JPH11158600A - 耐食性に優れたステンレス継目無鋼管およびその製造方法 - Google Patents
耐食性に優れたステンレス継目無鋼管およびその製造方法Info
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- JPH11158600A JPH11158600A JP32400397A JP32400397A JPH11158600A JP H11158600 A JPH11158600 A JP H11158600A JP 32400397 A JP32400397 A JP 32400397A JP 32400397 A JP32400397 A JP 32400397A JP H11158600 A JPH11158600 A JP H11158600A
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- pipe
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐食性に優れたステンレス鋼の黒皮被覆継目無
鋼管およびその製造方法。 【解決手段】少なくとも管内表面に、内層としてのスケ
ール層を備えたステンレス鋼管であって、前記スケール
層にＦｅＣｒ2Ｏ4および体積％で５％以上のＦｅ2Ｓｉ
Ｏ4を含んでいるか、またはＦｅ2ＳｉＯ4、ＦｅＣｒ2Ｏ
4、ＦｅＯを含んでいる耐食性に優れた継目無ステンレ
ス鋼管、および穿孔工程より後の工程で管を、体積％で
１５〜２５％の水蒸気を含有した酸化性ガス雰囲気中で
加熱処する黒皮被覆継目無鋼管の製造方法。
鋼管およびその製造方法。 【解決手段】少なくとも管内表面に、内層としてのスケ
ール層を備えたステンレス鋼管であって、前記スケール
層にＦｅＣｒ2Ｏ4および体積％で５％以上のＦｅ2Ｓｉ
Ｏ4を含んでいるか、またはＦｅ2ＳｉＯ4、ＦｅＣｒ2Ｏ
4、ＦｅＯを含んでいる耐食性に優れた継目無ステンレ
ス鋼管、および穿孔工程より後の工程で管を、体積％で
１５〜２５％の水蒸気を含有した酸化性ガス雰囲気中で
加熱処する黒皮被覆継目無鋼管の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管の表面に耐食性
と密着性に優れたスケール層を備えたＣｒを１１〜１５
重量％含有するステンレス継目無鋼管およびその製造方
法に関する。
と密着性に優れたスケール層を備えたＣｒを１１〜１５
重量％含有するステンレス継目無鋼管およびその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】継目無鋼管の代表的な製造方法に、マン
ネスマン−マンドレルミル製管方法がある。この製造方
法は、寸法精度および生産性に優れているので広く利用
されている。製造工程は、ビレットの加熱工程、穿孔圧
延機（ピアサー）による穿孔圧延工程、マンドレルミル
による延伸圧延工程、再加熱工程およびレデューサーに
よる絞り圧延工程からなる。
ネスマン−マンドレルミル製管方法がある。この製造方
法は、寸法精度および生産性に優れているので広く利用
されている。製造工程は、ビレットの加熱工程、穿孔圧
延機（ピアサー）による穿孔圧延工程、マンドレルミル
による延伸圧延工程、再加熱工程およびレデューサーに
よる絞り圧延工程からなる。
【０００３】先ず、素材の丸ビレットを１１００℃〜１
３００℃に加熱した後、穿孔圧延（ピアシング）により
中空素管を製造し、その中空素管をマンドレルミルによ
り延伸圧延をおこなう。延伸圧延には種々の方法がある
が、寸法精度および生産性に優れているマンドレルミル
圧延法が広く採用されている。マンドレルミル圧延で
は、表面に熱間圧延用潤滑剤を塗布したマンドレルバー
を中空素管内部に挿入した状態で延伸圧延し、主に肉厚
を減少させる。素管の温度は、一般にマンドレルミル入
り口では１０５０℃〜１１５０℃、また、出口側では８
００℃〜１０００℃となる。マンドレルミルにより圧延
された管は、一般に仕上げ圧延用素管と呼ばれている。
３００℃に加熱した後、穿孔圧延（ピアシング）により
中空素管を製造し、その中空素管をマンドレルミルによ
り延伸圧延をおこなう。延伸圧延には種々の方法がある
が、寸法精度および生産性に優れているマンドレルミル
圧延法が広く採用されている。マンドレルミル圧延で
は、表面に熱間圧延用潤滑剤を塗布したマンドレルバー
を中空素管内部に挿入した状態で延伸圧延し、主に肉厚
を減少させる。素管の温度は、一般にマンドレルミル入
り口では１０５０℃〜１１５０℃、また、出口側では８
００℃〜１０００℃となる。マンドレルミルにより圧延
された管は、一般に仕上げ圧延用素管と呼ばれている。
