JPS6199658A - ラインパイプ用高強度高靭性溶接クラツド鋼管 - Google Patents

ラインパイプ用高強度高靭性溶接クラツド鋼管

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JPS6199658A
JPS6199658A JP22184084A JP22184084A JPS6199658A JP S6199658 A JPS6199658 A JP S6199658A JP 22184084 A JP22184084 A JP 22184084A JP 22184084 A JP22184084 A JP 22184084A JP S6199658 A JPS6199658 A JP S6199658A
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JP
Japan
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less
welded
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pipe
steel
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Pending
Application number
JP22184084A
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English (en)
Inventor
Masakatsu Ueda
昌克 植田
Akio Ikeda
昭夫 池田
Shiro Mukai
向井 史朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、製管時の溶接ままの状態で、内側材が、特
に湿潤な硫化水素をはじめ、炭酸ガスや塩素イ万ンなど
の腐食性成分を言庸する石油や天然ガスなどにさらされ
る環境(以下、f(、S −CO□−Ct−積項といラ
ン下で優nfc耐応力腐食割れ性を示し、さらに外側材
が高強度と高靭性を肩すると共に、優れた耐硫化水素誘
起割れ性を1し、したがってこれらの特性が要求される
ライ/バイブとして使用するのに過した溶接クラブト餉
管に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、内側材がオーステナイト系ステンレス鋼で構成
され、かつ外側材が低合金鋼で#I成されたf#接り2
ブトgI14tがラインパイプとして用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の促米浴使クラッド鋼管においては、クラフト−板
よりの溶接による製管に際して、特に内側材であるステ
ンレス鋼中に炭化物が粒界析出し、この炭化物は特に上
記のHas −COt −CL−環境において耐応力腐
食割れ性(以下、耐SCC性という)を劣化式せる原因
となるものでるることから、耐食性向上をはかる目的で
、製管後の溶接クラヅド鋼管に対して溶体化処理を施し
、前記炭化物を素地中に同浴させる処理を行なうことが
検討された。
しかし、この溶体化処理によって1ItI記内側材の耐
食性は向上するようになるが、外側材でめる低合金鋼は
、その組織が焼入れ組織となり、硬化することから、特
に靭性が劣化するようになり、したがって高g1度と高
靭性、並びに&れた耐食性が要求される上記山s −c
o、 −ct−″環境下のラインパイプとして使用する
には、靭性の点で問題かめる。
また、このJj!i会、溶体化処理後に、さらに焼戻し
処理を施すことも検討されたが、焼戻し処理を施すと、
内側材でるるステンレス鋼にも!戻し処理が施されるこ
とになシ、この結果、再び炭化物が粒界析出するように
なって耐食性が劣化するようになるという間−が生じ、
したがって現実的には溶接クラブト鋼管には溶体化処理
を行なわす、耐食性に問題がめっても製管時の溶接まま
の状態で実用に供しているのが塊状でるる。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、製管時
の溶接ままの状態で、高強度と高靭性含有し、かつ耐食
性にも優れた溶接クラブトwI4I#tt−得べく研究
を行なった結果、m接りラヴド餉管の内側となる部分(
内側材)が、重量憾で(以下%は)[1%を示す)、 C:0.02%以下、 Si : 1 e6以下、Mn
:21以下、    P:0.03%以下。
S : 0.021以下、 Rot 、 At: 0.
3%以°ド、Ni:27〜40%、 Cr:18〜25
%、Cu:0.01〜2%、 MO:5%以下およびW:10%以下のうちのl撞また
は2鴇、 (C含有し、残りがFeとその他の不可避不純物からな
る組1戊を有し、かつ、 Crt’11+ 1 0 Mo(1)+ 5 W(%)
≧40壬、2憾≦Mo(%)+ 1/2 W(壬)≦5
%、の組成条件を満足する高倉金銅で1#成さn、一方
間外側材となる部分(外側材)が、 C:0.005〜0602%未満、Si:0.01〜0
.5%、Mn : 0.8〜2 ’4、   P:0.
015%以下、S:0.005%以下、 BOL 、、
At : 0.1%以下、全含有し、嘔らに必要に応じ
て、 Cu:0.05〜0.5%、 Ni : 0.05〜0
.5%、Cr:0.05〜0.5%、 Mo : 0.
05〜0.5 %、Nb : 0.01〜IJ、 1 
%、 V : 0.01〜0.1 %、Ti : 0.
