JP2682332B2 - 高強度耐食性鋼管の製造方法 - Google Patents
高強度耐食性鋼管の製造方法Info
- Publication number
- JP2682332B2 JP2682332B2 JP4116975A JP11697592A JP2682332B2 JP 2682332 B2 JP2682332 B2 JP 2682332B2 JP 4116975 A JP4116975 A JP 4116975A JP 11697592 A JP11697592 A JP 11697592A JP 2682332 B2 JP2682332 B2 JP 2682332B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- quenching
- plastic deformation
- steel pipe
- tempering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度で耐食性に優
れた油井管等としての使用に適した高強度耐食性鋼管を
製造する方法に関する。
れた油井管等としての使用に適した高強度耐食性鋼管を
製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】オイルショック以降は、石油、天然ガス
の需要が増加し、世界各国で油田、ガス田の開発が進め
られてきたが、それに伴って採掘し易い鉱床の数が減少
し、最近では採掘の困難な深く、しかも産出物中に湿潤
な硫化水素や二酸化炭素の含まれる腐食性雰囲気の油
井、ガス井の割合が多くなってきている。深い油井、ガ
ス井においては、数千ｍの長い油井管、ガス井管（以下
油井管という）を吊下げる形になり、地上付近の油井管
に大きな荷重がかかるため高い強度が要求される。ま
た、硫化水素や炭酸ガスなどの腐食性環境下では、耐食
性、特に耐硫化物応力腐食割れ性（以下耐ＳＳＣＣ性と
いう）に優れた油井管が要求される。このため、油井、
ガス井の掘削および採油、採ガスなどの油井管として使
用する鋼管は、高強度でしかも耐食性に対する要求が従
来にも増して厳しくなってきている。
の需要が増加し、世界各国で油田、ガス田の開発が進め
られてきたが、それに伴って採掘し易い鉱床の数が減少
し、最近では採掘の困難な深く、しかも産出物中に湿潤
な硫化水素や二酸化炭素の含まれる腐食性雰囲気の油
井、ガス井の割合が多くなってきている。深い油井、ガ
ス井においては、数千ｍの長い油井管、ガス井管（以下
油井管という）を吊下げる形になり、地上付近の油井管
に大きな荷重がかかるため高い強度が要求される。ま
た、硫化水素や炭酸ガスなどの腐食性環境下では、耐食
性、特に耐硫化物応力腐食割れ性（以下耐ＳＳＣＣ性と
いう）に優れた油井管が要求される。このため、油井、
ガス井の掘削および採油、採ガスなどの油井管として使
用する鋼管は、高強度でしかも耐食性に対する要求が従
来にも増して厳しくなってきている。
【０００３】従来から油井管の強度設計は、降伏応力
（ＹＳ）によって行われるのが普通であり、耐食性に影
響を及ぼす硬度は、引張り強度（ＴＳ）と等価であるこ
とから、高強度耐食性油井管製造のポイントとしては、
高降伏応力（ＹＳ）、低引張強度（ＴＳ）、すなわち高
降伏比（ＹＲ＝ＹＳ／ＴＳ）化が挙げられる。高降伏比
化を達成するには、従来からＣ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｃｒ鋼に
Ｍｏを添加し、焼入れ性の良好な材料を使用する方法、
焼入れ焼戻しを繰返すことによって組織を細粒化する方
法、抽伸等の冷間加工を施し組織を細粒化する方法の単
独または組合わせが採用されていた。
（ＹＳ）によって行われるのが普通であり、耐食性に影
響を及ぼす硬度は、引張り強度（ＴＳ）と等価であるこ
とから、高強度耐食性油井管製造のポイントとしては、
高降伏応力（ＹＳ）、低引張強度（ＴＳ）、すなわち高
降伏比（ＹＲ＝ＹＳ／ＴＳ）化が挙げられる。高降伏比
化を達成するには、従来からＣ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｃｒ鋼に
Ｍｏを添加し、焼入れ性の良好な材料を使用する方法、
焼入れ焼戻しを繰返すことによって組織を細粒化する方
法、抽伸等の冷間加工を施し組織を細粒化する方法の単
独または組合わせが採用されていた。
【０００４】前記耐ＳＳＣＣ性の評価法としては、シェ
ル試験法、ＮＡＣＥ試験法（定荷重法）、ＳＳＲＴ法
（低歪速度引張り試験法）の３種類が知られている。こ
れらはいずれも同じ傾向を示すが、厳しさはシェル試験
法が最大である。シェル試験法は、厚さ１．７ｍｍ、幅
４．５ｍｍの試験片の長さ方向中央部に直径０．７ｍｍ
の孔を２個穿孔し、この部分に３点曲げで応力を付加し
た状態で、２０℃ 、０．５％ＣＨ3ＣＯＯＨ、１気
圧、Ｈ2Ｓ飽和の環境下に２００〜７２０時間保持し
て、割れ限界応力をＳｃ値（耐食性指数）で評価するも
のである。このＳｃ値を上げるには、ロックウエル硬度
ＨＲＣを低下させる必要があり、強度が低下する。
ル試験法、ＮＡＣＥ試験法（定荷重法）、ＳＳＲＴ法
（低歪速度引張り試験法）の３種類が知られている。こ
れらはいずれも同じ傾向を示すが、厳しさはシェル試験
法が最大である。シェル試験法は、厚さ１．７ｍｍ、幅
４．５ｍｍの試験片の長さ方向中央部に直径０．７ｍｍ
の孔を２個穿孔し、この部分に３点曲げで応力を付加し
た状態で、２０℃ 、０．５％ＣＨ3ＣＯＯＨ、１気
圧、Ｈ2Ｓ飽和の環境下に２００〜７２０時間保持し
て、割れ限界応力をＳｃ値（耐食性指数）で評価するも
のである。このＳｃ値を上げるには、ロックウエル硬度
ＨＲＣを低下させる必要があり、強度が低下する。
【０００５】上記従来のＣ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｃｒ鋼にＭｏ
を添加する方法と、焼入れ焼戻しを繰返すことによって
組織を細粒化する方法を組合わせれば、強度が０．２％
