KR101720648B1

KR101720648B1 - 전봉 용접부의 내ｈｉｃ성 및 저온 인성이 우수한 전봉 강관 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR101720648B1
Application number: KR1020157009433A
Authority: KR
Inventors: ?스케 도요다; 스케 도요다; 소타 고토; 타카토시 오카베; 아츠시 요네모토
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2017-03-28
Also published as: IN2015DN01228A; RU2015115469A; CN104641014A; KR20150055027A; WO2014045590A1; EP2878696B1; EP2878696A1; EP2878696A4; CN104641014B; JP2014062309A; US20150251268A1; RU2630725C2; US9873164B2; JP5516680B2

Abstract

우수한 내HIC성과, 우수한 저온 인성(low-temperature toughness)을 겸비한 전봉 용접부를 갖는, 인장 특성 TS: 434㎫ 이상의 전봉 강관 및 그의 제조 방법을 제공한다. 질량％로, C: 0.03∼0.59％, Si: 0.10∼0.50％, Mn: 0.40∼2.10％ 및 Al: 0.01∼0.35％를 함유하고, 또한 Si, Mn을 Mn/Si(질량비)가 6.0∼9.0의 범위가 되도록 조정하여 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상의 강도를 갖는 전봉 강관으로서, 당해 전봉 강관의 전봉 용접부에 존재하는, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량이, 지철을 포함하는 폭 2㎜의 전봉 용접부 전체량에 대한 질량％로 16ppm 이하이고, 당해 전봉 용접부가 우수한 내HIC 특성과 우수한 저온 인성을 겸비하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관으로 한다.

Description

전봉 용접부의 내ＨＩＣ성 및 저온 인성이 우수한 전봉 강관 및 그의 제조 방법{ELECTRIC RESISTANCE WELDED STEEL PIPE OR STEEL TUBE HAVING EXCELLENT HIC RESISTANCE AND LOW-TEMPERATURE TOUGHNESS IN ELECTRIC RESISTANCE WELDED PART, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 원유(crude oil)나 천연 가스 등(natural gas)의 채굴용 혹은, 수송용으로서 적합한, 인장 강도(tensile strength) TS: 434㎫ 이상의 강도를 갖는 전봉 강관(electric resistance welded steel pipe or steel tube)에 관한 것이다. 본 발명은, 특히, 전봉 용접부(electric resistance welded part)의 내수소 유기 균열성(hydrogen induced cracking resistance) 및 저온 인성(low-temperature toughness)을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

전봉 강관은, 종래부터, 원유나 천연 가스 등의 채굴용 혹은, 수송용으로서 많이 이용되어 왔다. 그러나, 전봉 강관은, 전봉 용접부를 갖기 때문에, 전봉 용접부의 신뢰성이라는 관점에서, 전봉 용접부의 내수소 유기 균열성(이하, 내HIC성이라고도 함)이나 저온 인성의 요구값이 엄격하지 않은 개소에, 그 용도가 한정되어 있었다. 이 때문에, 내HIC성이 우수하고, 또한 저온 인성도 우수한 전봉 강관이 강하게 요망되고 있다.

이러한 요망에 대하여, 예를 들면 특허문헌 1에는, Ca를 0.0012％ 이상 함유하는 Al 탈산 강(Al deoxidized steel)을 소재로 하는 내사우어성(sour resistance)이 우수한 전봉 강관이 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, Ca/Al비(比)를 0.10 이하로 하고, 원주 방향(circumferential direction)의 길이에 대한 판두께 방향(through-thickness direction)의 길이의 비를 2 이상으로 하고, 또한 장경 10㎛ 이상의 개재물(inclusion)의 밀도(density)를 1㎟당 5개 이하로 조정하는 것으로 하고 있다. 이에 따라, pH가 낮고 엄격한 환경에 있어서도 수소 블리스터 균열(hydrogen induced blister cracking)의 발생을 방지할 수 있어, 내사우어성이 우수한 전봉 강관이 되는 것으로 되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 전봉 용접부의 인성을 향상시킬 수 있는, 전봉 강관의 가스 실드 용접 방법(gas shield welding)이 기재되어 있다. 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 핀 패스 성형(fin pass forming) 후에 용접 전에, 파이프 내면측의 부유 스케일(suspended scale)을 미스트(mist)로 세정 제거함과 함께, 용접부의 국부 시일(local shielding)에 있어서, 파이프 내면측의 시일 장치(shielding arrangement)의 유지 롤러(holding rollers)를 제외하고 파이프와 비접촉으로 하여, 용접부의 국소 가스 시일(local gas shielding)을 행하는 것을 특징으로 하고 있다. 이에 따라, 전봉 용접부의 스케일(scales)의 잔존을 방지하고, 전봉 용접부의 인성이 현격하게 향상되는 것으로 되어 있다.

또한, 특허문헌 3에는, API X80 그레이드(grade) 이상의 고강도 박육 전봉 라인 파이프(high tensile strength thin-walled electric resistance welded line pipe or tube)가 기재되어 있다. 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 핫 코일(hot rolled steel coil)로부터 냉간에서의 롤 성형(roll forming), 전봉 용접, 시임 열 처리(heat treatment of seam), 사이저(sizing treatment)의 공정을 거쳐 제조된, 외경 200㎜ 이상 610㎜ 이하이고, 두께/외경비(t/D)가 2％ 이하이고, 금속 조직(metallic structure)이 평균 결정 입경(average grain size) 5㎛ 이하의 침상 페라이트 조직(acicular ferrite structure)으로, 전봉 용접의 충합부(butt part)의 산화물(oxide)의 점유 면적(occupied area)이 0.1％(1000ppm에 상당) 이하이고, 편평(flatening) 후의 둘레 방향의 인장 강도가 700N/㎟ 이상인 전봉 강관을 라인 파이프로 이용하는 것으로 하고 있다. 이에 따라, 모재의 인성이 우수하고, 전봉 용접의 충합부가 모재 수준의 건전성을 확보할 수 있는 것으로 되어 있다.

또한, 특허문헌 4에는, 전봉 용접부의 결함이 적고, 크리프 파단 강도(creep rupture strength) 및 인성이 우수한 보일러용 전봉 강관(electric resistance welded steel pipe or steel tube for boiler)이 기재되어 있다. 특허문헌 4에 기재된 보일러용 전봉 강관은, 질량％로, C: 0.01∼0.20％, Si: 0.01∼1.0％, Mn: 0.10∼2.0％, Cr: 0.5∼3.5％를 함유하고, P: 0.030％ 이하, S: 0.010％ 이하, O: 0.020％ 이하로 제한하고, Nb: 0.001∼0.5％, V: 0.02∼1.0％, B: 0.0003∼0.01％를 함유하고, (Si％)/(Mn％＋Cr％)를 0.202∼1.5로 하여, 전봉 용접시에 생성되는 SiO₂, MnO, Cr₂O₃의 3원 혼합 산화물의 면적률이 0.1％ 이하인 보일러용 전봉 강관이다. 이에 따라, 전봉 용접성(weldability of electric resistance welding)이 우수하고, 크리프 파단 강도(creep rupture strength)도 우수한, 보일러용 전봉 강관이 되는 것으로 되어 있다.

