JP2017179482A - Electroseamed steel pipe for linepipe and manufacturing method therefor - Google Patents

Electroseamed steel pipe for linepipe and manufacturing method therefor Download PDF

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健三 田島
Kenzo Tajima
健三 田島
坂本 真也
Shinya Sakamoto
真也 坂本
石塚 哲夫
Tetsuo Ishizuka
哲夫 石塚
孝聡 福士
Takasato Fukushi
孝聡 福士
朝日 均
Hitoshi Asahi
均 朝日
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroseamed steel pipe for linepipe having excellent SSC resistance even with high strength.SOLUTION: The electroseamed steel pipe for linepipe has a chemical composition containing, by mass%, C:0.01 to 0.1%, Si:0.01 to 0.4%, Mn:0.5 to 2%, P:0.03% or less, S:0.001% or less, Al:0.01 to 0.05%, N:0.003 to 0.008%, Nb:0.01 to 0.05%, Ti:0.005 to 0.02%, Ni:0 to 0.2%, Mo:0 to 0.2% and Ca:0 to 0.0050% and the balance Fe with impurities. It has yield strength of 450 to 600 MPa and tensile strength of 535 to 765 MPa. Maximum Vickers hardness of an inner surface layer is 248 HV or less and smaller than maximum Vickers hardness of an outer surface layer by 5 HV or more.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、鋼管及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、ラインパイプ用電縫鋼管及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a steel pipe and a method for manufacturing the same, and more particularly to an electric resistance welded steel pipe for a line pipe and a method for manufacturing the same.

近年生産される原油や天然ガスは、湿潤な硫化水素(H2S)を含む。掘削された原油や天然ガスを搬送するパイプラインでは、このようなサワー環境に曝されるため、硫化水素に起因した水素脆化が問題となる。水素脆化には、静的な外部応力下で鋼材に生じる硫化水素割れ(Sulfide Stress Cracking:以下、SSCという)と、外部応力のない状態で鋼材に生じる水素誘起割れ(Hydrogen Induced Cracking:以下、HICという)とがある。パイプラインに使用されるラインパイプ用電縫鋼管には、特に優れた耐SSC性が要求される。 Crude oil and natural gas produced in recent years contain wet hydrogen sulfide (H 2 S). Since pipelines that transport excavated crude oil and natural gas are exposed to such a sour environment, hydrogen embrittlement due to hydrogen sulfide becomes a problem. Hydrogen embrittlement includes hydrogen sulfide cracking (Sulphide Stress Cracking: hereinafter referred to as SSC) that occurs in steel under static external stress and hydrogen induced cracking (Hydrogen Induced Cracking) that occurs in steel without external stress. HIC). A particularly excellent SSC resistance is required for an electric resistance welded steel pipe for use in a pipeline.

さらに、最近のパイプラインでは、輸送効率の向上が求められている。操業圧力を上げれば輸送効率は向上するが、操業圧力を上げるためには、パイプラインを構成するラインパイプ用電縫鋼管の強度を上げる必要がある。具体的には、降伏強度が450〜600MPa及び引張強度が535〜765MPaの高強度を有する電縫鋼管が求められている。   Furthermore, recent pipelines are required to improve transportation efficiency. If the operation pressure is increased, the transportation efficiency is improved. However, in order to increase the operation pressure, it is necessary to increase the strength of the ERW steel pipe for the line pipe constituting the pipeline. Specifically, an ERW steel pipe having a high strength with a yield strength of 450 to 600 MPa and a tensile strength of 535 to 765 MPa is required.

特開2013−11005号公報(特許文献1)は、ラインパイプ用溶接鋼管向け高強度熱延鋼板の耐サワー性を向上する製造方法を提案する。   Japanese Patent Laying-Open No. 2013-11005 (Patent Document 1) proposes a manufacturing method for improving the sour resistance of a high-strength hot-rolled steel sheet for welded steel pipes for line pipes.

特許文献1に開示されたラインパイプ用溶接鋼管向け高強度熱延鋼板は質量%で、C:0.01〜0.07%、Si:0.40%以下、Mn:0.5〜1.4%、Al:0.1%以下、Nb:0.01〜0.15%、V:0.1%以下、Ti:0.03%以下、N:0.008%以下を含み、且つNb、V、Tiが、Nb+V+Ti<0.15を満足し、さらにCmが0.12以下を満足するように含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる化学組成を有する。ここで、Cm=C+Si/30+(Mn+Cu)/30+Ni/60+Mo/7+V/10である。ベイナイト相またはベイニティックフェライト相を面積率で95%以上含む組織とを有し、板厚方向の最高硬さが220HV以下である。降伏強度は450MPa以上である。これにより、高強度及び優れた耐サワー性が得られると記載されている。   The high-strength hot-rolled steel sheet for welded steel pipes for line pipes disclosed in Patent Document 1 is mass%, C: 0.01 to 0.07%, Si: 0.40% or less, Mn: 0.5 to 1. 4%, Al: 0.1% or less, Nb: 0.01 to 0.15%, V: 0.1% or less, Ti: 0.03% or less, N: 0.008% or less, and Nb , V and Ti are contained so as to satisfy Nb + V + Ti <0.15 and further satisfy Cm of 0.12 or less, and have a chemical composition comprising the balance Fe and inevitable impurities. Here, Cm = C + Si / 30 + (Mn + Cu) / 30 + Ni / 60 + Mo / 7 + V / 10. It has a structure containing a bainite phase or a bainitic ferrite phase in an area ratio of 95% or more, and the maximum hardness in the plate thickness direction is 220 HV or less. The yield strength is 450 MPa or more. This describes that high strength and excellent sour resistance can be obtained.

特開2013−11005号公報JP 2013-11005 A

しかしながら、特許文献1では、耐サワー性として耐HIC性しか評価されていない。したがって、特許文献1のラインパイプ用溶接鋼管向け高強度熱延鋼板では、耐SSC性が低い場合がある。   However, in Patent Document 1, only HIC resistance is evaluated as sour resistance. Therefore, the high-strength hot-rolled steel sheet for welded pipe for line pipe disclosed in Patent Document 1 may have low SSC resistance.

本発明の目的は、高強度であっても優れた耐SSC性を有するラインパイプ用電縫鋼管を提供することである。   An object of the present invention is to provide an ERW steel pipe for a line pipe having excellent SSC resistance even with high strength.

本実施形態によるラインパイプ用電縫鋼管は、質量%で、C:0.01〜0.1%、Si:0.01〜0.4%、Mn:0.5〜2%、P:0.03%以下、S:0.001%以下、Al:0.01〜0.05%、N:0.003〜0.008%、Nb:0.01〜0.05%、Ti:0.005〜0.02%、Ni:0〜0.2%、Mo:0〜0.2%、及び、Ca:0〜0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物からなる化学組成を有する。450〜600MPaの降伏強度、及び535〜765MPaの引張強度を有する。内表層の最高ビッカース硬さが248HV以下であり、かつ、外表層の最高ビッカース硬さよりも5HV以上小さい。   The electric resistance welded steel pipe for line pipe according to the present embodiment is mass%, C: 0.01 to 0.1%, Si: 0.01 to 0.4%, Mn: 0.5 to 2%, P: 0. 0.03% or less, S: 0.001% or less, Al: 0.01 to 0.05%, N: 0.003 to 0.008%, Nb: 0.01 to 0.05%, Ti: 0.0. 005 to 0.02%, Ni: 0 to 0.2%, Mo: 0 to 0.2%, and Ca: 0 to 0.0050%, the balance having a chemical composition consisting of Fe and impurities . It has a yield strength of 450 to 600 MPa and a tensile strength of 535 to 765 MPa. The maximum Vickers hardness of the inner surface layer is 248 HV or less, and is 5 HV or less smaller than the maximum Vickers hardness of the outer surface layer.