耐力で１００ｋｓｉ（７０ｋｇｆ／ｍｍ2）級、１１０
ｋｓｉ（７７ｋｇｆ／ｍｍ2）級の継目無鋼管の量産が
可能であるが、より安定した耐食性を得るため、または
より高い耐食性を得る場合は、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｃｒ鋼
へのＭｏの添加と、抽伸等の冷間加工を施し組織を細粒
化する方法を組合わせる必要があり、その分コストが増
加して高価なものとなり、工業製品として成立しない。
を添加する方法と、焼入れ焼戻しを繰返すことによって
組織を細粒化する方法を組合わせれば、強度が０．２％
耐力で１００ｋｓｉ（７０ｋｇｆ／ｍｍ2）級、１１０
ｋｓｉ（７７ｋｇｆ／ｍｍ2）級の継目無鋼管の量産が
可能であるが、より安定した耐食性を得るため、または
より高い耐食性を得る場合は、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｃｒ鋼
へのＭｏの添加と、抽伸等の冷間加工を施し組織を細粒
化する方法を組合わせる必要があり、その分コストが増
加して高価なものとなり、工業製品として成立しない。
【０００６】この対策としては、重量％でＣ：０．１５
〜０．４５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．３
〜１．８％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１％以下、Ｔｉ：
０．００５〜０．１％とＺｒ：０．０１〜０．２％の１
種または２種、Ｎ：｛０．００２＋［Ｔｉ（％）＋Ｚｒ
（％）］／８｝％以下、ＡｌＮ：０．００５％以下を含
み、残部が実質的にＦｅからなる低合金鋼管に対し、８
８０〜９８０℃から焼入れを行った後、６００〜７３０
℃で焼戻しを行うと共に、６００〜７３０℃の温度域に
おいて塑性加工を全歪量が１〜２０％となるよう１回ま
たは複数回行い、しかる後に８００〜９５０℃からの焼
入れと６００〜７３０℃での焼戻しを行う方法（特開平
１−２８３３２２号公報）等が提案されている。
〜０．４５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．３
〜１．８％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１％以下、Ｔｉ：
０．００５〜０．１％とＺｒ：０．０１〜０．２％の１
種または２種、Ｎ：｛０．００２＋［Ｔｉ（％）＋Ｚｒ
（％）］／８｝％以下、ＡｌＮ：０．００５％以下を含
み、残部が実質的にＦｅからなる低合金鋼管に対し、８
８０〜９８０℃から焼入れを行った後、６００〜７３０
℃で焼戻しを行うと共に、６００〜７３０℃の温度域に
おいて塑性加工を全歪量が１〜２０％となるよう１回ま
たは複数回行い、しかる後に８００〜９５０℃からの焼
入れと６００〜７３０℃での焼戻しを行う方法（特開平
１−２８３３２２号公報）等が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平１−２８３
３２２号公報に開示の方法は、油井管の２回焼入れに軽
度の温間塑性加工を導入し、焼入れで得たマルテンサイ
トに対し、温間で軽度の塑性加工を加えることによって
フェライトの再結晶が促進され、２回目の焼入れにおけ
る再結晶粒の粗大化を防止することによって、２回の焼
入れ焼戻しのみでは得られない細粒晶を得ることによっ
て１１０ｋｓｉ（７７ｋｇｆ／ｍｍ2）級以上の強度と
これに要求される耐ＳＳＣＣ性を確保することができ
る。しかしながら、管の曲りをストレートナーで取る場
合、冷間で曲り取りを行なうと塑性歪によって耐食性が
劣化する。また、温間での曲り取りは、加工軟化現象に
よって管肉厚方向に硬さ分布が生じる。硬さ分布を小さ
くするため、曲り取りの条件を軽度にすると曲りが十分
に取れず、油井用の高強度耐食性鋼管として管端に螺子
切りを行なう管の目標性能（管の曲り≦１ｍｍ／ｍ、強
度ＹＳ＝９０〜１２５ｋｓｉ、ＴＳ＝１００〜１２５ｋ
ｓｉ、硬さＨＲＣ＝３０以下、硬さバラツキ、１断面△
ＨＲＣ≦２）を満たすことができない欠点を有してい
る。
３２２号公報に開示の方法は、油井管の２回焼入れに軽
度の温間塑性加工を導入し、焼入れで得たマルテンサイ
トに対し、温間で軽度の塑性加工を加えることによって
フェライトの再結晶が促進され、２回目の焼入れにおけ
る再結晶粒の粗大化を防止することによって、２回の焼
入れ焼戻しのみでは得られない細粒晶を得ることによっ
て１１０ｋｓｉ（７７ｋｇｆ／ｍｍ2）級以上の強度と
これに要求される耐ＳＳＣＣ性を確保することができ
る。しかしながら、管の曲りをストレートナーで取る場
合、冷間で曲り取りを行なうと塑性歪によって耐食性が
劣化する。また、温間での曲り取りは、加工軟化現象に
よって管肉厚方向に硬さ分布が生じる。硬さ分布を小さ
くするため、曲り取りの条件を軽度にすると曲りが十分
に取れず、油井用の高強度耐食性鋼管として管端に螺子
切りを行なう管の目標性能（管の曲り≦１ｍｍ／ｍ、強
度ＹＳ＝９０〜１２５ｋｓｉ、ＴＳ＝１００〜１２５ｋ
ｓｉ、硬さＨＲＣ＝３０以下、硬さバラツキ、１断面△
ＨＲＣ≦２）を満たすことができない欠点を有してい
る。
【０００８】この発明の目的は、前記油井用の高強度耐
食性鋼管として管端に螺子切りを行なう管の目標性能を
満足させることができる高強度耐食性鋼管の製造方法を
提供することにある。
食性鋼管として管端に螺子切りを行なう管の目標性能を
満足させることができる高強度耐食性鋼管の製造方法を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、２回の
焼入れ焼戻しを行なう高強度耐食性に優れた鋼管の製造
において、１回目の焼入れ焼戻しを行った鋼管に対し、
冷間もしくは温間で完全な曲り取りを行い、２回目の焼
入れ焼戻し後は冷間もしくは温間で極めて軽微な曲り取
りを行なうことによって、管の曲りが小さく、しかも肉
厚方向の硬さ分布の均一な高強度耐食性鋼管が得られる
