JP2002302716A

JP2002302716A - 強度および靱性に優れる電縫鋼管およびその製造方法

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Publication number: JP2002302716A
Application number: JP2001108005A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kobayashi; 純一小林
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2002-10-18
Anticipated expiration: 2021-04-06
Also published as: JP3932821B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】API5L-X60グレード以上の高い強度を確保する
とともに、高靱性であるラインパイプ用電縫鋼管の提
供。【解決手段】Ｃ：０．０４〜０．１０％、Ｍｎ：０．８
〜１．６％、Ｎｂ：０．００５〜０．０６％およびＴ
ｉ：０．００５〜０．０５％を含有し、または更にCu、
Ni、Cr、MoおよびＶの１種以上を含有し、かつ金属組織
が主としてベイニティックフェライトである熱延鋼板を
電縫溶接した後に、熱処理を施して、(1)式で表される
外内面ＨＡＺ幅比（H）を1.1〜1.5とし、かつ電縫溶接
部の金属組織を主としてフェライトとする電縫鋼管の製
造方法。 H＝H_ＯＵＴ／H_ＩＮ …(1) (2)式で表されるＡ値が15μｍ以下である同方法で製造
した電縫鋼管。Ａ＝0.43×（Ｄ_Ｌ＋0.90×Ｄ_Ｃ） …(2) 但し、H_ＯＵＴ及びH_ＩＮは、管内外面の熱影響部幅、ま
た、Ｄ_Ｌ及びＤ_Ｃは、圧延方向に平行及び垂直な断面の
ベイニティックフェライトの平均長さ（μｍ）を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラインパイプに使
用される電縫鋼管およびその製造方法に係り、特に、肉
厚が10mm以上の電縫鋼管においても、その溶接部および
母材部の全体にわたりAPI規格における５Ｌ−Ｘ６０グ
レード以上の高い強度を確保するとともに、高靱性であ
る電縫鋼管およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パイプラインの高圧操業化に伴っ
て、使用される鋼管には厚肉化および高強度化が進んで
いるが、同時に、万一の破断事故発生時にも破断が短い
長さで停止するように、高い靱性が求められている。

【０００３】一般に、鋼の強度を向上させると靱性が劣
化する傾向があるが、強度および靱性を両立させる唯一
の方法である金属組織の微細化に関して種々の知見が開
示されてきた。熱間圧延時に金属組織を微細化するのに
有力な方法は、未再結晶γ域での強圧下であり、これ
は、γ結晶粒内にフェライトまたはベイナイト等の変態
生成物の核生成サイトを増加させる方法である。

【０００４】しかし、この方法では、ポリゴナルフェラ
イトを主体とする組織の場合には均一な微細組織が得ら
れるものの、ベイニティックフェライトを主体とする組
織の場合には圧延方向に平行に扁平な様相を呈する金属
組織となり、圧延方向に亀裂が進展する場合の破壊抵抗
性の低下や圧延方向に平行な方向の強度が低下する懸念
があった。

【０００５】特開平6-145881号公報には、鋼の化学組成
を所定の範囲内に調整するとともに、その結晶粒の最大
長さが20μｍ以下である鋼が開示されている。しかし、
同公報に記載される鋼は、そのミクロ組織がフェライト
＋ＭＡコンスティテュウエントの２相組織であり、ベイ
ナイト組織が混在することにより靱性が劣化するとして
いる。また、特開平8-85841号公報には、所定の化学組
成を有し、ミクロ組織がベイナイトである鋼が開示され
ているが、結晶粒度について触れていない。

【０００６】また、電縫鋼管の溶接部の信頼性は、サブ
マージアーク溶接管等の溶融溶接鋼管と比較して劣って
いると考えられており、敷設に際しては電縫溶接部での
破断をある程度想定して、隣り合うパイプの溶接部の円
周方向の位置をずらして溶接するのが一般的である。し
かし、近年の敷設環境では、安全性に加えて環境問題ま
で考慮すると破断事故が許容されるような場所は皆無に
等しい。また、実際のラインパイプの使用環境では、母
材部にも溶接部にも同様に内圧や他の環境因子が作用す
るため、溶接部が母材部よりも先に破断しないようにす
るためには、溶接部が母材部以上の引張強度を有すると
ともに、靱性についても同等以上である必要がある。し
かし、母材部および溶接部の限界性能を総合的に検討し
た例はほとんどない。

