JPH01111839A - Austenitic alloy having high corrosion resistance in environment where hydrogen sulfide is present - Google Patents

Austenitic alloy having high corrosion resistance in environment where hydrogen sulfide is present

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JPH01111839A
JPH01111839A JP26821687A JP26821687A JPH01111839A JP H01111839 A JPH01111839 A JP H01111839A JP 26821687 A JP26821687 A JP 26821687A JP 26821687 A JP26821687 A JP 26821687A JP H01111839 A JPH01111839 A JP H01111839A
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JP
Japan
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less
environment
pitting corrosion
corrosion resistance
present
Prior art date
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Application number
JP26821687A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Ogawa
小川 洋之
Akihiro Miyasaka
明博 宮坂
Kozo Denpo
伝宝 幸三
Hidehiro Yasuda
英洋 保田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obain the material for an oil cell having excellent corrosion cracking resistance and corrosion resistance in the environment where H2S, CO2 and Cl<-> are present by using an austenitic alloy contg. specific ratios of Cr, Ni and Mo as the tube material for an oil cell. CONSTITUTION:As the material for an oil cell tube used in the manufacture of petroleum, natural gas, etc., the austenitic alloy having the compsn. contg., by weight, <0.03% C, 0.02-1.0% Si, 0.02-1.0% Mn, 19-26% Cr, 40-65% Ni, 5-20% Mo, 0.05-0.3% Nb, <0.03% P and <0.01% S, or furthermore contg. one or two kinds among <2% Cu, <1.5% Sn and <0.15% Sb with the balance Fe and satisfying the following two formulas among the contents of Cr, Ni and Mo: Cr+2Ni+1.5Mo>=135 and Ni+16>=1.5(Cr+Mo) is used. The tube for an oil cell having excellent corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance at the temp. of <=250 deg.C in the environment of an oil cell and gaseous cell where H2S, CO2 and Cl<-> are present can be manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は石油、天然ガスを生産する際に使用される油井
用管または、これらを搬送するために使用されるライン
パイプ用のオーステナイト合金に係り、特に、++2S
、[02,C父−が存在する250℃以下の環境で耐孔
食性を任するオーステナイト合金に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an austenite alloy for oil well pipes used in the production of oil and natural gas, or line pipes used to transport these. Person in charge, especially ++2S
This invention relates to an austenitic alloy that has pitting corrosion resistance in an environment of 250° C. or lower in the presence of [02,C].

(従来の技術) 石油または天然ガスを産出する油井・ガス井の中には、
サワー油井またはサワーカス井と呼ばれる石油または天
然ガスに硫化水素を混入して産出する井戸が多数存在す
る。11゜Sの存在する高温高圧の環境では、Niを含
有したNi −Cr −Mo −Feオーステナイト合
金が高い耐食性を有することが知られている。例えば、
特開昭57−20714.9号公報に開示された技術は
使用環境の温度条件に対応して、耐応力腐食割れ性を付
与せしめるために、有効成分(Ni、 Cr、 Mo、
 W)の範囲を設定し、さらに、Cu、 (:oを添加
して耐食性を高めた上に、N、Nb。
(Conventional technology) Some oil and gas wells that produce oil or natural gas include
There are many wells called sour oil wells or sour gas wells that produce oil or natural gas mixed with hydrogen sulfide. It is known that a Ni-Cr-Mo-Fe austenitic alloy containing Ni has high corrosion resistance in a high temperature and high pressure environment where 11°S exists. for example,
The technology disclosed in JP-A No. 57-20714.9 uses active ingredients (Ni, Cr, Mo,
The range of W) is set, and furthermore, Cu, (:o) is added to improve corrosion resistance, and N and Nb are added.

■を添加して析出硬化により高強度化を行なったことを
特徴とする合金が開示されている。
An alloy is disclosed in which the strength is increased by precipitation hardening by adding (1).

