JP2002137058A - 耐食性に優れた高強度油井鋼管継手の作製方法および高強度油井鋼管継手 - Google Patents
耐食性に優れた高強度油井鋼管継手の作製方法および高強度油井鋼管継手Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接接合による高強度油井管の製造方法を提
供する。 【解決手段】 鋼管を、質量％で、Ｃ：0.03％以下、S
i：0.70％以下、Mn：0.30〜2.00％、Cr：10.5〜15.0
％、Ni：7.0 ％以下、Ｎ：0.03％以下、Ｏ：0.01％以下
を含み、かつNb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちか
ら選ばれた１種または２種を含有する母材組成を有する
高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管の端部同士を円
周溶接するにあたり、溶接金属が質量％で、Ｃ＋Ｎ：0.
3 ％以下、Si：1.0 ％以下、Mn：2.5 ％以下、Cr：10.5
〜24.0％、Ni：8.0 ％以下、Nb：0.20％以下、Ｖ：0.20
％以下のうちから選ばれた１種または２種を含み、ある
いはさらにMo、Cu、Ti、Zr、Ｂ、Ｗ、Ca、REM 等を含有
する溶接金属組成となるように、溶接条件あるいはさら
に溶接材料を調整して行う。なお、母材組成にはさら
に、Mo、Cu、Ti、Zr、Ｂ、Ｗ、Caを含有してもよい。
供する。 【解決手段】 鋼管を、質量％で、Ｃ：0.03％以下、S
i：0.70％以下、Mn：0.30〜2.00％、Cr：10.5〜15.0
％、Ni：7.0 ％以下、Ｎ：0.03％以下、Ｏ：0.01％以下
を含み、かつNb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちか
ら選ばれた１種または２種を含有する母材組成を有する
高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管の端部同士を円
周溶接するにあたり、溶接金属が質量％で、Ｃ＋Ｎ：0.
3 ％以下、Si：1.0 ％以下、Mn：2.5 ％以下、Cr：10.5
〜24.0％、Ni：8.0 ％以下、Nb：0.20％以下、Ｖ：0.20
％以下のうちから選ばれた１種または２種を含み、ある
いはさらにMo、Cu、Ti、Zr、Ｂ、Ｗ、Ca、REM 等を含有
する溶接金属組成となるように、溶接条件あるいはさら
に溶接材料を調整して行う。なお、母材組成にはさら
に、Mo、Cu、Ti、Zr、Ｂ、Ｗ、Caを含有してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原油あるいは天然
ガスの油井、ガス井に使用される油井管に係り、とくに
炭酸ガス（CO2)、塩素イオン（Cl- ）などを含む極めて
腐食環境の厳しい油井、ガス井で使用するに好適な、優
れた耐食性を有する高強度油井鋼管継手の作製方法に関
する。なお、本発明でいう、高強度とは降伏強さ：551M
Pa以上をいうものとする。
ガスの油井、ガス井に使用される油井管に係り、とくに
炭酸ガス（CO2)、塩素イオン（Cl- ）などを含む極めて
腐食環境の厳しい油井、ガス井で使用するに好適な、優
れた耐食性を有する高強度油井鋼管継手の作製方法に関
する。なお、本発明でいう、高強度とは降伏強さ：551M
Pa以上をいうものとする。
【０００２】
【従来の技術】近年、原油価格の高騰や、近い将来に予
想される石油資源の枯渇化を考慮して、従来は省みられ
なかったような深層油田や、開発が一旦は放棄されてい
た腐食性の強いサワーガス田等の開発が、世界的規模で
盛んになっている。このような油田、ガス田は、一般に
深度が極めて深く、またその雰囲気は高温でかつ、CO
2 、Cl- 等を含む厳しい腐食環境となっている。したが
って、このような油田、ガス田で採掘に使用される油井
管は、高強度で、しかも耐食性を兼ね備えた材質が要求
される。一般に、CO2 、Cl- 等を含む腐食環境下では、
耐CO2腐食性に優れた13％Crを含むマルテンサイト系ス
テンレス鋼管が多く使用されている。
想される石油資源の枯渇化を考慮して、従来は省みられ
なかったような深層油田や、開発が一旦は放棄されてい
た腐食性の強いサワーガス田等の開発が、世界的規模で
盛んになっている。このような油田、ガス田は、一般に
深度が極めて深く、またその雰囲気は高温でかつ、CO
2 、Cl- 等を含む厳しい腐食環境となっている。したが
って、このような油田、ガス田で採掘に使用される油井
管は、高強度で、しかも耐食性を兼ね備えた材質が要求
される。一般に、CO2 、Cl- 等を含む腐食環境下では、
耐CO2腐食性に優れた13％Crを含むマルテンサイト系ス
テンレス鋼管が多く使用されている。
【０００３】これらの13％Cr系マルテンサイト系ステン
レス鋼管は、従来からネジ継手により接続され、油井管
とされていた。しかし、最近では、油田の掘削環境が厳
しくなり、それに対応してネジ継手においても種々のPr
emium Joint が開発され、使用されてきた。しかしなが
ら、ネジ継手に対する要求も年々厳しくなり、曲げ等の
条件が厳しいPremium Joint によっても油井管として必
要な特性が得られないような掘削条件も出現している。
レス鋼管は、従来からネジ継手により接続され、油井管
とされていた。しかし、最近では、油田の掘削環境が厳
しくなり、それに対応してネジ継手においても種々のPr
emium Joint が開発され、使用されてきた。しかしなが
ら、ネジ継手に対する要求も年々厳しくなり、曲げ等の
条件が厳しいPremium Joint によっても油井管として必
要な特性が得られないような掘削条件も出現している。
【０００４】このようなことから、油井管として、ライ
ンパイプ等で一般的な溶接接合により鋼管を接続して用
いることが強く要望されるようになってきた。従来の油
井管用鋼管は、強度が高く溶接性が劣化していることか
ら、溶接接合して用いられた例はいままでに一例もな
い。また、溶接接合した場合には、さらに母材（鋼管）
と溶接金属との電位差に起因するガルバニック腐食（選
択腐食）が問題となる。
ンパイプ等で一般的な溶接接合により鋼管を接続して用
いることが強く要望されるようになってきた。従来の油
井管用鋼管は、強度が高く溶接性が劣化していることか
ら、溶接接合して用いられた例はいままでに一例もな
い。また、溶接接合した場合には、さらに母材（鋼管）
と溶接金属との電位差に起因するガルバニック腐食（選
択腐食）が問題となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題を有利に解決し、油井管用高強度鋼管を溶
接接合により接続し、炭酸ガス（CO2 ）、塩素イオン
（Cl- ）等を含む過酷な腐食環境下においても優れた耐
食性を示す油井管とする、高強度油井管の製造方法を提
供することを目的とする。
来技術の問題を有利に解決し、油井管用高強度鋼管を溶
接接合により接続し、炭酸ガス（CO2 ）、塩素イオン
（Cl- ）等を含む過酷な腐食環境下においても優れた耐
食性を示す油井管とする、高強度油井管の製造方法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成するために、まず代表的な油井管用鋼管であ
る13％Crマルテンサイト系ステンレス鋼をベースとし
て、従来に比べＣ、Ｎを顕著に低減し、さらに合金元素
の含有量を調整し、耐食性に優れ、かつ溶接可能な13％
Crマルテンサイト系ステンレス鋼管としたうえで、これ
ら鋼管の端部同士を溶接接合した鋼管継手部（溶接継手
部）の耐食性におよぼす各種要因について鋭意研究し
