JPS6075523A - 高強度油井管用継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
高強度油井管用継目無鋼管の製造方法Info
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- JPS6075523A JPS6075523A JP18257783A JP18257783A JPS6075523A JP S6075523 A JPS6075523 A JP S6075523A JP 18257783 A JP18257783 A JP 18257783A JP 18257783 A JP18257783 A JP 18257783A JP S6075523 A JPS6075523 A JP S6075523A
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- 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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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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】
この発明は原油もしくは天然ガス採掘用油井管に使用さ
れる継目無鋼管の製造方法に関し、特にＡＰＩ規格（ア
メリカ石油協会規格）による０９０級以上の高強度油井
管、具体的には降伏応力６３、３１１１以上、引張り強
さ７０．１暖似以上、ＮＡＣＥ試験による破断限界応力
が５０．６ ｋＭｉ！以上なる耐硫化物応力腐食割れ性
の優れた高強度継目無鋼管の製造方法に関するものであ
る。
れる継目無鋼管の製造方法に関し、特にＡＰＩ規格（ア
メリカ石油協会規格）による０９０級以上の高強度油井
管、具体的には降伏応力６３、３１１１以上、引張り強
さ７０．１暖似以上、ＮＡＣＥ試験による破断限界応力
が５０．６ ｋＭｉ！以上なる耐硫化物応力腐食割れ性
の優れた高強度継目無鋼管の製造方法に関するものであ
る。
近年に至り、エネルギー事情の悪化に伴って、従来顧み
られなかりたよりな深層油田や、開発が一旦は放棄され
ていたサワーガス田など、苛酷な条件下にある油井に対
する開発意欲が高ま９、そのような厳しい使用条件に耐
え得る油井管の開発が強く要請されるようになっている
。このような油井管としては、ＡＰＩ −０９０級以上
の高強度を有ししかも耐硫化物応力腐食割れ性（以下耐
５ｓｃｃ性と記す）に優れていることが要求される。
られなかりたよりな深層油田や、開発が一旦は放棄され
ていたサワーガス田など、苛酷な条件下にある油井に対
する開発意欲が高ま９、そのような厳しい使用条件に耐
え得る油井管の開発が強く要請されるようになっている
。このような油井管としては、ＡＰＩ −０９０級以上
の高強度を有ししかも耐硫化物応力腐食割れ性（以下耐
５ｓｃｃ性と記す）に優れていることが要求される。
従来、上述のような要求に応えた油井用鋼管としては、
０．５％を越えるＭｏを含みかつ焼入れ焼戻しにより調
質した含Ｍｏ調質鋼が広く知られている。
０．５％を越えるＭｏを含みかつ焼入れ焼戻しにより調
質した含Ｍｏ調質鋼が広く知られている。
すなわち、ＡＰＩ−Ｃ９０級以上の高強度、強靭性およ
び耐５ｓｃｃ性を持たせるためには、焼入れ焼戻しによ
る調質処理が有効であることが知られており、そして焼
入れ性向上にＭｏ添加が有効であることも知られている
。また硫化物応力腐食割れは、硫化水素を含む環境下で
鋼の腐食反応によシ生じた水素が鋼中に侵入して起る水
素脆化現象の一つであシ、その機構は不明な点が多いが
、耐５ＳＣＣ性の改善にはＭｏの添加が有効であること
が知られている。したがって従来は前述のように０．５
％を越える多量のＭｏを添加した調質鋼が深層油田、
サワーガス田の如き苛酷な条件下の油井管に最適とされ
ていた。しかしながらＭｏは鋼の添加元素のうちでは高
価な元素であり、そのため前述のようなＭｏ含有調質鋼
はそのコストが高くならざるを得ないのが実情である。
び耐５ｓｃｃ性を持たせるためには、焼入れ焼戻しによ
る調質処理が有効であることが知られており、そして焼
入れ性向上にＭｏ添加が有効であることも知られている
。また硫化物応力腐食割れは、硫化水素を含む環境下で
鋼の腐食反応によシ生じた水素が鋼中に侵入して起る水
素脆化現象の一つであシ、その機構は不明な点が多いが
、耐５ＳＣＣ性の改善にはＭｏの添加が有効であること
が知られている。したがって従来は前述のように０．５
％を越える多量のＭｏを添加した調質鋼が深層油田、
サワーガス田の如き苛酷な条件下の油井管に最適とされ
ていた。しかしながらＭｏは鋼の添加元素のうちでは高
価な元素であり、そのため前述のようなＭｏ含有調質鋼
