JP7215332B2 - Manufacturing method of welded steel pipe for sour resistant line pipe - Google Patents

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本発明は、耐サワーラインパイプ用溶接鋼管及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a welded steel pipe for sour line pipe and a method for manufacturing the same.

世界的なエネルギー需要の高まりを背景に、原油や天然ガスの採掘量も年々増加しており、従来のような高品質な原油や天然ガスが徐々に枯渇し、硫化水素濃度の高い低品質の原油や天然ガスを使用する必要に迫られている。そのため、このような環境に敷設されるパイプラインには、安全性確保のために、耐HIC(Hydrogen Induced Cracking;水素誘起割れ)性能や耐SSC(Sulfide Stress Corrosion Cracking;硫化物応力腐食割れ)性能といった耐サワー性能に優れたラインパイプの適用が求められている。 Against the backdrop of rising global energy demand, the amount of crude oil and natural gas extracted is increasing year by year. We are forced to use crude oil and natural gas. Therefore, in order to ensure safety, pipelines laid in such an environment must have HIC (Hydrogen Induced Cracking) resistance and SSC (Sulfide Stress Corrosion Cracking) resistance performance. Application of line pipes with excellent sour resistance is required.

さらに、パイプラインの長距離化や輸送効率向上のため、パイプラインに用いられる耐サワーラインパイプが厚肉、高強度化する傾向にある。そのため、強度グレードでAPI 5L X60~X65程度、管厚で25~40mm程度で、NACE-TM0284及びNACE-TM0177のA溶液環境において優れた耐サワー性能および優れたDWTT(Drop Weight Tear Test;落重引裂試験)性能を確保した厚肉高強度耐サワーラインパイプの需要家への安定供給が課題となっている。 Furthermore, in order to increase the distance of pipelines and improve transportation efficiency, sour-resistant line pipes used in pipelines tend to be thicker and stronger. Therefore, with a strength grade of about API 5L X60 to X65 and a pipe thickness of about 25 to 40 mm, excellent sour resistance performance and excellent DWTT (Drop Weight Tear Test) in the A solution environment of NACE-TM0284 and NACE-TM0177 The issue is how to stably supply thick-walled, high-strength sour line pipes that ensure performance (tear test) to customers.

また、DWTTの試験規格であるAPI RP 5L3では、厚さが28.6mm以上の溶接鋼管および厚鋼板のDWTT性能を19mm減厚試験片で評価する場合、試験温度を17℃低温側にシフトすることになっており、DWTT性能を確保することが難しくなっている。 In addition, in API RP 5L3, which is a DWTT test standard, when evaluating the DWTT performance of welded steel pipes and thick steel plates with a thickness of 28.6 mm or more with a 19 mm reduced thickness test piece, the test temperature is shifted to the low temperature side by 17 ° C. This makes it difficult to ensure DWTT performance.

耐サワーラインパイプを安定供給するためには、連続鋳造スラブを用いて、制御圧延と制御冷却を組み合わせた、いわゆるTMCP(Thermo-Mechanical Control Process)技術により製造した厚鋼板を鋼管素材として用いることが必須である。このような制約下において、耐HIC性能及び/又はDWTT性能を向上するための検討は、過去に盛んに行なわれている。 In order to stably supply sour-resistant line pipes, it is possible to use thick steel plates manufactured by so-called TMCP (Thermo-Mechanical Control Process) technology, which combines controlled rolling and controlled cooling, using continuously cast slabs as steel pipe materials. Required. Under such constraints, many studies have been conducted in the past to improve the HIC resistance performance and/or the DWTT performance.

例えば、特許文献1では、厚肉高強度ラインパイプにおいて、スラブ再加熱時の加熱温度を、スラブ中のNbCNが固溶し、オーステナイト粒の粗大化ができるだけ抑制される条件にすることにより、優れたDWTT性能と耐HIC性能を両立する方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, in a thick high-strength line pipe, the heating temperature during reheating of the slab is set to a condition in which NbCN in the slab dissolves and coarsening of austenite grains is suppressed as much as possible. A method for achieving both DWTT performance and HIC resistance performance is disclosed.

また、特許文献2では、加速冷却後にオンライン急速加熱を行なうことで、ミクロ組織中に生成するMA(Martensite-Austenite constituent;島状マルテンサイト)を分解し、HICの伝播停止性能を高めることで、優れた耐HIC性能を確保する方法が開示されている。特許文献3では、加速冷却において初期の板厚中央の冷却速度を低くして表層温度を500℃以下まで下げ、続いて高い冷却速度で強度が確保できる板厚中心の冷却停止温度まで冷却することにより、表層硬さの低減と中心偏析部の硬化の抑制を実現し、優れた耐HIC性能を確保する方法が開示されている。 Further, in Patent Document 2, by performing online rapid heating after accelerated cooling, MA (Martensite-Austenite constituent; island-shaped martensite) generated in the microstructure is decomposed, and the propagation stopping performance of HIC is improved. A method for ensuring good HIC resistance performance is disclosed. In Patent Document 3, in accelerated cooling, the cooling rate at the center of the plate thickness is lowered in the initial stage to lower the surface layer temperature to 500 ° C. or less, and then cooling to the cooling stop temperature at the center of the plate thickness at which strength can be secured at a high cooling rate. discloses a method for reducing the hardness of the surface layer and suppressing the hardening of the central segregation part, thereby ensuring excellent HIC resistance performance.

特開2010-189722号公報JP 2010-189722 A 特開2009- 52137号公報JP-A-2009-52137 特開2000-160245号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-160245

厚肉高強度耐サワーラインパイプにおいては、中心偏析部や介在物集積帯(垂直曲げ型連続鋳造機においては、スラブ表面側1/4t位置付近)に発生するHICに加えて、表層近傍に発生するHICが問題になることが多い。これは、(1)厚肉になるほど、UOEやプレスベンドなどの冷間加工による造管の際に受けるひずみ量が大きくなることや、(2)TMCPを用いる場合、加速冷却により強度を確保することになるが、強度を確保するためにより多くの合金元素を添加する必要があること、(3)厚肉になるほど表層と板厚中心の冷却速度の差が大きくなり、表層硬さが上昇しやすくなること、が原因として挙げられる。しかしながら、厚肉高強度耐サワーラインパイプの表層に発生するHICに対して、特許文献1には解決に対する手法が明確にされていない。特許文献2及び特許文献3において、表層硬さの低減方法については、それぞれオンライン急速加熱及び2段階加速冷却という手法が開示されているが、表層近傍に発生するHICの抑制に関してはさらに改善が要望されている。 In thick-walled high-strength sour line pipes, HIC occurs in the vicinity of the surface layer in addition to HIC occurring in the center segregation part and inclusion accumulation zone (near the 1/4t position on the slab surface side in the case of a vertical bending type continuous casting machine). HIC is often a problem. This is because (1) the thicker the wall, the greater the amount of strain received during pipe making by cold working such as UOE or press bending, and (2) when using TMCP, the strength is secured by accelerated cooling. (3) As the wall thickness increases, the difference in cooling rate between the surface layer and the center of the plate thickness increases, and the hardness of the surface layer increases. One of the reasons is that it becomes easier. However, Patent Literature 1 does not clarify a method for solving HIC occurring on the surface layer of a thick high-strength sour line pipe. Patent Documents 2 and 3 disclose a method of online rapid heating and two-stage accelerated cooling as methods for reducing surface layer hardness, respectively. It is

また、厚肉になるほどDWTT性能を確保することが難しくなるが、特許文献2及び特許文献3には、厚肉における優れた耐サワー性能とDWTT性能を両立する方法が開示されていない。 Moreover, the thicker the wall, the more difficult it becomes to ensure the DWTT performance, but Patent Documents 2 and 3 do not disclose a method for achieving both excellent sour resistance performance and DWTT performance in thick walls.

さらに、厚肉高強度耐サワーラインパイプは、海底に敷設される場合が多く、その際、敷設時の外圧起因の圧潰防止のために、高い圧縮強度が要求される。しかしながら、優れた耐HIC性能及びDWTT性と、高圧縮強度とを併せ持つラインパイプ及びその製造方法は、特許文献1~3のいずれにおいても開示されていない。 Furthermore, thick high-strength sour line pipes are often laid on the seabed, and in this case, high compressive strength is required in order to prevent crushing caused by external pressure during laying. However, none of Patent Documents 1 to 3 disclose a line pipe having both excellent HIC resistance and DWTT properties and high compressive strength, and a method for manufacturing the same.

そこで本発明は、上記課題に鑑み、厚肉であっても優れた耐HIC性能及びDWTT性と、高圧縮強度とを併せ持つ耐サワーラインパイプ用溶接鋼管と、その有利な製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a welded steel pipe for sour-resistant line pipe having both excellent HIC resistance and DWTT properties even though it is thick and high compressive strength, and an advantageous manufacturing method thereof. With the goal.

本発明者らは、前記の課題を解決するために、ミクロ組織を均一なベイナイトに造りこんだ溶接鋼管の管厚方向各位置に発生するHICについて個別に検討を行い、以下の知見を得た。まず、中心偏析部に発生するHICに関しては、厚肉材についても従来の知見が適用でき、中心偏析部のビッカース硬さを250以下に抑え、かつ、MnSの生成を抑制することにより抑制可能であることが分かった。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors individually investigated HIC occurring at each position in the pipe thickness direction of a welded steel pipe with a uniform bainite microstructure, and obtained the following findings. . First, with regard to HIC that occurs in the center segregation part, conventional knowledge can be applied to thick-walled materials, and can be suppressed by suppressing the Vickers hardness of the center segregation part to 250 or less and suppressing the generation of MnS. It turns out there is.

中心偏析部については、ミクロ組織がベイナイト単相である場合、後述の式(2)の指標を1.05以下にすることで、ビッカース硬さを250以下に制御できることがわかった。また、MnSの発生抑制については、Ca最適量添加が有効であり、従来から種々の式が提案されている。しかし、最近の低O、極低S鋼については、後述の式(3)に示すACRMとの相関が高く、ACRMを1.0以上にすることで、中心偏析部におけるMnSの生成を抑制できることがわかった。 Regarding the central segregation part, it was found that when the microstructure is a bainite single phase, the Vickers hardness can be controlled to 250 or less by setting the index of the below-described formula (2) to 1.05 or less. Also, with respect to suppressing the generation of MnS, addition of an optimum amount of Ca is effective, and various formulas have been conventionally proposed. However, recent low O, ultra-low S steel has a high correlation with the ACRM shown in equation (3) below, and by setting the ACRM to 1.0 or more, it is possible to suppress the generation of MnS in the center segregation part. I found out.