また、特開昭57−203739号公報に開示された技
術は、特開昭57−207149号公報に開示された技
術と同様に、耐応力腐食割れ性を付与せしめるために、
有効成分(Ni、 Cr、 Mo、 W)の範囲を設定
し、さらに、Cu、 Croを添加して耐食性を高めた
一トに、八l、 Nb、 Ti、 Ta、 Lr、 V
を添加して、析出硬化により高強度化を行なったことを
特徴とする合金が開示されている。
In addition, the technique disclosed in JP-A-57-203739, similar to the technique disclosed in JP-A-57-207149, provides stress corrosion cracking resistance.
In addition to setting the range of active ingredients (Ni, Cr, Mo, W) and adding Cu and Cro to improve corrosion resistance, we have added 8 L, Nb, Ti, Ta, Lr, and V.
An alloy is disclosed in which the strength of the alloy is increased by precipitation hardening.

(発明が解決しようとする問題点) 11□Sの存在する油井・ガス井の環境条件は、金属材
料の使用環境としては非常に苛酷である。これらの井戸
の環境は、種々の温度、硫化水素分圧を示し、それぞれ
の環境に対応して耐食性の高い油井管の使用が必要であ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) The environmental conditions of oil and gas wells where 11□S exists are extremely harsh environments in which metal materials are used. The environments of these wells exhibit various temperatures and hydrogen sulfide partial pressures, and it is necessary to use oil country tubular goods with high corrosion resistance in accordance with each environment.

一方、耐食性を油井管に付与せしめるためには、種々の
合金の添加が必要であるが、環境から要求される必要成
分量より多量の合金成分を含有する合金を使用すること
は、油井管のコストを高くして、実用性を低める。
On the other hand, in order to impart corrosion resistance to OCTG, it is necessary to add various alloys, but using an alloy containing a larger amount of alloying components than the required amount required by the environment may cause damage to OCTG. Increase cost and reduce practicality.

本発明は、11□S、CO2,CQ−の存在する油井、
ガス井の250℃以下の環境温度に対応して、優れた耐
応力腐食割わ性と耐孔食性を備えたオーステナイト合金
を提供することを目的としている。
The present invention provides an oil well in which 11□S, CO2, CQ- exists,
The purpose of the present invention is to provide an austenitic alloy that has excellent stress corrosion cracking resistance and pitting corrosion resistance, and is compatible with the environmental temperature of 250° C. or lower in gas wells.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記環境において不働態を形成しつるように
基本成分を構成する。しかし、通常の1125を含有す
る油井・ガス井環境は、C’l−イオンを含有するため
に、孔食、応力腐食割れ等の局部腐食を発生する。合金
が上記11□S環境で使用されるためには、応力腐食割
れの発生を抑制することが必要であるが、本発明者等の
研究結果では、合金に局部腐食を発生する限界環境条件
下においては、応力腐食割れは、孔食を起点として発生
することがわかった。すなわち、第1図の概念図で示し
たように、局部腐食を発生する環境の中で、最初に発生
する腐食形態は孔食である。このため、孔食の発生を抑
制することにより、実効的に応力腐食割わの発生を抑制
しうる。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, the basic components are configured to form a passive state and remain stable in the above environment. However, oil and gas well environments containing ordinary 1125 cause localized corrosion such as pitting corrosion and stress corrosion cracking because they contain C'l- ions. In order for the alloy to be used in the above 11□S environment, it is necessary to suppress the occurrence of stress corrosion cracking, but the research results of the present inventors have shown that the critical environmental conditions that cause local corrosion in the alloy are It was found that stress corrosion cracking occurs starting from pitting corrosion. That is, as shown in the conceptual diagram of FIG. 1, the first form of corrosion that occurs in an environment where local corrosion occurs is pitting corrosion. Therefore, by suppressing the occurrence of pitting corrosion, it is possible to effectively suppress the occurrence of stress corrosion cracking.

孔食が発生する条件は、合金の孔食電位が、環境条件で
きまる自然電位、すなわち、合金か環境中におかれたと
きに示す初期の浸漬電位より卑であることである。
The condition for pitting corrosion to occur is that the pitting potential of the alloy is less noble than the natural potential determined by the environmental conditions, that is, the initial immersion potential that the alloy exhibits when placed in the environment.