た。その結果、鋼管継手部の溶接金属の組成を適正範囲
とすることにより、鋼管継手部の耐食性が、炭酸ガス
（CO2 ）、塩素イオン（Cl- ）等を含む過酷な腐食環境
下においても顕著に向上することを知見した。本発明
は、上記したこれら知見に基づき、さらに検討を加え完
成されたものである。
課題を達成するために、まず代表的な油井管用鋼管であ
る13％Crマルテンサイト系ステンレス鋼をベースとし
て、従来に比べＣ、Ｎを顕著に低減し、さらに合金元素
の含有量を調整し、耐食性に優れ、かつ溶接可能な13％
Crマルテンサイト系ステンレス鋼管としたうえで、これ
ら鋼管の端部同士を溶接接合した鋼管継手部（溶接継手
部）の耐食性におよぼす各種要因について鋭意研究し
た。その結果、鋼管継手部の溶接金属の組成を適正範囲
とすることにより、鋼管継手部の耐食性が、炭酸ガス
（CO2 ）、塩素イオン（Cl- ）等を含む過酷な腐食環境
下においても顕著に向上することを知見した。本発明
は、上記したこれら知見に基づき、さらに検討を加え完
成されたものである。
【０００７】すなわち、本発明は、鋼管の端部同士を円
周溶接して接合し油井管とするに当たり、前記鋼管を、
質量％で、Ｃ：0.03％以下、Si：0.70％以下、Mn：0.30
〜2.00％、Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1
0.5〜15.0％、Ni：7.0 ％以下、Al：0.05％以下、Ｎ：
0.03％以下、Ｏ：0.01％以下を含み、かつNb：0.20％以
下、Ｖ：0.20％以下のうちから選ばれた１種または２種
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よりなる母材組
成を有する高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管と
し、前記円周溶接を、該円周溶接の溶接金属が質量％
で、Ｃ＋Ｎ：0.3 ％以下、Si：1.0 ％以下、Mn：2.5 ％
以下、Cr：10.5〜24.0％、Ni：8.0 ％以下およびNb：0.
20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちから選ばれた１種また
は２種を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる溶
接金属組成となるように、溶接条件あるいはさらに溶接
材料を調整して行うことを特徴とする耐食性に優れた高
強度油井鋼管継手の作製方法である。
周溶接して接合し油井管とするに当たり、前記鋼管を、
質量％で、Ｃ：0.03％以下、Si：0.70％以下、Mn：0.30
〜2.00％、Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1
0.5〜15.0％、Ni：7.0 ％以下、Al：0.05％以下、Ｎ：
0.03％以下、Ｏ：0.01％以下を含み、かつNb：0.20％以
下、Ｖ：0.20％以下のうちから選ばれた１種または２種
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よりなる母材組
成を有する高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管と
し、前記円周溶接を、該円周溶接の溶接金属が質量％
で、Ｃ＋Ｎ：0.3 ％以下、Si：1.0 ％以下、Mn：2.5 ％
以下、Cr：10.5〜24.0％、Ni：8.0 ％以下およびNb：0.
20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちから選ばれた１種また
は２種を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる溶
接金属組成となるように、溶接条件あるいはさらに溶接
材料を調整して行うことを特徴とする耐食性に優れた高
強度油井鋼管継手の作製方法である。
【０００８】また、本発明では、前記母材組成に加えて
さらに、質量％で、Mo：0.1 〜3.0％、Cu：3.5 ％以下
のうちの１種または２種を含有することが好ましく、ま
た、本発明では、前記各母材組成に加えてさらに、質量
％で、Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：0.0005〜
0.01％、Ｗ：3.0 ％以下のうちの１種または２種以上を
含有することが好ましく、また、本発明では、前記各母
材組成に加えてさらに、質量％で、Ca：0.0005〜0.01％
を含有することが好ましい。
さらに、質量％で、Mo：0.1 〜3.0％、Cu：3.5 ％以下
のうちの１種または２種を含有することが好ましく、ま
た、本発明では、前記各母材組成に加えてさらに、質量
％で、Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：0.0005〜
0.01％、Ｗ：3.0 ％以下のうちの１種または２種以上を
含有することが好ましく、また、本発明では、前記各母
材組成に加えてさらに、質量％で、Ca：0.0005〜0.01％
を含有することが好ましい。
【０００９】また、本発明では、前記溶接金属組成に加
えて、さらに、質量％で、Mo：3.5％以下、Cu：3.5 ％
以下のうちの１種または２種を含有するのが好ましく、
また、本発明では、前記各溶接金属組成に加えて、さら
に、質量％で、Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：
0.01％以下、Ｗ：3.5 ％以下のうちの１種または２種以
上を含有するのが好ましく、また、本発明では、前記各
溶接金属組成に加えて、さらに、質量％で、Ca：0.01％
以下および／またはREM ：0.1 ％以下を含有してもよ
い。
えて、さらに、質量％で、Mo：3.5％以下、Cu：3.5 ％
以下のうちの１種または２種を含有するのが好ましく、
また、本発明では、前記各溶接金属組成に加えて、さら
に、質量％で、Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：
0.01％以下、Ｗ：3.5 ％以下のうちの１種または２種以
上を含有するのが好ましく、また、本発明では、前記各
溶接金属組成に加えて、さらに、質量％で、Ca：0.01％
以下および／またはREM ：0.1 ％以下を含有してもよ
い。
【００１０】また、本発明は、鋼管の端部同士を円周溶
接してなる油井鋼管継手であって、前記鋼管を、質量％
で、Ｃ：0.03％以下、Si：0.70％以下、Mn：0.30〜2.00
％、Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：10.5〜1
5.0％、Ni：7.0 ％以下、Al：0.05％以下、Ｎ：0.03％
以下、Ｏ：0.01％以下を含み、かつNb：0.20％以下、
Ｖ：0.20％以下のうちから選ばれた１種または２種を含
有し、あるいはさらにMo：0.1 〜3.0 ％、Cu：3.5 ％以
下のうちの１種または２種および／またはTi：0.3％以
下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：0.0005〜0.01％、Ｗ：3.0 ％
以下のうちの１種または２種以上を含有し、好ましくは
さらにCa：0.0005 〜0.01％を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物よりなる母材組成を有する高強度マルテン
サイト系ステンレス鋼管とし、前記円周溶接で形成され
た溶接金属が質量％で、Ｃ＋Ｎ：0.3％以下、Si：1.0
％以下、Mn：2.5 ％以下、Cr：10.5〜24.0％、Ni：8.0
