JPH0892648A - マルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法 - Google Patents
マルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法Info
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- JPH0892648A JPH0892648A JP25290294A JP25290294A JPH0892648A JP H0892648 A JPH0892648 A JP H0892648A JP 25290294 A JP25290294 A JP 25290294A JP 25290294 A JP25290294 A JP 25290294A JP H0892648 A JPH0892648 A JP H0892648A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マルテンサイト系ステンレス鋼からなる油井
管を電縫製管により製造する際に問題となる溶接部の割
れを防ぐ。 【構成】 電縫溶接後、これに続くサイジング工程の前
に、溶接熱影響部をＭf点以下に水冷してから焼戻しを
行う。焼戻し温度を７００℃以上Ａc1点以下とする。マ
ルテンサイト変態が完了することより、オーステナイト
が残留せず、焼戻し後の冷却でのフレッシュマルテンサ
イトの生成が防止される。
管を電縫製管により製造する際に問題となる溶接部の割
れを防ぐ。 【構成】 電縫溶接後、これに続くサイジング工程の前
に、溶接熱影響部をＭf点以下に水冷してから焼戻しを
行う。焼戻し温度を７００℃以上Ａc1点以下とする。マ
ルテンサイト変態が完了することより、オーステナイト
が残留せず、焼戻し後の冷却でのフレッシュマルテンサ
イトの生成が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石油井やガス井に使用さ
れる油井管、特にマルテンサイト系ステンレス鋼からな
る油井管を電縫製管により製造するマルテンサイト系ス
テンレス鋼油井管の製造方法に関する。
れる油井管、特にマルテンサイト系ステンレス鋼からな
る油井管を電縫製管により製造するマルテンサイト系ス
テンレス鋼油井管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油井やガス井に使用される油井管は、
その用途によって、ケーシング（坑井壁保護用）、ドリ
ルパイプ（掘削用）、チュービング（油吸い上げ用）の
３種に大別される。
その用途によって、ケーシング（坑井壁保護用）、ドリ
ルパイプ（掘削用）、チュービング（油吸い上げ用）の
３種に大別される。
【０００３】また、それらの油井管の材質としては、か
っては炭素鋼や低合金鋼が使用されていた。しかし、近
年開発される石油井やガス井の多くは採掘条件の悪化に
伴ってＣＯ2 ガスを多く含むようになり、炭素鋼や低合
金鋼では腐食が激しく対応が困難になってきた。そのた
めに、最近はＣＯ2 ガスに対する耐食性を有し、かつ比
較的安価であるマルテンサイト系ステンレス鋼が多用さ
れている。
っては炭素鋼や低合金鋼が使用されていた。しかし、近
年開発される石油井やガス井の多くは採掘条件の悪化に
伴ってＣＯ2 ガスを多く含むようになり、炭素鋼や低合
金鋼では腐食が激しく対応が困難になってきた。そのた
めに、最近はＣＯ2 ガスに対する耐食性を有し、かつ比
較的安価であるマルテンサイト系ステンレス鋼が多用さ
れている。
【０００４】一方、油井管の製造方法としては、鋼塊ま
たは鋼片を直接穿孔して鋼管となす継目無製管が主に用
いられ、熱延コイルを成形ロールによって順次円筒状に
成形し、その突き合わせ部を左右からロールによって加
圧しながら、電気抵抗溶接によって圧接する電縫製管
は、殆ど用いられていない。これは電縫鋼管の溶接部の
信頼性が十分でないことなどが理由である。
たは鋼片を直接穿孔して鋼管となす継目無製管が主に用
いられ、熱延コイルを成形ロールによって順次円筒状に
成形し、その突き合わせ部を左右からロールによって加
圧しながら、電気抵抗溶接によって圧接する電縫製管
は、殆ど用いられていない。これは電縫鋼管の溶接部の
信頼性が十分でないことなどが理由である。
【０００５】しかし、継目無製管は寸法精度の点で若干
の問題がある。また大規模な製造設備を必要とする上、
製造工程も多く、製造コストの上昇を避け得ない。
の問題がある。また大規模な製造設備を必要とする上、
