JP3454224B2 - コイルドチュービング用ステンレス鋼 - Google Patents
コイルドチュービング用ステンレス鋼Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫化水素や炭酸ガ
スを含有する石油、天然ガスを生産する際に使用できる
シームレス鋼管、電縫管、レーザー溶接鋼管等のコイル
ドチュービング用ステンレス鋼に関するものである。
スを含有する石油、天然ガスを生産する際に使用できる
シームレス鋼管、電縫管、レーザー溶接鋼管等のコイル
ドチュービング用ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】鋼管を製造する方法として鋼帯をパイプ状
に成型して、シーム溶接する方法があるが、これにより
製造される溶接鋼管の材料としても本発明にかかるステ
ンレス鋼は使用できる。
に成型して、シーム溶接する方法があるが、これにより
製造される溶接鋼管の材料としても本発明にかかるステ
ンレス鋼は使用できる。
【０００３】
【従来の技術】油井の現地での油井敷設に伴う経費は、
油井の掘削からケーシング (以下C/S)、チュービング
(以下T/B)の敷設までの油井の現地での作業時間に依存
している。そこで、経費削減のために、掘削時間やC/S
、T/B の敷設時間の低減が望まれている。
油井の掘削からケーシング (以下C/S)、チュービング
(以下T/B)の敷設までの油井の現地での作業時間に依存
している。そこで、経費削減のために、掘削時間やC/S
、T/B の敷設時間の低減が望まれている。
【０００４】掘削時間やC/S 、T/B の敷設時間の低減に
ついては、コイル状に巻いたパイプを連続的に油井内に
挿入するコイルドチュービングという技術が採用され始
めている。
ついては、コイル状に巻いたパイプを連続的に油井内に
挿入するコイルドチュービングという技術が採用され始
めている。
【０００５】コイルドチュービングは、油井の現地で鋼
管をネジ継ぎする必要がないので、従来の油井管のネジ
継ぎ手による連結に比べ、地表と坑底間における鋼管の
揚管、降下の各作業を迅速に行うことができるため、C/
S やT/B の敷設時間が短縮できること、さらに、地表に
おける鋼管の装脱着のための起重機 (リグ) 使用が不要
になることで、ランニングコストを大幅に削減できる。
管をネジ継ぎする必要がないので、従来の油井管のネジ
継ぎ手による連結に比べ、地表と坑底間における鋼管の
揚管、降下の各作業を迅速に行うことができるため、C/
S やT/B の敷設時間が短縮できること、さらに、地表に
おける鋼管の装脱着のための起重機 (リグ) 使用が不要
になることで、ランニングコストを大幅に削減できる。
【０００６】しかし、コイルドチュービングは、まだ解
決すべき技術課題が多く残っている。それは、コイルド
チュービング用の鋼の耐疲労特性および耐食性である。
ここで、耐食性とは耐炭酸ガス腐食性や耐硫化物応力腐
食割れ性を含む耐食性能である。
決すべき技術課題が多く残っている。それは、コイルド
チュービング用の鋼の耐疲労特性および耐食性である。
ここで、耐食性とは耐炭酸ガス腐食性や耐硫化物応力腐
食割れ性を含む耐食性能である。
【０００７】コイルドチュービングは、操業時、曲げ伸
ばしの塑性変形が数回加えられ、さらに、１つの井戸で
使用が終わると他の井戸で使用されるので、複数回の低
サイクル疲労に耐える必要がある。
ばしの塑性変形が数回加えられ、さらに、１つの井戸で
使用が終わると他の井戸で使用されるので、複数回の低
サイクル疲労に耐える必要がある。
【０００８】また、近年、石油または天然ガスを採取す
るための井戸の環境がますます過酷なものになってお
り、これらの流体をC/S およびT/B で生産すると、ある
いはこれらの環境でドリリングすると腐食が大きな問題
となってくる。従来のコイルドチュービングでは、過酷
な環境で石油または天然ガスの流体を生産する配管およ
びドリルパイプとして十分な耐食性が得られないという
問題があった。
るための井戸の環境がますます過酷なものになってお