％以下およびNb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちか
ら選ばれた１種または２種を含み、あるいはさらに、M
o：3.5 ％以下、Cu：3.5 ％以下、Ti：0.3 ％以下、Z
r：0.2 ％以下、Ca：0.01％以下、Ｂ：0.01％以下、
Ｗ：3.5 ％以下、REM ：0.1 ％以下のうちの１種以上を
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる溶接金属
組成であることを特徴とする耐食性に優れた高強度油井
鋼管継手である。
接してなる油井鋼管継手であって、前記鋼管を、質量％
で、Ｃ：0.03％以下、Si：0.70％以下、Mn：0.30〜2.00
％、Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：10.5〜1
5.0％、Ni：7.0 ％以下、Al：0.05％以下、Ｎ：0.03％
以下、Ｏ：0.01％以下を含み、かつNb：0.20％以下、
Ｖ：0.20％以下のうちから選ばれた１種または２種を含
有し、あるいはさらにMo：0.1 〜3.0 ％、Cu：3.5 ％以
下のうちの１種または２種および／またはTi：0.3％以
下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：0.0005〜0.01％、Ｗ：3.0 ％
以下のうちの１種または２種以上を含有し、好ましくは
さらにCa：0.0005 〜0.01％を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物よりなる母材組成を有する高強度マルテン
サイト系ステンレス鋼管とし、前記円周溶接で形成され
た溶接金属が質量％で、Ｃ＋Ｎ：0.3％以下、Si：1.0
％以下、Mn：2.5 ％以下、Cr：10.5〜24.0％、Ni：8.0
％以下およびNb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちか
ら選ばれた１種または２種を含み、あるいはさらに、M
o：3.5 ％以下、Cu：3.5 ％以下、Ti：0.3 ％以下、Z
r：0.2 ％以下、Ca：0.01％以下、Ｂ：0.01％以下、
Ｗ：3.5 ％以下、REM ：0.1 ％以下のうちの１種以上を
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる溶接金属
組成であることを特徴とする耐食性に優れた高強度油井
鋼管継手である。
【００１１】
【発明の実施の形態】まず、本発明の高強度油井鋼管継
手の作製方法に使用する油井管用鋼管について説明す
る。本発明で使用する油井管用鋼管は、高強度マルテン
サイト系ステンレス鋼管であり、降伏強さYSが551MPa以
上の強度を有し、CO2 、Cl- 等を含む腐食環境において
も優れた耐食性を示す鋼管であり、上記した組成を有す
る。つぎに、上記した組成の限定理由について説明す
る。
手の作製方法に使用する油井管用鋼管について説明す
る。本発明で使用する油井管用鋼管は、高強度マルテン
サイト系ステンレス鋼管であり、降伏強さYSが551MPa以
上の強度を有し、CO2 、Cl- 等を含む腐食環境において
も優れた耐食性を示す鋼管であり、上記した組成を有す
る。つぎに、上記した組成の限定理由について説明す
る。
【００１２】Ｃ：0.03％以下 Ｃは、マルテンサイト系ステンレス鋼管の強度を確保す
るために必要な元素であるが、溶接熱影響部の硬さを増
加し溶接割れ感受性を高め、溶接割れを引き起こす危険
性を高める。このため、本発明ではＣは0.03％以下に限
定した。また、耐食性の観点からはＣはできるだけ低減
するのが好ましく、0.02％以下とするのがより好まし
い。
るために必要な元素であるが、溶接熱影響部の硬さを増
加し溶接割れ感受性を高め、溶接割れを引き起こす危険
性を高める。このため、本発明ではＣは0.03％以下に限
定した。また、耐食性の観点からはＣはできるだけ低減
するのが好ましく、0.02％以下とするのがより好まし
い。
【００１３】Si：0.70％以下 Siは、通常の製鋼過程において脱酸剤として必要な元素
であるが、0.70％を超えると耐CO2 腐食性等の耐食性を
低下させ、さらに熱間加工性をも低下させる。このた
め、Siは0.70％以下に限定した。なお、好ましくは、0.
1 〜0.5 ％である。
であるが、0.70％を超えると耐CO2 腐食性等の耐食性を
低下させ、さらに熱間加工性をも低下させる。このた
め、Siは0.70％以下に限定した。なお、好ましくは、0.
1 〜0.5 ％である。
【００１４】Mn：0.30〜2.00％ Mnは、マルテンサイト系ステンレス鋼管の強度を確保す
るために必要な元素であり、本発明では0.30％以上の含
有を必要とするが、2.00％を超えて含有すると靭性に悪
影響を及ぼす。このため、Mnは0.30〜2.00％の範囲に限
定した。なお、好ましくは、0.30〜1.60％である。
るために必要な元素であり、本発明では0.30％以上の含
有を必要とするが、2.00％を超えて含有すると靭性に悪
影響を及ぼす。このため、Mnは0.30〜2.00％の範囲に限
定した。なお、好ましくは、0.30〜1.60％である。
【００１５】Ｐ：0.03％以下 Ｐは、耐CO2 腐食性、耐CO2 応力腐食割れ性、耐孔食性
および耐硫化物応力腐食割れ性をともに劣化させる元素
であり、できるだけ低減するのが望ましいが、極端な低
減は製造コストの高騰を招く。このため、Ｐは、工業的
に比較的安価に実施可能でかつ耐CO2 腐食性、耐CO2 応
力腐食割れ性、耐孔食性および耐硫化物応力腐食割れ性
を劣化させない範囲である0.03％以下とした。
および耐硫化物応力腐食割れ性をともに劣化させる元素
であり、できるだけ低減するのが望ましいが、極端な低
減は製造コストの高騰を招く。このため、Ｐは、工業的
に比較的安価に実施可能でかつ耐CO2 腐食性、耐CO2 応
力腐食割れ性、耐孔食性および耐硫化物応力腐食割れ性
を劣化させない範囲である0.03％以下とした。
【００１６】Ｓ：0.005 ％以下 Ｓは、熱間加工性を著しく劣化させる元素であり、鋼管
製造過程における生産性向上のためにも、できるだけ低
減するのが望ましいが、極端な低減は製造コストの高騰
を招く。0.005 ％以下に低減すれば、通常の工程での鋼
管製造が可能となることから、本発明では、Ｓの上限を
0.005 ％とした。なお、好ましくは0.003 ％以下であ
る。
製造過程における生産性向上のためにも、できるだけ低
減するのが望ましいが、極端な低減は製造コストの高騰
を招く。0.005 ％以下に低減すれば、通常の工程での鋼
管製造が可能となることから、本発明では、Ｓの上限を
0.005 ％とした。なお、好ましくは0.003 ％以下であ
る。
【００１７】Cr：10.5〜15.0％ Crは、耐CO2 腐食性、耐CO2 応力腐食割れ性を保持する
ために主要な元素であり、耐食性の観点からは10.5％以
上の含有を必要とするが、15.0％を超えて含有すると熱
間加工性が劣化する。このことから、Crは10.5〜15.0％
の範囲に限定した。
ために主要な元素であり、耐食性の観点からは10.5％以
上の含有を必要とするが、15.0％を超えて含有すると熱
間加工性が劣化する。このことから、Crは10.5〜15.0％
の範囲に限定した。
【００１８】Ni：7.0 ％以下 Niは、保護皮膜を強固にする作用を有し、それにより耐
CO2 腐食性、耐CO2 応力腐食割れ性、耐孔食性を高める
元素であり、また、固溶強化により鋼管の強度を増加さ
せる元素でもある。Ｃを低減する本発明では、Niは強度
増加を主目的に添加されるが、強度増加の観点からは0.