【０００４】仕上げ圧延用素管は、再加熱炉によって８
５０℃〜１１００℃に再加熱された後ストレッチレデュ
ーサー等の仕上げ圧延機により管外径を所定サイズにす
るための圧延がなされる。その後、９００℃以上から焼
入れ、次いで７００℃近傍で焼戻し処理が施される。
５０℃〜１１００℃に再加熱された後ストレッチレデュ
ーサー等の仕上げ圧延機により管外径を所定サイズにす
るための圧延がなされる。その後、９００℃以上から焼
入れ、次いで７００℃近傍で焼戻し処理が施される。
【０００５】このようにマンネスマン−マンドレル製管
方法による継目無鋼管の製造においては、素管は各工程
で１３００℃〜７００℃の加熱を受けるため、管表面に
は不可避的に酸化物のスケール層が生成する。通常スケ
ールは仕上げ圧延後にショットブラストあるいは酸洗に
より除去され、継目無鋼管は酸化スケールのない状態で
出荷される。
方法による継目無鋼管の製造においては、素管は各工程
で１３００℃〜７００℃の加熱を受けるため、管表面に
は不可避的に酸化物のスケール層が生成する。通常スケ
ールは仕上げ圧延後にショットブラストあるいは酸洗に
より除去され、継目無鋼管は酸化スケールのない状態で
出荷される。
【０００６】しかし、近年生産のスピードのアップおよ
び酸洗液使用量の低減等が要求されるようになり、１３
Ｃｒ系ステンレス鋼の継目無鋼管はスケール付き出荷、
すなわち表面に黒皮が付いたままの出荷が検討されてい
る。以下、スケールの付いたままの鋼管を黒皮被覆鋼管
と呼ぶ。従来の方法により製造された黒皮被覆１３Ｃｒ
系ステンレス鋼管には以下のような問題がある。
び酸洗液使用量の低減等が要求されるようになり、１３
Ｃｒ系ステンレス鋼の継目無鋼管はスケール付き出荷、
すなわち表面に黒皮が付いたままの出荷が検討されてい
る。以下、スケールの付いたままの鋼管を黒皮被覆鋼管
と呼ぶ。従来の方法により製造された黒皮被覆１３Ｃｒ
系ステンレス鋼管には以下のような問題がある。
【０００７】１）スケールの密着性に劣り部分的にスケ
ールの剥離が生じ、ＣＯ2、Ｈ2Ｓが存在する環境（油井
環境）に曝された場合に孔食の起点となる。
ールの剥離が生じ、ＣＯ2、Ｈ2Ｓが存在する環境（油井
環境）に曝された場合に孔食の起点となる。
【０００８】２）スケールの剥離により表面が凹凸にな
り、超音波による表面傷検査が困難である。
り、超音波による表面傷検査が困難である。
【０００９】３）スケールの剥離した部分は、環境遮断
効果が不十分となり保管中の発錆の起点となると同時
に、表面が凹凸になるため防錆油の均一塗布が困難であ
り海上輸送中の錆発生の原因となる。
効果が不十分となり保管中の発錆の起点となると同時
に、表面が凹凸になるため防錆油の均一塗布が困難であ
り海上輸送中の錆発生の原因となる。
【００１０】特開昭５７−１９３２９号公報に、焼入硬
化用１３Ｃｒ系ステンレス鋼板の焼入れ処理方法の発明
が開示されている。この方法は、焼入れ処理によりノジ
ュール状スケールの発生を防止するために、熱間圧延、
焼鈍後に一定量のスケールを酸洗等で除去してから焼入
れする方法である。この方法は酸洗処理によりスケール
を除去しなければならなく、継目無鋼管の製造工程のよ
うな連続的な製造工程には適用できない。
化用１３Ｃｒ系ステンレス鋼板の焼入れ処理方法の発明
が開示されている。この方法は、焼入れ処理によりノジ
ュール状スケールの発生を防止するために、熱間圧延、
焼鈍後に一定量のスケールを酸洗等で除去してから焼入
れする方法である。この方法は酸洗処理によりスケール
を除去しなければならなく、継目無鋼管の製造工程のよ
うな連続的な製造工程には適用できない。
【００１１】ステンレス継目無鋼管の製造工程中でスケ
ールの組成を変えるような検討はなされていないのが現
状である。
ールの組成を変えるような検討はなされていないのが現
状である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、耐食
性に優れた１３Ｃｒ系ステンレス鋼の黒皮被覆継目無鋼
管およびその製造方法を提供することにある。
性に優れた１３Ｃｒ系ステンレス鋼の黒皮被覆継目無鋼
管およびそ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】耐食性に優れたステンレ
ス継目無鋼管およびその製造法に係わる本発明の要旨は
以下の通りである。
ス継目無鋼管およびその製造法に係わる本発明の要旨は
以下の通りである。
【００１４】（１）少なくとも管内表面に、内層として
のスケール層を備え、重量％でＣｒを１１〜１５％含有
するステンレス継目無鋼管であって、前記スケール層に