り、これらの流体をC/S およびT/B で生産すると、ある
いはこれらの環境でドリリングすると腐食が大きな問題
となってくる。従来のコイルドチュービングでは、過酷
な環境で石油または天然ガスの流体を生産する配管およ
びドリルパイプとして十分な耐食性が得られないという
問題があった。
【０００９】コイルドチュービングの製造方法として
は、特開平７−214143号公報にCr−Ni合金鋼と炭素鋼の
二重管の製造方法が開示されているが、耐食性と疲労特
性について具体的に説明されていないばかりか、二重管
では、製造時に手間がかかる。また、海水中下での耐食
性と疲労特性を向上させた高強度マルテンサイト圧延鋼
板として第2667538 号特許があるが、鋼組織のマルテン
サイト率の規定がないため、十分な耐炭酸ガス腐食性能
および耐硫化物腐食割れ性能が得られない。さらに、、
疲労特性については、高サイクル疲労特性について言及
しているのみで、コイルドチュービングに必要な靱性、
変形を伴う低サイクル疲労特性について何ら言及されて
いない。
は、特開平７−214143号公報にCr−Ni合金鋼と炭素鋼の
二重管の製造方法が開示されているが、耐食性と疲労特
性について具体的に説明されていないばかりか、二重管
では、製造時に手間がかかる。また、海水中下での耐食
性と疲労特性を向上させた高強度マルテンサイト圧延鋼
板として第2667538 号特許があるが、鋼組織のマルテン
サイト率の規定がないため、十分な耐炭酸ガス腐食性能
および耐硫化物腐食割れ性能が得られない。さらに、、
疲労特性については、高サイクル疲労特性について言及
しているのみで、コイルドチュービングに必要な靱性、
変形を伴う低サイクル疲労特性について何ら言及されて
いない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
の事情の下、石油または天然ガスの流体を生産用のコイ
ルドチュービングとして使用できるように耐疲労特性
と、耐硫化物応力腐食割れ性および耐炭酸ガス腐食性を
含む耐食性に優れたコイルドチュービング用ステンレス
鋼を提供することである。
の事情の下、石油または天然ガスの流体を生産用のコイ
ルドチュービングとして使用できるように耐疲労特性
と、耐硫化物応力腐食割れ性および耐炭酸ガス腐食性を
含む耐食性に優れたコイルドチュービング用ステンレス
鋼を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等が、上述の課
題を達成すべく、鋼の添加元素を変化させて、低サイク
ル疲労特性と耐硫化物応力腐食性能、耐食性能を調査し
た結果、Ｃ、Cr、Ni、Al、Mn、Ｎ等の特定の元素を適切
なバランスで添加し、かつ組織に体積分率で２％以上の
残留オーステナイトを含み、残りは主にマルテンサイト
にすることが重要であることを新らたに見出し、本発明
に至った。
題を達成すべく、鋼の添加元素を変化させて、低サイク
ル疲労特性と耐硫化物応力腐食性能、耐食性能を調査し
た結果、Ｃ、Cr、Ni、Al、Mn、Ｎ等の特定の元素を適切
なバランスで添加し、かつ組織に体積分率で２％以上の
残留オーステナイトを含み、残りは主にマルテンサイト
にすることが重要であることを新らたに見出し、本発明
に至った。
【００１２】ここに、本発明は、次の通りである。
(1) 質量％で、鋼組成がＣ：0.001 〜0.04％、Si：1.0
％以下、Mn：0.1 〜3.0 ％、Ｐ：0.04％以下、Ｓ：0.00
5 ％以下、Cr：９〜15％、Ni：0.7 〜８％、Al：0.001
〜0.20％、Ｎ：0.05％以下を含有し、鋼組織が体積分率
で２％以上の残留オーステナイト、残りは主にマルテン
サイトからなることを特徴とする耐疲労特性および耐食
性に優れたコイルドチュービング用ステンレス鋼。 (2) 質量％で、鋼組成がＣ：0.001 〜0.04％、Si：1.0
％以下、Mn：0.1 〜3.0 ％、Ｐ：0.04％以下、Ｓ：0.00
5 ％以下、Cr：９〜15％、Ni：0.7 〜８％、Al：0.001
〜0.20％、Ｎ：0.05％以下を含有するとともに、Nb：0.
