JPS63137144A - 耐サワ−性の優れた高靭性電縫鋼管 - Google Patents

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） 本発明は、耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管に関わり
、さらに詳しくは例えば石油、天然ガス掘削、あるいは
輸送において湿潤硫化水素を含む環境下にあっても割れ
抵抗が高く、かつ低温靭性の優れた電縫鋼管に関する。

（従来の技術） 近年生産される石油、天然ガス中には硫化水素を含む場
合が非常に多く、さらに海水、淡水などの水が共存する
場合には鋼表面で起こる腐食に基づく減肉だけではなく
、腐食によって鋼表面で発生した水素が鋼中に侵入する
ことによって破壊を起こすことがあり、問題となってい
る。この破壊は高張力鋼に古くから認められる硫化物応
力割れとは異なり、外部からの付加応力−；なくとも発
生が認められる。

この破壊は、環境中から侵入した水素が母材中に存在す
る圧延方向に長く伸びたＭ、ＳなどのＡ系硫化物系介在
物と地鉄との境界に集積してガス化し、そのガス圧によ
って発生するもので、前記ＭｎＳなどのＡ系硫化物系介
在物が鋭い切シ欠きとなり、これを割れの核として板面
平行割れに成長し、この板面平行割れが板厚方向に連結
するものである。この種の割れを以下「水素膨れ割れ」
と呼ぶ。

こうした水素膨れ割れに対する抵抗の高い鋼について、
従来から様々な研究が成され、梅々の鋼が提案されてい
る。それらは例えば特公昭５７−１７０６５号公報、或
は特公昭５７−１６１８４号公報等にその代表例がみら
れるごと（ＣｕやＣｏ添加による割れ防止、極低Ｓ化に
よるＭｎＳの減少、Ｃａ或は希比類元素等の添加による
Ｓの固定などを利用するものであって、これらの技術に
よって現在までにかなり厳しい環境にまで耐え得る鋼が
開発されている。

ところで電縫鋼管はホットコイルなどの鋼板を成形し、
電縫溶接する物であって、云うまでもなく鋼板との決定
的な相違は溶接部および溶接熱影響部が存在する事であ
る。然るに、電縫溶接部周辺の耐サワー性について検討
された例は従来殆ど見あたらない。これは通常の製造工
程においてＭｎＳなどのＡ系硫化物系介在物が多く存在
するのは、大型鋼塊では逆Ｖ偏析部でちシ、連鋳片では
中心偏析部であって鋼板のエツジ部には殆ど存在しない
などの理由から、鋼板のエツジ部同士を電縫溶接して製
造するいわゆる単幅材では、電縫溶接部周辺部分の耐サ
ワー性は良好であると理解されてきたからである。

また、１つのホットコイルを幅方向２以上に分割したう
えで製造する、いわゆる多条取りの電縫鋼管では、逆Ｖ
偏析部や中心偏析部などの水素膨れ割れ感受性の高い部
分が′＃を液溶接部の一方或は両方に位置するため、水
素膨れ割れに対する認識はめったが、この場合にも対策
として主にＭｎＳなどのＡ系硫化物系介在物の減少とミ
クロ偏析の軽減といった母材と同様の対策が施さ力、て
きた。

これに対し本発明者らは電縫ふ４管の電縫溶接部につい
て耐サワー性を詳細に横割した結果、Ｍｎ８などの硫化
物系介在物が存在しない場合でも′ＢＬ縫溶液溶接部素
膨れ割れを生ずる場合があり、しかも電縫溶接部の場合
には板面垂直割れ型の水素膨れ割れであることが母材部
と異なっていることを見いだした。更にこの水素膨れ割
れは本質的に鋼板エツジ部にミクロ偏析の少ない単幅材
であっても発生することが分かった。この割九は従米知
られていないものであって、母材の板面平行型水素膨れ
割れと同等或はそれ以上に重大な問題である。

しかも、この割れは従来の水素膨れ割れに対する対策鋼
を使用した電縫鋼管であっても発生し、従来技術では防
止できないことがわかった。

一方において近年石油、天然ガスが産出される地域はア
ラスカ、ソ連、北極海といった極寒地にまで広がってお
り、こうした地域で使用されるラインノぐイゾには母材
および電縫溶接部の両方において低温靭性の優れている
ことが要求される。このとき産出流体中に硫化水素を含
む場合には低温靭性と共に耐サワー性も必要であること
は云うまでもない。