次に、垂直曲げ型連続鋳造機で発生する介在物集積帯に発生するHICについては、Ca/Oを2.5以下にすることでCaクラスタの生成が抑制でき、加えて鋼管表層のビッカース硬さを230以下にすることで、その発生を抑制できることがわかった。溶接鋼管において表層硬さを230以下にする手法について種々検討を加えた結果、加速冷却後に表層を400℃以上に焼き戻す前提に立てば、表面から深さ1mmの位置の700℃から600℃までの平均冷却速度を150℃/s以下にすれば達成可能であることがわかった。 Next, with regard to HIC, which occurs in the inclusion-accumulated zone generated by the vertical bending continuous casting machine, the generation of Ca clusters can be suppressed by setting the Ca/O ratio to 2.5 or less. It was found that by setting the height to 230 or less, the generation can be suppressed. As a result of various investigations into methods for making the surface layer hardness of welded steel pipes 230 or less, it was found that, on the premise that the surface layer is tempered to 400°C or higher after accelerated cooling, the surface layer should be tempered from 700°C to 600°C at a depth of 1 mm from the surface. was found to be achievable by setting the average cooling rate of 150° C./s or less.

次に、上述の制約のもとでDWTT性能を確保する方法を検討した。その結果、スラブ再加熱段階でNbCを適正量固溶させた後に、Ar3点よりも高い温度域の中でできるだけ低い温度で圧延を終了することによってDWTT性能が向上し、なおかつ、鋼材のAr3点が低いほどDWTT性能が向上することがわかった。さらに、DWTT性能と相関する鋼材特性を調査した結果、(211)面集積度が最も良い相関を持つことが明らかになった。 Next, we investigated how to ensure DWTT performance under the above constraints. As a result, after dissolving an appropriate amount of NbC in the slab reheating stage, rolling is completed at a temperature as low as possible in a temperature range higher than the Ar3 point, thereby improving the DWTT performance and further improving the Ar3 point of the steel material. It was found that the lower the , the better the DWTT performance. Furthermore, as a result of investigating steel material properties that correlate with DWTT performance, it became clear that the degree of (211) plane integration has the best correlation.

さらに、本発明者らは高い圧縮強度を確保するための方法を検討した。その結果、ミクロ組織が均一なベイナイト組織であり、さらにミクロ組織中のMAを1%以下に制御することによって、高い圧縮強度を得ることができることがわかった。 Furthermore, the present inventors investigated a method for ensuring high compressive strength. As a result, it was found that the microstructure is a uniform bainite structure, and high compressive strength can be obtained by controlling the MA in the microstructure to 1% or less.

上記知見に基づき完成された本発明の要旨構成は以下のとおりである。
[1]質量%で、C:0.03~0.06%、Si:0.5%以下、Mn:0.8~1.6%、P:0.008%以下、S:0.0015%以下、Al:0.08%以下、Mo:0.05~0.50%、Nb:0.005~0.050%、Ti:0.005~0.020%、Ca:0.0010~0.0040%、N:0.008%以下、及びO:0.0030%以下を含有し、式(1)で示されるCeqが0.32以上であり、式(2)で示されるPHICTが1.05以下であり、式(3)で示されるACRMが1.0以上であり、Ca/Oが2.5以下であり、残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有し、
式(4)で示されるAr3Oが780以下であり、
管厚方向で、内表面から深さ2mmの位置から外表面から深さ2mmの位置までのミクロ組織が、面積分率で95%以上のベイナイトと、面積分率で1%以下の島状マルテンサイトを含み、
中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さHV10が230以下であり、
中心偏析部のビッカース硬さHV0.05が250以下であり、
X線回析により得られる管厚中心位置での圧延面の(211)面の集積度が1.5以上であり、
引張強さが535MPa以上である
ことを特徴とする耐サワーラインパイプ用溶接鋼管。
The gist and configuration of the present invention completed based on the above findings are as follows.
[1] % by mass, C: 0.03 to 0.06%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.8 to 1.6%, P: 0.008% or less, S: 0.0015 % or less, Al: 0.08% or less, Mo: 0.05-0.50%, Nb: 0.005-0.050%, Ti: 0.005-0.020%, Ca: 0.0010- 0.0040%, N: 0.008% or less, and O: 0.0030% or less, the Ceq represented by formula (1) is 0.32 or more, and the PHICT represented by formula (2) is 1.05 or less, ACRM represented by formula (3) is 1.0 or more, Ca / O is 2.5 or less, and the balance is Fe and unavoidable impurities.
Ar O represented by formula (4) is 780 or less,
In the pipe thickness direction, the microstructure from the position 2 mm deep from the inner surface to the position 2 mm deep from the outer surface contains bainite with an area fraction of 95% or more and island marten with an area fraction of 1% or less. including the site
The Vickers hardness HV10 of the portion excluding the central segregation portion is 230 or less,
Vickers hardness HV0.05 of the center segregation part is 250 or less,
The degree of integration of the (211) plane of the rolled surface at the center position of the pipe thickness obtained by X-ray diffraction is 1.5 or more,
A welded steel pipe for a sour line pipe, characterized by having a tensile strength of 535 MPa or more.

[2]前記成分組成が、Cu:0.50%以下、Ni:1.00%以下、Cr:0.50%以下、及びV:0.060%以下からなる群から選ばれる1種以上をさらに含有する、上記[1]に記載の耐サワーラインパイプ用溶接鋼管。 [2] One or more selected from the group consisting of Cu: 0.50% or less, Ni: 1.00% or less, Cr: 0.50% or less, and V: 0.060% or less The welded steel pipe for sour resistant line pipe according to the above [1], further comprising:

[3]質量%で、C:0.03~0.06%、Si:0.5%以下、Mn:0.8~1.6%、P:0.008%以下、S:0.0015%以下、Al:0.08%以下、Mo:0.05~0.50%、Nb:0.005~0.050%、Ti:0.005~0.020%、Ca:0.0010~0.0040%、N:0.008%以下、及びO:0.0030%以下を含有し、式(1)で示されるCeqが0.32以上であり、式(2)で示されるPHICTが1.05以下であり、式(3)で示されるACRMが1.0以上であり、Ca/Oが2.5以下であり、残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有するスラブを連続鋳造にて製造する工程と、
前記スラブを、式(5)を満足する温度Tに再加熱する工程と、
その後、前記スラブを、未再結晶温度域での全圧下率が50~90%、及び式(4)で示されるAr3Oを用いて、最終圧延温度が(Ar3O+50)℃以下の条件で熱間圧延して、厚鋼板を得る工程と、
前記厚鋼板を、冷却開始温度:鋼板表面温度でAr3O℃以上、冷却停止温度:鋼板表面温度で200~500℃、板厚方向で表面から深さ1mmの位置から深さ3/16tの位置までの領域の700℃から600℃までの平均冷却速度:150℃/s以下、及び板厚中心における700℃から600℃までの平均冷却速度:20℃/s以上の条件で制御冷却する工程と、
その後、前記厚鋼板を、表層部温度:400~720℃、及び板厚中心温度:350~550℃の条件で再加熱する工程と、
その後、前記厚鋼板を筒状に冷間加工し、その突合せ部を溶接して、溶接鋼管を得る工程と、
を有し、
前記溶接鋼管のAr3Oが780以下であることを特徴とする耐サワーラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
[3] % by mass, C: 0.03 to 0.06%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.8 to 1.6%, P: 0.008% or less, S: 0.0015 % or less, Al: 0.08% or less, Mo: 0.05-0.50%, Nb: 0.005-0.050%, Ti: 0.005-0.020%, Ca: 0.0010- 0.0040%, N: 0.008% or less, and O: 0.0030% or less, the Ceq represented by formula (1) is 0.32 or more, and the PHICT represented by formula (2) is 1.05 or less, ACRM represented by formula (3) is 1.0 or more, Ca/O is 2.5 or less, and the balance is Fe and unavoidable impurities. A process of manufacturing by casting,
reheating the slab to a temperature T that satisfies equation (5);
After that, the slab is hot-rolled at a final rolling temperature of (ArO + 50) ° C. or less using ArO represented by the formula (4) and a total rolling reduction of 50 to 90% in the non-recrystallization temperature range. and obtaining a thick steel plate;
Cooling start temperature: steel plate surface temperature Ar30 ° C. or higher, cooling stop temperature: steel plate surface temperature 200 to 500 ° C., from a position 1 mm deep from the surface in the plate thickness direction to a depth of 3/16 t. The average cooling rate from 700 ° C. to 600 ° C. in the region of: 150 ° C./s or less, and the average cooling rate from 700 ° C. to 600 ° C. at the center of the plate thickness: 20 ° C./s or more.
Thereafter, a step of reheating the thick steel plate under conditions of a surface layer temperature of 400 to 720° C. and a plate thickness center temperature of 350 to 550° C.;
Thereafter, the thick steel plate is cold-worked into a cylindrical shape and the butt portions are welded to obtain a welded steel pipe;
has
A method for producing a welded steel pipe for a sour resistant line pipe, wherein the Ar3O of the welded steel pipe is 780 or less.