通常、サワー環境における合金の初期浸漬電位は、lI
25の酸化還元電位にはメ等しく、環境中の1125分
圧が、散気圧から数lθ気圧の間では、112S分圧、
温度が変化しても、はY−300〜−350mVvs 
SGE (Saturated Calomel El
ectrode、飽和壮大電極)である。
Typically, the initial immersion potential of an alloy in a sour environment is lI
The oxidation-reduction potential of 25 is equivalent to 1125 partial pressure in the environment, but between diffuse pressure and several lθ atmospheres, 112S partial pressure,
Even if the temperature changes, Y-300 to -350mV vs.
SGE (Saturated Calomel El
ectrode, saturated grand electrode).

従って、環境条件(lr2S分圧、温度)によってきま
る初期浸漬電位は−300mV vs S(:Eとして
、各環境条件に合金がおかれたとき、その環境における
合金の孔食発生電位が−300[11V VS SCE
より責となるように、合金成分が設定されていれば、孔
食な発生しない。
Therefore, the initial immersion potential determined by the environmental conditions (lr2S partial pressure, temperature) is -300mV vs. 11V VS SCE
If the alloy components are set to be more responsible, pitting corrosion will not occur.

次に、合金は不可避不純物として、C,Nを含有してい
る。全屈組織に固溶しうるC含有量およびN含有量に相
当する以上のC,Nは、粒界に析出してOr、 Moと
炭窒化物を形成し、粒界にOr、 M。
Next, the alloy contains C and N as inevitable impurities. C and N in an amount corresponding to the C content and N content that can be dissolved in the total bending structure precipitate at the grain boundaries to form carbonitrides with Or and Mo, and Or and M at the grain boundaries.

の欠乏層を形成する。このため、Cr、 Moの欠乏部
分に孔食な発生する。(:r、 Moの欠乏層の形成を
抑制するためには、(:r、 Moより強力な炭窒化物
形成元素を添加することが必要である。この目的で本発
明においては、Nbが添加される。しかし、Nbは多量
に添加されると、Nb−Fe−C系の低融点化合物を形
成するために、熱間加工時において、溶融部分が破断す
ることにより、熱間割れを発生する。従って、Nb添加
量は熱間加工性の低下を抑制するために添加量が制限さ
れる。
form a deficient layer. For this reason, pitting corrosion occurs in areas deficient in Cr and Mo. (:r, In order to suppress the formation of a Mo-depleted layer, it is necessary to add a carbonitride-forming element that is stronger than (:r, Mo.) For this purpose, in the present invention, Nb is added. However, when a large amount of Nb is added, it forms a low melting point Nb-Fe-C compound, which causes the molten part to break during hot working, resulting in hot cracking. Therefore, the amount of Nb added is limited in order to suppress the deterioration of hot workability.

さらに、112Sの存在する環境においては、オーステ
ナイト組織凝固時に形成される微細なフェライト組織(
δ−フェライト)は、相対的に耐孔食性が低く、孔食の
起点になる。このため、δ−フェライトの形成を抑制す
ることが必要である。
Furthermore, in an environment where 112S exists, a fine ferrite structure (
δ-ferrite) has relatively low pitting corrosion resistance and becomes the starting point of pitting corrosion. Therefore, it is necessary to suppress the formation of δ-ferrite.

また、油井管は、その使用形態において、石油等の生産
を円滑ならしめるために、アシダイジングと称せられる
、濃厚な酸を注入して、油層の一部を溶解する処理を行
なうことがある。このため濃厚な酸に対して耐食性を高
めるために、本発明においては(:u、 Sn、 Sb
の添加を行なう。
Furthermore, in order to smooth the production of oil and the like, oil country tubular goods are sometimes subjected to a process called acidizing, in which concentrated acid is injected to dissolve a portion of the oil layer. Therefore, in order to improve the corrosion resistance against concentrated acids, in the present invention, (:u, Sn, Sb
Addition of

以上に述べた知見に基づいて、本発明の要旨は、以下の
通りである。
Based on the knowledge described above, the gist of the present invention is as follows.

