JP2021021089A - ステンレス鋼管の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】酸化スケールを除去するために劣化した硫酸溶液を用いても、良好な表面清浄度を有するステンレス鋼管の製造方法の提供。【解決手段】所定の化学組成を有する素管を準備する工程と、素管を焼入れする工程と、式（１）で表される焼戻しパラメータＴＰの下で、焼入れされた素管を焼戻しする工程と、４０．０ｇ／Ｌ以下のＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸溶液に、焼戻しされた素管を浸漬する工程とを備えるステンレス鋼管の製造方法。ＴＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０＋ｌｏｇ(ｔ／６０)）…（１）式（１）中、Ｔは焼戻し温度（℃）であり、ｔは焼戻し時間（分）であり、５５０≦Ｔ≦７００であり、３０≦ｔ≦１８０であり、ＣＦｅ≦５．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９９２４であり、５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９６７６であり、２０．０＜ＣＦｅの場合、１６２１２≦ＴＰ≦１８６６５である。【選択図】図１
Description
本発明は、ステンレス鋼管の製造方法に関する。
油井やガス井から産出される石油や天然ガスは、随伴ガスとして炭酸ガスや硫化水素等の腐食性ガスを含んでいる。Ｃｒを１３質量％程度含むマルテンサイト系ステンレス鋼管（以下「１３％Ｃｒ鋼管」という。）は、耐食性と経済性とのバランスに優れており、油井用鋼管やラインパイプ用鋼管等として広く用いられている（例えば、特開２０１５−１６１０１０号公報、特開２００６−１４４０６９号公報、特開２０１０−２４２１６２号公報等を参照。）。
特許第３４３０６６１号公報、特許第３５５０９９６号公報、及び特許第３９１５２３５号公報には、ステンレス鋼の酸洗方法が記載されている。
１３％Ｃｒ鋼管は通常、焼入れ焼戻し等の熱処理を経て製造される。熱処理で形成された酸化スケールを酸洗によって除去する場合、酸洗液の劣化や酸化スケールの形成状態によって表面清浄度がばらつくことがあった。良好な表面清浄度を安定的に得るためには、酸洗液を頻繁に交換したり、酸洗を長時間実施したりする必要がある。その結果、生産性が悪化する。
本発明の目的は、酸化スケールを除去するために劣化した硫酸溶液を用いても、良好な表面清浄度を安定的に得ることができるステンレス鋼管の製造方法を提供することである。
本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０５０％、Ｓｉ：０．０５〜１．００％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｃｒ：１１．５０〜１４．００％未満、Ｎｉ：５．００％超〜７．００％、Ｍｏ：１．００％超〜３．００％、Ｔｉ：０．０２〜０．５０％、Ａｌ：０．００１〜０．１００％、Ｃａ：０．０００１〜０．００４０％、Ｎ：０．０００１〜０．０２００％未満、Ｖ：０〜０．５００％、Ｎｂ：０〜０．５００％、Ｃｏ：０〜０．５００％、残部：Ｆｅ及び不純物である化学組成を有する素管を準備する工程と、準備された素管を焼入れする工程と、式（１）で表される焼戻しパラメータＴＰの下で、焼入れされた素管を焼戻しする工程と、４０．０ｇ／Ｌ以下のＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸溶液に、焼戻しされた素管を浸漬する工程とを備える。
ＴＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０＋ｌｏｇ(ｔ／６０)） …（１）
式（１）中、Ｔは焼戻し温度（℃）であり、ｔは焼戻し時間（分）であり、５５０≦Ｔ≦７００であり、３０≦ｔ≦１８０である。ＣＦｅ≦５．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９９２４である。５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９６７６である。２０．０＜ＣＦｅの場合、１６２１２≦ＴＰ≦１８６６５である。
式（１）中、Ｔは焼戻し温度（℃）であり、ｔは焼戻し時間（分）であり、５５０≦Ｔ≦７００であり、３０≦ｔ≦１８０である。ＣＦｅ≦５．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９９２４である。５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９６７６である。２０．０＜ＣＦｅの場合、１６２１２≦ＴＰ≦１８６６５である。
本発明によれば、酸化スケールを除去するために劣化した硫酸溶液を用いても、良好な表面清浄度を有するステンレス鋼管を製造することができる。
本発明者らは、酸化スケールを除去するために劣化した硫酸溶液を用いても良好な表面清浄度を安定的に得ることができる方法を検討したところ、以下の知見を得た。
熱処理で形成される酸化スケールは、熱処理工程の中でも焼戻し条件によって変化する。焼戻し温度を高く、かつ、焼戻し時間を長くすると、酸化が促進され、酸化スケールが厚くかつ緻密になるため、酸洗による除去が困難になる。一方、焼戻し温度を低く、かつ、焼戻し時間を短くすると、所定の製品性能（機械的特性）を満足することが困難になる。
本発明者らは、種々の焼戻し条件で焼戻しした素管を種々のＦｅイオン濃度を有する硫酸溶液に浸漬することにより、酸洗を実施した。そして、各焼戻し条件における表面清浄度を比較した。さらに、各焼戻し条件における製品性能（機械的特性）を評価した。これにより、酸洗に適した酸化スケールを形成し、かつ、製品性能（機械的特性）を満足する焼戻し条件を調査した。
その結果、Ｆｅイオン濃度に応じて焼戻しパラメータを所定範囲に制限することで焼戻し時に形成される酸化スケールを制御し、劣化した硫酸溶液を用いても良好な表面清浄度を安定的に得ることができ、かつ、所定の製品性能（機械的特性）を得ることができるステンレス鋼管の製造方法を見い出した。
本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０５０％、Ｓｉ：０．０５〜１．００％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｃｒ：１１．５０〜１４．００％未満、Ｎｉ：５．００％超〜７．００％、Ｍｏ：１．００％超〜３．００％、Ｔｉ：０．０２〜０．５０％、Ａｌ：０．００１〜０．１００％、Ｃａ：０．０００１〜０．００４０％、Ｎ：０．０００１〜０．０２００％未満、Ｖ：０〜０．５００％、Ｎｂ：０〜０．５００％、Ｃｏ：０〜０．５００％、残部：Ｆｅ及び不純物である化学組成を有する素管を準備する工程と、準備された素管を焼入れする工程と、式（１）で表される焼戻しパラメータＴＰの下で、焼入れされた素管を焼戻しする工程と、４０．０ｇ／Ｌ以下のＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸溶液に、焼戻しされた素管を浸漬する工程とを備える。
ＴＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０＋ｌｏｇ(ｔ／６０)） …（１）
式（１）中、Ｔは焼戻し温度（℃）であり、ｔは焼戻し時間（分）であり、５５０≦Ｔ≦７００であり、３０≦ｔ≦１８０である。ＣＦｅ≦５．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９９２４である。５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９６７６である。２０．０＜ＣＦｅの場合、１６２１２≦ＴＰ≦１８６６５である。
好ましくは、ＣＦｅ≦５．０の場合、ＴＰ≦１９６７６である。
さらに好ましくは、５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、ＴＰ≦１８６６５である。
さらに好ましくは、１．０≦ＣＦｅである。
さらに好ましくは、ＣＦｅ≦２０．０である。
さらに好ましくは、ＣＦｅ≦５．０である。
上記製造方法は、さらに、硫酸溶液から取り出した素管を、フッ硝酸溶液に浸漬する工程を備えていてもよい。
上記ステンレス鋼管は５５０〜７２５ＭＰａの降伏応力を有していてもよい。
以上の知見に基づいて、本発明は完成された。以下、本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法を詳述する。
［ステンレス鋼管の製造方法］
図１は、本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法のフロー図である。本実施形態によるステンレス鋼管の製造方法は、素管を準備する工程Ｓ１と、準備された素管を焼入れする工程Ｓ２と、焼入れされた素管を焼戻しする工程Ｓ３と、焼戻しされた素管をブラストする工程Ｓ４と、ブラストされた素管を硫酸溶液に浸漬することにより素管を硫酸で洗浄する工程Ｓ５と、硫酸溶液から取り出した素管を水で洗浄する工程Ｓ６と、水で洗浄された素管をフッ硝酸溶液に浸漬することにより素管をフッ硝酸で洗浄する工程Ｓ７と、フッ硝酸溶液から取り出した素管を水で洗浄する工程Ｓ８と、水で洗浄された素管を高圧水で洗浄する工程Ｓ９と、高圧水で洗浄された素管を湯に浸漬する工程Ｓ１０と、湯に浸漬され、さらに湯から取り出された素管に気体を吹き付ける工程Ｓ１１とを備える。以下、各工程を詳述する。
図１は、本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法のフロー図である。本実施形態によるステンレス鋼管の製造方法は、素管を準備する工程Ｓ１と、準備された素管を焼入れする工程Ｓ２と、焼入れされた素管を焼戻しする工程Ｓ３と、焼戻しされた素管をブラストする工程Ｓ４と、ブラストされた素管を硫酸溶液に浸漬することにより素管を硫酸で洗浄する工程Ｓ５と、硫酸溶液から取り出した素管を水で洗浄する工程Ｓ６と、水で洗浄された素管をフッ硝酸溶液に浸漬することにより素管をフッ硝酸で洗浄する工程Ｓ７と、フッ硝酸溶液から取り出した素管を水で洗浄する工程Ｓ８と、水で洗浄された素管を高圧水で洗浄する工程Ｓ９と、高圧水で洗浄された素管を湯に浸漬する工程Ｓ１０と、湯に浸漬され、さらに湯から取り出された素管に気体を吹き付ける工程Ｓ１１とを備える。以下、各工程を詳述する。
［準備工程］
素管を準備する（ステップＳ１）。準備する素管は、以下に説明する化学組成を有する。以下の説明において、元素の含有量の「％」は、質量％を意味する。
素管を準備する（ステップＳ１）。準備する素管は、以下に説明する化学組成を有する。以下の説明において、元素の含有量の「％」は、質量％を意味する。
Ｃ：０．００１〜０．０５０％
炭素（Ｃ）は、溶接時に溶接熱影響部（ＨＡＺ）においてＣｒ炭化物として析出し、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性を低下させる。一方、Ｃ含有量を過剰に制限すると製造コストが増加する。そのため、Ｃ含有量は０．００１〜０．０５０％である。Ｃ含有量の下限は、好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．００８％である。Ｃ含有量の上限は、好ましくは０．０３０％であり、より好ましくは０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。
炭素（Ｃ）は、溶接時に溶接熱影響部（ＨＡＺ）においてＣｒ炭化物として析出し、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性を低下させる。一方、Ｃ含有量を過剰に制限すると製造コストが増加する。そのため、Ｃ含有量は０．００１〜０．０５０％である。Ｃ含有量の下限は、好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．００８％である。Ｃ含有量の上限は、好ましくは０．０３０％であり、より好ましくは０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。
Ｓｉ：０．０５〜１．００％
シリコン（Ｓｉ）は、鋼を脱酸する。一方、Ｓｉ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｓｉ含有量は０．０５〜１．００％である。Ｓｉ含有量の下限は、好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の上限は、好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。
シリコン（Ｓｉ）は、鋼を脱酸する。一方、Ｓｉ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｓｉ含有量は０．０５〜１．００％である。Ｓｉ含有量の下限は、好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の上限は、好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。
Ｍｎ：０．０５〜１．００％
マンガン（Ｍｎ）は、鋼の強度を向上させる。一方、Ｍｎ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は０．０５〜１．００％である。Ｍｎ含有量の下限は、好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｍｎ含有量の上限は、好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。