【０００７】特開平5-230594号公報には、鋼の化学組成
を所定の範囲に調整し、母材と電縫溶接部の性能差が小
さいことを特徴とする鋼が開示されているが、溶接によ
る性能劣化を小さくするにとどまり、破壊に対して溶接
部に母材部よりも優れた性能を得ようとするものではな
い。特開平6-158177号公報には、所定の化学組成を有す
る鋼板を電縫溶接した後、溶接部を850〜1050℃に加熱
し、冷却速度5〜20℃/secで冷却することを特徴とした
電縫鋼管の製造方法が開示されている。この方法を採用
すれば、溶接部の性能を母材部の性能に近づけることが
できるとされているが、靱性について母材部との比較が
なされていない。

【０００８】本発明は、上記の問題に鑑みなされたもの
であって、ベイニティックフェライトを主体とする金属
組織を有する鋼板を使用することにより、鋼管全体にわ
たりAPI5L-X60グレード以上の強度と靱性を確保し、溶
接部における靱性が母材部の靱性と同等以上の電縫鋼管
およびその製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
およびに示す電縫鋼管、および下記のに示す電縫
鋼管の製造方法にある。

【００１０】質量％で、Ｃ：0.04〜0.10％、Mn：0.8
〜1.6％、Nb：0.005〜0.06％およびTi：0.005〜0.05％
を含有し、かつ金属組織が主としてベイニティックフェ
ライトである熱延鋼板を電縫溶接した後に、電縫溶接部
を一旦オーステナイト化する温度まで加熱した後、加速
冷却および焼戻処理を施して、下記の(1)式で表される
外内面ＨＡＺ幅比（H）を1.1〜1.5とし、かつ電縫溶接
部の金属組織を主としてフェライトとすることを特徴と
する電縫鋼管の製造方法である。但し、H_ＯＵＴは、管
外面のA_Ｃ１熱影響部幅を示し、H_ＩＮは、管内面のA
_Ｃ１熱影響部幅を示す。 H＝H_ＯＵＴ／H_ＩＮ …(1)

【００１１】質量％で、Ｃ：0.04〜0.10％、Mn：0.8
〜1.6％、Nb：0.005〜0.06％およびTi：0.005〜0.05％
であり、Cu：0.10〜0.8％、Ni：0.10〜1.5％、Cr：0.10
〜0.8％、Mo：0.05〜0.8％およびＶ：0.02〜0.08％から
選択される１種以上を含有し、かつ金属組織が主として
ベイニティックフェライトである熱延鋼板を電縫溶接し
た後に、電縫溶接部を一旦オーステナイト化する温度ま
で加熱した後、加速冷却および焼戻処理を施して、上記
の(1)式で表される外内面ＨＡＺ幅比（H）を1.1〜1.5と
し、かつ電縫溶接部の金属組織を主としてフェライトと
することを特徴とする電縫鋼管の製造方法である。

【００１２】下記の(2)式で表されるＡ値が15μｍ以
下であることを特徴とする上記のまたはの方法によ
って製造された電縫鋼管である。但し、Ｄ_Ｌは、圧延方
向に平行な断面で観察したときの母材部におけるベイニ
ティックフェライトの平均長さ（μｍ）を示し、Ｄ
_Ｃは、圧延方向に垂直な断面で観測したときの母材部に
おけるベイニティックフェライトの平均長さ（μｍ）を
示す。Ａ＝0.43×（Ｄ_Ｌ＋0.90×Ｄ_Ｃ） …(2)

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明で規定される各化学
成分についての限定理由を説明する。なお、各成分の％
は質量％を意味する。

【００１４】Ｃ：0.04〜0.10％Ｃは、鋼の強度を確保するのに有効な元素であり、API5
L-X60グレード以上の高い強度を得るためには、その含
有量を0.04％以上とする必要がある。一方、その含有量
が0.10％を超える場合には、鋼管の母材部および溶接部
ともに靱性が劣化する。従って、Ｃの含有量を0.04〜0.
10％とした。望ましくは、0.04〜0.08％である。