はそのコストが高くならざるを得ないのが実情である。
ところで従来の継目無鋼管の焼入れ法としては、焼入れ
るべき鋼管の外周側に配列した噴射ノズルから鋼管の外
面に向けて冷却水を高圧で吹付ける、所謂外面噴射型の
焼入れ法を採用しているのが通常である。この焼入れ法
では、鋼管外面の冷却速度は比較的大きいものの、内面
の冷却速度が遅くなり、特に肉厚の大きい油井用の鋼管
例えば肉厚２０關の鋼管の場合平均冷却速度２０°’Ｃ
／ｓ ｅｃ程度が上限であり、そのため従来は焼入れ性
向上のために合金元素の添加、特に前述の如く高価なＭ
。
るべき鋼管の外周側に配列した噴射ノズルから鋼管の外
面に向けて冷却水を高圧で吹付ける、所謂外面噴射型の
焼入れ法を採用しているのが通常である。この焼入れ法
では、鋼管外面の冷却速度は比較的大きいものの、内面
の冷却速度が遅くなり、特に肉厚の大きい油井用の鋼管
例えば肉厚２０關の鋼管の場合平均冷却速度２０°’Ｃ
／ｓ ｅｃ程度が上限であり、そのため従来は焼入れ性
向上のために合金元素の添加、特に前述の如く高価なＭ
。
の添加を余儀なくされていたのである。また従来の継目
無鋼管の製造工程としては、一般に熱間によシ造管した
後、一旦クーリングベッド上にて放冷し、その後加熱炉
にて鋼管を再加熱してから焼入れ、さらに焼戻しを行う
のが通常であった。
無鋼管の製造工程としては、一般に熱間によシ造管した
後、一旦クーリングベッド上にて放冷し、その後加熱炉
にて鋼管を再加熱してから焼入れ、さらに焼戻しを行う
のが通常であった。
しかるに最近では継目無鋼管の製造にあたって、熱間に
よυ造管した鋼管を、そのままクーリングベッド上で放
冷することなく直ちに焼入れし、その後焼戻しを行う、
いわゆる直接焼入れ一焼戻し法が採用されつつあり、ま
たその場合の焼入れ法として、鋼管を冷却水槽中に投入
して鋼管の内外面を同時に急速冷却させる内外面浸漬焼
入れ法が適用されることが実用化され、かつその内外面
浸漬焼入れ法のうちでも特に鋼管を冷却水中に水平に投
入してその内面側および外面側に軸線方向に沿って冷却
水流を強制的に流す軸流方式が開発されている。このよ
うな内外面浸漬焼入れ、特に軸流方式では、鋼管はその
内外両面から急冷され、例えば前記同様に肉厚２０ｍの
鋼管の場合平均冷却速度は５０°Ｃ／ＳｅＣにも達し、
したがって充分な焼入れが行われ、また前述のように熱
間造管後直ちに焼入れを施す直接焼入れ法の適用により
、より一層の焼入れ能面上が図れることが判明した。
よυ造管した鋼管を、そのままクーリングベッド上で放
冷することなく直ちに焼入れし、その後焼戻しを行う、
いわゆる直接焼入れ一焼戻し法が採用されつつあり、ま
たその場合の焼入れ法として、鋼管を冷却水槽中に投入
して鋼管の内外面を同時に急速冷却させる内外面浸漬焼
入れ法が適用されることが実用化され、かつその内外面
浸漬焼入れ法のうちでも特に鋼管を冷却水中に水平に投
入してその内面側および外面側に軸線方向に沿って冷却
水流を強制的に流す軸流方式が開発されている。このよ
うな内外面浸漬焼入れ、特に軸流方式では、鋼管はその
内外両面から急冷され、例えば前記同様に肉厚２０ｍの
鋼管の場合平均冷却速度は５０°Ｃ／ＳｅＣにも達し、
したがって充分な焼入れが行われ、また前述のように熱
間造管後直ちに焼入れを施す直接焼入れ法の適用により
、より一層の焼入れ能面上が図れることが判明した。
そこで本発明者等は、内外面浸漬焼入れおよび直接焼入
れの導入により焼入れ能の向上が図れることに着目し、
焼入れ法の改善による焼入れ能の向上に見合う分だけ材
料自体の焼入れ性向上元素、特に高価なＭｏの添加量を
低減しても、充分な高強度および耐５ＳＣＣ性が確保さ
れる筈と推測し、実験・検討を重ねた結果、実際にＭｏ
量を低減した特定成分の鋼に対し直接焼入れ、内外面浸
漬焼入れを（５） 適用しかつ特定条件下での焼戻しを施すことによって、
ＡＰＩ−Ｃ９０級以上の高純度でしかも耐５ｓｃｃ性の
優れた継目無鋼管が得られることを見出し、この発明を
なすに至ったのである。
れの導入により焼入れ能の向上が図れることに着目し、
焼入れ法の改善による焼入れ能の向上に見合う分だけ材
料自体の焼入れ性向上元素、特に高価なＭｏの添加量を
低減しても、充分な高強度および耐５ＳＣＣ性が確保さ
れる筈と推測し、実験・検討を重ねた結果、実際にＭｏ
量を低減した特定成分の鋼に対し直接焼入れ、内外面浸
漬焼入れを（５） 適用しかつ特定条件下での焼戻しを施すことによって、
ＡＰＩ−Ｃ９０級以上の高純度でしかも耐５ｓｃｃ性の
優れた継目無鋼管が得られることを見出し、この発明を
なすに至ったのである。
すなわちこの発明は、深層油田、サワーガス田の如く苛
酷な条件下にある油井に適した高強度でしかも耐５ｓｃ
ｃ性の優れた継目無鋼管を、多量のＭｏを含有すること
なく低コストで得る方法を提供することを目的とするも
のであり、またこの発明の継目無鋼管の製造方法は、Ｃ
０，１０〜０．４５ ％、Ｓｉ ０．１０〜０．５０
％、Ｍｎ ０．５０〜１．５０％、ＰＯ，０２０％以下