005 〜0.10％、Ｖ：0.005 〜0.10％、Ti：0.005 〜0.10
％、Zr：0.005〜0.10のうちから選ばれた１種または２
種以上を含有し、Mo＋Ｗ/2：0.2 〜3.0 ％を満たすよう
にMo、Ｗのうちから１種または２種を含有し、鋼組織が
体積分率で２％以上の残留オーステナイト、残りは主に
マルテンサイトからなることを特徴とする耐疲労特性お
よび耐食性に優れたコイルドチュービング用ステンレス
鋼。 (3) 前記鋼組成が、さらにCa：0.001 〜0.05％、Mg：0.
001 〜0.05％、La：0.001 〜0.05％、およびCe：0.001
〜0.05％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有
する上記(1) または(2) 記載のコイルドチュービング用
ステンレス鋼。 (4) 上記(1) 〜(3) のいずれかに記載のステンレス鋼か
ら構成したコイルドチュービング用ステンレス鋼管。
％以下、Mn：0.1 〜3.0 ％、Ｐ：0.04％以下、Ｓ：0.00
5 ％以下、Cr：９〜15％、Ni：0.7 〜８％、Al：0.001
〜0.20％、Ｎ：0.05％以下を含有し、鋼組織が体積分率
で２％以上の残留オーステナイト、残りは主にマルテン
サイトからなることを特徴とする耐疲労特性および耐食
性に優れたコイルドチュービング用ステンレス鋼。 (2) 質量％で、鋼組成がＣ：0.001 〜0.04％、Si：1.0
％以下、Mn：0.1 〜3.0 ％、Ｐ：0.04％以下、Ｓ：0.00
5 ％以下、Cr：９〜15％、Ni：0.7 〜８％、Al：0.001
〜0.20％、Ｎ：0.05％以下を含有するとともに、Nb：0.
005 〜0.10％、Ｖ：0.005 〜0.10％、Ti：0.005 〜0.10
％、Zr：0.005〜0.10のうちから選ばれた１種または２
種以上を含有し、Mo＋Ｗ/2：0.2 〜3.0 ％を満たすよう
にMo、Ｗのうちから１種または２種を含有し、鋼組織が
体積分率で２％以上の残留オーステナイト、残りは主に
マルテンサイトからなることを特徴とする耐疲労特性お
よび耐食性に優れたコイルドチュービング用ステンレス
鋼。 (3) 前記鋼組成が、さらにCa：0.001 〜0.05％、Mg：0.
001 〜0.05％、La：0.001 〜0.05％、およびCe：0.001
〜0.05％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有
する上記(1) または(2) 記載のコイルドチュービング用
ステンレス鋼。 (4) 上記(1) 〜(3) のいずれかに記載のステンレス鋼か
ら構成したコイルドチュービング用ステンレス鋼管。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明において、ステンレス鋼の
成分組成を前述のように数値限定した理由を以下に説明
する。本明細書において特にことわりがないかぎり、鋼
組成を示す「％」は「質量％」である。
成分組成を前述のように数値限定した理由を以下に説明
する。本明細書において特にことわりがないかぎり、鋼
組成を示す「％」は「質量％」である。
【００１４】Ｃ：Ｃはその含有量が0.04％を越えると、
焼戻し後の硬度が高くなり過ぎ、硫化物応力腐食割れ感
受性が高くなる。また、炭化物の析出量が増加し、疲労
強度を低下するため、その上限を0.04％と定めた。Ｃ％
は低ければ低いほうがいいが、経済的に製造容易なこと
を考慮して、0.001 ％を下限とした。そこで、Ｃ添加量
を0.001 〜0.04％とした。Ｃ％は、低いほど溶接ままで
の熱影響部の靱性が良好となるため、溶接性を考慮した
場合、好ましくは0.001 〜0.025 ％、より好ましくは0.
001 〜0.015 ％である。
焼戻し後の硬度が高くなり過ぎ、硫化物応力腐食割れ感
受性が高くなる。また、炭化物の析出量が増加し、疲労
強度を低下するため、その上限を0.04％と定めた。Ｃ％
は低ければ低いほうがいいが、経済的に製造容易なこと
を考慮して、0.001 ％を下限とした。そこで、Ｃ添加量
を0.001 〜0.04％とした。Ｃ％は、低いほど溶接ままで
の熱影響部の靱性が良好となるため、溶接性を考慮した
場合、好ましくは0.001 〜0.025 ％、より好ましくは0.