5 ％以上含有するのが望ましい。一方、7.0 ％を超える
含有はマルテンサイト組織の安定性を損なう。このた
め、Niは7.0 ％以下に限定した。なお、好ましくは0.5
〜5.5 ％である。
CO2 腐食性、耐CO2 応力腐食割れ性、耐孔食性を高める
元素であり、また、固溶強化により鋼管の強度を増加さ
せる元素でもある。Ｃを低減する本発明では、Niは強度
増加を主目的に添加されるが、強度増加の観点からは0.
5 ％以上含有するのが望ましい。一方、7.0 ％を超える
含有はマルテンサイト組織の安定性を損なう。このた
め、Niは7.0 ％以下に限定した。なお、好ましくは0.5
〜5.5 ％である。
【００１９】Al：0.05％以下Alは、強力な脱酸作用を有
する元素であるが、0.05％を超える含有は靭性に悪 影響を及ぼす。このため、Alは0.05％以下に限定した。 Ｎ：0.03％以下 Ｎは、耐孔食性を著しく向上させる元素であるが、0.03
％を超える含有は、Ｃと同様に溶接熱影響部の硬さを増
加させ、溶接割れを引き起こす危険性が増大する。この
ため、Ｎは0.03％以下に限定した。なお、好ましくは0.
02％以下である。
する元素であるが、0.05％を超える含有は靭性に悪 影響を及ぼす。このため、Alは0.05％以下に限定した。 Ｎ：0.03％以下 Ｎは、耐孔食性を著しく向上させる元素であるが、0.03
％を超える含有は、Ｃと同様に溶接熱影響部の硬さを増
加させ、溶接割れを引き起こす危険性が増大する。この
ため、Ｎは0.03％以下に限定した。なお、好ましくは0.
02％以下である。
【００２０】Ｏ：0.01％以下 Ｏは、本発明鋼管の性能を十分発揮させるために、極め
て重要な元素である。すなわち、Ｏ含有量が多いと各種
の酸化物を形成して熱間加工性、耐CO2 応力腐食割れ
性、耐孔食性および靭性を著しく劣化させる。このた
め、Ｏは0.01％以下に限定した。なお、好ましくは0.00
6 ％以下である。
て重要な元素である。すなわち、Ｏ含有量が多いと各種
の酸化物を形成して熱間加工性、耐CO2 応力腐食割れ
性、耐孔食性および靭性を著しく劣化させる。このた
め、Ｏは0.01％以下に限定した。なお、好ましくは0.00
6 ％以下である。
【００２１】Nb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちか
ら選ばれた１種または２種 Nb、Ｖは、いずれも靱性を劣化させずに強度を上昇させ
る作用を有する元素であり、本発明ではNb、Ｖのうちか
ら選ばれた１種または２種を含有する。Nb、Ｖの含有量
が、0.20％を超えると、靭性を低下させる。このため、
Nb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下に限定した。
ら選ばれた１種または２種 Nb、Ｖは、いずれも靱性を劣化させずに強度を上昇させ
る作用を有する元素であり、本発明ではNb、Ｖのうちか
ら選ばれた１種または２種を含有する。Nb、Ｖの含有量
が、0.20％を超えると、靭性を低下させる。このため、
Nb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下に限定した。
【００２２】本発明では、上記した組成に加えて、さら
にMo、Cuを単独あるいは複合して含有できる。またさら
に上記した各組成に加えてさらに、Ti、Zr、Ｂ、Ｗの１
種または２種以上を選択して含有できる。またさらに上
記した各組成に加えてさらに、Caを含有できる。 Mo：0.1 〜3.0 ％、Cu：3.5 ％以下のうちの１種または
２種 Mo、Cuは、いずれも耐食性を改善する作用を有する元素
であり、必要に応じ選択して含有できる。
にMo、Cuを単独あるいは複合して含有できる。またさら
に上記した各組成に加えてさらに、Ti、Zr、Ｂ、Ｗの１
種または２種以上を選択して含有できる。またさらに上
記した各組成に加えてさらに、Caを含有できる。 Mo：0.1 〜3.0 ％、Cu：3.5 ％以下のうちの１種または
２種 Mo、Cuは、いずれも耐食性を改善する作用を有する元素
であり、必要に応じ選択して含有できる。
【００２３】Moは、Cl- による孔食に対する抵抗性を増
加させ、耐食性を改善する元素である。このような効果
は、0.1 ％以上の含有で認められるが、一方、3.0 ％を
超える含有はδフェライトの発生を招き、耐CO2 腐食
性、耐CO2 応力腐食割れ性および熱間加工性を低下させ
る。また、Moは高価な元素であり3.0 ％を超える含有は
経済的に不利となる。このようなことから、Moは0.1 〜
3.0 ％の範囲に限定するのが好ましい。なお、より好ま
しくは0.5 〜2.5 ％である。
加させ、耐食性を改善する元素である。このような効果
は、0.1 ％以上の含有で認められるが、一方、3.0 ％を
超える含有はδフェライトの発生を招き、耐CO2 腐食
性、耐CO2 応力腐食割れ性および熱間加工性を低下させ
る。また、Moは高価な元素であり3.0 ％を超える含有は
経済的に不利となる。このようなことから、Moは0.1 〜
3.0 ％の範囲に限定するのが好ましい。なお、より好ま
しくは0.5 〜2.5 ％である。
【００２４】Cuは、保護皮膜を強固にして、鋼管中への
水素の侵入を抑制し、耐硫化物応力腐食割れ性等の耐食
性を高める元素であるが、3.5 ％を超えて含有すると、
高温でCuS が粒界析出し、熱間加工性が低下する。この
ことから、Cuは3.5 ％以下に限定するのが好ましい。な
お、より好ましくは0.2 〜2.5 ％である。 Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：0.0005〜0.01
％、Ｗ：3.0 ％以下のうちの１種または２種以上 Ti、Zr、Ｂ、Ｗは、いずれも強度を上昇させ、耐応力腐
食割れ性を改善する作用を有し、本発明では、必要に応
じ選択して含有できる。Tiは0.3 ％を、Zrは0.2 ％を、
Ｂは0.01％を、Ｗは3.0 ％を、それぞれ超えて含有する
と靭性を劣化させるため、Tiは0.3 ％、Zrは0.2 ％、Ｂ
は0.01％、Ｗは3.0 ％を、それぞれ上限とするのが好ま
しい。また、Ｂは0.0005％未満では上記した効果が認め
られないため、0.0005％を下限とするのが好ましい。な
お、より好ましくは、Ti：0.01〜0.2 ％、Zr：0.01〜0.