[4]前記成分組成が、Cu:0.50%以下、Ni:1.00%以下、Cr:0.50%以下、及びV:0.060%以下からなる群から選ばれる1種以上をさらに含有する、上記[3]に記載の耐サワーラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。 [4] One or more selected from the group consisting of Cu: 0.50% or less, Ni: 1.00% or less, Cr: 0.50% or less, and V: 0.060% or less The method for producing a welded steel pipe for sour-resistant line pipe according to [3] above, further comprising:

なお、式(1)~(5)は以下のとおりである。
式(1)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5
式(2)
PHICT=(4.46C+0.395Mn+0.116Cu+0.113Ni+0.236Cr+0.390Mo+0.348V+22.36P)[{7396.2(C+0.0023Si+0.0344Mn-0.2652P+2.5275S-0.0616Al+0.02Cu+0.06Ni+0.02Cr-0.02Mo-0.04Nb-0.04V+0.021Si・Mn-1.525Mn・S)-8.9423}/700]
式(3)
ACRM={Ca-(1.23O-0.000365)}/(1.25S)
式(4)
Ar3O=910-310C-80Mn-20Cu-55Ni-15Cr-80Mo+0.35(t-8)
式(5)
6780/(2.26-log(Nb(C+12N/14)))-293≦T≦6780/(2.26-log(Nb(C+12N/14)))-223
ここで、上記式(4)中のtは管厚又は板厚(mm)であり、上記式(1)~(5)及び上記Ca/O中の元素記号は、前記成分組成における各元素の含有量(質量%)を表し、該元素が含有されていない場合には0とする。
Equations (1) to (5) are as follows.
formula (1)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5
formula (2)
PHICT = (4.46C + 0.395Mn + 0.116Cu + 0.113Ni + 0.236Cr + 0.390Mo + 0.348V + 22.36P) [{7396.2(C + 0.0023Si + 0.0344Mn - 0.2652P + 2.5275S - 0.0616Al + 0.02Cu + 0.026NiCr + 0.026Cr .02Mo-0.04Nb-0.04V+0.021Si.Mn-1.525Mn.S)-8.9423}/700] 2
Formula (3)
ACRM = {Ca-(1.23O-0.000365)}/(1.25S)
Formula (4)
Ar3O=910-310C-80Mn-20Cu-55Ni-15Cr-80Mo+0.35(t-8)
Formula (5)
6780/(2.26-log(Nb(C+12N/14)))-293≤T≤6780/(2.26-log(Nb(C+12N/14)))-223
Here, t in the above formula (4) is the pipe thickness or plate thickness (mm), and the element symbols in the above formulas (1) to (5) and Ca/O are the respective elements in the composition. It represents the content (% by mass), and is set to 0 when the element is not contained.

本発明の耐サワーラインパイプ用溶接鋼管は、厚肉であっても優れた耐HIC性能及びDWTT性能と、高圧縮強度とを併せ持っている。 The welded steel pipe for sour-resistant line pipes of the present invention has excellent HIC resistance and DWTT performance even when thick, and high compressive strength.

本発明の耐サワーラインパイプ用溶接鋼管の製造方法によれば、厚肉であっても優れた耐HIC性能及びDWTT性と、高圧縮強度とを併せ持つ耐サワーラインパイプ用溶接鋼管を製造することができる。 According to the method for producing a welded steel pipe for sour-resistant line pipes of the present invention, a welded steel pipe for sour-resistant line pipes having both excellent HIC resistance and DWTT performance even with a thick wall and high compressive strength can be manufactured. can be done.

(耐サワーラインパイプ用の厚鋼板及び溶接鋼管)
以下、本発明の耐サワーラインパイプ用の厚鋼板及び溶接鋼管について説明する。なお、溶接鋼管は溶接部とそれ以外の鋼管母材とを有するところ、以下の説明では、特に断らない限り、溶接部ではなく鋼管母材を対象とする。
(Thick steel plates and welded steel pipes for sour line pipes)
A thick steel plate and a welded steel pipe for a sour line pipe of the present invention will be described below. Note that a welded steel pipe has a welded portion and a steel pipe base material other than the welded portion, and therefore, unless otherwise specified, the steel pipe base material, not the welded portion, is the subject of the following description.

[成分組成]
まず、本発明の厚鋼板及び溶接鋼管の成分組成とその限定理由について説明する。なお、成分組成における元素の含有量の単位はいずれも「質量%」であるが、以下、特に断らない限り単に「%」で示す。
[Component composition]
First, the chemical compositions of the steel plate and welded steel pipe of the present invention and the reasons for limiting them will be described. In addition, although the unit of the content of the element in the component composition is "mass %" in all cases, it is indicated simply as "%" unless otherwise specified.

C:0.03~0.06%
Cは、中心偏析部に濃化する元素であり、さらに中心偏析部での他の元素の偏析を助長する元素であるため、耐HIC性能確保の観点からは低減した方がよい。この観点から、C量は0.06%以下とし、好ましくは0.05%以下とする。一方で、Cは、安価かつ高強度化に非常に寄与する元素であるため、強度を確保する観点からは添加することが望ましい。よって、所定の強度を得る観点から、C量は0.03%以上とする。
C: 0.03-0.06%
C is an element that concentrates in the center segregation part and is an element that promotes segregation of other elements in the center segregation part, so it is better to reduce it from the viewpoint of ensuring HIC resistance performance. From this point of view, the C content should be 0.06% or less, preferably 0.05% or less. On the other hand, since C is an element that is inexpensive and greatly contributes to high strength, it is desirable to add it from the viewpoint of ensuring strength. Therefore, from the viewpoint of obtaining a predetermined strength, the amount of C is set to 0.03% or more.

Si:0.5%以下
Siは、脱酸に用いる元素であり、介在物を低減するためにはある程度の含有は避けられない。また、高強度化に寄与する元素であり、耐HIC性能に対してそれほど大きな影響はないため、Si量は0.05%以上とすることが好ましい。一方で、Si量が0.5%を超えると、溶接熱影響部(Heat Affected Zone;HAZともいう)の靭性が著しく劣化し、溶接性も劣化する。このため、Si量は0.5%以下とし、好ましくは0.4%以下とする。
Si: 0.5% or less Si is an element used for deoxidation, and a certain amount of Si cannot be avoided in order to reduce inclusions. In addition, since Si is an element that contributes to high strength and does not have a great effect on HIC resistance performance, the Si content is preferably 0.05% or more. On the other hand, if the amount of Si exceeds 0.5%, the toughness of the weld heat affected zone (HAZ) is significantly degraded, and the weldability is also degraded. Therefore, the Si content should be 0.5% or less, preferably 0.4% or less.

Mn:0.8~1.6%
Mnは、中心偏析部に顕著に濃化するため、耐HIC性能確保の観点からは低減する方が望ましい。Mn量が1.6%を超えると、他の合金元素の調整を行なっても中心偏析部の硬さが高くなり、耐HIC性能が確保できない。よって、Mn量は1.6%以下とし、好ましくは1.5%以下とする。一方で、Mnは、安価でかつ高強度化に非常に寄与する元素であり、なおかつ、冷却中のフェライトの生成を抑制する元素である。これらの効果が得る観点から、Mn量は0.8%以上とし、好ましくは1.0%以上とする。
Mn: 0.8-1.6%
Since Mn is remarkably concentrated in the central segregation part, it is desirable to reduce it from the viewpoint of securing HIC resistance performance. If the Mn content exceeds 1.6%, the hardness of the central segregation portion increases even if other alloying elements are adjusted, and the HIC resistance performance cannot be ensured. Therefore, the Mn content is set to 1.6% or less, preferably 1.5% or less. On the other hand, Mn is an element that is inexpensive and greatly contributes to high strength, and is an element that suppresses the formation of ferrite during cooling. From the viewpoint of obtaining these effects, the Mn content is set to 0.8% or more, preferably 1.0% or more.

P:0.008%以下
Pは、中心偏析部に顕著に濃化する元素であり、中心偏析部の硬さを著しく増加させることで耐HIC性能を劣化させる。このため、P量は0.008%以下とし、好ましくは0.006%以下とする。ただし、製鋼コストの観点から、P量は0.001%以上とすることが好ましい。
P: 0.008% or less P is an element that remarkably concentrates in the center segregation part, and significantly increases the hardness of the center segregation part, thereby deteriorating the HIC resistance performance. Therefore, the P content should be 0.008% or less, preferably 0.006% or less. However, from the viewpoint of steelmaking costs, the P content is preferably 0.001% or more.

S:0.0015%以下
Sは、中心偏析部に顕著に濃化する元素であり、中心偏析部でMnSを形成し、耐HIC性能を顕著に劣化させる。このため、S量は0.0015%以下とし、好ましくは0.0008%以下とする。ただし、製鋼コストの観点から、S量は0.0001%以上とすることが好ましい。
S: 0.0015% or less S is an element that remarkably concentrates in the center segregation part, forms MnS in the center segregation part, and significantly deteriorates the HIC resistance performance. Therefore, the S content is set to 0.0015% or less, preferably 0.0008% or less. However, from the viewpoint of steelmaking costs, the S content is preferably 0.0001% or more.

Al:0.08%以下
Alは脱酸により介在物を低減するために必須の元素である。よって、Al量は0.01%以上とすることが好ましい。一方で、Al量が0.08%を超えると、HAZ靭性の劣化、溶接性の低下、さらには連続鋳造時の浸漬ノズルのアルミナ詰りなどの問題が生じる。このため、Al量は0.08%以下とし、好ましくは0.05%以下とする。
Al: 0.08% or less Al is an essential element for reducing inclusions by deoxidation. Therefore, the Al content is preferably 0.01% or more. On the other hand, if the amount of Al exceeds 0.08%, problems such as deterioration of HAZ toughness, deterioration of weldability, and alumina clogging of the submerged nozzle during continuous casting occur. Therefore, the Al content is set to 0.08% or less, preferably 0.05% or less.

Mo:0.05~0.50%
Moは、高強度化に寄与する元素であり、中心偏析部への濃化も少ない元素である。厚肉の耐サワー材において、強度、耐HIC性能及びDWTT性能を全て得るために添加は必須である。よって、Mo量は0.05%以上とし、好ましくは0.10%以上とする。一方で、Mo量が0.50%を超えると、溶接性及びHAZ靭性の劣化を招く。よって、Mo量は0.50%以下とし、好ましくは0.35%以下とする。
Mo: 0.05-0.50%
Mo is an element that contributes to high strength, and is an element that is less concentrated in the central segregation part. Addition is essential to obtain all strength, HIC resistance and DWTT performance in heavy wall sour wood. Therefore, the Mo content should be 0.05% or more, preferably 0.10% or more. On the other hand, when the amount of Mo exceeds 0.50%, deterioration of weldability and HAZ toughness is caused. Therefore, the Mo content is set to 0.50% or less, preferably 0.35% or less.