電縫鋼管においては、溶接部の靭性が母材に比べて低下
するため電縫溶接部も含めて靭性の優れた電縫鋼管につ
いても従来から様々な研究が成され、池々の方法および
鋼管が提案されている。それらは例えは特開昭５４−１
３６５１２号公報、特開昭５７−１４０８２３号公報、
特公昭５８−５３７０７号公報あるいは特公昭５８−５
３７０８号公報等にその代表例がみられるごとく熱延工
程の仕上げ温度および巻き取υ温度の管理による素材の
靭性向上、造管後冷却速度の制限による結晶粒度の制御
、固溶Ｎの減少、Ｎｂ或はＶによる結晶粒の微細化など
を利用するものであって、これらの技術によって現在迄
に靭性のかなり優れた電縫鋼管が開発されている。

しかしながらこれらの電縫鋼管は通常の環境で使用され
る物であって、硫化水素や水を含んだいわゆるサワー環
境で使用することを考慮したものではない。

本発明者らは電縫鋼管の電縫溶接部の靭性についても詳
細に検討した結果、耐サワー電縫鋼管の電縫衝合部にお
いて靭性が母材に比べて著しく劣化する場合があること
をみいだした。しかしてこの場合上述の各種従来技術を
もってしても改善されないことがわかった。

本発明者らは、こうした板面垂直型という全く新しいタ
イプの水素膨れ割れに対する抵抗と靭性の両方の高い鋼
管を開発せんとして研究を続けて来た結果、第１図に模
式的に示す電縫鋼管１の電縫溶接部の水素膨れ割れ及び
靭性低下の原因は、電縫衝合部２およびその両側Ｚ１お
よびｚ２が５００／Ｊｍ以内の熱影響部３に存在する板
状の酸化物系介在物であることを突き止めた。

更にこれら板状の酸化物系介在物のうち、第１図に示さ
れる電縫衝合部２の両側Ｚ１＝Ｚ２＝５００μｍ以内の
横断面でみた介在物の形状として板厚方向の長さと円周
方向の長さの比が２以上で、かつ長径２μｍ以上の介在
物が水素膨れ割れ発生の核となること、板厚方向の長さ
と円周方向の長さとの比が２以上で、かつ長径２μｍ以
上の介在物が１−あたシの横断面中に５個を越えて存在
するような酸化物系介在物の密度となるときには核発生
した水素膨れ割れが相互に結合して巨視的な割れに成長
することを見いだした。

さらに本発明者らの研究によれば、これら板状の酸化物
系介在物はＬ　ａ　ｓ　Ａ　Ｚを生成分とする複合酸化
物であり、母材中に予め存在した球状に近いこの酸化物
系介在物が電縫溶接時の熱影響によって鋼の融点近くに
まで加熱されたうえスクイズロールによって両側から加
圧されるために板状に変形して生成することが明らかさ
なった。

本発明者らは以上の知見に基づき既に特願昭６１−１１
０７３号により、従来よシ主に脱酸を目的として添加さ
れてきたＡｌを極力減少させ、Ｔｉ或はＺｒを脱酸元素
として使用することによって母材及び電縫溶接部の耐サ
ワー性と靭性に潰れ九電縫鋼管用鋼を提案している。そ
の要旨とするところは、重量％でＣ：　０．０１〜０．
３５％、Ｓｉ：０．０２〜０．５％、Ｍｎ　：　０．１
〜１．８％、Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、Ｃａ
　：　０．０００５〜０．００８％に加えて、Ｔｉ　、
　Ｚｒの１種又は２Ｗｉを合計で０．０１〜０．２％含
有し、かつＰ：０．０１５％以下、Ｓ　：　０．００３
Ｘ以下に制限し、Ｔ　ｉ　／　Ａ　ｌ、　Ｚ　ｒ　／Ａ
Ｌまたは（Ｔ　Ｌ＋Ｚ　ｒ　）　／　Ａ　ｔの値が２以
上であって、アルイはさらに（Ａ）　Ｃｕ　：　０．２
〜０．６３’６、Ｎｉ：０，１〜１．０％、Ｃｒ：０．
２〜３．０％（０１＠又は２ａ以上、及び／又はＱ３）
Ｍｏ　：　０．１０〜１．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．
１５％、Ｖ：０．０１〜０．１５％の１橿又は２％以上
を含有し、残部Ｆｅ及び不純物からなることを特徴とす
る耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼であシ、就中
電縫溶接時に変形しやすい介在物の生成を防止するため
にＡｌ濃度が０．００５％超〜０．０５％と高い場合に
おいてＴｉ／Ａｌ、Ｚｒ／ｋｌまたは（Ｔｉ−）−Ｚｒ
　）／Ａｌの値を２以上とし、Ａｌに代わる主な脱酸元
素としてＴｉ、Ｚｒを含有せしめた鋼である。