製造工程も多く、製造コストの上昇を避け得ない。
【０００６】このようなことから、最近は電縫製管が油
井管の製造方法として注目されるようになり、マルテン
サイト系ステンレス鋼からなる油井管についても、電縫
製管によって経済的かつ高精度に製造する試みが行われ
ている。
井管の製造方法として注目されるようになり、マルテン
サイト系ステンレス鋼からなる油井管についても、電縫
製管によって経済的かつ高精度に製造する試みが行われ
ている。
【０００７】例えば、特開平４−１９１３２０号公報に
は、特定組成の低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼片
を熱間圧延して得たホットコイルを円筒状に成形しつつ
電縫溶接して鋼管とし、更に特定の熱処理を行う低炭素
マルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法が開示
されている。
は、特定組成の低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼片
を熱間圧延して得たホットコイルを円筒状に成形しつつ
電縫溶接して鋼管とし、更に特定の熱処理を行う低炭素
マルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法が開示
されている。
【０００８】また、特開平５−２６３１３９号公報に
は、マルテンサイト系ステンレス鋼の一種である１２〜
１４％Ｃｒの熱延コイルを軟化焼鈍してから電縫鋼管と
し、９８０〜１１００℃で焼ならしを行い、さらに焼戻
しを行う１３％Ｃｒ含有油井用鋼管の製造方法が示され
ている。
は、マルテンサイト系ステンレス鋼の一種である１２〜
１４％Ｃｒの熱延コイルを軟化焼鈍してから電縫鋼管と
し、９８０〜１１００℃で焼ならしを行い、さらに焼戻
しを行う１３％Ｃｒ含有油井用鋼管の製造方法が示され
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのマル
テンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法では、製造
工程で電縫溶接部に割れが生じるという大きな問題があ
る。
テンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法では、製造
工程で電縫溶接部に割れが生じるという大きな問題があ
る。
【００１０】特開平４−１９１３２０号公報に示された
製造方法でも、この割れは問題にされており、その対策
として電縫溶接後直ちに電縫部の両側２ｍｍ以内の部分
を含む部分を５００℃以上Ａc1変態点以下の温度に再加
熱することが提案されている。しかし、本発明者らの調
査によれば、この方法をそのまま採用しても割れを防止
することはできない。
製造方法でも、この割れは問題にされており、その対策
として電縫溶接後直ちに電縫部の両側２ｍｍ以内の部分
を含む部分を５００℃以上Ａc1変態点以下の温度に再加
熱することが提案されている。しかし、本発明者らの調
査によれば、この方法をそのまま採用しても割れを防止
することはできない。
【００１１】従って、現状では、マルテンサイト系ステ
ンレス鋼からなる油井管を電縫製管により製造する技術
は実用の域には達していない。
ンレス鋼からなる油井管を電縫製管により製造する技術
は実用の域には達していない。
【００１２】本発明の目的は、製造工程での電縫溶接部
の割れを防ぎ、信頼性の高い製品を経済的かつ高精度に
製造するマルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方
法を提供することにある。
の割れを防ぎ、信頼性の高い製品を経済的かつ高精度に
製造するマルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方
法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】マルテンサイト系ステン
レス鋼からなる電縫鋼管の製造で問題となる溶接部の割
れについて、本発明者らが詳細な調査を行ったところ、
割れの位置については、電縫溶接によって生成した熱影
響部の硬化組織、特にマルテンサイトであり、割れの発
生時期については、電縫溶接後に続くサイジング工程、
あるいはサイジング工程後、最終熱処理（焼ならしおよ
び焼戻し）までの間であることが判った。
レス鋼からなる電縫鋼管の製造で問題となる溶接部の割
れについて、本発明者らが詳細な調査を行ったところ、