Nb:0.005~0.050%
Nbは、固溶Nbとして存在すると制御圧延時の未再結晶温度域を拡大し、靭性確保に寄与する。その効果を得るため、Nb量は0.005%以上とし、好ましくは0.010%以上とする。一方で、Nbは中心偏析部に濃化し、凝固時に粗大なNbCN又はNbTiCNを晶出し、これがHICの起点となって耐HIC性能を劣化させる。このため、Nb量は、0.050%以下とし、好ましくは0.040%以下とする。
Nb: 0.005-0.050%
When Nb exists as solid solution Nb, it expands the non-recrystallization temperature range during controlled rolling and contributes to ensuring toughness. In order to obtain this effect, the amount of Nb should be 0.005% or more, preferably 0.010% or more. On the other hand, Nb is concentrated in the central segregation part and crystallizes coarse NbCN or NbTiCN during solidification, which becomes the origin of HIC and deteriorates the HIC resistance performance. Therefore, the Nb content is set to 0.050% or less, preferably 0.040% or less.

Ti:0.005~0.020%
Tiは、TiNとして溶接熱影響部の組織を微細化するため、高強度ラインパイプ用途の溶接部性能を確保するためには、添加が必須の元素となる。Ti量0.005%未満ではTiNが十分に生成しないため、Ti量は0.005%以上とする。また、Ti量が0.020%を超えると、生成したTiNが粗大化して、溶接熱影響部の十分な靭性が得られないため、Ti量は0.020%以下とする。
Ti: 0.005-0.020%
Ti, as TiN, refines the structure of the weld heat-affected zone, so addition is an essential element in order to ensure weld zone performance for high-strength line pipe applications. If the Ti content is less than 0.005%, TiN is not sufficiently generated, so the Ti content is made 0.005% or more. Further, if the Ti content exceeds 0.020%, the generated TiN is coarsened and sufficient toughness of the weld heat affected zone cannot be obtained, so the Ti content is made 0.020% or less.

Ca:0.0010~0.0040%
Caは、中心偏析部に生成するMnSを抑制し、耐HIC性能を向上させる。その効果を得るためには、Ca量は0.0010%以上とする。一方で、Caを過剰に添加すると、表層近傍や介在物集積帯でCaクラスタが生成し、耐HIC性能を劣化させるため、Ca量は0.0040%以下とする。
Ca: 0.0010-0.0040%
Ca suppresses the formation of MnS in the central segregation portion and improves the HIC resistance performance. In order to obtain the effect, the amount of Ca should be 0.0010% or more. On the other hand, if Ca is excessively added, Ca clusters are formed in the vicinity of the surface layer and in the inclusion accumulation zone, and the HIC resistance performance is deteriorated.

N:0.008%以下
Nは、不純物元素であるが、N量が0.008%以下であれば、靭性や耐HIC性能を劣化させない。よって、N量は0.008%以下とする。ただし、HAZ靭性確保のため、N量は0.002%以上とすることが好ましい。
N: 0.008% or less N is an impurity element, but if the amount of N is 0.008% or less, it does not deteriorate toughness and HIC resistance performance. Therefore, the amount of N is set to 0.008% or less. However, in order to ensure HAZ toughness, the N content is preferably 0.002% or more.

O:0.0030%以下
Oは、不純物元素であり、AlやCaOSの生成量が増えることによって、表層や介在物集積帯での耐HIC性能を劣化させる。よって、O量は0.0030%以下とし、好ましくは0.0020%以下とする。ただし、製鋼コストの観点から、O量は0.0001%以上とすることが好ましい。
O: 0.0030% or less O is an impurity element, and increases the amount of Al 2 O 3 and CaOS produced, thereby deteriorating the HIC resistance performance in the surface layer and the inclusion accumulation zone. Therefore, the O content is set to 0.0030% or less, preferably 0.0020% or less. However, from the viewpoint of steelmaking costs, the O content is preferably 0.0001% or more.

上記した基本成分に加えて、任意成分として、Cu:0.50%以下、Ni:1.00%以下、Cr:0.50%以下、及びV:0.060%以下からなる群から選ばれる1種以上をさらに含有してもよい。 In addition to the basic components described above, optional components are selected from the group consisting of Cu: 0.50% or less, Ni: 1.00% or less, Cr: 0.50% or less, and V: 0.060% or less. It may further contain one or more.

Cu:0.50%以下
Cuは、高強度化に寄与する元素であるが、中心偏析部に濃化する元素でもあるので過度な添加は控えるべきである。また、Cu量が0.50%を超えると、溶接性及びHAZ靭性の劣化を招くため、Cuを添加する場合、Cu量は0.50%以下とする。
Cu: 0.50% or less Cu is an element that contributes to high strength, but it is also an element that concentrates in the central segregation part, so excessive addition should be avoided. Further, when the amount of Cu exceeds 0.50%, deterioration of weldability and HAZ toughness is caused, so when Cu is added, the amount of Cu is made 0.50% or less.

Ni:1.00%以下
Niは、高強度化に寄与する元素であるが、中心偏析部に濃化する元素でもあるので過度な添加は控えるべきである。また、Ni量が1.00%を超えると、溶接性の劣化を招き、またNiは高価な元素であるため、Niを添加する場合、Ni量は1.00%以下とする。
Ni: 1.00% or less Ni is an element that contributes to high strength, but it is also an element that concentrates in the center segregation part, so excessive addition should be avoided. Moreover, if the amount of Ni exceeds 1.00%, the weldability is deteriorated, and Ni is an expensive element.

Cr:0.50%以下
Crは、高強度化に寄与する元素であるが、中心偏析部に濃化する元素でもあるので過度な添加は控えるべきである。また、Cr量が0.50%を超えると、溶接性及びHAZ靭性の劣化を招くため、Crを添加する場合、Cr量は0.50%以下とする。
Cr: 0.50% or less Cr is an element that contributes to high strength, but it is also an element that concentrates in the central segregation part, so excessive addition should be avoided. Moreover, if the amount of Cr exceeds 0.50%, the weldability and HAZ toughness deteriorate, so when adding Cr, the amount of Cr is made 0.50% or less.

V:0.060%以下
Vは、高強度化に寄与する元素であるが、中心偏析部に濃化する元素でもあるので過度な添加は控えるべきである。また、V量が0.060%を超えると、溶接性およびHAZ靭性の劣化を招くため、Vを添加する場合、V量は0.060%以下とする。
V: 0.060% or less V is an element that contributes to high strength, but it is also an element that concentrates in the central segregation part, so excessive addition should be avoided. Moreover, if the amount of V exceeds 0.060%, the weldability and HAZ toughness deteriorate, so when adding V, the amount of V should be 0.060% or less.

上記以外の残部はFe及び不可避的不純物である。 The balance other than the above is Fe and unavoidable impurities.

Ceqが0.32以上
上記式(1)で示されるCeqは、強度を確保するために必要な合金元素量を表す指標である。所望の強度を確保する観点から、Ceqは0.32以上とする。Ceqの上限は特に限定しないが、溶接性の観点からCeqは0.40以下とすることが好ましい。
Ceq of 0.32 or More Ceq represented by the above formula (1) is an index representing the amount of alloying elements required to ensure strength. From the viewpoint of ensuring the desired strength, Ceq is set to 0.32 or more. Although the upper limit of Ceq is not particularly limited, Ceq is preferably 0.40 or less from the viewpoint of weldability.

PHICTが1.05以下
上記式(2)で示されるPHICTは、中心偏析部の硬さを定量化するために本発明者らが創出したパラメータである。中心偏析部の硬さを定量化する式は、過去に様々提案されているが、いずれも成分の硬度に及ぼす影響と成分の偏析部での濃化度に基づいて定式化されている。一方で、PHICTは、これまでに考慮されていなかった形成される偏析粒の大きさに及ぼす成分の影響を考慮しており、従来の式よりもより高精度に中心偏析の硬さが予測可能となった。この値が大きいほど中心偏析部の硬さが高くなり、管厚中心でのHIC発生を助長する。このPHICTが1.05以下であれば、中心偏析部の硬さHV0.05を250以下にでき、耐HIC性能を確保できるため、本発明ではPHICTを1.05以下とし、好ましくは1.02以下とする。PHICTの下限は特に限定しないが、強度確保のため、PHICTは0.50以上とすることが好ましい。
PHICT is 1.05 or less PHICT represented by the above formula (2) is a parameter created by the present inventors to quantify the hardness of the central segregation part. Various formulas for quantifying the hardness of the central segregation zone have been proposed in the past, but all of them are formulated based on the effect of the components on the hardness and the degree of concentration of the components in the segregation zone. On the other hand, PHICT considers the effect of the composition on the size of the formed segregation grains, which has not been considered so far, and can predict the hardness of the center segregation with higher accuracy than the conventional formula. became. The larger this value, the higher the hardness of the central segregation part, which promotes the occurrence of HIC at the center of the pipe thickness. If this PHICT is 1.05 or less, the hardness HV0.05 of the central segregation portion can be made 250 or less, and the HIC resistance performance can be ensured. Below. Although the lower limit of PHICT is not particularly limited, PHICT is preferably 0.50 or more in order to ensure strength.

ACRMが1.0以上
上記式(3)で示されるACRMは、CaによるMnSの形態制御を定量化するための指標である。ACRMが1.0以上であれば、中心偏析部でのMnSの生成が抑制されて、管厚中心での耐HIC性能が改善される。よって、ACRMは1.0以上とする。一方、ACRMが4.0を超えると、CaOクラスタが生成しやすくなり、HICが発生しやすくなるため、ACRMは4.0以下とする。
ACRM of 1.0 or More The ACRM represented by the above formula (3) is an index for quantifying the control of the MnS morphology by Ca. If the ACRM is 1.0 or more, the generation of MnS at the center segregation portion is suppressed, and the HIC resistance performance at the center of the pipe thickness is improved. Therefore, ACRM shall be 1.0 or more. On the other hand, when the ACRM exceeds 4.0, CaO clusters are likely to be generated and HIC is likely to occur, so the ACRM is made 4.0 or less.