尚、この場合の鋼は、Ａｌが０．００５％超という制限
のもとに脱酸元素として添加するＴｉ或けＺｒと鋼中に
含有するＡｌの濃度がＴ　ｉ　／　Ａｌ、　Ｚ　ｒＡｌ
または（Ｔｉ＋Ｚｒ　）／Ａｌの値で２以上の関係にあ
るときにその目的とする耐サワー性および靭性を獲得す
る事としている。ところが本発明者らはその後の詳細な
研究により、Ａｌの濃度が重量％で０．００５％超〜０
．０５％の場合では、上記の関係を満足するＴｉ、Ｚｒ
、或はＴｉとＺｒの両方を添加すると、鋳造時、鋼中に
Ｔｉ或は２ｒの炭化物又は窒化物が大量に生成し、母材
の靭性が著しく劣化することがあることを見いだした。

しかも、鋼中に０．００５％超のＡｌが含有されている
場合には、脱酸元素としてＺｒを最低０．００１％添加
すれば十分であり、適切な成分系を選択すれば耐サワー
性及び靭性の優れた電縫鋼管用鋼を製造可能であること
をも見いだした。

ところで、従来２「を主な脱酸剤として用いた例は殆ど
無い。耐水素誘起割れ性に優れた高張力ラインノぞイブ
用鋼として２「を０．１０重量％以下含有した鋼が％開
昭５９−５３６５６号公報に見られるが、この場合のＺ
ｒは強度を増強する為に用いるのであって、鋼中酸素濃
度を制御するための脱酸はあくまでＡｌで行うものであ
る。従って溶接熱影響部の介在物組成に関しては同等制
限を設けておらず、その結果Ａｌ２０３含有量の多い介
在物が溶接熱影響部に多数生成するので、板面垂直型の
水素誘起割れを防止することは出来ない。また、２「を
ｏ、ｏｉＶＬ量％〜０．１重景九含有した耐水素誘起割
れ性忙優れた高靭性極低炭素ホットコイルの製造方法が
特開昭５８−１０１５号公報に提唱されているが、この
場合のＺｒは鋼中のＳと反応して硫化物の形態制御を行
うために添加するものであって、やはシ脱酸はＡｌによ
って行うものである。

従って、轟然この場合の溶接熱影響部の介在物組成はＡ
ｌ２°３を多く含有するものとなり、板面垂直型水素誘
起割れを防止することは全く不可能である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の様な従来の欠点、即ち電縫衝合部靭性の
低下および電縫溶接部の板面蚕直型水素膨れ割れが溶接
熱影響部に存在する板状の酸化物系介在物によって発生
する事を解決する為に成されたものであって、Ｔｉ或は
Ｚｒを脱酸元素として使用することにより鋼中の酸化物
系介在物の組成を制御し、ひいては耐サワー性と靭性の
潰れた電縫鋼管用鋼を提供する事を目的としている。

（問題点を解決する為の手段） 本発明者らは、鋼中には脱ｆｆ’に目的としてＡｌを添
加しない場合において、スラグからのＡｌ２０３の巻き
込み、耐火物中のＡｌ２０３の還元、あるいは耐火物の
機械的損耗によってＡｌ２０３が不可避的に介在物とし
て鋼中に存在し、その平衡反応の結果鋼中に存在するＡ
ｌの濃度が重量％でｏ、ｏｏｓ％を越える場合、もしく
はＺｒによる脱酸の補助としてＡｌを意図的に添加し、
鋼中Ａｌ＠度が帆００５％を超える場合においても、添
加するＺｒの濃度が鋼中のＡｌｆｉ度との重量％比で２
未満であってしかもＺｒの濃度が０．００１％以上であ
シ、溶接熱影響部の介在物中のＡｌ２　ｏ３濃度が５０
％以下であれば電縫溶接部の低温靭性、及び母材靭性の
極めて優れた電縫鋼管用鋼を製造可能であることを見い
だした。

本発明はこうした知見に基づいてなされたもので、その
要旨とするところは、重量％でＣ：０．０１〜０．３５
％、Ｓｔ　：　０．０２〜０．５％、Ｍｎ　：　０．１
〜１．８％、ｈｔ　：　ｏ、ｏｏｓ％超〜０．０５％、
Ｃａ：ｏ、ｏｏｏｓ　〜ｏ、ｏｏｓ％に加えて、Ｚｒ：
０．００１〜０．０１５％を含有し、かつＰ：０．０１
５％以下、Ｓ二０．００３％以下に制限し、（Ｔｉ＋Ｚ
ｒ　）／Ａｌ　の値が２未満であって、あるいはさらに
（５）Ｃｕ：０．２〜０．６％、Ｎｉ：０．１〜１．０
％、Ｃｒ：０．２〜３．０％の１種又は２種以上、及び
／又は（Ｂ）Ｍｏ　：　０．１０〜１．０％、Ｎｂ　：
　０．０１〜０．１５％、’Ｌ’ｉ　：　０．００５〜
０．１０％、Ｖ：０．０１〜０．１５％の１種又は２種
以上を含有し、残部Ｆｅ及び不純物からなる電縫鋼管用
鋼を素材として用い、溶接熱影響部の介在物に含まれる
Ａｌ２Ｏ３の濃度が５０％以下である溶接部を有する事
を特徴とする耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管である
。

