JP2001316772A - 大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼Info
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Abstract
により、1000℃前後で良好な熱間加工性を得、この
ことにより湿潤炭酸ガスと湿潤硫化水素の両者を含む環
境で使用可能であり、溶接性、熱間加工性に優れ、しか
も大径鋼管で輸送効率がよく良好な大径シームレス鋼管
用マルテンサイト性ステンレス鋼を提供する。 【解決手段】質量%で、C:0.02%以下、Si:
0.1−0.3%,Mn0.1−0.3%,P:0.0
2%以下、S:0.002%以下、Cr:10−13
%,Ni:5−8%,Mo:1.5−3%,N:0.0
2%以下で、C+N:0.02−0.04%を満足し、
残部が実質的にFeと不可避不純物からなるマルテンサ
イト系ステンレス鋼大径シームレス鋼。
Description
よび湿潤硫化水素を含む環境下で用いられるラインパイ
プ等に適する溶接性に優れた大径シームレス鋼管用マル
テンサイト系ステンレス鋼に関する。
用いられる鋼材には、使用環境に応じた耐食性と現地溶
接性に優れていることが要求され、X50、X65グレ
ードの炭素鋼銅管が用いられることが多かった。
環境が増加し、耐食性の観点から、ステンレス鋼の使用
が検討されるようになってきた。しかし、既存のステン
レス鋼はラインパイプとして必ずしも充分な特性ではな
く、新たな開発が望まれてきた。すなわち、湿潤炭酸ガ
ス、湿潤硫化水素を含む環境に対して良好な耐食性を有
する0.2%C〜13%Cr鋼は溶接を必要としない油
井管であり、溶接割れ防止のためには高い予熱、後熱処
理温度を必要とし、現地溶接性が重視されるパイプライ
ン用としては適当でなかった。また、22%または25
%Cr等の2相系ステンレス鋼は予熱、後熱処理は必要
ないものの高価であり、大量の鋼材を必要とするパイプ
ラインには使用し難い。このため、特開平6−1009
43号公報、特開平4−268018号公報、特開平8
−100235号公報、特開平8−100236号公報
などでは、C量を低下させた13%Cr鋼を提案してい
る。これらの鋼は通常シームレスまたはUOE鋼管とし
て供給され、シームレス鋼管の場合、耐圧性能に優れて
いるが最大径40.64cm(16inch)外径まで
の製造が可能でいあり、UOE鋼管の場合、耐圧性能は
シームレス鋼管に比べ劣るが、最小外径が50.8cm
(20inch)である。径が大きい鋼管の方が輸送効
率が向上し、安価に原油を輸送することが可能である
が、湿潤炭酸ガスと湿潤硫化水素の両者を含む環境での
耐食性と現地溶接性を同時に充分な性能で満足し、しか
も大径鋼管で輸送効率が良く耐圧性能が良好な鋼の要求
に応えられる鋼はなかった。
スと浸潤硫化水素の両者を含む環境で使用可能であり、
溶接性、熱間加工性に優れ、しかも大径鋼管で輸送効率
が良く耐圧性能が良好な大径シームレス鋼管用マルテン
サイト系ステンレス鋼を提供するものである。
を解決するため、大径シームレス鋼管の製造可能なエク
スパンドミルの主たる圧延温度である1000℃前後に
おける熱間加工性を向上させる手法を種々検討した。そ
の結果、PおよびSを所定値以下に低減すれば、100
0℃前後で良好な熱間加工性を得られることがわかり、
以下のような大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ス
テンレス鋼を完成した。
i:0.1〜0.3%、Mn:0.1〜0.3%、P:
0.02%以下、S:0.002%以下、Cr:10〜
13%、Ni:5〜8%、Mo:1.5〜3%、N:
0.02%以下で、C+N:0.02〜0.04%を満
足し、残部がFeと不可避不純物からなる大径シームレ
ス鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼。
i:0.1〜0.3%、Mn:0.1〜0.3%、P:
0.02%以下、S:0.002%以下、Cr:10〜
13%、Ni:5〜8%、Mo:1.5〜3%、N:
0.02%以下、さらにW:0.1〜3%、Cu:0.