001 〜0.015 ％である。
【００１５】Cr：Crは耐炭酸ガス腐食性を向上させる成
分である。９％以下では十分な耐炭酸ガス腐食性を得ら
れない。また、15％以上では、δフェライトが生成し、
かえって耐炭酸ガス腐食性能が低下する。そこで、Cr含
量は９〜15％とした。
分である。９％以下では十分な耐炭酸ガス腐食性を得ら
れない。また、15％以上では、δフェライトが生成し、
かえって耐炭酸ガス腐食性能が低下する。そこで、Cr含
量は９〜15％とした。
【００１６】Ni：Niは残留オーステナイト組織を安定化
させるのに重要な元素である。Ni添加量が0.7 ％未満で
は残留オーステナイトが安定しない。８％を超えると材
料コストが高くなりすぎるため、Niの添加範囲を0.7 〜
８％とした。より好ましくは、0.7 〜７％である。
させるのに重要な元素である。Ni添加量が0.7 ％未満で
は残留オーステナイトが安定しない。８％を超えると材
料コストが高くなりすぎるため、Niの添加範囲を0.7 〜
８％とした。より好ましくは、0.7 〜７％である。
【００１７】Si：Ｓｉは、脱酸剤として必要である。た
だし、1.0 ％を超えると靱性が低下すると共に、熱間加
工性を低下させるので、その上限を1.0 ％とした。好ま
しくは、0.20％未満である。
だし、1.0 ％を超えると靱性が低下すると共に、熱間加
工性を低下させるので、その上限を1.0 ％とした。好ま
しくは、0.20％未満である。
【００１８】Mn：Mnは、熱間加工性を改善するために0.
1 ％以上の含有が必要である。3.0 ％超の添加ではその
効果が飽和する。
1 ％以上の含有が必要である。3.0 ％超の添加ではその
効果が飽和する。
【００１９】Ｓ：Ｓは熱間加工性からは少なければ少な
いほどよい。脱硫コストとのかねあいで上限を0.005 ％
とした。
いほどよい。脱硫コストとのかねあいで上限を0.005 ％
とした。
【００２０】Ｐ：Ｐは、0.04％を超えると硫化物応力腐
食割れ性が著しく悪化するので0.04％以下とした。
食割れ性が著しく悪化するので0.04％以下とした。
【００２１】Al：Alは、脱酸剤として使用する。0.001
％未満ではその効果がなく、0.20％を超えると介在物が
多くなって耐食性が損なわれる。好ましくは0.06〜0.00
1 ％である。
％未満ではその効果がなく、0.20％を超えると介在物が
多くなって耐食性が損なわれる。好ましくは0.06〜0.00
1 ％である。
【００２２】Ｎ：Ｎは、0.05％を超えると強度が上昇し
すぎ硫化物応力腐食割れ感受性が高くなる。
すぎ硫化物応力腐食割れ感受性が高くなる。
【００２３】Nb、Ti、Zr、Ｖ：これらの元素は、Ｃを固
定し、強度ばらつきを少なくするために少なくとも１種
添加するが、いずれも過剰に添加すると焼入れまま組織
のマルテンサイト率を95％以上とすることができず、さ
らに、焼入れままの硬度も高くなりすぎ、かえってカソ
ード防食性能を低下させるため、Nb：0.001 〜0.10％、
Ti：0.005 〜0.10％、Zr：0.005 〜0.10％、Ｖ：0.005
〜0.10％とした。
定し、強度ばらつきを少なくするために少なくとも１種
添加するが、いずれも過剰に添加すると焼入れまま組織
のマルテンサイト率を95％以上とすることができず、さ
らに、焼入れままの硬度も高くなりすぎ、かえってカソ
ード防食性能を低下させるため、Nb：0.001 〜0.10％、
Ti：0.005 〜0.10％、Zr：0.005 〜0.10％、Ｖ：0.005
〜0.10％とした。
【００２４】Mo、Ｗ：Mo、Ｗは、Crの共存下で炭酸ガス
環境での局部腐食を防止する元素である。本発明の好適
態様にあっては、Mo＋Ｗ/2：0.2 〜3.0 ％を満たすよう
にMo、Ｗのうちから１種または２種を含有する。Mo＋Ｗ
/2が3.0 ％以上となるように添加しても局部腐食を防止
する効果は飽和するため、また0.2 ％未満ではその効果
は発揮できずMo＋Ｗ/2を0.2 〜3.0 ％まで添加すること
にした。
環境での局部腐食を防止する元素である。本発明の好適
態様にあっては、Mo＋Ｗ/2：0.2 〜3.0 ％を満たすよう
にMo、Ｗのうちから１種または２種を含有する。Mo＋Ｗ
/2が3.0 ％以上となるように添加しても局部腐食を防止
する効果は飽和するため、また0.2 ％未満ではその効果
は発揮できずMo＋Ｗ/2を0.2 〜3.0 ％まで添加すること
にした。
【００２５】Ca、Mg、La、Ce：いずれの元素も鋼の熱間
加工性を向上させるのに有効な元素であり、所望により
１種または２種以上を添加する。しかし、いずれの元素
もその含有量が0.001％未満では上記効果が得られな
い。一方、0.05％を超えて添加含有させると、粗大な酸
化物が生成し、却って耐食性が低下する。よって、Ca：
0.001 〜0.05％、Mg：0.001 〜0.05％、La：0.001 〜0.
