JPS60197821A - 応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステンレス油井管の熱処理方法 - Google Patents
応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステンレス油井管の熱処理方法Info
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- JPS60197821A JPS60197821A JP5103084A JP5103084A JPS60197821A JP S60197821 A JPS60197821 A JP S60197821A JP 5103084 A JP5103084 A JP 5103084A JP 5103084 A JP5103084 A JP 5103084A JP S60197821 A JPS60197821 A JP S60197821A
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- corrosion cracking
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
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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)
本発明は応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステンレス油
井管の熱処理方法に関するものである。
井管の熱処理方法に関するものである。
(従来技術)
近年石油、ガスの採掘に使用される油井管素材は資源の
枯渇から不純物の多い石油、ガスが採掘され、さらに深
井戸比が余儀なくされている。採掘する石油、ガス中の
不純物として問題なのは特にCO2、H2Sガスである
。この両者のうちCO2が単独に含まれる油井では腐食
が激しくこのような油井に適した成分としてはCr系ス
テンレス油井管が適していることは例えば特開昭55−
128566号公報に開示されている。しかしながら不
純物はCO2単独で含まれることは稀でCO2と同時に
H2Sガスも含まれていることが多い。このような油井
では例えば鉄と鋼Vo1.69 、A 13.5150
0 。
枯渇から不純物の多い石油、ガスが採掘され、さらに深
井戸比が余儀なくされている。採掘する石油、ガス中の
不純物として問題なのは特にCO2、H2Sガスである
。この両者のうちCO2が単独に含まれる油井では腐食
が激しくこのような油井に適した成分としてはCr系ス
テンレス油井管が適していることは例えば特開昭55−
128566号公報に開示されている。しかしながら不
純物はCO2単独で含まれることは稀でCO2と同時に
H2Sガスも含まれていることが多い。このような油井
では例えば鉄と鋼Vo1.69 、A 13.5150
0 。
′83に発表されているようにCr系ステンレス鋼では
硫化物応力腐食割れが起9使用することが出来なくなる
ことが知られている。この例のCr系ステンレス鋼は成
分系としては良く知られているJISのフェライト系ス
テンレス鋼であり熱処理は焼入焼戻鋼である。このよう
な従来鋼の応力腐食割れは旧オーステナイト粒界で起っ
ていると推察される。
硫化物応力腐食割れが起9使用することが出来なくなる
ことが知られている。この例のCr系ステンレス鋼は成
分系としては良く知られているJISのフェライト系ス
テンレス鋼であり熱処理は焼入焼戻鋼である。このよう
な従来鋼の応力腐食割れは旧オーステナイト粒界で起っ
ていると推察される。
そこで本発明者らはCr系ステンレス鋼で通常実施され
ている熱処理工程を改めて見直して応力腐食割れ性能の
優れた範囲をみつけるために次の実験を行なった。
ている熱処理工程を改めて見直して応力腐食割れ性能の
優れた範囲をみつけるために次の実験を行なった。
第1表に供試鋼の成分、熱処理条件を示し、得られた機
械的性質、応力腐食割れ性能を併記した。
械的性質、応力腐食割れ性能を併記した。
鋼は100ゆ真空溶解で爵製後、1000℃に加熱し圧
延2行なった。圧延仕上げ温度U950℃で行ない板厚
20+nmt に仕上げた。その後20 mmt X
150 mmWX 200 mmLに切9出し、900
℃で溶体化M処[L、A油焼入h (60tl:/se
e )、B強制空冷(20’C/see )、C空冷(
1味)、D炉冷(0,1℃人)およびE溶体化処理全行
