的耐HIC性。
实施例
将表1所示的钢A～钢Z熔炼。
表1中的“-”表示实质上为“0”％(杂质水平)。参照表1可知，钢A～钢Z的化学组成都处于本实施方式的无缝钢管的化学组成的范围内。
使用各钢液，通过连续铸造法，制造表2所示的多个小方坯。
连续铸造时的中间包内的钢液的温度如表2(参照“中间包温度”栏)所记载。需要说明的是，连续铸造中，钢温度处于1500℃～1200℃的温度范围内时的冷却速度，任意一编号都为50℃/分钟以上。使用所制造的小方坯制造无缝钢管。具体而言，将小方坯加热到1100℃后，使用穿孔机(piercer)制造管坯。然后，通过芯棒式无缝管轧机实施拉伸轧制，通过减径机实施定径轧制，制造具有表2所示的外径和壁厚的编号1～40的无缝钢管。
对于所制造的各编号的无缝钢管，根据需要实施表2所示的热处理(正火处理、淬火以及回火处理)。在表2中的对应于编号的“正火”栏记载温度(℃)的情况下，表示对于该编号的无缝钢管在表2的“N温度”中记载的正火温度下实施正火处理(normalize处理)。在表2中的“淬火”栏以及“回火”栏记载数值的情况下，意味着对于所对应编号的无缝钢管而言，在淬火栏的“Q温度”中记载的淬火温度(℃)下实施淬火，在回火栏的“T温度”中记载的回火温度(℃)下保持“T时间”中记载的均热时间(分钟)实施回火。需要说明的是，实施了淬火时的冷却速度都为5℃/s以上。在“PL”栏记载所对应的编号的回火参数PL。需要说明的是，实施了淬火的情况下，淬火时的冷却速度都为5℃/s以上。
在“正火”栏、“淬火”栏和“回火”栏记载“-”的情况下，指的是没有实施所对应的热处理。在“正火”栏、“淬火”栏和“回火”栏都记载“-”的情况下，意味着所对应编号的无缝钢管，制管后没有进行热处理而被冷却至常温(也就是说，为轧制原样材料)。
对于在以上条件下制造的无缝钢管实施以下试验。
[组织观察试验]
通过上述试验方法，利用光学显微镜特定各编号的无缝钢管的组织(铁素体、珠光体、贝氏体和/或马氏体)。进而通过点计数法，求出铁素体率(％)、珠光体率(％)。
[粗大夹杂物数测定试验]
通过上述测定方法，求出各编号的无缝钢管的粗大夹杂物数N。
[屈服强度试验]
由各编号的无缝钢管分别采集具有外径6.35mm、长度25.4mm的平行部的圆棒拉伸试验片。平行部与无缝钢管的轴向平行。使用所采集的圆棒拉伸试验片，在常温(25℃)下进行拉伸试验，求出屈服强度YS(总伸长率0.5％)(MPa)。
[CAR评价试验]
由各编号的无缝钢管，从由最外表面起去除1mm以下、由最内表面起去除1mm以下的全部壁厚位置采集试验片(厚度12～30mm、宽度20mm、长度100mm)。试验片具有相当于无缝钢管的外表面和内表面的一对表面。
使用所采集的试验片，进行根据通过美国防腐工程师协会(NACE、NationalAssociation of Corrosion Engineers)International规定的NACE TM0284-2011的HIC试验。准备初始pH为2.7、含有5wt％NaCl+0.5wt％CH3COOH、用H2S分压为1bar(巴)的气体饱和了的25℃的乙酸水溶液作为试验液。在所准备的试验液中浸渍试验片96小时。
产生于试验后的各试验片的HIC的面积通过超声波探伤法测定，通过式(B)求出裂纹面积率CAR(％)。需要说明的是，式(B)中的试验片的面积设为20mm×100mm。作为标准测定条件，设为A示波器中得到B1回声80％以上的声压的情况下，反射回声为20％以上的情况认定为HIC。
裂纹面积率CAR＝产生于试验片的HIC的面积/试验片的面积(B)
