JPH0250941A - 耐炭酸ガス腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたステンレス鋼 - Google Patents
耐炭酸ガス腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたステンレス鋼Info
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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。
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］
本発明は降伏強度が］ｌ０Ｋｓｉ （７７，０Ｋ）Ｈ／
ｍｍ２）程度以下のエネルギー分野で使用される油井管
やラインパイプ、プラント用鋼として最適な耐炭酸カス
腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたステンレス調料に関
するものである。
ｍｍ２）程度以下のエネルギー分野で使用される油井管
やラインパイプ、プラント用鋼として最適な耐炭酸カス
腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたステンレス調料に関
するものである。
［従来の技術］
天然ガス開発用の油井管、ラインパイプ等ては、炭素鋼
、低合金鋼のものが用いられているが、近年開発が進む
につれて、Ｃ０２カスを多く含む天然ガスが採掘される
様になってきている。このＣ０２インジエクシヨン用の
鋼として耐食性か良好なＣｒ含有鋼が特公昭６３−１８
６６３号公報に開示されている。この技術はＣｒ添加と
肩添加により、耐炭酸カス腐食性の優れたラインパイプ
用鋼材の開発を図ったものである。
、低合金鋼のものが用いられているが、近年開発が進む
につれて、Ｃ０２カスを多く含む天然ガスが採掘される
様になってきている。このＣ０２インジエクシヨン用の
鋼として耐食性か良好なＣｒ含有鋼が特公昭６３−１８
６６３号公報に開示されている。この技術はＣｒ添加と
肩添加により、耐炭酸カス腐食性の優れたラインパイプ
用鋼材の開発を図ったものである。
しかしなから、この従来の鋼は、ｃｏ２カスインジェク
ション用として十分な特性を持っているか、天然カス開
発に使用する場合、不純物としてＣ０２や１Ｉ２８か混
入してくる事が多く、このため鋼中に水素侵入か起こり
、操業停止時に温度か２５°Ｃ付近に低下したときに、
残留水素と残留応力が原因で硫化物応力腐食割れか起る
事か知られる様になってきている。しかして酎ｃｏ２に
食性に優れ耐応力腐食割れ性の優れ、た鋼に関して従来
の技術ては全く対応か出来ていないのか実情てあった。
ション用として十分な特性を持っているか、天然カス開
発に使用する場合、不純物としてＣ０２や１Ｉ２８か混
入してくる事が多く、このため鋼中に水素侵入か起こり
、操業停止時に温度か２５°Ｃ付近に低下したときに、
残留水素と残留応力が原因で硫化物応力腐食割れか起る
事か知られる様になってきている。しかして酎ｃｏ２に
食性に優れ耐応力腐食割れ性の優れ、た鋼に関して従来
の技術ては全く対応か出来ていないのか実情てあった。
［発明か解決しようとする課題］
本発明者らは以上の様な実情から応力腐食割れ機構につ
いて詳細に検討を行った結果、硫化物応力腐食割れは、
従来の低合金耐サワーラインパイプに於て観察されたと
同様の延伸ＭｎＳクラスターか起点となるクラックか発
生し、２次的に粒界をクラックか伝播することを明らか
にした。
いて詳細に検討を行った結果、硫化物応力腐食割れは、
従来の低合金耐サワーラインパイプに於て観察されたと
同様の延伸ＭｎＳクラスターか起点となるクラックか発
生し、２次的に粒界をクラックか伝播することを明らか
にした。
その結果耐硫化物応力腐食割れ性を高めるには、延伸Ｍ
ｎＳの球状化か最も大切である事か解った。そして延伸
ＭｎＳの球状化によって、低コストて優れた耐Ｃ０２腐
食性を受けつぎ良好な耐応力腐食割れ性のある鋼の提供
が可能となった。
ｎＳの球状化か最も大切である事か解った。そして延伸
ＭｎＳの球状化によって、低コストて優れた耐Ｃ０２腐
食性を受けつぎ良好な耐応力腐食割れ性のある鋼の提供
が可能となった。
［課題を解決するだめの手段］
本発明は上述の問題点を有利に解決したものであり、そ
の要旨とするところは、 重量％で Ｃ・０．１５％以下 Ｓｉ ： ０．１〜１．０％ Ｍｎ ： ０．２〜２．０％ Ｃｒ： ５．０ ａ 〜９’Ｘ未満 Ｐ ： ０．０２％以下 Ｓ ： ０．０２％以下 Ａｕ： ０．０１〜０．０９％ Ｎ ： ０．００３〜０．３０χ を含有すると共に更に Ｃａ ： ０．００１〜０．０６％ ｌｒ： ０．００１〜０．０７％ Ｂａ： ０．００１〜０．０７％ を１種または２種以」二含み、さらに必要に応してＮｉ