일본공개특허공보 소60-213366호 일본공개특허공보 평4-178281호 일본공개특허공보 2008-223134호 일본공개특허공보 2006-77330호

특허문헌 1에 기재된 기술은, (0.5％CH₃COOH＋인공 해수(synthetic seawater)(3％NaCl)＋포화 H₂S) 환경에 있어서의 내HIC성은 우수하다고 할 수 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 개재물의 제어가 불충분하다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 더욱 가혹한 부식 환경(corrosion environment)인, NACE TM0284 규정의 Solution A액(0.5％CH₃COOH＋5％NaCl＋포화 H₂S) 환경에서는, 수소 유기 균열(HIC)의 발생을 회피할 수 없다는 문제가 있다. 그렇다고 하는 것은, 장경 10㎛ 이상의 개재물의 밀도가 1㎟당 5개라는 개재물량은, 면적률로 환산하면, 0.05％(500ppm)에 상당하고, 장경/단경비(ratio of the major diameter to the minor diameter): 2라는 것을 고려해도 100ppm 정도가 된다. 이러한 점에서, 특허문헌 1에 기재된 기술로 제조된 전봉 강관이 적용 가능한 환경은, 0.5％CH₃COOH＋인공 해수(NaCl 농도 약 3％)＋포화 H₂S 환경까지이고, 그 이상의 엄격한 부식 환경에서는, HIC의 발생이 우려된다. 특히, 현재, 가혹한 환경 조건으로서 표준적으로 이용되고 있는 NACE TM0284 규정의 Solution A용액(0.5％CH₃COOH＋5％NaCl＋포화 H₂S 환경)에서의 HIC 발생을 회피하는 것은 곤란하다. 또한, 인용문헌 1의 기술은, 저온 인성이 불충분하고, 한랭지(寒冷地)에서의 적용에도 문제를 남기고 있다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 전봉 용접부에 있어서, 샤르피 충격 시험(Charpy impact test)의 흡수 에너지(absorbed energy)가 20㎏fm 정도 이상이라는 높은 흡수 에너지(전봉 용접부 고인성)가 얻어지는 온도역은, 높다해도 －50°F(－45.5℃에 상당)까지이고, －60℃ 이하라는 극저온(extremely-low temperature)에서는 저온 인성이 저하된다는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 기술로 제조된 강관에서는, 가혹한 부식 환경 조건하에서 양호한 내HIC성을 유지하고 있지 않다는 문제도 있다.

또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 전봉 용접부의 산화물의 점유 면적이 0.1％(1000ppm에 상당) 이하인 전봉 강관이 얻어진다. 그러나, 이 정도의 산화물량의 저하에서는 전봉 용접부에 있어서의 －20℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 100J 미만이라는 낮은 값밖에 나타내지 않는다. 이와 같이, 특허문헌 3에 기재된 기술에는, －60℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 120J 이상이라는 양호한 전봉 용접부 저온 인성을 확보할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 4에 기재된 기술에서는, 혼합 산화물(mixed oxide)의 융점을 저하시킴으로써, 전봉 용접부의 용접 결함(weld defect)을 저하시켜, 전봉 용접부의 크리프 특성(creep characteristic), 인성의 열화를 방지할 수 있는 것으로 되어 있다. 인용문헌 4에 기재된 기술에서는, 얻어지는 전봉 용접부의 샤르피 충격 시험의 파면 전이 온도(fracture transition temperature)는 약 0∼－50℃ 정도이고, －60℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 120J 이상이라는 양호한 전봉 용접부의 저온 인성을 확보하기까지에 이르고 있지 않다는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제를 해결하고, 우수한 내HIC성과, 우수한 저온 인성을 겸비한 전봉 용접부를 갖는, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상의 전봉 강관을 제공하는 것을 목적으로 한다. 여기에서 말하는 「우수한 내HIC성」이란, NACE TM0284 규정의 NACE Solution A용액(0.5％CH₃COOH＋5％NaCl＋포화 H₂S) 환경에서 200h 침지 후의 균열 면적률 CAR(Crack Area Ratio)이 3％ 이하인 경우를 말하는 것으로 한다. 또한, 「우수한 저온 인성」은, JIS Z 2242의 규정에 준거하여 얻어진, －60℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE_-60이 120J 이상이고, 또한 WES 1108 (1995)의 규정에 준거하여 얻어진, CTOD 시험의 －20℃에 있어서의 한계 균열 개구량(crack tip opening displacement value)(CTOD값)이 0.3㎜ 이상인 경우를 말하는 것으로 한다. 또한, 본 발명은 샤르피 파면 전이 온도 vTrs가 －60℃ 이하이다.

본 발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 전봉 용접부의 내HIC 특성 및 저온 인성에 미치는, 산화물의 구성 원소(constituent element), 산화물의 크기, 산화물의 수량의 영향에 대해서 예의 연구했다. 그 결과, 우선, 전봉 용접시에 강대 에지부(edge of steel strip)에 생성되는 산화물의 점도(viscosity)가 전봉 용접부의 내HIC성, 저온 인성에 크게 영향을 주는 것에 생각이 이르렀다. 그리고, 전봉 용접시에 강대 에지부에 생성되는 산화물의 점도를 2poise 이하로 조정함으로써, 전봉 용접부의 내HIC성 및 저온 인성이 현저하게 향상되는 것을 발견했다.

전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 2poise 이하가 됨으로써, 내HIC성 및 저온 인성이 향상되는 이유에 대해서는, 현재까지 명확하게 되어 있는 것은 아니다. 본 발명자들은, 강대 에지면에 형성된 용융 금속(molten metal)이 전자적 압력(electromagnetic nature pressure)에 의해 배출될 때나 압접(upset)(업셋이라고도 함)에 의해 용융 금속이 배출될 때에, 상기 산화물의 점도가 낮아짐으로써, 산화물이 용접부에 잔존하는 일 없이 배출되기 때문이라고 생각하고 있다.

우선, 본 발명자들이 행한 본 발명의 기초가 된 실험 결과에 대해서 설명한다.

질량％로, 0.01∼0.80％의 C, 0∼2.50％의 Si, 0.15∼3.00％의 Mn, 0.009∼0.0125％의 S, 0.001∼0.035％의 P, 0∼0.70％의 Al, 0∼3.50％의 Cr, 0∼0.0060％의 Ca, 0∼0.085％의 Nb를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성 범위의 여러 가지의 열연 강판(판두께: 20.6㎜)을 이용하여, 롤에 의한 연속 냉간 성형(continuous cold forming)으로 오픈관(open pipe)으로 하고, 오픈관의 폭방향 단부끼리를, 분위기의 산소 농도(concentration of oxygen) 등의 전봉 용접 조건(welding condition of electric resistance welding)을 각종의 열연 강판(hot rolled steel sheet)마다 여러 가지 변화시키고, 추가로 스퀴즈 롤(squeeze roll)에 의한 압접 조건을 각종의 열연 강판마다 여러 가지 변화시켜 전봉 용접하여, 외경 660㎜Φ의 전봉 강관을 각종의 열연 강판마다 얻었다. 또한, 일부의 전봉 강관에서는, 롤 성형시에 핀 패스 롤을 이용하여, 강대 폭단부에 개선(開先;groove)(개선 각도: 30°)을 부여했다. 일부의 전봉 강관에서는, 전봉 용접부에 퀀칭 템퍼링 처리(quenching and tempering treatment)(시임 QT(seam QT))를 행했다.

얻어진 각 전봉 강관의 전봉 용접부로부터, 시험편 길이 방향이 관축 방향(direction of tube axis)이 되고, 게다가 전봉 용접부가 시험편 길이 방향의 중앙이 되도록, HIC 시험편(크기: 10㎜ 두께×20㎜ 폭×100㎜ 길이)을 채취하고, HIC 시험을 실시했다. HIC 시험은, 시험편을 NACE TM0284 규정의 Solution A액(0.5％CH₃COOH＋5％NaCl＋포화 H₂S)에, 200h 침지하는 시험으로 했다. 침지 후, 시험편 판면을 초음파 탐상(ultrasonic flaw detection)하고, 균열부의 면적률(CAR)을 화상 처리(image treatment)에 의해 구했다.

또한, 얻어진 각 전봉 강관으로부터, JIS Z 2242의 규정에 준거하여, 전봉 용접부를 중심으로 하여 관 원주 방향으로, 샤르피 충격 시험편(V노치 시험편(V notch test piece))을 채취했다. 또한, 노치는 에칭(etching)에 의해 확인하고, 전봉 용접부를 중심으로 했다. 얻어진 샤르피 충격 시험편(V노치 시험편)을 이용하여, 충격 시험을 실시하고, 흡수 에너지를 구했다. 시험 온도는 －60℃로 하고, 각 전봉 강관에 대해서 3개의 시험편을 이용하여 시험을 하고, 그 산술 평균을 각 전봉 강관의 전봉 용접부의 인성(흡수 에너지)값 vE_－60으로 했다.

또한, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도를 각 전봉 강관마다 계산하여 구했다. 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도는, 전봉 용접시의 용강 온도(liquid steel temperature), 전봉 용접시에 생성되는 산화물 조성으로부터, P.V.Riboud et. al.: Fachber. Heuteenprax. Metall weiterverrarb., 19(1981) 859에 기재된 다음식으로부터 구해진다.