1〜3%の1種または2種を含有し、C+N:0.02
〜0.04%を満足し、残部がFeと不可避不純物から
なる大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ステンレス
鋼。
i:0.1〜0.3%、Mn:0.1〜0.3%、P:
0.02%以下、S:0.002%以下、Cr:10〜
13%、Ni:5〜8%、Mo:1.5〜3%、N:
0.02%以下、さらにTi:0.01〜0.1%、N
b:0.01〜0.1%の1種または2種を含有し、C
+N:0.02〜0.04%を満足し、残部がFeと不
可避不純物からなる大径シームレス鋼管用マルテンサイ
ト系ステンレス鋼。
i:0.1〜0.3%、Mn:0.1〜0.3%、P:
0.02%以下、S:0.002%以下、Cr:10〜
13%、Ni:5〜8%、Mo:1.5〜3%、N:
0.02%以下、さらにW:0.1〜3%、Cu:0.
1〜3%の1種または2種、Ti:0.01〜0.1
%、Nb:0.01〜0.1%の1種または2種を含有
し、C+N:0.02〜0.04%を満足し、残部がF
eと不可避不純物からなる大径シームレス鋼管用マルテ
ンサイト系ステンレス鋼。
0.64〜66.04cm(16〜26インチ)の大径
シームレス鋼管に有効である。
理由と添加範囲の限定理由を述べる。
が、過剰に添加すると耐食性に有効なCr量を減少させ
る。また、溶接熱影響部硬さを上昇させ、溶接後熱処理
が必要となるため上限を0.02%とする。
く、一方、過剰に添加されるとデルターフェライトが晶
出するので、相バランスを保つため、Niの増量が必要
となるため、上限を0.3%とする。
その効果がなく、熱間加工性も低下する。一方、過剰に
添加すると炭酸ガス、硫化水素環境下での耐食性が低下
するため上限を0.3%とする。
性に影響を与えないが、さらに、良好な熱間加工性を得
るために0.02%以下に制限する。
性に影響を与えないが、さらに、良好な熱間加工性を得
るために0.002%以下に制限する。
あるが、10%未満ではその効果が得られない。含有量
の増加に従い、耐食性は向上するが、強力なフェライト
生成元素であり、マルテンサイト組織とするため高価な
オーステナイト生成元素であるNiの増量が必要となる
ので、上限を13%とする。
5%未満ではフェライト相が多くなり、靱性、耐食性を
損なう。一方、8%を超えると高価な元素なため、経済
性が低下するので、含有量範囲を5〜8%とする。
果が充分でない。フェライト生成元素のため、3%を超
えて添加すると相バランスを保つため、高価なNiの増
量が必要となるため、上限を3%とする。
が、過剰に添加すると耐食性に有効なCr量を減少させ
る。また、溶接熱影響部硬さを上昇させ、溶接後熱処理
が必要となるため上限を0.02%とする。
合は0.1%未満では効果が充分でなく、3%を超える
と熱間加工性が劣化するので0.1〜3%とする。
1〜0.1% いずれも鋼中のCと炭化物を形成し、結晶粒を微細化す
る効果により、強度と靱性を向上させる元素であるが、
添加する場合は0.01%未満では効果が充分でなく、
0.1%を超えると効果が飽和するので0.01〜0.