1 ％、Ｂ：0.0005〜0.005 ％、Ｗ：0.5 〜2.5 ％であ
る。
水素の侵入を抑制し、耐硫化物応力腐食割れ性等の耐食
性を高める元素であるが、3.5 ％を超えて含有すると、
高温でCuS が粒界析出し、熱間加工性が低下する。この
ことから、Cuは3.5 ％以下に限定するのが好ましい。な
お、より好ましくは0.2 〜2.5 ％である。 Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：0.0005〜0.01
％、Ｗ：3.0 ％以下のうちの１種または２種以上 Ti、Zr、Ｂ、Ｗは、いずれも強度を上昇させ、耐応力腐
食割れ性を改善する作用を有し、本発明では、必要に応
じ選択して含有できる。Tiは0.3 ％を、Zrは0.2 ％を、
Ｂは0.01％を、Ｗは3.0 ％を、それぞれ超えて含有する
と靭性を劣化させるため、Tiは0.3 ％、Zrは0.2 ％、Ｂ
は0.01％、Ｗは3.0 ％を、それぞれ上限とするのが好ま
しい。また、Ｂは0.0005％未満では上記した効果が認め
られないため、0.0005％を下限とするのが好ましい。な
お、より好ましくは、Ti：0.01〜0.2 ％、Zr：0.01〜0.
1 ％、Ｂ：0.0005〜0.005 ％、Ｗ：0.5 〜2.5 ％であ
る。
【００２５】Ca：0.0005〜0.01％Caは、ＳをCaS として
固定しＳ系介在物を球状化し、介在物の周囲のマトリッ
クスの格子歪を小さくして、水素のトラップ能を下げ、
耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる元素であり、必要
に応じ含有できる。このような効果は0.0005％以上の含
有で顕著となるが、0.01％を超える含有は、CaO の増加
を招き、耐CO2 腐食性、耐孔食性を低下させる。このた
め、Caは0.0005〜0.01％に限定するのが好ましい。な
お、より好ましくは0.001 〜0.005 ％である。
固定しＳ系介在物を球状化し、介在物の周囲のマトリッ
クスの格子歪を小さくして、水素のトラップ能を下げ、
耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる元素であり、必要
に応じ含有できる。このような効果は0.0005％以上の含
有で顕著となるが、0.01％を超える含有は、CaO の増加
を招き、耐CO2 腐食性、耐孔食性を低下させる。このた
め、Caは0.0005〜0.01％に限定するのが好ましい。な
お、より好ましくは0.001 〜0.005 ％である。
【００２６】上記した成分以外の残部は、Feおよび不可
避的不純物である。つぎに、本発明に使用する鋼管の製
造方法について、説明する。上記した組成の鋼素材を熱
間加工により鋼管とする。本発明では鋼素材の製造方法
についてはとくに限定する必要はない。転炉、電気炉等
の通常公知の溶製方法で上記した組成の溶鋼を溶製し、
あるいはなおさらに２次精錬等を付加したのち、連続鋳
造法等の通常公知の鋳造方法で鋼素材とするのが好まし
い。
避的不純物である。つぎに、本発明に使用する鋼管の製
造方法について、説明する。上記した組成の鋼素材を熱
間加工により鋼管とする。本発明では鋼素材の製造方法
についてはとくに限定する必要はない。転炉、電気炉等
の通常公知の溶製方法で上記した組成の溶鋼を溶製し、
あるいはなおさらに２次精錬等を付加したのち、連続鋳
造法等の通常公知の鋳造方法で鋼素材とするのが好まし
い。
【００２７】これら鋼素材を、通常の継目無鋼管の製造
工程を用いて継目無鋼管とすればよい。継目無鋼管の製
造工程としては、マンネスマン−プラグミル方式の熱間
加工による製造工程が好ましい。なお、継目無鋼管以外
の電縫鋼管、ＵＯＥ鋼管の製造工程を用いて鋼管として
もよい。熱間加工により製造された鋼管は、熱間加工の
まま、あるいは800 〜1100℃の温度範囲に加熱して冷却
する焼入れ処理を施されたのち、焼戻し温度を500 〜75
0 ℃とする焼戻処理を施すのが好ましい。
工程を用いて継目無鋼管とすればよい。継目無鋼管の製
造工程としては、マンネスマン−プラグミル方式の熱間
加工による製造工程が好ましい。なお、継目無鋼管以外
の電縫鋼管、ＵＯＥ鋼管の製造工程を用いて鋼管として
もよい。熱間加工により製造された鋼管は、熱間加工の
まま、あるいは800 〜1100℃の温度範囲に加熱して冷却
する焼入れ処理を施されたのち、焼戻し温度を500 〜75
0 ℃とする焼戻処理を施すのが好ましい。
【００２８】上記した組成の鋼管の端部同士を当接し、
円周溶接して接合する。このような端部同士の溶接接合
を、必要な長さとなるまで繰り返し行い、油井管とす
る。本発明では、円周溶接により形成される溶接金属を
所定の組成となるように、円周溶接の溶接条件、あるい
はさらに溶接材料組成を調整する。本発明における円周
溶接の方法は、所定の溶接金属組成が得られればよく、
とくに限定する必要はないが、設備の簡易性の観点から
アーク溶接法とするのが好ましい。アーク溶接法として
は、ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）法、ガス
メタルアーク溶接（ＧＭＡＷ）法、フラックスコアード
アーク溶接（ＦＣＷ）法、被覆アーク溶接（ＳＭＡＷ）
法が例示できる。
円周溶接して接合する。このような端部同士の溶接接合
を、必要な長さとなるまで繰り返し行い、油井管とす
る。本発明では、円周溶接により形成される溶接金属を
所定の組成となるように、円周溶接の溶接条件、あるい
はさらに溶接材料組成を調整する。本発明における円周
溶接の方法は、所定の溶接金属組成が得られればよく、
とくに限定する必要はないが、設備の簡易性の観点から
アーク溶接法とするのが好ましい。アーク溶接法として
は、ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）法、ガス
メタルアーク溶接（ＧＭＡＷ）法、フラックスコアード
アーク溶接（ＦＣＷ）法、被覆アーク溶接（ＳＭＡＷ）
法が例示できる。
【００２９】アーク溶接以外の溶接方法、例えば、抵抗
溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接等を用いてもよいこ
とはいうまでもない。また、溶接接合に代えて、拡散接
合、摩擦接合としてもよい。つぎに、円周溶接により形
成される溶接金属の組成（溶接金属組成）の限定理由に
ついて説明する。
溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接等を用いてもよいこ
とはいうまでもない。また、溶接接合に代えて、拡散接
合、摩擦接合としてもよい。つぎに、円周溶接により形
成される溶接金属の組成（溶接金属組成）の限定理由に
ついて説明する。
【００３０】Ｃ＋Ｎ：0.3 ％以下 Ｃ、Ｎは、溶接金属の強度を確保するために必要な元素
であるが、Ｃ＋Ｎが0.3 ％を超えると溶接割れ発生の危
険性が増大するとともに、耐食性が低下する。このた
め、本発明では溶接金属のＣ＋Ｎを0.3 ％以下に限定し
た。 Si：1.0 ％以下 Siは、脱酸剤として必要な元素であるが、1.0 ％を超え
ると溶接金属の靱性を低下させる。このため、Siは1.0
％以下に限定した。なお、好ましくは、0.1 〜0.5 ％で
ある。
であるが、Ｃ＋Ｎが0.3 ％を超えると溶接割れ発生の危
険性が増大するとともに、耐食性が低下する。このた
め、本発明では溶接金属のＣ＋Ｎを0.3 ％以下に限定し
た。 Si：1.0 ％以下 Siは、脱酸剤として必要な元素であるが、1.0 ％を超え
ると溶接金属の靱性を低下させる。このため、Siは1.0
％以下に限定した。なお、好ましくは、0.1 〜0.5 ％で
ある。