マンガン（Ｍｎ）は、鋼の強度を向上させる。一方、Ｍｎ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は０．０５〜１．００％である。Ｍｎ含有量の下限は、好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｍｎ含有量の上限は、好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。
Ｐ：０．０３０％以下
リン（Ｐ）は不純物である。Ｐは、鋼の耐ＳＣＣ性を低下させる。そのため、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量は、好ましくは０．０２５％以下である。
リン（Ｐ）は不純物である。Ｐは、鋼の耐ＳＣＣ性を低下させる。そのため、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量は、好ましくは０．０２５％以下である。
Ｓ：０．００２０％以下
硫黄（Ｓ）は不純物である。Ｓは、鋼の熱間加工性を低下させる。そのため、Ｓ含有量は０．００２０％以下である。
硫黄（Ｓ）は不純物である。Ｓは、鋼の熱間加工性を低下させる。そのため、Ｓ含有量は０．００２０％以下である。
Ｃｕ： ０．５０％未満
銅（Ｃｕ）は不純物である。そのため、Ｃｕ含有量は０．５０％未満である。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．０８％以下であり、さらに好ましくは０．０５％以下である。
銅（Ｃｕ）は不純物である。そのため、Ｃｕ含有量は０．５０％未満である。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．０８％以下であり、さらに好ましくは０．０５％以下である。
Ｃｒ：１１．５０〜１４．００％未満
クロム（Ｃｒ）は、鋼の耐炭酸ガス腐食性を向上させる。一方、Ｃｒ含有量が高すぎると、鋼の靱性及び熱間加工性が低下する。そのため、Ｃｒ含有量は１１．５０〜１４．００％未満である。Ｃｒ含有量の下限は、好ましくは１２．００％であり、さらに好ましくは１２．５０％である。Ｃｒ含有量の上限は、好ましくは１３．５０％であり、さらに好ましくは１３．２０％である。
クロム（Ｃｒ）は、鋼の耐炭酸ガス腐食性を向上させる。一方、Ｃｒ含有量が高すぎると、鋼の靱性及び熱間加工性が低下する。そのため、Ｃｒ含有量は１１．５０〜１４．００％未満である。Ｃｒ含有量の下限は、好ましくは１２．００％であり、さらに好ましくは１２．５０％である。Ｃｒ含有量の上限は、好ましくは１３．５０％であり、さらに好ましくは１３．２０％である。
Ｎｉ：５．００％超〜７．００％
ニッケル（Ｎｉ）は、オーステナイト形成元素であり、鋼の組織をマルテンサイトにするために含有される。一方、Ｎｉ含有量が高すぎると、鋼の強度が低下する。そのため、Ｎｉ含有量は５．００％超〜７．００％である。Ｎｉ含有量の下限は、好ましくは５．３０％であり、より好ましくは５．５０％であり、さらに好ましくは６．００％である。Ｎｉ含有量の上限は、好ましくは６．８０％であり、さらに好ましくは６．６０％である。
ニッケル（Ｎｉ）は、オーステナイト形成元素であり、鋼の組織をマルテンサイトにするために含有される。一方、Ｎｉ含有量が高すぎると、鋼の強度が低下する。そのため、Ｎｉ含有量は５．００％超〜７．００％である。Ｎｉ含有量の下限は、好ましくは５．３０％であり、より好ましくは５．５０％であり、さらに好ましくは６．００％である。Ｎｉ含有量の上限は、好ましくは６．８０％であり、さらに好ましくは６．６０％である。
Ｍｏ：１．００％超〜３．００％
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼の耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる。Ｍｏはさらに、溶接時に炭化物を形成してＣｒ炭化物の析出を妨げ、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性の低下を抑制する。一方、Ｍｏ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｍｏ含有量は１．００％超〜３．００％である。Ｍｏ含有量の下限は、好ましくは１．５０％であり、さらに好ましくは１．８０％である。Ｍｏ含有量の上限は、好ましくは２．８０％であり、さらに好ましくは２．６０％である。
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼の耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる。Ｍｏはさらに、溶接時に炭化物を形成してＣｒ炭化物の析出を妨げ、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性の低下を抑制する。一方、Ｍｏ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｍｏ含有量は１．００％超〜３．００％である。Ｍｏ含有量の下限は、好ましくは１．５０％であり、さらに好ましくは１．８０％である。Ｍｏ含有量の上限は、好ましくは２．８０％であり、さらに好ましくは２．６０％である。
Ｔｉ：０．０２〜０．５０％
チタン（Ｔｉ）は、溶接時に炭化物を形成してＣｒ炭化物の析出を妨げ、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性の低下を抑制する。一方、Ｔｉ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｔｉ含有量は０．０２〜０．５０％である。Ｔｉ含有量の下限は、好ましくは０．０５％であり、より好ましくは０．０８％であり、さらに好ましくは０．１０％である。Ｔｉ含有量の上限は、好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％である。
チタン（Ｔｉ）は、溶接時に炭化物を形成してＣｒ炭化物の析出を妨げ、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性の低下を抑制する。一方、Ｔｉ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｔｉ含有量は０．０２〜０．５０％である。Ｔｉ含有量の下限は、好ましくは０．０５％であり、より好ましくは０．０８％であり、さらに好ましくは０．１０％である。Ｔｉ含有量の上限は、好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％である。
Ａｌ：０．００１〜０．１００％