本発明によるラインパイプ用電縫鋼管は、高強度であっても優れた耐SSC性を有する。   The ERW steel pipe for line pipes according to the present invention has excellent SSC resistance even at high strength.

図1は、ラインパイプ用電縫鋼管の横断面図の一部である。FIG. 1 is a part of a cross-sectional view of an electric resistance welded steel pipe. 図2は、ラインパイプ用電縫鋼管の製造方法の製管工程を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a pipe making process of a method for producing an electric resistance steel pipe for line pipe. 図3は、引張試験に用いた引張試験片の正面図である。FIG. 3 is a front view of a tensile test piece used in the tensile test.

本発明者らは、高強度のラインパイプ用電縫鋼管の耐SSC性について調査及び検討し、次の知見を得た。   The present inventors investigated and examined the SSC resistance of the high-strength ERW steel pipe for line pipes, and obtained the following knowledge.

(A)C含有量を0.01〜0.1%とし、かつ、熱延後の冷却工程において強冷却すれば高強度が得られる。しかしながら、強冷却すれば、表層硬さ及び強度が高まり、SSCが発生する場合がある。   (A) If the C content is 0.01 to 0.1% and strong cooling is performed in the cooling step after hot rolling, high strength can be obtained. However, strong cooling increases the surface hardness and strength, and may cause SSC.

(B)耐SSC性を向上するためには引張強度の低減が有効である。さらに、耐SSC性は電縫鋼管の内面に要求される。なぜなら、電縫鋼管の内面が、湿潤な硫化水素を含有する流体(原油又は天然ガス)と接触するからである。   (B) In order to improve the SSC resistance, it is effective to reduce the tensile strength. Furthermore, SSC resistance is required on the inner surface of the ERW steel pipe. This is because the inner surface of the ERW steel pipe is in contact with a fluid (crude oil or natural gas) containing wet hydrogen sulfide.

(C)そこで、熱延後の冷却工程において、ラインパイプ用鋼板の第1表面に対して強冷却し、第1表面と反対側の第2表面に対して弱冷却を行う。そして、第2表面を電縫鋼管の内面となるように電縫鋼管を形成する。この場合、電縫鋼管の内面の硬さは低いため、耐SSC性を高めることができる。一方、電縫鋼管の外面は、強冷却された第1表面であるため、外面の強度を高めることができる。その結果、高強度を有しつつ、優れた耐SSC性を有するラインパイプ用電縫鋼管を得ることができる。   (C) Therefore, in the cooling step after hot rolling, strong cooling is performed on the first surface of the steel plate for line pipe, and weak cooling is performed on the second surface opposite to the first surface. Then, the ERW steel pipe is formed so that the second surface becomes the inner surface of the ERW steel pipe. In this case, since the hardness of the inner surface of the ERW steel pipe is low, the SSC resistance can be improved. On the other hand, since the outer surface of the ERW steel pipe is the first surface that is strongly cooled, the strength of the outer surface can be increased. As a result, it is possible to obtain an ERW steel pipe for line pipes having high strength and excellent SSC resistance.

以上の知見に基づいて完成した本実施形態のラインパイプ用電縫鋼管は、質量%で、C:0.01〜0.1%、Si:0.01〜0.4%、Mn:0.5〜2%、P:0.03%以下、S:0.001%以下、Al:0.01〜0.02%、N:0.003〜0.008%、Nb:0.01〜0.05%、Ti:0.005〜0.02%、Ni:0〜0.2%、Mo:0〜0.2%、及び、Ca:0〜0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物からなる化学組成を有する。450〜600MPaの降伏強度、及び535〜765MPaの引張強度を有する。内表層の最高ビッカース硬さが248HV以下であり、かつ、外表層の最高ビッカース硬さよりも5HV以上小さい。   The ERW steel pipe for line pipes of the present embodiment completed based on the above knowledge is in mass%, C: 0.01 to 0.1%, Si: 0.01 to 0.4%, Mn: 0.00. 5 to 2%, P: 0.03% or less, S: 0.001% or less, Al: 0.01 to 0.02%, N: 0.003 to 0.008%, Nb: 0.01 to 0 0.05%, Ti: 0.005 to 0.02%, Ni: 0 to 0.2%, Mo: 0 to 0.2%, and Ca: 0 to 0.0050%, with the balance being Fe And a chemical composition consisting of impurities. It has a yield strength of 450 to 600 MPa and a tensile strength of 535 to 765 MPa. The maximum Vickers hardness of the inner surface layer is 248 HV or less, and is 5 HV or less smaller than the maximum Vickers hardness of the outer surface layer.

上記化学組成は、Ni:0.001〜0.2%、及び、Mo:0.1〜0.2%からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。   The chemical composition may contain one or more selected from the group consisting of Ni: 0.001 to 0.2% and Mo: 0.1 to 0.2%.

上記化学組成は、Ca:0.0005〜0.0050%を含有してもよい。   The chemical composition may contain Ca: 0.0005 to 0.0050%.

本実施形態によるラインパイプ用電縫鋼管の製造方法は、上述の素材を1100〜1250℃で加熱後、780〜830℃の仕上げ圧延温度で熱間圧延して鋼板を製造する工程と、鋼板の第1表面を5〜25℃/sの冷却速度V1で冷却し、第1表面と反対側の第2表面を、式(1)を満たす冷却速度V2で冷却する工程と、鋼板を600℃以下で巻取ってホットコイルにする工程と、ホットコイルを用いて、第2表面が内面になるように成形及び溶接して電縫鋼管を製造する工程とを備える。
V2≦V1−4.09 (1)
The method for producing an ERW steel pipe for a line pipe according to the present embodiment includes a step of heating the above-described material at 1100 to 1250 ° C. and then hot rolling at a finish rolling temperature of 780 to 830 ° C. to produce a steel plate, The first surface is cooled at a cooling rate V1 of 5 to 25 ° C./s, and the second surface opposite to the first surface is cooled at a cooling rate V2 that satisfies Equation (1), and the steel plate is 600 ° C. or less. And forming a hot coil by using the hot coil and forming and welding the second surface to be an inner surface to manufacture an electric-welded steel pipe.
V2 ≦ V1−4.09 (1)

以下、本実施形態のラインパイプ用電縫鋼管について詳述する。元素に関する「%」は、特に断りがない限り、質量%を意味する。   Hereinafter, the ERW steel pipe for line pipes of this embodiment will be described in detail. “%” Regarding an element means mass% unless otherwise specified.

[化学組成]
本実施形態の熱延鋼板の化学組成は、次の元素を含有する。
[Chemical composition]
The chemical composition of the hot-rolled steel sheet of this embodiment contains the following elements.

C:0.01〜0.1%
炭素(C)は、鋼の強度を高める。C含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、C含有量が高すぎれば、炭化物が発生し、鋼の靭性及び延性が低下する。C含有量が高すぎればさらに、溶接性が低下する。したがって、C含有量は0.01〜0.1%である。C含有量の好ましい下限は0.03%であり、さらに好ましくは、0.04%である。C含有量の好ましい上限は、0.08%であり、さらに好ましくは、0.07%である。
C: 0.01 to 0.1%
Carbon (C) increases the strength of the steel. If the C content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the C content is too high, carbides are generated and the toughness and ductility of the steel are reduced. If the C content is too high, the weldability further decreases. Therefore, the C content is 0.01 to 0.1%. The minimum with preferable C content is 0.03%, More preferably, it is 0.04%. The upper limit with preferable C content is 0.08%, More preferably, it is 0.07%.