、Ｓｏ、０１５％以下、Ｃｒ０．１０〜２．ＯＯ％ＳＭ
ｏ ０．０５〜０．５０ ％、Ａ１０．０１〜０．１０
％を含有し、かつＮｂ ０．１０％以下およびＶＯ，１
５％以下の１種または両者を含有し、さらに必要に応じ
てＣｕ ０．４０ ％以下、Ｔｉ０．５０％以下、Ｂ
Ｏ，ＯＯ３０％以下の１種または２種以上を含み、残部
がＦｅおよび不可避的不純物よシなる鋼素材を鋼管に熱
間加工し、直ちにその鋼管をＡｃ３変態点以上の温度か
ら内外面浸漬焼入れ法によシ直接水（６） 焼入れし、次いでその鋼管を、 Ｔ≦Ａｅ１゜ １８０００≦（ＴＩ２７３）（２０＋ｌｏｇｔ）≦２０
０００の両式を満足する温度Ｔ （’Ｃ）および時間ｔ
（ｈｒ）で焼戻すことを特徴とするものである。
酷な条件下にある油井に適した高強度でしかも耐５ｓｃ
ｃ性の優れた継目無鋼管を、多量のＭｏを含有すること
なく低コストで得る方法を提供することを目的とするも
のであり、またこの発明の継目無鋼管の製造方法は、Ｃ
０，１０〜０．４５ ％、Ｓｉ ０．１０〜０．５０
％、Ｍｎ ０．５０〜１．５０％、ＰＯ，０２０％以下
、Ｓｏ、０１５％以下、Ｃｒ０．１０〜２．ＯＯ％ＳＭ
ｏ ０．０５〜０．５０ ％、Ａ１０．０１〜０．１０
％を含有し、かつＮｂ ０．１０％以下およびＶＯ，１
５％以下の１種または両者を含有し、さらに必要に応じ
てＣｕ ０．４０ ％以下、Ｔｉ０．５０％以下、Ｂ
Ｏ，ＯＯ３０％以下の１種または２種以上を含み、残部
がＦｅおよび不可避的不純物よシなる鋼素材を鋼管に熱
間加工し、直ちにその鋼管をＡｃ３変態点以上の温度か
ら内外面浸漬焼入れ法によシ直接水（６） 焼入れし、次いでその鋼管を、 Ｔ≦Ａｅ１゜ １８０００≦（ＴＩ２７３）（２０＋ｌｏｇｔ）≦２０
０００の両式を満足する温度Ｔ （’Ｃ）および時間ｔ
（ｈｒ）で焼戻すことを特徴とするものである。
以下この発明の継目無鋼管製造方法についてさらに詳細
に説明する。
に説明する。
先ずこの発明の方法で使用する鋼素材の成分限定理由を
説明する。
説明する。
Ｃ：Ｃは焼入性に深く関与し、焼入れ性を増して鋼の強
度を向上させるに不可欠な元素であるが、０．０５％未
満ではその効果がなく、一方０．４５％を越えれば靭性
および溶接性が著しく劣化するから、０．０５〜０．４
５％の範囲に限定した。
度を向上させるに不可欠な元素であるが、０．０５％未
満ではその効果がなく、一方０．４５％を越えれば靭性
および溶接性が著しく劣化するから、０．０５〜０．４
５％の範囲に限定した。
ＳｔｓＳｉは鋼の脱酸および強度向上に有効であるが、
過剰に含有されれば鋼を脆化させる。脱酸の目的から少
くとも０．１０％以上が必要であり、一方靭件の劣化を
防ぐ観点から０．５０％以下とする必要があシ、シたが
って０．１０〜０．５０ ％の範囲とした。
過剰に含有されれば鋼を脆化させる。脱酸の目的から少
くとも０．１０％以上が必要であり、一方靭件の劣化を
防ぐ観点から０．５０％以下とする必要があシ、シたが
って０．１０〜０．５０ ％の範囲とした。
Ｍｎ ： Ｍｎは鋼の脱酸、脱硫のために通常添加され
、また焼入れ性の向上にも有効であるが、焼入性向上の
だめには０．１ Ｑ ４以上が必要でちり、一方Ｍｎ含
有量が過剰になれば鋼塊割れおよび耐５ｓｃｃ性の劣化
が生じるから１．５０ ％以下とする必要があり、した
がってＭｎは０．１０〜１．５０％の範囲に限定した。
、また焼入れ性の向上にも有効であるが、焼入性向上の
だめには０．１ Ｑ ４以上が必要でちり、一方Ｍｎ含
有量が過剰になれば鋼塊割れおよび耐５ｓｃｃ性の劣化
が生じるから１．５０ ％以下とする必要があり、した
がってＭｎは０．１０〜１．５０％の範囲に限定した。
Ｐ：Ｐは不純物として鋼中に不可避的に存在する元素で
あるが、０．０２０’％を越えれば靭性を損なうばかり
でなく、応力腐食割れ感受性を高めるから、不純物とし
ての上限を０．０２０ ％とした。
あるが、０．０２０’％を越えれば靭性を損なうばかり
でなく、応力腐食割れ感受性を高めるから、不純物とし
ての上限を０．０２０ ％とした。
Ｓ：ＳもＰと同様に不純物として鋼中に不可避的に存在
する元素であシ、可及的にその含有量を小量に抑えるこ
とが望ましい。Ｓが０．０１５％を越えれば衝撃吸収エ
ネルギーの低下や、ＮＡＣＥ試験における限界応力規定
割れをもたらすから、不純物としての上限を０．０１５
％とした。
する元素であシ、可及的にその含有量を小量に抑えるこ
とが望ましい。Ｓが０．０１５％を越えれば衝撃吸収エ
ネルギーの低下や、ＮＡＣＥ試験における限界応力規定
割れをもたらすから、不純物としての上限を０．０１５
％とした。
Ｃｒ ： Ｃｒは鋼の強度、靭性、焼入れ性、耐食性の
向上に有効であるが、０．１０％未満ではその効果が得
られず、一方２．０ ＯＳを越えれば、低温靭性の劣化
を招くから、ｏ、ｉｏ〜２．０ ＯＳの範囲に限定した
。
向上に有効であるが、０．１０％未満ではその効果が得
られず、一方２．０ ＯＳを越えれば、低温靭性の劣化
