JP4442541B2 - ラインパイプ向け低yr電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
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ここで、YRは降伏比であり、これは、引張試験により測定された降伏強さ(YS)の対引張強さ(TS)比(=YS/TS)で定義される。但しYSは、下降伏点応力(LYS)、オフセット法による0.2%耐力(0.2%PS)、アンダーロード法(全伸び法)による0.5%耐力(0.5%PS)の中の何れか1種であり、特にパイプの場合、前記引張試験は、API,JIS,ASTM等の鋼管に関する各種工業規格に定められる管長(パイプの長手(L))方向の全厚試験片を用いて行うものである。又、本発明にいう、「低YR電縫鋼管」とは、製品の全周、全長の何れの位置においても、YRが0.90以下(百分率表示では90%以下)である電縫鋼管を意味する。
然し、電縫鋼管は、その造管成形段階においてL方向への引張歪が付与されるため、L方向YRは高くなる傾向にある。特に近年では対サワー性能の一層の向上が要求されているため、過去の電縫鋼管と比較して低C系の組成となり、素材段階のYRが著しく高く(80%以上)、その結果、造管後のYR≦90%を満足することが困難となりつつある。
一方、一般に拡管を行わない電縫鋼管製造にUOE鋼管製造における拡管工程を適用しようとするのは、拡管設備の追加を要することに加え、拡管工程は造管成形後に1本毎に行うバッチ処理であり、又熱処理が必要な場合もあるため、電縫鋼管のような高速溶接による製造では著しい生産能率の低下に繋がるという難点がある。
本発明は、上記知見に基づいて成されたものであり、その要旨は次の通りである。
組成(1):質量%で、C:0.02〜0.1%、Mn:0.6〜1.8%を含有し、残部実質的にFeからなる組成。
組成(2):組成(1)において、Feの一部に代えて、質量%で、Si:0.01〜0.5%、P:0.01%以下、S:0.01%以下、Al:0.1%以下を含有するとし、かつ次式で示される炭素当量(Ceq.)が0.44%未満になる組成。
但し、右辺の元素記号項は同号元素の鋼中成分含有量(質量%)であり、含有されない成分元素の項は無視する。
組成(3):組成(1)又は(2)において、Feの一部に代えて、質量%で、Cu:0.5%以下、Ni:0.5%以下の中から選ばれる1種又は2種を含有するとした組成。
組成(4):組成(1)〜(3)の何れかにおいて、Feの一部に代えて、質量%で、Cr:0.5%以下、Mo:0.5%以下の中から選ばれる1種又は2種を含有するとした組成。
組成(5):組成(1)〜(4)の何れかにおいて、Feの一部に代えて、質量%で、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下、Ti:0.1%以下の中から選ばれる1種又は2種以上を含有するとした組成。
組成(6):組成(1)〜(5)の何れかにおいて、Feの一部に代えて、質量%で、Ca:0.005%以下を含有するとした組成。
本発明は、例えば、図1に示すような造管設備、及び図2に示すような回転矯正機10を用いて実施される。図1の造管設備は、アンコイラー1から払出した帯鋼(素材)20を通材方向40に沿って連続的に送りながら、レベラー(入側矯正機)2で入側矯正(平坦化)した後、ブレイクダウンロール3、ケージロール4、フィンパスロール5により、徐々に素材幅を丸めていって、オープン管に成形し、引続きオープン管の周方向両端を電縫溶接機6で電縫溶接して鋼管30となし、その後内外面ビード切削機7で内外面のビードを切削した後、必要に応じてサイジングロール8で鋼管30の外径を調整し(尚、このサイジングによる外径調整は、必須ではない)、更に切断機9で所定の長さに切断するよう構成されている。図2の回転矯正機10は、回転矯正ロール11を上下にクロス配置したロールスタンドを複数タンデムに配列し、上下の回転矯正ロール11間に鋼管を通して回転矯正を行うように構成されている。尚、12は回転矯正ロール11のロール回転方向である。
次に、素材の組成(化学成分)の限定理由を説明する。尚、化学成分含有量の単位には質量%を用いるが、以下では%と略記する。本発明か対象とするラインパイプ向け電縫鋼管は、種々の敷設環境での使用に耐えることを前提とし、特に近年顧客からの要求に応えるために、優れた耐サワー性を有する必要がある。従って本発明に係る素材組成は、耐サワー性適応組成を基本として成分設計された。
Mnは1.8%以下とする。Mnは強度、靭性を確保するため添加するが、0.6%未満ではその効果が十分でなく、1.8%を超えると第二相分率が増加し、ラインパイプとして必要な優れた耐サワー性を確保できない。このため、Mnは1.8%以下に限定した。尚、好ましくは0.6〜1.8%、より好ましくは0.8〜1.6%である。
又、本発明では、Feの一部に代えて、Si、P、S、Alを以下の範囲で含有することができ、その場合、炭素当量(Ceq.)を以下の範囲とすることが好ましい。
Pは0.01%以下が好ましい。Pは電縫溶接性を劣化させる元素であるため、P含有量の上限を0.01%に規制するのが好ましい。
Alは0.1%以下が好ましい。Alは脱酸剤として添加されるが、0.1%を超えると鋼の清浄度が低下し、靭性を劣化させるため、Al含有量は0.1%以下に規制するのが好ましい。
(I) Cu:0.5%以下、Ni:0.5%以下の内から選ばれた1種又は2種。