ＦｅＣｒ2Ｏ4および体積％で５％以上のＦｅ2ＳｉＯ4を
含んでいることを特徴とする耐食性に優れたステンレス
継目無鋼管。
のスケール層を備え、重量％でＣｒを１１〜１５％含有
するステンレス継目無鋼管であって、前記スケール層に
ＦｅＣｒ2Ｏ4および体積％で５％以上のＦｅ2ＳｉＯ4を
含んでいることを特徴とする耐食性に優れたステンレス
継目無鋼管。
【００１５】（２）少なくとも管内表面に、内層として
のスケール層を備え、重量％でＣｒを１１〜１５％含有
するステンレス継目無鋼管であって、前記スケール層に
ＦｅＣｒ2Ｏ4、ＦｅＯおよびＦｅ2ＳｉＯ4を含んでいる
ことを特徴とする耐食性に優れたステンレス継目無鋼
管。
のスケール層を備え、重量％でＣｒを１１〜１５％含有
するステンレス継目無鋼管であって、前記スケール層に
ＦｅＣｒ2Ｏ4、ＦｅＯおよびＦｅ2ＳｉＯ4を含んでいる
ことを特徴とする耐食性に優れたステンレス継目無鋼
管。
【００１６】（３）マンネスマン−マンドレルミル製管
方法において、穿孔圧延より後の工程で管を水蒸気を体
積％で１５〜２５％含有した酸化ガス雰囲気中で加熱処
理することを特徴する請求項２記載のステンレス継目無
鋼管の製造方法。
方法において、穿孔圧延より後の工程で管を水蒸気を体
積％で１５〜２５％含有した酸化ガス雰囲気中で加熱処
理することを特徴する請求項２記載のステンレス継目無
鋼管の製造方法。
【００１７】ここで、少なくとも管内面とは、内面は必
ずスケール層を備えており、管の外面はスケールを備え
ていても、備えていなくともよいことを意味する。
ずスケール層を備えており、管の外面はスケールを備え
ていても、備えていなくともよいことを意味する。
【００１８】また、内層とは鋼管の酸化前に地金表面が
あった位置よりも内部に生成されるＣｒ酸化物を含むス
ケール層をいう。また、以下で記述する外層とは鋼管の
酸化前にあった地金表面よりも外部に生成されるＣｒ酸
化物を含まないスケール層をいう。
あった位置よりも内部に生成されるＣｒ酸化物を含むス
ケール層をいう。また、以下で記述する外層とは鋼管の
酸化前にあった地金表面よりも外部に生成されるＣｒ酸
化物を含まないスケール層をいう。
【００１９】図１は、外層および内層を説明するための
図で、図１（ａ）は酸化前の地金部の断面図、図１
（ｂ）は酸化後の地金部の断面図である。
図で、図１（ａ）は酸化前の地金部の断面図、図１
（ｂ）は酸化後の地金部の断面図である。
【００２０】図１（ａ）に示す母材１が、加熱されると
地金表面２が酸化し、図１（ｂ）に示すように地金の表
面は酸化物に変わり、外層スケール３と内層スケール４
が生成する。内層４は、Ｃｒ酸化物を含んだスケール層
となり、また外層３はＣｒ酸化物を含まないスケール層
となる。鋼管の外表面が酸化されると、鋼管の肉厚が減
少し、図１（ａ）に示す地金表面２は図（ｂ）に示すよ
うに５の位置になる。本発明者らは、鋼管のマンネスマ
ン−マンドレルミル製管工程で管表面に生成するスケー
ルにつき鋭意研究した結果、以下のような知見を得た。
地金表面２が酸化し、図１（ｂ）に示すように地金の表
面は酸化物に変わり、外層スケール３と内層スケール４
が生成する。内層４は、Ｃｒ酸化物を含んだスケール層
となり、また外層３はＣｒ酸化物を含まないスケール層
となる。鋼管の外表面が酸化されると、鋼管の肉厚が減
少し、図１（ａ）に示す地金表面２は図（ｂ）に示すよ
うに５の位置になる。本発明者らは、鋼管のマンネスマ
ン−マンドレルミル製管工程で管表面に生成するスケー
ルにつき鋭意研究した結果、以下のような知見を得た。
【００２１】ａ）従来の製造工程で１３Ｃｒ系ステンレ
ス鋼の管表面に生じるスケールは以下のような構造を有
する。
ス鋼の管表面に生じるスケールは以下のような構造を有
する。
【００２２】Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4からなる外層スケール
とＦｅＣｒ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4を主体とし、３体積％以下程
度のＦｅ2ＳｉＯ4からなる内層スケールとの多層構造を
有する。
とＦｅＣｒ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4を主体とし、３体積％以下程
度のＦｅ2ＳｉＯ4からなる内層スケールとの多層構造を
有する。
【００２３】ｂ）内層スケール中には耐食性を向上させ
る元素であるＣｒが重量％で４０〜６０％程度含まれて
おり、油井環境および海上輸送環境での耐食性皮膜とし
て有効である。
る元素であるＣｒが重量％で４０〜６０％程度含まれて
おり、油井環境および海上輸送環境での耐食性皮膜とし