：０．２ 〜２．５％ Ｍｏ：０．２ 〜１．５％ Ｖ ： ０．０２〜１．５χ Ｔｉ ： ０．００１ 〜０．２％Ｎｂ： Ｏ，
ｆ１２〜１．５％ を１種または２種以上含み、残部鉄及び不可避不純物か
ら成る１酎炭酸力ス腐食性と耐応力腐食割れ性の債れた
ステンレス鋼にある。
の要旨とするところは、 重量％で Ｃ・０．１５％以下 Ｓｉ ： ０．１〜１．０％ Ｍｎ ： ０．２〜２．０％ Ｃｒ： ５．０ ａ 〜９’Ｘ未満 Ｐ ： ０．０２％以下 Ｓ ： ０．０２％以下 Ａｕ： ０．０１〜０．０９％ Ｎ ： ０．００３〜０．３０χ を含有すると共に更に Ｃａ ： ０．００１〜０．０６％ ｌｒ： ０．００１〜０．０７％ Ｂａ： ０．００１〜０．０７％ を１種または２種以」二含み、さらに必要に応してＮｉ
：０．２ 〜２．５％ Ｍｏ：０．２ 〜１．５％ Ｖ ： ０．０２〜１．５χ Ｔｉ ： ０．００１ 〜０．２％Ｎｂ： Ｏ，
ｆ１２〜１．５％ を１種または２種以上含み、残部鉄及び不可避不純物か
ら成る１酎炭酸力ス腐食性と耐応力腐食割れ性の債れた
ステンレス鋼にある。
［作用］
降伏強度か１］０Ｋｓｉ（７７，０Ｋｇ／ｍｍ２）程度
以下のエネルギー分野て使用される油井管やラインパイ
プで耐応力腐食割れ性の優れた鋼か得られる様になった
。本発明は耐応力腐食割れ性に＠も効果的な対策法は、
延伸Ｍ ｎ Ｓクラスターの球状化であることを見出し
たものである。
以下のエネルギー分野て使用される油井管やラインパイ
プで耐応力腐食割れ性の優れた鋼か得られる様になった
。本発明は耐応力腐食割れ性に＠も効果的な対策法は、
延伸Ｍ ｎ Ｓクラスターの球状化であることを見出し
たものである。
次に本発明鋼の鋼成分の限定理由について述べる。以下
％はいずれも重量％である。
％はいずれも重量％である。
ＣＣは鋼の強度増加に対し有効である。しかし添加量を
０．１５％超とすると、焼入性か上昇し、強度か高くな
りずきて、靭性か低下する。したかってＣはｄ、］５５
％下とする。
０．１５％超とすると、焼入性か上昇し、強度か高くな
りずきて、靭性か低下する。したかってＣはｄ、］５５
％下とする。
Ｓｉ ： Ｓｉは脱酸のために添加する。しかし添加量
か０．１％未満ては効果かなく、添加量か１．０ｚ起て
は脱酸の効果は十分となるか靭性か劣化する。したかっ
てＳｉは０１〜１．０％とする。
か０．１％未満ては効果かなく、添加量か１．０ｚ起て
は脱酸の効果は十分となるか靭性か劣化する。したかっ
てＳｉは０１〜１．０％とする。
Ｍｎ：Ｍｎは靭性を向」−させるため疎、加する。しか
し添加量か０ 、２ ％未満ては靭性向」二に効果かな
く２．０ｚを超えると強度か上昇し、強度か高くなりす
ぎて靭性か低下する。したかってＭｎは０．２〜２０％
とする。
し添加量か０ 、２ ％未満ては靭性向」二に効果かな
く２．０ｚを超えると強度か上昇し、強度か高くなりす
ぎて靭性か低下する。したかってＭｎは０．２〜２０％
とする。
Ｇｒ：ＣｒはＣ０２腐食を低減させるに有効な元素であ
る。しかし本発明か対象にしているエネルキ分野である
温度１００°Ｃ９圧力１００気圧に於て良好な耐食性を
得るには添加量か５％以下では効果かなく、９％以上て
は添加量に見合う耐食性か得られない。したかってＣｒ
の添加量は５ｚ超〜９ｚ未満とする。
る。しかし本発明か対象にしているエネルキ分野である
温度１００°Ｃ９圧力１００気圧に於て良好な耐食性を
得るには添加量か５％以下では効果かなく、９％以上て
は添加量に見合う耐食性か得られない。したかってＣｒ
の添加量は５ｚ超〜９ｚ未満とする。
Ｐ：Ｐは鋼を脆化させる。鋳造時にスラブ板厚中心部に
凝縮し、延伸Ｍ ｎ Ｓと相俟って応力腐食割れの起点
になる元素である。０．０２％起ては耐応力腐食割れ性
か低下する。１ノたかって含有量は極力低い事か望まし
いか、応力腐食割れ性に影響の軽微な上限か０．０２％
である。したかってＰは０．０２％以下とする。
凝縮し、延伸Ｍ ｎ Ｓと相俟って応力腐食割れの起点
になる元素である。０．０２％起ては耐応力腐食割れ性
か低下する。１ノたかって含有量は極力低い事か望まし
いか、応力腐食割れ性に影響の軽微な上限か０．０２％
である。したかってＰは０．０２％以下とする。
ＳＯ３は鋼を脆化させる。通常の場合はＭｎＳとなって
応力腐食割れの起点となる。したかって介在物形態制御
元素の添加により球状化させることか必要となる。球状
化介在物が多量に存在すると鋼清浄度を下げかえって応
力腐食割れの起点となる。したかってＳ含有量は極力低
い事か望ましい。応力腐食割れ性に影響の軽微な上限か
０．０２％程匪である。したかってＳは０．０２Ｘ以下
