JPS6017022B2 - 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用鋼 - Google Patents
耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用鋼Info
- Publication number
- JPS6017022B2 JPS6017022B2 JP7686781A JP7686781A JPS6017022B2 JP S6017022 B2 JPS6017022 B2 JP S6017022B2 JP 7686781 A JP7686781 A JP 7686781A JP 7686781 A JP7686781 A JP 7686781A JP S6017022 B2 JPS6017022 B2 JP S6017022B2
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- corrosion cracking
- sulfide stress
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度油
井管用鋼に関するものである。
井管用鋼に関するものである。
近年、エネルギー事情の悪化から、多量の硫化水素を含
み、しかも深井戸のサワーガス田やサワー油田の開発が
注目されるようになってきた。
み、しかも深井戸のサワーガス田やサワー油田の開発が
注目されるようになってきた。
このような環境で使用される高張力鋼材には、いわゆる
硫化物応力腐食割れという腕化割れ現象が起ることが知
られている。この硫化物応力腐食割れは、一般に材料の
強度が高くなるほど生じやすい鏡向にあるが、深井戸の
サワーガス田やサワー油田の開発にはどうしても高強度
でしかも硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用鋼管材料
が必要となる。従来、高強度の耐食性油井管材料として
は、完全な焼入れ焼戻しマルテンサイト組織が、その良
好な耐食性の故に知られており、成分的にはＪＩＳ１４
１３０系のＣｒ−Ｍｏ鋼が広く用いられている。
硫化物応力腐食割れという腕化割れ現象が起ることが知
られている。この硫化物応力腐食割れは、一般に材料の
強度が高くなるほど生じやすい鏡向にあるが、深井戸の
サワーガス田やサワー油田の開発にはどうしても高強度
でしかも硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用鋼管材料
が必要となる。従来、高強度の耐食性油井管材料として
は、完全な焼入れ焼戻しマルテンサイト組織が、その良
好な耐食性の故に知られており、成分的にはＪＩＳ１４
１３０系のＣｒ−Ｍｏ鋼が広く用いられている。
しかし一方で、硫化物応力腐食割れを惹起しやすいより
苛酷な還燈下での石油やガス資源の開発が要求されるよ
うになってきた今日、このような材料の耐硫化物応力腐
食割れをさらに向上させるために、鋼の成分や熱処理法
に関して種々の方法が提案されてきているが、未だに十
分な要求を満たすものが得られていないのが現状である
。また、最近では、ラインパイプ材における磁化水素に
よる水素譲起割れ防止に有効なＣａや希±頚金属元素（
ＲＥＭ）の添加を油井管材料に利用することも提案され
ているが、強度の高い材料での硫化物応力腐食割れ防止
には完全ではなかった。このように、いずれにしても、
従来知られている材料では、強度が高くなると硫化物応
力腐食割れの防止が極めて困難であるのが現状である。
本発明者等は、上述のような観点から、高強度でしかも
耐硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用鋼管材料を得る
べく、特に、降伏強度が７０ｋ９／協以上の強度を付与
し得る高強度油井管用鋼の耐硫化物応力腐食性に着目し
て研究を行なった結果、以下‘ａー〜【ｃに示すような
知見を得るに至ったのである。
苛酷な還燈下での石油やガス資源の開発が要求されるよ
うになってきた今日、このような材料の耐硫化物応力腐
食割れをさらに向上させるために、鋼の成分や熱処理法
に関して種々の方法が提案されてきているが、未だに十
分な要求を満たすものが得られていないのが現状である
。また、最近では、ラインパイプ材における磁化水素に
よる水素譲起割れ防止に有効なＣａや希±頚金属元素（
ＲＥＭ）の添加を油井管材料に利用することも提案され
ているが、強度の高い材料での硫化物応力腐食割れ防止
には完全ではなかった。このように、いずれにしても、
従来知られている材料では、強度が高くなると硫化物応
力腐食割れの防止が極めて困難であるのが現状である。
本発明者等は、上述のような観点から、高強度でしかも
耐硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用鋼管材料を得る
べく、特に、降伏強度が７０ｋ９／協以上の強度を付与
し得る高強度油井管用鋼の耐硫化物応力腐食性に着目し
て研究を行なった結果、以下‘ａー〜【ｃに示すような
知見を得るに至ったのである。
すなわち、ａ 耐硫化物応力腐食割れ性の向上には、碗
入れ焼戻し処理において高温焼戻しが不可欠の要素であ