を招くから、ｏ、ｉｏ〜２．０ ＯＳの範囲に限定した
。
Ｍｏ ： Ｍｏは焼入れ性、強度、耐５ｓｃｃ性の向上
に有効であるが、０．０５％未満ではその効果が充分で
はない。一方ＭＯは前述のように高価な元素であるから
、その観点から添加量を低減させることが望ましく、こ
の発明では浸漬式内外面焼入れ法、直接焼入れの適用に
よる焼入れ能の向上によって最大０５０％で充分となっ
た。したがってこの発明ではＭｏ含有量は０．０５〜０
．５０チの範囲に限定した。
に有効であるが、０．０５％未満ではその効果が充分で
はない。一方ＭＯは前述のように高価な元素であるから
、その観点から添加量を低減させることが望ましく、こ
の発明では浸漬式内外面焼入れ法、直接焼入れの適用に
よる焼入れ能の向上によって最大０５０％で充分となっ
た。したがってこの発明ではＭｏ含有量は０．０５〜０
．５０チの範囲に限定した。
Ａｌ： ｋｌはＭｎ 、 Ｓｔにより脱酸した溶鋼を、
さらに脱酸して、Ｂの酸化物形成を阻止し、かつＢＮ析
出の制御にＴｉとともに関与し、鋼中固溶Ｂ量を焼入れ
性向上に適した量に抑え、これによって鋼の焼入れ性を
向上させる。ＡｌがＯ，Ｏｎ未満ではその効果が充分に
発揮されず、一方０．１０Ｓを越えればアルミナクラス
ターにより鋼管の表面および内部に欠陥が多発する。し
たがってＡｌ含有量は０．０１〜０．、 ｉ ０ ％の
範囲内とした。
さらに脱酸して、Ｂの酸化物形成を阻止し、かつＢＮ析
出の制御にＴｉとともに関与し、鋼中固溶Ｂ量を焼入れ
性向上に適した量に抑え、これによって鋼の焼入れ性を
向上させる。ＡｌがＯ，Ｏｎ未満ではその効果が充分に
発揮されず、一方０．１０Ｓを越えればアルミナクラス
ターにより鋼管の表面および内部に欠陥が多発する。し
たがってＡｌ含有量は０．０１〜０．、 ｉ ０ ％の
範囲内とした。
（９）
Ｎｂ 、 ｖ ：これらはいずれも炭化物を形成して、
鋼の焼戻し軟化抵抗性を増し、強度向上に寄与する。
鋼の焼戻し軟化抵抗性を増し、強度向上に寄与する。
Ｎｂ 、 Ｖはいずれか一方または両者を添加すれば良
いが、Ｎｂ０．０１％未満、Ｖｏ、０１％未満では−す
れらの添加効果が得られず、一方Ｎｂ Ｏ，１０’Ｌ
ＶＯ，１５％を越えれば靭性を損なうから、Ｎｂは０．
０１〜０．１０％、■は０．０１〜０．１５１０範囲に
限定した。
いが、Ｎｂ０．０１％未満、Ｖｏ、０１％未満では−す
れらの添加効果が得られず、一方Ｎｂ Ｏ，１０’Ｌ
ＶＯ，１５％を越えれば靭性を損なうから、Ｎｂは０．
０１〜０．１０％、■は０．０１〜０．１５１０範囲に
限定した。
以上の各成分元素のほか、この発明の方法で使用される
鋼素材には、焼入れ性向上、強度向上等の目的から、必
要に応じてＴＩ 、 Ｂ 、 Ｃｕの１種または２種以
上を添加しても良い。これらの必要に応じて加えられる
元素の添加理由および添加量限定理由を次に説明する。
鋼素材には、焼入れ性向上、強度向上等の目的から、必
要に応じてＴＩ 、 Ｂ 、 Ｃｕの１種または２種以
上を添加しても良い。これらの必要に応じて加えられる
元素の添加理由および添加量限定理由を次に説明する。
Ｔｉ ： ’ｒ＋は強度の向上に効果があシ、まだ固溶
Ｎを固定してＢによる鋼の焼入れ性向上に寄与する。
Ｎを固定してＢによる鋼の焼入れ性向上に寄与する。
Ｎの固定のために必要なＴＩ量は平衡溶解度積から計算
された値を基準に定めれば良いが、実操業上は平衡状態
に到達しないことが考えられ、したがってＴＩ添加量は
余分の固溶Ｎを見越して増量する（１０） ことが望ましい。但し過剰なＴｉは焼戻し脆化をもたら
すから、Ｔｉを添加する場合の上限は０．０５０俤とし
た。一方Ｔ１添加による強度向上効果は０、００５％以
上で得られ、したがってＴｉを添加する場合の添加量は
０．００５％以上とすることが望ましい。
された値を基準に定めれば良いが、実操業上は平衡状態
に到達しないことが考えられ、したがってＴＩ添加量は
余分の固溶Ｎを見越して増量する（１０） ことが望ましい。但し過剰なＴｉは焼戻し脆化をもたら
すから、Ｔｉを添加する場合の上限は０．０５０俤とし
た。一方Ｔ１添加による強度向上効果は０、００５％以
上で得られ、したがってＴｉを添加する場合の添加量は
０．００５％以上とすることが望ましい。
Ｂ：Ｂは微量の添加で焼入れ性を向上させる。但しＢの
鋼中固溶量は少なく、過剰に添加すれば鉄硼化物や鉄炭
硼化物を形成し、これらは焼入れ性向上に効果がないば
かりでなく、鋼の脆化をもたらすから、Ｂを添加する場
合の上限をＯ，ＯＯ３０チとした。なお上述のようなり
の添加効果は、ＢＯ，ＯＯ０３％程度から得られるから
、Ｂを添加する場合には０．０００３４以上添加するこ
とが望ましい。
鋼中固溶量は少なく、過剰に添加すれば鉄硼化物や鉄炭
硼化物を形成し、これらは焼入れ性向上に効果がないば
かりでなく、鋼の脆化をもたらすから、Ｂを添加する場
合の上限をＯ，ＯＯ３０チとした。なお上述のようなり
の添加効果は、ＢＯ，ＯＯ０３％程度から得られるから