05％、およびCe：0.001 〜0.05％とした。これらの元素
のうち特に好ましい添加元素は、Ca、Laである。
加工性を向上させるのに有効な元素であり、所望により
１種または２種以上を添加する。しかし、いずれの元素
もその含有量が0.001％未満では上記効果が得られな
い。一方、0.05％を超えて添加含有させると、粗大な酸
化物が生成し、却って耐食性が低下する。よって、Ca：
0.001 〜0.05％、Mg：0.001 〜0.05％、La：0.001 〜0.
05％、およびCe：0.001 〜0.05％とした。これらの元素
のうち特に好ましい添加元素は、Ca、Laである。
【００２６】次に、低サイクル疲労特性を向上させるた
めには、上記成分限定のみでは達成できず、上記鋼組成
に加えて組織に体積分率で２％以上の残留オーステナイ
トを含み、残りは主にマルテンサイトからなるものとす
れば良いことを実験的に見出した。残留オーステナイト
の量の上限は特に制限ないが、マルテンサイト組織とす
るとき行う焼入れ、焼戻しによれば残留オーステナイト
の量は高々20体積％である。
めには、上記成分限定のみでは達成できず、上記鋼組成
に加えて組織に体積分率で２％以上の残留オーステナイ
トを含み、残りは主にマルテンサイトからなるものとす
れば良いことを実験的に見出した。残留オーステナイト
の量の上限は特に制限ないが、マルテンサイト組織とす
るとき行う焼入れ、焼戻しによれば残留オーステナイト
の量は高々20体積％である。
【００２７】本発明において２〜20体積％の残留オース
テナイトは、焼入れ後、Ac1 点からAc3 点の間の温度で
焼戻しをすることにより得られる。このとき、焼戻し温
度の値と焼戻しの均熱時間を変化させることにより残留
オーステナイト量を変化させることができる。好ましく
は、残留オーステナイトの量は５〜20％である。
テナイトは、焼入れ後、Ac1 点からAc3 点の間の温度で
焼戻しをすることにより得られる。このとき、焼戻し温
度の値と焼戻しの均熱時間を変化させることにより残留
オーステナイト量を変化させることができる。好ましく
は、残留オーステナイトの量は５〜20％である。
【００２８】ここで低サイクル疲労とは、コイルドチュ
ービングとして用いるパイプに曲げ戻しの塑性変形を加
えたときに、パイプに付加される疲労のことである。本
発明にかかるステンレス鋼は、上述の鋼組成および鋼組
織が確保できるかぎりいずれの方法で製造することも可
能であり、本発明においてそれらについて特に制限する
ものではない。
ービングとして用いるパイプに曲げ戻しの塑性変形を加
えたときに、パイプに付加される疲労のことである。本
発明にかかるステンレス鋼は、上述の鋼組成および鋼組
織が確保できるかぎりいずれの方法で製造することも可
能であり、本発明においてそれらについて特に制限する
ものではない。
【００２９】本発明にかかるステンレス鋼は溶接管ある
いは継目無管などのステンレス鋼管の形態で、特にコイ
ルドチュービングとして使用する。
いは継目無管などのステンレス鋼管の形態で、特にコイ
ルドチュービングとして使用する。
【００３０】
【実施例】表１に示される成分組成をもった鋼種Ａ〜Ｑ
(Ａ〜Ｌが本発明鋼、Ｍ〜Ｑが比較鋼) を通常の電気
炉、ならびに脱硫の目的でAr−酸素脱炭炉(AOD炉) を使
用して溶製した後、直径：500mm のインゴットを鋳造
し、次いでインゴットに温度：1200℃で熱間鍛造を施し
て直径：19mmのビレットを成形し、引き続いて前記ビレ
ットよりマンネスマン製管により直径：60.3mm×肉厚：
4.63mmの管とした。各成分組成の材料について、表２に
示す条件で焼入れ焼戻しして鋼管を作製し、これらを用
いて、残留オーステナイトの体積分率測定、引張試験、
実体疲労試験、炭酸ガス腐食試験および硫化物応力腐食