Ca/Oが2.5以下
Ca/Oは、CaによるCaクラスタ発生限界を定量化するための指標である。Ca/Oが2.5を超えるとCaクラスタが生成しやすくなり、表層近傍や介在物集積帯での耐HIC性能が劣化する。よって、Ca/Oは2.5以下とし、好ましくは2.3以下とする。Ca/Oの下限は特に限定しないが、耐HIC性能の確保のため、Ca/Oは0.5以上とすることが好ましい。
Ca/O is 2.5 or less Ca/O is an index for quantifying the limit of Ca cluster generation by Ca. When the Ca/O ratio exceeds 2.5, Ca clusters are likely to be generated, and the HIC resistance performance deteriorates in the vicinity of the surface layer and in the inclusion accumulation zone. Therefore, Ca/O is set to 2.5 or less, preferably 2.3 or less. Although the lower limit of Ca/O is not particularly limited, Ca/O is preferably 0.5 or more in order to ensure HIC resistance performance.

Ar3Oが780以下
上記式(4)で示されるAr3Oは、鋼材のAr3点に及ぼす成分の影響を数式化したものであり、計算された数値がその鋼材の推定Ar3点(℃)を示す。鋼材のAr3点が低いほど、同じ圧延条件で圧延したときの厚鋼板の靭性が向上し、780以下にすることで所望のDWTT性能が得られるため、Ar3Oは780以下にする。Ar3Oは、好ましくは770以下であり、より好ましくは760以下である。Ar3Oの下限は特に限定しないが、耐HIC性能確保のため、Ar3Oは730以上とすることが好ましい。
Ar3O is 780 or less Ar3O shown in the above formula (4) is a numerical representation of the influence of the components on the Ar3 point of the steel material, and the calculated numerical value indicates the estimated Ar3 point (° C.) of the steel material. The lower the Ar3 point of the steel material, the better the toughness of the steel plate when rolled under the same rolling conditions. Ar3O is preferably 770 or less, more preferably 760 or less. Although the lower limit of Ar3O is not particularly limited, Ar3O is preferably 730 or more in order to ensure HIC resistance performance.

[ミクロ組織]
ベイナイトの面積分率:95%以上
本発明の厚鋼板及び溶接鋼管のミクロ組織は、耐HIC性能確保の観点から、単相組織にすることが望ましく、所望の強度を得るためには、ベイナイト単相にする必要がある。ベイナイトの面積分率は100%とすることが望ましいが、フェライト、セメンタイト、及びMAの1種以上からなるその他の組織が面積分率で5%以下含まれていても、耐HIC性能は確保される。よって、ベイナイトの面積分率は95%以上とする。なお、ベイナイトラス内に含まれるセメンタイトはベイナイトの一部とみなす。
[Microstructure]
Area fraction of bainite: 95% or more The microstructure of the steel plate and welded steel pipe of the present invention is desirably a single-phase structure from the viewpoint of ensuring HIC resistance performance. must be phased. The area fraction of bainite is desirably 100%, but the HIC resistance performance is ensured even if the area fraction of other structures composed of one or more of ferrite, cementite, and MA is 5% or less. be. Therefore, the area fraction of bainite is set to 95% or more. Cementite contained in the bainite lath is regarded as part of the bainite.

島状マルテンサイト(MA)の面積分率:1%以下
MAは、鋼材のバウシンガー効果を大きくして、圧縮強度を低下させる。高圧縮強度を得る観点から、MAの面積分率は0%以上1%以下とし、好ましくは0.5%以下とする。
Area fraction of martensite islands (MA): 1% or less MA increases the Bauschinger effect of the steel material and reduces the compressive strength. From the viewpoint of obtaining high compressive strength, the area fraction of MA is 0% or more and 1% or less, preferably 0.5% or less.

上記「ミクロ組織」は、厚鋼板の場合、板厚方向で、片方の表面から深さ2mmの位置から他方の表面から深さ2mmの位置までの領域に関し、溶接鋼管の場合、管厚方向で、内表面から深さ2mmの位置から外表面から深さ2mmの位置までの領域に関する。すなわち、本発明における「ベイナイトの面積分率」は、以下の方法により求めるものとする。鋼管の内表面から2mmの位置、外表面から2mmの位置、及び管厚中央の計3箇所について、ナイタールエッチングをしたサンプルを作製し、光学顕微鏡で観察してベイナイトの面積分率を測定し、3箇所で最も低いベイナイトの面積分率を採用する。また、本発明における「MAの面積分率」は、以下の方法により求めるものとする。鋼管の内表面から2mmの位置、外表面から2mmの位置、及び管厚中央の計3箇所について、2段エッチングをしたサンプルを作製し、2000倍のSEM写真を撮影し、画像解析によりMAの面積分率を求め、3箇所で最も高いMAの面積分率を採用する。 In the case of thick steel plates, the "microstructure" refers to the region from a position 2 mm deep from one surface to a position 2 mm deep from the other surface in the plate thickness direction, and in the case of welded steel pipes, in the pipe thickness direction. , for the area from 2 mm deep from the inner surface to 2 mm deep from the outer surface. That is, the "area fraction of bainite" in the present invention is obtained by the following method. A nital-etched sample was prepared at a total of three points, 2 mm from the inner surface of the steel pipe, 2 mm from the outer surface, and the center of the pipe thickness, and observed with an optical microscope to measure the area fraction of bainite. , take the lowest bainite area fraction of the three. Further, the "area fraction of MA" in the present invention shall be determined by the following method. Two-stage etched samples were prepared at a total of three points, 2 mm from the inner surface of the steel pipe, 2 mm from the outer surface, and the center of the pipe thickness, and SEM photographs were taken at a magnification of 2000, and the MA was analyzed by image analysis. The area fraction is determined and the area fraction of the highest MA at the three points is adopted.

[硬さ]
中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さHV10:230以下(溶接鋼管)
厚肉高強度ラインパイプでは、表層近傍のHICが問題となるため、表層近傍など中心偏析部を除く箇所の硬さは低い方が望ましい。Caクラスタの発生を抑制した前提においては、中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さを230以下にすることで、耐HIC性能が確保可能である。よって、本発明の溶接鋼管において、中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さHV10は230以下とし、好ましくは220以下とする。中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さHV10の下限は特に限定されないが、本発明では、当該硬さは概ね180以上となる。なお、本発明において「鋼管の中心偏析部以外の硬さ」は、荷重10kgのビッカース硬さ試験機により、圧延方向に直角な断面を、内表面から深さ1mmの位置から外表面から深さ1mmの位置にかけて厚さ方向に1mmピッチ(ただし、管厚中央の中心偏析部は除く)で測定し、その最大値を用いる。
[Hardness]
Vickers hardness HV10 at locations other than the central segregation: 230 or less (welded steel pipe)
In thick-walled high-strength line pipes, HIC in the vicinity of the surface layer becomes a problem, so it is desirable that the hardness in the vicinity of the surface layer, excluding the center segregation portion, be low. On the premise that the generation of Ca clusters is suppressed, the HIC resistance performance can be ensured by setting the Vickers hardness to 230 or less at locations other than the central segregation portion. Therefore, in the welded steel pipe of the present invention, the Vickers hardness HV10 of the portion excluding the central segregation portion is set to 230 or less, preferably 220 or less. Although the lower limit of the Vickers hardness HV10 of the portion excluding the central segregation portion is not particularly limited, the hardness is generally 180 or more in the present invention. In the present invention, the "hardness of the steel pipe other than the central segregation part" is measured by a Vickers hardness tester with a load of 10 kg, and a cross section perpendicular to the rolling direction is measured from a position 1 mm deep from the inner surface to a depth of 1 mm from the outer surface. Measurements are taken at 1 mm pitches in the thickness direction over 1 mm positions (excluding the center segregation part in the center of the tube thickness), and the maximum value is used.

中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さHV10:210以下(厚鋼板)
厚肉高強度ラインパイプでは、表層近傍のHICが問題となるため、表層近傍など中心偏析部を除く箇所の硬さは低い方が望ましい。厚鋼板を溶接鋼管にするために冷間で曲げると、曲げの付加に伴って鋼管表面近傍の硬さが20程度増加する。よって、ラインパイプ用厚鋼板ではそれを見越した硬さに制御する必要がある。Caクラスタの発生を抑制した前提においては、厚鋼板の中心偏析部を除く箇所の硬さを210以下にすることで、造管後の耐HIC性能が確保可能である。よって、本発明の厚鋼板において、中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さHV10は210以下とし、好ましくは200以下とする。中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さHV10の下限は特に限定されないが、本発明では、当該硬さは概ね150以上となる。本発明において「厚鋼板の中心偏析部以外の硬さ」は、前段落に記載の方法に準じて測定する。
Vickers hardness HV10 at locations other than the central segregation: 210 or less (thick steel plate)
In thick-walled high-strength line pipes, HIC in the vicinity of the surface layer becomes a problem, so it is desirable that the hardness in the vicinity of the surface layer, excluding the center segregation portion, be low. When a thick steel plate is cold-bent to form a welded steel pipe, the hardness near the surface of the steel pipe increases by about 20 with the addition of bending. Therefore, thick steel plates for line pipes need to be controlled to a hardness that anticipates this. On the premise that the generation of Ca clusters is suppressed, the HIC resistance performance after pipe making can be ensured by setting the hardness of the portion of the steel plate excluding the center segregation portion to 210 or less. Therefore, in the steel plate of the present invention, the Vickers hardness HV10 of the portion excluding the central segregation portion is set to 210 or less, preferably 200 or less. Although the lower limit of the Vickers hardness HV10 of the portion excluding the center segregation portion is not particularly limited, the hardness is generally 150 or more in the present invention. In the present invention, the "hardness of the steel plate other than the central segregation part" is measured according to the method described in the preceding paragraph.

中心偏析部のビッカース硬さHV0.05:250以下(溶接鋼管/厚鋼板)
中心偏析部の硬さが上昇すると、耐HIC性能が劣化する。MnSの生成をCaで抑制し、NbやTiを本発明の範囲まで抑制した鋼であれば、中心偏析部のビッカース硬さを250以下にすることで、耐HIC性能が確保できる。よって、本発明の溶接鋼管及び厚鋼板において、中心偏析部のビッカース硬さHV0.05は250以下とする。中心偏析部のビッカース硬さHV0.05の下限は特に限定されないが、本発明では、当該硬さは概ね200以上となる。なお、本発明において「中心偏析部の硬さ」は、荷重50gの微小ビッカース硬さ試験機により中心偏析部の硬さを20点測定し、その最大値を用いる。
Vickers hardness of center segregation HV0.05: 250 or less (welded steel pipe/thick steel plate)
As the hardness of the central segregation increases, the HIC resistance deteriorates. If the steel suppresses the formation of MnS with Ca and suppresses Nb and Ti to the range of the present invention, the Vickers hardness of the central segregation part can be set to 250 or less to ensure HIC resistance performance. Therefore, in the welded steel pipe and thick steel plate of the present invention, the Vickers hardness HV0.05 of the central segregation part is set to 250 or less. Although the lower limit of the Vickers hardness HV0.05 of the central segregation portion is not particularly limited, the hardness is generally 200 or more in the present invention. In the present invention, the "hardness of the central segregation part" is obtained by measuring the hardness of the central segregation part at 20 points with a micro Vickers hardness tester with a load of 50 g, and using the maximum value.