산화물의 점도(poise)＝10×A_RT exp(B_R/T)‥‥(1)

여기에서, T: 절대 온도(K),

A_R: exp{－19.81＋1.73(X_CaO＋X_MnO)－35.75X_Al2O3}

B_R: 31140－23896×{(X_CaO＋X_MnO)＋68833X_Al2O3}

X_CaO, X_MnO, X_Al2O3: 산화물 중의 CaO, MnO, Al₂O₃의 각각의 몰 분율

또한, 점도의 산출에는 전봉 용접시의 온도: 1550℃에 대해서 얻어진 몰 분율을 이용했다. 또한, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 조성은, 전봉 강관의 소재인 열연 강판의 조성과, 강판 단부의 용접에서 압접까지의 시간에 의해 정해진다.

얻어진 결과를, 전봉 용접부의 CAR, 전봉 용접부의 vE_－60과, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도와의 관계로 도 1에 나타낸다.

도 1로부터, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 2poise 이하가 되면, 가혹한 부식 환경하에서도 전봉 용접부의 CAR이 3％ 이하가 되고, 전봉 용접부의 내HIC성이 우수하고, vE_－60이 120J 이상으로 전봉 용접부의 저온 인성이 향상된 전봉 강관이 얻어진다는 것을 알 수 있다.

본 발명자들의 더 한층의 검토에 의해, 이하의 인식을 얻었다. 첫번째로, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도를 2poise 이하로 저감할 수 있으면, 전봉 용접부로부터 용이하게 산화물을 배출할 수 있다. 두번째로, 점도의 저감에 의해, 전봉 용접부에 존재하는, 원상당경(equivalent circle diameter)으로 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량이, 지철(base iron)을 포함하는 폭 2㎜의 전봉 용접부 전체량에 대한 질량％로 16질량ppm 이하가 된다. 이상의 인식에 기초하여, 본 발명에 의하면, 전봉 용접부의 내HIC성, 저온 인성이 향상되는 것을 발견했다.

상기한 전봉 용접부의 CAR, 전봉 용접부의 vE_－60의 결과와, 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량(지철을 포함하는 폭 2㎜의 전봉 용접부 전체량에 대한 질량％로 나타내는 양)과의 관계를 도 2에 나타낸다.

도 2로부터, 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물 중의 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계가 16ppm 이하이면, 가혹한 환경하에서도 전봉 용접부의 CAR이 3％ 이하가 되고, 전봉 용접부의 내HIC성이 우수하고, vE_－60이 120J 이상으로 전봉 용접부의 저온 인성이 향상된 전봉 강관이 얻어지는 것을 알 수 있다.

또한, 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량은 다음과 같이 하여 구한 값을 이용했다.

얻어진 전봉 강관으로부터, 전봉 용접부를 중심으로 하여, 전해 추출용 판 형상 시험편(크기: 두께관 두께(tube thickness)×폭 2㎜×길이 20㎜)을 채취했다. 이 시험편을 이용하여, 전해액을 10％ AA액(AA액으로는 10vol％ 아세틸아세톤-1질량％ 염화 테트라메틸암모늄-메탄올을 의미함)으로 하여 개재물을 전해 추출했다. 얻어진 전해 추출물(개재물)을, 공경(pore diameter) 8㎛의 필터 메시를 이용하여, 여과했다. 이어서, 여과된 전해 추출물(원 상당경 8㎛ 이상의 개재물이라고 함)을, 추가로, 알칼리 융해하여, ICP 분석(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)을 실시하고, 개재물 중에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr을 분석했다. 이 분석에 의해, 지철을 포함하는 폭 2㎜의 전봉 용접부 전체량에 대한 질량％로, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물 중의 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계 함유량을 얻었다.

이러한 점에서, 본 발명자들은, 소재인 강판(열연 강판)의 조성을 적정 범위로 조정하고, 또한 전봉 용접을 적정 조건으로 행하고, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도를 2poise 이하로 조정함으로써, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중에 포함되는 Si, Mn 및 Al 등의 합금 원소량을 일정 이하로 제어하면, 전봉 용접부가 우수한 내HIC성과 우수한 저온 인성을 겸비하는 전봉 용접 강관을 제조할 수 있는 것을 인식했다.

본 발명은, 상기한 인식에 기초하여, 추가로 검토를 더하여 완성한 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.

(1) 질량％로, C: 0.03∼0.59％, Si: 0.10∼0.50％, Mn: 0.40∼2.10％ 및 Al: 0.01∼0.35％를 함유하고, 또한 Si, Mn을 Mn/Si(질량비)가 6.0∼9.0의 범위가 되도록 조정하여 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상의 강도를 갖는 전봉 강관으로서, 당해 전봉 강관의 전봉 용접부에 존재하는, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량이, 지철을 포함하는 폭 2㎜의 전봉 용접부 전체량에 대한 질량％로 16ppm 이하이고, 당해 전봉 용접부가 우수한 내HIC 특성과 우수한 저온 인성을 겸비하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관.

(2) (1)에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Ca: 0.0001∼0.0040％를 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관.

(3) (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Cr: 0.01∼1.09％를 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 것에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Cu: 0.01∼0.35％, Mo: 0.01∼0.25％, Ni: 0.01∼0.20％, B: 0.0001∼0.0030％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 것에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Nb: 0.001∼0.060％, V: 0.001∼0.060％, Ti: 0.001∼0.080％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관.

(6) 열연 강대를, 연속적으로 롤 성형하여 대략 원형 단면의 오픈관으로 한 후, 당해 오픈관의 맞대기부 근방을 융점 이상으로 가열하고 스퀴즈 롤로 압접하는 전봉 용접을 행하여 전봉 용접부를 형성하고, 이어서 당해 전봉 용접부에 온라인으로의 열처리를 행하는 전봉 강관의 제조 방법으로서, 상기 열연 강대를, 질량％로, C: 0.03∼0.59％, Si: 0.10∼0.50％, Mn: 0.40∼2.10％ 및 Al: 0.01∼0.35％를 함유하고, 또한 Si, Mn을 Mn/Si가 6.0∼9.0의 범위가 되도록 조정하여 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상의 강도를 갖는 열연 강대로 하고, 상기 전봉 용접을, 당해 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 2poise 이하가 되도록, 전봉 용접시의 분위기 중의 산소 농도 및/또는 상기 가열에 의한 용융 개시에서 상기 압접까지의 시간을 조정하여 행하고, 상기 전봉 용접부가 우수한 내HIC 특성과 우수한 저온 인성을 겸비하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

(7) (6)에 있어서, 상기 롤 성형의 핀 패스 성형에 있어서, 상기 열연 강대의 폭방향 양(兩) 단면에, 테이퍼 개시 위치(starting location of taper)와 관 외면이 되는 표면 혹은 관 내면이 되는 표면과의 열연 강대 판두께 방향의 거리의 합이 열연 강대 판두께의 2∼80％가 되는 테이퍼 개선(tapered groove)을 부여하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

(8) (6) 또는 (7)에 있어서, 상기 가열에 의한 용융 개시(melting onset)에서 상기 압접까지의 시간을 0.2∼4s로 하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

(9) (6) 내지 (8) 중 어느 것에 있어서, 상기 전봉 용접이, 상기 전봉 용접시의 분위기 중의 산소 농도를, 하기 (1)식으로 정의되는 용강의 이(易)산화도(oxidization tendency) f_oxy에 관련하여, 체적％로 1000/f_oxyppm 이하로 조정한 용접인 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

기

f_oxy＝Mn＋10(Si＋Cr)＋100Al＋1000Ca　　‥‥(1)

여기에서, Mn, Si, Cr, Al 및 Ca: 각 원소의 함유량(질량％)

(10) (6) 내지 (9) 중 어느 것에 있어서, 상기 전봉 용접부에 행하는 상기 열 처리를, 당해 전봉 용접부의 두께 방향의 평균 온도로 가열 온도: 720∼1070℃로 가열하고, 이어서 공냉(air cooling) 또는 수냉하는 처리와, 혹은 추가로 당해 전봉 용접부의 두께 방향의 평균 온도로 가열 온도: 720℃ 미만으로 가열하여 공냉하는 처리로 하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

(11) (6) 내지 (10) 중 어느 것에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Ca: 0.0001∼0.0040％를 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

(12) (6) 내지 (11) 중 어느 것에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Cr: 0.01∼1.09％를 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

(13) (6) 내지 (12) 중 어느 것에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Cu: 0.01∼0.35％, Mo: 0.01∼0.25％, Ni: 0.01∼0.20％, B: 0.0001∼0.0030％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

(14) (6) 내지 (13) 중 어느 것에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Nb: 0.001∼0.060％, V: 0.001∼0.060％, Ti: 0.001∼0.080％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 엄격한 부식 환경하에 있어서도 전봉 용접부는, 우수한 내HIC성을 갖는다. 또한, 본 발명에 의하면, 전봉 용접부는, －60℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 120J 이상이라는 우수한 저온 인성을 갖는다. 그리고, 본 발명의 전봉 강관은, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상을 갖기 때문에, 본 발명의 전봉 강관은, 우수한 내HIC성, 저온 인성을 가짐과 함께, 충분한 강도도 갖는다. 또한, 본 발명에 의하면 상기와 같이 우수한 전봉 강관을 용이하게 제조할 수 있기 때문에, 본 발명은 산업상 각별한 효과를 나타낸다.