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。一方、Ａｌ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ａｌ含有量は０．００１〜０．１００％である。Ａｌ含有量の下限は、好ましくは０．００５％であり、より好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ａｌ含有量の上限は、好ましくは０．０８０％であり、より好ましくは０．０７０％であり、さらに好ましくは０．０６０％である。本明細書におけるＡｌ含有量は、酸可溶Ａｌ（いわゆるＳｏｌ．Ａｌ）の含有量を意味する。
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。一方、Ａｌ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ａｌ含有量は０．００１〜０．１００％である。Ａｌ含有量の下限は、好ましくは０．００５％であり、より好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ａｌ含有量の上限は、好ましくは０．０８０％であり、より好ましくは０．０７０％であり、さらに好ましくは０．０６０％である。本明細書におけるＡｌ含有量は、酸可溶Ａｌ（いわゆるＳｏｌ．Ａｌ）の含有量を意味する。
Ｃａ：０．０００１〜０．００４０％
カルシウム（Ｃａ）は、鋼の熱間加工性を向上させる。一方、Ｃａ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｃａ含有量は０．０００１〜０．００４０％である。Ｃａ含有量の下限は、好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００８％である。Ｃａ含有量の上限は、好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。
カルシウム（Ｃａ）は、鋼の熱間加工性を向上させる。一方、Ｃａ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｃａ含有量は０．０００１〜０．００４０％である。Ｃａ含有量の下限は、好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００８％である。Ｃａ含有量の上限は、好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。
Ｎ：０．０００１〜０．０２００％未満
窒素（Ｎ）は、窒化物を形成して鋼の靱性を低下させる。一方、Ｎ含有量を過剰に制限すると製造コストが増加する。そのため、Ｎ含有量は０．０００１〜０．０２００％未満である。Ｎ含有量の下限は、好ましくは０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｎ含有量の上限は、好ましくは０．０１５０％であり、さらに好ましくは０．０１００％である。
窒素（Ｎ）は、窒化物を形成して鋼の靱性を低下させる。一方、Ｎ含有量を過剰に制限すると製造コストが増加する。そのため、Ｎ含有量は０．０００１〜０．０２００％未満である。Ｎ含有量の下限は、好ましくは０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｎ含有量の上限は、好ましくは０．０１５０％であり、さらに好ましくは０．０１００％である。
素管の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物である。ここでいう不純物は、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップから混入される元素、あるいは製造過程の環境等から混入される元素をいう。
素管の化学組成は、Ｆｅの一部に代えて、Ｖ、Ｎｂ、及びＣｏからなる群から選択される１種又は２種以上の元素を含有してもよい。Ｖ、Ｎｂ、及びＣｏは、すべて選択元素である。すなわち、素管の化学組成は、Ｖ、Ｎｂ、及びＣｏの一部又は全部を含有していなくてもよい。
Ｖ：０〜０．５００％
バナジウム（Ｖ）は、鋼の強度を向上させる。Ｖが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｖ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｖ含有量は０〜０．５００％である。Ｖ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｖ含有量の上限は、好ましくは０．３００％であり、さらに好ましくは０．２００％である。
バナジウム（Ｖ）は、鋼の強度を向上させる。Ｖが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｖ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｖ含有量は０〜０．５００％である。Ｖ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｖ含有量の上限は、好ましくは０．３００％であり、さらに好ましくは０．２００％である。
Ｎｂ：０〜０．５００％
ニオブ（Ｎｂ）は、鋼の強度を向上させる。Ｎｂが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｎｂ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｎｂ含有量は０〜０．５００％である。Ｎｂ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｎｂ含有量の上限は、好ましくは０．３００％であり、さらに好ましくは０．２００％である。
ニオブ（Ｎｂ）は、鋼の強度を向上させる。Ｎｂが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｎｂ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｎｂ含有量は０〜０．５００％である。Ｎｂ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｎｂ含有量の上限は、好ましくは０．３００％であり、さらに好ましくは０．２００％である。
Ｃｏ：０〜０．５００％
コバルト（Ｃｏ）は、オーステナイト形成元素であり、鋼の組織をマルテンサイトにするために含有させてもよい。Ｃｏが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｃｏ含有量が高すぎると、鋼の強度が低下する。そのため、Ｃｏ含有量は、０〜０．５００％である。Ｃｏ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｃｏ含有量の上限は、好ましくは０．３５０％であり、より好ましくは０．３００％であり、さらに好ましくは０．２８０％である。