1%とする。
が、本発明ではさらにC+Nについて規定する。所定強
度を得るために0.02%以上とし、溶接熱影響部の硬
さを抑制するため0.04%以下とする。
炉、電気炉またはそれらの合わせ湯等、いずれの方法で
溶製しても良い。溶製後、連続鋳造機または鋳型でビレ
ットとするか、鋼塊を熱間圧延でビレットとした後、熱
間圧延で鋼管に加工し、熱処理にて目標の強度を得る。
熱処理は加工後の冷却や焼準により変態マルテンサイト
組織とした後、焼戻しにより強度の調整を行なうと良
い。
わせ湯にて溶製後、連続鋳造機でビレットとした後、プ
ラグミルにより熱間で40.64cm(16inch)
外径の鋼管に加工する。その後、エキスパンドミルによ
り熱間で50.8cm(20inch)外径の鋼管に加
工し、熱処理にて目標の強度を得る。熱処理は加工後の
冷却により変態マルテンサイト組織とした後、焼戻しに
より強度の調整を行なった。圧延後の表面性状を観察
し、手入れの不要な場合を合格とした。さらに、これら
鋼管の耐食性、溶接性の調査を実施した。湿潤硫化水素
に対する耐食性を評価する試験としての耐応力腐食割れ
試験(耐SSC試験)はNACE TM0177の試験
方法に準拠した。耐力の90%の応力を負荷した試験片
を常温にて、0.01atmの硫化水素を飽和させたp
H=4.5の25%NaCl水溶液中に720時間漬
け、破断しない場合を合格とした。溶接性試験は二相系
ステンレス鋼の溶接棒を用いてManual TIGに
て溶接した時の熱影響部の硬さを測定し、その硬さが、
350Hv以下を合格とした。
A、Bは、圧延後良好な表面性状を示し、手入れの必要
がない。また、耐食性、溶接性の試験においても、本発
明鋼は良好な成績を示し、合格であった。
湿潤炭酸ガスと湿潤硫化水素の両者を含む環境で優れた
耐食性を示し、溶接性、熱間加工性に優れ、しかも大径
鋼管で輸送効率が良く耐圧性能が良好なマルテンサイト
系ステンレス鋼が得られ、石油、天然ガス用ラインパイ
プに使用でき、工業上著しい効果を有する。
Claims (5)
- 【請求項1】 質量%で、C:0.02%以下、Si:
0.1〜0.3%、Mn:0.1〜0.3%、P:0.
02%以下、S:0.002%以下、Cr:10〜13
%、Ni:5〜8%、Mo:1.5〜3%、N:0.0
2%以下で、C+N:0.02〜0.04%を満足し、
残部が実質的にFeと不可避不純物からなる大径シーム
レス鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項2】 質量%で、C:0.02%以下、Si:
0.1〜0.3%、Mn:0.1〜0.3%、P:0.
02%以下、S:0.002%以下、Cr:10〜13
%、Ni:5〜8%、Mo:1.5〜3%、N:0.0
2%以下、さらにW:0.1〜3%、Cu:0.1〜3
%の1種または2種を含有し、C+N:0.02〜0.
04%を満足し、残部が実質的にFeと不可避不純物か
らなる大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ステンレ
ス鋼。 - 【請求項3】 質量%で、C:0.02%以下、Si:
0.1〜0.3%、Mn:0.1〜0.3%、P:0.
02%以下、S:0.002%以下、Cr:10〜13
%、Ni:5〜8%、Mo:1.5〜3%、N:0.0
2%以下、さらにTi:0.01〜0.1%、Nb:
0.01〜0.1%の1種または2種を含有し、C+
N:0.02〜0.04%を満足し、残部が実質的にF
eと不可避不純物からなる大径シームレス鋼管用マルテ
ンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項4】 質量%で、C:0.02%以下、Si:
0.1〜0.3%、Mn:0.1〜0.3%、P:0.
02%以下、S:0.002%以下、Cr:10〜13
%、Ni:5〜8%、Mo:1.5〜3%、N:0.0
2%以下、さらにW:0.1〜3%、Cu:0.1〜3
%の1種または2種、Ti:0.01〜0.1%、N
b:0.01〜0.1%の1種または2種を含有し、C
+N:0.02〜0.04%を満足し、残部が実質的に
Feと不可避不純物からなる大径シームレス鋼管用マル
テンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項5】 外径が40.64〜66.04cm(1
6〜26インチ)である請求項1〜4のいずれかに記載
のマルテンサイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000130942A JP3529701B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼 |
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JP2000130942A JP3529701B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001316772A true JP2001316772A (ja) | 2001-11-16 |
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JP2000130942A Expired - Lifetime JP3529701B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼 |
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JP (1) | JP3529701B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113584407A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强度耐高温腐蚀马氏体不锈钢及其制造方法 |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130942A patent/JP3529701B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN113584407A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强度耐高温腐蚀马氏体不锈钢及其制造方法 |
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