て有効である。
【００２４】ｃ）しかし、従来の１３Ｃｒ系ステンレス
鋼の継目無鋼管の内表面は部分的に割れや剥離が生じ不
均一になっている。この原因は密着性に劣り脆弱なＦｅ
3Ｏ4が部分的に剥離していることにある。
鋼の継目無鋼管の内表面は部分的に割れや剥離が生じ不
均一になっている。この原因は密着性に劣り脆弱なＦｅ
3Ｏ4が部分的に剥離していることにある。
【００２５】ｄ）内層スケール中のＦｅ2ＳｉＯ4を、体
積％で５％以上含有させると、スケールの密着性が著し
く改善される。これは、Ｆｅ2ＳｉＯ4が内層スケールの
Ｆｅ3Ｏ4、ＦｅＣｒ2Ｏ4の結晶粒界に生成し、圧延時や
冷却時に発生する応力を緩和すると同時に潤滑剤および
バインダー的役割を果たすためである。
積％で５％以上含有させると、スケールの密着性が著し
く改善される。これは、Ｆｅ2ＳｉＯ4が内層スケールの
Ｆｅ3Ｏ4、ＦｅＣｒ2Ｏ4の結晶粒界に生成し、圧延時や
冷却時に発生する応力を緩和すると同時に潤滑剤および
バインダー的役割を果たすためである。
【００２６】ｅ）また、内層スケール中のＦｅ3Ｏ4 に
代えてＦｅＯを生成させ、ＦｅＣｒ2Ｏ4、Ｆｅ2Ｓｉ
Ｏ4、ＦｅＯ を含むスケールとすることで、耐食性およ
び密着性が著しく向上する。これは、ＦｅＯは容易に変
形するため製管時に内層スケールが割れたり剥離せず、
環境遮断性に優れるためである。
代えてＦｅＯを生成させ、ＦｅＣｒ2Ｏ4、Ｆｅ2Ｓｉ
Ｏ4、ＦｅＯ を含むスケールとすることで、耐食性およ
び密着性が著しく向上する。これは、ＦｅＯは容易に変
形するため製管時に内層スケールが割れたり剥離せず、
環境遮断性に優れるためである。
【００２７】ｆ）ＦｅＣｒ2Ｏ4、Ｆｅ2ＳｉＯ4、ＦｅＯ
を含むスケールにするには、水蒸気を体積率で１５％以
上含む酸化雰囲気ガス中で加熱処理することで、脆弱で
密着性に劣るＦｅ3Ｏ4の生成を抑制し、代わってＦｅＯ
を生成させることができる。
を含むスケールにするには、水蒸気を体積率で１５％以
上含む酸化雰囲気ガス中で加熱処理することで、脆弱で
密着性に劣るＦｅ3Ｏ4の生成を抑制し、代わってＦｅＯ
を生成させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の継目無ステンレス
鋼管（以下、単にステンレス鋼管と記す）とその製造方
法の実施形態について説明する。
鋼管（以下、単にステンレス鋼管と記す）とその製造方
法の実施形態について説明する。
【００２９】１.ステンレス継目無鋼管 ａ）ステンレス鋼の化学成分（以下ステンレス鋼の成分
は全て重量％） 本発明のステンレス鋼管は、Ｃｒを１１〜１５％含有す
るマルテンサイト系ステンレス鋼であってもフェライト
系ステンレス鋼であってもよい。上記の量のＣｒを含有
している場合には、後述する耐食性と密着性に優れたス
ケールを鋼管の表面に生成させることができる。
は全て重量％） 本発明のステンレス鋼管は、Ｃｒを１１〜１５％含有す
るマルテンサイト系ステンレス鋼であってもフェライト
系ステンレス鋼であってもよい。上記の量のＣｒを含有
している場合には、後述する耐食性と密着性に優れたス
ケールを鋼管の表面に生成させることができる。
【００３０】その他の成分は限定するものではないが、
Ｃ：０．４％以下、Ｓｉ：０．０１〜１％、Ｍｎ：１％
以下、Ｎｉ：９％以下、Ｍｏ：５％以下を含み、必要に
より少量のＡｌ、Ｃａ、Ｔｉおよび希土類元素を含むス
テンレス鋼が好適である。
Ｃ：０．４％以下、Ｓｉ：０．０１〜１％、Ｍｎ：１％
以下、Ｎｉ：９％以下、Ｍｏ：５％以下を含み、必要に
より少量のＡｌ、Ｃａ、Ｔｉおよび希土類元素を含むス
テンレス鋼が好適である。
【００３１】ｂ）ＦｅＣｒ2Ｏ4および５体積％（以下、
スケールの成分含有率は全て体積％とする）以上のＦｅ
2ＳｉＯ4を含むスケール 通常のマンネスマン−マンドレルミル製管法により製造
した鋼管のスケールは、前記したように下記の２層のス
ケールからなる。
スケールの成分含有率は全て体積％とする）以上のＦｅ
2ＳｉＯ4を含むスケール 通常のマンネスマン−マンドレルミル製管法により製造
した鋼管のスケールは、前記したように下記の２層のス
ケールからなる。
【００３２】外層：Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4 内層：ＦｅＣｒ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4主体とし、３％以下程度
のＦｅ2ＳｉＯ4および不可避てきに生成する微量成分 本発明のステンレス鋼管は、内層のスケールがＦｅＣｒ
2Ｏ4および５％以上のＦｅ2ＳｉＯ4を含むもので、従来