【００１５】Mn：0.8〜1.6％ Mnは、鋼の焼入性を向上させて強度を高めるのに有効な
元素である。API5L-X60グレード以上の高い強度を得る
ためには、その含有量を0.8％以上とする必要がある。
一方、Mnの含有量が1.6％を超えると、靱性の劣化が著
しくなる。従って、Mnの含有量を0.8〜1.6％とした。な
お、Mnの含有量がSiの含有量と比較して少なくなるほ
ど、溶接部にペネレータと呼ばれる酸化物欠陥が発生し
溶接部の靱性が劣化するため、Mnの含有量はSiの含有量
の４倍以上である必要がある。望ましくは６倍以上であ
る。

【００１６】Nb：0.005〜0.06％ Nbは、γの低温域で微細なNb炭窒化物を形成することに
よりγ結晶粒を微細化するとともに、析出したNb炭窒化
物は、鋼板が圧延されたときの未再結晶γ粒の回復およ
び再結晶を抑制するので、母材部および溶接部の靱性を
確保するのに有効な元素である。この効果を得るために
は、その含有量を0.005％以上とする必要がある。一
方、その含有量が0.06％を超えると、逆に母材部および
溶接部の靱性を劣化させる。従って、Nbの含有量を0.00
5〜0.06％とした。

【００１７】Ti：0.005〜0.05％ Tiは、γ結晶粒の微細化に有効な元素であり、母材部お
よび溶接部の靱性を向上させるのに不可欠な元素であ
る。また、連続鋳造時の鋳片の横ひび割れを防止する観
点からも必須の添加元素である。これらの効果を得るた
めには、その含有量を0.005％以上とする必要がある。
一方、その含有量が0.05％を超えると、母材部および溶
接部における靱性が劣化する。従って、Tiの含有量を0.
005〜0.05％とした。

【００１８】本発明の製造方法に供される熱延鋼板は、
上記の化学成分に加え、Cu：0.10〜0.8％、Ni：0.10〜
1.5％、Cr：0.10〜0.8％、Mo：0.05〜0.8％およびＶ：
0.02〜0.08％から選択される１種以上を含有してもよ
い。以下、これらの元素を含有させる場合の限定理由を
述べる。

【００１９】Cu：0.10〜0.8％ Cuは、焼入性を向上して鋼の強度を上昇させるのに有効
な元素であり、本発明の電縫鋼管に含有させてもよい。
この効果を得るためには、その含有量を0.10％以上とす
ればよい。しかし、その含有量が0.8％を超えると、鋼
の靱性および溶接性が劣化する。従って、Cuを含有させ
る場合には、その含有量を0.10〜0.8％とすればよい。

【００２０】Ni：0.10〜1.5％ Niは、靱性を向上させるのに有効な元素であり、本発明
の電縫鋼管に含有させてもよい。この効果を得るために
は、その含有量を0.10％以上とすればよい。しかし、Ni
は高価な元素であるので経済性の観点から、その含有量
を1.5％以下に制限するのが望ましい。従って、Niを含
有させる場合には、その含有量を0.10〜1.5％とすれば
よい。

【００２１】Cr：0.10〜0.8％ Crは、焼入性を向上して鋼の強度を上昇させるのに有効
な元素であり、本発明の電縫鋼管に含有させてもよい。
この効果を得るためには、その含有量を0.10％以上とす
ればよい。しかし、その含有量が0.8％を超えると強度
が高くなりすぎて溶接性が悪くなる。従って、Crを含有
させる場合には、その含有量を0.10〜0.8％とすればよ
い。

【００２２】Mo：0.05〜0.8％ Moは、焼入性および焼戻軟化抵抗を向上させる効果があ
り、鋼の強度を向上させるのに有効な元素であるので、
本発明の電縫鋼管に含有させてもよい。この効果を得る
ためには、その含有量を0.05％以上とすればよい。しか
し、その含有量が0.8％を超えると、強度が高くなりす
ぎて溶接性が劣化する。従って、Moを含有させる場合に
は、その含有量を0.05〜0.8％とすればよい。

【００２３】Ｖ：0.02〜0.08％Ｖは、炭窒化物を形成して鋼の強度を向上させるのに有
効な元素であり、本発明の電縫鋼管に含有させてもよ
い。この効果を得るためには、その含有量を0.02％以上
とすればよい。しかし、その含有量が0.08％を超える
と、母材部および溶接部の靱性が劣化する。従って、Ｖ
の含有量を0.02〜0.08％とすればよい。