、Ｂを添加する場合には０．０００３４以上添加するこ
とが望ましい。
Ｃｕ ： Ｃｕは基地への固溶強化、耐食性の向上に有
効であるが、０．４０％を越えれば鋼管表面に欠陥が多
発するから、Ｃｕを添加する場合の上限は０．４０％と
する。なおＣｕの添加効果は０．１（ｌ程度から得られ
るから、Ｃｕを添加する場合の添加量は０．１０％以上
とすることが望ましい。
効であるが、０．４０％を越えれば鋼管表面に欠陥が多
発するから、Ｃｕを添加する場合の上限は０．４０％と
する。なおＣｕの添加効果は０．１（ｌ程度から得られ
るから、Ｃｕを添加する場合の添加量は０．１０％以上
とすることが望ましい。
上述のような合金成分を含有する鋼素材、例えば丸ビレ
ットは、常法にしたがって熱間加工によシ造管し、継目
無鋼管とする。すなわち例えば加熱炉によｊ０１２５０
℃程度に加熱してピアサ−によシ穿孔し、さらにマンド
レルミルやプラグミルによυ肉厚波および延伸を行ない
、さらに必要に応じて再加熱してサイザーあるいはレデ
ー−サーによシ寸法調整を行なう。このような熱間加工
によシ得られた鋼管は、従来一般にはクーリングベッド
上で放冷しているが、この発明の方法では熱間加工後、
Ａｒ５変態点以上の温度から直ちに水焼入れする。この
焼入れ手段としては、鋼管全体を冷却水槽中に浸漬して
、その鋼管の内外面を同時に急速冷却する内外面浸漬焼
入れ法を採用する。
ットは、常法にしたがって熱間加工によシ造管し、継目
無鋼管とする。すなわち例えば加熱炉によｊ０１２５０
℃程度に加熱してピアサ−によシ穿孔し、さらにマンド
レルミルやプラグミルによυ肉厚波および延伸を行ない
、さらに必要に応じて再加熱してサイザーあるいはレデ
ー−サーによシ寸法調整を行なう。このような熱間加工
によシ得られた鋼管は、従来一般にはクーリングベッド
上で放冷しているが、この発明の方法では熱間加工後、
Ａｒ５変態点以上の温度から直ちに水焼入れする。この
焼入れ手段としては、鋼管全体を冷却水槽中に浸漬して
、その鋼管の内外面を同時に急速冷却する内外面浸漬焼
入れ法を採用する。
この場合、特に前述の如く鋼管を冷却水中にほぼ水平に
投入するとともにその鋼管の内周側および外周側に軸線
方向に沿って冷却水流を流して内外面を急速冷却させる
軸流式の内外面浸漬焼入れ法を適用することが望ましい
。すなわち、例えば第１図に示すように、上下もしくは
左右に開閉可能とされた筒状をなすケーシング１を、冷
却水２を収容した冷却水槽３内にほぼ水平に配設してお
き、熱間加工によυ造管した直後のＡｒ３変態点以上の
鋼管４を前記ケーシング１内に投入して、前記ケーシン
グ１の一方の端部に近接して配設した外側ノズル５から
冷却水を噴射して鋼管４の外面とケーシング１の内面と
の間に軸線方向に沿う外面冷却水流２人を与えるととも
に、外側ノズル５の内側に同軸状に設けられた内側ノズ
ル６からも冷却水を噴射して鋼管４の内面側に軸線方向
に沿う内面冷却水流２Ｂを与える焼入法を適用すること
が望ましい。なおこの場合ケーシング１を開いた状態で
鋼管４をケーシング１内に投入し、しかる後にケーシン
グ１を閉じることになるが、この際外側ノズル５および
内側ノズル６からの冷却水流２Ａ、２Ｂは、鋼管４を投
入する以前の段階から予め流しておくことが望ましい。
投入するとともにその鋼管の内周側および外周側に軸線
方向に沿って冷却水流を流して内外面を急速冷却させる
軸流式の内外面浸漬焼入れ法を適用することが望ましい
。すなわち、例えば第１図に示すように、上下もしくは
左右に開閉可能とされた筒状をなすケーシング１を、冷
却水２を収容した冷却水槽３内にほぼ水平に配設してお
き、熱間加工によυ造管した直後のＡｒ３変態点以上の
鋼管４を前記ケーシング１内に投入して、前記ケーシン
グ１の一方の端部に近接して配設した外側ノズル５から
冷却水を噴射して鋼管４の外面とケーシング１の内面と
の間に軸線方向に沿う外面冷却水流２人を与えるととも
に、外側ノズル５の内側に同軸状に設けられた内側ノズ
ル６からも冷却水を噴射して鋼管４の内面側に軸線方向
に沿う内面冷却水流２Ｂを与える焼入法を適用すること
が望ましい。なおこの場合ケーシング１を開いた状態で
鋼管４をケーシング１内に投入し、しかる後にケーシン
グ１を閉じることになるが、この際外側ノズル５および
内側ノズル６からの冷却水流２Ａ、２Ｂは、鋼管４を投
入する以前の段階から予め流しておくことが望ましい。
上述のように内外面浸漬焼入れ法によって水焼入れする
ことにより、均質なマルテンサイト組織、（１３） または部分的に下部ベイナイト組織を有するマルテンサ
イト組織が得られる。続いて所期の特性を引出すために
、Ａｃ１変態点以下の温度で焼戻す。
ことにより、均質なマルテンサイト組織、（１３） または部分的に下部ベイナイト組織を有するマルテンサ
イト組織が得られる。続いて所期の特性を引出すために
、Ａｃ１変態点以下の温度で焼戻す。
この焼戻しは、それまでの熱履歴を無効としないために