도 1은 전봉 용접부의 CAR, 전봉 용접부의 vE_－60에 미치는, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도의 영향을 나타내는 그래프이다.
도 2는 전봉 용접부의 CAR, 전봉 용접부의 vE_－60에 미치는, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물 중의 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계 함유량의 영향을 나타내는 그래프이다.
도 3은 바람직한 개선 형상의 일 예를 나타내는 설명도이다.
도 4는 전봉 용접시에 생성되는 산화물 조성에 미치는 열연 강판의 Mn/Si와, 강판 단부 용융에서 압접까지의 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

우선, 본 발명 전봉 강관의 조성 한정 이유에 대해서 설명한다. 이하, 특별히 언급하지 않는 한 질량％는 단순히 ％로 기재한다.

C: 0.03∼0.59％

C는, 펄라이트(pearlite), 시멘타이트(cementite), 베이나이트(bainite), 마르텐사이트(martensite) 등 경질상(hard phase)의 형성을 통하여 강관의 강도를 증가시키는 원소이다. 본 발명에서는 소망하는 강도(인장 강도 434㎫ 이상)를 확보하기 위해, C를 0.03％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 또한, C는, 전봉 용접시에, 용강의 융점(melting point)을 저하시키는 원소이다. 그리고, C는, 대기(air) 중의 O₂와의 반응에 의한 CO형성을 통하여, 전봉 용접시의 산화물의 형성에 영향을 미치는 원소이다. C의 함유량이 0.59％를 초과하면, 융점의 저하에 수반하여, 전봉 용접부의 용강의 응고 온도(solidification temperature)가 저하되고, 용강의 점도가 상승하기 때문에, 산화물이 배출되기 어려워진다. 이러한 점에서, C의 함유량은 0.03∼0.59％의 범위로 한정한다. 또한, 바람직하게는 0.04∼0.49％이다.

Si: 0.10∼0.50％

Si는, 고용 강화(solute strengthening)에 의해, 강관의 강도를 증가시키는 작용을 갖는 원소이다. 또한, Si는, 전봉 용접부에서는 Fe보다도 O(산소)와의 친화력(affinity)이 강하고, Mn 산화물과 함께 점도가 높은 공정 산화물(eutectic oxide)을 형성한다. Si의 함유량이 0.10％ 미만에서는, 전봉 용접부에 있어서의 공정 산화물 중의 Mn 농도가 높아져, 산화물의 융점이 용강 온도보다 높아지고, 산화물로서 전봉 용접부에 잔존하기 쉬워진다. 이 때문에, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중, 원상당경(equivalent circle diameter) 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계가 16ppm을 초과하여 높아지기 쉽고, 전봉 용접부의 인성 및 내HIC성이 저하된다. 한편, Si의 함유량이 0.50％를 초과하면, 전봉 용접부에 있어서의 공정 산화물 중의 Si 농도가 높아져, 점도가 높아지고, 산화물의 생성량이 많아짐과 함께, 전봉 용접부에 산화물이 잔존하기 쉬워진다. 이 때문에, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계가 16ppm을 초과하여 높아지기 쉬워, 전봉 용접부의 인성 및 내HIC성이 저하된다. 이러한 점에서, Si의 함유량은 0.10∼0.50％의 범위로 한정한다. 또한, 바람직하게는 0.15∼0.35％이다.

Mn: 0.40∼2.10％

Mn은, 고용 강화와 변태 강화(transformation toughening)에 의해, 강관의 강도 증가에 기여하는 원소이다. 또한, Mn은, 전봉 용접부에서는 Fe보다도 O와의 친화력이 강하고, Si 산화물과 함께 점도가 높은 공정 산화물을 형성한다. Mn의 함유량이, 0.40％ 미만에서는, 전봉 용접부에 있어서의 공정 산화물 중의 Si 농도가 높아지고, 산화물의 융점이 용강 온도보다 높아져 점도도 높아지고, 전봉 용접부에 산화물이 잔존하기 쉬워진다. 이 때문에, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 등의 합계가 16ppm을 초과하여 높아지기 쉽워, 전봉 용접부의 인성 및 내HIC성이 저하된다. 한편, Mn의 함유량이 2.10％를 초과하면, 전봉 용접부에 있어서의 공정 산화물 중의 Mn 농도가 높아져, 산화물의 융점이 용강 온도보다 높아지고, 산화물의 생성량이 많아짐과 함께 전봉 용접부에 산화물이 잔존하기 쉬워진다. 이 때문에, 개재물 중, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al 및 Ca 등의 합계가 16ppm을 초과하여 높아지기 쉬워, 전봉 용접부의 인성 및 내HIC성이 저하된다. 이러한 점에서, Mn의 함유량은 0.40∼2.10％의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 0.85∼1.65％이다.

본 발명 전봉 강관에서는, Si, Mn을 상기한 함유 범위에서 또한, Mn/Si가 6.0∼9.0의 범위가 되도록 조정하여 함유한다. 또한, Mn/Si는 질량비(Mn의 함유량/Si의 함유량)를 나타낸다.

전봉 용접시에 생성되는 산화물은 Si-Mn계 산화물이기 때문에, Mn/Si를 소정 범위 내로 조정하는 것이, 생성되는 산화물의 점도를 소정값 이하로 하기 위해서는 중요한 요인이 된다. Mn/Si가 6.0 미만에서는, Si 함유량이 많고, 그물코 구조를 가진 용융 실리케이트(silicate)가 많이 형성되어, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도를 2poise 이하로 할 수 없다. 한편, Mn/Si가 9.0을 초과하여 커지면, Mn 함유량이 지나치게 많아져, 산화물의 융점이 용강 온도를 초과하기 때문에, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는, Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계가 16ppm을 초과하여 높아진다. 이 때문에, Mn/Si가 6.0∼9.0의 범위가 되도록 조정하고, Si, Mn을 함유하는 것으로 했다. 또한, 바람직하게는 6.2∼8.8이다.

Al: 0.01∼0.35％

Al은, 탈산제로서 작용하는 원소이다. 또한, Al은, AlN으로서 석출하여 오스테나이트립(austenite grain)의 성장을 억제하고, 인성의 확보에 기여한다. 또한, Al은, Si, Mn보다도 O(산소)와의 친화력이 강하고, 2MnO·SiO₂(Tephroite) 등의 Mn-Si계 공정 산화물에 고용되는 형태로 산화물을 형성한다. Al의 함유량이 0.01％ 미만에서는, 탈산능(deoxidation ability)이 부족하고, 강의 청정도(cleanness)가 저하되고, 전봉 용접부에 개재물(산화물)이 잔존하기 쉬워져, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al 등의 합계가 16ppm을 초과하여 높아지기 쉽고, 전봉 용접부의 인성 및 내HIC성이 저하된다. 한편, 0.35％를 초과하여 다량으로 Al을 함유하면, 공정 산화물 중의 Al 농도가 높아져, 산화물의 융점이 용강 온도보다 높아지고, 전봉 용접부에 산화물이 잔존하기 쉬워진다. 이 때문에, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al 등의 합계가 16ppm을 초과하여 높아지기 숴워, 전봉 용접부의 인성, 내HIC성이 저하된다. 이러한 점에서, Al의 함유량은 0.01∼0.35％의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 0.03∼0.08％이다.

