JPH0250917A - スティ−ムインジェクション用鋼管の製造法 - 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〉 この発明は、十分な耐高温・高圧性能を郁１えると共に
経済的にも有利で、例えばオイルサンドからアスファル
トを回収する際に使用される蒸気吹込み管等として好適
なステイムインジェクション用鋼管の製造方法に関する
ものである。

〈従来技術とその課題〉 最近、原油採掘現場のオイルサンドからアスファルトを
回収するために地下のオイルサンド層へ高温・高圧の蒸
気を注入する方法が開発されたが、このとき吹き込まれ
る高温・高圧の蒸気は一般に３００〜３５０℃もの高温
であるため、ステイムインジェクション用鋼管として通
常成分鋼から成るものを適用したのでは強度が不足して
吹込め圧力に耐えることができなかった。そのため、上
記アスファルト回収用のステイムインジェクション用鋼
管には高温用の耐熱鋼（例えばステンレス鋼や高Ｎｉ合
金等）が適用されていたが、これらの鋼管は高価であっ
て経済的に十分満足できるものではなかったことから、
より有利な代替品の開発が強く望まれていた。

そこで、上記要求を満たすべく、合金成分としてＭＯと
■を添加し２００〜４５０°Ｃの中温域における高強度
化を図った蒸気輸送用鋼管が提案された（特公昭６０−
２７７３１号）。即ち、この蒸気輸送用鋼管は、Ｍｏと
■を添加することによって炭化物等を形成させ、その炭
化物等の析出硬化により中温域の強度を高めたものであ
る。

しかしながら、上記提案になる蒸気輸送用鋼管は、合金
成分として非常に高価なＭｏを添加しているため経済上
の改善の余地は依然として残るものであり、また、マン
ネスマン式製管方法等を適用して継目無鋼管とする際に
問題となる“中力ブレ′”や“外力ブレ″′と言った管
材不良の発生に対しては何らの配慮もなされておらず、
これらの点から決して実用的であると言えるものではな
かった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上述のような観点から、高圧蒸気の輸送に十
分耐え得る耐高温・高圧性能を備え、かつ“中力ブレ”
や°′外カブレ”等の管材不良のないスティームインシ
ェクション用継目無鋼管を安価に提供すべくなされたも
のであり、 ｒｃ：ｏ、ｓｏ〜１．５０％（以降、成分割合を表わず
％は重量％とする） Ｓｉ　：　０．０１〜０．５０％、　　Ｍｎ　：　０．
５０〜１．５０％。

Ｐ　：　０．０２５以下、　　　　Ｓ：０．００８％以
下Ｃｒ　：　０．１０〜０．３０％、　　　Ｖ　：０．
０１〜０．１０％ｓｏ１　八Ｅ　　：　　０．０１〜０
．１０％　　　　　　Ｔｉ　　：　　０．０１〜０．０
５％を含み、残部が実質的にＦｅから成る鋼の丸ヒレノ
ドをマンネスマン式製管方法で継目無鋼管とした後、８
５０〜１０００℃に加熱してから焼入れし、続いて５０
０〜７００°Ｃで焼戻すことによって、高温・高圧の蒸
気に十分に耐え、かつ製管時に生じがちな“中力ブレ”
や″外力ブレ”等の管材不良もない低コストのスティー
ムインシェクション用鋼管を安定製造し得るようにした
点」に特徴を有している。

ここで、素材鋼の成分組成並びに製造条件を前記の如（
に限定した理由を、各構成要素の作用と共に詳細に説明
する。

八）素材鋼の成分組成 Ｃは鋼の強度確保上量も安価な成分であるが、本発明に
おいてはスティームインシェクション用鋼管の使用温度
である中温域での強度向上にも重要な役割を演じ、Ｃｒ
やＶ等の炭化物となって析出することで中温域強度の十
分な確保を保証する。

そして、上記作用による十分な効果を確保するためには
Ｃ含有量を０．０５％以上とする必要があるが、０．１
５％を超えて含有させると必要以上に強度が高くなるほ
か、溶接性をも阻害するようになることから、Ｃ含有量
は０．０５〜０．１５％と定めた。