なわないものの計5踵とし、焼戻しは温度650℃で実
施した。以上の5種類の熱処理後応力腐食割れ試片を切
9出した。採取方向はL方向、平行部は6.3鴫φX3
0+++mLTある。機械的性質についても応力腐食割
れ試片を用いて引張試験を行った。得られた降伏強度は
約57〜63kg/ll0112である。応力腐食割れ
の評価方法は最も正確に性能評価の可能である重錘式定
荷重負荷式遅れ破壊試験で実施した。即ち前記応力腐食
割れ試片を腐食容器の中に入れた後一定の応力を負荷し
た。腐食容器の中には応力腐食割れ環境として通常用い
られている5チ塩化ナトリー−ムー0.5%酢酸水溶液
を入れH2Sを連続バグリングし、破断時間から応力腐
食割れ性能を評価した。応力腐食割れ性能の判定は試料
に降伏点の0.75倍の応力を負荷し、破断時間が50
0時間以上を優(○)200時間以上〜500時間未満
を良(△)、200時間末/F4を不良(X)の3段階
に判定した。結果&−1$1表中に記号で示したが、溶
体化後強制空冷及び空冷を行なった鋼板B、Cについて
優れた応力腐食割れ抵抗が得られることが解った。
延2行なった。圧延仕上げ温度U950℃で行ない板厚
20+nmt に仕上げた。その後20 mmt X
150 mmWX 200 mmLに切9出し、900
℃で溶体化M処[L、A油焼入h (60tl:/se
e )、B強制空冷(20’C/see )、C空冷(
1味)、D炉冷(0,1℃人)およびE溶体化処理全行
なわないものの計5踵とし、焼戻しは温度650℃で実
施した。以上の5種類の熱処理後応力腐食割れ試片を切
9出した。採取方向はL方向、平行部は6.3鴫φX3
0+++mLTある。機械的性質についても応力腐食割
れ試片を用いて引張試験を行った。得られた降伏強度は
約57〜63kg/ll0112である。応力腐食割れ
の評価方法は最も正確に性能評価の可能である重錘式定
荷重負荷式遅れ破壊試験で実施した。即ち前記応力腐食
割れ試片を腐食容器の中に入れた後一定の応力を負荷し
た。腐食容器の中には応力腐食割れ環境として通常用い
られている5チ塩化ナトリー−ムー0.5%酢酸水溶液
を入れH2Sを連続バグリングし、破断時間から応力腐
食割れ性能を評価した。応力腐食割れ性能の判定は試料
に降伏点の0.75倍の応力を負荷し、破断時間が50
0時間以上を優(○)200時間以上〜500時間未満
を良(△)、200時間末/F4を不良(X)の3段階
に判定した。結果&−1$1表中に記号で示したが、溶
体化後強制空冷及び空冷を行なった鋼板B、Cについて
優れた応力腐食割れ抵抗が得られることが解った。
この原因について金属組織観察及び割れ破面の高倍率観
察を行なったところ、溶体化後に油焼入iを行なった鋼
は組織が旧オーステナイト粒界を明瞭に表わしており、
破面も旧オーステナイト粒界割れとなっているために、
応力腐食割れ抵抗がない0応力腐食割れ抵抗の高いB及
びC鋼の組織は旧オーステナイト粒界が不明瞭であり均
一炭化物析出組織となっている。一方炉冷材り及び圧延
打音そのまま焼戻しを行ったEについてはフェライト粒
が方向性を持ってしまいフェライト粒界に析出した炭化
物のためフェライト粒界での割れが発生するので割れ抵
抗が下るようVCなる。
察を行なったところ、溶体化後に油焼入iを行なった鋼
は組織が旧オーステナイト粒界を明瞭に表わしており、
破面も旧オーステナイト粒界割れとなっているために、
応力腐食割れ抵抗がない0応力腐食割れ抵抗の高いB及
びC鋼の組織は旧オーステナイト粒界が不明瞭であり均
一炭化物析出組織となっている。一方炉冷材り及び圧延
打音そのまま焼戻しを行ったEについてはフェライト粒
が方向性を持ってしまいフェライト粒界に析出した炭化
物のためフェライト粒界での割れが発生するので割れ抵
抗が下るようVCなる。
以上の結果から溶体化後の冷却速度が20ウー以下から
1℃Å以上の範囲で同−成分鋼における応力腐食割れ抵
抗が大きく!14なることが解フ、冷却速度全規制する
ことにより優れた応力腐食割れ性能を付与することが出
来ること全見出した。
1℃Å以上の範囲で同−成分鋼における応力腐食割れ抵
抗が大きく!14なることが解フ、冷却速度全規制する
ことにより優れた応力腐食割れ性能を付与することが出
来ること全見出した。
(発明の構成)
本発明は以上の新規な知見に基いてなされたものであっ
て、熱処理条件を規制することによって応力腐食割れ抵
抗のぼれたCr系ステンレス油井管が得られることを見
出したものである。
て、熱処理条件を規制することによって応力腐食割れ抵
抗のぼれたCr系ステンレス油井管が得られることを見