【００２４】本発明の製造方法に供される熱延鋼板は、
上記の化学成分の他に、通常、脱酸のために添加される
元素を含有してもよく、特に、Si：0.05％以下および／
またはAl：0.06％以下を含有するのが望ましい。

【００２５】Si：0.5％以下 Siは、鋼の脱酸に有効な元素であるが、その含有量が過
剰な場合には、溶接部の靱性を低下させるため、Siを含
有させる場合には、その含有量を0.5％以下に制限する
のが望ましい。なお、鋼の脱酸は、Alの添加によっても
行えるため、Siの含有量は不純物レベルであってもよ
い。

【００２６】Al：0.06％以下 Alは、鋼の脱酸に有効な元素であるが、その含有量が過
剰な場合には、溶接性が悪くなるため、Alを含有させる
場合には、その含有量を0.06％以下に制限するのが望ま
しい。なお、鋼の脱酸は、Siによっても行えるため、そ
の含有量は不純物レベルであってもよい。

【００２７】さらに、本発明の製造方法に供される熱延
鋼板は、上記の化学組成を有し、残部がFeおよび不可避
的不純物からなり、かつ不純物中のＰが0.020％以下、
Ｓが0.005％以下であるのが望ましい。

【００２８】Ｐ：0.020％以下Ｐは、鋼中に不可避的に含有する不純物元素であり、そ
の含有量はできるだけ少ない方がよい。特に、Ｐの含有
量が0.020％を超えると、結晶粒界に偏析して鋼の靱性
を劣化させる。従って、Ｐの含有量は0.020％以下に制
限する必要がある。

【００２９】Ｓ：0.005％以下ＳもＰと同様に、鋼中に不可避的に含有する不純物元素
であり、その含有量はできるだけ少ない方がよい。特
に、Ｓの含有量が0.005％を超えると、介在物清浄度を
悪化して鋼の靱性を劣化させる。従って、Ｓの含有量は
0.005％以下に制限する必要がある。

【００３０】本発明の電縫鋼管を製造する際に供される
熱延鋼板は、上記の化学組成を有し、かつその金属組織
が主としてベイニティックフェライトである必要があ
る。

【００３１】熱延鋼板の金属組織：主としてベイニティ
ックフェライト本発明において「金属組織が主としてベイニティックフ
ェライトである」とは、金属組織の60vol％以上がベイ
ニティックフェライトであるものをいうものとする。本
発明によれば、このような金属組織を有する鋼を使用し
ても管全体にわたる強度に優れるとともに、母材部およ
び溶接部における靱性に優れる電縫鋼管を提供できるか
らである。

【００３２】本発明においては、上記の化学組成および
金属組織を有する熱延鋼板を電縫溶接した後に、引き続
いて当該溶接部を一旦オーステナイト化する温度まで加
熱した後、加速冷却することによって溶接部における組
織を完全に変態をさせる。なお、加速冷却とは、空冷を
超える速度で冷却することをいい、噴霧、水冷、油冷等
の冷却方法を採用すればよい。本発明では、このような
加熱および加速冷却を施した後、焼戻処理を施すことと
している。これは、焼戻処理が溶接部の内部応力を除去
して、溶接部の靱性を向上させるからである。この焼戻
処理は、溶接部のみに施しても良いが、母材部も含めた
鋼管全体に施してもよい。

【００３３】ここで、誘導加熱等の加熱のための熱源
は、一般に管の外面側に設置されており、内面側の加熱
は、熱伝導や磁束の浸透により確保される。従って、肉
厚が10mm以上であるような熱延鋼板を使用して電縫鋼管
を製造する際には、管の外面付近と内面付近とでは、か
なりの温度差が生じる可能性があり、管を肉厚断面で観
察すると、管の外面付近と内面付近との金属組織が異な
る場合がある。

【００３４】そこで、本発明者が鋭意研究を行った結
果、熱処理条件を調整することによって、下記の(1)式
で表される外内面ＨＡＺ幅比（H）を1.1〜1.5とし、か
つ溶接部の金属組織を主としてフェライトとすれば、溶
接部における靱性が母材部の靱性と同等以上の電縫鋼管
を製造できることに到達した。但し、下記の(1)式中のH
_Ｏ _ＵＴは、管外面のA_Ｃ１熱影響部幅を示し、H_ＩＮは、
管内面のA_Ｃ１熱影響部幅を示す。 H＝H_ＯＵＴ／H_ＩＮ …(1)