以下本発明の詳細な説明する。

（作　用） 最初に本発明において各成分範囲を前記のごとく限定し
た理由を以下に述べる。

まずＣは、鋼の強度を最も安定して向上させる基本的な
元素であり、強度確保のため０．０ＩＸ以上含有させる
事が必要であるが、０．３５Ｘを超えると鋼の靭性に対
して好ましくない影響があるので、０．０１〜０．３５
％とした。

次にＳ、ｉは、強度を向上させる元素であるので０．０
２％以上含有すべきであるが、靭性確保のため、上限含
有量を０．５％とすべきである。

またＭｎは強度上必要な元素なので０．１％以上含有す
べきであるが、溶接性および′ｆｊＪ注確保のためには
上限含有量を１．８％とすべきである。

さらにＯａｄ鋼中の８をＯａＳとして固定してＭｎＳの
生成を防止することによって母材の耐サワー性同上に非
常に有効な元素であり、母材の耐サワー性確保のために
帆０００５〜以上含有する事が必要であるが、　　０．
００８　　Ｎを超えるとＣａ８−ＯａＯを主成分とする
大型介在物を形成するので、上限含有量は０．００８Ｎ
とすべきである。

ま７ｔＺｒはＭに代えて脱酸に使用する主要な元素であ
るが、０．００１Ｎ未満ではＭ債が０．００５％を超え
九場合に脱酸力を失ない、０．０１５％を超えると鋼の
靭性を低下させるため、０．０Ｏ１〜０．０１５％の含
有量とすべきである。、また、このときＺｒの含有量は
重量にでＺ　ｒ　／Ａ！の値が２未満となるときに良好
な母材靭性を有し、加えて上記の効果を有することが出
来ることから、Ｚｒの含有量は鋼中のＭの含有量に対し
て、上記に定めた範囲内において決定すべきである。

なお本発明者らは、鋼管の断面および水素膨れ割れ、あ
るいは衝撃試験の破面を詳細に調査した結果、Ｚｒで脱
酸を行った場合にはＯａとＺ「を主成分とする複合酸化
物は電縫浴接時に著しく変形しにくいことをみいだした
。この知見もまた本発明においてＺｒを含有させる理由
となるものである。

−万ＭはＯａ及びＯと結合して変形しやすい介在物を生
成するために含有量は少ない程好ましいが。

鋼の鋳造時に耐火物或はスラグ等から不可避的に混入す
る場合、もしくは脱酸の不完全を補うために添加する場
合に含有量が重ｔｘで０．００５にを超える場合がある
。このようにＡＭが帆００５Ｘを超える場合には母材の
靭性を損なわない様に重ｔｘ比でＺ　ｒ　／Ａｌの値が
２未満となるように各成分を調節すると、電縫溶接時に
変形しやすい介在物の生成を完全に抑制し、しかも母材
靭性の良好な電縫鋼管用鋼を得ることができる。ただし
Ｍが０．０５にを超える場合には鳩０３を主体とする大
型介在物を生成し易く、介在物中の鳩０３濃度が５ＯＮ
超となシ、ひいては鋼の母材靭性を低下させること、及
び連続鋳造などの造塊段階で鋳造用ノズル内部にｆｉＪ
４０３を含む酸化物を晶出し、閉塞を起こす可能性が大
となるので、その上限を帆０５にとする。

また、Ｐは母材の水素膨れ割れを伝播しやすくする元素
であるので０．０１５Ｘ以下とす（きである。

さらにＳはＭｎと結合して母材部の水素膨れ割れの起点
となるＭｎＳを作るので、母材部の耐サワー性確保のた
めにはい００３Ｘ以下に抑えなければならない。

なお、　　Ｚｒ／Ａｌの値を２未満と定めたのは以下の
実験に基づくものである。

まず以下の実験に供した鋼の基本成分は、Ｃ：０．０３
〜Ｏ−１１Ｘ　ｔ　ａｔ　：　０−０６〜Ｏ−３５Ｘ　
＋　Ｍｎ：０．６１〜１．６２〜．Ｐ　：　０．００５
〜０．０１０Ｘ　、　Ｓ　：０．０００２Ｎ＝０−００
２７Ｘ　、　Ｏａ：　０．０００９Ｘ〜０．（１０４２
％であシ、これらの鋼について耐サワー性及び靭性に対
するＺｒ及びＭの影響を調べた。試験材の製造に当たっ
ては、まず、上記の鋼をＡ１２ｏ３を２０Ｘ以下含有す
る耐火物のみを使用した精錬工程によって溶製後熱間圧
延して１ｌｆｉ厚の鋼板としたあと、通常の工程によっ
て電縫鋼管とした。尚電縫溶接部にはシーム・ノルマ（
溶接部規準）を施し念が、その加熱温度は９５０〜１０
２０℃とした。