焼戻し温度Ｔを上述のようにＡｃｌ変態点以下とする必
要があるが、さらに降伏応力６３．３軸、引張抄強さ７
０．３ ｋＶｉｄ以上の強度を得るだめには、焼戻し温
度Ｔ （℃）および焼戻し時間食（ｈｒ）で定まる焼戻
し定数（Ｔｉ２７３ ）（２０＋ｌｏｇｔ）が１８００
０以上、２００００以下となるように制御する必要があ
る。上記焼戻し定数が１８０００未満では、強度は確保
できても靭性および耐５ｓｃｃ性が劣り、また焼戻し定
数が２００００を越えれば充分な強度が得られない。こ
のような条件で焼戻しすることによって、この発明の成
分系の鋼では、降伏応力６３．３ ｋｎｉｔ以上、引張
シ強さ７０、３１＄−以上の高強度が得られると同時に
、ＮＡＣＥ規格ＴＭ−０１−７７によるＮＡＣＥ −Ｓ
ＳＣ試験の破断限界応力５０．６ ｋ１Ｍｄ以上の優れ
た耐５ｓｃｃ性能が得られる。
焼戻し温度Ｔを上述のようにＡｃｌ変態点以下とする必
要があるが、さらに降伏応力６３．３軸、引張抄強さ７
０．３ ｋＶｉｄ以上の強度を得るだめには、焼戻し温
度Ｔ （℃）および焼戻し時間食（ｈｒ）で定まる焼戻
し定数（Ｔｉ２７３ ）（２０＋ｌｏｇｔ）が１８００
０以上、２００００以下となるように制御する必要があ
る。上記焼戻し定数が１８０００未満では、強度は確保
できても靭性および耐５ｓｃｃ性が劣り、また焼戻し定
数が２００００を越えれば充分な強度が得られない。こ
のような条件で焼戻しすることによって、この発明の成
分系の鋼では、降伏応力６３．３ ｋｎｉｔ以上、引張
シ強さ７０、３１＄−以上の高強度が得られると同時に
、ＮＡＣＥ規格ＴＭ−０１−７７によるＮＡＣＥ −Ｓ
ＳＣ試験の破断限界応力５０．６ ｋ１Ｍｄ以上の優れ
た耐５ｓｃｃ性能が得られる。
（１４）
次にこの発明の実施例を比較例とともに記す。
第１表の鋼／％１〜５に示す化学組成の鋼のビレツトを
素材とし、通常の継目無鋼管造管法にて熱間加工によシ
造管した後、直ちにＡｒ３変態点以上の温度から第１図
に示される軸流式の内外面浸漬焼入れによシ水焼入れし
、その後Ａｃ１変態点以下の焼戻し温度でしかも焼戻し
定数が１８０００〜２００００の範囲を満足する条件で
焼戻し、ＡＰＩ引張試験とＮＡＣＥ −ＳＳＣ試験を施
した。その結果を第２表に示す。また同じ鋼素材につい
て、熱間加工により造管後、比較例外面噴射焼入れによ
シ水焼入れし、Ａｃ１変態点以下の温度で焼戻し、前記
同様に試験を行った結果を第２表に併せて示す。
素材とし、通常の継目無鋼管造管法にて熱間加工によシ
造管した後、直ちにＡｒ３変態点以上の温度から第１図
に示される軸流式の内外面浸漬焼入れによシ水焼入れし
、その後Ａｃ１変態点以下の焼戻し温度でしかも焼戻し
定数が１８０００〜２００００の範囲を満足する条件で
焼戻し、ＡＰＩ引張試験とＮＡＣＥ −ＳＳＣ試験を施
した。その結果を第２表に示す。また同じ鋼素材につい
て、熱間加工により造管後、比較例外面噴射焼入れによ
シ水焼入れし、Ａｃ１変態点以下の温度で焼戻し、前記
同様に試験を行った結果を第２表に併せて示す。
但し後者の比較例の場合、内面側の焼入れ能が充分では
ないから、強度を確保するために焼戻し定数を１８００
０未満にする必要があった。
ないから、強度を確保するために焼戻し定数を１８００
０未満にする必要があった。
第２表
第２表から明らかなように、この発明の方法によシ得ら
れた継目鋼管は、強度、耐５ｓｃｃ性がともに優れてお
シ、目標とする降伏応力６３．３ ｋｍｔｌ１以上、引
張シ強さ７０．３ ｋＶｍｄ以上、ＮＡＣＥ試験による
破断限界応力５０．６−ｉを充分に越えている。一方外
面噴射焼入れを適用した比較例では、焼戻しく１７） 定数を１８０００未満とすることにより強度は目標値を
確保することができたが、耐５ｓｃｃ性は著しく劣って
いる。
れた継目鋼管は、強度、耐５ｓｃｃ性がともに優れてお
シ、目標とする降伏応力６３．３ ｋｍｔｌ１以上、引
張シ強さ７０．３ ｋＶｍｄ以上、ＮＡＣＥ試験による
破断限界応力５０．６−ｉを充分に越えている。一方外
面噴射焼入れを適用した比較例では、焼戻しく１７） 定数を１８０００未満とすることにより強度は目標値を
確保することができたが、耐５ｓｃｃ性は著しく劣って
いる。
以上のようにこの発明の製造方法によれば、鋼素材の合
金成分として高価なＭｏを０．５０ Ｓ以下の小量に低
減したにもかかわらず、高強度と優れた耐５ｓｃｃ性を
有する継目無鋼管を製造することが可能となり、したが
って特に苛酷な条件下で使用される油井管に適した継目
無鋼管を従来よりも格段に低コストで提供し得る顕著な
効果が得られる。
金成分として高価なＭｏを０．５０ Ｓ以下の小量に低
減したにもかかわらず、高強度と優れた耐５ｓｃｃ性を
有する継目無鋼管を製造することが可能となり、したが
って特に苛酷な条件下で使用される油井管に適した継目
無鋼管を従来よりも格段に低コストで提供し得る顕著な
効果が得られる。
第１図はこの発明の方法に適用される内外面浸漬焼入れ
法の１つである軸流式焼入れを実施している状況を示す