割れの位置については、電縫溶接によって生成した熱影
響部の硬化組織、特にマルテンサイトであり、割れの発
生時期については、電縫溶接後に続くサイジング工程、
あるいはサイジング工程後、最終熱処理（焼ならしおよ
び焼戻し）までの間であることが判った。
【００１４】一方、マルテンサイト系ステンレス鋼から
なる継目無鋼管を製造する場合、加熱後の硬化組織、特
にマルテンサイトに対しては、焼戻しによりその硬度を
低下させ割れを防止できることが知られている。従っ
て、電縫溶接鋼管の溶接熱影響部に対しても、焼戻しを
行うことにより、その割れを防止できる可能性がある。
しかし、前述したように、特開平４−１９１３２０号公
報に示されている焼戻しは、そのまま適用しても割れ防
止に効力が殆どない。
なる継目無鋼管を製造する場合、加熱後の硬化組織、特
にマルテンサイトに対しては、焼戻しによりその硬度を
低下させ割れを防止できることが知られている。従っ
て、電縫溶接鋼管の溶接熱影響部に対しても、焼戻しを
行うことにより、その割れを防止できる可能性がある。
しかし、前述したように、特開平４−１９１３２０号公
報に示されている焼戻しは、そのまま適用しても割れ防
止に効力が殆どない。
【００１５】本発明者らはその原因を詳細に調査したと
ころ、焼戻しを開始する際の溶接熱影響部の温度が問題
であることを知見した。
ころ、焼戻しを開始する際の溶接熱影響部の温度が問題
であることを知見した。
【００１６】すなわち、電縫溶接後の冷却工程を経て溶
接熱影響部を焼戻すとき、焼戻しを開始する際の溶接熱
影響部の温度（本明細書においてはこの温度を焼戻し開
始温度という）がマルテンサイト変態終了温度（Ｍ
f 点）より高いと、未変態のオーステナイトが残留し、
焼戻し後の冷却時にフレッシマルテンサイトが生成し、
硬化組織となるための、サイジング工程等で割れを生じ
るのである。従って、溶接熱影響部をＭf 点以下に冷却
した後に焼戻しを行えば、十分に焼戻しされたマルテン
サイト組織が得られ、続くサイジング工程やそれ以降の
工程での割れ発生を防止することができる。
接熱影響部を焼戻すとき、焼戻しを開始する際の溶接熱
影響部の温度（本明細書においてはこの温度を焼戻し開
始温度という）がマルテンサイト変態終了温度（Ｍ
f 点）より高いと、未変態のオーステナイトが残留し、
焼戻し後の冷却時にフレッシマルテンサイトが生成し、
硬化組織となるための、サイジング工程等で割れを生じ
るのである。従って、溶接熱影響部をＭf 点以下に冷却
した後に焼戻しを行えば、十分に焼戻しされたマルテン
サイト組織が得られ、続くサイジング工程やそれ以降の
工程での割れ発生を防止することができる。
【００１７】本発明は上記知見に基づきなされたもの
で、マルテンサイト系ステンレス鋼からなる熱延コイル
を素材として電縫製管により油井管を製造する方法にお
いて、電縫溶接後、続くサイジング工程の前に、電縫溶
接熱影響部を水冷によりＭf 点以下に冷却してから、７
００℃以上Ａc1変態点以下の温度で焼戻しを行うことを
特徴とするマルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造
方法を要旨とする。
で、マルテンサイト系ステンレス鋼からなる熱延コイル
を素材として電縫製管により油井管を製造する方法にお
いて、電縫溶接後、続くサイジング工程の前に、電縫溶
接熱影響部を水冷によりＭf 点以下に冷却してから、７
００℃以上Ａc1変態点以下の温度で焼戻しを行うことを
特徴とするマルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造
方法を要旨とする。
【００１８】
【作用】以下に本発明の製造条件について詳述する。
【００１９】本発明では、油井管用のマルテンサイト系
ステンレス鋼からなる熱延コイルを素材とする。鋼の具
体的な組成は何ら限定を要するものではない。熱間圧延
の条件、コイルの板厚、圧延後の軟化焼鈍の条件等につ
いても公知の条件と同程度でよく、何らの限定も要しな
い。
ステンレス鋼からなる熱延コイルを素材とする。鋼の具
体的な組成は何ら限定を要するものではない。熱間圧延
の条件、コイルの板厚、圧延後の軟化焼鈍の条件等につ
いても公知の条件と同程度でよく、何らの限定も要しな
い。
【００２０】そして、その熱延コイルを通常の工程にし
たがって電縫鋼管とする。例えば通常の電縫製管ミルに
より製管をすればよく、その条件等を限定するものでは
ない。このようにして製造された電縫油井鋼管の溶接熱
影響部をＭf 点以下に冷却後、サイジング工程の前に焼
戻しを行うことが、本発明での最大の特徴点である。