상기한 성분이 기본의 성분이다. 본 발명의 전봉 강관은, 이들 기본 성분에 더하여, 추가로, Ca: 0.0001∼0.0040％, 및/또는, Cr: 0.01∼1.09％, 및/또는, Cu: 0.01∼0.35％, Mo: 0.01∼0.25％, Ni: 0.01∼0.20％, B: 0.001∼0.0030％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상, 및/또는, Nb: 0.001∼0.060％, V: 0.001∼0.060％, Ti: 0.001∼0.080％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 필요에 따라서 선택하여 함유할 수 있다.

Ca: 0.0001∼0.0040％

Ca는, 강 중의 황화물(sulfide)을 구(球) 형상으로 형태 제어(morphology control)하는 작용을 갖고, 강관의 전봉 용접부 근방의 내수소 취성(hydrogen embrittlement resistance) 및 인성을 향상시킨다. 이러한 효과는 0.0001％ 이상의 Ca의 함유로 확인된다. Ca의 함유량이 0.0040％를 초과하면, Ca와 O와의 친화력이 강하기 때문에, 산화물 중의 Ca 농도가 증가하고, 산화물의 융점이 용강 온도보다 높아져 산화물의 생성량이 증가하고 전봉 용접부에 산화물이 잔존하기 쉬워진다. 이 때문에, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 등의 합계가 16ppm을 초과하여 높아지기 쉬워, 전봉 용접부의 인성, 내HIC성이 저하된다. 이러한 점에서, Ca를 함유하는 경우, Ca의 함유량은 0.0001∼0.0040％의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.0002∼0.0035％이다.

Cr: 0.01∼1.09％

Cr은, Mn과 동일하게, 고용 강화와 변태 강화에 의해, 강관의 강도 증가에 기여하는 원소이다. 또한, Cr은, 전봉 용접부에서는 Fe보다도 O(산소)와의 친화력이 강하고, 산화물을 형성한다. 이러한 효과는, Cr의 함유량이 0.01％ 이상인 경우에 확인된다. 한편, Cr의 함유량이 1.09％를 초과하면, 산화물 중의 Cr 농도가 증가하고, 산화물의 융점이 용강 온도보다 높아져 산화물의 생성량이 증가하고 전봉 용접부에 산화물이 잔존하기 쉬워진다. 이 때문에, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Cr 등의 합계가 16ppm을 초과하여 높아지기 숴워, 전봉 용접부의 인성, 내HIC성이 저하된다. 이러한 점에서, Cr을 함유하는 경우, Cr의 함유량은 0.01∼1.09％의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.02∼0.99％이다.

Cu: 0.01∼0.35％, Mo: 0.01∼0.25％, Ni: 0.01∼0.20％, B: 0.0001∼0.0030％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상

Cu, Mo, Ni 및 B는 모두, 내수소 취성의 향상과, 강관 강도의 증가를 도모하기 위해 함유하는 원소이다. 또한, 강관 강도와는 인장 강도 TS 및 항복 응력 YS를 의미한다. 본 발명의 전봉 강관은, 필요에 따라서 상기 원소를 함유할 수 있다. 이러한 효과는, Cu의 함유량이 0.01％ 이상, Mo의 함유량이 0.01％ 이상, Ni의 함유량이 0.01％ 이상, B의 함유량이 0.0001％ 이상 중 어느 것을 충족시킴으로써 현저해진다. 한편, Cu의 함유량이 0.35％ 초과, Mo의 함유량이 0.25％ 초과, Ni의 함유량이 0.20％ 초과, B의 함유량이 0.0030％ 초과 중 어느 것을 충족하면, 상기 원소의 함유에 의해 얻어지는 효과가 포화되고, 함유량에 알맞는 효과를 기대할 수 없게 되어, 경제적으로 불리해진다. 이러한 점에서, 상기 원소를 함유하는 경우에는, 각각, Cu의 함유량은 0.01∼0.35％, Mo의 함유량은 0.01∼0.25％, Ni의 함유량은 0.01∼0.20％, B의 함유량은 0.0001∼0.0030％의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는, Cu의 함유량은 0.05∼0.29％, Mo의 함유량은 0.05∼0.21％, Ni의 함유량은 0.02∼0.16％, B의 함유량은 0.0005∼0.0020％이다.

Nb: 0.001∼0.060％, V: 0.001∼0.060％, Ti: 0.001∼0.080％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상

Nb, V 및 Ti는, 모두, 주로 탄화물(carbide)을 형성하고, 석출 강화(precipitation strengthening)에 의해 강관의 강도를 증가시키는 원소이다. 본 발명의 전봉 강관은, 필요에 따라서 상기 원소를 함유할 수 있다. 이러한 효과는, Nb의 함유량이 0.001％ 이상, V의 함유량이 0.001％ 이상, Ti의 함유량이 0.001％ 이상 중 어느 것을 충족함으로써 현저해진다. 한편, Nb의 함유량이 0.060％ 초과, V의 함유량이 0.060％ 초과, Ti의 함유량이 0.080％ 초과 중 어느 것을 충족하면, 미(未)고용의 대형인 탄질화물(carbonitride)이 전봉 용접부에 잔존하고, 전봉 용접부의 인성을 저하시킨다. 이 때문에, 상기 원소를 함유하는 경우에는, 각각, Nb의 함유량은 0.001∼0.060％, V의 함유량은 0.001∼0.060％, Ti의 함유량은 0.001∼0.080％의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 Nb의 함유량은 0.005∼0.050％, V의 함유량은 0.005∼0.050％, Ti의 함유량은 0.005∼0.040％이다.

잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 불가피적 불순물로서는, P: 0.020％ 이하, S: 0.005％ 이하, N: 0.005％ 이하, O: 0.003％ 이하를 허용시킨다.

또한 본 발명의 전봉 강관은, 상기한 조성을 갖고, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상을 갖고, 또한, 전봉 용접부에 존재하는 개재물 중, 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는, Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량이, 지철을 포함하는 전봉 용접부 전체량에 대한 질량％로, 16ppm 이하인, 전봉 용접부를 갖는다.

본 발명의 전봉 강관의 전봉 용접부에서는, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 낮고 또한 산화물의 융점이 용강 온도 이하이다. 또한, 상기 전봉 용접부에서는, 당해 전봉 용접부에 존재하는, 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는, Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량이, 16ppm 이하가 된다. 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는, Si, Mn, Al, Ca, Cr의 합계량이, 16ppm을 초과하여 많아지면, 전봉 용접부의 내HIC성 및 저온 인성이 저하된다.

또한, 전봉 용접부에 존재하는, 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는, Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량은, 다음과 같이 하여 얻어진 값을 이용하는 것으로 한다. 당해 전봉 강관으로부터, 전봉 용접부를 중심으로 하여, 폭 2㎜의 전해 추출용 판 형상 시험편(plate specimen for electrolytic extraction)을 채취하고, 전해액(electrolytic solution)을 10％ AA액으로 하여 개재물을 상기 시험편으로부터 전해 추출하고, 얻어진 전해 추출물(개재물)을, 공경 8㎛ 메시(mesh)의 필터(filter)를 이용하여, 여과했다. 이어서, 여과된 전해 추출물(electrolytic extract)(원상당경 8㎛ 이상의 개재물)을, 추가로, 알칼리 융해(alkali fusion)하고, ICP 분석(Inductively Coupled Plasma analysis)을 실시하여, 개재물 중에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr을 분석하고, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물 중의 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계 함유량을 도출했다. 또한, 전봉 강관에 포함되지 않는 원소는 영(0)으로 취급하는 것으로 한다.

다음으로, 본 발명의 전봉 강관의 제조 방법에 대해서 설명한다.

상기한 조성을 갖는 강 소재(슬래브(slab))를 가열하고, 열간 압연하여 소정의 두께의 강대(열연 강대)로 한다. 얻어진 강대를 소정의 폭으로 슬리팅(slitting)한 후, 본 발명에서는, 당해 강대에, 연속적으로 롤 성형을 행하여 대략 원통 형상의 오픈관으로 한다. 그리고, 당해 오픈관의 맞대기부 근방을 융점 이상으로 가열하고 스퀴즈 롤로 압접하는 전봉 용접을 행하여 전봉 용접부를 형성하고, 전봉 강관으로 한다.

