JPH01123026A - 二相ステンレス継目無鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、常温でフェライト相とオーステナイト相の二
相を呈する二相ステンレス継目無鋼管の製造方法に関す
る。

〈従来の技術〉 −ａに二相ステンレス鋼は、耐食性に優れた効果を発揮
するのみならず、強度、５性さらには溶接性などにおい
ても優れた性質を備えていることから、各種化学プラン
ト用の配管、地熱井管、油井管あるいはラインパイプな
どに使用されるようになってきた。このような二相ステ
ンレス継目無鋼管の製造法として、現在では、生産性や
歩留り向上の観点からマンネスマン−マンドレルミル方
式やマンネスマン−プラグミル方式が主流となっている
。

マンネスマン−マンドレルミル方式の場合、たとえば第
４図に示すように、丸鋼片ｌを回転炉床式の加熱炉２中
で加熱した後、マンネスマンピアサなどの穿孔圧延８！
３で穿孔して中空素管４とし、次にマンドレルミルなど
の延伸圧延ａ５でマンドレルバ−６を挿入した状態で減
肉して仕上圧延用素管８とし、さらにたとえばウオーキ
ングビーム式の再加熱炉９により再加熱した後、ストレ
ッチレデエーサのような絞り圧延機１０により外径を定
めあるいは外径を絞って小径とすることによって製造さ
れる。

再加熱炉９の温度は、通常９５０〜１０００℃程度に設
定されているため、ストレッチレデューサ１０での外径
絞り量により異なるが、圧延直後の仕上管１１の温度は
、９００℃前後まで低下する。圧延後の二相ステンレス
鋼管は、上記温度範囲で縮管加工を受けるため、Ｃｒ炭
窒化物の析出が促進され、なおかつ、Ｃｒが十分拡散さ
れる前に温度が低下してしまい、Ｃｒ欠乏域を含んだ状
態となる。したがって、優れた耐食性を得る目的で、従
来より次工程で例えば１０５０″Ｃ×２０分で再加熱し
たのち水冷するという条件での固溶化熱処理が施されて
いる。しかし、製造コスト低減の観点から見れば、この
熱処理プロセスは省略できることが望ましい。

このような高強度二相ステンレス鋼管の製造方法として
、例えば特開昭５９−１８２９１８号や特開昭６０−８
９５１９号などの公報に開示されているように、圧延加
工時の加熱温度および仕上温度を規定する方法が記載さ
れている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記の２つの公報の内容は、目的に若干
の違いはあるものの、いずれも加熱温度。

仕上温度の設定範囲が共に不十分であり、かつ縮管加工
量と仕上温度上下限値との関係も明確に規定されていな
いため、実際の製造ラインに通用することが困難であり
、したがって固溶化熱処理工程を省略するまでには至ら
ないのである。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであ
って、オンラインで固溶化熱処理を施すことにより熱間
加工後の状態で優れた耐食性を有する二相ステンレス鋼
管を製造する方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 発明者らは、従来より実施されている二相ステンレス鋼
管の固溶化熱処理工程を省略すべく鋭意研究を重ねた結
果、中間素管の再加熱からストレッチレデューサあるい
はサイプでの縮管・定径加工のプロセスにおいて、材料
の温度を最適範囲内におさめることが必要不可欠である
ことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させる
に至った。

すなわち、本発明は、常温でフェライト相とオーステナ
イト相の二相を呈する二相ステンレス鋼を、加熱後穿孔
圧延機で穿孔し、延伸圧延機で延伸加工を施したのち、
再加熱し絞り圧延機で絞り圧延を施す一連の工程によっ
て継目無鋼管を製造するに際し、再加熱後の縮管加工率
ｈ（％）と縮管加工後の材料温度Ｔ＋ｗ（℃）との関係
を、下記式９式％） として絞り圧延を行うことを特徴とする二相ステンレス
継目無鋼管の製造方法である。

く作　用〉 以下に、縮管加工後の材料温度の限定理由について具体
的に説明する。

■　上限値を１２５０’Ｃとすること：縮管加工後の材
料温度が１２５０℃を越えるべく再加熱すると、現状の
技術レベルでは、耐火レンガ。

耐熱材料等の寿命が急激に低下してしまい、かえってコ
ストアップになってしまうことから制限した。

■　下限値を９８０＋　２　ｐ、（’ｃ　）とすること
：縮管加工後の材料温度の下限値は、加工処理材料にお
けるσ相あるいはＣｒ炭窒化物の析出に伴う靭性・耐食
性の劣化および再結晶が不十分なことによる耐食性の劣
化防止を目的として設定する必要がある。

そこで、実験設備を用いて第１表に示す化学成分を有す
る二相ステンレス鋼の試料（直径：　１５ｍｍ×長さ：
　　２４０ｇ！１）を第２図に示すような加熱−加工−
冷却パターンで加工熱処理して、靭性および耐食性に及
ぼす加工ひずみ量と加工後材料温度の関係を調査した。

ここで、加熱部Ｋ　ｔ　＋は９８０〜１２５０℃とし、
加工ひずみは、単純引張り変形により与えた。これらの
試料を、冷却終了後において靭性および耐食性の試験を
行い、各試料の加工ひずみ量（％）と加工後材料温度子
ｚ（”ｃ）とで整理した結果を第３図に示した。