ことを究明し、この発明に到達した。
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、２回の
焼入れ焼戻しを行なう高強度耐食性に優れた鋼管の製造
において、１回目の焼入れ焼戻しを行った鋼管に対し、
冷間もしくは温間で完全な曲り取りを行い、２回目の焼
入れ焼戻し後は冷間もしくは温間で極めて軽微な曲り取
りを行なうことによって、管の曲りが小さく、しかも肉
厚方向の硬さ分布の均一な高強度耐食性鋼管が得られる
ことを究明し、この発明に到達した。
【００１０】すなわちこの発明は、Ｃ≦０．３０％、Ｓ
ｉ：０．０５〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００
％、Ｐ≦０．０３％、Ｓ≦０．０３％、Ｃｒ：０．３０
〜１．５０％、Ｍｏ：０．１０〜２．００％、Ａｌ：
０．０１〜０．０５％、Ｎ≦０．０１５％を含み、Ｎ
ｂ：０．０１〜０．０４％、Ｖ：０．０３〜０．１０
％、Ｔｉ：０．０１〜０．０５％、Ｂ：０．００１０〜
０．００５０％、Ｃａ：０．００１０〜０．００５０％
のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物からなる鋼管に対し、焼入れ焼戻しを
２回繰返す高強度耐食性鋼管の製造方法において、１回
目の焼入れ焼戻し後に冷間もしくは温間で下記式で示す
管断面塑性変形域が１００％以上の完全な曲り取りを行
い、２回目の焼入れ焼戻し後は冷間もしくは温間で下記
式で示す管断面塑性変形域が２０％以下の軽微な曲り取
りを行なうのである。管断面塑性変形域＝δｏ／ｔ＋δｃ／ｔ ただし、δｏ：オフセットによる管断面塑性変形域、δ
ｃ：クラッシュによる管断面 塑性変形域、ｔ：管肉厚
ｉ：０．０５〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００
％、Ｐ≦０．０３％、Ｓ≦０．０３％、Ｃｒ：０．３０
〜１．５０％、Ｍｏ：０．１０〜２．００％、Ａｌ：
０．０１〜０．０５％、Ｎ≦０．０１５％を含み、Ｎ
ｂ：０．０１〜０．０４％、Ｖ：０．０３〜０．１０
％、Ｔｉ：０．０１〜０．０５％、Ｂ：０．００１０〜
０．００５０％、Ｃａ：０．００１０〜０．００５０％
のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物からなる鋼管に対し、焼入れ焼戻しを
２回繰返す高強度耐食性鋼管の製造方法において、１回
目の焼入れ焼戻し後に冷間もしくは温間で下記式で示す
管断面塑性変形域が１００％以上の完全な曲り取りを行
い、２回目の焼入れ焼戻し後は冷間もしくは温間で下記
式で示す管断面塑性変形域が２０％以下の軽微な曲り取
りを行なうのである。管断面塑性変形域＝δｏ／ｔ＋δｃ／ｔ ただし、δｏ：オフセットによる管断面塑性変形域、δ
ｃ：クラッシュによる管断面 塑性変形域、ｔ：管肉厚
【００１１】
【作用】この発明における炭素鋼鋼管の化学成分、１回
目の焼入れ焼戻し後の冷間もしくは温間矯正における完
全な曲り取りの限定理由について詳述する。Ｃは強度靭
性を確保するうえで必要不可欠な元素であるが、多すぎ
ると高温焼入れにおける焼割れが発生するため上限を
０．３０％とした。Ｓｉは脱酸元素としておよび強度確
保のため必要であるが、０．０５％未満では脱酸が十分
でなく、１．００％を超えると靭性、表面性状を損なう
ため、０．０５〜１．００％とした。Ｍｎは脱酸および
強度確保のため必要な元素であるが、０．３０％未満で
は脱酸が十分でなく、１．００％を超えると鋼の清浄性
を損なうため、０．３０〜１．００％とした。Ｐおよび
Ｓは鋼の清浄性を損ない靭性、延性を劣化させるので、
その上限を０．０３％とした。Ｃｒは焼入れ性および耐
食性能を確保するのに必要な元素であるが、０．３０％
未満ではその効果が十分でなく、１．５０％を超えると
焼入れ性が一層向上するが、靭性が低下するので、０．
３０〜１．５０％とした。Ｍｏは焼入れ性の改善に不可
欠な元素であるが、０．１０％未満ではその効果が十分
でなく、２．００％を超えると焼割れが発生するので、
０．１０〜２．００％とした。Ａｌは脱酸および靭性確
保に有効な元素であるが、０．０１％未満では靭性が得
られず、０．０５％を超えて過剰添加すると清浄性を損
うため、０．０１〜０．０５％とした。Ｎは耐ＳＳＣＣ
性を支配するＡｌＮ形成に必要な元素であるが、多すぎ
ると耐食性劣化を生じるため、上限を０．０１５％とし
た。Ｎｂは微細化により靭性向上、耐ＳＳＣＣ性向上に
有効な元素であるが、０．０１％未満ではこの効果が得
られず、０．０４％を超えると微細化の効果が飽和する
と共に、ＮｂＣ微細析出物が増加して耐ＳＳＣＣ性を劣
化させるので、０．０１〜０．０４％とした。Ｖは高温
焼戻し時の強度向上に有効な元素であるが、０．０３％
未満ではその効果が十分でなく、０．１０％を超えると
靭性が低下するので、０．０３〜０．１０％とした。Ｔ
ｉはＮを固定して固溶Ｎを減少させてＳｃ値を向上さ
せ、かつ炭化物を微細に分散させて応力付加時の応力集
中を分散、減少させることにより耐ＳＳＣＣ性向上に有
効な元素であるが、０．０１％未満ではＮの固定、炭化
物分散効果が十分でなく、０．０５％を超えるとＮの固
定効果および炭化物分散効果が飽和し、かえってＳｃ値
を低下させるので、０．０１〜０．０５％とした。Ｂは
焼入れ性を改善することから、靭性向上、耐ＳＳＣＣ性
向上に有効な元素であるが、０．００１０未満ではその
効果がなく、０．００５０％を超えると焼戻し後の靭性
を低下させるので、０．００１０〜０．００５０％とし
た。Ｃａは介在物の形態制御により靭性向上、耐ＳＳＣ
Ｃ性向上に有効な元素であるが、０．００１０％未満で
はこの効果が得られず、０．００５０％を超えると介在
物増加による悪影響がでるので、０．００１０〜０．０
０５０％とした。
目の焼入れ焼戻し後の冷間もしくは温間矯正における完
全な曲り取りの限定理由について詳述する。Ｃは強度靭
性を確保するうえで必要不可欠な元素であるが、多すぎ
