JPS62274049A - 連鋳製耐サワ−性及び低温靭性の優れた電縫鋼管用鋼 - Google Patents

連鋳製耐サワ−性及び低温靭性の優れた電縫鋼管用鋼

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JPS62274049A
JPS62274049A JP11800486A JP11800486A JPS62274049A JP S62274049 A JPS62274049 A JP S62274049A JP 11800486 A JP11800486 A JP 11800486A JP 11800486 A JP11800486 A JP 11800486A JP S62274049 A JPS62274049 A JP S62274049A
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JP
Japan
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resistance
toughness
steel
inclusions
sour
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JP11800486A
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English (en)
Inventor
Akira Ito
昭 伊藤
Takaharu Konno
今野 敬治
Takehiro Hoshino
武弘 星野
Shirou Yonesono
米園 史郎
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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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】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ラインパイプとして使用される電縫鋼管に
関し、特に寒冷地でしかも硫化水素や二酸化炭素を含む
湿潤環境(以下サワー環境という)において使用される
ものの、鋼管母材部の耐水素誘起割れ性を得ると同時に
、電縫溶接部の耐水素誘起割れ性及び低温靱性を著しく
向上させるものである。
〔従来の技術〕
サワー環境において使用されるラインパイプ等の鋼材に
は、水素誘起割れ(Hydrogen Induced
Cracking :以後HICという)と称する割れ
が発生し、漏洩やバースト事故の原因となることが知ら
れている。HICの発生機構は、サワー環境下で起る鋼
材表面の腐食によって生じた原子状の水素が鋼材中に浸
入し、さらにこの水素が鋼材中に存在する硫化物系介在
物(特に硫化マンガン: MnS )や酸化物系クラス
ター状介在物(特にアルミナ:At20. )のような
層状の広がりを持つ介在物のまわりに集積することで分
子化し、圧力が高くなることてよって割れが生じるもの
と考えられている。
介在物を起点に発生したHICは、鋼材中の成分。
組織、硬さ等の不均質な部分に沿って伝播、成長する。
この不均質部分は、特に鋳片の最終凝固部、つまり均等
冷却で凝固した連鋳鋳片の中心部に相等する位置(以下
、中心偏析帯という)に発生しやすい。さらにこの位置
は、MnSのような介在物と中心偏析帯という不均質部
分が共存するため、最もHICを発生しやすい。
以上述べたHICを減少させるためには、中心偏析帯に
形成されるMnSを少くすることが必要であり、そのた
めKは、特公昭57−16184号公報。
特公昭57−14747号公報に示されているCa添加
法が、最も有効である。これらの方法は、鋼中にCaを
添加することによって、不純物として存在しているイオ
ウ(S)を硫化カルシウム(CaS)として固定し、M
nSが形成しにくくなることを目的としている。′ここ
で形成されるCaSは球状で融点も高く、通常の圧延程
度の熱間加工では全く変形せず、無害であるとされてき
た。以下、CaによるSの無害化を、Caによる硫化物
の形態制御と言うことにする。
〔発明が解決しようとする問題点〕
Caによる硫化物の形態制御を有効に行うためには、先
にAt脱酸を行った状態でCaを添加することが必要で
ある。これは、Caが、Sよりも酸素(0)と親和力が
強いためである。従って前述のCa添加法も、Atキル
ド鋼を使用している。
Atキルド鋼にCaを添加した場合(は、CaSの他に
At2o、とCaが反応して、At203と酸化カルシ
ウム(Cab)の複合介在物が形成される。この介在物
は、凝固後の鋳片で球状であり、通常の圧延程度の熱間
加工では球形のままで全く変形せず、無害であるとされ
てきた。
しかし発明者らの研究によれば、Caを添加したAtキ
ルド鋼を使用して電縫鋼管を製造すると、電縫溶接衝合