(II) Cr:0.5%以下、Mo:0.5%以下の内から選ばれた1種または2種。
(III) Nb:0.1%以下、V:0.1%以下、Ti:0.1%以下の内から選ばれた1種又は2種以上。
(IV) Ca:0.005%以下。
Niは0.5%以下が好ましい。Niは靭性の改善と強度の上昇に有効な元素であるが、多く添加すると硬化第二相が生成しやすくなり、耐サワー性の低下に繋がるため、添加する場合は0.5%を上限とする。より好ましくは0.05〜0.5%である。
Moは0.5%以下が好ましい。MoはMn、Crと同様に低Cでも十分な強度を得るために有効な元素であるが、多く添加すると第二相が生成しやすくなり耐サワー性を低下させるため、添加する場合は0.5%を上限とする。より好ましくは0.05〜0.5%である。
Vは0.1%以下が好ましい。VはNbと同様に炭窒化物の微細析出により強度上昇に寄与する。然し、0.1%を超えるとNbと同様に硬化した第二相分率が増加し、耐サワー性が著しく劣化するため、添加する場合は0.1%以下に規制する。より好ましくは0.05〜0.1%である。
Caは0.005%以下が好ましい。Caは、水素誘起割れの起点となり易い伸長したMnSの形態制御に必要な元素である。然し、0.005%を超えて添加すると過剰なCa酸化物、硫化物が生成し、靭性劣化に繋がるため、添加する場合は0.005%以下に規制する。より好ましくは0.002〜0.005%である。
更に、低降伏比性、耐サワー性の総合評価として、これら双方が合格であるものを○、残りを×とした。得られた結果を表4に示す。
組成が請求範囲内である鋼種D,E,F,G,H,I,Jの場合、耐サワー性では何れも合格である。然しながら、矯正を実施していない条件、入側矯正による板厚方向平均歪みが0.2%未満若しくは7.0%超の条件、回転矯正による圧縮歪みが0.2%未満若しくは7.0%超の条件では、造管後のYR≦88%を満足できない。
2 レベラー(入側矯正機)
3 ブレイクダウンロール
4 ケージロール
5 フィンパスロール
6 電縫溶接機
7 内外面ビード切削機
8 サイジングロール
9 切断機
10 回転矯正機
11 回転矯正ロール
12 ロール回転方向
20 帯鋼(素材)
30 鋼管
40 通材方向
Claims (3)
- 帯鋼を連続的に送りつつ、入側矯正を施した後、略円筒状のオープン管に成形し、該オープン管の円周方向端部同士を電縫溶接して得た管に、回転矯正を施して外形寸法形状を整える電縫鋼管の製造方法において、前記帯鋼の組成を下記組成(1)〜(6)の何れかとし、前記入側矯正にて板厚方向平均で0.05〜7.0%の歪みを付与し、かつ前記回転矯正にて管長方向に0.2〜7.0%の圧縮歪みを付与することを特徴とするラインパイプ向け低YR電縫鋼管の製造方法。
記
組成(1):質量%で、C:0.02〜0.1%、Mn:0.6〜1.8%を含有し、残部実質的にFeからなる組成。
組成(2):組成(1)において、Feの一部に代えて、質量%で、Si:0.01〜0.5%、P:0.01%以下、S:0.01%以下、Al:0.1%以下を含有するとし、かつ次式で示される炭素当量(Ceq.)が0.44%未満になる組成。
Ceq.=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14
但し、右辺の元素記号項は同号元素の鋼中成分含有量(質量%)であり、含有されない成分元素の項は無視する。
組成(3):組成(1)又は(2)において、Feの一部に代えて、質量%で、Cu:0.5%以下、Ni:0.5%以下の中から選ばれる1種又は2種を含有するとした組成。
組成(4):組成(1)〜(3)の何れかにおいて、Feの一部に代えて、質量%で、Cr:0.5%以下、Mo:0.5%以下の中から選ばれる1種又は2種を含有するとした組成。
組成(5):組成(1)〜(4)の何れかにおいて、Feの一部に代えて、質量%で、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下、Ti:0.1%以下の中から選ばれる1種又は2種以上を含有するとした組成。
組成(6):組成(1)〜(5)の何れかにおいて、Feの一部に代えて、質量%で、Ca:0.005%以下を含有するとした組成。 - 帯鋼を連続的に送りつつ、入側矯正を施した後、略円筒状のオープン管に成形し、該オープン管の円周方向端部同士を電縫溶接して得た管に、回転矯正を施して外形寸法形状を整える電縫鋼管の製造方法において、前記帯鋼の組成を請求項1記載の組成(1)〜(6)の何れかとし、前記入側矯正にて板厚方向平均で0.05〜7.0%の歪みを付与し、かつ前記回転矯正にて管厚方向に0.2〜7.0%の繰返し曲げ歪みを付与することを特徴とするラインパイプ向け低YR電縫鋼管の製造方法。
- 帯鋼を連続的に送りつつ、入側矯正を施した後、略円筒状のオープン管に成形し、該オープン管の円周方向端部同士を電縫溶接して得た管に、回転矯正を施して外形寸法形状を整える電縫鋼管の製造方法において、前記帯鋼の組成を請求項1記載の組成(1)〜(6)の何れかとし、前記入側矯正にて板厚方向平均で0.05〜7.0%の歪みを付与し、かつ前記回転矯正にて管長方向に0.2〜7.0%の圧縮歪みを付与すると共に管厚方向に0.2〜7.0%の繰返し曲げ歪みを付与することを特徴とするラインパイプ向け低YR電縫鋼管の製造方法。
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