【００３１】Mn：2.5 ％以下 Mnは、溶接金属の耐溶接割れ性を向上させる作用を有す
る元素であり、本発明では0.3 ％以上含有することが好
ましいが、2.5 ％を超えて含有すると靭性に悪影響を及
ぼす。このため、Mnは2.5 ％以下に限定した。なお、好
ましくは、0.3〜1.6 ％である。
る元素であり、本発明では0.3 ％以上含有することが好
ましいが、2.5 ％を超えて含有すると靭性に悪影響を及
ぼす。このため、Mnは2.5 ％以下に限定した。なお、好
ましくは、0.3〜1.6 ％である。
【００３２】Cr：10.5〜24.5％ Crは、耐CO2 腐食性、耐CO2 応力腐食割れ性等の耐食性
を保持するために主要な元素であり、耐食性の観点から
は10.5％以上の含有を必要とするが、24.5％を超えて含
有すると溶接熱影響部の靱性が劣化する。このことか
ら、Crは10.5〜24.5％の範囲に限定した。
を保持するために主要な元素であり、耐食性の観点から
は10.5％以上の含有を必要とするが、24.5％を超えて含
有すると溶接熱影響部の靱性が劣化する。このことか
ら、Crは10.5〜24.5％の範囲に限定した。
【００３３】Ni：8.0 ％以下 Niは、保護皮膜を強固にする作用を有し、それにより耐
CO2 腐食性、耐CO2 応力腐食割れ性、耐孔食性等の耐食
性を高める元素であり、また、固溶強化により溶接金属
の強度を増加させる元素でもある。溶接金属の強度保持
の観点からは0.5 ％以上含有するのが望ましいが、8.0
％を超える含有はマルテンサイト組織の安定性を損なう
とともに、溶接金属の強度低下を生じ、継手のアンダー
マッチングを生じる危険性がある。また、Niを8.0 ％を
超えて含有すると、溶接金属の高温割れ発生傾向が増大
する。このことから、Niは8.0 ％以下に限定した。な
お、好ましくは0.5 〜5.5 ％である。
CO2 腐食性、耐CO2 応力腐食割れ性、耐孔食性等の耐食
性を高める元素であり、また、固溶強化により溶接金属
の強度を増加させる元素でもある。溶接金属の強度保持
の観点からは0.5 ％以上含有するのが望ましいが、8.0
％を超える含有はマルテンサイト組織の安定性を損なう
とともに、溶接金属の強度低下を生じ、継手のアンダー
マッチングを生じる危険性がある。また、Niを8.0 ％を
超えて含有すると、溶接金属の高温割れ発生傾向が増大
する。このことから、Niは8.0 ％以下に限定した。な
お、好ましくは0.5 〜5.5 ％である。
【００３４】Nb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちか
ら選ばれた１種または２種 Nb、Ｖは、いずれも溶接金属の靱性を劣化させずに溶接
金属の強度を上昇させる作用を有する元素であり、本発
明ではNb、Ｖのうちから選ばれた１種または２種を含有
する。Nb、Ｖの含有量が、0.20％を超えると、靭性を低
下させる。このため、Nb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下
に限定した。
ら選ばれた１種または２種 Nb、Ｖは、いずれも溶接金属の靱性を劣化させずに溶接
金属の強度を上昇させる作用を有する元素であり、本発
明ではNb、Ｖのうちから選ばれた１種または２種を含有
する。Nb、Ｖの含有量が、0.20％を超えると、靭性を低
下させる。このため、Nb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下
に限定した。
【００３５】溶接金属は、上記した溶接金属組成に加え
て、さらに、Mo：3.5 ％以下、Cu：3.5 ％以下のうちの
１種または２種を含有するのが好ましい。Mo、Cuは、い
ずれも耐食性を改善する作用を有する元素であり、必要
に応じて溶接金属に含有できる。Moは、Cl- による孔食
に対する抵抗性を増加させ、耐食性を改善する元素であ
る。このような効果を得るためには、0.1 ％以上含有す
るのが望ましい。一方、3.5 ％を超える含有は溶接金属
の靱性を低下させる。このため、Moは3.5 ％以下に限定
するのが好ましい。なお、より好ましくは0.5 〜2.5 ％
である。
て、さらに、Mo：3.5 ％以下、Cu：3.5 ％以下のうちの
１種または２種を含有するのが好ましい。Mo、Cuは、い
ずれも耐食性を改善する作用を有する元素であり、必要
に応じて溶接金属に含有できる。Moは、Cl- による孔食
に対する抵抗性を増加させ、耐食性を改善する元素であ
る。このような効果を得るためには、0.1 ％以上含有す
るのが望ましい。一方、3.5 ％を超える含有は溶接金属
の靱性を低下させる。このため、Moは3.5 ％以下に限定
するのが好ましい。なお、より好ましくは0.5 〜2.5 ％
である。
【００３６】Cuは、保護皮膜を強固にして、溶接金属中
への水素の侵入を抑制し、耐硫化物応力腐食割れ性等の
耐食性を高める元素であり、0.1 ％以上含有するのが望
ましい。しかし、3.5 ％を超えて含有すると、高温割れ
感受性が高くなる。このことから、Cuは3.5 ％以下に限
定するのが好ましい。なお、より好ましくは0.2 〜2.5
％である。
への水素の侵入を抑制し、耐硫化物応力腐食割れ性等の
耐食性を高める元素であり、0.1 ％以上含有するのが望
ましい。しかし、3.5 ％を超えて含有すると、高温割れ
感受性が高くなる。このことから、Cuは3.5 ％以下に限
定するのが好ましい。なお、より好ましくは0.2 〜2.5
％である。
【００３７】Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：0.
01％以下、Ｗ：3.5 ％以下のうちの１種または２種以上 Ti、Zr、Ｂ、Ｗは、いずれも溶接金属の強度を上昇さ
せ、溶接金属の耐応力腐食割れ性を改善する作用を有
し、本発明では、必要に応じ選択して含有できる。Tiは
0.3 ％を、Zrは0.2 ％を、Ｂは0.01％を、Ｗは3.0 ％
を、それぞれ超えて含有すると靭性を劣化させるため、
Tiは0.3 ％、Zrは0.2 ％、Ｂは0.01％、Ｗは3.0 ％を、
それぞれ上限とするのが好ましい。なお、より好ましく
は、Ti：0.01〜0.2 ％、Zr：0.005 〜0.2 ％、Ｂ：0.00
03〜0.005 ％、Ｗ：0.1 〜2.0 ％である。
01％以下、Ｗ：3.5 ％以下のうちの１種または２種以上 Ti、Zr、Ｂ、Ｗは、いずれも溶接金属の強度を上昇さ
せ、溶接金属の耐応力腐食割れ性を改善する作用を有
し、本発明では、必要に応じ選択して含有できる。Tiは
0.3 ％を、Zrは0.2 ％を、Ｂは0.01％を、Ｗは3.0 ％
を、それぞれ超えて含有すると靭性を劣化させるため、
Tiは0.3 ％、Zrは0.2 ％、Ｂは0.01％、Ｗは3.0 ％を、
それぞれ上限とするのが好ましい。なお、より好ましく
は、Ti：0.01〜0.2 ％、Zr：0.005 〜0.2 ％、Ｂ：0.00
03〜0.005 ％、Ｗ：0.1 〜2.0 ％である。
【００３８】Ca：0.01％以下 Caは、溶接金属中のＳ、Ｏを固定し、水素トラップ能を
下げる作用を有しており、必要に応じ含有できる。0.01
％を超える含有は、CaO の増加を招き、靱性を低下させ
る。このため、Caは0.01％以下に限定するのが好まし
い。なお、より好ましくは0.001 〜0.005 ％である。
下げる作用を有しており、必要に応じ含有できる。0.01
％を超える含有は、CaO の増加を招き、靱性を低下させ
る。このため、Caは0.01％以下に限定するのが好まし
い。なお、より好ましくは0.001 〜0.005 ％である。
【００３９】REM ：0.1 ％以下 REM は、アーク溶接時のアークを安定させ、溶接部の品
質を改善する作用を有しており、通常溶接材料に含ま
れ、溶接金属に含有されるが、溶接金属の靱性からは0.