すなわち1重量tで、C: 0.03%以下、Si:0
.02〜1.OL Mn : 0.02〜1.0%i、
 Cr : 19〜26%i未満、Ni : 40〜6
5を未満、Mo:2.5〜20’4未満、Nb: 0.
03〜0.3を未満、S : 0.O+96以下、p 
: o、o:+*以下、またはこれに必要に応じて、C
u:  296以下、 Sn:  0.15!に以下、
 Sb:  0.15!l;以下のうち1練または2種
を含有し、その他脱酸剤と不可避不純物、残部鉄よりな
り、かつ、下記の各式の条件を満足することを特徴とす
る、硫化水素の存在する環境で高い耐孔食性を有するオ
ーステナイト合金にある。
That is, at 1 weight t, C: 0.03% or less, Si: 0
.. 02-1. OL Mn: 0.02-1.0%i,
Cr: less than 19-26%i, Ni: 40-6
5, Mo: 2.5 to less than 20'4, Nb: 0.
03 to less than 0.3, S: 0. O+96 or less, p
: o, o:+* or below, or as necessary, C
u: 296 or less, Sn: 0.15! below,
Sb: 0.15! l: An environment in which hydrogen sulfide exists, which is characterized by containing one or two of the following, other deoxidizing agents, unavoidable impurities, and the balance iron, and satisfying the conditions of each of the following formulas: It is an austenitic alloy with high pitting corrosion resistance.

!1□Sの存在する環境において、環境温度Teが、T
eC250℃の場合、 Cr+ 2Ni + 1.5Mo > 135Ni+ 
16)  1.5 (Cr+ Mo)以下に本発明の詳
細について説明する。
! 1 In the environment where S exists, the environmental temperature Te is T
In the case of eC250℃, Cr+ 2Ni + 1.5Mo > 135Ni+
16) 1.5 (Cr+Mo) The details of the present invention will be explained below.

(作用) 第2図は、孔食発生電位、Vcと合金元素の関係を示し
ている。
(Function) FIG. 2 shows the relationship between the pitting corrosion occurrence potential, Vc, and alloying elements.

第2図においてEcが合金の初期浸漬電位で、Ecより
孔食発生電位が責であれば、孔食を発生しない。従って
、250℃以下の温度において必要とされる合金量は、
各温度に対応する孔食発生電位と合金元素量の関係を示
す直線Aと初期浸漬電位Ecとの交点を求めることで決
定することができる。
In FIG. 2, Ec is the initial immersion potential of the alloy, and if the potential for pitting corrosion is greater than Ec, pitting corrosion will not occur. Therefore, the amount of alloy required at temperatures below 250°C is
It can be determined by finding the intersection of the initial immersion potential Ec and a straight line A showing the relationship between the pitting corrosion occurrence potential and the amount of alloying elements corresponding to each temperature.

孔食発生電位は環境温度の上昇とともに卑になるので、
AとEcとの交点に対応するPの値、すなわち合金元素
量、より高いPの値となる合金元素量を含有していれば
、その環境温度より低い環境温度では孔食を発生しない
Since the potential for pitting corrosion becomes more base as the environmental temperature rises,
If it contains the value of P corresponding to the intersection of A and Ec, that is, the amount of alloying elements, which gives a higher value of P, pitting corrosion will not occur at an environmental temperature lower than that environmental temperature.

従って、環境温度が250℃以下では、P = Cr+
 2Ni  + 1.5Mo  2135を満足すれば
、孔食を発生しない。
Therefore, when the environmental temperature is below 250°C, P = Cr+
If 2Ni + 1.5Mo 2135 is satisfied, pitting corrosion will not occur.

第3図は、本発明の合金を600℃X60m1nの時効
を行なった後に、測定した孔食発生電位と時効しない状
態で測定した孔食発生電位との差ΔVc=焼鈍まSの合
金の孔食発生電位−時効後の合金の孔食発生電位 とNb/ (C+0.8 N )の関係を示している。
Figure 3 shows the difference between the pitting corrosion occurrence potential measured after aging the alloy of the present invention at 600°C x 60 ml and the pitting corrosion occurrence potential measured without aging. It shows the relationship between the pitting corrosion occurrence potential of the alloy after aging and Nb/(C+0.8 N).

第3図の結果から、孔食発生電位の値は通常10mV 
(±5mV) vs SCEのばらつきは存在するので
、Nb/ (C+0.8N)が2以上であわば、Nb添
加によって、耐孔食性の劣化は抑制しつる。
From the results shown in Figure 3, the value of the potential for pitting corrosion is usually 10 mV.
(±5 mV) vs. SCE exists, so if Nb/(C+0.8N) is 2 or more, the deterioration of pitting corrosion resistance can be suppressed by adding Nb.

