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

Publication number
JP2001316772A
JP2001316772A JP2000130942A JP2000130942A JP2001316772A JP 2001316772 A JP2001316772 A JP 2001316772A JP 2000130942 A JP2000130942 A JP 2000130942A JP 2000130942 A JP2000130942 A JP 2000130942A JP 2001316772 A JP2001316772 A JP 2001316772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
martensitic stainless
stainless steel
large diameter
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000130942A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3529701B2 (ja
Inventor
Shuji Hashizume
修司 橋爪
Kazuo Yamazaki
一男 山▲崎▼
Toshio Suzuki
敏雄 鈴木
Yusuke Minami
雄介 南
Tatsuo Ono
達雄 小野
Cumino Giuseppe
クミノ・ギウセッペ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalmine SpA
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Dalmine SpA
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalmine SpA, NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical Dalmine SpA
Priority to JP2000130942A priority Critical patent/JP3529701B2/ja
Publication of JP2001316772A publication Critical patent/JP2001316772A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3529701B2 publication Critical patent/JP3529701B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】P及びSの添加量を所定値以下に低減すること
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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、湿潤炭酸ガス、お
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。
【0002】
【従来の技術】石油、天然ガスの輸送用パイプラインに
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。
【0003】近年、湿潤炭酸ガス、湿潤硫化水素を含む
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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、湿潤炭酸ガ
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。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
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。
【0006】1.質量%で、C:0.02%以下、S
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。
【0007】2.質量%で、C:0.02%以下、S
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。
【0008】3.質量%で、C:0.02%以下、S
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。
【0009】4.質量%で、C:0.02%以下、S
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。
【0010】そして、これらの方法は、特に、外径が4
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。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各添加成分の添加
理由と添加範囲の限定理由を述べる。
【0012】C:0.02%以下 鋼中のCrと炭化物を形成し、強度を高める元素である
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。
【0013】Si:0.1〜0.3% 脱酸剤として添加されるが、0.1%以下では効果がな
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。
【0014】Mn:0.1〜0.3% 製鋼上、脱酸剤として添加されるが、0.1%以下では
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。
【0015】P:0.02%以下 Pは0.04%以下であれば、本発明の鋼が有する耐食
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。
【0016】S:0.002%以下 Sは0.01%以下であれば、本発明の鋼が有する耐食
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。
【0017】Cr:10〜13% 湿潤炭酸ガスを含む環境での耐食性向上に有効な元素で
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。
【0018】Ni:5〜8% マルテンサイト組織を得るために必要な元素であるが、
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。
【0019】Mo:1.5〜3% 耐食性に有効な元素であるが、1.5%未満ではその効
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。
【0020】N:0.02%以下 鋼中のCrと窒化物を形成し、強度を高める元素である
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。
【0021】W:0.1〜3%、Cu:0.1〜3% いずれも強度、耐食性に有効な元素であり、添加する場
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。
【0022】Ti:0.01〜0.1%、Nb:0.0
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。
【0023】C+N:0.02〜0.04% C、Nの個々の元素は上述した限定範囲内で添加される
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。
【0024】本発明鋼は、所定の成分範囲であれば、転
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。
【0025】
【実施例】表1に示す化学成分の鋼を転炉、電気炉の合
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。
【0026】表2に試験結果を示す。本発明鋼である
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。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山▲崎▼ 一男 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 敏雄 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 南 雄介 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小野 達雄 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 クミノ・ギウセッペ イタリア国、ダルミネ(ベルガモ)、ピア ッツァ・カドゥーティ・6 ルーリオ 1944 ヌメロ 1

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
JP2000130942A 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 Expired - Lifetime JP3529701B2 (ja)

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

Applications Claiming Priority (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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001316772A true JP2001316772A (ja) 2001-11-16
JP3529701B2 JP3529701B2 (ja) 2004-05-24

Family

ID=18639933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3529701B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
JP3529701B2 (ja) 2004-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6540922B1 (ja) 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP6540921B1 (ja) 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
WO2007023806A1 (ja) ラインパイプ用継目無鋼管およびその製造方法
WO2014112353A1 (ja) 油井用ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP2009007658A (ja) 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP6237873B2 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管
WO2017149571A1 (ja) 油井用低合金高強度継目無鋼管
JPWO2013161567A1 (ja) 継目無鋼管及びその製造方法
JP4529269B2 (ja) 耐食性および溶接性に優れたラインパイプ用高Crマルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法
JP4741528B2 (ja) 高温特性に優れた蒸気輸送配管用鋼板及び鋼管並びにそれらの製造方法
JP5640777B2 (ja) 溶接熱影響部の耐粒界応力腐食割れ性に優れたラインパイプ用Cr含有鋼管
JP3879723B2 (ja) 耐水素誘起割れ性に優れた高強度継目無鋼管およびその製造方法
JPH09194991A (ja) 耐サワー性と耐炭酸ガス腐食性とに優れた溶接鋼管
JP3509604B2 (ja) ラインパイプ用高Cr鋼管
JP3620319B2 (ja) 耐食性と溶接性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼
JP2008240021A (ja) ラインパイプ用ベンド管の製造方法およびラインパイプ用ベンド管
CN106695166A (zh) 超高强度抗腐蚀管线用气保焊丝
JP3491148B2 (ja) ラインパイプ用高強度高靱性継目無鋼管
JP3814836B2 (ja) 耐食性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法
JP3529701B2 (ja) 大径シームレス鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼
JP6152929B1 (ja) 油井用低合金高強度継目無鋼管
JP3451993B2 (ja) 耐硫化水素腐食性および耐炭酸ガス腐食性能に優れたCr含有油井管用鋼
WO2013161089A1 (ja) 溶接熱影響部の耐粒界応力腐食割れ性に優れたラインパイプ用Cr含有鋼管
JP4997695B2 (ja) 耐粒界応力腐食割れ性に優れたラインパイプ用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管円周溶接継手の製造方法およびラインパイプ用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管
JP6747628B1 (ja) 二相ステンレス鋼、継目無鋼管、および二相ステンレス鋼の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3529701

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080305

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110305

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120305

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term