1 ％以下とするのが好ましい。溶接金属の上記した成分
以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。
質を改善する作用を有しており、通常溶接材料に含ま
れ、溶接金属に含有されるが、溶接金属の靱性からは0.
1 ％以下とするのが好ましい。溶接金属の上記した成分
以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。
【００４０】本発明では、素材鋼管の組成に応じ、上記
した溶接金属組成が得られるように、素材鋼管からの希
釈率を考慮し、溶接条件、あるいはさらに溶接材料の組
成を調整する。なお、本発明で、素材鋼管をアーク溶接
法を用いて溶接接合するに際し、使用する溶接材料とし
ては、Ｃ：0.03％以下、Ｎ：0.03％以下、Si：0.7 ％以
下、Mn：0.3 〜2.0 ％、Cr：10.5〜15％、Ni：7.0 ％以
下を含み、あるいはさらにMo：3.5 ％以下、Cu：3.5 ％
以下、Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ca：0.01％以
下、Ｂ：0.01％以下、Ｗ：3.0 ％以下、REM ：0.15％以
下のうちの１種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不
純物からなる溶接材料（鋼ワイヤ）が好ましい。なお、
ＳＡＷ溶接では上記した合金元素の一部はフラックスか
ら添加してもよい。
した溶接金属組成が得られるように、素材鋼管からの希
釈率を考慮し、溶接条件、あるいはさらに溶接材料の組
成を調整する。なお、本発明で、素材鋼管をアーク溶接
法を用いて溶接接合するに際し、使用する溶接材料とし
ては、Ｃ：0.03％以下、Ｎ：0.03％以下、Si：0.7 ％以
下、Mn：0.3 〜2.0 ％、Cr：10.5〜15％、Ni：7.0 ％以
下を含み、あるいはさらにMo：3.5 ％以下、Cu：3.5 ％
以下、Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ca：0.01％以
下、Ｂ：0.01％以下、Ｗ：3.0 ％以下、REM ：0.15％以
下のうちの１種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不
純物からなる溶接材料（鋼ワイヤ）が好ましい。なお、
ＳＡＷ溶接では上記した合金元素の一部はフラックスか
ら添加してもよい。
【００４１】本発明によれば、母材鋼管自体の耐食性は
もちろん、鋼管継手部でも、炭酸ガス、塩素イオンを含
む厳しい腐食環境下における全面腐食、孔食等の発生を
防止でき、耐食性に優れた溶接継手部を有する油井管と
なる。また、鋼管継手部におけるガルバニック腐食を防
止できる。
もちろん、鋼管継手部でも、炭酸ガス、塩素イオンを含
む厳しい腐食環境下における全面腐食、孔食等の発生を
防止でき、耐食性に優れた溶接継手部を有する油井管と
なる。また、鋼管継手部におけるガルバニック腐食を防
止できる。
【００４２】
【実施例】表１に示す組成の鋼を転炉で溶製し、真空脱
ガス処理を施して精錬したのち、連続鋳造法により鋼管
素材（ビレット）とした。これらの鋼管素材を加熱し
て、マンネスマン−マンドレル方式のミルで造管し外径
273 mm×肉厚12.7mmの継目無鋼管とした。ついで、これ
ら鋼管に、表２に示す条件の熱処理（焼入れ−焼戻し）
を施し、95ksi グレードのマルテンサイト系ステンレス
鋼管とした。
ガス処理を施して精錬したのち、連続鋳造法により鋼管
素材（ビレット）とした。これらの鋼管素材を加熱し
て、マンネスマン−マンドレル方式のミルで造管し外径
273 mm×肉厚12.7mmの継目無鋼管とした。ついで、これ
ら鋼管に、表２に示す条件の熱処理（焼入れ−焼戻し）
を施し、95ksi グレードのマルテンサイト系ステンレス
鋼管とした。
【００４３】ついで、これら鋼管の端部同士を当接し、
表３に示す化学組成を有する溶接材料を用いて、表４に
示す溶接条件でアーク溶接により円周溶接し溶接接合し
て鋼管継手（油井管）を作製した。開先形状は60°のＶ
開先とした。なお、溶接金属の組成を鋼管組成、溶接条
件から予め予測し、溶接材料の化学成分量を調整した。
アーク溶接は、ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡ
Ｗ）を用いた。また、円周溶接前後の熱処理は行わなか
った。
表３に示す化学組成を有する溶接材料を用いて、表４に
示す溶接条件でアーク溶接により円周溶接し溶接接合し
て鋼管継手（油井管）を作製した。開先形状は60°のＶ
開先とした。なお、溶接金属の組成を鋼管組成、溶接条
件から予め予測し、溶接材料の化学成分量を調整した。
アーク溶接は、ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡ
Ｗ）を用いた。また、円周溶接前後の熱処理は行わなか
った。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】
【表４】
【００４８】ついで、これら鋼管継手の円周溶接部から
採取した試験片を用いて腐食試験を実施した。腐食試験
方法はつぎの通りとした。 炭酸ガス腐食試験 これら鋼管継手の円周溶接部から採取した試験片（大き
さ：3.0 ×25×50mm）を、オートクレーブで3.0 MPa の
炭酸ガスを飽和した20％NaCl水溶液（液温：100 ℃）中
に７日間浸漬したのち引き上げた。引上げた試験片につ
いて、腐食生成物を除去したのち、孔食の有無、ガルバ
ニック腐食の有無を目視により調査した。また、腐食試
験後の試験片重量を測定し板厚減少量に換算し、腐食速
度（mm/y）を求めた。
採取した試験片を用いて腐食試験を実施した。腐食試験
方法はつぎの通りとした。 炭酸ガス腐食試験 これら鋼管継手の円周溶接部から採取した試験片（大き
さ：3.0 ×25×50mm）を、オートクレーブで3.0 MPa の
炭酸ガスを飽和した20％NaCl水溶液（液温：100 ℃）中
に７日間浸漬したのち引き上げた。引上げた試験片につ
いて、腐食生成物を除去したのち、孔食の有無、ガルバ
ニック腐食の有無を目視により調査した。また、腐食試
験後の試験片重量を測定し板厚減少量に換算し、腐食速
度（mm/y）を求めた。
【００４９】これらの結果から、孔食の発生したものは
○、孔食の発生しなかったものは×として、耐孔食性を
評価した。また、ガルバニック腐食の発生したものは
○、ガルバニック腐食の発生しなかったものは×とし
て、耐ガルバニック腐食性を評価した。また、実用的に
使用可能な腐食速度：0.100mm/y を限界値とし、この限
界値以上の腐食速度を示すものは×、限界値未満の腐食
速度を示すものは○として、耐全面腐食性を評価した。
○、孔食の発生しなかったものは×として、耐孔食性を
評価した。また、ガルバニック腐食の発生したものは
○、ガルバニック腐食の発生しなかったものは×とし
て、耐ガルバニック腐食性を評価した。また、実用的に
使用可能な腐食速度：0.100mm/y を限界値とし、この限
界値以上の腐食速度を示すものは×、限界値未満の腐食
速度を示すものは○として、耐全面腐食性を評価した。
【００５０】それらの結果を表５に示す。
【００５１】
【表５】
【００５２】
【表６】
【００５３】本発明例は、いずれも、鋼管継手部には孔
食およびガルバニック腐食の発生は認められず、優れた
耐孔食性、耐ガルバニック腐食を示している。また、本