コバルト（Ｃｏ）は、オーステナイト形成元素であり、鋼の組織をマルテンサイトにするために含有させてもよい。Ｃｏが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｃｏ含有量が高すぎると、鋼の強度が低下する。そのため、Ｃｏ含有量は、０〜０．５００％である。Ｃｏ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｃｏ含有量の上限は、好ましくは０．３５０％であり、より好ましくは０．３００％であり、さらに好ましくは０．２８０％である。
素管は、これに限定されないが、例えば以下のように製造することができる。
上述した素管と同じ化学組成を有する素材を準備する。例えば、上述した化学組成を有する鋼を溶製し、連続鋳造又は分塊圧延を実施してビレットにする。連続鋳造又は分塊圧延に加えて、熱間加工や冷間加工、熱処理等を実施してもよい。
素材を熱間加工して素管を製造する。熱間加工は例えば、マンネスマン法やユジーン・セジュルネ法である。
［焼入れ］
準備された素管を焼入れする（ステップＳ２）。焼入れは、直接焼入れ、インライン焼入れ、及び再加熱焼入れのいずれでもよい。直接焼入れとは、熱間加工後の高温の素管をそのまま急冷する熱処理である。インライン焼入れとは、熱間加工後の素管を補熱炉で均熱した後、急冷する熱処理である。再加熱焼入れとは、熱間加工後の素管を一旦室温付近まで冷却した後、Ａｃ３点以上の温度に再加熱してから急冷する熱処理である。
準備された素管を焼入れする（ステップＳ２）。焼入れは、直接焼入れ、インライン焼入れ、及び再加熱焼入れのいずれでもよい。直接焼入れとは、熱間加工後の高温の素管をそのまま急冷する熱処理である。インライン焼入れとは、熱間加工後の素管を補熱炉で均熱した後、急冷する熱処理である。再加熱焼入れとは、熱間加工後の素管を一旦室温付近まで冷却した後、Ａｃ３点以上の温度に再加熱してから急冷する熱処理である。
焼入れ温度（急冷直前の素管の温度）は、好ましくは８５０〜１０００℃である。急冷時の冷却速度は、好ましくは３００℃／分以上である。
［焼戻し］
焼入れされた素管を焼戻しする（ステップＳ３）。具体的には、素管をＡｃ１点以下の保持温度で所定の保持時間保持した後、冷却する。焼戻しは、焼入れ工程（ステップＳ２）で生じた歪みを除去するとともに、鋼管の機械的特性を調整するために実施される。一般的に、焼戻し温度Ｔを高くするほど、あるいは、焼戻し時間ｔを長くするほど、鋼管の強度は低下し、靱性は向上する。保持温度及び保持時間は、要求される機械的特性に応じて決定される。
焼入れされた素管を焼戻しする（ステップＳ３）。具体的には、素管をＡｃ１点以下の保持温度で所定の保持時間保持した後、冷却する。焼戻しは、焼入れ工程（ステップＳ２）で生じた歪みを除去するとともに、鋼管の機械的特性を調整するために実施される。一般的に、焼戻し温度Ｔを高くするほど、あるいは、焼戻し時間ｔを長くするほど、鋼管の強度は低下し、靱性は向上する。保持温度及び保持時間は、要求される機械的特性に応じて決定される。
式（１）で表される焼戻しパラメータＴＰの下で、焼入れされた素管を焼戻しする。
ＴＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０＋ｌｏｇ(ｔ／６０)） …（１）
式（１）中、Ｔは焼戻し温度（℃）であり、５５０≦Ｔ≦７００である。ｔは焼戻し時間（分）であり、３０≦ｔ≦１８０である。
ＴＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０＋ｌｏｇ(ｔ／６０)） …（１）
式（１）中、Ｔは焼戻し温度（℃）であり、５５０≦Ｔ≦７００である。ｔは焼戻し時間（分）であり、３０≦ｔ≦１８０である。
後述する硫酸溶液のＦｅイオン濃度ＣＦｅは４０．０ｇ／Ｌ以下である。
ＣＦｅ≦５．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９９２４である。
５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９６７６である。
２０．０＜ＣＦｅの場合、１６２１２≦ＴＰ≦１８６６５である。
好ましくは、ＣＦｅ≦５．０の場合、ＴＰ≦１９６７６である。
さらに好ましくは、５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、ＴＰ≦１８６６５である。
焼戻し温度が５５０〜７００℃の範囲を外れると、１３％Ｃｒ鋼管に要求される製品性能（機械的特性）を満たすのが困難になる。焼戻し時間ｔが３０分未満の場合も、１３％Ｃｒ鋼管に要求される製品性能（機械的特性）を満たすのが困難になる。焼戻し時間ｔが１８０分を超える場合も、１３％Ｃｒ鋼管に要求される製品性能（機械的特性）を満たすのが困難になることに加え、製造効率が低下する。なお、本明細書における焼戻し温度Ｔは、焼戻し炉の設定温度である。また、焼戻し時間は、素管が温度Ｔに設定された焼戻し炉に装入されてから排出されるまでの時間、すなわち、素管が焼戻し炉中に滞在する在炉時間である。
金属組織は、主として焼戻しマルテンサイトからなり、体積分率で３０％以下の残留オーステナイト又は逆変態オーステナイトを含んでいてもよい。
［ブラスト］
焼戻しされた素管をブラストする（ステップＳ４）。これにより、焼戻しで生成された酸化スケールを予備的に除去する。投射材（研削材）は特に限定されないが、材質はアルミナが好ましい。また、投射材の粒度番号は、＃６０以下が好ましく、＃３０以下がより好ましい。それ以外の処理条件は特に限定されず、当業者であれば、適宜調整して、素管表面の酸化スケールを適切に除去できる。ブラストは任意の工程であり、この工程は省略してもよい。ただし、この工程を実施すれば、次の酸洗工程で使用する酸溶液の劣化を抑制することができる。
焼戻しされた素管をブラストする（ステップＳ４）。これにより、焼戻しで生成された酸化スケールを予備的に除去する。投射材（研削材）は特に限定されないが、材質はアルミナが好ましい。また、投射材の粒度番号は、＃６０以下が好ましく、＃３０以下がより好ましい。それ以外の処理条件は特に限定されず、当業者であれば、適宜調整して、素管表面の酸化スケールを適切に除去できる。ブラストは任意の工程であり、この工程は省略してもよい。ただし、この工程を実施すれば、次の酸洗工程で使用する酸溶液の劣化を抑制することができる。
［酸洗（硫酸）］
ブラストされた素管（ブラストされない場合は焼戻しされた素管）に酸洗処理をする（ステップＳ５）。具体的には、４０．０ｇ／Ｌ以下のＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸溶液に、ブラストされた素管を浸漬する。これにより、焼戻しで生成された酸化スケールを除去する。硫酸の濃度は、これに限定されないが、例えば１５〜２２質量％である。