또한, 롤 성형에서는, 케이지 롤 방식(cage roll forming process)에 의한 성형으로 하는 것이 바람직하다. 케이지 롤 방식에 의한 롤 성형이란, 케이지 롤이라고 불리는 소형 롤을, 관 외면이 되는 측에 나열하고, 매끄럽게 성형하는 방식의 롤 성형을 말한다. 케이지 롤 방식에 의한 롤 성형 중에서도, CBR 방식의 롤 성형(chance-free bulge roll forming process)으로 하는 것이 바람직하다. CBR 방식의 롤 성형은, 강대의 양 에지부를 에지 벤드 롤에 의해 미리 성형한 후, 센터 벤드 롤(center bending roll)과 케이지 롤에 의해, 강대 중앙부를 굽힘 성형하고, 세로로 긴 타원형의 소관을 만들고, 이어서, 핀 패스 롤에 의해, 관 원주 방향의 4개소를 일단 오버 벤드(over bending)한 후, 축경 압연(reducing rolling)함으로써, 관 사이드부의 장출 성형(stretch forming)과 오버 벤드부의 굽힘 되돌림 성형(bend and return forming)을 행하여 원형 소관으로 하는 성형 방법이다(카와사키 제철 기술보, vol.32(2000), p49∼53 참조). 이 방식에 의한 성형에서는, 성형시에 대판(강대)에 부가되는 변형(strain)을 최소한으로 억제할 수 있고, 가공 경화(work hardening)에 의한 재료 특성(material characteristic)의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 롤 성형은, 브레이크 다운 방식(break-down method)에 의한 성형이라도 좋다.

본 발명에서는, 강대를 연속적으로 롤 성형하여 대략 원통 형상의 오픈관으로 할 때에, 열연 강대의 폭방향의 양 단면에 테이퍼 개선(테이퍼 형상의 개선)을 부여하는 것이 바람직하다. 개선은, 롤 성형시에 핀 패스 롤을 이용한 성형으로 강대의 폭단부에 부여하는 것이 바람직하다. 부여하는 테이퍼 개선은, 테이퍼 개시 위치와 관 외면이 되는 표면(관 외면측의 테이퍼 종료 위치(ending location of taper))과의 열연 강대의 판두께 방향의 거리(도 3중의 a)와, 테이퍼 개시 위치와 관 내면이 되는 표면(관 내면측의 테이퍼 종료 위치)과의 열연 강대의 판두께 방향의 거리(도 3중의 b)의 합이 열연 강대 판두께(강대 두께)의 2∼80％가 되는 테이퍼 개선으로 하는 것이 바람직하다.

테이퍼 개시 위치와 관 외면이 되는 표면과의 열연 강대 판두께 방향의 거리(도 3중의 a)와, 테이퍼 개시 위치와 관 내면이 되는 표면과의 열연 강대 판두께 방향의 거리(도 3중의 b)의 합(도 3중의 a＋b)이 강대 두께의 2∼80％일 때, 강대의 상하 단부의 과가열(over heating)이 억제되고, 전봉 용접 전에 형성된 산화물이 압접에 수반하여, 강대의 상하로 유동하고, 배출된다. 이에 따라, 전봉 용접부의 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn 및 Al 등의 합계량이 테이퍼를 부여하지 않는 경우에 비해, 지철을 포함하는 폭 2㎜의 전봉 용접부 전체량에 대한 질량 ppm로, 약 5ppm 저하된다.

또한, 부여하는 개선의 형상은, 다음 (1)식으로 정의되는 이산화도 f_oxy에 관련된, 예를 들면 도 3에 일 예를 나타내는 형상으로 하는 것이 바람직하다.

f_oxy＝Mn＋10(Si＋Cr)＋100Al＋1000Ca　　‥‥(1)

(여기에서, Mn, Si, Cr, Al 및 Ca: 각 원소의 함유량(질량％))

또한, 도 3에 나타내는 평균 경사각(average tilt angle) α(°)는, 용강의 이산화도 f_oxy에 관련하여 다음 (2)식을 만족하는 각도로 하는 것이 바람직하다.

10×log(f_oxy)≤α≤40×log(f_oxy)　　‥‥(2)

이 범위의 평균 경사각 α를 갖는 테이퍼부를 형성함으로써, 강대의 단부의 과가열이 억제되고, 형성된 개재물(산화물)이 압접에 수반하여, 강대의 상하 방향으로 배출된다. 이 때문에, 전봉 용접부에 존재하는 원상당경으로 8㎛ 이상의 개재물 중의 Si, Mn 및 Al 등의 합계량이 16ppm 이하가 된다. 또한, 평균 경사각 α가 (2)식을 벗어나는 테이퍼부에서는, 산화물의 배출 촉진의 효과가 희미해진다. 또한, 테이퍼부는, 직선으로 한정되지 않고, 임의의 곡선으로 해도 좋다.

본 발명에서는, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 2poise 이하가 되도록, 전봉 용접시의 분위기 중의 산소 농도 및/또는 전봉 용접시의 가열에 의한 용융 개시에서 압접까지의 시간을 조정한다.

전봉 용접시의 분위기 중의 산소 농도를 조정하는 경우에는, 다음 (1)식으로 정의되는 용강의 이산화도 f_oxy에 관련하여, 산소 농도를 1000/f_oxy체적ppm 이하로 조정한다.

f_oxy＝Mn＋10(Si＋Cr)＋100Al＋1000Ca　　‥‥(1)

(여기에서, Mn, Si, Cr, Al, Ca: 각 원소의 함유량(질량％))

전봉 용접의 분위기 중의 산소 농도를 저감하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 전봉 용접부를 상자형 구조로 시일링(sealing)하고, 비산화성 가스(non-oxidizing gas)를 공급하는 방법을 생각할 수 있다. 또한, 비산화성 가스의 공급을, 3층 등의 다층 구조(multilayer structure)의 노즐(nozzle)로 행하고, 가스가 층류(laminar airflow)가 되도록 하는 것이, 분위기의 산소 농도를 낮게 유지하기 위해, 중요해진다. 산소 농도의 측정은, 산소 농도계(oxygen meter)를 이용하여, 전봉 용접부 근방에서 행하는 것이 바람직하다. 한편, 전봉 용접시의 분위기 중의 산소 농도가, 체적％로, (1000/f_oxy)ppm을 초과하여 높아지면, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 양이 많아지고, 전봉 용접부에 존재하는, 원상당경 8㎛ 이하의 개재물 중의 Si, Mn, Al, Ca, Cr의 합계 함유량이, 16ppm을 초과하여 많아지고, 내HIC성 및, 저온 인성이 저하된다. 이 때문에, 전봉 용접시의 분위기 산소 농도를 조정하는 경우에는, 체적％로 (1000/f_oxy)ppm 이하로 조정하는 것으로 했다.

또한, 본 발명에서는, 전봉 용접시의 가열에 의한 용융 개시에서 압접까지의 시간을 조정하는 경우에는, 강대 폭방향의 단면이 용융하고 나서 압접될 때까지의 시간을 0.2s∼4s로 하는 것이 바람직하다. 전봉 용접시의 가열에 의한 용융 개시에서 압접까지의 시간이 0.2s 미만에서는, 용강 온도가 낮아지고, 산화물의 점도가 2poise 이하가 되지 않기 때문에, 생성된 산화물이 전봉 용접부에 잔존하기 쉬워진다. 한편, 전봉 용접시의 가열에 의한 용융 개시에서 압접까지의 시간이 4s를 초과하면, 생성되는 산화물이 많아지고, 또한 산화물 중의 용융 실리케이트량(amount of molton silicate)이 많아지고, 생성된 산화물이 전봉 용접부에 잔존하기 쉬워진다. 이 때문에, 전봉 용접시의 가열에 의한 용융 개시에서 압접까지의 시간을 0.2∼4s의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도는, 더욱 바람직하게는 1poise 이하이다. 또한, 전봉 용접시의 가열에 의한 용융 개시에서 압접까지의 시간은, 0.4∼3s이다.

상기한 방법으로 얻어진 전봉 강관의 전봉 용접부에는, 이어서, 온라인(online)에서의 열처리를 행한다.