【００３５】なお、管の外面および内面におけるそれぞ
れのA_Ｃ１熱影響部幅は、溶接方向に垂直な断面を研磨
した後、エッチングした状態で変態の境界線を確認する
ことによって得ることができる。このとき、焼戻処理に
よる変態境界線は無視することとする。

【００３６】外内面ＨＡＺ幅比（H）：1.1〜1.5 外内面ＨＡＺ幅比が1.1未満となるような条件で溶接部
に熱処理を施すと、外面付近における溶接部の組織がベ
イナイトとなり、溶接部の外面側における靱性が劣化す
る。一方、外内面幅比が1.5を超えるような条件で溶接
部に熱処理を施すと、内面付近における溶接部の組織が
十分に改善されず、溶接部の内面側における靱性が劣化
する。従って、外内面ＨＡＺ幅比が1.1〜1.5となるよう
な条件で、溶接部に熱処理を施さなければならない。な
お、熱処理条件は、使用される加熱器の種類、仕様、配
置、周波数、加熱パターンによって変化するが、当業者
であればこれらを調整して、使用される設備に対応した
外内面ＨＡＺ幅比を1.1〜1.5とする設定条件を見出すこ
とができる。

【００３７】前述したとおり、本発明の製造方法におい
ては、熱処理条件を調整することによって、溶接部の金
属組織を主としてフェライトとする必要がある。

【００３８】溶接部の金属組織：主としてフェライト溶接部の靱性を向上させるためには、溶接部における金
属組織の微細化が必須であり、通常、板材の場合には圧
下によって組織の微細化を実現できるが、電縫鋼管の場
合には圧下をかけることができないため、ベイナイト組
織では細粒化が困難となる。従って、溶接部に施す熱処
理条件を調整して、溶接部の金属組織を主としてフェラ
イトとする必要がある。

【００３９】ここで、「溶接部の金属組織が主としてフ
ェライト」とは、溶接部の外表面付近にベイナイトの析
出を許容するものである。具体的には、管外面の表面下
1mmの位置において、ベイナイトが50％未満である場合
も本発明の範囲である。これは、通常、熱源が管の外面
側にあるため、溶接部が高温になって管外面にベイナイ
トが発生する場合もあるが、フェライト組織中に微細な
ベイナイトが現れる程度であれば、極端に靱性が劣化す
ることはないからである。

【００４０】以上のような原理から、本発明の製造方法
によれば、溶接部における靱性が母材部の靱性と同等以
上である電縫鋼管を製造することができるのである。更
に、本発明者は、電縫鋼管の母材部における靱性をさら
に向上させることについても検討した結果、下記の(2)
式で表されるＡ値が15μｍ以下である電縫鋼管に想到し
た。但し、(2)式中のＤ_Ｌは、圧延方向に平行な断面で
観察したときの母材部におけるベイニティックフェライ
トの平均長さ（μｍ）を示し、Ｄ_Ｃは、圧延方向に垂直
な断面で観測したときの母材部におけるベイニティック
フェライトの平均長さ（μｍ）を示す。Ａ＝0.43×（Ｄ_Ｌ＋0.90×Ｄ_Ｃ） …(2)

【００４１】Ａ値：15μｍ以下強度と靱性を向上させる
ためには結晶粒の微細化が有効であることは、前述した
とおりであるが、圧延鋼板の結晶粒の大きさは、圧延方
向に平行な面における金属組織を観察することによって
求められるのが一般的である。しかし、このような面で
金属組織を観察した結果、それぞれのフェライト粒やベ
イナイト組織が微細であって、かつその結晶粒同士の方
位が異なっていても、圧延方向に垂直な断面において
は、結晶粒同士の方位差が小さく、ラインパイプとして
十分な強度や靱性を有する微細組織となっていない場合
がある。ラインパイプの破壊抵抗性は、いかなる方向か
らの亀裂に対しても十分な性能を満足する必要がある。
そのためには、圧延方向に平行な断面における結晶粒を
観測するだけでなく、圧延方向に垂直な断面における結
晶粒をも観測して、両断面における結晶粒の大きさを総
合的に判断する必要がある。本発明者は、このような観
点から電縫鋼管の母材部における結晶粒の大きさについ
て検討し、上記の(2)式を規定した。上記の(2)式に基づ
いて、既知の実験データを整理したところ、(2)式で表
されるＡ値が15μｍを超える場合に、母材部での靱性の
劣化が著しくなることを確認し本発明の電縫鋼管を完成
した。