ると高温焼入れにおける焼割れが発生するため上限を
０．３０％とした。Ｓｉは脱酸元素としておよび強度確
保のため必要であるが、０．０５％未満では脱酸が十分
でなく、１．００％を超えると靭性、表面性状を損なう
ため、０．０５〜１．００％とした。Ｍｎは脱酸および
強度確保のため必要な元素であるが、０．３０％未満で
は脱酸が十分でなく、１．００％を超えると鋼の清浄性
を損なうため、０．３０〜１．００％とした。Ｐおよび
Ｓは鋼の清浄性を損ない靭性、延性を劣化させるので、
その上限を０．０３％とした。Ｃｒは焼入れ性および耐
食性能を確保するのに必要な元素であるが、０．３０％
未満ではその効果が十分でなく、１．５０％を超えると
焼入れ性が一層向上するが、靭性が低下するので、０．
３０〜１．５０％とした。Ｍｏは焼入れ性の改善に不可
欠な元素であるが、０．１０％未満ではその効果が十分
でなく、２．００％を超えると焼割れが発生するので、
０．１０〜２．００％とした。Ａｌは脱酸および靭性確
保に有効な元素であるが、０．０１％未満では靭性が得
られず、０．０５％を超えて過剰添加すると清浄性を損
うため、０．０１〜０．０５％とした。Ｎは耐ＳＳＣＣ
性を支配するＡｌＮ形成に必要な元素であるが、多すぎ
ると耐食性劣化を生じるため、上限を０．０１５％とし
た。Ｎｂは微細化により靭性向上、耐ＳＳＣＣ性向上に
有効な元素であるが、０．０１％未満ではこの効果が得
られず、０．０４％を超えると微細化の効果が飽和する
と共に、ＮｂＣ微細析出物が増加して耐ＳＳＣＣ性を劣
化させるので、０．０１〜０．０４％とした。Ｖは高温
焼戻し時の強度向上に有効な元素であるが、０．０３％
未満ではその効果が十分でなく、０．１０％を超えると
靭性が低下するので、０．０３〜０．１０％とした。Ｔ
ｉはＮを固定して固溶Ｎを減少させてＳｃ値を向上さ
せ、かつ炭化物を微細に分散させて応力付加時の応力集
中を分散、減少させることにより耐ＳＳＣＣ性向上に有
効な元素であるが、０．０１％未満ではＮの固定、炭化
物分散効果が十分でなく、０．０５％を超えるとＮの固
定効果および炭化物分散効果が飽和し、かえってＳｃ値
を低下させるので、０．０１〜０．０５％とした。Ｂは
焼入れ性を改善することから、靭性向上、耐ＳＳＣＣ性
向上に有効な元素であるが、０．００１０未満ではその
効果がなく、０．００５０％を超えると焼戻し後の靭性
を低下させるので、０．００１０〜０．００５０％とし
た。Ｃａは介在物の形態制御により靭性向上、耐ＳＳＣ
Ｃ性向上に有効な元素であるが、０．００１０％未満で
はこの効果が得られず、０．００５０％を超えると介在
物増加による悪影響がでるので、０．００１０〜０．０
０５０％とした。
【００１２】１回目の焼入れ焼戻し後の温間矯正におけ
る温度は、４００〜７００℃の範囲が好ましく、４００
℃未満に低下すると冷間歪あるいは残留応力が大きくな
り、７００℃を超えると成分によってはＡｃ1変態点を
超えてしまい、組織変化が生じて耐食性に悪影響を及ぼ
す。なお、１回目の焼入れと焼戻し後の冷間歪あるいは
残留応力が２回目の焼入れで低減（消失）してしまうこ
とを考慮して、１回目の焼入れ焼戻し後に冷間矯正する
場合の温度は、常温である。２回目の焼入れ焼戻し後
に、冷間あるいは温間で軽微な曲り取りを行う場合は、
鋼管内外周面近傍の塑性変形域を２０％以下とする。２
０％を超えると耐食性が劣化するため好ましくない。
る温度は、４００〜７００℃の範囲が好ましく、４００
℃未満に低下すると冷間歪あるいは残留応力が大きくな
り、７００℃を超えると成分によってはＡｃ1変態点を
超えてしまい、組織変化が生じて耐食性に悪影響を及ぼ
す。なお、１回目の焼入れと焼戻し後の冷間歪あるいは
残留応力が２回目の焼入れで低減（消失）してしまうこ
とを考慮して、１回目の焼入れ焼戻し後に冷間矯正する
場合の温度は、常温である。２回目の焼入れ焼戻し後
に、冷間あるいは温間で軽微な曲り取りを行う場合は、
鋼管内外周面近傍の塑性変形域を２０％以下とする。２
０％を超えると耐食性が劣化するため好ましくない。
【００１３】この発明における鋼管の製造においては、
図１に示すとおり、焼入れ焼戻しを２回繰返すことによ
り、旧オーステナイト粒が細かくなってマルテンサイト
組織化し、高い降伏応力ＹＳと引張り強度ＴＳが得ら
れ、ロックウエル硬さ試験方法による硬度ＨＲＣ３０以
下となって耐食性が確保される。１回目の焼入れ
（Ｑ 1 ）焼戻し（Ｔ 1 ）後に、冷間もしくは温間で完全な
曲り取り矯正を実施する。この場合における矯正条件
は、オフセットによる管断面塑性変形域δ0、管肉厚
ｔ、クラッシュによる管断面塑性変形域δcとすれば、
管断面塑性変形域（δ 0 ／ｔ＋δ c ／ｔ）≧１００％で実
施する。この曲り取り矯正によって管曲りは、完全に小
さくなるが、冷間で実施すると、加えられた冷間歪によ
って耐食性が劣化している。そこで組織の細粒化と耐食
性の改善のため２回目の焼入れ（Ｑ2）焼戻し（Ｔ2）を
実施する。２回目の焼入れ温度は、細粒化のため１回目
より若干低い温度に加熱する。この２回目の焼入れによ
って、１回目の焼入れ焼戻し後に冷間で実施した場合に
加えられた冷間歪が完全に消去される。２回目の焼入れ
焼戻し後の曲り取り矯正は、耐食性に及ぼす冷間歪の悪
影響を避けるため、要すれば４００〜７００℃の温間で
実施する。また、加工軟化現象による管肉厚方向の硬さ
バラツキを小さくするため、極めて軽微な条件で曲り取
り矯正を実施する。曲がり取り矯正を実施する場合の冷
間もしくは温間での軽微な矯正条件は、管肉厚ｔ、管断
面塑性変形域（δ0／ｔ＋δc／ｔ）とすれば、この管断
面塑性変形域を２０％以下とする。この発明における鋼
管内外周面近傍への塑性変形の付与は、矯正時の温度に
おける降伏応力よりやや大きい適切な応力がかかるよ
う、図２に示すとおり、矯正機の中央ロールオフセット
量（Ｏ）および図３に示すロール開度（Ｃ）（クラッシ
ュ量）を設定することによって、鋼管内外面の塑性変形
量を制御するのである。なお、図４はオフセットによる