Si:0.01〜0.4%
シリコン(Si)は、鋼を脱酸する。Si含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、鋼の靭性が低下する。したがって、Si含有量は0.01〜0.4%である。Si含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは、0.1%である。Si含有量の好ましい上限は、0.35%であり、さらに好ましくは、0.3%である。
Si: 0.01 to 0.4%
Silicon (Si) deoxidizes steel. If the Si content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Si content is too high, the toughness of the steel decreases. Therefore, the Si content is 0.01 to 0.4%. The minimum with preferable Si content is 0.02%, More preferably, it is 0.1%. The upper limit with preferable Si content is 0.35%, More preferably, it is 0.3%.

Mn:0.5〜2%
マンガン(Mn)は、鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Mn含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、鋼の靭性及び耐SSC性が低下する。したがって、Mn含有量は0.5〜2%である。Mn含有量の好ましい下限は0.6%であり、さらに好ましくは、0.8%である。Mn含有量の好ましい上限は、1.8%であり、さらに好ましくは、1.5%である。
Mn: 0.5-2%
Manganese (Mn) increases the hardenability of the steel and increases the strength of the steel. If the Mn content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Mn content is too high, the toughness and SSC resistance of the steel will decrease. Therefore, the Mn content is 0.5-2%. The minimum with preferable Mn content is 0.6%, More preferably, it is 0.8%. The upper limit with preferable Mn content is 1.8%, More preferably, it is 1.5%.

P:0.03%以下
燐(P)は不純物である。Pは、粒界に偏析して粒界を脆化する。そのため、Pは鋼の靭性及び耐SSC性を低下する。したがって、P含有量は少ない方が好ましい。P含有量は0.03%以下である。P含有量の好ましい上限は、0.02%であり、さらに好ましくは、0.01%である。
P: 0.03% or less Phosphorus (P) is an impurity. P segregates at the grain boundary and embrittles the grain boundary. Therefore, P decreases the toughness and SSC resistance of steel. Therefore, it is preferable that the P content is small. The P content is 0.03% or less. The upper limit with preferable P content is 0.02%, More preferably, it is 0.01%.

S:0.001%以下
硫黄(S)は不純物である。Sは、Mnと結合してMn系硫化物を形成する。Mn系硫
化物は溶解しやすい。そのため、鋼の靭性及び耐SSC性が低下する。したがって、S含有量はなるべく低い方が好ましい。S含有量は、0.001%以下である。S含有量の好ましい上限は、0.0005%であり、さらに好ましくは、0.0002%である。
S: 0.001% or less Sulfur (S) is an impurity. S combines with Mn to form a Mn-based sulfide. Mn-based sulfides are easy to dissolve. Therefore, the toughness and SSC resistance of the steel are reduced. Accordingly, the S content is preferably as low as possible. S content is 0.001% or less. The upper limit with preferable S content is 0.0005%, More preferably, it is 0.0002%.

Al:0.01〜0.05%
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Al含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Al含有量が高すぎれば、Al窒化物が粗大化し、鋼の靭性が低下する。したがって、Al含有量は0.01〜0.05%である。Al含有量の好ましい下限は0.012%あり、さらに好ましくは、0.013%である。Al含有量の好ましい上限は、0.019%であり、さらに好ましくは、0.018%である。なお、本実施の形態におけるAl含有量とは、鋼中の全Alの含有量を意味する。
Al: 0.01 to 0.05%
Aluminum (Al) deoxidizes steel. If the Al content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Al content is too high, the Al nitride becomes coarse and the toughness of the steel decreases. Therefore, the Al content is 0.01 to 0.05%. The minimum with preferable Al content is 0.012%, More preferably, it is 0.013%. The upper limit with preferable Al content is 0.019%, More preferably, it is 0.018%. In addition, Al content in this Embodiment means content of all the Al in steel.

N:0.003〜0.008%
窒素(N)は、固溶強化により鋼の強度を高める。N含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、N含有量が高すぎれば、炭窒化物を粗大化し、耐SSC性を低下する。したがって、N含有量は、0.003〜0.008%である。N含有量の好ましい下限は、0.004%であり、さらに好ましくは0.005%である。N含有量の好ましい上限は0.007%であり、さらに好ましくは0.006%である。
N: 0.003 to 0.008%
Nitrogen (N) increases the strength of the steel by solid solution strengthening. If the N content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the N content is too high, the carbonitride is coarsened and the SSC resistance is lowered. Therefore, the N content is 0.003 to 0.008%. The minimum with preferable N content is 0.004%, More preferably, it is 0.005%. The upper limit with preferable N content is 0.007%, More preferably, it is 0.006%.

Nb:0.01〜0.05%
ニオブ(Nb)は、鋼中のCやNと結合して微細なNb炭窒化物を形成する。微細なNb炭窒化物は、分散強化により鋼の強度を高める。Ni含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Nb含有量が高すぎれば、Nb炭窒化物が粗大化し、鋼の耐SSC性が低下する。さらに、Nb含有量が高すぎれば、溶接部の靭性が低下する。したがって、Nb含有量は、0.01〜0.05%である。Nb含有量の好ましい下限は、0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。Nb含有量の好ましい上限は0.045%であり、さらに好ましくは0.04%である。
Nb: 0.01 to 0.05%
Niobium (Nb) combines with C and N in the steel to form fine Nb carbonitride. Fine Nb carbonitride increases the strength of the steel by dispersion strengthening. If the Ni content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Nb content is too high, the Nb carbonitride becomes coarse and the SSC resistance of the steel decreases. Furthermore, if the Nb content is too high, the toughness of the welded portion decreases. Therefore, the Nb content is 0.01 to 0.05%. The minimum with preferable Nb content is 0.02%, More preferably, it is 0.03%. The upper limit with preferable Nb content is 0.045%, More preferably, it is 0.04%.

Ti:0.005〜0.02%
チタン(Ti)は、、鋼中のNと結合してTi窒化物及び/又はTi炭窒化物を形成する。Ti窒化物及び/又はTi炭窒化物は、鋼の結晶粒を微細化する。Ti含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ti含有量が高すぎれば、粗大なTi窒化物及び/又はTi炭窒化物が形成される。そのため、鋼の耐SSC性が低下する。したがって、Ti含有量は、0.005〜0.02%である。Ti含有量の好ましい下限は、0.007%であり、さらに好ましくは0.01%である。Ti含有量の好ましい上限は0.018%であり、さらに好ましくは0.016%である。
Ti: 0.005-0.02%
Titanium (Ti) combines with N in the steel to form Ti nitride and / or Ti carbonitride. Ti nitrides and / or Ti carbonitrides refine steel grains. If the Ti content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Ti content is too high, coarse Ti nitrides and / or Ti carbonitrides are formed. Therefore, the SSC resistance of the steel is reduced. Therefore, the Ti content is 0.005 to 0.02%. The minimum with preferable Ti content is 0.007%, More preferably, it is 0.01%. The upper limit with preferable Ti content is 0.018%, More preferably, it is 0.016%.

本実施の形態によるラインパイプ用電縫鋼管の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物とは、ラインパイプ用電縫鋼管を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境などから混入されるものであって、本実施形態のラインパイプ用電縫鋼管に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。   The balance of the chemical composition of the linepipe ERW steel pipe according to the present embodiment is composed of Fe and impurities. Here, the impurities are mixed from the ore as a raw material, scrap, or the manufacturing environment when the ERW steel pipe for a line pipe is manufactured industrially, and the electric pipe for the line pipe of this embodiment is used. It means that it is allowed as long as it does not adversely affect the sewn steel pipe.

[任意元素について]
本実施の形態によるラインパイプ用電縫鋼管はさらに、Feの一部に代えて、Ni及びMoからなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼の強度を高める。
[Arbitrary elements]
The electric resistance welded steel pipe for line pipe according to the present embodiment may further contain one or more selected from the group consisting of Ni and Mo instead of a part of Fe. All of these elements are optional elements and increase the strength of the steel.

