JPH06179911A - 耐水素誘起割れ性にすぐれた鋼板の製造方法 - Google Patents

耐水素誘起割れ性にすぐれた鋼板の製造方法

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JPH06179911A
JPH06179911A JP35350692A JP35350692A JPH06179911A JP H06179911 A JPH06179911 A JP H06179911A JP 35350692 A JP35350692 A JP 35350692A JP 35350692 A JP35350692 A JP 35350692A JP H06179911 A JPH06179911 A JP H06179911A
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JP
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mass
less
steel
induced cracking
hydrogen
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JP35350692A
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Daigorou Ootaki
大悟郎 大瀧
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】耐水素誘起割れ性にすぐれた鋼板の製造手段を
提供する。 【構成】耐水素誘起割れ性に悪影響を与えるMnとSの
含有量を低くした連続鋳造鋳片を所定の温度に加熱した
後、Ar+50℃〜Arー30℃の温度域で熱間圧
延を終了する。熱間圧延終了後、500〜650℃の温
度で巻き取る。 【効果】MnSの生成を防止することができるので、耐
水素誘起割れ性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、硫化水素(HS)
を含む流体、例えばHSを含む天然ガスや原油を輸送
するラインパイプ、あるいはこれら流体を貯蔵するタン
ク等の構造用鋼板として有用な、耐水素誘起割れ性にす
ぐれた鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】天然ガスや原油の輸送や貯蔵に溶接鋼管
や鋼製タンクが使用されるが、近年、硫化水素含有率の
高い油田、ガスの開発が進み、これらの原油、天然ガス
を輸送、貯蔵するパイプ、タンク等に、水素誘起割れに
対する耐性のすぐれたものが要求される。特に輸送用大
径鋼管、いわゆるラインパイプは、その敷設量が膨大で
あることから、できるだけ安価で高品位であることが要
求される。又、その要求は近年ますます厳しくなる傾向
にあり、低pH(<5.0)の苛酷な環境下においても
割れ防止可能な鋼板の要求がなされる場合もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】現在、ラインパイプ用
鋼管等は、連続鋳造材から製造された熱間圧延鋼板を素
材とし、これらを成形、溶接して製造されている。とこ
ろが、特に連続鋳造されたスラブの場合は、その凝固過
程において、スラブ厚中心部にC、Mn、P、S、その
他の不純物濃度の高い偏析部いわゆる中心偏析部が生
じ、これが圧延後の鋼板の肉厚中心近傍に残存し、その
部分の水素誘起割れ感受性を高めるという問題がある。
このため、従来より製鋼条件のコントロール、および新
しい製鋼技術の開発等各種研究がなされているものの抜
本的な解決方法は見い出されていないのが現状である。
【0004】かかる問題も含めて水素誘起割れ対策とし
て、(1)合金元素(Cu等)の添加による水素侵入抑
制効果、(2)S量の低減あるいは希土類金属元素(R
EM)適正添加のCa併用(介在物の球状化)による割
れ発生起点の減少効果、(3)圧延、熱処理条件の制御
による組織改善効果等が実施されているものの、これら
の方法では必ずしも十分とはいえず低pHの厳しい環境
下においては水素誘起割れを完全に防止することは連鋳
材に限らず実際の製造技術上困難と考えられている。
【0005】この発明は、上記の点に鑑み、苛酷な環境
条件に対しても硫化水素割れを生じない鋼板の製造方法
を提案しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、耐水素誘起
割れ性に多大な悪影響を与えるMnSの生成を防止する
ためMnとSの含有量を低く制限するとともに、熱間圧
延条件および巻取条件を適正化することによって、耐水
素誘起割れ性のすぐれた鋼板を得る方法であり、その要
旨は、C0.02〜0.20質量%、Si0.01〜
0.50質量%、Mn0.80質量%以下、P0.02
質量%以下、S0.0020質量%以下、Al0.01
〜0.10質量%、Cr0.50質量%以下、Mo0.
50質量%以下を含有し、かつ[Mn質量%]*[S質
量%]≦0.0008を満足し、残部実質的にFeおよ
び不可避的不純物からなる連続鋳造鋳片を1000〜1
300℃に加熱し、Ar+50℃〜Arー30℃の
温度で熱間圧延を終了した後、500〜650℃の温度
で巻き取ることを特徴とし、またこの発明の対象鋼とし
て、上記の成分の他にCu0.50質量%以下、Ni
0.50質量%以下、Ti0.20質量%以下、Nb
0.20質量%以下、V0.20質量%以下のうち1種
以上を含有せしめることを特徴とするものである。
【0007】
【作用】この発明における対象鋼の成分限定理由として
は、次の通りである。 C:0.02〜0.20質量% Cは0.02質量%未満では必要な強度が得られず、
0.20質量%を超えると溶接性が悪化するため、0.