【００４２】

【実施例】表１に示す各化学組成を有する鋼を用いて熱
延鋼板を製造した。

【００４３】

【表１】

【００４４】この熱延鋼板を下記の製管ラインＡまたは
Ｂによって、電縫鋼管を製造し、それぞれの電縫鋼管に
熱処理を施した。これらの製造条件を表２に示す。

【００４５】製管ラインＡ：表１に示す各化学組成を有
する熱延鋼板を用いて、電縫溶接によって外径：406.4m
m、肉厚：15.9mmの鋼管を製造し、溶接直後に周波数：5
00〜1,000Hzの高周波加熱機５台を用いてそれぞれの鋼
管の溶接部を加熱し、水冷によって加速冷却した後、周
波数：500〜1,000Hzの高周波加熱機２台を用いて焼戻処
理を施した。なお、いずれの鋼管も製管速度を10m/min
の一定として製管した。

【００４６】製管ラインＢ：表１に示す各化学組成を有
する熱延鋼板を用いて、電縫溶接によって外径：168.3m
m、肉厚：10.3mmの鋼管を製造し、溶接直後に周波数：5
00〜1,000Hzの高周波加熱機３台を用いてそれぞれの鋼
管の溶接部を加熱し、水冷によって加速冷却した後、炉
熱処理により鋼管全体に焼戻処理を施した。なお、いず
れの鋼管も製管速度を10m/minの一定として製管した。

【００４７】母材部における金属組織の大きさを示すパ
ラメータ（Ａ）および上記の製管ラインＡまたはＢで製
造したそれぞれの鋼管の外内面ＨＡＺ幅比（Ｈ）をそれ
ぞれ下記の方法によって求め、これらの結果を表２に併
記した。

【００４８】金属組織の大きさを示すパラメータ（Ａ）
の測定方法：それぞれの電縫鋼管から試験片を切り出
し、圧延方向に平行な断面および圧延方向に垂直な断面
における金属組織を光学顕微鏡によって倍率：1,000倍
で観察し、それぞれの断面におけるベイニティックフェ
ライトの長さ（μｍ）を測定した。同様の方法によって
20視野の観察を繰り返し、圧延方向に平行な断面で観察
したときの母材部におけるベイニティックフェライトの
平均長さ（Ｄ_Ｌ）および圧延方向に垂直な断面で観察し
たときの母材部におけるベイニティックフェライトの平
均長さ（Ｄ_Ｃ）を算出した。これらの値を下記の(2)式
に代入して、それぞれの電縫鋼管における金属組織の大
きさを示すパラメータ（Ａ）を求めた。Ａ＝0.43×（Ｄ_Ｌ＋0.90×Ｄ_Ｃ） …(2)

【００４９】外内面ＨＡＺ幅比（Ｈ）の測定方法：それ
ぞれの電縫鋼管の溶接方向に垂直な断面を研磨し、ナイ
タールでエッチングした状態で変態の境界線を確認する
ことによって、管外面および管内面におけるA_Ｃ１熱影
響部幅を測定した。これらのA_Ｃ１熱影響部幅
（H_ＯＵＴ）および管内面におけるA_Ｃ１熱影響部幅（H
_ＩＮ）の値を下記の(1)式に代入して、それぞれの電縫
鋼管における外内面ＨＡＺ幅比を求めた。 H＝H_ＯＵＴ／H_ＩＮ …(1)

【００５０】溶接部における金属組織は、ASTM E112に
したがって、管外面および管内面の表面下1mm位置の組
織を観察し、その金属組織がフェライトであるものを
「Ｆ」、フェライトおよび微細なベイナイトであるもの
を「Ｆ＋Ｂ」、ベイナイトであるものを「Ｂ」、および
マルテンサイトであるものを「Ｍ」として表２に併記し
た。

【００５１】また、それぞれの電縫鋼管の母材部および
溶接部における管円周方向から切り出したAPI引張試験
片を用いて、常温における引張強さ（ＴＳ）を測定し、
それぞれの電縫鋼管における引張強さの差（ΔＴＳ、
〔溶接部ＴＳ〕−〔母材部ＴＳ〕）を求め、表２に併記
した。さらに、それぞれの電縫鋼管の母材部および溶接
部における管円周方向から切り出したフルサイズのシャ
ルピー試験片を用いて、試験温度を変化させて破面遷移
温度（vTrs）を測定した。この結果も表２に併記した。