り、高強度材での良好な耐硫化物応力腐食割れ性を確保
するには、焼戻し軟化抵抗の高い成分系を選ぶことが必
要であること。
入れ焼戻し処理において高温焼戻しが不可欠の要素であ
り、高強度材での良好な耐硫化物応力腐食割れ性を確保
するには、焼戻し軟化抵抗の高い成分系を選ぶことが必
要であること。
ｂ Ｃｒ−Ｍｏ鋼をベースとした鋼において、高Ｓｉお
よび高Ｃｒ成分とすることによって固溶強化を行なうと
ともに、Ｖ添加による析出強化を併用すれば、高強度で
高耐食性の材料が得られること。
よび高Ｃｒ成分とすることによって固溶強化を行なうと
ともに、Ｖ添加による析出強化を併用すれば、高強度で
高耐食性の材料が得られること。
ｃ 上記ｂの材料に、さらに所定量のＣａ成分を添加す
ることによって、高強度高耐食性材料として必要な特性
がさらに向上すること。
ることによって、高強度高耐食性材料として必要な特性
がさらに向上すること。
したがって、この発明は上記知見にもとづいてなされた
もので、油井管用鋼の成分組成を、Ｃ：０．１〜０．４
％（以下重量％とする），Ｓｉ：０．５超〜２．０％，
Ｍｎ：０．１〜０．５％，Ｐ：０．０２０％以下，Ｓ：
０．０１０％以下，Ｃｒ：２．０〜５．０％，Ｍｏ：０
．１〜１．０％，Ｖ：０．０１〜０．２０％，Ａそ：０
．０１〜０‐１０％，Ｆｅおよび不可避不純物：残りで
構成するか、あるいはこれにさらに、Ｃａ：０．００１
〜０．０１０％を添加して構成することにより、高強度
と、耐硫化物応力腐食割れ性に優れた特性とを兼ね備え
しめたことに特徴を有するものである。
もので、油井管用鋼の成分組成を、Ｃ：０．１〜０．４
％（以下重量％とする），Ｓｉ：０．５超〜２．０％，
Ｍｎ：０．１〜０．５％，Ｐ：０．０２０％以下，Ｓ：
０．０１０％以下，Ｃｒ：２．０〜５．０％，Ｍｏ：０
．１〜１．０％，Ｖ：０．０１〜０．２０％，Ａそ：０
．０１〜０‐１０％，Ｆｅおよび不可避不純物：残りで
構成するか、あるいはこれにさらに、Ｃａ：０．００１
〜０．０１０％を添加して構成することにより、高強度
と、耐硫化物応力腐食割れ性に優れた特性とを兼ね備え
しめたことに特徴を有するものである。
ついで、この発明の油井管用鋼において、Ｃ，Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ａ夕およびＣａ成分の成
分組成範囲を上述の通りに限定した理由を説明する。
ｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ａ夕およびＣａ成分の成
分組成範囲を上述の通りに限定した理由を説明する。
（ａ｝ Ｃ
Ｃ成分には、油井管として必要な強度を付与する作用が
あるが、その含有量が０．１％未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方、０．４％を越えて含有させる
と靭性を損ない、暁入時に焼割れを生ずるようになるこ
とから、その含有量を０．１〜０．４％と限定した。
あるが、その含有量が０．１％未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方、０．４％を越えて含有させる
と靭性を損ない、暁入時に焼割れを生ずるようになるこ
とから、その含有量を０．１〜０．４％と限定した。
｛ｂ）Ｓｉ
Ｓｉ成分は脱酸剤として必要な成分であるが、このほか
に、Ｓｉ成分には、鋼に焼入れ焼戻し軟化抵抗を高めて
強度を向上する作用があるが、その含有量が０．５％以
下では前記作用に所望の効果が得られず「一方、２．０
％を越えて含有させると銅を腕化するようになることか
ら、その含有量を０．５超〜２．０％と限定した。
に、Ｓｉ成分には、鋼に焼入れ焼戻し軟化抵抗を高めて
強度を向上する作用があるが、その含有量が０．５％以
下では前記作用に所望の効果が得られず「一方、２．０
％を越えて含有させると銅を腕化するようになることか
ら、その含有量を０．５超〜２．０％と限定した。
‘ｃ１ Ｍｎ
Ｍｎ成分には、鋼の強度および鞠性を向上させ、かつ脱
醗剤としての作用をも有するが、その含有量が０．１％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方、０．
５％を越えて含有させると耐硫化物応力腐食割れ性を劣
化させるようになることから、そ含有量を０．１〜０．
５％と限定した。
醗剤としての作用をも有するが、その含有量が０．１％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方、０．
５％を越えて含有させると耐硫化物応力腐食割れ性を劣
化させるようになることから、そ含有量を０．１〜０．
５％と限定した。
【ｄ１ Ｐ
Ｐは偏析しやすい元素であり、鋼の組織を不均一なもの
とする恐れがあり、また級性にも好ましくないことから
、その含有量を０．０２０％以下と限定した。
とする恐れがあり、また級性にも好ましくないことから
、その含有量を０．０２０％以下と限定した。
‘ｅ｝ Ｓ
Ｓは硫化物系非金属介在物を形成し、耐硫化物応力腐食
割れ性を劣化させる恐れがあることから、その含有量を
０．０１０％以下と限定した。
割れ性を劣化させる恐れがあることから、その含有量を
０．０１０％以下と限定した。