出したものである。
即ち本発明は重量部でC0,03〜0.3チ、 5tO
11〜0.4%、 Mn 0.4〜1.2 % 、 N
i O,2〜2.5% t、 Cr 9〜18 % 9
Mo 0.05〜2%、 P 0.035チ以下、80
.02%以下全含み他は残部鉄及び不可避的な不純物か
らなる成分系を有する油井管を溶体化温度850〜95
0℃に加熱し冷却速度20 C/s ” I C/sで
冷却したのちさらに焼戻しを温度550℃〜750Cに
加熱後室温まで冷却すること全特徴とする応力腐食割れ
抵抗の優れたCr系ステンレス油井管の熱処理方法であ
る。
11〜0.4%、 Mn 0.4〜1.2 % 、 N
i O,2〜2.5% t、 Cr 9〜18 % 9
Mo 0.05〜2%、 P 0.035チ以下、80
.02%以下全含み他は残部鉄及び不可避的な不純物か
らなる成分系を有する油井管を溶体化温度850〜95
0℃に加熱し冷却速度20 C/s ” I C/sで
冷却したのちさらに焼戻しを温度550℃〜750Cに
加熱後室温まで冷却すること全特徴とする応力腐食割れ
抵抗の優れたCr系ステンレス油井管の熱処理方法であ
る。
以下に本発明の詳細な説明する。
最初に本発明における適用鋼種としてCr系ステンレス
油井管の成分限定の理由を述べる。
油井管の成分限定の理由を述べる。
まずCは強度を得るために添加するが、靭性とのかねあ
いで決る。0.3%超では強度が十分得られるが靭性が
劣化する。0.03%未満では靭性が十分得られるが強
度が得られない。したがってCは0.03%〜0.3%
とする必要がある。
いで決る。0.3%超では強度が十分得られるが靭性が
劣化する。0.03%未満では靭性が十分得られるが強
度が得られない。したがってCは0.03%〜0.3%
とする必要がある。
次にStは脱酸のために添加するが0.4係超では鋼を
脆化させる。0.1 ’%未満では脱酸効果がない。
脆化させる。0.1 ’%未満では脱酸効果がない。
したがってSlは0.1%〜0.4%とする必要がある
。
。
またMnは靭性を得るために添加するが1.2係超では
鋼を脆化させる。0.4%未満では靭性が得られない。
鋼を脆化させる。0.4%未満では靭性が得られない。
したがってMnは0.4%〜1.296とする必要があ
る。
る。
またNiは鋼浴製の際の鋼浴を安定させるために添加す
るが2.5%超にしても効果は一定であり高価となる。
るが2.5%超にしても効果は一定であり高価となる。
0.2係未満では鋼浴全安定させる効果が乏しくなる。
したがってNiは0.2チ〜2.5係とする必要がある
。
。
Crは耐食性を得るためと強度を得るために添加する。
18%超ではフェライト組織以外の組織が出易くなり、
9係未満では強度が得られない。したがってCrは9チ
〜18%を含有する必要がある。
9係未満では強度が得られない。したがってCrは9チ
〜18%を含有する必要がある。
Moは強度を得るために添加する。2.0%超では強度
が得られる割合に対してコスト篩となる。
が得られる割合に対してコスト篩となる。
0.05%未満では強度が傅らi″Lない。したがって
Moは0.05%〜2.0%とする必要がある。
Moは0.05%〜2.0%とする必要がある。
Pは容易に脱P出来る0、035%以下で十分である。
従来の焼入れによってマルテンサイト組織を焼戻す焼戻
しマルテンサイト型の鋼と異り本発明対象鋼では均一な
フェライト−炭化物析出型組織を呈するのでPは特に低
減を図る必要がない。
しマルテンサイト型の鋼と異り本発明対象鋼では均一な
フェライト−炭化物析出型組織を呈するのでPは特に低
減を図る必要がない。
Sも容易に脱S出来る0、02%以下で十分である。従
来鋼の場合でも応力腐食割れにS含有値は影響しないの
で本発明対象鋼の場合でも同様である。
来鋼の場合でも応力腐食割れにS含有値は影響しないの
で本発明対象鋼の場合でも同様である。
以上成分系の限定理由について述べたが、次にこの成分
系に適した熱処理方法についてその条件の限定理由金運
べる。
系に適した熱処理方法についてその条件の限定理由金運
べる。
まず溶体化湿度850℃〜950t:を選んだ理由1d
、r粒径のコントロールのために決定された。
、r粒径のコントロールのために決定された。
950℃超ではオーステナイト粒が粗大化し、靭性に悪
影響を及ぼす。同時に後に述べる冷却速度で冷却しても
均一なフェライト−炭化物混合組織が得られなくなる。
影響を及ぼす。同時に後に述べる冷却速度で冷却しても
均一なフェライト−炭化物混合組織が得られなくなる。
850’C未満では鋼が十分オーステナイト化されない