[管厚中心位置又は板厚中心位置での圧延面の(211)面の集積度]
ラインパイプで要求されるDWTT性能などの母材靭性は、鋼材のミクロ組織や集合組織の影響を受ける。本発明者らは、オーステナイトからベイナイトに変態する際に発達する、管厚中心位置又は板厚中心位置での圧延面の(211)面の集積度と母材靭性との間に良好な相関があることを見出した。上記集積度が1.5以上になると、母材靭性が良好になる。よって、上記集積度は1.5以上とし、好ましくは1.7以上とする。上記集積度の上限は特に限定されないが、本発明では、概ね3.0以下となる。
[Increase of (211) plane of rolled surface at pipe thickness center position or plate thickness center position]
Base metal toughness such as DWTT performance required for line pipes is affected by the microstructure and texture of the steel material. The inventors of the present invention have found that there is a good correlation between the (211) plane concentration of the rolled surface at the center position of the pipe thickness or the center position of the sheet thickness, which develops when transforming from austenite to bainite, and the toughness of the base metal. I found something. When the degree of accumulation is 1.5 or more, the toughness of the base material is improved. Therefore, the degree of integration is set to 1.5 or more, preferably 1.7 or more. Although the upper limit of the degree of integration is not particularly limited, it is approximately 3.0 or less in the present invention.

管厚および板厚中心位置での圧延面の(211)面の集積度は、圧延面が測定面となるように5mm厚の薄膜を採取し、X線回折装置を用いて、インバース法で測定した値を用いる。なお、ここで(211)面の集積度とは、対象材の(211)結晶面の集積度を表す数値で、対象材の管厚中心位置から鋼板圧延面に平行に採取した板面における(211)反射のX線回折強度(I(211))と、集合組織のないランダムな標準試料の(211)反射のX線回折強度(I0(211))との比(I(211)/I0(211))を指す。 The degree of accumulation of the (211) plane of the rolled surface at the pipe thickness and plate thickness center position is measured by the inverse method using an X-ray diffractometer by collecting a 5 mm thick thin film so that the rolled surface is the measurement surface. values are used. Here, the degree of accumulation of the (211) plane is a numerical value representing the degree of accumulation of the (211) crystal plane of the target material, and is taken from the center position of the pipe thickness of the target material parallel to the steel plate rolling surface ( The ratio of the X-ray diffraction intensity of the 211) reflection (I ( 211) ) to the X-ray diffraction intensity of the (211) reflection (I 0(211) ) of a random standard sample without texture (I (211 )/ I 0(211) ).

[引張強さ]
本発明の厚鋼板及び溶接鋼管は、API 5LのX65MSの範囲である、535MPa以上760MPa以下の引張強さを有する。
[Tensile strength]
The steel plates and welded steel pipes of the present invention have a tensile strength of 535 MPa to 760 MPa, which is in the range of X65MS of API 5L.

[厚さ]
表層下での耐HIC性能及びDWTT性能の両立が問題となるのは、厚肉材の場合である。板厚及び管厚は、本発明では特に規定しないが、好ましくは28.6mm以上とし、より好ましくは30mm以上とする。
[thickness]
It is in the case of a thick material that compatibility between HIC resistance performance and DWTT performance under the surface layer becomes a problem. The plate thickness and pipe thickness are not particularly specified in the present invention, but are preferably 28.6 mm or more, more preferably 30 mm or more.

(耐サワーラインパイプ用の厚鋼板及び溶接鋼管の製造方法)
本発明の厚鋼板の製造方法は、上記成分組成を有するスラブを連続鋳造にて製造する工程と、前記スラブを所定の温度に再加熱する工程と、その後、前記スラブを、所定条件下で熱間圧延して、厚鋼板を得る工程と、前記厚鋼板を所定条件下で制御冷却する工程と、その後前記厚鋼板を所定条件下で再加熱する工程と、を有する。そして、本発明の溶接鋼管の製造方法は、前記制御冷却の後に、前記厚鋼板を筒状に冷間加工し、その突合せ部を溶接して、溶接鋼管を得る工程を有する。以下、各工程について説明する。
(Manufacturing method of thick steel plate and welded steel pipe for sour resistant line pipe)
The method for producing a thick steel plate according to the present invention includes the steps of producing a slab having the chemical composition described above by continuous casting, the steps of reheating the slab to a predetermined temperature, and then heating the slab under predetermined conditions. a step of rolling to obtain a thick steel plate; a step of controlled cooling of the thick steel plate under predetermined conditions; and a step of reheating the thick steel plate under predetermined conditions thereafter. After the controlled cooling, the method for manufacturing a welded steel pipe according to the present invention comprises the step of cold working the thick steel plate into a cylindrical shape and welding the butt portions to obtain a welded steel pipe. Each step will be described below.

[スラブ再加熱]
スラブ再加熱温度T:式(5)を満たすものとする。
式(5) X-293≦T≦X-223
ただしX=6780/[2.26-log{Nb(C+12N/14)}]である。
[Slab reheating]
Slab reheating temperature T: Shall satisfy formula (5).
Formula (5) X-293≤T≤X-223
where X=6780/[2.26-log{Nb(C+12N/14)}].

スラブ再加熱温度Tは、低いほど結晶粒が微細化するが、Nb添加鋼の場合、下げすぎると熱間圧延時の固溶Nb量が減り、靭性が劣化する。Tが(X-293)℃以上であれば、固溶Nb量を確保できる。一方で、スラブ再加熱温度を上げると、強度は上昇するが、結晶粒が粗大化し靭性が劣化する。Tが(X-223)℃以下であれば、優れたDWTT性能を確保でき、好ましくは(X-243)℃以下とする。なお、この温度は加熱炉から取り出す際のスラブの厚さ平均温度であり、一般に炉内雰囲気温度実績から差分法などの熱伝導計算によって算出される。 The lower the slab reheating temperature T, the finer the crystal grains. However, in the case of Nb-added steel, if it is too low, the amount of dissolved Nb during hot rolling decreases, and the toughness deteriorates. If T is (X-293)° C. or more, the amount of dissolved Nb can be ensured. On the other hand, if the slab reheating temperature is raised, the strength increases, but the crystal grains coarsen and the toughness deteriorates. If T is (X-223)° C. or less, excellent DWTT performance can be ensured, and is preferably (X-243)° C. or less. This temperature is the thickness average temperature of the slab when it is removed from the heating furnace, and is generally calculated from the actual temperature of the atmosphere inside the furnace by heat conduction calculation such as the finite difference method.

[熱間圧延]
未再結晶温度域での全圧下率:50~90%
未再結晶温度域での圧下は、ミクロ組織を偏平化し、靭性を向上させる効果がある。その効果を得るために、全圧下率は50%以上とし、好ましくは60%以上とする。一方で、全圧下率が90%を超えると、耐HIC性能を劣化させることになる。よって、全圧下率は90%以下とし、好ましくは85%以下とする。
[Hot rolling]
Total rolling reduction in non-recrystallization temperature range: 50 to 90%
Reduction in the non-recrystallization temperature range has the effect of flattening the microstructure and improving toughness. To obtain this effect, the total rolling reduction is 50% or more, preferably 60% or more. On the other hand, if the total rolling reduction exceeds 90%, the HIC resistance will be degraded. Therefore, the total rolling reduction should be 90% or less, preferably 85% or less.

最終圧延温度:(Ar3O+50)℃以下
最終圧延温度が低いほど、DWTT性能が向上する。所望のDWTT性能を得るために、最終圧延温度は(Ar3O+50)℃以下とすることが重要であり、好ましくは(Ar3O+40)℃以下とする。最終圧延温度の下限は特に限定されないが、耐HIC性能確保のため、最終圧延温度はAr3O℃以上とすることが好ましい。
Final rolling temperature: (Ar3O+50)°C or less The lower the final rolling temperature, the better the DWTT performance. In order to obtain the desired DWTT performance, it is important that the final rolling temperature be (Ar3O+50)°C or lower, preferably (Ar3O+40)°C or lower. Although the lower limit of the final rolling temperature is not particularly limited, the final rolling temperature is preferably Ar30° C. or higher in order to ensure HIC resistance performance.

[制御冷却]
冷却開始温度:鋼板表面温度でAr3O℃以上
耐HIC性能を確保するためには、均一なベイナイト組織にする必要がある。そのためには、冷却開始温度をAr3O℃以上にする必要があり、好ましくは(Ar3O+10)℃以上とする。冷却開始温度の上限は特に限定されないが、DWTT性能確保のため、冷却開始温度は850℃以下とすることが好ましい。
[Controlled cooling]
Cooling start temperature: Steel plate surface temperature Ar 30° C. or higher In order to ensure HIC resistance performance, it is necessary to have a uniform bainite structure. For this purpose, the cooling start temperature must be Ar30°C or higher, preferably (Ar3O+10)°C or higher. Although the upper limit of the cooling start temperature is not particularly limited, the cooling start temperature is preferably 850° C. or lower in order to ensure DWTT performance.

冷却停止温度:鋼板表面温度で200~500℃
冷却停止温度は低いほど高強度化が可能となる。一方で、冷却停止温度が200℃未満になると、ベイナイトのラス間がMAに変態し、さらには、中心偏析部がマルテンサイト変態することにより耐HIC性能が劣化する。よって、冷却停止温度は200℃以上とし、好ましくは300℃以上とする。ただし、冷却停止温度が500℃を超えると、未変態オーステナイトの一部がMAに変態し、耐HIC性能を劣化させる。よって、冷却停止温度は500℃以下とし、好ましくは450℃以下とする。
Cooling stop temperature: Steel plate surface temperature 200 to 500°C
The lower the cooling stop temperature, the higher the strength. On the other hand, if the cooling stop temperature is less than 200° C., the bainite lath spaces transform into MA, and furthermore, the center segregation part transforms into martensite, thereby deteriorating the HIC resistance performance. Therefore, the cooling stop temperature should be 200° C. or higher, preferably 300° C. or higher. However, if the cooling stop temperature exceeds 500° C., part of the untransformed austenite transforms into MA, degrading the HIC resistance performance. Therefore, the cooling stop temperature should be 500° C. or lower, preferably 450° C. or lower.