これらの電縫鋼管から第２図に示す要領で肉厚ｔ１＝ｌ
１ｗの鋼管の電縫溶接部を含んで厚さｔ２＝９鰭、！Ｗ
＝ＺＯ日、長さｔ＝１００ＩｌｌＩＩＩの試験片５を採
取し、耐サワー性の評価試験に供した。尚図中４は溶接
方向である。また母材自体からも同様な寸法、形状、採
取方向の試験片を採取して耐サワー性の評価試験に供し
た。

耐サワー性の評価試験としては上記の試験片をＨ２Ｓを
飽和させた５　Ｘ　ＮａＯ２水浴液に０．５ＸＯＨ３０
００Ｈを添加した溶液（温度２５℃＋　ｐＨ，２−８〜
３．８）中に９６時間浸漬し割れを測定した。割れ発生
の有無は第３図に示す要領で、電縫浴接部を含む試験片
では試験片５の２断面について超音波探傷し。

その後断面の検鏡観察によって判定した。

第３図においてＰは板面平行割れを対象とするＵＳＴ　
探傷方向、Ｒは板面暑直割れを対象とするＵＳＴ　探傷
方向である。母材自体より採取した試験片については第
３図のＰについてのみ超音波探傷を行った。

一方靭性の評価試験としては、ＪＩＳ４号衝撃試験片を
電縫鋼管のＣ方向より採取して母材部或は衝合部にノツ
チを入れ九ものを使用し、母材部の靭性値と母材部と溶
接部とにおける破面遷移温度の差ΔｖＴｒａ（＝母材部
のｖＴｒｓ−＠合部のｖＴｒａ）ｔ−測定した。

ｗｃ４図はＺｒ量と板面垂直型膨れ割れの面積率との関
係を示す図である。Ｚｒ１ｌｉｉ増加させると板面垂直
型水素膨れ割れの面積率は大きく減少し、Ｚｒが０．０
０１％以上では事実上Ｏとする事ができる事が判る。

また、第５図は鋼中Ａｌ　１１と板面垂直型膨れ割れの
面積率との関係を示す図である。同図にみられるように
Ｚｒ／Ａｌ（２においてもＺｒ２Ｏ，００１チであれば
鋼中Ａｌの濃度に係わらず板面垂直型水素彫れ割れの面
積率は零であシ、良好な耐サワー性が安定して得られる
ことが判る。尚、板面平行型水Ｘ膨れ割れの面積率は電
縫溶接部及び母材の両刀において５％以下であった。

第゛６図はＺ　ｒ　／　Ａ　ｔの値と母材の板面遷移温
度の関係を示した図である。Ｚｒ／Ａｌの増加にともな
ってｖＴｒｓ　　の１１１が増加し、靭性値が劣化する
ことが判る。７．ｒ／ＩＮの値が２未満になるとｖＴｒ
ｓは急激に低下し、母材靭性の良好な鋼を得られること
が判る。

坂７図はＹｒｒ量と破面遷移温度差ΔｖＴｒｓの関係を
示す図である。Ｚｒｔが０．００１％以上ではΔｖＴｒ
ｓはほぼＯに近い値であるが、０．００１％未満になる
と著しく減少することが判る。これはとりもなおさず、
Ｚｒ（０，００１％の場合には溶接部のｖＴｒｓが母材
部のｖＴｒｓに比べて著しく上昇する事を意味する。

即ち、　Ｚｒが０．００１〜以上鋼中に存在していれば
Ｍの濃度に拘らず安定して高靭性を確保できる事が判る
。

この様にＺｒ／ｆｉＪ、の値が２未満となるようにＺｒ
の濃度を制御し、しかもＺｒを０．００１〜以上含有さ
せることにより、母材及び電縫ｆ＃接部の耐サワー性に
優れ、かつ高靭性という複合特性を満足させることが可
能となる。

以上が本発明の基本成分系であるが１本発明においては
、この他それぞれの用途に応じて（Ａ）Ｏｕ。

Ｎｉ、Ｏｒの１棟又は２種以上、及び又は（Ｂ）Ｍｏ　
、ｖ　。

Ｔｉ、Ｎｂの１種又は２種以上を含有させることができ
る。

まず、Ｃｕ、ＮｉおよびＯｒはいずれも母材の耐食性同
上と鋼中への水素侵入量減少のために効果を有する。

Ｏｕは０．２０に未満では効果がなく、０．６０Ｘを超
えると熱間加工性に悪い影響を及ぼすので。

０．２０〜０．１５０　％の範囲に限定する。

Ｎｉ　　は０．Ｉ　Ｘ未満では効果がなく、１．０〜を
超えると硫化物応力割れを誘発する恐れがあるので０．
１〜１．０％の範囲に限定する。尚ＮｉはＯｕによる熱
間脆性を防止する目的で上記範囲においてＯｕと同時に
添加する事も出来る。