【ｆ１ ＣてＣｒ成分には、鋼の強度および数性を確保
する作用があるが、その含有量が２．０％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方、５．０％を越えて
含有させてもそれ以上の効果が得られないことから、そ
の含有量を２．０〜５．０％と限定した。
する作用があるが、その含有量が２．０％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方、５．０％を越えて
含有させてもそれ以上の効果が得られないことから、そ
の含有量を２．０〜５．０％と限定した。
鷹）Ｍｏ
Ｍｏ成分には、銅の焼入れ性、燐戻し軟化抵抗を向上す
る作用があり、また耐食性向上の作用も有するが、その
含有量が０．１％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方、０．１％を越えて含有させると靭性の劣化
を招くことになるため、その含有量を０．１〜１．０％
に限定した。
る作用があり、また耐食性向上の作用も有するが、その
含有量が０．１％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方、０．１％を越えて含有させると靭性の劣化
を招くことになるため、その含有量を０．１〜１．０％
に限定した。
仇）Ｖ
Ｖ成分には、鋼の焼戻し軟化抵抗を高め、高温焼戻しで
高強度を確保する作用があるが、その含有量が０．０１
％未満では前記作用に所望の効果を得ることができず、
一方、０．２０％を越えて含有させると鋤性を劣化させ
るようになることから、その含有量を０．０１〜０．２
０％と限定した。
高強度を確保する作用があるが、その含有量が０．０１
％未満では前記作用に所望の効果を得ることができず、
一方、０．２０％を越えて含有させると鋤性を劣化させ
るようになることから、その含有量を０．０１〜０．２
０％と限定した。
（ｉ）Ａ〆Ａそ成分は脱酸剤として０．０１％以上は必
要であるが、０．１０％を越えて含有させると結晶粒の
粗大化を釆たして好ましくないことから、その含有量を
０．０１〜０．１０％と限定した。
要であるが、０．１０％を越えて含有させると結晶粒の
粗大化を釆たして好ましくないことから、その含有量を
０．０１〜０．１０％と限定した。
（ｊ）ＣａＣａ成分には、硫化物系非金属介在物の形状
を球状化し、耐硫化物応力腐食割れ性を向上する作用が
あるが、その含有量が０．００１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方、０．０１０％を越えて含
有させると逆に非金属介在物の密集したクラスターを形
成し、耐硫化物応力腐食割れ性を劣化させることから、
その含有量を０．００１〜０．０１０％と限定した。
を球状化し、耐硫化物応力腐食割れ性を向上する作用が
あるが、その含有量が０．００１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方、０．０１０％を越えて含
有させると逆に非金属介在物の密集したクラスターを形
成し、耐硫化物応力腐食割れ性を劣化させることから、
その含有量を０．００１〜０．０１０％と限定した。
つぎに、この発明の油井管用鋼を実施例により比較例と
対比しながら説明する。まず、第１表に示す通りの成分
組成をもったそれぞれの鋼を、１００ｋ９の実験室高周
波溶解炉で溶製し、ついで鋳造後の鋼塊を熱間鍛造圧延
により１５側厚の板材に仕上げた。
対比しながら説明する。まず、第１表に示す通りの成分
組成をもったそれぞれの鋼を、１００ｋ９の実験室高周
波溶解炉で溶製し、ついで鋳造後の鋼塊を熱間鍛造圧延
により１５側厚の板材に仕上げた。
引続いて施した熱処理はいずれも、９００ｑＣに１時間
の加熱後油糠入れし、６９ぴ０に４粉ご間保持の焼戻し
を行なう方法を採用し、降伏強度が７５〜８５ｋｇ／枕
となるように調整した。硫化物応力腐食割れ試験は、１
５側幅×１１５助長×３肋厚の試験片を切り出した後、
４点曲げで第１表Ｑ主） 残部成分は、実質的ＫＦｅで
ある。
の加熱後油糠入れし、６９ぴ０に４粉ご間保持の焼戻し
を行なう方法を採用し、降伏強度が７５〜８５ｋｇ／枕
となるように調整した。硫化物応力腐食割れ試験は、１
５側幅×１１５助長×３肋厚の試験片を切り出した後、
４点曲げで第１表Ｑ主） 残部成分は、実質的ＫＦｅで
ある。
応力を付加し、その後、硫化水素を飽和させた０．５％
酢酸−５％食塩水溶液中に５００時間浸潰し、割れ発生
の有無を判定することによって行なった。この試験結果
も併せて第１表に示した。
酢酸−５％食塩水溶液中に５００時間浸潰し、割れ発生
の有無を判定することによって行なった。この試験結果
も併せて第１表に示した。
なお、第１表中における応力腐食割れ試験結果の○印は
割れが発生しなかったものを、そして×印は割れの発生
が認められたものを表わす。第１表に示した結果からも
、本発明材１〜７はいずれも、降伏強度までの応力を付
加しても割れを発生せず、良好な耐硫化物応力腐食割れ
性を示すのに対して、いずれも比較材たるＳｉ含有量の
少ない肺．８の材料、Ｃｒ含有量の少ないＮｏ．９の材
料、Ｍｎ含有量の高い紬．１０の材料、Ｖを含まない地