図中、０印は靭性・耐食性とも良好、Ｏ印は耐食性のみ
不良、・印は靭性・耐食性ともに不良であることを示す
。

図から明らかなように、二相ステンレス鋼の性能を十分
に発揮するために必要とされる加工後の限界材料温度は
、加工ひずみ量の増加に伴い上昇し、両者の間に体、は
ぼ直線関係が成り立つことがわかる。これは、主に、Ｃ
ｒ炭窒化物の析出量の多寡（加工ひずみ量）と加工後の
Ｃｒ拡散状況（加工後の材料温度）から決まるＣｒ欠乏
域の有無により説明される。

この第３図のデータは、実験室的に得られた結果である
が、マンネスマン−マンドレルミル方式あるいはプラグ
ミル方式にて製造する場合の縮管率ｈ（％）と良好な耐
食性を示すために必要とされる加工後限界材料温度？曽
（’Ｃ）との間にも、第１図に示すような特性が得られ
ることが確認された。

したがって、縮管加工後の限界材料温度Ｔｓ＋（’Ｃ）
と縮管率ＲＥ１　（％）との関係は、下記（１）式で返
信される。

Ｔｓ≧９８０＋２Ｒ，（’Ｃ）　　　　　−・−・・・
−−−−−・−・・−（１）このような限界材料温度１
１以上で縮管加工を終了させることにより、良好な靭性
、耐食性をともに有する二相ステンレス継目無鋼管を得
ることが可能である。なお、第１図の斜線内で縮管加工
を終わらせるようにすれば、その後の冷却は空冷、水冷
のいずれでも構わない。

〈実施例〉 第１表に示す化学成分と同一成分を有する二相ステンレ
ス鋼管を供試材として、第２表に示すような条件で、造
管を行った。なお、これらの供試材のピッティング・イ
ンデックス（Ｐｉｔｔｉｎｇ　Ｉｎｄｅｘ。

たとえばＣｒ＋ａＭｏ＋１６Ｎ）は３４以上とし、ｃｘ
／ｒバランスの良好な素材を供した。

これらの実施例と比較例の靭性と耐食性の評価を腐食試
験およびシャルピー試験による一３０°Ｃでの吸収エネ
ルギ試験とで行い、それらの結果を第２表に併せて示し
た。

耐食性試験は、耐孔食性と耐粒界腐食性の２種類とした
。耐孔食性試験は、ＡＳＴＭ　　Ｇ４８に準拠して１０
％ＦｅＣｌ１ｚ・６１１ｘＯｆｉｌ液（３０℃）中に２
４時間浸漬した後、ピット発生の有無を確認した。また
、耐粒界腐食性は、ＡＳＴＭ　　Ａ２６２に従い６５％
沸騰ＨＮＯａ溶液中での４８時間×５回の浸漬試験を行
い、１回当たりの平均腐食減量（ｇ／ｒｒｒ／ｈ）によ
り評価した。０．３ｇ／ｎｆ／ｈを基準値とし、それ以
下であればｉ界腐食の問題は無い、とみなした、また、
シャルピー試験による一３０℃での吸収エネルギによる
靭性の評価の値は、すべてフルサイズ（１０ｍａ＋　Ｘ
　１０ｍｍ　、　　２　ｍ　Ｖノツチ）での値に換算し
た。

供試材魔１〜８の比較例は、すべて加工後の材料温度が
本発明で規定されている下限値を割った場合であり、Ｃ
ｒ炭窒化物の析出により耐食性は不十分である。なお、
靭性に関しては、σ相の析出している供試材Ｎａ７以外
はまずまずの吸収エネルギ値を示している。

このような比較例に対し、本発明の条件を満たしている
供試材Ｎα９〜１８の本発明例は、いずれも優れた耐食
性、ｆＩＪ性を示している。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明例によれば、オンラインで
固溶化熱処理を施すことにより熱間加工後の状態で優れ
た靭性・耐食性を有する二相ステンレス継目無鋼管を製
造することが可能となるので、従来の固溶化熱処理工程
を省略することができ、二相ステンレス継目無鋼管製造
コストの著しい低下を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る縮管加工後材料温度と縮管率の
関係を示す特性図、第２図は、加工熱処理の加熱−加工
−冷却パターンを示す特性図、第３図は、二相ステンレ
ス鋼の靭性・耐食性に及ぼす加工ひずみ量と加工後材料
温度との関係を示す特性図、第４図は、マンネスマン−
マンドレルミル圧延プロセスを模式的に示す斜視図であ
る。 ｌ・・・丸鋼片、　　　　　　２・・・回転炉床式加熱
炉、３・・・ピアサ（穿孔圧延ｌ１ｌ）、　　４・・・
中空素管、５・・・マンドレルミル（延伸圧延ＩＩ）、
６・・・マンドレルバ−１７・・・カリバーロール、８
・・・仕上圧延用素管、　９・・・再加熱炉、１０・・
・ストレッチレデューサ（絞り圧延機）、１１・・・仕
上管。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第　　１　　図 縮管率　ＲＤ（％） 第　　２　　図 第　　３　図 加工ひずみ量　（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 常温でフェライト相とオーステナイト相の二相を呈する
   二相ステンレス鋼を、加熱後穿孔圧延機で穿孔し、延伸
   圧延機で延伸加工を施したのち、再加熱し絞り圧延機で
   絞り圧延を施す一連の工程によって継目無鋼管を製造す
   るに際し、再加熱後の縮管加工率Ｒ＿Ｄ（％）と縮管加
   工後の材料温度Ｔｍ（℃）との関係を、下記式 ９８０＋２Ｒ＿Ｄ≦Ｔｍ≦１２５０（℃） として絞り圧延を行うことを特徴とする二相ステンレス
   継目無鋼管の製造方法。