模式図である。 出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士豊田武人 （ほか１名） （１８） 手 続 補 正 書 （自発） 昭和５８年１１月１６日 昭和５８年特許願第１８２５７７号 ２、発明の名称 高強度油井管用継目無鋼管の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 兵庫県神戸市中央区北本町通１丁目１番２８号
名称 （１２５）川崎製鉄株式会社 ４、代理人 住 所 東京都港区三田３丁目４番１８号５、補正の対
象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第７頁第１２行目のＩＯ，０５％未満」を
ｒＯ，１０％未満」と訂正する。 （２）同第７頁第１４行目（７）ＩＱ、０５〜０．４５
％Ｊ をｒｏ、１０〜０．４５％」と訂正する。
法の１つである軸流式焼入れを実施している状況を示す
模式図である。 出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士豊田武人 （ほか１名） （１８） 手 続 補 正 書 （自発） 昭和５８年１１月１６日 昭和５８年特許願第１８２５７７号 ２、発明の名称 高強度油井管用継目無鋼管の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 兵庫県神戸市中央区北本町通１丁目１番２８号
名称 （１２５）川崎製鉄株式会社 ４、代理人 住 所 東京都港区三田３丁目４番１８号５、補正の対
象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第７頁第１２行目のＩＯ，０５％未満」を
ｒＯ，１０％未満」と訂正する。 （２）同第７頁第１４行目（７）ＩＱ、０５〜０．４５
％Ｊ をｒｏ、１０〜０．４５％」と訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃ０，１０〜０．４５チ（重量％、以下同じ）、ＳＬｏ
、１０〜０．５０％、Ｍｎ ０．５０〜１．５０ ％、
ＰＯ，０２０Ｓ以下、Ｓｏ、０１５％以下、Ｃｒ ０．
１０〜２．００％、Ｍｏ ０．０５〜０．５０ ％、Ａ
ｌＯ，０１〜０．１０％を含有し、かツＮｂ Ｏ，０１
〜０．１０％およびＶｏ、０１〜０．１５％（７）１種
または２種を含有し、さらに必要に応じてＣｕ Ｏ，４
０％以下、Ｔｉ０．０５０チ以下、Ｂｏ、００３０％以
下の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不
可避的不純物よ）なる鋼素材を鋼管に熱間加工し、直ち
にその鋼管をｋｃ５変態点以上の温度から内外面浸漬焼
入れにより直接水焼入れし、次いでその鋼管を、Ｔ≦Ａ
ｃ１゜ １ｓｏｏｏ≦（Ｔ＋２７３）（２０＋Ｉｏｇｔ）≦２０
０００の両式を満足する温度Ｔ （’Ｃ）および焼戻し
時間ｔ（時間）で焼戻す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継目無鋼管の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18257783A JPS6075523A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 高強度油井管用継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18257783A JPS6075523A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 高強度油井管用継目無鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075523A true JPS6075523A (ja) | 1985-04-27 |
Family
ID=16120710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18257783A Pending JPS6075523A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 高強度油井管用継目無鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075523A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62151523A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-06 | Kawasaki Steel Corp | 低降伏比シ−ムレス調質ラインパイプの製造方法 |
| JPH04358026A (ja) * | 1991-02-05 | 1992-12-11 | Nippon Steel Corp | 細粒化組織の低合金シームレス鋼管の製造法 |