Ｓｉ Ｓｉは脱酸上必要な元素であり、強度を高める作用もあ
るので０．０１％以上の含有量を確保することが必要で
あるが、０．５０％を超えて含有させると靭性及び溶接
性に悪影響を及ぼずことから、Ｓｉ含有量は０．０１〜
０．５０％と定めた。

Ｍｎ Ｍｎ成分には固溶強化及び焼入れ性向上を通じて鋼の強
度を高める作用があるので０．５０％以上含有させるこ
とが必要であるるが、その含有量か１．５０％を超える
と偏析を生じる傾向が出てくることから、Ｍｎ含有量は
０．５０〜１．５０％と定めた。

Ｐは鋼中に不可避的に随伴される不純物元素であり、靭
性に悪影響を与えるのでその含有量は極力低い方が好ま
しいが、鋼の低Ｐ化によるコスト上昇との兼ね合いでＰ
含有量の上限を０．０２５％と定めた。

Ｓも鋼中に不可避的に随伴される不純物元素であって、
やはり靭性に悪影響を与えるほか、本発明におけるよう
にマンネスマン方式の製管方法を適用する場合には鋼中
の硫化物は゛中ガブレ”や゛外力ブレ”のような管材不
良の原因となるので、Ｓ含有量はできるだけ低く抑える
ことが望ましい。

そして、Ｓ含有量が特に０．００８％を超えた場合に上
記悪影響が目立つようになることから、Ｓ含有量の上限
を０．００８％と定めた。

Ｃｒは中温域での十分な鋼材強度を確保する上で必要な
成分であり、該強度上昇に係わるクロム炭化物を“鋼管
の使用温度である３００〜３５０°Ｃ”にて強度上昇に
一番効果のある析出形態で析出させるためにはＣｒ含有
量：０．１０％以上を確保する必要があるが、０．３０
％を超えて含有させても強度上昇効果が飽和するのみな
らす、経済的にも好ましくないことから、Ｃｒ含有量は
ｏ、　ｉｏ〜０．３０％と定めた。

■ ■は、Ｃｒと同様に中温域での十分な鋼材強度を確保す
る上で必要な成分であるが、その含有量が０．０１％未
満では強度上昇効果が十分ではなく、方０．１０％を超
えて含有させると靭性に悪影響を及ぼすようになること
から、■含有量は０．０１〜０．１０％と定めた。

Ｔｉ Ｔｉば析出強化作用を有していて鋼材の強度上昇に寄与
する元素であるが、本発明においては該強度上昇効果よ
りもむしろ「中力フレや外力ブレ等の管材不良原因とな
るＮを固定して鋼材組織を細粒化する」と言うＴｉの別
の作用に注目して添加した。しかし、その含有量が０．
０１％未満であると上記作用による所望の効果が十分で
なく、一方０．０５％を超えて含有させると靭性面で好
ましくないことから、Ｔｉ含有量は０．０１〜０．０５
％と定めた。

ｓｏｌ　駐 ｓｏｌ、Ａρは鋼の脱酸上必要不可欠な元素であり、ま
たＮを固定し鋼材組織を細粒化する作用もあるために添
加したが、その含有量が０．０１％未満では添加効果が
十分でなく、一方０．１０％を超えて含有させるとＡ［
２０３系介在物が多くなって鋼の清浄度を損なうように
なることに加え、靭性上も好ましくないことから、ｓｏ
ｆ、ＡＮ含有量は０．０１〜０．１０％と定めた。

なお、その他の不純物元素量は特に限定されるものでは
なく、例えばＮや○については通常の範囲、つまり○の
場合には０．０１００％以下、Ｎの場合には０．０１５
０％以下で良い。

Ｂ）製造条件 素材鋼の溶製には通常の転炉溶製を適用すれば良く、本
発明の１つの特徴である「低硫化」については溶銑予備
処理やＡＯＤ等の手段を用いた精錬を適用しても良い。