Ｃ「は０．２に未満では効果がなく３．０〜ｆｃ超える
と鋼の靭性を低下させるので０．２〜３．０％の範囲に
限定する。尚、ＯｒはＭｎＳの生成を防止する事を目的
としてＭｎの含有量を０．６　Ｘ未満とした鋼に添加し
て強肛及び靭性を同上させる元素としても活用すること
が可能であり、この他の鋼の場合も含め強度及び靭性を
向上、させる目的でＯｒを添加することもできる。

次にＭｏ、　Ｖ、　ＴｉおよびＮｂはいずれも鋼の強度
を同上させる元素であって、Ｍｏは０．１０　Ｘ以上、
Ｔｉは帆００５に以上、Ｎｂ及びＶは０．０１％以上を
含有させることによって同等の強度同上効果を示すが、
Ｍｏは１．０％、ＴｉはＱ、ｌＸ、Ｎｂ及びＶは０．１
５　Ｎを超えて添加すると靭性を低下させる恐れがある
ため、Ｍｏは０．１０〜１．０　Ｘ、Ｔｉは０．００５
Ｘ　〜０．Ｉ　Ｎで（Ｔｉ　＋Ｚｒ　）　／　ＡｌＯ値
が２未満、Ｎｂ及びＶは０．０１〜０．１５　Ｎの範囲
に限定した。

上述の各合金成分はそれぞれ単独に、或は併用してもよ
い。

Ｚｒで脱酸し、Ｏａ処理を施した鋼の介在物は脱酸生成
物であるＺ　ｒ　０２％Ｏａ添加時に生ずるＯａＯ、或
はＯａＳ　、さらには耐火物より混入もしくは補助脱酸
によって生じたＡｌ、０３等を生体とする複合酸化物と
硫化物である。これらのうち、介在物成分として本発明
の効果を阻害するものは低融点化合物を生成する可能性
のあるＡｌｚ　Ｏ，であって、その低減が本発明の最大
の特徴である。本発明者らは詳細な研究によって、電縫
浴接熱影響部における介在物中のＭ２Ｏ３濃度が５０〜
を超えると、介在物の組成の大部分が融点が低く、極め
て板状に変形し易いＯａ。

Ｍを生体とする複合酸化物になる事をつきとめた。

これが電縫＃Ｊ接熱影響部の介在物中のＭ２Ｏ３濃度を
５０に以下とした理由である。Ａｃ、０３の濃度は従っ
て低いほど良い。しかしながら、上記の成分系を得るべ
く鋼を通常の精錬過程を用いてＩ＠製したのでは１本発
明が目的とする電縫鋼管を得ることは出来ない。これは
、耐火物からのＭ２Ｏ３混入が、介在物中のｕｘｏ３ｍ
度を著しく上昇させろためである。

Ａ１２ｏ、混入を防止するためには、後述するように製
＠精錬プロセスに用いる全耐火物に占めるＭ２Ｏ３濃式
が２０Ｘ以下の製鋼工程によって溶製した電縫鋼管用鋼
を用いなければならない。

尚１本発明鋼において、不純物のうちＮｔはｏ、ｏ　ｔ
　ｏにを超えると浴接性に問題を生じるので好ましくな
いものであって、ｏ、ｏｉｏ％以下であれば鋼の材質に
著しい影響を及ばさないが、歪み時効の影響や円周溶接
部の靭性なども考慮すると少ない程良い。一方Ｏ量はＯ
ａの大部分が酸化物とはならずＳの固定に有効に利用さ
れるためには０．０１０％以下で少ないほど良い。さら
に１本発明ではＳの固定を目的としてＯａを鋼中に添加
しているが。

Ｏａ以外でもＳの固定に有効な元素１例えばＹをふくむ
［Ｍ＆或はＭｇ、　Ｂａ等のアルカリ及びアルカリ土類
金属の内の１棟以上を単独に或はＯａと併用して添加し
てもよい。

本発明に係る［綴鋼管の製造工程は熱間圧延の１までも
良く、或は熱間圧延直後の制御冷却工程。

更には圧延材を規準、焼き戻し或は焼き入れ焼き戻しす
る等通常の鋼、材に使用される製造工程を適用する事が
できる。更に、電縫鋼管の一部又は全体に規準、焼き戻
し或は焼き入れ焼き戻しする工程、ないしけ造管後の温
間絞９等の加工熱処理技術を通用してもよい。何れの工
程を適用又は併用するかは強度、靭性などの特性確保の
必要に応じて決定すればよい。