Ni:0〜0.2%
ニッケル(Ni)は、任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Niは、固溶強化により鋼の強度を高める。Niはさらに、鋼の靭性を高める。しかしながら、Ni含有量が高すぎれば、鋼の溶接性が低下する。したがって、Ni含有量は、0〜0.2%である。Ni含有量の好ましい下限は、0.001%であり、さらに好ましくは、0.005%である。Ni含有量の好ましい上限は、0.18%であり、さらに好ましくは、0.15%である。
Ni: 0 to 0.2%
Nickel (Ni) is an optional element and may not be contained. When contained, Ni increases the strength of the steel by solid solution strengthening. Ni further increases the toughness of the steel. However, if the Ni content is too high, the weldability of the steel decreases. Therefore, the Ni content is 0 to 0.2%. The minimum with preferable Ni content is 0.001%, More preferably, it is 0.005%. The upper limit with preferable Ni content is 0.18%, More preferably, it is 0.15%.

Mo:0〜0.2%
モリブデン(Mo)は、任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Moは、鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。さらに、Moのミクロ偏析は生じにくいため、中心偏析に起因するSSCの発生が抑制される。しかしながら、Moは高価であるため、Moが過剰に含有されれば、製造コストが増大する。したがって、Mo含有量は、0〜0.2%である。Mo含有量の好ましい下限は、0.1%であり、さらに好ましくは、0.12%である。Mo含有量の好ましい上限は、0.18%であり、さらに好ましくは、0.15%である。
Mo: 0 to 0.2%
Molybdenum (Mo) is an optional element and may not be contained. When contained, Mo increases the hardenability of the steel and increases the strength of the steel. Furthermore, since micro segregation of Mo hardly occurs, the generation of SSC due to center segregation is suppressed. However, since Mo is expensive, if Mo is contained excessively, the manufacturing cost increases. Therefore, the Mo content is 0 to 0.2%. The minimum with preferable Mo content is 0.1%, More preferably, it is 0.12%. The upper limit with preferable Mo content is 0.18%, More preferably, it is 0.15%.

本実施の形態によるラインパイプ用電縫鋼管はさらに、Feの一部に代えて、Caを含有してもよい。   The electric resistance welded steel pipe for line pipe according to the present embodiment may further contain Ca instead of a part of Fe.

Ca:0%〜0.0050%
カルシウム(Ca)は、任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Caは、SSCの発生起点となるMnSの形態を球状にし、SSCの発生を抑制する。Caはさらに、CaSを形成し、MnSの生成を抑制する。しかしながら、Caが過剰に含有されれば、その効果は飽和し、製造コストが増加する。したがって、Ca含有量は、0%〜0.0050%である。好ましいCa含有量の下限は、0.0005%であり、さらに好ましくは、0.0007%である。好ましいCa含有量の上限は、0.0045%であり、さらに好ましくは、0.0040%である。
Ca: 0% to 0.0050%
Calcium (Ca) is an optional element and may not be contained. When contained, Ca makes the form of MnS, the starting point of SSC, spherical, and suppresses the generation of SSC. Ca further forms CaS and suppresses the generation of MnS. However, if Ca is contained excessively, the effect is saturated and the manufacturing cost increases. Therefore, the Ca content is 0% to 0.0050%. The minimum of preferable Ca content is 0.0005%, More preferably, it is 0.0007%. The upper limit of the preferable Ca content is 0.0045%, and more preferably 0.0040%.

[内表層及び外表層の硬さ]
本実施形態によるラインパイプ用電縫鋼管において、内表層の硬さは、ビッカース硬さで248HV以下であり、かつ、外表層の最高ビッカース硬さよりも5HV以上小さい。
[Hardness of inner surface layer and outer surface layer]
In the ERW steel pipe for line pipes according to this embodiment, the hardness of the inner surface layer is 248 HV or less in terms of Vickers hardness, and is 5 HV or less smaller than the highest Vickers hardness of the outer surface layer.

内外表層の硬さは、次の方法で測定される。図1は、ラインパイプ用電縫鋼管の横断面図(つまり、ラインパイプ用電縫鋼管の径方向に切断された断面図)の一部である。図1を参照して、ラインパイプ用電縫鋼管100を肉厚t方向に20等分する。ラインパイプ用電縫鋼管100の外面1から、内面2方向にt/5までの範囲を、外表層OLと定義する。内面2から、外面1方向にt/5までの範囲を、内表層ILと定義する。   The hardness of the inner and outer surface layers is measured by the following method. FIG. 1 is a part of a cross-sectional view of a line pipe ERW steel pipe (that is, a cross-sectional view cut in the radial direction of the line pipe ERW steel pipe). Referring to FIG. 1, the linepipe ERW steel pipe 100 is equally divided into 20 in the thickness t direction. A range from the outer surface 1 of the line pipe ERW steel pipe 100 to t / 5 in the inner surface 2 direction is defined as an outer surface layer OL. A range from the inner surface 2 to t / 5 in the direction of the outer surface 1 is defined as an inner surface layer IL.

ラインパイプ用電縫鋼管を軸方向に見てラインパイプ用電縫鋼管の溶接部から180°の位置(溶接部と背向する位置)の外表層OL及び内表層ILを特定する。   The outer surface layer OL and the inner surface layer IL at a position 180 ° (a position facing away from the welded portion) from the welded portion of the linepipe ERW steel tube are specified by looking at the linepipe ERW steel tube in the axial direction.

特定された外表層OL及び内表層ILにおいて、外面から0.1mm深さ及び内面から0.1mm深さで、JIS Z2244(2009)に準拠したビッカース硬さ試験を実施する。試験力は100gf=0.98Nとする。   In the specified outer surface layer OL and inner surface layer IL, a Vickers hardness test in accordance with JIS Z2244 (2009) is performed at a depth of 0.1 mm from the outer surface and a depth of 0.1 mm from the inner surface. The test force is 100 gf = 0.98N.

外表層OL及び内表層ILにおいて、ビッカース硬さ試験により得られた複数の値のうち、最大値を特定し、これらを、外表層OL及び内表層ILの最高ビッカース硬さと定義する。   In the outer surface layer OL and the inner surface layer IL, the maximum value among the plurality of values obtained by the Vickers hardness test is specified, and these are defined as the highest Vickers hardness of the outer surface layer OL and the inner surface layer IL.

以上の方法で定義された内表層ILの最高ビッカース硬さは、248HV以下である。内表層ILの最高ビッカース硬さが248HVを超えれば、鋼の靭性が低下し、ラインパイプ用電縫鋼管の耐SSC性が低下する。内表層ILの最高ビッカース硬さの下限は特に限定されないが、内表層ILの最高ビッカース硬さが低すぎれば、ラインパイプ用電縫鋼管の強度が十分に得られない。したがって、内表層ILの最高ビッカース硬さの好ましい下限は、180HVであり、さらに好ましくは、185HVである。内表層ILの最高ビッカース硬さの好ましい上限は245HVである。   The maximum Vickers hardness of the inner surface layer IL defined by the above method is 248 HV or less. If the maximum Vickers hardness of the inner surface layer IL exceeds 248 HV, the toughness of the steel decreases, and the SSC resistance of the ERW steel pipe for line pipes decreases. The lower limit of the maximum Vickers hardness of the inner surface layer IL is not particularly limited, but if the maximum Vickers hardness of the inner surface layer IL is too low, the strength of the ERW steel pipe for line pipes cannot be sufficiently obtained. Therefore, a preferable lower limit of the maximum Vickers hardness of the inner surface layer IL is 180 HV, and more preferably 185 HV. A preferable upper limit of the maximum Vickers hardness of the inner surface layer IL is 245HV.