割れ試験を行った。焼戻しの際の均熱時間は15分と一定
した。
(Ａ〜Ｌが本発明鋼、Ｍ〜Ｑが比較鋼) を通常の電気
炉、ならびに脱硫の目的でAr−酸素脱炭炉(AOD炉) を使
用して溶製した後、直径：500mm のインゴットを鋳造
し、次いでインゴットに温度：1200℃で熱間鍛造を施し
て直径：19mmのビレットを成形し、引き続いて前記ビレ
ットよりマンネスマン製管により直径：60.3mm×肉厚：
4.63mmの管とした。各成分組成の材料について、表２に
示す条件で焼入れ焼戻しして鋼管を作製し、これらを用
いて、残留オーステナイトの体積分率測定、引張試験、
実体疲労試験、炭酸ガス腐食試験および硫化物応力腐食
割れ試験を行った。焼戻しの際の均熱時間は15分と一定
した。
【００３１】残留オーステナイトの体積分率測定は、Ｘ
線測定法によった。強度は、引張試験の降伏応力で評価
した。繰り返し疲労特性を調査する実体疲労試験は、次
のようにして実施した。
線測定法によった。強度は、引張試験の降伏応力で評価
した。繰り返し疲労特性を調査する実体疲労試験は、次
のようにして実施した。
【００３２】低サイクル疲労特性を調べるために図２に
示す疲労試験機を用いた。水圧式シリンダが左右に繰り
返し動くことにより、鋼管は曲げ枠と伸ばし枠間で塑性
変形を伴った曲げと伸ばしの繰り返し疲労を受ける。
示す疲労試験機を用いた。水圧式シリンダが左右に繰り
返し動くことにより、鋼管は曲げ枠と伸ばし枠間で塑性
変形を伴った曲げと伸ばしの繰り返し疲労を受ける。
【００３３】この曲げ枠の径を変えることにより、疲労
試験の曲げ半径が変えられる。今回の試験では、曲げ半
径は1220mmとした。これら値はコイルドチュービングで
使われる一般的なワークリール半径の一つである。さら
に、内圧調節器によりパイプに与える内圧が変えられる
が、今回内圧は10.3MPa(1500psi)とした。
試験の曲げ半径が変えられる。今回の試験では、曲げ半
径は1220mmとした。これら値はコイルドチュービングで
使われる一般的なワークリール半径の一つである。さら
に、内圧調節器によりパイプに与える内圧が変えられる
が、今回内圧は10.3MPa(1500psi)とした。
【００３４】今回の試験では、直径60.3mm×肉厚4.83mm
×長さ2000mmのパイプを破断するまで低サイクル疲労を
加え、低サイクル疲労特性を調べた。
×長さ2000mmのパイプを破断するまで低サイクル疲労を
加え、低サイクル疲労特性を調べた。
【００３５】また、この試験機の１サイクルの疲労は、
１回のまでと１回の伸ばしを意味する。耐食性評価の試
験として次の炭酸ガス腐食試験を実施した。
１回のまでと１回の伸ばしを意味する。耐食性評価の試
験として次の炭酸ガス腐食試験を実施した。
【００３６】試験片は、パイプから22mm幅×３mm厚×76
mm長さを切り出し、600 番エメリー紙にて研磨後、脱
脂、乾燥したものを用いた。この試験片を３MPa CO2 ガ
スを飽和させた５％NaCl水溶液 (液温60℃、流速１m/s)
に720h浸漬した。
mm長さを切り出し、600 番エメリー紙にて研磨後、脱
脂、乾燥したものを用いた。この試験片を３MPa CO2 ガ
スを飽和させた５％NaCl水溶液 (液温60℃、流速１m/s)
に720h浸漬した。
【００３７】その後、試験片の腐食減量 (試験前の試験
片の重量から試験後の試験片の重量を引く) 測定と目視
により試験片表面の局部腐食の有無を確認した。硫化物
応力腐食割れ性の評価として次の試験を行った。
片の重量から試験後の試験片の重量を引く) 測定と目視
により試験片表面の局部腐食の有無を確認した。硫化物
応力腐食割れ性の評価として次の試験を行った。
【００３８】試験ガス：大気と0.01MPa H2S(CO2 bal.)