たがって電縫鋼管とする。例えば通常の電縫製管ミルに
より製管をすればよく、その条件等を限定するものでは
ない。このようにして製造された電縫油井鋼管の溶接熱
影響部をＭf 点以下に冷却後、サイジング工程の前に焼
戻しを行うことが、本発明での最大の特徴点である。
【００２１】冷却後の温度をＭf 点以下としたのは、完
全にマルテンサイト変態を完了させ、続く電縫溶接熱影
響部の焼戻し時に十分に焼戻しされたマルテンサイト組
織とし、フレッシュマルテンサイトの生成を防止するた
めである。冷却後の温度の下限については、Ｍｆ点以下
であれば何度であってもフレッシュマルテンサイトの生
成を完全に防止できるので、特に限定しない。
全にマルテンサイト変態を完了させ、続く電縫溶接熱影
響部の焼戻し時に十分に焼戻しされたマルテンサイト組
織とし、フレッシュマルテンサイトの生成を防止するた
めである。冷却後の温度の下限については、Ｍｆ点以下
であれば何度であってもフレッシュマルテンサイトの生
成を完全に防止できるので、特に限定しない。
【００２２】冷却方法は水冷とする。これは通常の製管
設備速度であれば溶接から焼戻しまで１０〜２０秒程度
であり、空冷ではＭｆ点以下まで冷却できないためであ
る。なお、従来より電縫溶接部の超音波探傷に用いてい
る水は電縫溶接熱影響部をＭf 点以下に冷却するには水
量・水圧が不十分であり、通常は新たな水冷用配管が必
要となる。
設備速度であれば溶接から焼戻しまで１０〜２０秒程度
であり、空冷ではＭｆ点以下まで冷却できないためであ
る。なお、従来より電縫溶接部の超音波探傷に用いてい
る水は電縫溶接熱影響部をＭf 点以下に冷却するには水
量・水圧が不十分であり、通常は新たな水冷用配管が必
要となる。
【００２３】冷却・焼戻しがサイジング工程の後になる
と、冷却・焼戻しの条件が適正であっても、サイジング
工程で割れが生じることは言うまでもない。
と、冷却・焼戻しの条件が適正であっても、サイジング
工程で割れが生じることは言うまでもない。
【００２４】焼戻しでは、その温度を７００℃以上にす
る必要がある。これは、溶接熱影響部が７００℃以上の
温度で焼戻しされることにより、その最高硬度がビッカ
ース硬度で３００以下となり、溶接熱影響部の割れが防
止されるからである。一方、焼戻し温度をＡc1変態点以
下としたのは、Ａc1変態点を超える場合は部分的にオー
ステナイト化が生じ、冷却時にフレッシュマルテンサイ
トが生成し、電縫溶接部で割れが発生するためである。
る必要がある。これは、溶接熱影響部が７００℃以上の
温度で焼戻しされることにより、その最高硬度がビッカ
ース硬度で３００以下となり、溶接熱影響部の割れが防
止されるからである。一方、焼戻し温度をＡc1変態点以
下としたのは、Ａc1変態点を超える場合は部分的にオー
ステナイト化が生じ、冷却時にフレッシュマルテンサイ
トが生成し、電縫溶接部で割れが発生するためである。
【００２５】続くサイジング、最終熱処理（焼ならしお
よび焼戻し）については所望の寸法強度、靱性を付与す
るような条件であればよく、何ら限定を要するものでは
ない。
よび焼戻し）については所望の寸法強度、靱性を付与す
るような条件であればよく、何ら限定を要するものでは
ない。
【００２６】
【実施例】次に本発明の実施例を示し、比較例と対比す
ることにより、本発明の効果を明らかにする。
ることにより、本発明の効果を明らかにする。
【００２７】ＡＤＯ法（アルゴン酸素脱ガス法）により
表１に示す組成のマルテンサイト系ステンレス鋼を溶製
した。いずれの鋼もＭf 点は１９０℃，Ａc1点は８１０
℃である。各鋼を連続鋳造法により厚さ２０６ｍｍ、幅
1,１５０ｍｍのスラブとし、更に徐冷して軟化した後、
熱間圧延により厚さ１０ｍｍの熱延コイルとした。各熱
延コイルをスリット後、電縫製管ミルにより外径１７7.
８ｍｍの管状に成形し、電縫溶接して鋼管とした。各鋼
管をサイジングする前に、溶接熱影響部を水冷し、表２
に示す条件で焼戻しを行った。更にサイザーにて定径圧
延した後、溶接熱影響部の最高硬度と電縫溶接部の割れ
発生率（割れを生じた管の本数割合）を調査した。結果
を表２に示す。割れ発生率のうち◎は５％以下、△は５
％超５０％未満、×は５０％以上を表わす。
表１に示す組成のマルテンサイト系ステンレス鋼を溶製
した。いずれの鋼もＭf 点は１９０℃，Ａc1点は８１０
℃である。各鋼を連続鋳造法により厚さ２０６ｍｍ、幅
1,１５０ｍｍのスラブとし、更に徐冷して軟化した後、
熱間圧延により厚さ１０ｍｍの熱延コイルとした。各熱
延コイルをスリット後、電縫製管ミルにより外径１７7.