の内層のスケールと異なるのはＦｅ2ＳｉＯ4を５％以上
と多量に含有していることである。その他不可避的に生
成するＦｅの酸化物はＦｅＯが好ましいが、通常のマン
ネスマン−マンドレルミル製管工程ではＦｅ3Ｏ4が生成
する。
のＦｅ2ＳｉＯ4および不可避てきに生成する微量成分 本発明のステンレス鋼管は、内層のスケールがＦｅＣｒ
2Ｏ4および５％以上のＦｅ2ＳｉＯ4を含むもので、従来
の内層のスケールと異なるのはＦｅ2ＳｉＯ4を５％以上
と多量に含有していることである。その他不可避的に生
成するＦｅの酸化物はＦｅＯが好ましいが、通常のマン
ネスマン−マンドレルミル製管工程ではＦｅ3Ｏ4が生成
する。
【００３３】Ｆｅ2ＳｉＯ4は、内層スケールのＦｅ
3Ｏ4、ＦｅＣｒ2Ｏ4の結晶粒界に生成し、圧延時に潤滑
剤およびバインダー的役割を果たし、スケールの密着性
を著しく改善する。そのためには、５％以上のＦｅ2Ｓ
ｉＯ4が必要である。
3Ｏ4、ＦｅＣｒ2Ｏ4の結晶粒界に生成し、圧延時に潤滑
剤およびバインダー的役割を果たし、スケールの密着性
を著しく改善する。そのためには、５％以上のＦｅ2Ｓ
ｉＯ4が必要である。
【００３４】Ｆｅ2ＳｉＯ4を５％以上含有する内層スケ
ールは、素材としてＳｉを０．３〜１％含有するステン
レス鋼を用い、通常のマンネスマン−マンドレルミル製
管工程で製造している間に生成するので特別なスケール
生成処理は不要である。この場合、内層スケールと同時
に従来の外層スケールと同様の外層スケールも生成され
るが、外層スケールは耐食性に大きく影響しない。した
がって、本発明のステンレス鋼管は、外層スケールのあ
るものと無ないものの両方を含むものとする。Ｓｉが
０．３％未満の量であると、通常のマンネスマン−マン
ドレルミル製管条件で５％以上のＦｅ2ＳｉＯ4を生成さ
せることが困難である。一方１％を超える量にすると、
熱間加工性が劣化するので上限は１％程度となる。好ま
しくは、０．３５〜０．８％である。
ールは、素材としてＳｉを０．３〜１％含有するステン
レス鋼を用い、通常のマンネスマン−マンドレルミル製
管工程で製造している間に生成するので特別なスケール
生成処理は不要である。この場合、内層スケールと同時
に従来の外層スケールと同様の外層スケールも生成され
るが、外層スケールは耐食性に大きく影響しない。した
がって、本発明のステンレス鋼管は、外層スケールのあ
るものと無ないものの両方を含むものとする。Ｓｉが
０．３％未満の量であると、通常のマンネスマン−マン
ドレルミル製管条件で５％以上のＦｅ2ＳｉＯ4を生成さ
せることが困難である。一方１％を超える量にすると、
熱間加工性が劣化するので上限は１％程度となる。好ま
しくは、０．３５〜０．８％である。
【００３５】また、５％以上のＦｅ2ＳｉＯ4を含んだ内
層スケールを生成させる他の方法としては、通常のＳｉ
含有量が０．３％未満のステンレス鋼を用いて、穿孔圧
延より後の圧延工程の前で１１５０℃以上の温度に３０
分以上加熱処理する方法もある。なお、通常のマンネス
マン−マンドレルミル製管方法での再加熱条件は約１１
００℃で２０分程度である。
層スケールを生成させる他の方法としては、通常のＳｉ
含有量が０．３％未満のステンレス鋼を用いて、穿孔圧
延より後の圧延工程の前で１１５０℃以上の温度に３０
分以上加熱処理する方法もある。なお、通常のマンネス
マン−マンドレルミル製管方法での再加熱条件は約１１
００℃で２０分程度である。
【００３６】内層スケール中のＦｅＣｒ2Ｏ4は、Ｃｒを
多量含み内層スケール中で重量％で４０〜６０％を占め
耐食性を向上させる。また、Ｆｅ3Ｏ4も４０〜６０％含
有するが、耐食性および密着性には寄与しない。
多量含み内層スケール中で重量％で４０〜６０％を占め
耐食性を向上させる。また、Ｆｅ3Ｏ4も４０〜６０％含
有するが、耐食性および密着性には寄与しない。
【００３７】次に、本発明の別の態様のステンレス鋼管
は、管表面にＦｅ2ＳｉＯ4、ＦｅＣｒ2Ｏ4、ＦｅＯを含
んでいる内層スケールを備えている。ＦｅＯを含んでい
る点が従来の内層スケールと異なっている。ＦｅＯは容
易に変形するため製管時にスケールが割れたり剥離する
のを抑制する効果がある。この内層スケールは、後記す
るように水蒸気を含む雰囲気中で加熱処理することによ
り得られる。
は、管表面にＦｅ2ＳｉＯ4、ＦｅＣｒ2Ｏ4、ＦｅＯを含
んでいる内層スケールを備えている。ＦｅＯを含んでい
る点が従来の内層スケールと異なっている。ＦｅＯは容
易に変形するため製管時にスケールが割れたり剥離する
のを抑制する効果がある。この内層スケールは、後記す
るように水蒸気を含む雰囲気中で加熱処理することによ
り得られる。
【００３８】内層スケールの各酸化物の含有割合は、Ｆ