表層部における700℃から600℃までの平均冷却速度:150℃/s以下
表層部における冷却速度が速いと、表層硬さが上昇して耐HIC性能が劣化する。加速冷却後に表層を400℃以上に焼き戻す前提で、造管後の表層硬さを230以下にするためには、表層部の平均冷却速度を150℃/s以下にする必要がある。表層部の平均冷却速度の下限は特に限定されないが、耐HIC性能確保のため、表層部の平均冷却速度は10℃/s以上とすることが好ましい。なお、ここで言う「表層部」とは、板厚方向で表面から深さ1mmの位置から深さ3/16tの位置までの領域(一対の領域)である。
Average cooling rate from 700° C. to 600° C. in the surface layer: 150° C./s or less If the cooling rate in the surface layer is fast, the hardness of the surface layer increases and the HIC resistance deteriorates. Assuming that the surface layer is tempered to 400° C. or more after accelerated cooling, the average cooling rate of the surface layer must be 150° C./s or less in order to make the surface layer hardness of 230 or less after pipe making. Although the lower limit of the average cooling rate of the surface layer portion is not particularly limited, the average cooling rate of the surface layer portion is preferably 10° C./s or more in order to ensure the HIC resistance performance. The term "surface layer" as used herein refers to a region (a pair of regions) from a depth of 1 mm to a depth of 3/16t from the surface in the plate thickness direction.

板厚中心における700℃から600℃までの平均冷却速度:20℃/s以上
板厚中心の冷却速度が速いほど高強度が実現できる。厚肉材において所望の強度を得るために、板厚中心の平均冷却速度を20℃/s以上とする。板厚中心の平均冷却速度の上限は特に限定されないが、耐HIC性能確保のため、板厚中心の平均冷却速度は60℃/s以下とすることが好ましい。
Average cooling rate from 700°C to 600°C at the thickness center: 20°C/s or more The faster the cooling rate at the thickness center, the higher the strength. In order to obtain the desired strength in a thick-walled material, the average cooling rate at the thickness center is set to 20° C./s or more. Although the upper limit of the average cooling rate at the thickness center is not particularly limited, the average cooling rate at the thickness center is preferably 60° C./s or less in order to ensure HIC resistance performance.

なお、鋼板内部の温度は、物理的に直接測定することはできないが、放射温度計にて測定された冷却開始時の表面温度と目標の冷却停止時の表面温度をもとに、例えばプロセスコンピューターを用いて差分計算により板厚断面内の温度分布をリアルタイムに求めることができる。当該温度分布の経時変化に基づいて、「表層部」の平均冷却速度と「板厚中心」の平均冷却速度を求めることができる。 Although the temperature inside the steel plate cannot be directly measured physically, based on the surface temperature at the start of cooling measured by a radiation thermometer and the surface temperature at the target cooling stop, for example, a process computer can be used to obtain the temperature distribution in the thickness cross section in real time by difference calculation. Based on the temporal change of the temperature distribution, the average cooling rate of the "surface layer" and the average cooling rate of the "thickness center" can be obtained.

[再加熱]
表層部温度:400~720℃、板厚中心温度:350~550℃
表層硬さの低減や島状マルテンサイトの面積分率の低減のために、加速冷却後ただちに再加熱を実施する。表層部は、硬さ低減の観点からより高温の方が望ましく、所望の硬さを得るために、表層部温度は400℃以上とし、好ましくは500°以上とする。しかし、表層部温度が720℃を超えると、表層部が逆変態し耐HIC性能が劣化するため、表層部温度は720℃以下とし、好ましくは650℃以下とする。なお、ここで言う「表層部」とは、板厚方向で表面から深さ1mmの位置から深さ3/16tの位置までの領域(一対の領域)である。板厚中心温度は、加速冷却により生じたMAを分解するために350℃以上とし、好ましくは400℃以上する。一方で、強度、DWTT性能確保の観点から、板厚中心温度は550℃以下とする。
[Reheat]
Surface layer temperature: 400-720°C, plate thickness center temperature: 350-550°C
Reheating is performed immediately after accelerated cooling in order to reduce the surface layer hardness and the area fraction of martensite islands. The temperature of the surface layer is desirably higher from the viewpoint of reducing the hardness. However, if the surface layer temperature exceeds 720° C., the surface layer undergoes reverse transformation and the HIC resistance deteriorates. The term "surface layer" as used herein refers to a region (a pair of regions) from a depth of 1 mm to a depth of 3/16t from the surface in the plate thickness direction. The thickness center temperature is set to 350° C. or higher, preferably 400° C. or higher, in order to decompose MA generated by accelerated cooling. On the other hand, from the viewpoint of ensuring strength and DWTT performance, the thickness center temperature is set to 550° C. or less.

こうした再加熱の効果を十分に発揮させるうえで、加速冷却終了時の表層部温度及び板厚中心温度から各々50℃以上高い温度まで再加熱を実施することが好ましい。なお、加速冷却停止後、ただちに再加熱するとは、加速冷却停止後、120秒以内に再加熱することを言う。また、再加熱における昇温速度は特に限定されるものではないが、昇温速度が小さいと、ベイナイト中のセメンタイトが凝集・粗大化し、母材のシャルピー衝撃吸収エネルギーが低下し、DWTT性能が劣化する場合があるため、昇温速度は、3℃/s以上とすることが好ましい。再加熱の昇温速度の上限は特に限定しないが加熱手段の能力により必然的に制限される。 In order to fully exhibit the effect of such reheating, it is preferable to reheat to a temperature higher by 50° C. or more than the surface layer temperature and plate thickness center temperature at the end of accelerated cooling. Note that reheating immediately after stopping accelerated cooling means reheating within 120 seconds after stopping accelerated cooling. In addition, the temperature increase rate in reheating is not particularly limited, but if the temperature increase rate is small, the cementite in the bainite will aggregate and coarsen, the Charpy impact absorption energy of the base material will decrease, and the DWTT performance will deteriorate. Therefore, it is preferable that the heating rate is 3° C./s or more. Although the upper limit of the temperature increase rate for reheating is not particularly limited, it is inevitably limited by the capacity of the heating means.

[冷間加工・溶接]
制御冷却後の厚鋼板を、プレスベンド成形、ロール成形、UOE成形等で筒状に冷間加工した後、その突合せ部を溶接することにより、溶接鋼管を得ることができる。また、鋼管の真円度を改善するために、溶接鋼管を拡管することが可能である。
[Cold working/welding]
A welded steel pipe can be obtained by cold working the thick steel plate after controlled cooling into a cylindrical shape by press bending, roll forming, UOE forming, or the like, and then welding the butt portions. It is also possible to expand the welded steel pipe to improve the roundness of the steel pipe.

表1に示す成分組成(残部はFe及び不可避的不純物)の鋼を連続鋳造法によりスラブとし、表2に示す条件でスラブを再加熱し、表2に示す条件で熱間圧延して厚鋼板を得て、さらに表2に示す条件で加速冷却及び再加熱をした後、空冷した。さらに、厚鋼板をUOE成形で造管し(Oプレス圧縮率=0.25%、拡管率=1.00%)、溶接鋼管とした。 A steel having the chemical composition shown in Table 1 (the balance being Fe and unavoidable impurities) is made into a slab by a continuous casting method, the slab is reheated under the conditions shown in Table 2, and hot-rolled under the conditions shown in Table 2 to thick steel plate. was obtained, and further subjected to accelerated cooling and reheating under the conditions shown in Table 2, followed by air cooling. Further, the thick steel plate was made by UOE molding (O press compression rate = 0.25%, expansion rate = 1.00%) to obtain a welded steel pipe.

[ミクロ組織の特定]
既述の方法で、ベイナイト及び島状マルテンサイトの面積分率を求めた。結果を表3に示す。
[Specification of microstructure]
The area fractions of bainite and island martensite were obtained by the method described above. Table 3 shows the results.

[硬さの測定]
既述の方法で「中心偏析部以外のビッカース硬さHV10」と「中心偏析部のビッカース硬さHV0.05」を測定した。結果を表3に示す。
[Measurement of hardness]
"Vickers hardness HV 10 other than the center segregation part" and "Vickers hardness HV 0.05 at the center segregation part" were measured by the method described above. Table 3 shows the results.

[(211)面集積度の測定]
既述の方法で、管厚中心位置での圧延面の(211)面の集積度を求めた。結果を表3に示す。
[Measurement of (211) surface integration]
The degree of accumulation of the (211) plane of the rolled surface at the center position of the tube thickness was determined by the method described above. Table 3 shows the results.

[引張強度の測定]
引張試験は、API 5Lに規定される全厚試験片を溶接鋼管の周方向に採取し、API 5L X65MSの引張強度範囲である、535-760MPaを合格とした。結果を表3に示す。
[Measurement of tensile strength]
In the tensile test, a full-thickness test piece specified in API 5L was sampled in the circumferential direction of the welded steel pipe, and 535-760 MPa, which is the tensile strength range of API 5L X65MS, was accepted. Table 3 shows the results.

[圧縮強度の評価]
鋼管周方向の圧縮強度は、シーム溶接部から周方向に90°又は270°で、内表面深さ1mmから21mmの位置になるように、ASTM E9準拠の直径20mm、長さ60mmの丸棒試験片を採取して測定した。圧縮降伏応力は、各条件で2本ずつ測定した0.5%耐力の平均値で評価した。合格値は、同じ採取位置、試験片直径で試験した引張試験の降伏応力の0.85倍以上とした。結果を表3に示す。
[Evaluation of Compressive Strength]
The compressive strength in the circumferential direction of the steel pipe is measured by a round bar test with a diameter of 20 mm and a length of 60 mm in accordance with ASTM E9 so that the inner surface depth is 1 mm to 21 mm at 90° or 270° in the circumferential direction from the seam weld. A strip was taken and measured. Compressive yield stress was evaluated by the average value of 0.5% proof stress measured in duplicate under each condition. A passing value was defined as 0.85 times or more the yield stress in a tensile test conducted at the same sampling position and specimen diameter. Table 3 shows the results.