전봉 용접부의 인성은, 전봉 용접부에 존재하는 개재물(산화물)에 더하여, 기지상(모재 matrix)의 영향을 받는다. 본 발명에서는, 전봉 용접 후에, 전봉 용접부의 두께 방향의 평균 온도가 720∼1070℃의 범위의 조건으로 전봉 용접부를 가열하고, 그 후, 500℃ 이하의 온도역까지 공냉 혹은 수냉하는 열처리(가열-냉각 처리)를 온라인으로 행하는 것이 바람직하다. 온라인으로의 열처리의 수단에 대해서는, 특별히 한정할 필요는 없지만, 유도 가열(induction heating)로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전봉 용접부의 저온 인성이 향상된다. 가열 온도가 720℃ 미만에서는, 전봉 용접시의 급냉 조직(quenched structure)(경질 조직)이 잔존하기 때문에, 저온 인성의 향상대가 적다. 한편, 1070℃을 초과하여 고온이 되면, 결정립(grain)이 조대화하고(coarsening), 반대로 저온 인성이 저하된다. 또한, 열처리시의, 바람직한 두께 방향의 평균 가열 온도는, 770∼1020℃이다.

상기한 열처리에 더하여 추가로, 720℃ 미만의 온도로 가열하고 공냉하는 템퍼링 처리(tempering)(열처리: 가열-냉각 처리)를 행해도 좋다. 이 템퍼링 처리(가열-냉각 처리)에 의해, 추가로 전봉 용접부의 저온 인성이 향상된다.

이하, 실시예에 기초하여, 추가로 본 발명에 대해서 설명한다.

실시예

표 1에 나타내는 조성의 강 소재(슬래브: 두께 250㎜)를, 1260℃로 가열하고, 90min 균열(均熱)한 후, 초벌 압연(rough rolling)을 행하고, 마무리 압연 종료 온도(finish rolling temperature): 850℃에서, 권취 온도(coiling temperature): 580℃로 하는 마무리 압연을 행하고, 열연 강대(판두께 19.1㎜)를 얻었다.

이들 열연 강대를 소정의 폭으로 슬리팅하고, 표 2에 나타내는 조건으로 연속하여 롤 성형을 행하고 대략 원통 형상의 오픈관으로 한 후, 당해 오픈관의 맞대기부 근방을 융점 이상으로 가열하고 스퀴즈 롤로 압접하는 전봉 용접을, 표 2에 나타내는 조건으로 행하여 전봉 용접부를 형성하고, 전봉 강관(외경: 304.8㎜φ)로 했다.

또한, 롤 성형에서는, 핀 패스 롤을 이용하여, 표 2에 나타내는 평균 경사각 α°의 테이퍼부를 외표면측, 및 내표면측에 형성했다. 또한, 테이퍼부의 형성 위치는, 외표면 및 내표면으로부터 각각 전체 두께에 대한 비율로 20∼40％로 했다(외표면측이 도 3의 「a」에 대응하고, 내표면측이 도 3의 「b」에 대응함). 또한, 일부의 전봉 강관에서는, 테이퍼부를 형성하지 않는 채로 했다.

또한, 일부에서는, 전봉 용접시에, N₂ 가스를 노즐수 3의 노즐을 이용하여 분사하고, 분위기의 산소 농도를 체적％로 30∼65ppm까지 저감하는, 전봉 용접시의 분위기 조정을 행했다. 또한, 그 이외의 전봉 강관에서는 대기 중의 분위기인 채로 했다. 또한, 전봉 용접부의 산소 농도는, 산소 농도계의 탐촉자(probe)를 전봉 용접부 바로 옆에 근접하여 측정했다.

또한, 전봉 용접 후에, 표 2에 나타내는 바와 같은, 전봉 용접부의 가열-냉각 처리(열 처리)(시임 QT)를, 온라인의 고주파 가열 장치(radio-frequency heating apparatus)로 행했다. 또한, 냉각은 수냉으로 했다. 일부에서는, 온라인의 고주파 가열 장치에서 추가로 500℃로 가열하여 공냉하는 가열 냉각 처리(열처리: 템퍼링 처리)를 행했다.

또한, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도(온도: 1550℃)를, 전봉 용접시에 생성되는 산화물 조성으로부터 (1)식을 이용하여 구하고, 표 2에 병기했다.

또한, 도 4에, 산화물 조성에 미치는 열연 강판의 조성(Mn/Si)과 강판 단부의 용융 개시에서 압접까지의 시간과의 관계의 영향을 나타낸다.

얻어진 전봉 강관에 대해서, 우선 전봉 용접부에 포함되는 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량을 측정했다. 또한, 얻어진 전봉 강관의 모재부로부터, 인장 시험편을 채취하고, 인장 시험을 실시하여, 모재의 인장 특성(항복 강도 YS, 인장 강도 TS)을 구했다. 또한, 얻어진 전봉 강관의 전봉 용접부로부터, 시험편을 채취하여, 전봉 용접부의 내HIC성, 저온 인성 및 파괴 인성을 평가했다. 시험 방법은 다음과 같이 했다.

(1) 전봉 용접부에 포함되는 원상당경 8㎛ 이상의 개재물 중에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량의 측정

얻어진 전봉 강관으로부터, 전봉 용접부를 중심으로 하여, 폭 2㎜의 전해 추출용 판 형상 시험편을 채취했다. 이들 판 형상 시험편을, 10％ AA액 중에서 전해 처리하고, 개재물을 전해 추출했다. 얻어진 전해 추출물(개재물)을, 공경 8㎛ 이하의 메시의 필터를 이용하여, 여과했다. 이어서, 여과된 전해 추출물(원상당경 8㎛ 이상의 개재물)을, 추가로, 알칼리 융해하고, ICP 분석을 실시하여, 개재물 중에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr을 분석했다. 그들 원소의 합계량을, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물 중의 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계 함유량으로 하고, 지철을 포함하는 전봉 용접부 전체량에 대한 질량％로 표시했다. 또한, 전봉 강관에 포함되지 않는 원소는 영으로 하여 취급하는 것으로 한다.

(2) 인장 시험

얻어진 전봉 강관의 모재부로부터, 관축 방향이 인장 방향이 되도록, JIS Z 2201의 규정에 준거하여, JIS 12C호 시험편(반달 형상 인장 시험편)을 채취하고, JIS Z 2241의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하고, 인장 특성(항복 강도 YS, 인장 강도 TS)을 구했다.

(3) 샤르피 충격 시험

얻어진 전봉 강관의 전봉 용접부로부터, JIS Z 2242의 규정에 준거하여, 전봉 용접부를 중심으로 하여 관 원주 방향으로, 샤르피 충격 시험편(V노치 시험편: 관두께의 서브 사이즈 시험편)을 채취했다. 또한, 노치는 에칭에 의해 확인하고, 전봉 용접부 중심으로 했다. 얻어진 샤르피 충격 시험편(V노치 시험편)을 이용하여, 충격 시험을 실시하고, 흡수 에너지를 구했다. 시험 온도는 －60℃로 하고, 각 3개를 시험하고, 그 산술 평균을, 각 전봉 강관의 전봉 용접부의 흡수 에너지값으로 했다.

(4) CTOD 시험

얻어진 전봉 강관의 전봉 용접부로부터, WES 1108(1995)의 규정에 준거하여, CTOD 시험편을 채취하고, 전봉 용접부의 중앙에 피로 예균열(fatigue precrack)을 도입하여, 시험 온도: －20℃에서, 3점 굽힘 시험을 실시하고, 취성 균열(brittle crack)이 발생할 때까지의 한계 균열 개구 변위(CTOD)값을 구하고, 전봉 용접부의 파괴 인성(fracture toughness)을 평가했다.

(5) 내HIC성 시험

얻어진 전봉 강관의 전봉 용접부로부터, 시험편 길이 방향이 관축 방향으로, 전봉 용접부의 L단면이, 폭방향의 중앙이 되도록 HIC 시험편(크기: 10㎜ 두께×20㎜ 폭×100㎜ 길이)을 채취하고, HIC 시험을 실시했다. HIC 시험은, 시험편을 NACE TM0284 규정의 Solution A액(0.5％CH₃COOH＋5％NaCl＋포화 H₂S)에, 200h 침지하는 시험으로 했다. 침지 후, 전봉 용접부의 L단면을 초음파 탐상하고, 균열부의 면적률(CAR)을 화상 처리에 의해 구했다.