次に、第4図は、Nbを添加した場合のNb含有量と熱
間加工性の劣化の関係を示している。熱間押出、圧延等
により、油井管を造管するとき、グリ−プル試験の断面
絞り値が80tを越えていれば、造管するために必要な
熱間加工性を保有している。従って、第4図から、Nb
含有量が0.3*を越えなければ、熱間加工性は劣化し
ない。
Next, FIG. 4 shows the relationship between Nb content and deterioration of hot workability when Nb is added. When producing oil country tubular goods by hot extrusion, rolling, etc., if the cross-sectional area of area in the Grieple test exceeds 80t, the product has the hot workability necessary for pipe production. Therefore, from Fig. 4, it can be seen that Nb
If the content does not exceed 0.3*, hot workability will not deteriorate.

第5図は、微細なδ−フェライトの析出による耐孔食性
の劣化を抑制するために、(Cr+ Mo)含有量に対
して必要なNi添加量の関係を示している。
FIG. 5 shows the relationship between the (Cr+Mo) content and the necessary Ni addition amount in order to suppress the deterioration of pitting corrosion resistance due to the precipitation of fine δ-ferrite.

第5図から、Ni添加量と(Cr+Mo)含有量の関係
は、 Ni+ 16)  1.5 (Cr+Mo)である。
From FIG. 5, the relationship between the Ni addition amount and the (Cr+Mo) content is Ni+ 16) 1.5 (Cr+Mo).

次に、各成分限定の理由を以下に示す。Next, the reasons for limiting each component are shown below.

C:粒界に炭化物を析出して、((:r、 Mo)欠乏
層を形成するために、孔食の起点となる。本発明では、
Cr、 MoよりCに対して炭化物を優先的に形成する
Nbを添加しているか、過剰のCはNb炭化物以外に、
(Cr、 Mo)炭化物を形成する可能性があるので、
0.03%を限界として、製造時に低減する。
C: Precipitates carbides at grain boundaries and forms a ((:r, Mo)-depleted layer, which becomes the starting point of pitting corrosion. In the present invention,
Either Nb, which forms carbides preferentially to C over Cr or Mo, is added, or excessive C forms other than Nb carbides.
(Cr, Mo) Since there is a possibility of forming carbides,
It is reduced during manufacturing to a limit of 0.03%.

Si : Siは脱酸成分として必要であるが、0.0
2’4未満では効果が低い。また、1%超では脱酸効果
が飽和するので、添加量は0.02!に以上、1零以下
とした。
Si: Si is necessary as a deoxidizing component, but 0.0
If it is less than 2'4, the effect is low. Also, if it exceeds 1%, the deoxidizing effect will be saturated, so the amount added should be 0.02! , and 1 or less.

Mn:脱酸剤として添加される。0.02!4未満では
効果が低く、1’<Hでは脱酸効果が飽和するので、0
.02%以上、1を以下とした。
Mn: Added as a deoxidizing agent. If it is less than 0.02!4, the effect will be low, and if 1'<H, the deoxidizing effect will be saturated;
.. 02% or more, and 1 or less.

Cr二金合金不働態皮膜を形成して耐孔食性を付与せし
める主要成分の一つで、第2図のP値において、孔食発
生電位とPの関係を成立せしめるCr含有量の下限は1
996である。また、2696以上添加されると、P値
に対するCrの貢献度は減少しくCrの係数値は1より
小さくなる)、耐孔食性に対する効果は飽和する。一方
、第5図に示されるδ−フェライトを形成させないため
に必要な(Cr+Mo)含有量に対するNi含有量はC
r含有量に対して変化せず、従って、過剰のCr添加は
、同時にNi添加量を増加せしめることになる。このた
め、Cr含有量は19%以上、26を未満とした。
Cr is one of the main components that forms a dimetal alloy passive film and imparts pitting corrosion resistance.In the P value shown in Figure 2, the lower limit of the Cr content that establishes the relationship between the pitting corrosion occurrence potential and P is 1.
It is 996. Furthermore, when 2696 or more is added, the contribution of Cr to the P value decreases and the coefficient value of Cr becomes smaller than 1), and the effect on pitting corrosion resistance is saturated. On the other hand, the Ni content relative to the (Cr+Mo) content required to prevent the formation of δ-ferrite shown in FIG.
It does not change with respect to r content, therefore, excessive addition of Cr will simultaneously increase the amount of Ni added. Therefore, the Cr content was set to 19% or more and less than 26%.