ブラストされた素管（ブラストされない場合は焼戻しされた素管）に酸洗処理をする（ステップＳ５）。具体的には、４０．０ｇ／Ｌ以下のＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸溶液に、ブラストされた素管を浸漬する。これにより、焼戻しで生成された酸化スケールを除去する。硫酸の濃度は、これに限定されないが、例えば１５〜２２質量％である。
硫酸溶液は、これに限定されないが、通常は水溶液が用いられる。
硫酸溶液の温度は、これに限定されないが、例えば２５〜８０℃である。温度の下限は、好ましくは３０℃であり、さらに好ましくは４０℃である。温度の上限は、好ましくは７０℃であり、さらに好ましくは６５℃である。
硫酸溶液への浸漬時間は、これに限定されないが、例えば１０〜９０分である。浸漬時間の下限は、好ましくは１５分であり、さらに好ましくは２０分である。浸漬時間の上限は、好ましくは６０分であり、さらに好ましくは５０分である。
［水洗］
続いて、硫酸溶液から取り出した素管を水洗する（ステップＳ６）。具体的には、常温（１５〜２５℃）の水で１〜５分間洗浄することにより、表面に付着した硫酸溶液を洗い落とす。
続いて、硫酸溶液から取り出した素管を水洗する（ステップＳ６）。具体的には、常温（１５〜２５℃）の水で１〜５分間洗浄することにより、表面に付着した硫酸溶液を洗い落とす。
ステップＳ５の硫酸による酸洗とステップＳ６の水洗は、複数回繰り返してもよい。硫酸による酸洗を複数回繰り返す場合、１回当たりの硫酸溶液への浸漬時間は、例えば１０〜９０分である。１回の硫酸溶液への浸漬時間の下限は、好ましくは１５分であり、さらに好ましくは２０分である。浸漬時間の上限は、好ましくは６０分であり、さらに好ましくは５０分であり、さらに好ましくは４０分である。
［酸洗（フッ硝酸）］
続いて、フッ硝酸溶液に、水洗した素管を浸漬する（ステップＳ７）。これにより、残留している酸化スケールを除去する。フッ硝酸溶液は、フッ酸と硝酸を混合した溶液である。フッ酸の濃度は、これに限定されないが、例えば３〜１０質量％である。硝酸の濃度は、これに限定されないが、例えば５〜２０質量％である。フッ酸と硝酸の混合比は、これに限定されないが、例えば１：１〜１：５である。結果として、フッ硝酸の総濃度は、これに限定されないが、例えば５〜３０質量％である。
続いて、フッ硝酸溶液に、水洗した素管を浸漬する（ステップＳ７）。これにより、残留している酸化スケールを除去する。フッ硝酸溶液は、フッ酸と硝酸を混合した溶液である。フッ酸の濃度は、これに限定されないが、例えば３〜１０質量％である。硝酸の濃度は、これに限定されないが、例えば５〜２０質量％である。フッ酸と硝酸の混合比は、これに限定されないが、例えば１：１〜１：５である。結果として、フッ硝酸の総濃度は、これに限定されないが、例えば５〜３０質量％である。
フッ硝酸溶液は、これに限定されないが、通常は水溶液が用いられる。
フッ硝酸溶液の温度は、これに限定されないが、例えば５０℃未満であり、好ましくは５〜４０℃である。温度の下限は、好ましくは１０℃であり、さらに好ましくは１５℃である。温度の上限は、好ましくは３０℃であり、さらに好ましくは２５℃である。
フッ硝酸溶液への浸漬時間は、これに限定されないが、例えば１〜１０分である。浸漬時間の下限は、好ましくは２分である。浸漬時間の上限は、好ましくは５分であり、さらに好ましくは３分である。
［水洗］
続いて、フッ硝酸溶液から取り出した素管を水洗する（ステップＳ８）。具体的には、常温（１５〜２５℃）の水で１〜５分間洗浄する。これにより、素管の表面に付着したフッ硝酸溶液を洗い落とす。
続いて、フッ硝酸溶液から取り出した素管を水洗する（ステップＳ８）。具体的には、常温（１５〜２５℃）の水で１〜５分間洗浄する。これにより、素管の表面に付着したフッ硝酸溶液を洗い落とす。
［高圧水洗浄］
続いて、水洗した素管に対し、高圧水洗浄を行う（ステップＳ９）。具体的には、常温（１５〜２５℃）の水を０．９８ＭＰａ以上の圧力で噴射する。これにより、素管の表面に残留しているスマットや酸溶液等の付着物を洗い落とす。
続いて、水洗した素管に対し、高圧水洗浄を行う（ステップＳ９）。具体的には、常温（１５〜２５℃）の水を０．９８ＭＰａ以上の圧力で噴射する。これにより、素管の表面に残留しているスマットや酸溶液等の付着物を洗い落とす。
［湯浸漬］
続いて、高圧水で洗浄した素管を湯に浸漬する（ステップＳ１０）。具体的には、６０〜９０℃の湯に１〜１５分間浸漬する。これにより、最終的に得られる鋼管の表面性状のムラを抑制することができる。
続いて、高圧水で洗浄した素管を湯に浸漬する（ステップＳ１０）。具体的には、６０〜９０℃の湯に１〜１５分間浸漬する。これにより、最終的に得られる鋼管の表面性状のムラを抑制することができる。
［気体吹き付け］
最後に、湯に浸漬され、さらに湯から取り出された素管に対し、気体を吹き付ける（ステップＳ１１）。具体的には、常温の空気を０．２〜０．５ＭＰａの圧力で噴射する。これにより、表面に残留している水分や付着物を吹き飛ばす。
最後に、湯に浸漬され、さらに湯から取り出された素管に対し、気体を吹き付ける（ステップＳ１１）。具体的には、常温の空気を０．２〜０．５ＭＰａの圧力で噴射する。これにより、表面に残留している水分や付着物を吹き飛ばす。
なお、上記の水洗工程（ステップＳ６及びステップＳ８）及び湯浸漬工程（ステップＳ１０）は、水または湯を貯めた槽に素管を入れることで行われてもよいし、シャワー等により素管に水または湯を流し掛けることで行われてもよい。
以上、本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法を説明した。本実施形態によれば、酸化スケールを除去するために劣化した硫酸溶液を用いても、良好な表面清浄度を有するステンレス鋼管を製造することができる。
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されない。
表１に示す化学組成を有する溶鋼を製造した。
上記溶鋼を用いて外径３６０ｍｍのビレットを製造した。製造したビレットを１２００℃に加熱した後、穿孔及び熱間圧延して、外径３１７．９ｍｍ、肉厚１２．９ｍｍの継目無鋼管を製造した。製造した継目無鋼管から、後述する試験に用いる試験片が採取できる大きさで、かつ、厚さ１２．９ｍｍの板状の試験材を採取した。
採取した試験材を用い、後述の通り試験を行った。表２〜６は、それぞれ試験材の鋼Ａ〜Ｅを用いた試験条件の一部及び試験結果を示す。すなわち、表２〜６に記載した試験番号において、頭文字のアルファベットは試験材の各鋼を表す。
製造した試験材に対して、焼入れ焼戻しの熱処理を実施した。具体的には、９００℃から室温まで水冷する焼入れをした後、表２に示す焼戻し温度Ｔ（℃）において焼戻し時間ｔ（分）の間保持した後冷却する焼戻しを実施した。焼戻しパラメータＴＰは、上記式（１）に焼戻し温度Ｔ（℃）及び焼戻し時間ｔ（分）を代入して算出した。
続いて、表２に示す酸洗条件、すなわち、Ｆｅイオン濃度ＣＦｅ（ｇ／Ｌ）の硫酸水溶液に浸漬して、焼戻しした試験材を酸洗した。硫酸濃度は、１６〜１８質量％とした。硫酸水溶液の温度は６０℃とし、浸漬時間は４０分とした。