【００５２】

【表２】

【００５３】表２に示したとおり、本発明例1〜17はい
ずれも、溶接部における引張強さが母材部のそれを上回
るとともに、母材部および溶接部の双方における破面遷
移温度が−41℃以下と低い値を確保しており、本発明例
においては、溶接部および母材部ともに強度および靱性
に優れることが確認できた。特に、本発明例1〜12は、
そのＡ値が15μｍ以下であるため、本発明例13〜17と比
較しても母材部の靱性が更に優れることも確認できた。
一方、比較例1〜12はいずれも、溶接部における靱性が
劣る。特に、比較例1〜4は、本発明で規定する化学組成
の範囲内にあるにもかかわらず、外内面ＨＡＺ幅比が本
発明で規定する範囲内にないため、溶接部の破面遷移温
度が高く、溶接部における靱性が劣る。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、肉厚が10mm以上の電縫
鋼管においても、API5L-X60グレード以上の高い強度を
確保するとともに、溶接部における靱性が母材部におけ
る靱性と同等以上である電縫鋼管を製造することができ
るので、内圧に対して溶接部での破断は発生しない。従
って、パイプラインの操業トラブル等により内圧が限界
まで上昇した場合でも、溶接部が母材部より先に破断す
ることがなく、破壊が母材部の性能に支配されるため、
一般に不安とされる溶接部性能を考慮する必要がない。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ２１Ｄ 9/50 １０１Ｃ２１Ｄ 9/50 １０１ＢＣ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｚ 38/14 38/14 38/58 38/58 // Ｂ２３Ｋ 101:06 Ｂ２３Ｋ 101:06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％で、Ｃ：0.04〜0.10％、Mn：0.8〜
1.6％、Nb：0.005〜0.06％およびTi：0.005〜0.05％を
含有し、かつ金属組織が主としてベイニティックフェラ
イトである熱延鋼板を電縫溶接した後に、電縫溶接部を
一旦オーステナイト化する温度まで加熱した後、加速冷
却および焼戻処理を施して、下記の(1)式で表される外
内面ＨＡＺ幅比（H）を1.1〜1.5とし、かつ電縫溶接部
の金属組織を主としてフェライトとすることを特徴とす
る電縫鋼管の製造方法。 H＝H_ＯＵＴ／H_ＩＮ …(1) 但し、H_ＯＵＴは、管外面のA_Ｃ１熱影響部幅を示し、H
_ＩＮは、管内面のA_Ｃ１熱影響部幅を示す。
【請求項２】質量％で、Ｃ：0.04〜0.10％、Mn：0.8〜
1.6％、Nb：0.005〜0.06％およびTi：0.005〜0.05％で
あり、Cu：0.10〜0.8％、Ni：0.10〜1.5％、Cr：0.10〜
0.8％、Mo：0.05〜0.8％およびＶ：0.02〜0.08％から選
択される１種以上を含有し、かつ金属組織が主としてベ
イニティックフェライトである熱延鋼板を電縫溶接した
後に、電縫溶接部を一旦オーステナイト化する温度まで
加熱した後、加速冷却および焼戻処理を施して、下記の
(1)式で表される外内面ＨＡＺ幅比（H）を1.1〜1.5と
し、かつ電縫溶接部の金属組織を主としてフェライトと
することを特徴とする電縫鋼管の製造方法。 H＝H_ＯＵＴ／H_ＩＮ …(1) 但し、H_ＯＵＴは、管外面のA_Ｃ１熱影響部幅を示し、H
_ＩＮは、管内面のA_Ｃ１熱影響部幅を示す。
【請求項３】下記の(2)式で表されるＡ値が15μｍ以下
であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法
によって製造された電縫鋼管。Ａ＝0.43×（Ｄ_Ｌ＋0.90×Ｄ_Ｃ） …(2) 但し、Ｄ_Ｌは、圧延方向に平行な断面で観察したときの
母材部におけるベイニティックフェライトの平均長さ
（μｍ）を示し、Ｄ_Ｃは、圧延方向に垂直な断面で観測
したときの母材部におけるベイニティックフェライトの
平均長さ（μｍ）を示す。