Ni、 Mo: H2Sの存在する環境ではC「ととも
に、不働態皮膜を形成し、合金に耐孔食性を付与する。
Ni, Mo: In an environment where H2S exists, together with C, they form a passive film, imparting pitting corrosion resistance to the alloy.

Ni含有量の上下限は、第2図の孔食発生電位とP値の
関係を成立せしめる環境温度および第5図の関係によっ
て、(Cr+Mo)含有量に対応して変化する。
The upper and lower limits of the Ni content change in accordance with the (Cr+Mo) content depending on the environmental temperature that establishes the relationship between the pitting corrosion occurrence potential and the P value shown in FIG. 2 and the relationship shown in FIG.

また、MOは環境温度に対応して下限および上限がきま
る。従って、Ni、 Moは環境温度に対応して、成分
量が限定される。
Furthermore, the lower limit and upper limit of MO are determined depending on the environmental temperature. Therefore, the amounts of Ni and Mo are limited depending on the environmental temperature.

環境温度=250℃以下の場合 第2図のP値において、孔食発生電位とP値の関係を成
立せしめるMoの下限は596である。また、20を以
上添加されると、P値に対する貢献度は減少しくMoの
係数値は1.5より小さくなる)、耐孔食性に対する効
果は飽和する。このため、Mo含有、!i1は5主以上
、20を未満とした。
In the P value shown in FIG. 2 when the environmental temperature is 250° C. or less, the lower limit of Mo that establishes the relationship between the pitting corrosion generation potential and the P value is 596. Furthermore, when Mo is added in an amount of 20 or more, the contribution to the P value decreases and the coefficient value of Mo becomes smaller than 1.5), and the effect on pitting corrosion resistance is saturated. For this reason, Mo content! i1 was set to be 5 or more and less than 20.

第2図のP値を成立せしめる間合有量の下限は40*で
ある。また、65*以上添加されるとP値に対する貢献
度が減少し、Ni添加の効果が飽和する値が65*であ
る。これから、下限は40t、上限は65%未満である
The lower limit of the availability that makes the P value of FIG. 2 hold is 40*. Furthermore, if Ni is added over 65*, the contribution to the P value decreases, and the value at which the effect of Ni addition is saturated is 65*. From this, the lower limit is 40t and the upper limit is less than 65%.

Nb:第3図は孔食発生電位におよぼすNb添加の効果
により、 Nb、’ (c +o、a N ) > 2また、第4
図に示した熱間加工性の劣化に基づく制限により、Nb
含イTfftの上限は0.鴎である。さらに、本発明に
おいて、0.03%未満のNbの添加は、C,N含有量
において、炭窒化物の形成か認められない。このため、
下限は0.03!l);とした。
Nb: Figure 3 shows that due to the effect of Nb addition on the pitting corrosion potential, Nb,' (c + o, a N ) > 2 and the fourth
Due to the restriction based on the deterioration of hot workability shown in the figure, Nb
The upper limit of Tfft is 0. It's a seagull. Further, in the present invention, when less than 0.03% of Nb is added, the formation of carbonitrides is not observed in the C and N contents. For this reason,
The lower limit is 0.03! l);

Go、 Sn、 Sb:これらの1種または2種を添加
することにより、本発明合金の濃厚な酸に対する耐食性
が改簿されることが認められた。しかし、その効果は、
Cu: 2T、 、 Sn: 0.15% 、 Sb:
 0.15%以上添加すると飽和するので、それぞれの
上限を、Cu: 296. Sn: 0.15!k 、
 Sb: 0.+5!l;とした。
Go, Sn, Sb: It was found that the corrosion resistance of the alloy of the present invention against concentrated acids was improved by adding one or two of these. However, the effect is
Cu: 2T, Sn: 0.15%, Sb:
Since the addition of 0.15% or more will result in saturation, the upper limit of each is set to Cu: 296. Sn: 0.15! k,
Sb: 0. +5! l;