005〜0.05%、 B:O,1JOO5〜0.00
8%、のうちの目または2徨以上、 全含有し、残りがFeとその他の不可避不純物からなる
組成を有する低合金鋼で構成されたクラブト鋼板より製
造された溶接クラブト鋼管においては、特にクラブト餉
板製造時の熱間加工によって高強度が確保さn、かつ、
製管時の浴接まlの状態で、上記内側材に炭化物の粒界
析出がないので、特にH,s −co、 −ct−環視
下で搬れた耐SCC性を示し、かつ上記外側材は高強度
と高靭性を有することから、これを、これらの特性が要
求される石油や天然ガスなどのラインパイプとして用い
た場合に優れた性能を著しく長期に亘って発揮するとい
う知見を得たのでるる。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に浴接クラブト鋼板におりる内側材および外側
材の成分組FlN、範囲を上記の通りに限定した理由を
説明する。
A、内側材 (a)  C C成分の含有量が0.02%を越えると、溶接による製
管時に、粒界に炭化物が析出するようになシ、応力腐食
割れt起し易くなることから、その含有1ltf0.0
2%以下に定めた。
(b)  5i Si成分は説fR成分として不可欠の成分でめるが、そ
の含有量が1%金越えると熱間加工性が劣化するように
なることから、その含有量t−1%以下と定めた。
(e)  tnn Mnt4分にはSi成分と同様に脱酸作用がおり、2%
まで雷鳴させても特性に態形Wを及ぼさないことから、
2係筐での含有が許容される。
(d)  P P成分には、応力腐食割れに対する感受性を高める作用
がのり、この作用は、その含有量が0.03係を越える
と急減に現われるようになることから、その含有量を0
.03 %以下と定めた。
(e)  S S成分には熱間加工性を劣化させる作用がわり、この作
用は、その含有量が0.02%を越えると著しく現われ
るようになることから、その含有量を0.02憾以下と
定めた。
(f)  1ift 、 A/。
At成分はSi2よひ1yin成分と同様に脱酸作用を
もつので必要な成分でろるが、その含有量がsat 、
Atで0.3%を越えると特性に忌影響を及はすように
なることから、その含有量をs、ot、 Atで0.3
係以下と定めた。
(g)  Ni Ni成分には耐食性、特に耐SCC性を向上させる作用
かわるが、その含有量が27%未満では所望の優れた耐
SCC性を確保することができず、−万40俤を越えて
含有させても耐SCC性にさらに一段の向上効果が現わ
れず、経済性を考慮して、その含有fe27〜40係と
定めた。
(h)   Cr Cr55.分には、N1%並びに後述のMOおよびW成
分との共存において、耐食性を著しく向上させる作用が
あるが、その含有量が181未満では所望の優れた耐食
性全確保することができないので、18係以上の含有が
必蓋でるるか、25%を越えて含有させてもよシ一層の
同上効果は現われず、したがって経済性をも考慮して、
その含ntk18〜25%と定めた、 (i)  MoおよびW 上記のように、これらの成分には、NiおよびCrとの
共存において耐食性を同上させる作用かめるが、それぞ
れMO=5%およびW:10係を越えて含壱姑ぜ−Cも
、環視温度が150℃以下の)1!S −COx −C
L″″猿境ド環境、さらに一段の同上効果が現われない
ことから、経済性を考慮して、その含有1電、それぞれ
Mo:5係以下、W:10憾以下と定めた。
また、MOとWの含1=jitK:閑して、条件式: 
*io(%)+1/2 W(帽で規定するのは、Wが〜
Loに対し旅子輩が約2倍で、効果の点では約1/2で
均等となQという理由によるもので、この1直が2嗟未
満では、特VC上記の150℃以下のH!s −COx
 −C1−環境下で所Aの耐食性t″確株ることができ
ず、−万このimか5qbt−越えるものとしても上記
の通り大賀的に不必費な童のMoお↓びWの宮Mとなり
、経済的でなく、したがってMO(帽+1/2 W(%
)の値を2〜5sと定めたのでるる。
(iJ  Cu Cu成分は耐大性を同上させ@作用がめ◇が、その含有
jtが0.01%未満では所望の耐貢性金抛憬すること
がでさす、一方2%を越えて首肩させると、隔間〃1工
注が劣化するようになることから、七のち有量を0.0
1〜2%と定めた、(h)  Cr(%)+10Mo(
%)+5 W(%)Ni、並びにCr、Mo、およびW
の含*量tl−m々変化妊せたNi−Cr−Mo系、N
1−Cr−vV糸、およびNi−Cr−Mo−W糸の鋼
を浴製し、鋳造し、鍛伸し、熱間圧延して板厚=7鱈の
熱延鋼板とし、ついでこの熱延鋼板に、溶接鋼管製造時
の冷間加工、例λ、ばU−07オーミングを考慮して2
0%の刀0工率で冷間圧延を施し、この?@iI&鋼板
より圧延方向と直角に厚さ: 2wXl1lli&: 