ｅ2ＳｉＯ4 が２〜３％、ＦｅＣｒ2Ｏ4、ＦｅＯがそれ
ぞれ４０〜６０％程度となる。Ｆｅ2ＳｉＯが２〜３％
およびＦｅＣｒ2Ｏ は、従来のマンネスマン−マンドレ
ルミル製管方法により生成する量と同様である。
ｅ2ＳｉＯ4 が２〜３％、ＦｅＣｒ2Ｏ4、ＦｅＯがそれ
ぞれ４０〜６０％程度となる。Ｆｅ2ＳｉＯが２〜３％
およびＦｅＣｒ2Ｏ は、従来のマンネスマン−マンドレ
ルミル製管方法により生成する量と同様である。
【００３９】２.Ｆｅ 2ＳｉＯ 4、ＦｅＣｒ 2Ｏ 4、ＦｅＯ
を含んでいるスケール層を鋼管表面に内層として備えて
いるステンレス鋼管の製造方法 マンネスマン−マンドレルミル製管方法での穿孔圧延よ
り後の工程で管を、水蒸気を体積％で１５〜２５％含有
した雰囲気ガス中で加熱処理することにより、Ｆｅ2Ｓ
ｉＯ4、ＦｅＣｒ2Ｏ4およびＦｅＯを含んでいるスケー
ル層を鋼管表面に内層として備えたステンレス鋼管が得
られる。
を含んでいるスケール層を鋼管表面に内層として備えて
いるステンレス鋼管の製造方法 マンネスマン−マンドレルミル製管方法での穿孔圧延よ
り後の工程で管を、水蒸気を体積％で１５〜２５％含有
した雰囲気ガス中で加熱処理することにより、Ｆｅ2Ｓ
ｉＯ4、ＦｅＣｒ2Ｏ4およびＦｅＯを含んでいるスケー
ル層を鋼管表面に内層として備えたステンレス鋼管が得
られる。
【００４０】この加熱処理は、製管工程のマンドレルミ
ル圧延の後で使用されている再加熱炉やストレッチレデ
ューサでの圧延の後で使用されている焼入れ炉を使用す
るのがよい。これらの炉に用いられる燃料は一般的に重
油又はブタンであることが多く、水蒸気、Ｏ2、ＣＯ2お
よびＣＯ等を含む。これらガスのうち、水蒸気の体積率
を１５％以上とした場合、内層スケールに不可避的に生
成するＦｅの酸化物をＦｅ3Ｏ4に代えＦｅＯにすること
ができる。すなわち、密着性に乏しく欠陥形成の原因と
なるＦｅ3Ｏ4の生成を抑制する。この雰囲気はＦｅＣｒ
2Ｏ4およびＦｅ2ＳｉＯ4の生成には特に影響を及ぼさな
いことを確認している。
ル圧延の後で使用されている再加熱炉やストレッチレデ
ューサでの圧延の後で使用されている焼入れ炉を使用す
るのがよい。これらの炉に用いられる燃料は一般的に重
油又はブタンであることが多く、水蒸気、Ｏ2、ＣＯ2お
よびＣＯ等を含む。これらガスのうち、水蒸気の体積率
を１５％以上とした場合、内層スケールに不可避的に生
成するＦｅの酸化物をＦｅ3Ｏ4に代えＦｅＯにすること
ができる。すなわち、密着性に乏しく欠陥形成の原因と
なるＦｅ3Ｏ4の生成を抑制する。この雰囲気はＦｅＣｒ
2Ｏ4およびＦｅ2ＳｉＯ4の生成には特に影響を及ぼさな
いことを確認している。
【００４１】なお、加熱処理は再加熱炉と焼き入炉の一
方のみでおこなってもよくまた双方で２回おこなっても
よい。
方のみでおこなってもよくまた双方で２回おこなっても
よい。
【００４２】水蒸気濃度の上限は特に限定しないが、３
０％以上になると炉の内壁の損傷が大きくなるため３０
％未満が好ましい。
０％以上になると炉の内壁の損傷が大きくなるため３０
％未満が好ましい。
【００４３】この水蒸気雰囲気で処理する場合は、通常
の再加熱炉の燃焼では水蒸気は５〜１０％程度であるの
で、燃焼ガスとは別に水蒸気を添加をする必要がある。
の再加熱炉の燃焼では水蒸気は５〜１０％程度であるの
で、燃焼ガスとは別に水蒸気を添加をする必要がある。
【００４４】また、燃焼ガスへの水蒸気添加でなくと
も、その他のガスの組み合わせおよび空燃比等の調整に
て雰囲気調整を行ないスケール構造を上述の構造とする
こともできるが、水蒸気添加が容易である。加熱処理温
度は、通常の再加熱温度である１１００℃以上でよい。
も、その他のガスの組み合わせおよび空燃比等の調整に
て雰囲気調整を行ないスケール構造を上述の構造とする
こともできるが、水蒸気添加が容易である。加熱処理温
度は、通常の再加熱温度である１１００℃以上でよい。
【００４５】
【実施例】表１に示す３種類のステンレス鋼の丸ビレッ
ト（外形１９２ｍｍ）を回転炉床加熱炉で１１００℃か
ら１２００℃の温度範囲で加熱し、マンネスマンピアサ
−によって外形１９２ｍｍ、肉厚１６ｍｍ、長さ６６５
０ｍｍの中空素管を製造した。
ト（外形１９２ｍｍ）を回転炉床加熱炉で１１００℃か
ら１２００℃の温度範囲で加熱し、マンネスマンピアサ
−によって外形１９２ｍｍ、肉厚１６ｍｍ、長さ６６５
０ｍｍの中空素管を製造した。
【００４６】
【表１】
【００４７】続いて中空素管をマンドレルミルにより圧
延し、外径１５１ｍｍ、肉厚６．５ｍｍ、長さ２０ｍの
仕上げ圧延用の素管を製造した。
延し、外径１５１ｍｍ、肉厚６．５ｍｍ、長さ２０ｍの