この他に、不可避不純物としてのP、Sは、それぞれ耐
孔食性を劣化せしめるので、その上限をP : 0.0
3% 、 S : Q、01%とした。また、脱酸剤と
して、Ai O,1!に以下、 Ca O,03%以下
、必要に応じてLa O,196以下、 Mg 0.1
!に以下が添加される。さらに炭窒化物を形成せしめる
Nbの効果は、Ti。
In addition, P and S as unavoidable impurities each degrade pitting corrosion resistance, so the upper limit is set to P: 0.0.
3%, S:Q, 01%. In addition, as a deoxidizing agent, Ai O,1! Below, Ca O, 0.3% or less, La O, 196 or less as necessary, Mg 0.1
! The following will be added to: Furthermore, the effect of Nb on forming carbonitrides is similar to that of Ti.

Zr、 Vでも代替可能であるが巨大介在物を生成して
材質を劣化せしめる等の不都合が生ずるので、本発明に
は含めなかった。本発明の合金は、油井管として使用さ
れる場合には、強度を付与することが要求される。通常
、強度を付与する方法として、加工硬化、析出硬化、固
溶硬化等の方法が用いられるが、本発明では加工硬化に
より、強度を付与する。過大な加工硬化は耐孔食性を劣
化するが、30%までの冷間加工によっては耐孔食性は
劣化しないので、本発明では、最終焼鈍後に、30を以
下の冷間加工を行なう。
Although Zr and V can be substituted, they are not included in the present invention because they cause problems such as formation of giant inclusions and deterioration of the material. The alloy of the present invention is required to have strength when used as oil country tubular goods. Normally, methods such as work hardening, precipitation hardening, and solid solution hardening are used to impart strength, but in the present invention, strength is imparted by work hardening. Excessive work hardening deteriorates pitting corrosion resistance, but pitting corrosion resistance does not deteriorate by cold working up to 30%, so in the present invention, cold working of 30% or less is performed after final annealing.

(実施例) 第1表に実施例を示した。実施例の合金管は、製造法の
一例である真空溶解−熱間押出製管一溶体化一冷間加工
の工程により製造した。
(Example) Table 1 shows examples. The alloy tube of the example was manufactured by a process of vacuum melting, hot extrusion, solution formation, and cold working, which is an example of a manufacturing method.

熱間加工性はグリ−プル試験により評価したが、試験片
は鋳塊から加工した。耐孔食性は、製管後の製品管から
採取した試験片を用いて、分圧5気圧の11□Sガスと
平衡している2HNaCQ溶液中において、種々の温度
で孔食電位を測定することにより評価した。本発明は、
合金成分によって孔食発生電位が−300mV vs 
SCEに達する温度がきめられており、目標温度がα欄
、評価結果がX欄に示されている。
Hot workability was evaluated by the Gripple test, and test pieces were worked from ingots. Pitting corrosion resistance is determined by measuring the pitting corrosion potential at various temperatures in a 2HNaCQ solution that is in equilibrium with 11□S gas at a partial pressure of 5 atm using a test piece taken from a product pipe after pipe production. Evaluated by. The present invention
Depending on the alloy composition, the pitting corrosion potential is -300mV vs.
The temperature at which SCE is reached is determined, the target temperature is shown in the α column, and the evaluation result is shown in the X column.

また、熱間加工性の評価はグリ−プル試験の断面絞り値
で行なわれるが、目標値はすべての合金グループについ
て、80tが最低限界値であり、評価結果はY欄に示さ
れている。
Furthermore, hot workability is evaluated using the cross-sectional area of reduction in the Grieple test, and the target value is 80t, which is the lowest limit value for all alloy groups, and the evaluation results are shown in column Y.

(発明の効果) 本発明は、高温の!(2S環境において、優れた耐孔食
性を有する合金を提供することを可能にしたものであり
、産業の発展に貢献すること極めて大である。
(Effects of the Invention) The present invention provides high temperature! (This has made it possible to provide an alloy with excellent pitting corrosion resistance in a 2S environment, and will greatly contribute to the development of industry.)

