JPS63250418A - 高強度低降伏比ラインパイプの製造方法 - 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ＡＰＩ　Ｘ６０−Ｘ８０の降伏強度を有し、か
つ、降伏比（＝降伏応力／引張強さ）が８５％以下のシ
ームレスライン／４’イブの製造方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 近年天然ガス、原油搬送のだめのラインパイプの敷設が
さかんに行われていることに伴って、高効率操楽を目指
した、高圧化のために、ライン・ディグには高強度化へ
の要求が高まっている。

しかも、海底ラインパイプを海上から敷設する際の曲げ
・曲げもどしにおいて、あるいは、オンショア、オフシ
ョアを問わず敷設後の水圧試験において、ラインパイプ
の破壊を防止するために低降伏比が要求されるようにな
った。

従来、高強度シームレスライン・母イブを製造するには
、焼入性を確保するための成分調整を行った鋼を熱間圧
延後、オンラインあるいはオフラインで焼入れを行い、
焼もどしによシ強度調整を行う方法、あるいは、Ｎｂ　
、　Ｖを添加した鋼を焼ならす方法が広く採られている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、以上の方法で高強度化を行った場合、同時に降
伏比≦８５％を達成するのはＸ６５クラスが限度でＸ７
０以上では高強度化すればするほど降伏比も上昇してし
まい、上記ニーズに応じる製品をａ造することが難しい
。

そこで現状ではＭｏを０．２％程度添加し金属組織をア
シキエラーフェライト化することにより、高強度低降伏
比化を図ることがライン・ゼイグ製造において公知の事
実となっている（例えばＧ。

Ｔｉｔｈｅｒ　ａｎｄ　Ｍ、Ｌａｖｌｔｅ：　Ｊｏｕｒ
ｎａｌ　ｏｆ　Ｍｏｔａｌｓ　２７＋、に９（１９７５
）　、　ＪＯＭ　１５．　）。

しかし、Ｍｏ添加はコストアップをもたらす他、成分選
択の自由度が狭められ、得ら扛る組織もアシキエラーフ
ェライトに限られるという欠点がある。従って、本発明
は、特定成分に限定しなければ高強度低降伏比シームレ
スラインパイプを製造できないという従来技術の問題点
を解決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段〕 本発明では、シームレス熱間圧延において、最終圧延後
のオンラインでの水冷によシ、特定の成分を用いない一
般的なラインパイプ用鋼にて、高強度かつ低降伏比を得
ることができる。

すなわち、本発明は、重量％で、ｃ　：　ｏ、ｏ　ｉ〜
０．１％、ｓｔ：ｏ、ｓ％以下、Ｍｎ：０．５〜２％、
ＡＡ：０．０１〜０．０８％、　Ｎｂ　：　０１０１〜
０．０８を含み、残部は実質的に鉄及び不可避的不純物
より成る鋼、または上記５成分に加え、さらＫ　Ｃｕ　
：　０．１〜０．５％、Ｎｉ：０．１〜０．５％、　Ｍ
ｏ　：　０．１〜１％、　Ｖ　：　０．０１〜０．１％
、Ｔ１：０．０１〜０．１％、Ｂ：０．０００５〜０．
００２０％＋　Ｃａ　：ｏ、ｏ　ｏ　ｏ　ｓ〜０．００
５０％、ＲＥＭ：０．００３〜０．０３０％の１種また
は２種以上を含有し、残部は実質的に鉄及び不可避的不
純物より成る鋼を、シームレス熱間圧延の最終圧延機の
出側にて、仕上圧延終了後直ちに、６００℃以下から室
温までの温度域に５〜ｂ 徴とする高強度低降伏比ラインパイプの製造方法である
。

（作用） シームレスラインパイプにて、高強度を得る方法には化
学成分の組合せにより、広い選択の幅が存在する。しか
し、降伏比は一般に高強度化すればするほど増大してし
まう。これは、高強度鋼種、応力−歪曲線の形状が直線
的、すなわち加工硬化指数（以後ｎ値と言う）が小さい
ためである。従って、低降伏比を得るためには高強度鋼
でかつ、ｎ値を大きくすることが肝要である。上記のＭ
ｏ添加は、ｎ値を大きくする効果がおるのである。

しかし、本発明者らは、いくつかの成分の鋼をシームレ
ス熱間圧延後水冷することによりＭ。

添加と同様に応力−歪曲線のｎ値が大きくなることを見
出し九。すなわち、本発明は、一般のラインパイブ用鋼
をシームレス熱間圧延後直ちに水冷することによシ、ｎ
値を大きくして、降伏比を低下させることを骨子とする
高強度シームレスラインパイプの製造方法である。

次に本発明における成分の限定理由について述べる。特
許請求の範囲第１項中のＣ＋　Ｓ　ｌ　＋　Ｍｎ　＊Ａ
ｌは、ラインパイプ用鋼に一般的に添加される成分範囲
を示したもので必要な強度と脱酸程度に応じて適宜組合
せればよい。Ｎｂは固溶強化及び析出強化のため添加し
、その効果を得るために０．０１％以上添加する必要が
あるが０．０８％を越えて添加すれば靭性の低下を招い
てしまう。従ってＮｂ　：　０．０１〜０．０８％とす
る。