02〜0.20質量%とした。
【0008】Si:0.01〜0.50質量% Siは製鋼時の脱酸剤として必要であるが、0.01質
量%未満ではその効果がなく、他方0.50質量%を超
えると靭性が劣化するため0.01〜0.50質量%と
した。
【0009】Mn:0.80質量%以下 MnはMnS生成防止のためには少ない方が望ましい
が、強度、靭性を確保するために0.80質量%以下と
した。
【0010】P:0.02質量%以下 Pは偏析しやすく異常組織の生成を促進し耐水素誘起割
れ性を劣化させるため低いことが望ましいが、この発明
の効果を発揮するためには0.02質量%以下とするの
が望ましい。
【0011】S:0.0020質量%以下 Sは耐水素誘起割れ性に対して鋭敏な影響を及ぼす元素
であり、0.0020質量%を超えると割れ発生の起点
としての代表的な非金属介在物であるMnSが増大する
ことにより、耐水素誘起割れ性の確保が困難となるため
0.0020質量%以下とした。
【0012】Al:0.01〜0.10質量% Alは脱酸剤として必要であるが、0.01質量%未満
ではその効果があがらず、0.10質量%を超えると靭
性を劣化させるため0.01〜0.10質量%とした。
【0013】Cr:0.50質量%以下 Crは低Mnによる焼入性低下を補償し、強度確保のた
めに添加するが、多すぎると溶接性を低下させるため
0.50質量%以下とした。
【0014】Mo:0.50質量%以下 MoはCrと同様、焼入性低下を補償し、強度確保のた
めに添加するが、多すぎると溶接性を低下させるため
0.50質量%以下とした。
【0015】Cu:0.50質量%以下 Cuは耐食性付与のため添加するが、0.50質量%を
超えると耐水素誘起割れ性が低下するため0.50質量
%以下とした。
【0016】Ni:0.50質量%以下 Niは硫化水素割れに有害なため少ないことが望ましい
が、強度、靭性、耐食性向上のために0.50質量%以
下の範囲で含有させる。この範囲ではこの発明の効果に
悪影響を及ぼさない。
【0017】Ti:0.20質量%以下 TiはTiNにより圧延組織の細粒化、つまり靭性向上
に効果があるが、0.20質量%を超えるとTiCによ
り靭性が劣化する。
【0018】Nb:0.20質量%以下 Nbは圧延組織の細粒化、焼入性の向上および析出強化
により靭性を向上させる元素であるが、0.20質量%
を超えるとその効果が飽和する。
【0019】V:0.20質量%以下 VはNbと同様の効果を示すが、0.20質量%を超え
るとその効果が飽和する。
【0020】[Mn質量%]*[S質量%]:0.00
08以下 MnとSの濃度積が0.0008を超えるとMnSが生
成し易くなり、耐水素誘起割れ性の確保が困難となる。
【0021】また、この発明では上記成分の連続鋳造鋳
片を熱間圧延し、圧延終了後冷却するが、その温度パタ
ーンは図1に示すごとく、上記成分の連続鋳造鋳片を1
000〜1300℃に加熱した後、Ar+50℃〜A
ー30℃の温度域で熱間圧延を終了し、500〜6
50℃の温度域で巻取、放冷する。ここで、熱間圧延条
件および巻取条件を上記のように限定したのは、以下に
記載する理由による。
【0022】すなわち、熱間圧延条件として、連続鋳造
鋳片の加熱温度を1000〜1300℃としたのは、1
000℃未満では加熱時間が長くなり、生産性が悪くな
り不利であり、他方、上限は加熱炉の能力、鋳片の溶融
化等を考慮して1300℃とした。熱間圧延終了温度を
Ar+50℃〜Arー30℃の温度としたのは、A
ー30℃未満では所定の温度域で巻き取れず、他方
Ar+50℃を超えると、十分な細粒とならず強度、
靭性の確保が困難となるためである。また、鋼板の巻取
温度を500〜650℃に限定したのは、500℃未満
ではベイナイトの硬度上昇を招き、他方650℃を超え
ると初析フェライトが成長し細粒とならないためであ
る。
【0023】
【実施例】表1に示す化学成分を有する連続鋳造スラブ
(厚さ240mm)を所定の長さに切断後、1000〜
1300℃に加熱して熱間圧延を行い、Ar+50℃
〜Arー30℃の温度で熱間圧延を終了し、表2に示
す条件で巻取、放冷した熱延コイルの引張り強度および
耐水素誘起割れ性を同表2に、Mn質量%とS質量%の
割れ発生域を図2に、巻取温度とCLR(割れ長さ率)
の関係を図3に、それぞれ示す。
【0024】なお、耐水素誘起割れ性の試験は、幅20
mm、長さ100mmの板状試験片を圧延方向に沿って
板幅の端、1/4幅位置、1/2幅位置(中央部)の合
計3か所より各3個採取し、これらの試験片を320エ
メリー研磨した後、アセトン脱脂した。この試験に用い
た試験液は、NACE液と呼ばれるもので、試験中はH
Sを通気し飽和状態にし、温度を25℃に保持して9