[DWTT性能の評価]
DWTT性能は、試験片厚19mmに加工した減厚DWTT試験片によって行った。API-5Lに準拠した長手方向がC方向となるプレスノッチ型DWTT試験片を採取し、管厚28.6~35.0mmの溶接鋼管は-37℃、管厚35.0mm超の溶接鋼管は-27℃で、各2本試験し、破断した破面の延性破面率(SA)を求めた。延性破面率の平均が85%になるものを合格とした。結果を表3に示す。
[Evaluation of DWTT performance]
DWTT performance was performed with reduced-thickness DWTT specimens processed to a specimen thickness of 19 mm. A press-notch type DWTT test piece conforming to API-5L with the longitudinal direction in the C direction was taken, and welded steel pipes with a pipe thickness of 28.6 to 35.0 mm At −27° C., two samples were tested, and the ductile fracture surface ratio (SA) of the fracture surface was determined. Samples with an average ductile fracture surface rate of 85% were judged as acceptable. Table 3 shows the results.

[耐HIC性能の評価]
HIC試験は、NACE TM0284-2003の溶液Aを用いて各3本実施(管厚が32mm超のものは規格規定に準じて、板厚方向から30mm厚の試験片を採取)し、鋼管の割れ長さ率(CLR)評価で最大値が10%以下のものを合格とした。結果を表3に示す。
[Evaluation of HIC resistance performance]
The HIC test was carried out using solution A of NACE TM0284-2003 for each three pieces (for pipes with a thickness exceeding 32 mm, a test piece with a thickness of 30 mm was taken from the plate thickness direction in accordance with the standard provisions), and the steel pipe cracked. Those having a maximum value of 10% or less in length ratio (CLR) evaluation were regarded as acceptable. Table 3 shows the results.

Figure 0007215332000001
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Figure 0007215332000002
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Figure 0007215332000003
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本発明例の溶接鋼管はいずれもラインパイプとして必要とされる引張強度、圧縮強度、DWTT性能を満たしつつ、優れた耐HIC性能を満たしている。一方で、比較例の溶接鋼管は、それらのいずれかの特性を満たしていない。 All of the welded steel pipes of the present invention satisfy the tensile strength, compressive strength, and DWTT performance required for line pipes, and also satisfy excellent HIC resistance performance. On the other hand, the welded steel pipe of the comparative example does not satisfy any of these properties.

本発明の溶接鋼管及び本発明の製造方法により製造される溶接鋼管は、優れた耐HIC性能及びDWTT性と、高圧縮強度が求められる耐サワーラインパイプの用途に適している。
The welded steel pipe of the present invention and the welded steel pipe produced by the production method of the present invention are suitable for sour line pipe applications that require excellent HIC resistance, DWTT resistance, and high compressive strength.

Claims (2)

質量%で、
C :0.03~0.06%、
Si:0.5%以下、
Mn:0.8~1.6%、
P :0.008%以下、
S :0.0015%以下、
Al:0.08%以下、
Mo:0.05~0.50%、
Nb:0.005~0.050%、
Ti:0.005~0.020%、
Ca:0.0010~0.0040%、
N :0.008%以下、及び
O :0.0030%以下
を含有し、
式(1)で示されるCeqが0.32以上であり、
式(2)で示されるPHICTが1.05以下であり、
式(3)で示されるACRMが1.0以上であり、
Ca/Oが2.5以下であり、
残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有するスラブを連続鋳造にて製造する工程と、
前記スラブを、式(5)を満足する温度Tに再加熱する工程と、
その後、前記スラブを、
未再結晶温度域での全圧下率が50~90%、及び
式(4)で示されるAr3Oを用いて、最終圧延温度が(Ar3O+50)℃以下
の条件で熱間圧延して、厚鋼板を得る工程と、
前記厚鋼板を、
冷却開始温度:鋼板表面温度でAr3O℃以上、
冷却停止温度:鋼板表面温度で200~500℃、
板厚方向で表面から深さ1mmの位置から深さ3/16tの位置までの領域の700℃から600℃までの平均冷却速度:150℃/s以下、及び
板厚中心における700℃から600℃までの平均冷却速度:20℃/s以上
の条件で制御冷却する工程と、
その後、前記厚鋼板を、
表層部温度:400~720℃、及び
板厚中心温度:350~550℃
の条件で再加熱する工程と、
その後、前記厚鋼板を筒状に冷間加工し、その突合せ部を溶接して、溶接鋼管を得る工程と、
を有し、
前記溶接鋼管のAr3Oが780以下であり、前記溶接鋼管は、管厚方向で、内表面から深さ2mmの位置から外表面から深さ2mmの位置までのミクロ組織が、面積分率で95%以上のベイナイトと、面積分率で1%以下の島状マルテンサイトを含み、中心偏析部を除く箇所のビッカース硬さHV10が230以下であり、中心偏析部のビッカース硬さHV0.05が250以下であり、X線回析により得られる管厚中心位置での圧延面の(211)面の集積度が1.5以上であり、引張強さが535MPa以上であることを特徴とする耐サワーラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
式(1)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5
式(2)
PHICT=(4.46C+0.395Mn+0.116Cu+0.113Ni+0.236Cr+0.390Mo+0.348V+22.36P)[{7396.2(C+0.0023Si+0.0344Mn-0.2652P+2.5275S-0.0616Al+0.02Cu+0.06Ni+0.02Cr-0.02Mo-0.04Nb-0.04V+0.021Si・Mn-1.525Mn・S)-8.9423}/700]
式(3)
ACRM={Ca-(1.23O-0.000365)}/(1.25S)
式(4)
Ar3O=910-310C-80Mn-20Cu-55Ni-15Cr-80Mo+0.35(t-8)
式(5)
6780/(2.26-log(Nb(C+12N/14)))-293≦T≦6780/(2.26-log(Nb(C+12N/14)))-223
ここで、上記式(4)中のtは管厚(mm)であり、上記式(1)~(5)及び上記Ca/O中の元素記号は、前記成分組成における各元素の含有量(質量%)を表し、該元素が含有されていない場合には0とする。
in % by mass,
C: 0.03 to 0.06%,
Si: 0.5% or less,
Mn: 0.8-1.6%,
P: 0.008% or less,
S: 0.0015% or less,
Al: 0.08% or less,
Mo: 0.05-0.50%,
Nb: 0.005 to 0.050%,
Ti: 0.005 to 0.020%,
Ca: 0.0010 to 0.0040%,
N: 0.008% or less, and O: 0.0030% or less,
Ceq represented by formula (1) is 0.32 or more,
PHICT represented by formula (2) is 1.05 or less,
ACRM represented by formula (3) is 1.0 or more,
Ca/O is 2.5 or less,
A step of continuously casting a slab having a composition in which the balance is Fe and unavoidable impurities;
reheating the slab to a temperature T that satisfies equation (5);
Then the slab is
Using ArO represented by formula (4) with a total rolling reduction in the non-recrystallization temperature range of 50 to 90%, the final rolling temperature is (ArO + 50) ° C. or less. a process of obtaining
The thick steel plate,
Cooling start temperature: steel plate surface temperature Ar 30 ° C. or higher,
Cooling stop temperature: steel plate surface temperature 200 to 500 ° C.,
Average cooling rate from 700°C to 600°C in the area from 1 mm deep from the surface to 3/16t deep from the surface in the thickness direction: 150°C/s or less, and 700°C to 600°C at the center of the thickness Average cooling rate to: Controlled cooling under conditions of 20 ° C./s or more;
After that, the thick steel plate,
Surface layer temperature: 400 to 720°C, and plate thickness center temperature: 350 to 550°C
A step of reheating under the conditions of
Thereafter, the thick steel plate is cold-worked into a cylindrical shape and the butt portions are welded to obtain a welded steel pipe;
has
The ArO of the welded steel pipe is 780 or less, and the welded steel pipe has an area fraction of 95% of the microstructure from a position 2 mm deep from the inner surface to a position 2 mm deep from the outer surface in the pipe thickness direction. The above bainite and island-shaped martensite with an area fraction of 1% or less, the Vickers hardness HV10 of the portion excluding the center segregation part is 230 or less, and the Vickers hardness HV0.05 of the center segregation part is 250 or less A sour resistant line characterized by having a degree of accumulation of (211) planes of the rolled surface at the center position of the pipe thickness obtained by X-ray diffraction of 1.5 or more and a tensile strength of 535 MPa or more. A method for manufacturing welded steel pipes for pipes.
formula (1)
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5
formula (2)
PHICT = (4.46C + 0.395Mn + 0.116Cu + 0.113Ni + 0.236Cr + 0.390Mo + 0.348V + 22.36P) [{7396.2(C + 0.0023Si + 0.0344Mn - 0.2652P + 2.5275S - 0.0616Al + 0.02Cu + 0.026NiCr + 0.026Cr .02Mo-0.04Nb-0.04V+0.021Si.Mn-1.525Mn.S)-8.9423}/700] 2
Formula (3)
ACRM = {Ca-(1.23O-0.000365)}/(1.25S)
Formula (4)
Ar3O=910-310C-80Mn-20Cu-55Ni-15Cr-80Mo+0.35(t-8)
Formula (5)
6780/(2.26-log(Nb(C+12N/14)))-293≤T≤6780/(2.26-log(Nb(C+12N/14)))-223
Here, t in the above formula (4) is the pipe thickness (mm), and the element symbols in the above formulas (1) to (5) and Ca/O are the contents of each element in the above component composition ( % by mass), and is set to 0 when the element is not contained.
前記成分組成が、Cu:0.50%以下、Ni:1.00%以下、Cr:0.50%以下、及びV:0.060%以下からなる群から選ばれる1種以上をさらに含有する、請求項に記載の耐サワーラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
The component composition further contains one or more selected from the group consisting of Cu: 0.50% or less, Ni: 1.00% or less, Cr: 0.50% or less, and V: 0.060% or less. The method for manufacturing a welded steel pipe for sour line pipe according to claim 1 .
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