。したがって溶体化湿度は850℃〜950℃にする必
要がある。
。したがって溶体化湿度は850℃〜950℃にする必
要がある。
次に冷却速度20ルー〜1印−を選んだ理由は先に述べ
た実験結果にも示した通り2−OVSec超では組織が
マルテンサイトになり焼戻しを行って焼戻しマルテンサ
イトとなるので旧オーステナイト割れによる応力腐食割
れ抵抗が悪くなる。1ル毎未満の冷却速tWでは強度が
得られなくなることと同時に組織が方向性を持って均一
な組織でなくなるために応力腐食割れ抵抗が低下する。
た実験結果にも示した通り2−OVSec超では組織が
マルテンサイトになり焼戻しを行って焼戻しマルテンサ
イトとなるので旧オーステナイト割れによる応力腐食割
れ抵抗が悪くなる。1ル毎未満の冷却速tWでは強度が
得られなくなることと同時に組織が方向性を持って均一
な組織でなくなるために応力腐食割れ抵抗が低下する。
したがって冷却速度20 ’C/優〜1鴎どにする必要
がある。
がある。
さらに焼戻し温度550℃〜750C’i選んだ理由は
750℃超の焼戻しでは組織がオーステナイトに一部変
態するようKな、?、550℃未満の焼戻し温度では組
織に均熱化後の冷却時の歪が残る。したがって焼戻し温
度は550℃〜750℃にする必要がある。
750℃超の焼戻しでは組織がオーステナイトに一部変
態するようKな、?、550℃未満の焼戻し温度では組
織に均熱化後の冷却時の歪が残る。したがって焼戻し温
度は550℃〜750℃にする必要がある。
(実施例)
次に実施例により本発明の効果音さらに具体的に説明す
る。
る。
実施例
第2表に示す成分の鋼2iookg真空浴屏で溶製ff
11200℃に加熱し仕上げ温度950℃で圧延を行な
い板厚20mmtに仕上げた。その後150 ranW
X 200 mmLに切9出し熱処理を行なった。
11200℃に加熱し仕上げ温度950℃で圧延を行な
い板厚20mmtに仕上げた。その後150 ranW
X 200 mmLに切9出し熱処理を行なった。
溶体化温度、冷却速度、焼戻し温度の組み合わせは第2
表に併記したが、溶体化は800℃、850℃、950
℃、1000℃の4種類、冷却速度は5種項、焼戻し温
度は4種類である。熱処理後応力腐食割れ試片を加工し
応力腐食割れ特性を評価した。試片寸法及び評価方法は
先に述べた方法で行なった0 第2にの結果から明らかな如く、本発明に規定された範
囲内の熱処理条件で本発明規定範囲内の鋼について熱処
理を行なうと応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステンレ
ス油井8が得られるものであジ、今後のエネルギー分野
で有効な活用が期待される。
表に併記したが、溶体化は800℃、850℃、950
℃、1000℃の4種類、冷却速度は5種項、焼戻し温
度は4種類である。熱処理後応力腐食割れ試片を加工し
応力腐食割れ特性を評価した。試片寸法及び評価方法は
先に述べた方法で行なった0 第2にの結果から明らかな如く、本発明に規定された範
囲内の熱処理条件で本発明規定範囲内の鋼について熱処
理を行なうと応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステンレ
ス油井8が得られるものであジ、今後のエネルギー分野
で有効な活用が期待される。
手続補正書(自発)
昭和59年6月11日
特許庁長官 若 杉 和 夫 殿
■、 事件の表示
昭和59年特許願第051030号
2、 発明の名称
応力腐食νFl]れ抵抗の優れたCr系ステンレス油井
管の熱処理方法 3、補i[:をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代111区大手町二丁116番3号(665)
新日本製鐵株式會社 代表者 武 al 豊 6、補止の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、 補正の内容 (11明細書9頁4行と5行の間に下記を挿入する。
管の熱処理方法 3、補i[:をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代111区大手町二丁116番3号(665)
新日本製鐵株式會社 代表者 武 al 豊 6、補止の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、 補正の内容 (11明細書9頁4行と5行の間に下記を挿入する。
[なお、この冷却速度で室温まで冷却してもよし為が、
本発明の対象とする成分範四の鋼では通常450℃付近
で既に変態が完了していることが多いので、それより低