さらに、内表層ILの最高ビッカース硬さは外表層OLの最高ビッカース硬さよりも5HV以上小さい。   Further, the maximum Vickers hardness of the inner surface layer IL is 5 HV or less smaller than the maximum Vickers hardness of the outer surface layer OL.

つまり、内表層と外表層とで、許容される硬さの上限を相違させる。この理由は次のとおりである。ラインパイプ用電縫鋼管の内面は上述のとおりサワー環境に曝露されるため、高い耐SSC性が要求される。一方、ラインパイプ用電縫鋼管の外面は、内面と比較してサワー環境に曝露されにくい。そのため、ラインパイプ用電縫鋼管の外面は、耐SSC性よりもむしろ高強度が求められる。内表面の最大ビッカース硬さを外表面の最大ビッカース硬さよりも5HV以上小さくすれば、外面で高強度を得つつ、内面で優れた耐SSC性を得ることができる。   That is, the upper limit of allowable hardness is made different between the inner surface layer and the outer surface layer. The reason for this is as follows. Since the inner surface of the ERW steel pipe for line pipes is exposed to the sour environment as described above, high SSC resistance is required. On the other hand, the outer surface of the ERW steel pipe for line pipes is less exposed to the sour environment than the inner surface. Therefore, the outer surface of the ERW steel pipe for line pipes is required to have high strength rather than SSC resistance. If the maximum Vickers hardness of the inner surface is made 5HV or less smaller than the maximum Vickers hardness of the outer surface, excellent SSC resistance can be obtained on the inner surface while obtaining high strength on the outer surface.

[降伏強度及び引張強度]
ラインパイプ用電縫鋼管の降伏強度YSは450〜600MPa、及び引張強度TSは535〜765MPaである。この場合、ラインパイプ用電縫鋼管に必要な強度が得られる。
[Yield strength and tensile strength]
The yield strength YS of the ERW steel pipe for line pipe is 450 to 600 MPa, and the tensile strength TS is 535 to 765 MPa. In this case, the strength required for the ERW steel pipe for line pipe can be obtained.

降伏強度及び引張強度は、次の方法で測定される。ラインパイプ用電縫鋼管から引張試験片を採取する。具体的には、ラインパイプ用電縫鋼管を軸方向に見てラインパイプ用電縫鋼管の溶接部から180°の位置(溶接部と背向する位置)から全厚の引張試験片を採取する。引張試験片の横断面は弧状とし、引張試験片の長手方向は、鋼管の圧延方向と平行とする。引張試験片を用いて、API規格の5CTの規定に準拠して、常温にて引張試験を実施する。試験結果に基づいて、ラインパイプ用電縫鋼管の降伏強度YS(MPa)及び引張強度TS(MPa)を求める。   Yield strength and tensile strength are measured by the following methods. Take a tensile specimen from an ERW steel pipe for line pipe. Specifically, a full thickness tensile test specimen is taken from a position 180 ° from the welded part of the linepipe ERW steel pipe in the axial direction (position facing away from the welded part). . The cross section of the tensile test piece is arcuate, and the longitudinal direction of the tensile test piece is parallel to the rolling direction of the steel pipe. Using a tensile test piece, a tensile test is performed at room temperature in accordance with the API standard 5CT. Based on the test results, the yield strength YS (MPa) and the tensile strength TS (MPa) of the ERW steel pipe for line pipes are obtained.

[製造方法]
上述のラインパイプ用電縫鋼管の製造方法の一例を説明する。上述した化学組成を満たす溶鋼を用いて、素材であるスラブを製造する(素材準備工程)。製造されたスラブを加熱炉で加熱する(加熱工程)。加熱したスラブを圧延機で圧延して鋼板を製造する(圧延工程)。製造された鋼板を水冷装置で冷却し(冷却工程)、巻き取ってホットコイルにする(巻取り工程)。ホットコイルを成形及び溶接して製管し、ラインパイプ用電縫鋼管を製造する(製管工程)。本製造工程では、冷却工程において、鋼板の第1表面及び第2表面を異なる冷却速度で冷却する。これにより、硬さの異なる外表層及び内表層を有するラインパイプ用電縫鋼管を製造できる。以下、それぞれの工程について詳しく説明する。
[Production method]
An example of the manufacturing method of the above-mentioned ERW steel pipe for line pipe will be described. The slab which is a raw material is manufactured using the molten steel which satisfy | fills the chemical composition mentioned above (raw material preparation process). The manufactured slab is heated in a heating furnace (heating process). The heated slab is rolled with a rolling mill to produce a steel plate (rolling process). The manufactured steel sheet is cooled with a water-cooling device (cooling process) and wound into a hot coil (winding process). A hot coil is formed and welded to produce a pipe, and an ERW steel pipe for a line pipe is produced (pipe making process). In this manufacturing process, in the cooling process, the first surface and the second surface of the steel sheet are cooled at different cooling rates. Thereby, the ERW steel pipe for line pipes which has the outer surface layer and inner surface layer from which hardness differs can be manufactured. Hereinafter, each process will be described in detail.

[素材準備工程]
上述の化学組成を有する素材を準備する。具体的には、上述の化学組成を有する溶鋼を製造する。溶鋼を用いて、素材を製造する。連続鋳造法によりスラブを製造してもよい。溶鋼を用いてインゴットを製造し、インゴットを分塊圧延してスラブを製造してもよい。
[Material preparation process]
A material having the above chemical composition is prepared. Specifically, molten steel having the above-described chemical composition is manufactured. The raw material is manufactured using molten steel. The slab may be manufactured by a continuous casting method. The ingot may be manufactured using molten steel, and the ingot may be subjected to ingot rolling to manufacture a slab.

[加熱工程]
加熱工程では、製造された素材を加熱炉で加熱する。加熱炉での素材の加熱温度は1100〜1250℃である。加熱温度が高すぎれば、オーステナイト粒が粗大化するため、結晶粒を微細化できず、鋼の強度が低下する。一方、加熱温度が低すぎれば、圧延中の結晶粒の微細化及び圧延後の析出強化が得られず鋼の強度が低下する。したがって、加熱温度は1100〜1250℃である。
[Heating process]
In the heating process, the manufactured material is heated in a heating furnace. The heating temperature of the raw material in a heating furnace is 1100-1250 degreeC. If the heating temperature is too high, the austenite grains become coarse, so that the crystal grains cannot be refined, and the strength of the steel decreases. On the other hand, if the heating temperature is too low, refinement of crystal grains during rolling and precipitation strengthening after rolling cannot be obtained, and the strength of the steel decreases. Accordingly, the heating temperature is 1100 to 1250 ° C.

[圧延工程]
圧延工程では、加熱された素材を、粗圧延機及び仕上げ圧延機を用いて熱間圧延して、鋼板にする。粗圧延機及び仕上げ圧延機ともに、一列に並んだ複数の圧延スタンドを備え、各圧延スタンドはロール対を備える。
[Rolling process]
In the rolling process, the heated material is hot-rolled using a roughing mill and a finish rolling mill to form a steel plate. Both the rough rolling mill and the finish rolling mill include a plurality of rolling stands arranged in a row, and each rolling stand includes a roll pair.