部付近で板厚方向に鋭く伸延した介在物が形成され、こ
の伸延した介在物を起点として新たに)IICが発生し
、かつ電縫溶接部での低温靱性が著しく低下することが
判明した。さらに研究を進めると、鋭く伸延した介在物
は、鋼板までは球形であったAt20 s −CaO複
合介在物が変形したものであることが判明した。また、
通常の圧延程度の熱間加工では変形しない介在物が、電
縫溶接時の熱影響によって鋼の融点近くまで加熱される
ことで軟化し、さらにスクイズ・ロールによって両側か
ら強く加圧されるために鋭く伸延することが明らかにな
った。従って電縫溶接衝合部に溢りて板厚方向に伸延し
た介在物が連続して存在することになり、連続して靭性
の低い部分が存在し、さらに板厚方向に進展しうるHI
C発生核を有することにをり、電縫鋼管としては致命的
な欠陥となりかねない。
従って本発明くより解決しようとする問題点は、耐HI
C性を改善する目的でCaを添加したAtキルド鋼を電
縫鋼管として使用した場合に特有な前記の問題点を解決
し、電縫溶接衝合部の耐HIC性と低温靱性の両特性を
同時に発揮する連鋳製電縫鋼管用鋼を得ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の要旨は、C: 0.05〜0.12 % 、 
St : 0.10〜0.40%、 At: 0.00
5〜0.10 %を含有し、かっMn:≦1.20チ、
P:≦0.010%1.S:≦0.0010チに制限し
てC,aを添加せず、残部は鉄及び不純物から成ること
により、電縫溶接衝合部付近で伸延する介在物を形成し
ないことを特徴とする連鋳製耐サワー性及び低温靱性の
優れた電縫鋼管用鋼及び、c :o、os〜0.12%
、Si:0.10〜0.40%、At:0.005〜0
.10チを含有し、かツMn : ≦1.20%、 P
 :≦0.010%。
S:≦o、o o i o%に制限してCaを添加せず
、さらにCr:≦1.OO%、Nl:≦0.60% 、
 Cu :≦0.60 % 、 Mo :≦0.60%
、Nb:≦0.10%、■=≦0.10% 、 Zr 
:≦0.10チ、T1:≦0.10%のうち1種ま九は
2種以上を含へ残部は鉄及び不純物から成ることにより
、電縫溶接衝合部付近で伸延する介在物を形成しないこ
とを特徴とする連鋳製耐サワー性及び低温靱性の優れた
成縫鋼管用鋼にある。
以下に、本発明の成分の限定理由について述べる。
Cは強度元素として重要な元素であるが、0.12%を
超えると靭性を劣化させ、0.05%未満では必要々強
度を確保することができないだけでなく、現地溶接での
高温割れが発生しやすくなるため、0.05〜0.12
チとした。
Stは脱酸材として添加するもので、0.1%以上でな
いと脱酸の効果がなく、0.40%を超えると靭性を劣
化させるため、0.10〜0.40%とし喪。
Atは脱酸上必要であり、結晶粒の粗大化防止の効果も
ある。0.0051未満では脱酸の効果がなく、0.1
0%を超すと靭性が劣化し、さらにAt203クラスタ
ーも発生しやすくなるため、0.005〜0.101と
した。
Mn 、 P 、 Sの上限値は、中心偏析帯での耐H
IC性を得る丸めに設定し比値である。前述のように発
明者らの研究により、溶接着合部付近で造管時に伸延し
、新たなHIC発生核となり、靭性低下の原因となる介
在物は、紅20 s −C息0複合介在物であることが
判明している。これは、m203−CaO複合介在物の
融点が低い九めに発生する問題であり、複合介在物でな
いAt203単体、 CaO単体であれば融点が高く、
溶接着合部付近でも伸延しない。ここで研究者らは、k
l’/Cよる脱酸及び結晶粒の粗大化防止効果を優先さ
せ、kAを使用してしかも中心偏析帯での耐HIC性を
得ると同時に、溶接着合部付近で伸延させない方法を検
討し之。この際、中心偏析帯での偏析及びMnSの形成
について注目し、その結果、Ca添加なしでもMnS1
.20%、P≦0.010%、S≦0.0010チであ
れば、比較的緩やかなサワー環境(PH4,8〜5.4
)で、十分な耐)(IC性が得られることが判明した。
さらにCmを添加しないため、融点の高いAt2o3介
在物しか形成されtいため、溶接着合部付近でも伸延介
在物は形成されず、耐HIC性及び靭性が得られる。
Crjは、耐HIC性及び靭性を劣化させずに強度を増
加させることができるが、1.0O%を超えると靭性を
劣化させるため、≦1.00%とした。
N1は、耐食性の向上1強度の増加、靭性の向上に有効
であるが、0.60チを超えると局部腐食が増大するた
め、50.60%とした。
Cuは、耐食性の向上9強度の増加に有効であるが、0
.60%を超えると圧延欠陥を生じやすいため、50.
60%とした。
MOは焼き入れ性1強度の向上に効果があるが、0.6
0%を超えると靭性の劣化をまねくので、≦0.60チ
とした。
Nb 、 V及びZrは、Moと同様な効果があるが、
0゜10チを超えると靭性の劣化をまねくため、60.