．１１の材料、Ｍｏを含まないＮｏ．１２の材料は、い
ずれも付加応力が高くなると割れを発生することがわか
る。
割れが発生しなかったものを、そして×印は割れの発生
が認められたものを表わす。第１表に示した結果からも
、本発明材１〜７はいずれも、降伏強度までの応力を付
加しても割れを発生せず、良好な耐硫化物応力腐食割れ
性を示すのに対して、いずれも比較材たるＳｉ含有量の
少ない肺．８の材料、Ｃｒ含有量の少ないＮｏ．９の材
料、Ｍｎ含有量の高い紬．１０の材料、Ｖを含まない地
．１１の材料、Ｍｏを含まないＮｏ．１２の材料は、い
ずれも付加応力が高くなると割れを発生することがわか
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：０．１〜０．４％、 Ｓｉ：０．５超〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜０．５％、 Ｐ：０．０２０％以下、 Ｓ：０．０１０％以下、 Ｃｒ：２．０〜５．０％、 Ｍｏ：０．１〜１．０％、 Ｖ：０．０１〜０．２０％、 Ａｌ：０．０１〜０．１０％、 Ｆｅおよび不可避不純物：残り、 （以上重量％）からなる組成を有することを特徴とす
る耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度油井用鋼。 ２ Ｃ：０．１〜０．４％、 Ｓｉ：０．５超〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜０．５％、 Ｐ：０．０２０％以下、 Ｓ：０．０１０％以下、 Ｃｒ：２．０〜５．０％、 Ｍｏ：０．１〜１．０％、 Ｖ：０．０１〜０．２０％、 Ａｌ：０．０１〜０．１０％、 を含有するとともに、さらに、 Ｃａ：０．００１〜０．０１０％、 をも含有し、 Ｆｅおよび不可避不純物：残り、 （以上重量％）からなる組成を有することを特徴とす
る耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7686781A JPS6017022B2 (ja) | 1981-05-21 | 1981-05-21 | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7686781A JPS6017022B2 (ja) | 1981-05-21 | 1981-05-21 | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57192247A JPS57192247A (en) | 1982-11-26 |
| JPS6017022B2 true JPS6017022B2 (ja) | 1985-04-30 |
Family
ID=13617593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7686781A Expired JPS6017022B2 (ja) | 1981-05-21 | 1981-05-21 | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度油井管用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017022B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0235540U (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-07 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0250942A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Nippon Steel Corp | 耐応力腐食割れ性の優れたフェライト系ステンレス鋼 |
| FR2733516B1 (fr) * | 1995-04-27 | 1997-05-30 | Creusot Loire | Acier et procede pour la fabrication de pieces a haute resistance a l'abrasion |
| CN101956137B (zh) * | 2010-10-12 | 2013-03-20 | 衡阳华菱钢管有限公司 | 一种用于制造空心芯棒的无缝钢管及生产方法 |
| CN112575246A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种可焊接性好且高韧性芯棒钢及其制造方法 |
-
1981
- 1981-05-21 JP JP7686781A patent/JPS6017022B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0235540U (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57192247A (en) | 1982-11-26 |
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