試験溶液：5%NaCl+0.8g/l CH3COONa+0.31g/l NaHCO3、p
H＝4.7 試験温度：25℃ 歪み速度：４×10-6s-1 試験片 ：２mm幅×４mm厚×平行部20mm長 (括弧試験
片) 。 試験片はパイプから切り出した。
H＝4.7 試験温度：25℃ 歪み速度：４×10-6s-1 試験片 ：２mm幅×４mm厚×平行部20mm長 (括弧試験
片) 。 試験片はパイプから切り出した。
【００３９】これらの試験結果を、表２に示す。なお、
炭酸ガス腐食にて、0.5 mm/y以下の腐食速度を示し局部
腐食を生じなかったものを "○" 、0.5 mm/y以上、また
は局部腐食を生じたものを "×" とした。
炭酸ガス腐食にて、0.5 mm/y以下の腐食速度を示し局部
腐食を生じなかったものを "○" 、0.5 mm/y以上、また
は局部腐食を生じたものを "×" とした。
【００４０】耐硫化物応力割れ性能は低歪み速度試験の
大気中と試験環境中での塑性伸びの比より評価し、塑性
伸び (試験環境中) ／塑性伸び (大気中) 95％超えのも
のを"◎" 、90〜95％のものを "○" 、90％より小さい
ものを "×" で示した。
大気中と試験環境中での塑性伸びの比より評価し、塑性
伸び (試験環境中) ／塑性伸び (大気中) 95％超えのも
のを"◎" 、90〜95％のものを "○" 、90％より小さい
ものを "×" で示した。
【００４１】表２から明らかなように、成分元素の添加
範囲が本発明の範囲内である鋼 試験No.1〜17は、残留
オーステナイトの量が増加するに従って疲労破断回数が
増加している。かつ、耐炭酸ガス腐食性能、耐硫化物応
力腐食割れ性能も良好である。
範囲が本発明の範囲内である鋼 試験No.1〜17は、残留
オーステナイトの量が増加するに従って疲労破断回数が
増加している。かつ、耐炭酸ガス腐食性能、耐硫化物応
力腐食割れ性能も良好である。
【００４２】試験No.27 〜31は、残留オーステナイトが
２体積％以上であっても、充分な疲労特性が得られてい
ないか、疲労特性は良好でも、耐炭酸ガス腐食性能か耐
硫化物応力腐食割れ性能のどちらかが不十分である。
２体積％以上であっても、充分な疲労特性が得られてい
ないか、疲労特性は良好でも、耐炭酸ガス腐食性能か耐
硫化物応力腐食割れ性能のどちらかが不十分である。
【００４３】図１は、成分元素の添加範囲が本発明の範
囲内である試験No.7〜12の本発明鋼と試験No.27 〜31の
比較鋼について、疲労破断サイクル回数および耐炭酸ガ
ス腐食性能、耐硫化物腐食性能と残留オーステナイト量
の関係を示したグラフである。
囲内である試験No.7〜12の本発明鋼と試験No.27 〜31の
比較鋼について、疲労破断サイクル回数および耐炭酸ガ
ス腐食性能、耐硫化物腐食性能と残留オーステナイト量
の関係を示したグラフである。
【００４４】図１からも分かるように、残留オーステナ
イト量が本発明で定める範囲の本発明鋼では、疲労特性
および耐炭酸ガス腐食性能、耐硫化物腐食性能が良好で
あることが分かる。
イト量が本発明で定める範囲の本発明鋼では、疲労特性
および耐炭酸ガス腐食性能、耐硫化物腐食性能が良好で
あることが分かる。
【００４５】また、本発明鋼の強度は表２に示している
ように降伏応力はいずれも550MPa以上である。
ように降伏応力はいずれも550MPa以上である。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明によれ
ば、疲労特性および耐炭酸ガス腐食性能、耐硫化物腐食
性に優れた550MPa以上の耐力を有する高耐食性コイルド
チュービング用マルテンサイト系ステンレス鋼が提供さ
れる。
ば、疲労特性および耐炭酸ガス腐食性能、耐硫化物腐食
性に優れた550MPa以上の耐力を有する高耐食性コイルド
チュービング用マルテンサイト系ステンレス鋼が提供さ
れる。
【図１】残留オーステナイト量と疲労破断に至るサイク
ル回数の関係を示すグラフである。
ル回数の関係を示すグラフである。
【図２】実施例で用いた疲労試験機の略式説明図であ
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 質量％で、鋼組成が Ｃ：0.001 〜0.04％、Si：1.0 ％以下、Mn：0.1 〜3.0
％、 Ｐ：0.04％以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：９〜15％、N
i：0.7 〜８％、 Al：0.001 〜0.20％、Ｎ：0.05％以下 を含有し、鋼組織が体積分率で２％以上の残留オーステ
ナイト、残りは主にマルテンサイトからなることを特徴
とする耐疲労特性および耐食性に優れたコイルドチュー
ビング用ステンレス鋼。 - 【請求項２】 質量％で、鋼組成が Ｃ：0.001 〜0.04％、Si：1.0 ％以下、Mn：0.1 〜3.0
％、 Ｐ：0.04％以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：９〜15％、N
i：0.7 〜８％、 Al：0.001 〜0.20％、Ｎ：0.05％以下を含有するととも