そして、溶製された鋼は連続鋳造機にて丸ビレットに鋳
込んでも良いし、角ビレットを分塊圧延して丸ビレット
としても差し支えない。

このようにして準備された丸ビレットは、必要に応じて
手入れを施し、マンネスマン式製管方法で継目無鋼管と
される。

さて、製管後の継目無鋼管は焼入れ・焼戻し処理される
が、焼入れ時の加熱は８５０〜１０００°Ｃとされる。

なぜなら、該加熱温度が８５０°Ｃ未満であるとフェラ
イト相が残る可能性があり、方、１０００℃を超える温
度に加熱すると結晶粒が粗大化して好ましくないためで
ある。

また、焼入れは薄肉材については外面のみの焼入れで良
いが、肉厚が２５鰭を超えるような厚肉材については内
外面とも焼入れした方が好ましい。

焼戻しについては、焼戻し温度が５００°Ｃ未満では強
度が高くなりすぎて靭性が著しく低下し、一方、焼戻し
温度が７００°Ｃを超えるとオーステナイト相が析出し
て強度が不安定となるので、焼戻し温度は５００〜７０
０℃と限定した。

続いて、本発明を実施例によって具体的に説明する。

〈実施例〉 まず、第１表に示される各成分組成の鋼を転炉にて溶製
し、連続鋳造して丸ビレットとした後、次の工程で継目
無鋼管（１５，９〜２３．８１１厚）を製造した。

加熱炉→第１ピアサー→第２ピアザ →マンドレルミル→サイザ 続いて、得られた継目無鋼管を９２０°Ｃで焼入れし、
５００〜７００°Ｃで焼戻しだ。なお、焼入れは外面焼
入れのみを施した。

このようにして製造された鋼管から試験片を切り出し、
種々温度での降伏強度及び引張強さを調査した結果を第
１乃至４図に示すと共に、製管状況の調査結果を第２表
に示した。

第２図に示される結果からも明らかなように、本発明に
係る鋼管は室温の引張強さと同等の引張強さが３５０°
Ｃでも得られており、効果なＭｏを添加した比較材に比
べ安価にして同等の性能が得られることが分かる。

また、第３Ｍに示されるように、本発明の方法を適用す
ると、特にスティームインジェクション用鋼管としての
使用温度：３００〜３５０℃で極めて高い引張強さを示
す鋼管を得られることも明らかである。更に、第４図か
らは５００〜７００°Ｃで焼戻したとしても「引張強さ
≧５６．２ｋｇｆ／ｍｎ１Ｊ「降伏強度≧４５．７ｋｇ
ｆ／ｍＡ　Ｊの結果を得られることが分かる。

そして、第２表に示す結果からは、本発明に係る方法に
よると管材不良がなく、中力ブレや外力ブレの発生も少
ない十分実用に耐えられるステイムインジェクション用
鋼管を安定製造し得ることが明らかである。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、十分な耐高温
・高圧性能を備えた安価なスティームインジェクション
用鋼管を作業性良（量産することか可能となるなど、産
業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る鋼管と比較鋼管に関し、室温で
の降伏強度と３５０℃での降伏強度の調査結果を示すグ
ラフである。 第２図は、本発明に係る鋼管と比較鋼管に関し、室温で
の引張強さと３５０℃での引張強さの調査結果を示すグ
ラフである。 第３図は、本発明に係る鋼管に関し、各種引張試験温度
に対する引張強さ及び降伏強度の関係を示すグラフであ
る。 第４図は、本発明に係る鋼管に関し、各種焼戻し温度に
対する引張強さ及び降伏強度の関係を示すグラフである
。 第３図 引張試験温度（”ｃ） 焼戻し温度（”Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量割合にて Ｃ：０．５０〜１．５０％、Ｓｉ：０．０１〜０．５０
   ％、Ｍｎ：０．５０〜１．５０％、Ｐ：０．０２５以下
   、Ｓ：０．００８％以下、Ｃｒ：０．１０〜０．３０％
   、Ｖ：０．０１〜０．１０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１
   〜０．１０％、Ｔｉ：０．０１〜０．０５％ を含み、残部が実質的にＦｅから成る鋼の丸ビレットを
   マンネスマン式製管方法で継目無鋼管とした後、８５０
   〜１０００℃に加熱してから焼入れし、続いて５００〜
   ７００℃で焼戻すことを特徴とする、スティームインジ
   ェクション用鋼管の製造方法。