6時間浸漬した。この試験により観察される割れを板幅
方向の割れの長さで測定し、断面幅に対するこの割れの
長さの総和の比をCLRとした。
【0025】表2の結果より、[Mn質量%]*[S質
量%]≦0.0008を満たさない比較鋼を用いた供試
No.15〜18の場合は、水素誘起割れが発生してい
る(図2参照)。また、本発明鋼を用いても、巻取温度
が500℃未満の供試No.19〜22の場合も、水素
誘起割れが発生している(図3参照)。これに対し、供
試No.1〜14の本発明はいずれも水素誘起割れは発
生せず、CLR(割れ長さ率)0%の鋼板が得られた。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、耐水素誘起割れ性に多大な悪影響を与えるMnS
の生成を防止することができる結果、耐水素誘起割れ性
のすぐれた熱延鋼板の製造が可能となり、特に硫化水素
(HS)を含む天然ガスや原油を輸送するラインパイ
プ用溶接鋼管の品質向上に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明法の熱間圧延時の温度パターンの一例
を示す図である。
【図2】この発明の実施例におけるMn質量%とS質量
%の割れ発生域を示す図である。
【図3】この発明の実施例における巻取温度とCLR
(割れ長さ率)の関係を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C0.02〜0.20質量%、Si0.
    01〜0.50質量%、Mn0.80質量%以下、P
    0.02質量%以下、S0.0020質量%以下、Al
    0.01〜0.10質量%、Cr0.50質量%以下、
    Mo0.50質量%以下を含有し、かつ[Mn質量%]
    *[S質量%]≦0.0008を満足し、残部実質的に
    Feおよび不可避的不純物からなる連続鋳造鋳片を10
    00〜1300℃に加熱し、Ar+50℃〜Ar
    30℃の温度で熱間圧延を終了した後、500〜650
    ℃の温度で巻き取ることを特徴とする耐水素誘起割れ性
    にすぐれた鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 C0.02〜0.20質量%、Si0.
    01〜0.50質量%、Mn0.80質量%以下、P
    0.02質量%以下、S0.0020質量%以下、Al
    0.01〜0.10質量%、Cr0.50質量%以下、
    Mo0.50質量%以下に、Cu0.50質量%以下、
    Ni0.50質量%以下、Ti0.20質量%以下、N
    b0.20質量%以下、V0.20質量%以下のうち1
    種以上を含有し、かつ[Mn質量%]*[S質量%]≦
    0.0008を満足し、残部実質的にFeおよび不可避
    的不純物からなる連続鋳造鋳片を1000〜1300℃
    に加熱し、Ar+50℃〜Arー30℃の温度で熱
    間圧延を終了した後、500〜650℃の温度で巻き取
    ることを特徴とする耐水素誘起割れ性にすぐれた鋼板の
    製造方法。
JP35350692A 1992-12-14 1992-12-14 耐水素誘起割れ性にすぐれた鋼板の製造方法 Pending JPH06179911A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012135817A (ja) * 2005-08-08 2012-07-19 Kobe Steel Ltd 耐食性に優れた溶接継手および溶接構造体
CN112662952A (zh) * 2020-12-16 2021-04-16 黑龙江建龙钢铁有限公司 一种低成本抗co2腐蚀油管及其生产工艺
EP3889299A4 (en) * 2018-11-30 2022-03-23 Posco STEEL PLATE FOR PRESSURE VESSELS WITH EXCELLENT HYDROGEN INDUCED CRACK RESISTANCE AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF
EP3889301A4 (en) * 2018-11-30 2022-03-23 Posco PRESSURE TANK STEEL WITH EXCELLENT HYDROGEN INDUCED CRACK RESISTANCE AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF

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