硫酸による酸洗後に、下記の条件で、試験材に対して水洗、フッ硝酸による酸洗、水洗、高圧水洗浄、湯浸漬、気体吹き付けを順に行った。
［硫酸による酸洗後の水洗］ 常温（２５℃）の水を貯めた槽に、試験材を２分間浸漬した。
［フッ硝酸による酸洗］ 常温（２５℃）の１５質量％のフッ硝酸水溶液（フッ酸５質量％＋硝酸１０質量％）に、試験材を２分間浸漬した。
［フッ硝酸による酸洗後の水洗］ 常温（２５℃）の水を貯めた槽に、試験材を２分間浸漬した。
［高圧水洗浄］ 吐出圧力１．４７ＭＰａ、常温（２５℃）の高圧水で、試験材の表面に残留しているスマットや酸溶液等の付着物を洗い落した。
［湯浸漬］ ８０℃の湯を貯めた槽に、試験材を２分間浸漬した。
［気体吹き付け］ 湯に浸漬され、さらに湯から取り出された試験材を、圧力０．３ＭＰａの空気を吹き付けて、乾燥させた。
［硫酸による酸洗後の水洗］ 常温（２５℃）の水を貯めた槽に、試験材を２分間浸漬した。
［フッ硝酸による酸洗］ 常温（２５℃）の１５質量％のフッ硝酸水溶液（フッ酸５質量％＋硝酸１０質量％）に、試験材を２分間浸漬した。
［フッ硝酸による酸洗後の水洗］ 常温（２５℃）の水を貯めた槽に、試験材を２分間浸漬した。
［高圧水洗浄］ 吐出圧力１．４７ＭＰａ、常温（２５℃）の高圧水で、試験材の表面に残留しているスマットや酸溶液等の付着物を洗い落した。
［湯浸漬］ ８０℃の湯を貯めた槽に、試験材を２分間浸漬した。
［気体吹き付け］ 湯に浸漬され、さらに湯から取り出された試験材を、圧力０．３ＭＰａの空気を吹き付けて、乾燥させた。
試験材の表面清浄度については、試験材の表面をＩＳＯ８５０１−１：１９９８に準拠して、規格写真と対比することにより目視で評価した。表面清浄度がＳａ２−１／２を満足した場合、評価結果を「ＥＸ」(excellent)とした。表面清浄度がＳａ２を満足したがＳａ２−１/２を満足しなかった場合、評価結果を「ＧＯＯＤ」とした。表面清浄度がＳａ２を満足しなかった場合、評価結果を「ＮＧ」とした。
製品性能については、機械的特性として、降伏応力を評価した。降伏応力（ＹＳ）が５５０〜７２５ＭＰaの場合、評価結果を「ＥＸ」とし、それ以外の場合、評価結果を「ＮＧ」とした。なお、降伏応力はＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ−１６ａに準拠した引張試験により得られる。具体的には、試験材の厚さ中央位置から、丸棒試験片を採取する。丸棒試験片の直径は４ｍｍとし、平行部の長さは３５ｍｍとする。丸棒試験片の軸方向は、試験材の圧延方向とする。丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、降伏応力（ＭＰａ）を求める。本明細書では、上述の引張試験で得られた０．２％耐力を、降伏応力（ＭＰａ）とした。
そして、表面清浄度及び製品性能の総合評価を行った。表面清浄度及び製品性能の両方が「ＥＸ」の場合、総合評価結果を「ＥＸ」とした。表面清浄度が「ＧＯＯＤ」で、かつ、製品性能が「ＥＸ」の場合、総合評価結果を「ＧＯＯＤ」とした。表面清浄度又は製品性能が「ＮＧ」の場合、総合評価結果を「ＮＧ」とした。
総合評価結果が「ＥＸ」又は「ＧＯＯＤ」の場合、降伏応力は５５０〜７２５ＭＰａであった。
表２〜６に示した通り、試験番号Ａ１〜Ａ１６、Ｂ１〜Ｂ１６、Ｃ１〜Ｃ１６、Ｄ１〜Ｄ１６、及びＥ１〜Ｅ１６のＦｅイオン濃度ＣＦｅは全て０．５ｇ／Ｌであり、試験番号Ａ１７〜Ａ３２、Ｂ１７〜Ｂ３２、Ｃ１７〜Ｃ３２、Ｄ１７〜Ｄ３２、及びＥ１７〜Ｅ３２のＦｅイオン濃度ＣＦｅは全て３．０ｇ／Ｌであり、試験番号Ａ３３〜Ａ４８、Ｂ３３〜Ｂ４８、Ｃ３３〜Ｃ４８、Ｄ３３〜Ｄ４８、及びＥ３３〜Ｅ４８のＦｅイオン濃度ＣＦｅは全て７．０ｇ／Ｌであり、試験番号Ａ４９〜Ａ６４、Ｂ４９〜Ｂ６４、Ｃ４９〜Ｃ６４、Ｄ４９〜Ｄ６４、及びＥ４９〜Ｅ６４のＦｅイオン濃度ＣＦｅは全て２２．０ｇ／Ｌであり、試験番号Ａ６５〜Ａ８０、Ｂ６５〜Ｂ８０、Ｃ６５〜Ｃ８０、Ｄ６５〜Ｄ８０、及びＥ６５〜Ｅ８０のＦｅイオン濃度ＣＦｅは全て４１．０ｇ／Ｌである。酸洗回数が多くなるほど、素管から硫酸水溶液に溶け出したＦｅの総量が増加するため、Ｆｅイオン濃度ＣＦｅは高くなる。すなわち、Ｆｅイオン濃度ＣＦｅが高いほど、硫酸水溶液がより劣化していることを意味する。
表７〜１１は、表２〜６に示した結果から、試験材の各鋼について、同一の焼戻し条件ごとに総合評価結果をまとめたものである。例えば、表７において、試験番号Ａ１、Ａ１７、Ａ３３、Ａ４９、及びＡ６５の焼戻し条件は全て同じであり、その結果、焼戻しパラメータＴＰも同じである。表８〜１１においても、同様である。
表２〜６あるいは表７〜１１を参照して、化学組成が本実施形態の範囲内にある試験材（鋼Ａ〜Ｅ）では、同じ条件で焼入れされた後、同じ条件で焼戻しされた場合、同じ降伏応力に調整することができた。すなわち、試験材の鋼Ａ〜Ｅにおける製品性能（機械的特性）の評価結果は同等であった。さらに、Ｆｅイオン濃度が異なる硫酸水溶液による酸洗を実施した場合でも、化学組成が本実施形態の範囲内にある試験材の鋼Ａ〜Ｅでは、同じ条件で焼入れされた後、同じ条件で焼戻しされた場合、すなわち、焼戻しパラメータＴＰが同じ場合、表面清浄度の評価結果は同等であった。
図２は、試験材の鋼Ａにおいて、各種焼戻しパラメータＴＰ及び硫酸水溶液中の各種Ｆｅイオン濃度ＣＦｅに対して、総合評価結果をプロットしたグラフである。なお、表２〜６あるいは表７〜１１を参照して、試験材の鋼Ｂ〜Ｅにおいても、図２と同様のグラフが得られることは自明であるため、本明細書では図示しない。
図３は、試験材の鋼Ａにおいて、各種焼戻しパラメータＴＰで素管を焼戻し、かつ、その素管を０．５ｇ／ＬのＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸水溶液で酸洗した場合の総合評価結果を、焼戻し温度及び焼戻し時間に対してプロットしたグラフである。図４は、試験材の鋼Ａにおいて、各種焼戻しパラメータＴＰで素管を焼戻し、かつ、その素管を３．０ｇ／ＬのＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸水溶液で酸洗した場合の総合評価結果を、焼戻し温度及び焼戻し時間に対してプロットしたグラフである。図５は、試験材の鋼Ａにおいて、各種焼戻しパラメータＴＰで素管を焼戻し、かつ、その素管を７．０ｇ／ＬのＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸水溶液で酸洗した場合の総合評価結果を、焼戻し温度及び焼戻し時間に対してプロットしたグラフである。図６は、試験材の鋼Ａにおいて、各種焼戻しパラメータＴＰで素管を焼戻し、かつ、その素管を２２．０ｇ／ＬのＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸水溶液で酸洗した場合の総合評価結果を、焼戻し温度及び焼戻し時間に対してプロットしたグラフである。図７は、試験材の鋼Ａにおいて、各種焼戻しパラメータＴＰで素管を焼戻し、かつ、その素管を４１．０ｇ／ＬのＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸水溶液で酸洗した場合の総合評価結果を、焼戻し温度及び焼戻し時間に対してプロットしたグラフである。なお、表２〜６あるいは表７〜１１を参照して、試験材の鋼Ｂ〜Ｅにおいても、図３〜７と同様のグラフが得られることは自明であるため、本明細書では図示しない。