管断面塑性変形域δ0を、図５はクラッシュによる管断
面塑性変形域δcを示すもので、図６はオフセット、ク
ラッシュ量と管断面塑性変形域δ0、δcの関係の一例を
示すグラフである。
図１に示すとおり、焼入れ焼戻しを２回繰返すことによ
り、旧オーステナイト粒が細かくなってマルテンサイト
組織化し、高い降伏応力ＹＳと引張り強度ＴＳが得ら
れ、ロックウエル硬さ試験方法による硬度ＨＲＣ３０以
下となって耐食性が確保される。１回目の焼入れ
（Ｑ 1 ）焼戻し（Ｔ 1 ）後に、冷間もしくは温間で完全な
曲り取り矯正を実施する。この場合における矯正条件
は、オフセットによる管断面塑性変形域δ0、管肉厚
ｔ、クラッシュによる管断面塑性変形域δcとすれば、
管断面塑性変形域（δ 0 ／ｔ＋δ c ／ｔ）≧１００％で実
施する。この曲り取り矯正によって管曲りは、完全に小
さくなるが、冷間で実施すると、加えられた冷間歪によ
って耐食性が劣化している。そこで組織の細粒化と耐食
性の改善のため２回目の焼入れ（Ｑ2）焼戻し（Ｔ2）を
実施する。２回目の焼入れ温度は、細粒化のため１回目
より若干低い温度に加熱する。この２回目の焼入れによ
って、１回目の焼入れ焼戻し後に冷間で実施した場合に
加えられた冷間歪が完全に消去される。２回目の焼入れ
焼戻し後の曲り取り矯正は、耐食性に及ぼす冷間歪の悪
影響を避けるため、要すれば４００〜７００℃の温間で
実施する。また、加工軟化現象による管肉厚方向の硬さ
バラツキを小さくするため、極めて軽微な条件で曲り取
り矯正を実施する。曲がり取り矯正を実施する場合の冷
間もしくは温間での軽微な矯正条件は、管肉厚ｔ、管断
面塑性変形域（δ0／ｔ＋δc／ｔ）とすれば、この管断
面塑性変形域を２０％以下とする。この発明における鋼
管内外周面近傍への塑性変形の付与は、矯正時の温度に
おける降伏応力よりやや大きい適切な応力がかかるよ
う、図２に示すとおり、矯正機の中央ロールオフセット
量（Ｏ）および図３に示すロール開度（Ｃ）（クラッシ
ュ量）を設定することによって、鋼管内外面の塑性変形
量を制御するのである。なお、図４はオフセットによる
管断面塑性変形域δ0を、図５はクラッシュによる管断
面塑性変形域δcを示すもので、図６はオフセット、ク
ラッシュ量と管断面塑性変形域δ0、δcの関係の一例を
示すグラフである。
【００１４】
【実施例】Ｃ：０．２７％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍｎ：
０．４５％、Ｐ：０．０１０％、Ｓ：０．００２％、Ｃ
ｒ：１．０２％、Ｍｏ：０．７０％、Ａｌ：０．０２５
％、Ｎ：０．０６０％、Ｎｂ：０．０２５％を含有する
外径２４４．５ｍｍ、肉厚１５．１１ｍｍ、長さ１２ｍ
の鋼管に対し、９２０℃で２０分加熱後水冷して１回目
の焼入れを行ったのち、６８０℃で３０分の焼戻しを行
った。引続き表１に示すとおり、冷間（常温）または温
間（６００℃）で対向６ロール式の図７に示す傾斜ロー
ル式矯正機を用い、クラッシュおよびオフセット加工で
管断面塑性変形域δ0／ｔ＋δc／ｔ＝２０〜１５０％の
曲り取り矯正を実施した。ついで９００℃で２０分加熱
後水冷して２回目の焼入れを行ったのち、７００℃で３
０分の焼戻しを行った。そして冷間（常温）または温間
（６２０℃）で対向６ロール式の図７に示す傾斜ロール
式矯正機によりクラッシュおよびオフセット加工で管断
面塑性変形域δ0／ｔ＋δc／ｔ＝０〜１００％の曲り取
り矯正を実施した。なお、図７中の１は継目無鋼管、２
は矯正ロールを示す。製造された鋼管の降伏応力、引張
強度、外周面、肉厚中央、内周面のロックウエル硬さお
よびＳｃ値を測定した。その結果を降伏応力、引張強
度、外周面、肉厚中央、内周面のロックウエル硬さおよ
び硬さバラツキを表２に、Ｓｃ値、管の曲り、評価を表
３に示す。
０．４５％、Ｐ：０．０１０％、Ｓ：０．００２％、Ｃ
ｒ：１．０２％、Ｍｏ：０．７０％、Ａｌ：０．０２５
％、Ｎ：０．０６０％、Ｎｂ：０．０２５％を含有する
外径２４４．５ｍｍ、肉厚１５．１１ｍｍ、長さ１２ｍ
の鋼管に対し、９２０℃で２０分加熱後水冷して１回目
の焼入れを行ったのち、６８０℃で３０分の焼戻しを行
った。引続き表１に示すとおり、冷間（常温）または温
間（６００℃）で対向６ロール式の図７に示す傾斜ロー
ル式矯正機を用い、クラッシュおよびオフセット加工で
管断面塑性変形域δ0／ｔ＋δc／ｔ＝２０〜１５０％の
曲り取り矯正を実施した。ついで９００℃で２０分加熱
後水冷して２回目の焼入れを行ったのち、７００℃で３
０分の焼戻しを行った。そして冷間（常温）または温間
（６２０℃）で対向６ロール式の図７に示す傾斜ロール
式矯正機によりクラッシュおよびオフセット加工で管断
面塑性変形域δ0／ｔ＋δc／ｔ＝０〜１００％の曲り取
り矯正を実施した。なお、図７中の１は継目無鋼管、２
は矯正ロールを示す。製造された鋼管の降伏応力、引張
強度、外周面、肉厚中央、内周面のロックウエル硬さお
よびＳｃ値を測定した。その結果を降伏応力、引張強
度、外周面、肉厚中央、内周面のロックウエル硬さおよ
び硬さバラツキを表２に、Ｓｃ値、管の曲り、評価を表
３に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】表２、表３に示すとおり、試験Ｎｏ．８〜
１３の従来法においては、鋼管の肉厚方向の硬さバラツ
キが大きいか、あるいは耐食性を示すＳｃ値が低い。こ
れに対しこの発明方法の条件を満足させる試験Ｎｏ．
１、２および５においては、いずれも強度が同等で、鋼
管の肉厚方向の硬さバラツキが０．３以下、耐ＳＳＣＣ
性を示すＳｃ値の劣化がなく、管の曲りも１ｍｍ／ｍ以
下である。また、この発明方法の条件を満足させない試
験Ｎｏ．３、４、６および７の比較例の場合は、いずれ
も成品目標性能のうち、管の曲りだけが外れている。
１３の従来法においては、鋼管の肉厚方向の硬さバラツ
キが大きいか、あるいは耐食性を示すＳｃ値が低い。こ
れに対しこの発明方法の条件を満足させる試験Ｎｏ．