に、 Nb：0.001 〜0.10％、Ｖ：0.005 〜0.10％、Ti：0.005
〜0.10％、Zr：0.005〜0.10のうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を含有し、 Mo＋Ｗ/2：0.2 〜3.0 ％を満たすようにMo、Ｗのうちか
ら１種または２種を含有し、鋼組織が体積分率で２％以
上の残留オーステナイト、残りは主にマルテンサイトか
らなることを特徴とする耐疲労特性および耐食性に優れ
たコイルドチュービング用ステンレス鋼。 - 【請求項３】 前記鋼組成が、さらにCa：0.001 〜0.05
％、Mg：0.001 〜0.05％、La：0.001 〜0.05％、および
Ce：0.001 〜0.05％のうちから選ばれた１種または２種
以上を含有する請求項１または２記載のコイルドチュー
ビング用ステンレス鋼。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のステン
レス鋼から構成したコイルドチュービング用ステンレス
鋼管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125859A JP3454224B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | コイルドチュービング用ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125859A JP3454224B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | コイルドチュービング用ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001303206A JP2001303206A (ja) | 2001-10-31 |
| JP3454224B2 true JP3454224B2 (ja) | 2003-10-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000125859A Expired - Fee Related JP3454224B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | コイルドチュービング用ステンレス鋼 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3454224B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105970117A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-09-28 | 浙江大大不锈钢有限公司 | 一种低Ni抗硫化腐蚀不锈钢及其制造方法 |
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| JP5653053B2 (ja) * | 2010-03-10 | 2015-01-14 | 日新製鋼株式会社 | 複相組織高Ｃｒ鋼材の製造法 |
| JP6102798B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2017-03-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | リールバージ敷設に優れるラインパイプ用マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
| CN104451427B (zh) * | 2014-12-11 | 2016-08-24 | 宝鸡石油钢管有限责任公司 | 一种无焊接缺陷连续油管及制造方法 |
| JP6390677B2 (ja) * | 2015-08-18 | 2018-09-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法 |
| RU2710817C1 (ru) | 2017-01-25 | 2020-01-14 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Стальная сварная труба, полученная контактной сваркой, для гибкой непрерывной трубы и способ ее изготовления |
| CN109722611B (zh) | 2017-10-27 | 2020-08-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种低屈强比超高强度连续油管用钢及其制造方法 |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000125859A patent/JP3454224B2/ja not_active Expired - Fee Related
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