い温度まで急冷する必要のない場合があり、そのような
場合には450℃近傍まで前記の冷却速度で冷却し、そ
の後は放冷しても一向にさしつかえない。」 (2)同12頁第2表を別紙の通り補正する。
本発明の対象とする成分範四の鋼では通常450℃付近
で既に変態が完了していることが多いので、それより低
い温度まで急冷する必要のない場合があり、そのような
場合には450℃近傍まで前記の冷却速度で冷却し、そ
の後は放冷しても一向にさしつかえない。」 (2)同12頁第2表を別紙の通り補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量俤でC0,03〜0.3優、 St O,1〜0.
4チ。 Mn 0.4〜1.2 % 、 Ni 0.2〜2.5
% 、 Cr9〜18%、Mo 0.05〜2% 、
P 0.035%以下、80.02%以下を含み他は
残部鉄及び不可避的な不純物からなる成分系を有する油
井管を溶体化温度850℃〜950℃に加熱し、冷却速
度20 C/see 〜IQ優で冷却したのちさらに焼
戻し温度550℃〜750℃に加熱後室温まで冷却する
ことを特徴とする応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステ
ンレス油井管の熱処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5103084A JPS60197821A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステンレス油井管の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5103084A JPS60197821A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステンレス油井管の熱処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60197821A true JPS60197821A (ja) | 1985-10-07 |
JPH0114290B2 JPH0114290B2 (ja) | 1989-03-10 |
Family
ID=12875408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5103084A Granted JPS60197821A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 応力腐食割れ抵抗の優れたCr系ステンレス油井管の熱処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60197821A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6090230A (en) * | 1996-06-05 | 2000-07-18 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of cooling a steel pipe |
CN106756520A (zh) * | 2017-03-04 | 2017-05-31 | 蒋培丽 | 一种高耐缝隙腐蚀钢筋及其制备方法 |
Citations (1)
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 |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP5103084A patent/JPS60197821A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6090230A (en) * | 1996-06-05 | 2000-07-18 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of cooling a steel pipe |
CN106756520A (zh) * | 2017-03-04 | 2017-05-31 | 蒋培丽 | 一种高耐缝隙腐蚀钢筋及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0114290B2 (ja) | 1989-03-10 |
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