１、２および５においては、いずれも強度が同等で、鋼
管の肉厚方向の硬さバラツキが０．３以下、耐ＳＳＣＣ
性を示すＳｃ値の劣化がなく、管の曲りも１ｍｍ／ｍ以
下である。また、この発明方法の条件を満足させない試
験Ｎｏ．３、４、６および７の比較例の場合は、いずれ
も成品目標性能のうち、管の曲りだけが外れている。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、冷間抽伸等によることなく、高強度と高耐食性の双
方を満足させ、しかも曲りの少ない高強度耐食性油井管
を量産することが可能となり、製造設備、製造能率およ
び製造コストの面で著しく有利となり、高グレードの油
井管を低コストで工業的に製造することができる。
ば、冷間抽伸等によることなく、高強度と高耐食性の双
方を満足させ、しかも曲りの少ない高強度耐食性油井管
を量産することが可能となり、製造設備、製造能率およ
び製造コストの面で著しく有利となり、高グレードの油
井管を低コストで工業的に製造することができる。
【図１】この発明の熱処理と曲り取り方法の概念図であ
る。
る。
【図２】オフセット量の説明図である。
【図３】クラッシュ量の説明図である。
【図４】オフセットによる管断面塑性変形域δ0を示す
概念図である。
概念図である。
【図５】クラッシュによる管断面塑性変形域δcを示す
概念図である。
概念図である。
【図６】オフセット、クラッシュ量と管断面塑性変形域
の変化の一例を示すグラフである。
の変化の一例を示すグラフである。
【図７】実施例で使用した傾斜ロール式矯正機の概念図
である。
である。
１ 継目無鋼管 ２ 矯正ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/32 Ｃ２２Ｃ 38/32
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｃ≦０．３０％、Ｓｉ：０．０５〜１．
００％、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｐ≦０．０３
％、 Ｓ≦０．０３％、Ｃｒ：０．３０〜１．５０％、Ｍｏ：
０．１０〜２．００％、Ａｌ：０．０１〜０．０５％、
Ｎ≦０．０１５％を含み、Ｎｂ：０．０１〜０．０４
％、Ｖ：０．０３〜０．１０％、Ｔｉ：０．０１〜０．
０５％、Ｂ：０．００１０〜０．００５０％、Ｃａ：
０．００１０〜０．００５０％のうちの１種または２種
以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からな
る鋼管に対し、焼入れ焼戻しを２回繰返す高強度耐食性
鋼管の製造方法において、１回目の焼入れ焼戻し後に冷
間もしくは温間で下記式で示す管断面塑性変形域が１０
０％以上の完全な曲り取りを行い、２回目の焼入れ焼戻
し後は冷間もしくは温間で下記式で示す管断面塑性変形
域が２０％以下の軽微な曲り取りを行なうことを特徴と
する高強度耐食性鋼管の製造方法。管断面塑性変形域＝δ 0 ／ｔ＋δ c ／ｔ ただし、δ 0 ：オフセットによる管断面塑性変形域、
δ c ：クラッシュによる管断面 塑性変形域、ｔ：管肉厚
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116975A JP2682332B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 高強度耐食性鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116975A JP2682332B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 高強度耐食性鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287381A JPH05287381A (ja) | 1993-11-02 |
| JP2682332B2 true JP2682332B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=14700393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4116975A Expired - Lifetime JP2682332B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 高強度耐食性鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2682332B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3042968A4 (en) * | 2013-09-04 | 2016-08-31 | Jfe Steel Corp | METHOD FOR PRODUCING A HIGH-TUBE STAINLESS STEEL TUBE AND A STAINLESS STEEL HIGH-TUBE TUBE |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK1627931T3 (en) | 2003-04-25 | 2018-11-05 | Tubos De Acero De Mexico S A | Seamless steel tube which is intended to be used as a guide pipe and production method thereof |
| US8926771B2 (en) | 2006-06-29 | 2015-01-06 | Tenaris Connections Limited | Seamless precision steel tubes with improved isotropic toughness at low temperature for hydraulic cylinders and process for obtaining the same |