圧延工程において、仕上げ圧延機の最終スタンドの出側での鋼板の表面温度を、仕上げ圧延温度(℃)と定義する。仕上げ圧延温度(℃)は、780〜830℃である。仕上げ圧延温度が780℃未満であれば、鋼板の圧延抵抗が増加して生産性が低下する。さらに、フェライト及びオーステナイトの二相域で鋼板が圧延される。この場合、鋼板のミクロ組織が層状組織を形成して、機械的性質が低下する。一方、仕上げ圧延温度が830℃を超えれば、ラインパイプ用鋼管の硬さが硬くなりすぎ、強度が高くなりすぎる。したがって、仕上げ圧延温度は780〜830℃である。オーステナイト未再結晶温度域での圧下率は70〜80%とするのが好ましい。この場合、未再結晶組織が微細化される。   In the rolling process, the surface temperature of the steel plate on the exit side of the final stand of the finish rolling mill is defined as the finish rolling temperature (° C.). The finish rolling temperature (° C.) is 780 to 830 ° C. If finish rolling temperature is less than 780 degreeC, the rolling resistance of a steel plate will increase and productivity will fall. Furthermore, the steel sheet is rolled in a two-phase region of ferrite and austenite. In this case, the microstructure of the steel sheet forms a layered structure, and the mechanical properties deteriorate. On the other hand, if the finish rolling temperature exceeds 830 ° C., the hardness of the steel pipe for line pipe becomes too hard and the strength becomes too high. Accordingly, the finish rolling temperature is 780 to 830 ° C. The rolling reduction in the austenite non-recrystallization temperature region is preferably 70 to 80%. In this case, the unrecrystallized structure is refined.

[冷却工程]
圧延完了後、必要に応じて鋼板を空冷した後、水冷装置を用いた強冷却及び弱冷却を実施する。強冷却及び弱冷却開始時の素材表面温度(以下、水冷開始温度という)は740℃以下が好ましい。水冷開始温度が740℃以下であれば、高強度を得つつ、ベイナイト組織の生成を抑制できるため、さらに優れた耐SSC性が得られる。
[Cooling process]
After completion of rolling, the steel sheet is air-cooled as necessary, and then strong cooling and weak cooling are performed using a water cooling device. The material surface temperature at the start of strong cooling and weak cooling (hereinafter referred to as water cooling start temperature) is preferably 740 ° C. or lower. If water cooling start temperature is 740 degrees C or less, since the production | generation of a bainite structure can be suppressed, obtaining high intensity | strength, the further outstanding SSC resistance will be obtained.

鋼板の第1表面の冷却速度をV1(℃/s)とし、第1表面と反対側の第2表面の冷却速度をV2(℃/s)とする。V1を5〜25℃/sとして第1表面を冷却する。   Let the cooling rate of the 1st surface of a steel plate be V1 (degreeC / s), and let the cooling rate of the 2nd surface on the opposite side to the 1st surface be V2 (degrees C / s). The first surface is cooled by setting V1 to 5 to 25 ° C./s.

一方、第2表面の冷却速度V2(℃/s)は次の式(1)を満たす。
V2≦V1−4.09 (1)
On the other hand, the cooling rate V2 (° C./s) of the second surface satisfies the following formula (1).
V2 ≦ V1−4.09 (1)

要するに、第2表面の冷却速度V2を第1表面の冷却速度V1よりも遅くする。冷却速度V2が式(1)を満たさなければ、内表層の最高ビッカース硬さが外表層の最高ビッカース硬さの5HV以上小さくならない。この場合、高強度は得られても、内面の耐SSC性が低下する。冷却速度V1が5〜25℃/sであり、かつ、冷却速度V2が式(2)を満たせば、後述の製管工程後の電縫鋼管の降伏強度YSが450〜600MPa、及び引張強度TSが535〜765MPaとなる。さらに、内表面の最高ビッカース硬さが外表面の最高ビッカース硬さの5HV以上小さくなる。   In short, the cooling rate V2 of the second surface is made slower than the cooling rate V1 of the first surface. If the cooling rate V2 does not satisfy the formula (1), the maximum Vickers hardness of the inner surface layer does not decrease by 5 HV or more of the maximum Vickers hardness of the outer surface layer. In this case, even if high strength is obtained, the SSC resistance of the inner surface is lowered. If the cooling rate V1 is 5 to 25 ° C./s and the cooling rate V2 satisfies the formula (2), the yield strength YS of the ERW steel pipe after the pipe forming process described later is 450 to 600 MPa, and the tensile strength TS. Becomes 535 to 765 MPa. Furthermore, the maximum Vickers hardness of the inner surface is reduced by 5 HV or more, which is the maximum Vickers hardness of the outer surface.

冷却速度V2は特に限定されないが、冷却速度V2が遅すぎれば、ラインパイプ用電縫鋼管の強度が十分に得られない。したがって、冷却速度V2の好ましい下限は、0.5℃/sであり、さらに好ましくは0.8℃/sである。   The cooling rate V2 is not particularly limited, but if the cooling rate V2 is too slow, the strength of the ERW steel pipe for line pipes cannot be sufficiently obtained. Therefore, the preferable lower limit of the cooling rate V2 is 0.5 ° C./s, more preferably 0.8 ° C./s.

[巻取り工程]
熱間圧延工程で製造された熱延鋼板を巻取り、コイルにする。コイル巻取り開始時の熱延鋼板の表面温度(以下、巻取り温度という)は、600℃以下であるのが好ましい。巻取り温度が高すぎれば、結晶粒が粗大化し、鋼の強度が低下する。巻取り温度の下限は特に限定されないが、巻取り温度が低すぎれば製造性が低下する。したがって、巻取り温度の好ましい下限は500℃であり、さらに好ましくは530℃である。
[Winding process]
The hot-rolled steel sheet manufactured in the hot rolling process is wound up to form a coil. The surface temperature of the hot-rolled steel sheet at the start of coil winding (hereinafter referred to as winding temperature) is preferably 600 ° C. or lower. If the coiling temperature is too high, the crystal grains become coarse and the strength of the steel decreases. The lower limit of the winding temperature is not particularly limited, but if the winding temperature is too low, the productivity is lowered. Therefore, the minimum with preferable winding temperature is 500 degreeC, More preferably, it is 530 degreeC.

[製管工程]
コイルにされた熱延鋼板を巻き戻しながら、図2に示すとおり、ラインパイプ用鋼板の第2表面を内面2とし、第1表面を外面1とするラインパイプ用電縫鋼管200を製造する。具体的には、ラインパイプ用鋼板を連続した成形ロールによる曲げ加工によりオープンパイプにする。このとき、ラインパイプ用鋼板の第2表面がオープンパイプの内面2となるように、曲げ加工する。続いて、オープンパイプの継目部、つまりラインパイプ用鋼板の長手方向の両端面3を電縫溶接法により溶接し、ラインパイプ用電縫鋼管200を製造する。図2では、給電子60と溶接ロール70とを用いて電縫溶接法により両端面3を溶接している。
[Pipe making process]
While rewinding the coiled hot-rolled steel sheet, as shown in FIG. 2, a line pipe ERW steel pipe 200 is manufactured with the second surface of the line pipe steel sheet as the inner surface 2 and the first surface as the outer surface 1. Specifically, an open pipe is formed by bending a steel sheet for line pipe using a continuous forming roll. At this time, bending is performed so that the second surface of the steel plate for line pipe becomes the inner surface 2 of the open pipe. Subsequently, the seam portion of the open pipe, that is, both end faces 3 in the longitudinal direction of the steel plate for line pipe are welded by the electric resistance welding method, and the electric resistance welded steel pipe 200 for line pipe is manufactured. In FIG. 2, both end surfaces 3 are welded by an electric seam welding method using a power supply 60 and a welding roll 70.

以上の製造工程により、本実施形態のラインパイプ用電縫鋼管を製造できる。なお、本実施形態のラインパイプ用電縫鋼管において、第1表面が上面かつ第2表面が下面としてもよいし、第1表面が下面かつ第2表面が上面としてもよい。   By the above manufacturing process, the electric resistance welded steel pipe of the present embodiment can be manufactured. In the ERW steel pipe for line pipe of the present embodiment, the first surface may be the upper surface and the second surface may be the lower surface, or the first surface may be the lower surface and the second surface may be the upper surface.