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は合金に発生する腐食形態と環境条件の関係を示
す概念図、第2図は孔食発生電位(Vc)におよぼす環
境温度と合金元素量の影Δを示すグラフ、第3図は孔食
発生電位におよぼすNb添加の効果を示すグラフ、第4
図は1200℃における絞り値におよぼすNbの影響を
示すグラフ、第5図はδ−フェライトを起点とする孔食
発生におよぼす合金元素の影響を示すグラフである。
Figure 1 is a conceptual diagram showing the relationship between corrosion forms occurring in alloys and environmental conditions, Figure 2 is a graph showing the influence Δ of environmental temperature and alloying element content on pitting corrosion potential (Vc), and Figure 3 is Graph showing the effect of Nb addition on the pitting corrosion potential, 4th
The figure is a graph showing the effect of Nb on the aperture value at 1200°C, and FIG. 5 is a graph showing the effect of alloying elements on the occurrence of pitting corrosion starting from δ-ferrite.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)重量%で C:0.03%以下 Si:0.02%以上、1.0%以下 Mn:0.02%以上、1.0%以下 Cr:19%以上、26%未満 Ni:40%以上、65%未満 Mo:5%以上、20%未満 Nb:0.05%以上、0.3%未満 P:0.03%以下 S:0.01%以下 その他、脱酸剤等の不純物と残部鉄よりなり、かつ、下
記各式の条件を満足することを特徴とする、硫化水素の
存在する環境で高耐孔食性を有するオーステナイト合金
。 Cr+2Ni+1.5Mo≧135 Ni+16≧1.5(Cr+Mo)
(1) In weight% C: 0.03% or less Si: 0.02% or more, 1.0% or less Mn: 0.02% or more, 1.0% or less Cr: 19% or more, less than 26% Ni: 40% or more, less than 65% Mo: 5% or more, less than 20% Nb: 0.05% or more, less than 0.3% P: 0.03% or less S: 0.01% or less An austenitic alloy consisting of impurities and a balance of iron, and having high pitting corrosion resistance in an environment where hydrogen sulfide exists, which is characterized by satisfying the conditions of each formula below. Cr+2Ni+1.5Mo≧135 Ni+16≧1.5(Cr+Mo)
(2)重量%で C:0.03%以下 Si:0.02%以上、1.0%以下 Mn:0.02%以上、1.0%以下 Cr:19%以上、26%未満 Ni:40%以上、65%未満 Mo:5%以上、20%未満 Nb:0.05%以上、0.3%未満 P:0.03%以下 S:0.01%以下 さらに、Cu2%以下、Sn0.15%以下、Sb0.
15%以下のうち、1種または2種を添加し、その他、
脱酸剤等の不可避不純物と残部鉄よりなり、かつ、下記
各式の条件を満足することを特徴とする、硫化水素の存
在する環境で高耐孔食性を有するオーステナイト合金。 Cr+2Ni+1.5Mo≧135 Ni+16≧1.5(Cr+Mo)
(2) C: 0.03% or less Si: 0.02% or more, 1.0% or less Mn: 0.02% or more, 1.0% or less Cr: 19% or more, less than 26% Ni: 40% or more, less than 65% Mo: 5% or more, less than 20% Nb: 0.05% or more, less than 0.3% P: 0.03% or less S: 0.01% or less, Cu 2% or less, Sn0 .15% or less, Sb0.
Adding one or two of 15% or less, and
An austenite alloy having high pitting corrosion resistance in an environment where hydrogen sulfide is present, which is characterized by comprising unavoidable impurities such as deoxidizers and the remainder iron, and satisfying the conditions of the following formulas. Cr+2Ni+1.5Mo≧135 Ni+16≧1.5(Cr+Mo)
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57203740A (en) * 1981-06-11 1982-12-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Precipitation hardening alloy of high stress corrosion cracking resistance for high strength oil well pipe
JPS6077918A (en) * 1983-10-05 1985-05-02 Nippon Kokan Kk <Nkk> Manufacture of corrosion resistant alloy steel
JPS6199660A (en) * 1984-10-22 1986-05-17 Sumitomo Metal Ind Ltd High strength welded steel pipe for line pipe

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