| US7862667B2 (en) | 2007-07-06 | 2011-01-04 | Tenaris Connections Limited | Steels for sour service environments |
| MX2010005532A (es) | 2007-11-19 | 2011-02-23 | Tenaris Connections Ltd | Acero bainítico de alta resistencia para aplicaciones octg. |
| CA2686301C (en) | 2008-11-25 | 2017-02-28 | Maverick Tube, Llc | Compact strip or thin slab processing of boron/titanium steels |
| EP2325435B2 (en) | 2009-11-24 | 2020-09-30 | Tenaris Connections B.V. | Threaded joint sealed to [ultra high] internal and external pressures |
| JP5644103B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-12-24 | 大同特殊鋼株式会社 | チタン合金製棒材の製造方法 |
| US9163296B2 (en) | 2011-01-25 | 2015-10-20 | Tenaris Coiled Tubes, Llc | Coiled tube with varying mechanical properties for superior performance and methods to produce the same by a continuous heat treatment |
| IT1403689B1 (it) | 2011-02-07 | 2013-10-31 | Dalmine Spa | Tubi in acciaio ad alta resistenza con eccellente durezza a bassa temperatura e resistenza alla corrosione sotto tensioni da solfuri. |
| US8414715B2 (en) | 2011-02-18 | 2013-04-09 | Siderca S.A.I.C. | Method of making ultra high strength steel having good toughness |
| US8636856B2 (en) | 2011-02-18 | 2014-01-28 | Siderca S.A.I.C. | High strength steel having good toughness |
| JP2013129879A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Jfe Steel Corp | 耐硫化物応力割れ性に優れた油井用高強度継目無鋼管およびその製造方法 |
| US9340847B2 (en) | 2012-04-10 | 2016-05-17 | Tenaris Connections Limited | Methods of manufacturing steel tubes for drilling rods with improved mechanical properties, and rods made by the same |
| BR112015016765A2 (pt) | 2013-01-11 | 2017-07-11 | Tenaris Connections Ltd | conexão de tubos de perfuração, tubo de perfuração correspondente e método para montar tubos de perfuração |
| US9187811B2 (en) | 2013-03-11 | 2015-11-17 | Tenaris Connections Limited | Low-carbon chromium steel having reduced vanadium and high corrosion resistance, and methods of manufacturing |
| US9803256B2 (en) | 2013-03-14 | 2017-10-31 | Tenaris Coiled Tubes, Llc | High performance material for coiled tubing applications and the method of producing the same |
| EP2789700A1 (en) | 2013-04-08 | 2014-10-15 | DALMINE S.p.A. | Heavy wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes |
| EP2789701A1 (en) | 2013-04-08 | 2014-10-15 | DALMINE S.p.A. | High strength medium wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes |
| WO2014207656A1 (en) | 2013-06-25 | 2014-12-31 | Tenaris Connections Ltd. | High-chromium heat-resistant steel |