とする。
応力腐食割れの起点となる。したかって介在物形態制御
元素の添加により球状化させることか必要となる。球状
化介在物が多量に存在すると鋼清浄度を下げかえって応
力腐食割れの起点となる。したかってＳ含有量は極力低
い事か望ましい。応力腐食割れ性に影響の軽微な上限か
０．０２％程匪である。したかってＳは０．０２Ｘ以下
とする。
Ａｌ・Ａｌは脱酸のために添加する。０．０１％未満て
は脱酸の効果かなく、０．０９％起ては脱酸効果は十分
となるか、鋼の清浄度を下げ、靭性低下、また応力腐食
割れ起点となる。したかってＡｌは０．０１〜０．０９
％とする。
は脱酸の効果かなく、０．０９％起ては脱酸効果は十分
となるか、鋼の清浄度を下げ、靭性低下、また応力腐食
割れ起点となる。したかってＡｌは０．０１〜０．０９
％とする。
Ｎ ＮはＣｒ鋼に於てはγループを広げる効果かあり、
また固溶効果によって強度を得る事か出来る。この効果
は０．００：１％未満てはない。一方０．３０％超の添
加は通常のプロセスでは容易に添加てきない。したかっ
てＮの添加量は０．ＧＯ３〜０．３０％とする。
また固溶効果によって強度を得る事か出来る。この効果
は０．００：１％未満てはない。一方０．３０％超の添
加は通常のプロセスでは容易に添加てきない。したかっ
てＮの添加量は０．ＧＯ３〜０．３０％とする。
更に介在物の球状化のためにＣａ、Ｚｒ、Ｂａを１種ま
たは２種以上添加する。
たは２種以上添加する。
Ｃａ・Ｃａは応力腐食割れの起点となる介在物の球状化
を図るために添加する。下限０００１％はＣａ婬加を行
りて介在物の球状化に効果が出初める添加量である。上
限０．０６％はこれを超える添加量ては球状化効果に有
効なＣａＭを越えるため、Ｃａ酸化物か形成され鋼の清
浄度を低下させかえって応力腐食割れの起点となってし
まい、かえって逆効果となる。したかってＣａは０．０
０１〜０．０６％とする。
を図るために添加する。下限０００１％はＣａ婬加を行
りて介在物の球状化に効果が出初める添加量である。上
限０．０６％はこれを超える添加量ては球状化効果に有
効なＣａＭを越えるため、Ｃａ酸化物か形成され鋼の清
浄度を低下させかえって応力腐食割れの起点となってし
まい、かえって逆効果となる。したかってＣａは０．０
０１〜０．０６％とする。
Ｚｒ：ＺｒはＣａと同様な効果かある。下限は０．００
１％、 上限はＴ１．０７％ トする。
１％、 上限はＴ１．０７％ トする。
Ｂａ：ＢａはＣａやＺｒと同様な効果かある。下限は０
．００１Ｌ上限は０．０７鬼とする。
．００１Ｌ上限は０．０７鬼とする。
以上のＣａ、Ｚｒ、Ｂａは１種または２種以上含有させ
て良い。
て良い。
Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ 、Ｔｉ、Ｎｂ これらの元素は任意
に１種または２種以上添加可能な元素である。炭化物形
成により強度上昇を図るために添加する。それぞれの添
加量下限未満ては効果に乏しく、上限を超えると巨大炭
化物を形成し靭性を損う。したかってＮｉ Ｏ，２〜２
．５Ｌ Ｍｏ Ｏ，２〜１．５Ｌ Ｖ Ｏ，０２〜１５
＊。
に１種または２種以上添加可能な元素である。炭化物形
成により強度上昇を図るために添加する。それぞれの添
加量下限未満ては効果に乏しく、上限を超えると巨大炭
化物を形成し靭性を損う。したかってＮｉ Ｏ，２〜２
．５Ｌ Ｍｏ Ｏ，２〜１．５Ｌ Ｖ Ｏ，０２〜１５
＊。
Ｔｊ ０．００１〜０．２！ｌ；、 Ｎｂ ０．０２〜
］、、５９６の添加範囲とする。なおこれらの元素は単
独添加した場合と複合添加した場合の差はないので、必
要強度によって１種または２種以上添加することが出来
る。
］、、５９６の添加範囲とする。なおこれらの元素は単
独添加した場合と複合添加した場合の差はないので、必
要強度によって１種または２種以上添加することが出来
る。
以下、本発明の実施例について述べる。
［実施例］
第１表に鋼組成、機械的性質、各種試験結果を示す。鋼
は溶解後板厚１５ｎ＋ＩＩ］に熱延した。熱延条件は１
２００℃に１時間加熱後仕上温度９５０℃て圧延を行い
、圧延後空冷を行い鋼板を得た。鋼板からは機械的性質
調査をＪＩＳＡ２号引張試験片を用いて実施した。腐食
試験は２種類を行うことにした。まず本発明鋼で対象と
なる＋１２５混入時の割れを見るために第１図に示ず試
片ｗ ： ２０ｍｍ、 ＩＩ ： ５０ｍｍ。
は溶解後板厚１５ｎ＋ＩＩ］に熱延した。熱延条件は１
２００℃に１時間加熱後仕上温度９５０℃て圧延を行い
、圧延後空冷を行い鋼板を得た。鋼板からは機械的性質
調査をＪＩＳＡ２号引張試験片を用いて実施した。腐食
試験は２種類を行うことにした。まず本発明鋼で対象と
なる＋１２５混入時の割れを見るために第１図に示ず試