105mX9E : 75+gの寸法をもった試験片を
切出し、この試験片VCついて、4点1118け冶具を
用い、0.2%耐力に相当す石引張応力を付加した状態
で、10気圧のH,Sお!び10気圧のCo1でH□S
およびCO,ftMOuさせた2 0 % NaC6浴
液(a温:15Q℃)中に1000附間浸漬の応力鵜食
割れ試M (SCC試験)を行ない、試験後、前記試験
片における割n56生の有無を観察し、この親祭結来に
もとづき1発明省券が独自に設定した条件式: Cr(
%)+ 10 Mo(%)+5W(qb)とNl @ 
有量との関係i 、 Cr(%)+ 10 Mo(%)
+ 5 vV<%)を横軸にとり、一方Ni(チ)を縦
軸にとシブロットし九ところNi(%)≧27%、 C
r(%)+10M0(%)+ 5 W・(%)≧40%
の範囲で所望の優れた耐SCC性に示したのである。こ
れらの結果にもとづき、Niの含有量の下限値を27 
% 、 Cr(1)+ 10Mo(4)+ 5 W(%
)の含有量の下限(It−401と定めたのである。
B、外側材 (a)  C 特に高靭性を必要とする場合、C成分はできるだけ低含
有の方が望ましいが、その含有量がo、oos優未満で
は所定の強度を確保することができず、一方その官有量
を0.024以上とすることは著しく高い靭性を確保す
る上で望ましくないことから、七の含有11t−0,0
05〜0.02憾未満と定めた、(b)  5t St酸成分は脱能作用かめるが、その含有量が0.01
%未満では所望の脱酸効果を確保することができず、一
方その含有量が0.5%を越えると靭性が低下するよう
になることから、その含Mfを0.01〜0.5%と定
め友。
(c)  Mn Mn成分は鋼の強度を同上させる作用のほか、脱酸作用
をもつが、その含有量が0.8%未満では所望の強度を
確保することができず、一方2%を越えて含有させると
異常組峨が発生するようになることから、その含有量を
0.8〜2%と定めた、(a)  p その官有量が0.015チを越えると、熱間および冷間
加工性が劣化するようになるので、その含有1t−o。
015%以下と定めた。
<e>  s S成分もP成分と同様に加工性を劣化δせる成分なので
、良好な刀ロエ性忙確保するためには0.005%を越
えて含1°させてはならない。
(f)  BoA 、At A/、I成分は、強力な脱酸作用tもつので、有用な成
分であるが、その官有量が0.1%を越えると、鋼塊に
表[10傷が発生するようになるので、0.1%を越え
−C含有さぞてはならない。
(g)  Cu 、Cr 、Ni 、Mo 、Nb 、
V、Ti、およびBこれらの成分には、鋼の強度を向上
させる作用がろるので、特に外側材に高強度が要求され
る場合に必要に応じて含有させるが、その含有量が、そ
れぞれCu:0.05%未満、Cr:0.054未満、
Ni:0.05憾未満、MO:0.05憾未満、Nb:
0.01%未満、V:0.01%未満、Ti:0.00
5%未満、およびB:0.0005%未満では、所望の
強度同上効果が得られず、一方、その含有蓋が、それぞ
れ(:u:0.5%、 Cr : 0.5 % 、Ni
 : 0.5 % 、Mo :0.5%、Nb:0.1
%、V : 0.1 % 、Ti : 0.05 %、
およびB:0.008憾を越えて含有させてもより一層
の強度向上効果が得られず、経編性を考慮して、その含
有量(、それぞれCu:0.05〜0.5%、Cr:0
.05〜0.5%、Ni : 0.05〜0.5 % 
、Mo :0.05〜0.5%、 Nb : 0.01
〜0.1%、V:0.01〜0.1%、Ti:0.00
5〜0.05憾、およびB:’   o、ooos〜o
、oos%と定めた。なお、これらの成分を総称して強
度向上成分という。
〔冥抛例〕
つぎに、この発明の溶接クラツド鋼管を冥抛例により具
体的に説明する。
それぞれ第1表および第2表に示される酸分組成をもっ
た溶鋼全通常の俗解法にて論製し。
750w@X250mの一層インゴットに鋳造し、この
インゴットに加工開始温i:1280℃にて熱間鍛造お
よび熱間鍛伸〃u工を抛して板厚=60調の板材とし、
さらにこの板材に1150℃の圧端開始温度にて熱間圧
延を施して、七nそれ製造せんとする溶接クラブトm管
の内側材および外側材となる熱殊鋼板を製造し、ついで
、これらの内側材および外側材を、それぞれ第3表に示
される組合せにて重ね合わせ、 加熱温度:900−1100℃、 クラブト圧地温度:650〜850℃、の条件にてクラ
ブトして板厚: 13mのクラブト鋼板とし、引続いて
、このクラツド鋼板より通常のU−07t−ミング製管
法にて、外径=406飼×内径=394鰐X長さ:60
00mの寸法を肩し、かつ内mIK厚さ:3.71Mお
よび外側材厚き8.3鱈の本発明溶接クラブト鋼官1〜