表1に示す鋼A〜鋼Gの溶鋼を連続鋳造してスラブを製造した。   Slabs were produced by continuously casting molten steels of Steel A to Steel G shown in Table 1.

Figure 2017179482
Figure 2017179482

鋼A〜鋼Gの複数のスラブを用いて、表2に示す試験番号1〜試験番号15のラインパイプ用電縫鋼管を製造した。   Using a plurality of slabs of steel A to steel G, ERW steel pipes for line pipes having test numbers 1 to 15 shown in Table 2 were manufactured.

Figure 2017179482
Figure 2017179482

具体的には、各試験番号のスラブを、加熱炉で加熱した。加熱温度(℃)は表2に示すとおりであった。加熱後のスラブを複数の熱間圧延ミルを用いて圧延して、鋼板を製造した。圧延後の鋼板を空冷し、続いて水冷した。各試験番号の鋼板の水冷開始温度(℃)は、表2に示すとおりであった。水冷による冷却速度は(℃/sec)表2に示すとおりであった。   Specifically, each test number slab was heated in a heating furnace. The heating temperature (° C.) was as shown in Table 2. The heated slab was rolled using a plurality of hot rolling mills to produce a steel plate. The rolled steel sheet was air-cooled and then water-cooled. The water cooling start temperature (° C.) of the steel plates of each test number was as shown in Table 2. The cooling rate by water cooling was (° C./sec) as shown in Table 2.

以上の製造工程により鋼板を製造後、各試験番号の鋼板に対して、表2に示す巻取り温度(℃)で巻取りを実施してコイルにした。上述の方法で製管して、外径406.4mm、肉厚15.9mmのラインパイプ用電縫鋼管を製造した。   After manufacturing the steel plate by the above manufacturing process, the steel plate of each test number was wound at the winding temperature (° C.) shown in Table 2 to form a coil. The pipe was manufactured by the above-described method to produce an electric resistance welded steel pipe for line pipe having an outer diameter of 406.4 mm and a wall thickness of 15.9 mm.

[試験方法]
[ビッカース硬さ試験]
上述のビッカース硬さ試験方法に基づいて、各試験番号のラインパイプ用電縫鋼管の内外表層の硬さの最大値(HV)を求めた。
[Test method]
[Vickers hardness test]
Based on the above-mentioned Vickers hardness test method, the maximum value (HV) of the hardness of the inner and outer surface layers of the ERW steel pipe for line pipe of each test number was determined.

[強度試験]
上述の降伏強度及び引張強度試験方法に基づいて、各試験番号のラインパイプ用電縫鋼管の降伏強度YS(MPa)及び引張強度TS(MPa)を求めた。引張試験片のサイズは図3に示すとおりであり、平行部の長さは50.8mm、平行部の幅は38.1mmであった。図3中の数値は、試験片の対応する部位の寸法(単位はmm)を示す。
[Strength test]
Based on the above-described yield strength and tensile strength test methods, the yield strength YS (MPa) and tensile strength TS (MPa) of the electric resistance welded steel pipe for each test number were determined. The size of the tensile test piece was as shown in FIG. 3, the length of the parallel part was 50.8 mm, and the width of the parallel part was 38.1 mm. The numerical value in FIG. 3 shows the dimension (a unit is mm) of the corresponding site | part of a test piece.

[耐SSC性評価試験]
各試験番号のラインパイプ用鋼板の板厚中央部から丸棒試験片を採取した。丸棒試験片の長手方向は、鋼板の長手方向と平行であった。丸棒試験片の平行部の外径は6.35mmであり、平行部の長さは25.4mmであった。NACE(National Association of Corrosion Engineers)TM0177A法にしたがって、定荷重試験により、各丸棒試験片の耐SSC性を評価した。試験浴は、1atmの硫化水素ガスを飽和させた常温の5%塩化ナトリウム+0.5%酢酸水溶液であった。各丸棒試験片に325MPaの負荷応力を負荷して、試験浴に720時間浸漬した。浸漬してから720時間経過後、各丸棒試験片が破断したか否かを確認した。丸棒試験片に破断が観察されなかった場合、その鋼の耐SSC性は高いと判断した。丸棒試験片に破断が観察された場合、その鋼の耐SSC性は低いと判断した。
[SSC resistance evaluation test]
A round bar specimen was taken from the center of the thickness of the steel sheet for line pipe of each test number. The longitudinal direction of the round bar test piece was parallel to the longitudinal direction of the steel plate. The outer diameter of the parallel part of the round bar test piece was 6.35 mm, and the length of the parallel part was 25.4 mm. According to the NACE (National Association of Corrosion Engineers) TM0177A method, the SSC resistance of each round bar test piece was evaluated by a constant load test. The test bath was room temperature 5% sodium chloride + 0.5% acetic acid aqueous solution saturated with 1 atm hydrogen sulfide gas. Each round bar test piece was loaded with a load stress of 325 MPa and immersed in a test bath for 720 hours. After 720 hours from the immersion, it was confirmed whether each round bar specimen was broken. When no fracture was observed in the round bar test piece, it was judged that the SSC resistance of the steel was high. When breakage was observed in the round bar test piece, it was judged that the SSC resistance of the steel was low.

[試験結果]
表2に試験結果を示す。表2中の「ビッカース硬さ」の「外表層」及び「内表層」欄には、ラインパイプ用電縫鋼管の外表層及び内表層の硬さの最大値(HV)が記載されている。「内外硬さ差」欄には、内表層の最高ビッカース硬さと外表層のビッカース最高硬さとの差が記載されている。
[Test results]
Table 2 shows the test results. In the “outer surface layer” and “inner surface layer” columns of “Vickers hardness” in Table 2, the maximum hardness values (HV) of the outer surface layer and the inner surface layer of the ERW steel pipe for line pipe are described. In the “internal / external hardness difference” column, the difference between the highest Vickers hardness of the inner surface layer and the highest Vickers hardness of the outer surface layer is described.

表2中の「YS」欄には降伏強度(MPa)が記載されている。「TS」欄には引張強
度(MPa)が記載されている。「耐SSC性」欄には、耐SSC性評価試験結果が記載されている。「○」は、丸棒試験片に破断が観察されず、優れた耐SSC性が示されたことを意味する。「×」は、丸棒試験片に破断が観察され、耐SSC性が低かったことを意味する。
The yield strength (MPa) is described in the “YS” column in Table 2. In the “TS” column, the tensile strength (MPa) is described. In the “SSC resistance” column, the SSC resistance evaluation test results are described. “◯” means that no breakage was observed in the round bar test piece and excellent SSC resistance was shown. “X” means that a fracture was observed in the round bar specimen and the SSC resistance was low.

表2を参照して、試験番号1〜試験番号7の化学組成と製造条件は本発明の範囲内であった。さらに、降伏強度は450〜600MPaであり、引張強度は535〜765MPaであった。さらに、ラインパイプ用電縫鋼管の内表層の最高ビッカース硬さは248HV以下であり、外表層の最高ビッカース硬さよりも5HV以上小さかった。そのため、耐SSC性評価試験において破断が観察されず、試験番号1〜試験番号7は優れた耐SSC性を示した。   Referring to Table 2, the chemical compositions and production conditions of Test No. 1 to Test No. 7 were within the scope of the present invention. Furthermore, the yield strength was 450 to 600 MPa, and the tensile strength was 535 to 765 MPa. Further, the maximum Vickers hardness of the inner surface layer of the ERW steel pipe for line pipes was 248 HV or less, which was 5 HV or less smaller than the maximum Vickers hardness of the outer surface layer. Therefore, no fracture was observed in the SSC resistance evaluation test, and Test Nos. 1 to 7 showed excellent SSC resistance.