発明例では、鋼管継手部の腐食速度も小さく耐食材料と
して実用的に使用可能なレベル以上の優れた耐全面腐食
性を有している。また、溶接割れの発生も認められず、
優れた溶接性を示している。
食およびガルバニック腐食の発生は認められず、優れた
耐孔食性、耐ガルバニック腐食を示している。また、本
発明例では、鋼管継手部の腐食速度も小さく耐食材料と
して実用的に使用可能なレベル以上の優れた耐全面腐食
性を有している。また、溶接割れの発生も認められず、
優れた溶接性を示している。
【００５４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、溶接接
合により高強度油井管を能率よく製造でき、炭酸ガス
（CO2 ）、塩素イオン（Cl- ）を含む高温で過酷な腐食
環境下においても十分な耐食性を示す油井管を安価に提
供でき、産業上格段の効果を奏する。
合により高強度油井管を能率よく製造でき、炭酸ガス
（CO2 ）、塩素イオン（Cl- ）を含む高温で過酷な腐食
環境下においても十分な耐食性を示す油井管を安価に提
供でき、産業上格段の効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｂ２３Ｋ 101:06 Ｂ２３Ｋ 101:06 (72)発明者 豊岡 高明 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 Ｆターム(参考） 3H013 BA02 3H111 AA01 BA03 BA34 CB27 DA08 DB08 DB11 DB27 EA20 4E001 AA03 BB01 BB07 CA03 CC03 4E081 AA08 BA03 BA27
Claims (6)
- 【請求項１】 鋼管の端部同士を円周溶接して接合し油
井管とするに当たり、前記鋼管を、質量％で、 Ｃ：0.03％以下、 Si：0.70％以下、 Mn：0.30〜2.00％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：10.5〜15.0％、 Ni：7.0 ％以下、 Al：0.05％以下、 Ｎ：0.03％以下、 Ｏ：0.01％以下 を含み、かつNb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちか
ら選ばれた１種または２種を含有し、残部Feおよび不可
避的不純物よりなる母材組成を有する高強度マルテンサ
イト系ステンレス鋼管とし、前記円周溶接を、該円周溶
接の溶接金属が質量％で、Ｃ＋Ｎ：0.3 ％以下、Si：1.
0 ％以下、Mn：2.5 ％以下、Cr：10.5〜24.0％、Ni：8.
0 ％以下およびNb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうち
から選ばれた１種または２種を含み、あるいはさらに、
Mo：3.5 ％以下、Cu：3.5 ％以下、Ti：0.3 ％以下、Z
r：0.2 ％以下、Ca：0.01％以下、Ｂ：0.01％以下、
Ｗ：3.5％以下、REM ：0.1 ％以下のうちの１種以上を
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる溶接金属
組成となるように、溶接条件あるいはさらに溶接材料を
調整して行うことを特徴とする耐食性に優れた高強度油
井鋼管継手の作製方法。 - 【請求項２】 前記母材組成に加えてさらに、質量％
で、Mo：0.1 〜3.0 ％、Cu：3.5 ％以下のうちの１種ま
たは２種を含有することを特徴とする請求項１に記載の
高強度油井鋼管継手の作製方法。 - 【請求項３】 前記母材組成に加えてさらに、質量％
で、Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ｂ：0.0005〜0.
01％、Ｗ：3.0 ％以下のうちの１種または２種以上を含
有することを特徴とする請求項１または２に記載の高強
度油井鋼管継手の作製方法。 - 【請求項４】 前記母材組成に加えてさらに、質量％
で、Ca：0.0005〜0.01％を含有することを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載の高強度油井鋼管継手
の作製方法。 - 【請求項５】 鋼管の端部同士を円周溶接してなる油井
鋼管継手であって、前記鋼管を、質量％で、 Ｃ：0.03％以下、 Si：0.70％以下、 Mn：0.30〜2.00％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：10.5〜15.0％、 Ni：7.0 ％以下、 Al：0.05％以下、 Ｎ：0.03％以下、 Ｏ：0.01％以下 を含み、かつNb：0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちか
ら選ばれた１種または２種を含有し、あるいはさらにM
o：0.1 〜3.0 ％、Cu：3.5 ％以下のうちの１種または
２種および／またはTi：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、
Ｂ：0.0005〜0.01％、Ｗ：3.0 ％以下のうちの１種また
は２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物より
なる母材組成を有する高強度マルテンサイト系ステンレ
ス鋼管とし、前記円周溶接で形成された溶接金属が質量
％で、Ｃ＋Ｎ：0.3 ％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.5
％以下、Cr：10.5〜24.0％、Ni：8.0 ％以下およびNb：
0.20％以下、Ｖ：0.20％以下のうちから選ばれた１種ま
たは２種を含み、あるいはさらに、Mo：3.5 ％以下、C
u：3.5 ％以下、Ti：0.3 ％以下、Zr：0.2 ％以下、C
a：0.01％以下、Ｂ：0.01％以下、Ｗ：3.5 ％以下、REM
：0.1 ％以下のうちの１種以上を含有し、残部Feおよ
び不可避的不純物からなる溶接金属組成であることを特
徴とする耐食性に優れた高強度油井鋼管継手。 - 【請求項６】 前記母材組成に加えてさらに、質量％
で、Ca：0.0005〜0.01％を含有することを特徴とする請
求項５に記載の高強度油井鋼管継手。
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| JP2000326699A JP4774588B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 耐食性に優れた高強度油井鋼管継手の作製方法および高強度油井鋼管継手 |
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| JP2000326699A JP4774588B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 耐食性に優れた高強度油井鋼管継手の作製方法および高強度油井鋼管継手 |
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| CN111963786A (zh) * | 2018-09-10 | 2020-11-20 | 张旺 | 一种真空绝热管 |
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