15お工び従来溶接クラブト鋼wをそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明溶接クラブト%+if
l〜15および従来浴接クラブト4II4電から、それ
ぞれ引張試験用、シャルピー衝S試験(vW−*。)用
、およびSCC試験用の試験片全それぞれ切出し、ぞn
ぞnの試験を行なった。
なお、SCC試験は、 試験片寸法−幅:10mX厚さ:2冒×長纒ニア、5鱈
、 使用冶具:4点曲げ冶具、 付加圧力=0.2%耐力に相当する引張応力、り用浴液
:10気圧のH2Sおよび10気圧のCo、でH,Sお
よびCO,を飽和させた20%NhCL浴液、 浴液温匿: 150℃ 試験時間=336時間、 の条件で行ない、試験後の内側材における割れ発生の有
無1*察した。これらの結果を第3表に示した。なお、
浴接クラッド鋼管の機械的性買は外側材によってきまる
ので、第3表には外側材の機械的性實を示し、かつ内側
材における炭化物の粒界析出の有無についての観察結果
も示した。
〔発明の効果〕
第3表に示される結果から、本発明溶接クラヴド鋼管1
〜15においては、いずれも裏!時の浴接ままの状態で
、特に外側材によって1%強度と高靭性が確保され、さ
らに内[杓には炭化物の粒界析出が全く見られないので
、優れた耐SCC性を示すのに対して、従来#接りライ
トe!電においては高強度および高靭性を示すものの、
浴接時に内情材に炭化物が粒界析出するのを避けること
ができないので、耐SCC性の劣ったものになっている
ことが明らかでおる。
上記のように、この発明の浴接クラブト鋼tは、溶接ま
まの状態で、高強度および高靭性【有し、かつ耐SCC
性にも優れているので、これらの特性が璧求される。特
に−HaS−COx −Ct″″壌境に環境される石油
や天然ガスなどのラインパイプとして使用した揚台に搬
れた性能を者しく長期に亘って発揮するのでるる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内側材が、 C:0.02%以下、Si:1%以下、 Mn:2%以下、P:0.03%以下、 S:0.02%以下、sol.Al:0.3%以下、N
    i:27〜40%、Cr:18〜25%、Cu:0.0
    1〜2%、 Mo:5%以下およびW:10%以下のうちの1種また
    は2種、 を含有し、残りがFeとその他の不可避不純物からなる
    組成を有し、かつ、 Cr(%)+10Mo(%)+5W(%)≧40%、2
    %≦Mo(%)+1/2W(%)≦5%、の組成条件を
    満足する高合金鋼で構成され、一方外側材が、 C:0.005〜0.02%未満、Si:0.01〜0
    .5%、Mn:0.8〜2%、P:0.015%以下、
    S:0.005%以下、sol.Al:0.1%以下、 を含有し、残りがFeとその他の不可避不純物からなる
    組成(以上重量%)を有する低合金鋼で構成されたこと
    を特徴とする溶接ままで優れた耐食性を有する高強度高
    靭性溶接クラッド鋼管。
  2. (2)内側材が、 C:0.02%以下、Si:1%以下、 Mn:2%以下、P:0.03%以下、 S:0.02%以下、sol.Al:0.3%以下、N
    i:27〜40%、Cr:18〜25%、Cu:0.0
    1〜2%、 Mo:5%以下およびW:10%以下のうちの1種また
    は2種、 を含有し、残りがFeとその他の不可避不純物からなる
    組成を有し、かつ、 Cr(%)+10Mo(%)+5W(%)≧40%、2
    %≦Mo(%)+1/2W(%)≦5%、の組成条件を
    満足する高合金鋼で構成され、一方外側材が、 C:0.005〜0.02%未満、 Si:0.01〜0.5Mn:0.8〜2%、P:0.
    015%以下、S:0.005%以下、sol.Al:
    0.1%以下、 を含有し、さらに、 Cu:0.05〜0.5%、Ni:0.05〜0.5%
    、Cr:0.05〜0.5%、Mo:0.05〜0.5
    %、Nb:0.01〜0.1%、V:0.01〜0.1
    %、Ti:0.005〜0.05%、B:0.0005
    〜0.008%、のうちの1種または2種以上、 を含有し、残りがFeとその他の不可避不純物からなる
    組成(以上重量%)を有する低合金鋼で構成されたこと
    を特徴とする溶接ままで優れた耐食性を有する高強度高
    籾性溶接クラッド鋼管。
JP22184084A 1984-10-22 1984-10-22 ラインパイプ用高強度高靭性溶接クラツド鋼管 Pending JPS6199658A (ja)

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