Ｃｕ　、　Ｎｉは耐サワー性を得るために効果的な表面
被膜を形成するのに有効な範囲で添加する。

またＣｕ、Ｎｉは、Ｍｏ、ｖ、Ｂ、Ｔｉとともに焼入性
を確保するのに有効な範囲で添加する。■は析出強化に
も、Ｔｉはオーステナイト化処理を行う際の細粒化にも
寄与する。さらにＣａ、　ＲＥＭは硫化物の形態制御に
有効な範囲で添加する。以上の効果を得るだめ、場合に
より、特許請求の範囲第１項の成分に加えて、それぞれ Ｃｕ：　０．１〜０．５％ Ｎｉ：０．１〜０，５％ Ｍｏ：０．１〜１％ Ｖ　　：　　０．０１〜０．１％ Ｔｉ：０．０１〜０．１％ Ｂ：０．０００５〜０．００２０％ Ｃａ：　　０．０００５〜０．００５０％ＲＥＭ　：　
０．００３〜０．０３０％の１種または２種以上を添加
する。

次に本発明におけるシームレス熱間圧延の最終圧延後の
水冷条件について述べる。ここで最終圧延とは、マンネ
スマ／タイグの圧延、グジグミル圧延、マンドレルミル
圧延、サイザー圧延、ストレッチレゾエージングのいず
れでもよく、一連のシームレス圧延において、磨管のよ
うな実質的な圧下を施さない工程を除いた圧延のうち、
製品を°製造する目的で使用する最終工程の圧延を意味
する。

圧延後の水冷により、空冷よりも強度が上昇することは
良く知られた事実である。このとき水冷により生成され
る金属組織は、空冷により生成されるものに比べ細粒と
なり高強度化に寄与する。水冷により、細粒になるのは
、オーステナイトからの相変態に際して、母相であるオ
ーステナイトが空冷時より適冷され、変態温度が低下す
るためである。一方、相変態に伴って体７漬膨張が起こ
るため、水冷はよｐ低温での体積膨張、すなわち変態歪
をもたらす。この変態歪の導入により、水冷材の応力−
歪曲線の立上り部は撫肩となり、引張強さが増大するこ
とと併せて見掛上ｎ値が非常に大きくなる。従って、水
冷によυ高強度でかつ低降伏比が達成される。

以上の変態歪の効果を得るためには圧延後直ちに、６０
０℃〜室温までの温度域に５℃／Ｓ以上の冷却速度で水
冷する必要がある。しかし、過度に水冷し、冷却速度が
３０℃／Ｓを越えると、水冷材の表面硬度が焼入のため
上昇し、耐サワーラインパイプの製造にとって極めて不
都合となる。従って、冷却速度の上限を３００／Ｓとす
る。

第１表に本発明によるライン・９イグ製造に用いた化学
成分の例を示す。このときのラインパイグのサイズは外
径１６インチ、肉厚０．５インチであった。第２表に以
上の２鋼種を圧延後本発明による条件で、水冷を行った
場合（Ａ　１〜３゜８．９）得られる強度、降伏比、□
表面硬度を比較例（属５〜７．１０）と合せて示す。

ここで、Ｘ６０〜Ｘ８０の強度を有し、降伏比≦８５％
２表面硬度≦Ｈマ２５０をもって、所望の特性直を満足
するライン／母イブとみなす。

Ａ４は空冷のため強度不足、浅５は冷却速度が大きすぎ
るため表面硬度がＨｖ２５０を越える。

また、ムロ　、　７．１０の様にオフラインで焼入また
は焼ならしを行った場合には、降伏比が８５％を越えて
しまう。

（発明の効果） 本発明方法によシ、一般的なライン・臂イブ用鋼を用い
て、低降伏比のＸ６０〜Ｘ８０シームレスラインパイグ
が有利に製造できるので、その工業的効果は甚大である
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ：０．０１〜０．１％ Ｓｉ：０．５％以下 Ｍｎ：０．５〜２％ Ａｌ：０．０１〜０．０８％ Ｎｂ：０．０１〜０．０８％ を含み、残部は実質的に鉄及び不可避的不純物より成る
   鋼をシームレス熱間圧延の最終圧延機の出側にて、仕上
   圧延終了後直ちに、 ６００℃以下から室温までの温度域に５〜３０℃／Ｓの
   冷却速度で水冷することを特徴とする高強度低降伏比ラ
   インパイプの製造方法。
2. （２）重量％で Ｃ：０．０１〜０．１％ Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：０．５〜２％ Ａｌ：０．０１〜０．０８％ Ｎｂ：０．０１〜０．０８％ を含みさらに、 Ｃｕ：０．１〜０．５％ Ｎｉ：０．１〜０．５％ Ｍｏ：０．１〜１％ Ｖ：０．０１〜０．１％ Ｔｉ：０．０１〜０．１％ Ｂ：０．０００５〜０．００２０％ Ｃａ：０．０００５〜０．００５０％ ＲＥＭ：０．００３〜０．０３０％ の１種または２種以上を含有し、残部は実質的に鉄及び
   不可避的不純物より成る鋼を、シームレス熱間圧延の最
   終圧延機の出側にて、仕上圧延終了後直ちに、６００℃
   以下から室温までの温度域に５〜３０℃／Ｓの冷却速度
   で水冷することを特徴とする高強度低降伏比ラインパイ
   プの製造方法。