片ｗ ： ２０ｍｍ、 ＩＩ ： ５０ｍｍ。
ｔ ： １０ｍｍを用いて、１（２Ｓ飽和−５９６Ｎａ
Ｃｆ１．−０．陽酸酸液（ＮＡＣＥｉ’（ｉ）による９
ｆｉｈ浸漬を行った。割わは板面に平行に出るのでυＳ
Ｔは板厚方向に探傷を行い、割れ面積を試片の面積で除
した値で％表示した。次にＣＯ２腐食試験は第１図に示
ず試片（Ｗ２０ｎ＋＋ｎ、 Ｋｌ ： ５０ｍｍ、
ｔ ： ５ｍｍ ）を用いて、オートクレーブにより行
った。試験条件は温度１００℃、Ｃ０２圧力１００気圧
、使用液は５’＜ＮａＣＬｌ液で３０日間浸漬し、腐食
前後の重量を測定し評価した。最後に耐応力腐食割れ性
試験は重重式定荷重負荷法により実施した。試片寸法は
Ｄ ； ６．３５ｍｍ、 １ ； ２５．４ｍｍであ
る。試験条件はＮＡＣＥ液を用い、降伏点の０．９０．
８．０．７の負荷応力て実施し、７２０ｈ後の破断、未
破断により判定した。以上の各種試験により本発明鋼は
、優れた特性を示す。
Ｃｆ１．−０．陽酸酸液（ＮＡＣＥｉ’（ｉ）による９
ｆｉｈ浸漬を行った。割わは板面に平行に出るのでυＳ
Ｔは板厚方向に探傷を行い、割れ面積を試片の面積で除
した値で％表示した。次にＣＯ２腐食試験は第１図に示
ず試片（Ｗ２０ｎ＋＋ｎ、 Ｋｌ ： ５０ｍｍ、
ｔ ： ５ｍｍ ）を用いて、オートクレーブにより行
った。試験条件は温度１００℃、Ｃ０２圧力１００気圧
、使用液は５’＜ＮａＣＬｌ液で３０日間浸漬し、腐食
前後の重量を測定し評価した。最後に耐応力腐食割れ性
試験は重重式定荷重負荷法により実施した。試片寸法は
Ｄ ； ６．３５ｍｍ、 １ ； ２５．４ｍｍであ
る。試験条件はＮＡＣＥ液を用い、降伏点の０．９０．
８．０．７の負荷応力て実施し、７２０ｈ後の破断、未
破断により判定した。以上の各種試験により本発明鋼は
、優れた特性を示す。
尚、第１表において
（注１）腐食減量
◎ ０〜４９ｍｄｄ、０５０〜９９ｍｄｄ、△ ：
１００ 〜４９９ ｍｄｄ 、 Ｘ ： ５
００ ｍｄｄ 以」二（注２）割れ限界応力 ○：０．９０ｙ以上、△ ０．８０σｙ以ト、ｘ ：
０．Ｖ：０．σｙ未満 ［発明の効果］ 本発明によれは従来鋼に比へ耐腐食性に富み、耐応力腐
食割れ性に優れた、ラーｒンパイプ用鋼油井管用鋼等の
ステンレス鋼か得られ、その工業的効果は大きい。
１００ 〜４９９ ｍｄｄ 、 Ｘ ： ５
００ ｍｄｄ 以」二（注２）割れ限界応力 ○：０．９０ｙ以上、△ ０．８０σｙ以ト、ｘ ：
０．Ｖ：０．σｙ未満 ［発明の効果］ 本発明によれは従来鋼に比へ耐腐食性に富み、耐応力腐
食割れ性に優れた、ラーｒンパイプ用鋼油井管用鋼等の
ステンレス鋼か得られ、その工業的効果は大きい。
第１図は腐食試験に用いた試片の斜視図、第２図は耐応
力腐食割れ試験に用いた試片の正面図である。
力腐食割れ試験に用いた試片の正面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量％で Ｃ：０．１５％以下 Ｓｉ：０．１〜１．０％ Ｍｎ：０．２〜２．０％ Ｃｒ：５．０超〜９％未満 Ｐ：０．０２％以下 Ｓ：０．０２％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０９％ Ｎ：０．００３〜０．３０％ を含有すると共に更に Ｃａ：０．００１〜０．０６％ Ｚｒ：０．００１〜０．０７％ Ｂａ：０．００１〜０．０７％ を１種または２種以上含み、残部鉄及び不可避不純物か
ら成る耐炭酸ガス腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたス
テンレス鋼。 ２、重量％で Ｃ：０．１５％以下 Ｓｉ：０．１〜１．０％ Ｍｎ：０．２〜２．０％ Ｃｒ：５．０超〜９％未満 Ｐ：０．０２％以下 Ｓ：０．０２％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０９％ Ｎ：０．００３〜０．３０％ を含有すると共に Ｃａ：０．００１〜０．０６％ Ｚｒ：０．００１〜０．０７％ Ｂａ：０．００１〜０．０７％ を１種または２種以上含み、更に Ｎｉ：０．２〜２．５％ Ｍｏ：０．２〜１．５％ Ｖ：０．０２〜１．５％ Ｔｉ：０．００１〜０．２％ Ｎｂ：０．０２〜１．５％ を１種または２種以上含む、残部鉄及び不可避不純物か
ら成る耐炭酸ガス腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたス
テンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20004388A JPH0250941A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 耐炭酸ガス腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20004388A JPH0250941A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 耐炭酸ガス腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0250941A true JPH0250941A (ja) | 1990-02-20 |
| JPH0569904B2 JPH0569904B2 (ja) | 1993-10-04 |
Family
ID=16417880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20004388A Granted JPH0250941A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 耐炭酸ガス腐食性と耐応力腐食割れ性の優れたステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0250941A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0995809A1 (en) * | 1997-09-29 | 2000-04-26 | Sumitomo Metal Industries Limited | Steel for oil well pipes with high wet carbon dioxide gas corrosion resistance and high seawater corrosion resistance, and seamless oil well pipe |
| JP2017020086A (ja) * | 2015-07-13 | 2017-01-26 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイト鋼材 |
| JP2017075343A (ja) * | 2015-10-13 | 2017-04-20 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイト鋼材 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128566A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Highly corrosion resistant steel for well pipe use |
| JPS5693856A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Steel for line pipe with excellent corrosion resistance against wet carbon dioxide |
| JPS6318038A (ja) * | 1986-07-10 | 1988-01-25 | Kawasaki Steel Corp | クリ−プ特性および耐水素侵食特性の優れた低合金鋼 |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP20004388A patent/JPH0250941A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6217676B1 (en) | 1997-09-29 | 2001-04-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steel for oil well pipe with high corrosion resistance to wet carbon dioxide and seawater, and a seamless oil well pipe |
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| JP2017075343A (ja) * | 2015-10-13 | 2017-04-20 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイト鋼材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0569904B2 (ja) | 1993-10-04 |
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