10%とした。
T1は、溶接熱影響部の靭性向上(C効果があるが、0
.10%を超えると逆に靭性を劣化させるため、60.
10%とした。
〔作用〕
工業的に可能な脱S限界であるS≦O,0O10%の領
域でも、中心偏析帯にはMnSが形成されるが、S)0
.0010 %の領域に比べて、その量は著しく減少す
る。さらに偏析しやすい元素であるMn及びPをそれぞ
れMnS1.20′%、P≦0.010%とすることに
よって、中心偏析帯での偏析が抑制され、さらには圧延
後に見られる中心偏析帯での硬化組織も少く、比較的緩
やかなサワー環境(PH4,s〜5.4)での十分な耐
HIC性が得られる。また、Atのみを使用しCaを使
用しない丸め、融点の低いAt203−CaO複合介在
物が形成せず、溶接着合部付近での耐HIC性及び低温
靱性も得られる。
〔実施例〕
発明者らは、中心偏析帯での耐HIC性に及ぼすMn 
、 P 、 Sの影響を明らかにするためて、Mn +
 P r S含有量を変えた鋼を用い、実験を行った。
試料はすべて連続鋳造法により鋳造し、ホットコイルに
圧延した後、電縫鋼管に造管した。耐HIC性評価試験
は、いわゆるBP試験法に準じた方法で行った。すなわ
ち、試料t−BP液(硫化水素を飽和させ九人工海水で
−は4.8〜5.4)中に96時間浸漬した。HIC発
生の有無は、浸漬を完了した試験片をUSTで探傷する
ことにより、計価した。
表1〜4に、本発明の実施例を比較例とともに示す。本
供試鋼では、実施例に示すような広い範囲において母材
部の耐)IIC性、電縫溶接衝合部の耐HIC性及び低
温靱性が得られることがわかる。
表2 溶接衝合部の特性に及ぼすCaの影響()内は、
板表面からの投影面積に対する欠陥の面積率を示す。
第1図に電縫溶接部の耐HIC性、靭性に及ぼすCaの
添加量の影響を示す。
表3 母材中心偏析帯の耐HIC性に及ぼすMn 、 
P 、 Sの影響第2図に母材部の耐HIC性に及ぼす
Mn量の影響について示し、第3図に、母材部の耐HI
C性に及ぼすP量の影響について示し、第4図に母材部
の耐HIC性に及ぼすS量の影響について示す。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明は、比較的緩やかなサワー環
境での耐HIC性と、低温靱性に優れだ電縫鋼管が製造
できる電縫鋼管用鋼であり、寒冷地のサワー環境で、H
ICの発生及び低温脆性破壊によるバースト事故が発生
しないパイプラインの建設が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、電縫溶接衝合部の耐HrC性、靭性に及ぼす
Ca添加の影響を示す図、第2図、第3図及び第4図は
、母材の中心偏析帯の耐HIC性に及ぼすMn 、 P
 、 Sの影響を示す図、第5図は、本発明鋼の適用例
を示す図である。 第1図 第2図 rln t C%) 第3図 第4図 S+(%)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.05〜0.12%、 Si:0.10〜0.40%、 Al:0.005〜0.10%を含有し、かつMn:≦
    1.20%、 P:≦0.010%、 S:≦0.0010%に制限してCaを添加せず、残部
    は鉄及び不純物から成ることにより、電縫溶接衝合部付
    近で伸延する介在物を形成しないことを特徴とする連鋳
    製耐サワー性及び低温靱性の優れた電縫鋼管用鋼。
  2. (2)C:0.05〜0.12%、 Si:0.10〜0.40%、 Al:0.005〜0.10%を含有し、かつMn:≦
    1.20%、 P:≦0.010%、 S:≦0.0010%に制限してCaを添加せず、さら
    にCr:≦1.00%、Ni:≦0.60%、Cu:≦
    0.60%、Mo:≦0.60%、Nb:≦0.10%
    、V:≦0.10%、Zr:≦0.10%、Ti:≦0
    .10%のうち1種または2種以上を含み、 残部は鉄及び不純物から成ることにより、電縫溶接衝合
    部付近で伸延する介在物を形成しないことを特徴とする
    連鋳製耐サワー性及び低温靱性の優れた電縫鋼管用鋼。
JP11800486A 1986-05-22 1986-05-22 連鋳製耐サワ−性及び低温靭性の優れた電縫鋼管用鋼 Pending JPS62274049A (ja)

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