仕上げ圧延用の素管を製造した。
【００４８】次いで、鋼番１、２については従来と同様
の重油燃焼雰囲気の再加熱炉で１１００℃、２０分加熱
した後、ストレッチレデュサ−によって外径６３．５ｍ
ｍ、肉厚５．５ｍｍ、長さ５６ｍの仕上げ用素管とし
た。
の重油燃焼雰囲気の再加熱炉で１１００℃、２０分加熱
した後、ストレッチレデュサ−によって外径６３．５ｍ
ｍ、肉厚５．５ｍｍ、長さ５６ｍの仕上げ用素管とし
た。
【００４９】また、鋼番３については、表２に示すよう
に再加熱炉の雰囲気は Ｏ2：５％、ＣＯ2：１０％と一
定とし、Ｈ2Ｏを５〜２５％と種々変化させ、炉の温度
を１１５０℃と一定にして加熱時間を２０〜５０分と変
化させることでスケール中のＦｅＯの生成量を制御し
た。
に再加熱炉の雰囲気は Ｏ2：５％、ＣＯ2：１０％と一
定とし、Ｈ2Ｏを５〜２５％と種々変化させ、炉の温度
を１１５０℃と一定にして加熱時間を２０〜５０分と変
化させることでスケール中のＦｅＯの生成量を制御し
た。
【００５０】
【表２】
【００５１】このようにして製造した継目無鋼管を、９
８０℃で６５分加熱後高圧水により冷却する焼き入れ処
理を行い、７１０℃での焼き戻し処理を実施し、管内表
面にアマニ油を塗布して最終製品とした。
８０℃で６５分加熱後高圧水により冷却する焼き入れ処
理を行い、７１０℃での焼き戻し処理を実施し、管内表
面にアマニ油を塗布して最終製品とした。
【００５２】最終製品の耐食性評価として、次の２つの
試験を実施した。
試験を実施した。
【００５３】試験１は、海上輸送条件の模擬試験とした
もので、海水の１００倍希釈溶液に浸漬後、５０℃、湿
度９８％の空気雰囲気中での暴露環境における発錆まで
時間で評価した。
もので、海水の１００倍希釈溶液に浸漬後、５０℃、湿
度９８％の空気雰囲気中での暴露環境における発錆まで
時間で評価した。
【００５４】また試験２は油井環境を模擬したもので、
オートクレーブにて３０気圧、１８０℃のＣＯ2、Ｎａ
Ｃｌ の雰囲気中に３００時間封入後、母材の腐食減量
にて評価した。
オートクレーブにて３０気圧、１８０℃のＣＯ2、Ｎａ
Ｃｌ の雰囲気中に３００時間封入後、母材の腐食減量
にて評価した。
【００５５】これらの結果は表２に示す。試験１におい
ては、従来製品は７日で錆が発生するので、これを基準
とし、７日以内に発錆したものは×、７日を経過後に発
錆したものを○とした。
ては、従来製品は７日で錆が発生するので、これを基準
とし、７日以内に発錆したものは×、７日を経過後に発
錆したものを○とした。
【００５６】表２から明らかなように、内層スケール中
にＦｅＯが無く、Ｆｅ2ＳｉＯ4の含有量が５％未満の試
験番号３、４および５は耐食性に劣る。一方、ＦｅＯを
含んでいなくともＦｅ2ＳｉＯ4が５％以上の試験番号
１、２の場合は暴露試験およびオートクレーブの試験結
果は良好であった。また、試験番号６〜８の結果からＦ
ｅ2ＳｉＯ4の含有量が４％と少なくてもＦｅＯを含んで
いれば耐食性にすぐれていることがわかる。
にＦｅＯが無く、Ｆｅ2ＳｉＯ4の含有量が５％未満の試
験番号３、４および５は耐食性に劣る。一方、ＦｅＯを
含んでいなくともＦｅ2ＳｉＯ4が５％以上の試験番号
１、２の場合は暴露試験およびオートクレーブの試験結
果は良好であった。また、試験番号６〜８の結果からＦ
ｅ2ＳｉＯ4の含有量が４％と少なくてもＦｅＯを含んで
いれば耐食性にすぐれていることがわかる。
【００５７】
【発明の効果】本発明の継目無ステンレス鋼管は、従来
のように製管後脱スケールをする必要がなく、スケール
が付着したままで優れた耐食性を有する。またその製造
方法も簡単である。
のように製管後脱スケールをする必要がなく、スケール
が付着したままで優れた耐食性を有する。またその製造
方法も簡単である。
【図１】外層および内層を説明するための図で、図１
（ａ）は酸化前の地金部の断面図、図１（ｂ）は酸化後
の地金部の断面図である。
（ａ）は酸化前の地金部の断面図、図１（ｂ）は酸化後
の地金部の断面図である。
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも管内表面に、内層としてのスケ
ール層を備え、重量％でＣｒを１１〜１５％含有するス
テンレス継目無鋼管であって、前記スケール層に Ｆｅ
Ｃｒ2Ｏ4および体積％で５％以上のＦｅ2ＳｉＯ4 を含
んでいることを特徴とする耐食性に優れたステンレス継
目無鋼管。 - 【請求項２】少なくとも管内表面に、内層としてのスケ
ール層を備え、重量％でＣｒを１１〜１５％含有するス
テンレス継目無鋼管であって、前記スケール層に Ｆｅ
Ｃｒ2Ｏ4、ＦｅＯおよびＦｅ2ＳｉＯ4 を含んでいるこ