| US11124852B2 (en) | 2016-08-12 | 2021-09-21 | Tenaris Coiled Tubes, Llc | Method and system for manufacturing coiled tubing |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS619519A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐硫化物腐食割れ性に優れた高強度鋼の製法 |
| JPH01259124A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性に優れた高強度油井管の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP4116975A patent/JP2682332B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3042968A4 (en) * | 2013-09-04 | 2016-08-31 | Jfe Steel Corp | METHOD FOR PRODUCING A HIGH-TUBE STAINLESS STEEL TUBE AND A STAINLESS STEEL HIGH-TUBE TUBE |
| US10151012B2 (en) | 2013-09-04 | 2018-12-11 | Jfe Steel Corporation | High-strength stainless steel pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05287381A (ja) | 1993-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2682332B2 (ja) | 高強度耐食性鋼管の製造方法 | |
| JP4305681B2 (ja) | 継目無鋼管の製造方法 | |
| US8617462B2 (en) | Steel for oil well pipe excellent in sulfide stress cracking resistance | |
| JP4390081B2 (ja) | 耐硫化物応力割れ性に優れた油井用継目無鋼管およびその製造方法 | |
| US5944921A (en) | Martensitic stainless steel having high mechanical strength and corrosion resistance and relative manufactured articles | |
| WO2017162160A1 (zh) | 耐硫化氢应力腐蚀开裂的马氏体不锈钢油套管用钢、油套管及其制造方法 | |
| JPH0967624A (ja) | 耐ｓｓｃｃ性に優れた高強度油井用鋼管の製造方法 | |
| JPS63230851A (ja) | 耐食性に優れた油井管用低合金鋼 | |
| JPH04231414A (ja) | 高耐食性油井管の製造法 | |
| JPS63230847A (ja) | 耐食性に優れた油井管用低合金鋼 | |
| US11441201B2 (en) | Sucker rod steel and manufacturing method therefor | |
| CN1057135C (zh) | 高耐蚀奥氏体不锈钢 | |
| CN111378899A (zh) | 耐低温及硫化氢腐蚀的l450无缝管线管及其制造方法 | |
| JP3328967B2 (ja) | 靭性および耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法 | |
| JPS648686B2 (ja) | ||
| JP2000160300A (ja) | 高耐食性を有する６５５Ｎｍｍ−２級低Ｃ高Ｃｒ合金油井管およびその製造方法 | |
| KR101301617B1 (ko) | 고강도 고인성 소재 및 이를 이용한 타워 플랜지 제조방법 | |
| JP2000178692A (ja) | 高耐応力腐食割れ性を有する６５５Ｎｍｍ−２級低Ｃ高Ｃｒ合金油井管およびその製造方法 | |
| JP3938738B2 (ja) | 高靱性を有する高クロム鋼及びその製造方法 | |
| JP2727865B2 (ja) | 高強度高耐食性継目無鋼管の製造方法 | |
| JP2002060909A (ja) | 強度−靱性バランスに優れた油井用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法 | |
| JPH07110970B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性の優れた針状フェライトステンレス鋼の製造方法 | |
| JPH07113126B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性の優れたステンレス鋼の製造方法 | |
| JP4629059B2 (ja) | 高靭性を有する高クロム鋼 | |
| CN114790530B (zh) | 一种高塑性超高强钢板及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070808 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090808 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090808 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100808 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808 Year of fee payment: 15 |