얻어진 결과를, 표 3에 나타낸다.

본 발명예는 모두, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 2poise 이하이고, 전봉 용접부의 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca, Cr의 합계가 16ppm 이하이고, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상의 고(高)모재 강도를 나타내고, 전봉 용접부의 NACE Solution A용액 환경에서의 200h 침지 후의 CAR이 3％ 이하이고, 또한, 전봉 용접부의 －60℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE_－60이 120J를 초과하고, CTOD값이 0.3㎜ 이상이다. 따라서, 본 발명예는 우수한 내HIC 특성, 저온 인성, 파괴 인성값을 갖는 전봉 강관이 되어 있다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 인장 강도 TS: 434㎫ 미만이거나, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 2poise 초과하여, 전봉 용접부의 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca, Cr의 합계가 16ppm 초과이거나, 전봉 용접부의 NACE Solution A용액 환경에서의 200h 침지 후의 CAR이 3％ 초과이거나, 전봉 용접부의 -60℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE_－60이 120J 미만이거나, －20℃에 있어서의 CTOD값이 0.3㎜ 미만이다. 따라서, 비교예에서는 소망하는 특성이 확보되어 있지 않다.

가열에 의한 용융 개시에서 압접까지의 시간이 바람직한 범위를 벗어나는 비교예(전봉 강관 No.6, No.7, No.16, No.17)는, 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 2poise를 초과하고, 전봉부의 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca, Cr의 합계가 16ppm을 초과하고, NACE Solution A용액 환경에서의 200h 침지 후의 CAR이 3％를 초과하고, vE_－60이 120J 미만이고, CTOD값이 0.3㎜ 미만이다. 이와 같이, 비교예(전봉 강관 No.6, No.7, No.16, No.17)는, 소망하는 특성이 확보되어 있지 않다. 또한, C량이 본 발명 범위를 낮게 벗어나는 비교예(전봉 강관 No.26)는, 인장 강도 TS가 434㎫ 미만으로 소정의 강도가 확보되어 있지 않다. C, Si, Mn, Al, Ca, Cr 함유량 중 어느 것이, 본 발명 범위를 높게 벗어나는 비교예(전봉 강관 No.27, No.29, No.31, No.33, No.34, No.35)는 모두, NACE Solution A용액 환경에서의 200h 침지 후의 CAR이 3％를 초과하고, vE_－60이 120J 미만이고, CTOD값이 0.3㎜ 미만이다. 이와 같이, 비교예(전봉 강관 No.27, No.29, No.31, No.33, No.34, No.35)는, 소망하는 특성이 확보되어 있지 않다. 또한, Si, Mn, Al 함유량 중 어느 것이 본 발명 범위를 낮게 벗어나는 비교예(전봉 강관 No.28, No.30, No.32)는 모두, NACE Solution A용액 환경에서의 200h 침지 후의 CAR이 3％를 초과하고, vE_－60이 120J 미만이고, CTOD값이 0.3㎜ 미만이다. 이와 같이, 비교예(전봉 강관 No.28, No.30, No.32)는, 소망하는 특성이 확보되어 있지 않다.

Claims

질량％로, C: 0.03∼0.59％, Si: 0.10∼0.50％, Mn: 0.40∼2.10％ 및 Al: 0.01∼0.35％를 함유하고, 또한 Si, Mn을 Mn/Si(질량비)가 6.0∼9.0의 범위가 되도록 조정하여 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상의 강도를 갖는 전봉 강관으로서,
당해 전봉 강관의 전봉 용접부에 존재하는, 원상당경 8㎛ 이상의 개재물에 포함되는 Si, Mn, Al, Ca 및 Cr의 합계량이, 지철을 포함하는 폭 2㎜의 전봉 용접부 전체량에 대한 질량％로 16ppm 이하이고,
당해 전봉 용접부가 우수한 내HIC 특성과 우수한 저온 인성을 겸비하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관.
제1항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 하기 A∼D군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관.
A군: 질량％로, Ca: 0.0001∼0.0040％
B군: 질량％로, Cr: 0.01∼1.09％
C군: 질량％로, Cu: 0.01∼0.35％, Mo: 0.01∼0.25％, Ni: 0.01∼0.20％ 및 B: 0.0001∼0.0030％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상
D군: 질량％로, Nb: 0.001∼0.060％, V: 0.001∼0.060％ 및 Ti: 0.001∼0.080％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상
열연 강대를, 연속적으로 롤 성형하여 대략 원형 단면의 오픈관(open pipe)으로 한 후, 당해 오픈관의 맞대기부 근방을 융점 이상으로 가열하고 스퀴즈 롤로 압접하는 전봉 용접을 행하여 전봉 용접부를 형성하고, 이어서 당해 전봉 용접부에 온라인으로의 열처리를 행하는 전봉 강관의 제조 방법으로서,
상기 열연 강대를, 질량％로, C: 0.03∼0.59％, Si: 0.10∼0.50％, Mn: 0.40∼2.10％ 및 Al: 0.01∼0.35％를 함유하고, 또한 Si, Mn을 Mn/Si가 6.0∼9.0의 범위가 되도록 조정하여 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 인장 강도 TS: 434㎫ 이상의 강도를 갖는 열연 강대로 하고,
상기 전봉 용접을, 당해 전봉 용접시에 생성되는 산화물의 점도가 2poise 이하가 되도록, 상기 가열에 의한 용융 개시에서 상기 압접까지의 시간을 0.2∼4s로 조정하여 행하고,
상기 전봉 용접부가 우수한 내HIC 특성과 우수한 저온 인성을 겸비하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 롤 성형의 핀 패스 성형에 있어서, 상기 열연 강대의 폭방향 양(兩) 단면에, 테이퍼 개시 위치와 관 외면이 되는 표면 혹은 관 내면이 되는 표면과의 열연 강대 판두께 방향의 거리의 합이 열연 강대 판두께의 2∼80％가 되는 테이퍼 개선(開先)을 부여하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 전봉 용접이, 상기 전봉 용접시의 분위기 중의 산소 농도를, 하기 (1)식으로 정의되는 용강의 이(易)산화도 f_oxy에 관련하여, 체적％로 1000/f_oxyppm 이하로 조정한 용접인 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.
f_oxy＝Mn＋10(Si＋Cr)＋100Al＋1000Ca　　‥‥(1)
여기에서, Mn, Si, Cr, Al 및 Ca: 각 원소의 함유량(질량％)
제4항에 있어서,
상기 전봉 용접이, 상기 전봉 용접시의 분위기 중의 산소 농도를, 하기 (1)식으로 정의되는 용강의 이산화도 f_oxy에 관련하여, 체적％로 1000/f_oxyppm 이하로 조정한 용접인 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.
f_oxy＝Mn＋10(Si＋Cr)＋100Al＋1000Ca　　‥‥(1)
여기에서, Mn, Si, Cr, Al 및 Ca: 각 원소의 함유량(질량％)
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전봉 용접부에 행하는 상기 열 처리를, 당해 전봉 용접부의 두께 방향의 평균 온도로 가열 온도: 720∼1070℃로 가열하고, 이어서 공냉 또는 수냉하는 처리와, 혹은 추가로 당해 전봉 용접부의 두께 방향의 평균 온도로 가열 온도: 720℃ 미만으로 가열하여 공냉하는 처리로 하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 하기 A∼D군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.
A군: 질량％로, Ca: 0.0001∼0.0040％
B군: 질량％로, Cr: 0.01∼1.09％
C군: 질량％로, Cu: 0.01∼0.35％, Mo: 0.01∼0.25％, Ni: 0.01∼0.20％ 및 B: 0.0001∼0.0030％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상
D군: 질량％로, Nb: 0.001∼0.060％, V: 0.001∼0.060％ 및 Ti: 0.001∼0.080％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상
제7항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 하기 A∼D군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 전봉 강관의 제조 방법.
A군: 질량％로, Ca: 0.0001∼0.0040％
B군: 질량％로, Cr: 0.01∼1.09％
C군: 질량％로, Cu: 0.01∼0.35％, Mo: 0.01∼0.25％, Ni: 0.01∼0.20％ 및 B: 0.0001∼0.0030％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상
D군: 질량％로, Nb: 0.001∼0.060％, V: 0.001∼0.060％ 및 Ti: 0.001∼0.080％ 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상
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