进而，通过以下的方法，对产生于试验后的试验片的气泡个数(个/20cm2)进行计数。肉眼观察试验后的试验片的表面(相当于无缝钢管的内表面和外表面的20mm宽度×100mm长度的两面)。接着，对产生于上述表面的气泡总数进行计数，求出气泡个数(个/20cm2)。
[试验结果]
参照表2可知，对于编号1～10、22、23、29、30、38及39而言，化学组成合适，实施了淬火以及回火。进而，浇铸时的中间包温度、淬火温度、回火温度也合适，回火参数PL也合适。因此，屈服强度不足400MPa，组织中的铁素体率和珠光体率合适。进而，粗大夹杂物数N也为15个/100mm2以下。其结果，裂纹面积率CAR都为0％，气泡个数也为0个/20cm2。因此，这些编号得到优异的耐HIC性。
需要说明的是，对于编号38而言，虽然淬火温度为两相范围，但是组织中的铁素体率和珠光体率合适。因此，裂纹面积率CAR为0％，气泡个数为0个/20cm2。
另一方面，对于试验编号11～16、20、21、28、34、36及37而言，虽然化学组成合适，但是没有实施淬火回火，制管后自然冷却至常温。因此，组织内的珠光体率为5％以上。因此，裂纹面积率CAR都高、为0.2％以上，确认了HIC的产生。进而，气泡个数也为5个/20cm2以上。
需要说明的是，对于编号11及36而言，中间包温度过低、低于1540℃。因此粗大夹杂物数N超过15个/100mm2。
对于试验编号17～19、27及35而言，虽然化学组成合适，但是没有实施淬火回火，制管后实施了正火处理。因此，组织内的珠光体率为5％以上。因此，裂纹面积率CAR都高、为0.2％以上。进而，气泡个数为5个/20cm2以上。
需要说明的是，对于编号35而言，中间包温度过低、低于1540℃。因此，粗大夹杂物数N超过15个/100mm2。
对于试验编号24～26、31～33而言，虽然化学组成合适、实施了淬火回火处理，但是回火参数PL为19500以上。因此，虽然组织含有铁素体、以及贝氏体和/或马氏体，但是珠光体比率为5％以上。其结果，裂纹面积率为0.2％以上，气泡个数为5个/20cm2以上。
对于试验编号40而言，虽然化学组成合适、实施淬火回火处理、回火参数PL不足19500，但是中间包温度过低、低于1540℃。因此，粗大夹杂物数N超过15个/100mm2。因此，虽然裂纹面积率CAR为0％，但是气泡个数为5个/20cm2以上，耐HIC性低。
以上对本发明的实施方式进行了说明。但是，上述实施方式不过是用于实施本发明的例示。因此，本发明不被上述实施方式所限定，在不脱离其宗旨的范围内可以将上述实施方式适当变更来实施。

Claims (3)

1.一种酸环境下使用的管线管用无缝钢管，其具备下述化学组成：
按质量％计由
C：0.01～0.20％、
Si：0.05～0.50％、
Mn：0.3～2.0％、
P：0.02％以下、
S：0.01％以下、
Cr：0.02～0.2％、
sol.Al即酸可溶性Al：0.001～0.100％、
O：0.0050％以下、
N：0.0100％以下、
Ca：0～0.0050％、
Ti：0～0.012％、
Nb：0～0.012％、和，
剩余部分：Fe和杂质组成，
并且所述无缝钢管具备按面积率计含有10～50％的铁素体、和0～不足5％的珠光体，剩余部分由回火贝氏体和/或回火马氏体组成的组织，
粒径50μm以上的夹杂物个数为15个/100mm2以下，
具有400MPa以下的屈服强度。
2.根据权利要求1所述的管线管用无缝钢管，其中，所述化学组成含有Ca：0.0005～0.0050％。
3.根据权利要求1或2所述的管线管用无缝钢管，其中，所述化学组成含有选自由Ti：0.002～0.012％和Nb：0.002～0.012％组成的组中的1种以上。
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