とを特徴とする耐食性に優れたステンレス継目無鋼管。 - 【請求項３】マンネスマン−マンドレルミル製管方法に
おいて、穿孔圧延工程より後の工程で管を、体積％で１
５〜２５％の水蒸気を含有した酸化性ガス雰囲気中で加
熱処理することを特徴する請求項２に記載のステンレス
継目無鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32400397A JPH11158600A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 耐食性に優れたステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32400397A JPH11158600A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 耐食性に優れたステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11158600A true JPH11158600A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18161049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32400397A Pending JPH11158600A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 耐食性に優れたステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11158600A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001303207A (ja) * | 2000-04-27 | 2001-10-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| JP2002249824A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間圧延鋼材の製造方法 |
| JP2004115859A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Sumitomo Denko Steel Wire Kk | オイルテンパー線 |
| JP2011190478A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Hitachi Ltd | 蒸気タービン部材 |
| JPWO2017043034A1 (ja) * | 2015-09-07 | 2018-06-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 鉄系基材に形成される酸化被膜、およびこの酸化被膜を形成した摺動部材、並びに、この摺動部材を備える機器 |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP32400397A patent/JPH11158600A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001303207A (ja) * | 2000-04-27 | 2001-10-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| JP2002249824A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間圧延鋼材の製造方法 |
| JP2004115859A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Sumitomo Denko Steel Wire Kk | オイルテンパー線 |
| JP2011190478A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Hitachi Ltd | 蒸気タービン部材 |
| JPWO2017043034A1 (ja) * | 2015-09-07 | 2018-06-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 鉄系基材に形成される酸化被膜、およびこの酸化被膜を形成した摺動部材、並びに、この摺動部材を備える機器 |
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