図３〜７に示したグラフ中で、実線（曲線）は上から順に、ＴＰ＝１９９２４、ＴＰ＝１９６７６、ＴＰ＝１８６６５、ＴＰ＝１７１９７、ＴＰ＝１６２１２を示す。
これらのグラフから明らかなように、Ｆｅイオン濃度ＣＦｅが４０．０ｇ／Ｌを超えた場合（つまり、硫酸水溶液が劣化し過ぎている場合）、総合評価結果は全て「ＮＧ」であった。ＣＦｅ≦５．０の場合（つまり、硫酸水溶液がほとんど劣化していない場合）、１６２１２≦ＴＰ≦１９９２４であれば、総合評価結果は「ＥＸ」又は「ＧＯＯＤ」であった。また、５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合（つまり、硫酸水溶液が少し劣化している場合）、１６２１２≦ＴＰ≦１９６７６であれば、総合評価結果は「ＥＸ」又は「ＧＯＯＤ」であった。また、２０．０＜ＣＦｅ≦４０．０の場合（つまり、硫酸水溶液が劣化している場合）、１６２１２≦ＴＰ≦１８６６５であれば、総合評価結果は「ＥＸ」又は「ＧＯＯＤ」であった。
なお、総合評価結果は「ＥＸ」又は「ＧＯＯＤ」であった場合、焼戻し温度Ｔは５５０〜７００℃であり、焼戻し時間ｔは３０〜１８０分である。
また、ＣＦｅ≦５．０の場合、ＴＰ≦１９６７６であれば、総合評価結果は全て「ＥＸ」であった。
また、５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、ＴＰ≦１８６６５であれば、総合評価結果は全て「ＥＸ」であった。
また、ＣＦｅ≦２０．０の場合、ＴＰ≦１８６６５であれば、総合評価結果は全て「ＥＸ」であった。
以上、本発明の実施の形態を説明した。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。よって、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形して実施することが可能である。
本発明は、ステンレス鋼管に適用されるが、好ましくはマルテンサイト系ステンレス鋼管に適用可能であり、さらに好ましくはマルテンサイト系ステンレス継目無鋼管に適用可能である。
Claims (9)
- ステンレス鋼管の製造方法であって、
質量％で、
Ｃ ：０．００１〜０．０５０％、
Ｓｉ：０．０５〜１．００％、
Ｍｎ：０．０５〜１．００％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｓ ：０．００２０％以下、
Ｃｕ：０．５０％未満、
Ｃｒ：１１．５０〜１４．００％未満、
Ｎｉ：５．００％超〜７．００％、
Ｍｏ：１．００％超〜３．００％、
Ｔｉ：０．０２〜０．５０％、
Ａｌ：０．００１〜０．１００％、
Ｃａ：０．０００１〜０．００４０％、
Ｎ ：０．０００１〜０．０２００％未満、
Ｖ ：０〜０．５００％、
Ｎｂ：０〜０．５００％、
Ｃｏ：０〜０．５００％、
残部：Ｆｅ及び不純物である化学組成を有する素管を準備する工程と、
前記準備された素管を焼入れする工程と、
式（１）で表される焼戻しパラメータＴＰの下で、前記焼入れされた素管を焼戻しする工程と、
４０．０ｇ／Ｌ以下のＦｅイオン濃度ＣＦｅを有する硫酸溶液に、前記焼戻しされた素管を浸漬する工程とを備え、
ＴＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０＋ｌｏｇ(ｔ／６０)） …（１）
式（１）中、Ｔは焼戻し温度（℃）であり、ｔは焼戻し時間（分）であり、
５５０≦Ｔ≦７００であり、
３０≦ｔ≦１８０であり、
ＣＦｅ≦５．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９９２４であり、
５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、１６２１２≦ＴＰ≦１９６７６であり、
２０．０＜ＣＦｅの場合、１６２１２≦ＴＰ≦１８６６５である、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項１に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
ＣＦｅ≦５．０の場合、ＴＰ≦１９６７６である、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項１又は２に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
５．０＜ＣＦｅ≦２０．０の場合、ＴＰ≦１８６６５である、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
１．０≦ＣＦｅである、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
ＣＦｅ≦２０．０である、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項５に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
ＣＦｅ≦５．０である、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項１〜６のいずれか１項に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、さらに、
前記硫酸溶液から取り出した素管を、フッ硝酸溶液に浸漬する工程を備える、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項１〜７のいずれか１項に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
前記ステンレス鋼管は５５０〜７２５ＭＰａの降伏応力を有する、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項１〜８のいずれか１項に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
前記素管の化学組成が、質量％で、
Ｖ ：０．００１〜０．５００％、
Ｎｂ ：０．００１〜０．５００％、及び
Ｃｏ ：０．００１〜０．５００％、
からなる群から選択される１種又は２種以上の元素を含有する、ステンレス鋼管の製造方法。
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