一方、試験番号8では、圧延時の加熱温度が1250℃を超えた。そのため、結晶粒が粗大化し、降伏強度YSが450MPa未満、及び引張強度TSが535MPa未満となり、低かった。   On the other hand, in the test number 8, the heating temperature at the time of rolling exceeded 1250 degreeC. Therefore, the crystal grains became coarse, the yield strength YS was less than 450 MPa, and the tensile strength TS was less than 535 MPa, which was low.

試験番号9では、仕上げ圧延温度が830℃を超えた。そのため、ラインパイプ用電縫鋼管の硬さが硬くなりすぎ、降伏強度YSが600MPaを超え、及び引張強度も765MPaを超え、高すぎた。   In test number 9, the finish rolling temperature exceeded 830 ° C. Therefore, the hardness of the ERW steel pipe for line pipe became too hard, the yield strength YS exceeded 600 MPa, and the tensile strength exceeded 765 MPa, too high.

試験番号10では、上面の冷却速度V1が25℃/sを超えた。そのため、ラインパイプ用電縫鋼管の硬さが硬くなりすぎ、降伏強度YSが600MPaを超え、及び引張強度も765MPaを超え、高すぎた。   In test number 10, the upper surface cooling rate V1 exceeded 25 ° C./s. Therefore, the hardness of the ERW steel pipe for line pipe became too hard, the yield strength YS exceeded 600 MPa, and the tensile strength exceeded 765 MPa, too high.

試験番号11では、上面の冷却速度V1が5℃/s未満であった。そのため、ラインパイプ用電縫鋼管の硬さが低くなりすぎ、降伏強度YSが450MPa未満、及び引張強度TSが535MPa未満となり、低かった。   In Test No. 11, the upper surface cooling rate V1 was less than 5 ° C./s. Therefore, the hardness of the ERW steel pipe for line pipes was too low, the yield strength YS was less than 450 MPa, and the tensile strength TS was less than 535 MPa, which was low.

試験番号12では、下面の冷却速度V2が式(1)の上限を超えた。そのため、内表層の最高ビッカース硬さが248HVを超え、外表層のビッカース最高硬さとの差が5未満となり、SSCが観察された。さらに、ラインパイプ用電縫鋼管の硬さが硬くなりすぎ、降伏強度YSが600MPaを超え、及び引張強度も765MPaを超え、高すぎた。   In test number 12, the cooling rate V2 on the lower surface exceeded the upper limit of formula (1). Therefore, the maximum Vickers hardness of the inner surface layer exceeded 248 HV, the difference from the Vickers maximum hardness of the outer surface layer was less than 5, and SSC was observed. Furthermore, the hardness of the ERW steel pipe for line pipe was too hard, the yield strength YS exceeded 600 MPa, and the tensile strength exceeded 765 MPa, too high.

試験番号13では、巻取り温度が600℃を超えた。そのため、結晶粒が粗大化し、降伏強度YSが450MPa未満、及び引張強度TSが535MPa未満となり、低かった。   In test number 13, the winding temperature exceeded 600 ° C. Therefore, the crystal grains became coarse, the yield strength YS was less than 450 MPa, and the tensile strength TS was less than 535 MPa, which was low.

試験番号14では、圧延時の加熱温度が1100℃未満であった。そのため、降伏強度YSが450MPa未満、及び引張強度TSが535MPa未満となり、低かった。   In test number 14, the heating temperature during rolling was less than 1100 ° C. Therefore, the yield strength YS was less than 450 MPa, and the tensile strength TS was less than 535 MPa, which was low.

試験番号15では、仕上げ圧延温度が780℃未満であった。そのため、ラインパイプ用電縫鋼管の硬さが高くなりすぎ、降伏強度YSが600MPaを超え、及び引張強度も765MPaを超え、高すぎた。   In test number 15, the finish rolling temperature was less than 780 ° C. Therefore, the hardness of the ERW steel pipe for line pipes was too high, the yield strength YS exceeded 600 MPa, and the tensile strength exceeded 765 MPa, too high.

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately changing the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

1 外面
2 内面
100 ラインパイプ用電縫鋼管
200 ラインパイプ用電縫鋼管
1 outer surface 2 inner surface 100 ERW steel pipe for line pipe 200 ERW steel pipe for line pipe

Claims (4)

質量%で、
C:0.01〜0.1%、
Si:0.01〜0.4%、
Mn:0.5〜2%、
P:0.03%以下、
S:0.001%以下、
Al:0.01〜0.05%、
N:0.003〜0.008%、
Nb:0.01〜0.05%、
Ti:0.005〜0.02%、
Ni:0〜0.2%、
Mo:0〜0.2%、及び、
Ca:0〜0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物からなる化学組成を有し、
450〜600MPaの降伏強度、及び535〜765MPaの引張強度を有し、
内表層の最高ビッカース硬さが248HV以下であり、かつ、外表層の最高ビッカース硬さよりも5HV以上小さい、ラインパイプ用電縫鋼管。
% By mass
C: 0.01 to 0.1%
Si: 0.01-0.4%
Mn: 0.5-2%
P: 0.03% or less,
S: 0.001% or less,
Al: 0.01-0.05%,
N: 0.003 to 0.008%,
Nb: 0.01-0.05%
Ti: 0.005 to 0.02%,
Ni: 0 to 0.2%,
Mo: 0 to 0.2%, and
Ca: 0 to 0.0050% is contained, the balance has a chemical composition consisting of Fe and impurities,
Having a yield strength of 450-600 MPa, and a tensile strength of 535-765 MPa,
An ERW steel pipe for line pipes having a maximum Vickers hardness of 248 HV or less on the inner surface layer and 5 HV or less smaller than the maximum Vickers hardness of the outer surface layer.
請求項1に記載のラインパイプ用電縫鋼管であって、
前記化学組成は、
Ni:0.001〜0.2%、及び、
Mo:0.1〜0.2%からなる群から選択される1種以上を含有する、ラインパイプ用電縫鋼管。
An electric resistance welded steel pipe for a line pipe according to claim 1,
The chemical composition is
Ni: 0.001 to 0.2%, and
Mo: ERW steel pipe for line pipes containing at least one selected from the group consisting of 0.1 to 0.2%.
請求項1又は請求項2に記載のラインパイプ用電縫鋼管であって、
前記化学組成は、
Ca:0.0005〜0.0050%を含有する、ラインパイプ用電縫鋼管。
An electric-welded steel pipe for a line pipe according to claim 1 or 2,
The chemical composition is
An electric resistance welded steel pipe for line pipes containing Ca: 0.0005 to 0.0050%.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の化学組成を有する素材を1100〜1250℃で加熱後、780〜830℃の仕上げ圧延温度で熱間圧延して鋼板を製造する工程と、
前記鋼板の第1表面を5〜25℃/sの冷却速度V1で冷却し、前記第1表面と反対側の第2表面を、式(1)を満たす冷却速度V2で冷却する工程と、
前記鋼板を600℃以下で巻取ってホットコイルにする工程と、
前記ホットコイルを用いて、前記第2表面が内面になるように成形及び溶接して電縫鋼管を製造する工程とを備える、ラインパイプ用電縫鋼管の製造方法。
V2≦V1−4.09 (1)
After heating the raw material which has a chemical composition of any one of Claims 1-3 at 1100-1250 ° C, hot rolling at a finish rolling temperature of 780-830 ° C, and manufacturing a steel plate,
Cooling the first surface of the steel sheet at a cooling rate V1 of 5 to 25 ° C./s, and cooling the second surface opposite to the first surface at a cooling rate V2 that satisfies Equation (1);
Winding the steel sheet at 600 ° C. or lower to form a hot coil;
A method for producing an electric-welded steel pipe for line pipes, comprising: using the hot coil to form and weld the second surface to be an inner surface and producing an electric-welded steel pipe.
V2 ≦ V1−4.09 (1)
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