更に１本発明においては電縫浴接熱影響部の介在物をＡ
！、ｏ、濃度の低い組成に制御することが特徴であるが
、これは実施例でも述４るように製９！Ａ精錬プロセス
に用いる全耐火物に占めるＵ、Ｏ，の割合が重量％で２
０Ｘ以下である場合に初めて達成できる。従って、転炉
内張シ練瓦、取鍋用耐火物。

２次精錬設備用耐火物、タンディツシュ内装及びノズル
用耐火物、或は連続鋳造鋳型まわりの耐火物は、　ＡＬ
、ｏ３の割合が重ｔＸで２０Ｘ以下でなければならない
。第８図は精錬設備に使用する耐火物中の総ＡｈＯｓｋ
を種々の割合に変化させたｎＩ錬工程を経て製造した電
縫−管の電縫浴接熱影響部における介在物中のＡ！ｔｏ
３の＠度を示した図である。

即ち、製鋼精錬プロセスに用いる全耐火物に占めるＡｌ
２Ｏ３の割合が１貴にで２０％を超えるような場合にお
いては電縫浴接熱影響部における介在物の組成中に占め
るＭ２Ｏ３のｍ度が５０〜を超えてしまい、低融点の介
在物が容易に生成し、ひいては電縫溶接熱影響部の低温
靭性を著しく劣化させる仁とになり、本発明の効果を全
く実現することが出来、ないことが明かである。

尚、本発明においてＺｒを脱酸に使用する目的の一つは
、溶鋼中の酸素濃度を下げて添加したＯａをＳの固定に
有効に作用させる事にもあるので、　Ｚｒによる脱酸は
Ｏａの添加前に行うことが必要であり。

更にＺｒを添加後ＦＬＨ処理などの真空処理によって＠
鋼中の酸素濃度を下げることが好ましい。その酸素製型
は、０．０１Ｘ以下であって、かつ出来るだけ低い方が
良い。

以下本発明の効果を実施例により更に具体的に述べる。

（実施例） ＠１表に示す組成の鋼を全耐火物中のＡ１！０３の含有
量が２０に以下である精錬工程によって溶製し。

１２．７　ｍ厚の鋼板に熱間圧延後通常の工程によって
外径４０６ｍの電縫鋼管とした後、上記と同様の手法で
耐サワー性の評価試験を行った結果を第１表に併せて示
す。

第１表より明らかなごとく本発明鋼管では電縫部及び母
材において水素膨れ割れは発生しておらず、かつ電縫部
においても靭性の低下は非常に小さいのに対し、比較鋼
管では電縫部に板面垂直型の水素膨れ割れが発生すると
ともに電縫部のｖＴｒｓが母材のそれに比べて著しく上
昇するか、もしくは母材のｖＴｒｓが上昇しており、母
材部或は電縫溶接部の靭性が著しく低下している。また
、比較鋼管の内３３と３４は全耐火物中のＡ！！０３含
有量がそれぞれ３２Ｎと６８％である精錬工程によって
溶製した鋼を素材として製造した電縫鋼管であり。

化学組成は本発明の要件を満たすものの、＃接熱影響部
の介在物中に占めるＭ２Ｏ３の濃度が５ＯＮを超えてし
まい、介在物が板状となって低ｆｉｆ性が劣化した例で
ある。