| US5873960A (en) * | 1994-10-20 | 1999-02-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method and facility for manufacturing seamless steel pipe |
| US5938865A (en) * | 1995-05-15 | 1999-08-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltc. | Process for producing high-strength seamless steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance |
| US6024808A (en) * | 1996-04-19 | 2000-02-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless steel pipe manufacturing method and equipment |
| JP2006307245A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Jfe Steel Kk | Ｔｉ添加系低炭素鋼からなる継目無鋼管の熱処理方法 |
| EP2133443A1 (en) * | 2007-03-30 | 2009-12-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Low alloy steel for the pipe for oil well use and seamless steel pipe |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP18257783A patent/JPS6075523A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62151523A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-06 | Kawasaki Steel Corp | 低降伏比シ−ムレス調質ラインパイプの製造方法 |
| JPH04358026A (ja) * | 1991-02-05 | 1992-12-11 | Nippon Steel Corp | 細粒化組織の低合金シームレス鋼管の製造法 |
| US5873960A (en) * | 1994-10-20 | 1999-02-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method and facility for manufacturing seamless steel pipe |
| US5938865A (en) * | 1995-05-15 | 1999-08-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltc. | Process for producing high-strength seamless steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance |
| US6024808A (en) * | 1996-04-19 | 2000-02-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless steel pipe manufacturing method and equipment |
| JP2006307245A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Jfe Steel Kk | Ｔｉ添加系低炭素鋼からなる継目無鋼管の熱処理方法 |
| EP2133443A1 (en) * | 2007-03-30 | 2009-12-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Low alloy steel for the pipe for oil well use and seamless steel pipe |
| EP2133443A4 (en) * | 2007-03-30 | 2010-05-05 | Sumitomo Metal Ind | LOW-ALLOY STEEL FOR A CONDUIT FOR USE IN OIL WELL AND SOLDERED STEEL PIPE |
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