８ｍｍの管状に成形し、電縫溶接して鋼管とした。各鋼
管をサイジングする前に、溶接熱影響部を水冷し、表２
に示す条件で焼戻しを行った。更にサイザーにて定径圧
延した後、溶接熱影響部の最高硬度と電縫溶接部の割れ
発生率（割れを生じた管の本数割合）を調査した。結果
を表２に示す。割れ発生率のうち◎は５％以下、△は５
％超５０％未満、×は５０％以上を表わす。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】表２においてNo. １〜１０は、サイジング
前に溶接熱影響部をＭf 点以下に水冷し、焼戻し開始温
度をＭf 点以下に抑制すると共に、焼戻し温度を７００
℃以上Ａc1点以下にした本発明例である。いずれにおい
ても溶接熱影響部の最高硬度がビッカース硬度で３００
以下となり、溶接部の割れ発生率が非常に低く抑えられ
ている。
前に溶接熱影響部をＭf 点以下に水冷し、焼戻し開始温
度をＭf 点以下に抑制すると共に、焼戻し温度を７００
℃以上Ａc1点以下にした本発明例である。いずれにおい
ても溶接熱影響部の最高硬度がビッカース硬度で３００
以下となり、溶接部の割れ発生率が非常に低く抑えられ
ている。
【００３１】これに対し、No. １１，１２は焼戻し開始
温度はＭf 点以下であるものの、焼戻し温度が本発明範
囲を外れたため、溶接熱影響部の最高硬度が高くなり、
高い割れ率を示した。No. １３，１４は焼戻し温度は適
正なものの、焼戻し開始温度がＭf 点を超えるため、溶
接熱影響部の最高硬度が高くなり、高い割れ率を示し
た。
温度はＭf 点以下であるものの、焼戻し温度が本発明範
囲を外れたため、溶接熱影響部の最高硬度が高くなり、
高い割れ率を示した。No. １３，１４は焼戻し温度は適
正なものの、焼戻し開始温度がＭf 点を超えるため、溶
接熱影響部の最高硬度が高くなり、高い割れ率を示し
た。
【００３２】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のマルテン
サイト系ステンレス鋼油井管の製造方法は、電縫製管で
問題となる溶接部の割れを防ぐことができる。従って、
その油井管を電縫製管により低コストかつ高寸法精度で
製造することが可能となり、その工業的価値は多大であ
る。
サイト系ステンレス鋼油井管の製造方法は、電縫製管で
問題となる溶接部の割れを防ぐことができる。従って、
その油井管を電縫製管により低コストかつ高寸法精度で
製造することが可能となり、その工業的価値は多大であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 マルテンサイト系ステンレス鋼からなる
熱延コイルを素材として電縫製管により油井管を製造す
る方法において、電縫溶接後、続くサイジング工程の前
に、電縫溶接熱影響部を水冷によりＭf 点以下に冷却し
てから、７００℃以上Ａc1変態点以下の温度で焼戻しを
行うことを特徴とするマルテンサイト系ステンレス鋼油
井管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25290294A JPH0892648A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | マルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25290294A JPH0892648A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | マルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0892648A true JPH0892648A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=17243768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25290294A Pending JPH0892648A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | マルテンサイト系ステンレス鋼油井管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0892648A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523538A (ja) * | 2003-03-28 | 2006-10-19 | ジョン・ガンディ・コーポレイション | 冷間加工された高強度シームレス耐食管の製造方法 |
| JP2011168865A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | マルテンサイト系高Ｃｒ電縫鋼管溶接部の熱処理方法及びマルテンサイト系高Ｃｒ電縫溶接鋼管の製造方法 |
| JP2011168867A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | マルテンサイト系高Ｃｒ電縫鋼管の溶接部の熱処理方法及びマルテンサイト系高Ｃｒ電縫鋼管の製造方法 |
-
1994
- 1994-09-20 JP JP25290294A patent/JPH0892648A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523538A (ja) * | 2003-03-28 | 2006-10-19 | ジョン・ガンディ・コーポレイション | 冷間加工された高強度シームレス耐食管の製造方法 |
| JP4832287B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2011-12-07 | コロージョン・レジスタント・アロイズ | 冷間加工された高強度シームレス耐食管の製造方法 |
| JP2011168865A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | マルテンサイト系高Ｃｒ電縫鋼管溶接部の熱処理方法及びマルテンサイト系高Ｃｒ電縫溶接鋼管の製造方法 |
| JP2011168867A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | マルテンサイト系高Ｃｒ電縫鋼管の溶接部の熱処理方法及びマルテンサイト系高Ｃｒ電縫鋼管の製造方法 |
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