（発明の効果） 上述の実施例からもわかる通り、本発明はｐＨが低く厳
しい環境においても水素膨れ割れが無くかつ低温靭性の
優れ次高靭性電縫鋼管を提供する事を可能にしたもので
あり、産業の発展に貢献するところ極めて大なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電縫鋼管の衝合部とその両側の板状に変形した
酸化物系介在物の昇任領域を示す模式図。 第２図は試験片の採取要領を示す図、第３図はＵ８Ｔ　
探傷方向を示す図、第４図は鋼中Ｚｒｆｉと板面垂直型
膨れ割れの面積率との関係を示す図、第５図は鋼中Ａｌ
ｔと板面垂直型膨れ割れの面積率との関係を示す図、第
６図はＺ　ｒ　／Ａｉの値と母材の破面遷移温度の関係
を示す図％第７図は鋼中ｚｒｔと破面遷移温度差ΔｖＴ
ｒｓの関係を示す図、第８図は精錬設備に用いる耐火物
中のＡ１．ｏ３含有量とその精錬工程を経て製造した電
縫鋼管の電縫ＨＡＺ部における介在物中のＡ！２０３＄
度との関係を示す図である。 １・・・電縫鋼管、２・・・電縫衝合部、３・・・熱影
響部。 ４・・・溶接方向、５・・・試験片。 代理人　弁理士　　秋　沢　政　光 他１名 ７Ｎ図 汁δ図 精錬ｓＱ備１ぐ用（１６耐火物中のＡＯｚＯｓ含有量（
蹴２）７Ｉ′４図 話中Ｚとジ震度（ｗｌ） 丼５図 鉗中ＡΩ５Ｊ！度 ′に６図 Ｚｙ／Ａ１２　Ｃｗｔｌ／ｗｔヅ、） ２７図 砿中ＺＹ量（ｗｔ’／、） 自発手続補正書 昭和６２年１月２３日 特ｆ’Ｐｒｆ艮゛白′殿 １、事件の表示 特願昭６１−２８１８４１号 ２、発明の名称 耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管 ３、補正をする者 事件との関係　　出　願　人 住　　　　所　東京都千代田区大手町２丁目６番３号名
　　　　称　（６６５）新日本９１蝋株式会社４、代理
人 居　　　　所　東京都中央区日本橋兜町１２番１号補正
の内容 Ｔｉ＋Ｚｒ ｉ、明ｍｓ第３２頁第１表（その２）の　Ａ１　　の欄
のＮｏ、１３のｊ’ｏ、８２５Ｊ　を　ｊｏ、８２４Ｊ
　と、Ｎｏ。 ２０の［１，＋２５Ｊをｊｌ、１７４Ｊ　と補正する。 自発手続補正書 昭和６３年２月２４日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ：０．０１〜０．３５％、 Ｓｉ：０．０２〜０．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．８％、 Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００８％ に加えて、 Ｚｒ：０．００１〜０．０１５％ を含有し、かつ Ｐ：０．０１５％以下、 Ｓ：０．００３％以下 に制限し、Ｚｒ／Ａｌの値が２未満であつて、残部Ｆｅ
   及び不純物からなる電縫鋼管用鋼を素材として用い、溶
   接熱影響部の介在物に含まれるＡｌ＿２Ｏ＿３の濃度が
   ５０％以下である溶接部を有する事を特徴とする耐サワ
   ー性の優れた高靭性電縫鋼管。
2. （２）重量％で Ｃ：０．０１〜０．３５％、 Ｓｉ：０．０２〜０．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．８％ に加えて、 Ｃｒ：０．２〜３．０％、 Ｎｉ：０．１〜１．０％、 Ｃｕ：０．２〜０．６％ の１種又は２種以上を含有し、さらに Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００８％ に加えて、 Ｚｒ：０．００１〜０．０１５％ を含有し、かつ Ｐ：０．０１５％以下、 Ｓ：０．００３％以下 に制限し、Ｚｒ／Ａｌの値が２未満であつて、残部Ｆｅ
   及び不純物からなる電縫鋼管用鋼を素材として用い、溶
   接熱影響部の介在物に含まれるＡｌ＿２Ｏ＿３の濃度が
   ５０％以下である溶接部を有する事を特徴とする耐サワ
   ー性の優れた高靭性電縫鋼管。
3. （３）重量％で Ｃ：０．０１〜０．３５％、 Ｓｉ：０．０２〜０．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．８％ に加えて、 Ｍｏ：０．１０〜１．０％、 Ｖ：０．０１〜０．１５％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％ の１種又は２種以上を含有し、さらに Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００８％ に加えて、 Ｚｒ：０．００１〜０．０１５％ を含有し、かつ Ｐ：０．０１５％以下、 Ｓ：０．００３％以下 に制限し、（Ｔｉ＋Ｚｒ）／Ａｌの値が２未満であつて
   、残部Ｆｅ及び不純物からなる電縫鋼管用鋼を素材とし
   て用い、溶接熱影響部の介在物に含まれるＡｌ＿２Ｏ＿
   ３の濃度が５０％以下である溶接部を有する事を特徴と
   する耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管。
4. （４）重量％で Ｃ：０．０１〜０．３５％、 Ｓｉ：０．０２〜０．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．８％ に加えて、 Ｃｒ：０．２〜３．０％、 Ｎｉ：０．１〜１．０％、 Ｃｕ：０．２〜０．６％ の１種又は２種以上、及び、 Ｍｏ：０．１０〜１．０％、 Ｖ：０．０１〜０．１５％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％ の１種又は２種以上を含有し、さらに Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００８％ に加えて Ｚに：０．００１〜０．０１５％ を含有し、かつ Ｐ：０．０１５％以下、 Ｓ：０．００３％以下 に制限し、（Ｔｉ＋Ｚｒ）／Ａｌの値が２未満であつて
   、残部Ｆｅ及び不純物からなる電縫鋼管用鋼を素材とし
   て用い、溶接熱影響部の介在物に含まれるＡｌ＿２Ｏ＿
   ３の濃度が５０％以下である溶接部を有する事を特徴と
   する耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管。