KR102591212B1 - 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법 - Google Patents
용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102591212B1 KR102591212B1 KR1020230066666A KR20230066666A KR102591212B1 KR 102591212 B1 KR102591212 B1 KR 102591212B1 KR 1020230066666 A KR1020230066666 A KR 1020230066666A KR 20230066666 A KR20230066666 A KR 20230066666A KR 102591212 B1 KR102591212 B1 KR 102591212B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- steel pipe
- pipe
- line
- line pipe
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 144
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 144
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 26
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 24
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 24
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 17
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 15
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 12
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 241000219307 Atriplex rosea Species 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 150000002821 niobium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/002—Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/34—Preliminary treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/003—Cooling means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
합금성분 및 이의 성분비를 제어함과 더불어, 용접부 열처리를 실시한 이후의 냉각 공정을 엄격히 제어하는 것에 의해, 용접부에 대한 저온 인성을 향상시켜 파이프라인 및 해양구조물 등의 용도로 사용하기에 적합한 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
Description
본 발명은 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 및 이의 성분비를 제어함과 더불어, 용접부에 대한 고주파 열처리를 실시한 직후의 냉각 공정을 엄격히 제어하는 것에 의해, 용접부에 대한 저온 인성을 향상시켜 파이프라인 및 해양구조물 등의 용도로 사용하기에 적합한 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 원유, 천연가스 등의 장거리 수송에 따른 라인파이프의 수송능력 및 효율을 확대하기 위하여 수송압력 및 수송용량을 늘리기 위한 고강도 강판이 요구되고 있다.
이에 따라, 지금까지 API-X80급까지의 라인파이프가 실용화되고 있지만, API-X100급 이상의 고강도 라인파이프강의 요구가 점점 많아지고 있다.
특히, 라인파이프용 강관이 저온에서 사용될 경우에는 용접부 및 모재의 인성이 취약할시 급격한 취성파괴를 유발하여 대형사고가 발생될 위험이 있으므로 저온 인성에 대한 요구가 점점 증가하고 있다.
이러한 저온 인성을 향상시키기 위해, 종래에는 라인파이프용 강관의 용접부에 대한 열처리 기술이 집중적으로 연구되고 있을 뿐, 냉각 시스템에 대한 연구는 전무한 상황이다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0084595호(2006.07.25. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 유화물 응력부식 특성이 우수한 서브머지드아크 용접용라인 파이프 강관의 제조 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 합금성분 및 이의 성분비를 제어함과 더불어, 용접부에 대한 고주파 열처리를 실시한 직후의 냉각 공정을 엄격히 제어하는 것에 의해, 용접부에 대한 저온 인성을 향상시켜 파이프라인 및 해양구조물 등의 용도로 사용하기에 적합한 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법은 (a) 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%를 함유하는 라인파이프용 강판을 스퀴즈 롤을 이용하여 원통형으로 성형하면서 전기저항용접 방식으로 용접하여 라인파이프용 강관을 형성하는 단계; (b) 상기 용접된 라인파이프용 강관의 용접부를 고주파 열처리하는 단계; (c) 상기 고주파 열처리된 용접부를 550 ~ 710℃까지 급냉으로 1차 냉각하는 단계; (d) 상기 1차 냉각된 용접부를 300 ~ 400℃까지 공냉으로 2차 냉각하는 단계; 및 (e) 상기 2차 냉각시킨 용접부를 수냉으로 3차 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서, 상기 라인파이프용 강판은 상기 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%, 실리콘 0.1 ~ 1.0 중량%, 망간 1.0 ~ 2.0 중량%, 수용성 알루미늄 0.01 ~ 0.06 중량%, 티타늄 0.001 ~ 0.10 중량%, 니오븀 0.01 ~ 0.06 중량%, 바나듐 0.01 ~ 0.1 중량%, 몰리브덴 0.1 ~ 0.6 중량%, 인 0.01 중량% 이하, 황 0.01 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
상기 (b) 단계에서, 상기 고주파 열처리는 900 ~ 980℃ 조건으로 실시한다.
상기 (c) 단계에서, 상기 급냉은 10 ~ 50℃/sec의 속도로 640 ~ 680℃까지 냉각한다.
상기 급냉은 상기 라인파이프용 강관과 이격된 상부에 복수개가 이격되도록 장착된 급냉 노즐과, 상기 급냉 노즐을 지지하기 위한 노즐 지지대를 갖는 급냉 장치를 이용하여 실시한다.
상기 급냉 노즐은 상기 라인파이프용 강관의 용접부 표면의 수직면에 대하여, 20 ~ 40°의 기울기를 갖는 빗각으로 설치되고, 3 ~ 10kgf/㎠의 압력으로 냉각수를 분사한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관은 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%를 함유하는 라인라이프용 강판을 스퀴즈 롤을 이용하여 원통형으로 성형하면서 전기저항용접 방식으로 용접하여 형성된 라인파이프용 강관으로서, 상기 용접된 라인파이프용 강관의 용접부는, 최종 미세조직이 구상 탄화물 및 미세 페라이트를 포함하는 복합 조직을 갖고, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 27J 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 라인파이프용 강판은 상기 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%, 실리콘 0.1 ~ 1.0 중량%, 망간 1.0 ~ 2.0 중량%, 수용성 알루미늄 0.01 ~ 0.06 중량%, 티타늄 0.001 ~ 0.10 중량%, 니오븀 0.01 ~ 0.06 중량%, 바나듐 0.01 ~ 0.1 중량%, 몰리브덴 0.1 ~ 0.6 중량%, 인 0.01 중량% 이하, 황 0.01 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
상기 미세 페라이트는 10㎛ 이하의 평균 직경을 갖고, 상기 미세 페라이트는 상기 용접된 라인파이프용 강관의 용접부 전체 100vol%에 대하여, 75 ~ 90vol%를 갖는다.
상기 라인파이프용 강관의 용접부는, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 100 ~ 200J을 갖는다.
본 발명에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법은 합금성분 및 이의 성분비를 제어함과 더불어, 용접부에 대한 고주파 열처리를 실시한 직후의 냉각 공정을 엄격히 제어하는 것에 의해, 용접부에 대한 저온 인성을 향상시켜 파이프라인 및 해양구조물 등의 용도로 사용하기에 적합하다.
이 결과, 본 발명에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법은 용접부의 최종 미세조직이 구상 탄화물 및 미세 페라이트를 포함하는 복합 조직을 갖고, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 27J 이상을 갖는다.
보다 바람직하게, 본 발명에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법은 용접부의 최종 미세조직이 구상 탄화물 및 3 ~ 7㎛의 평균 직경을 갖는 미세 페라이트를 포함하고, 미세 페라이트가 면적비로 75 ~ 90vol%를 갖는 것에 의해, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 100 ~ 200J을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 2는 라인파이프용 전기저항용접 방식으로 용접한 상태의 라인파이프용 강관을 나타낸 모식도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법에 사용되는 급냉 장치를 나타낸 단면도.
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진.
도 6은 실시예 2에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진.
도 7은 비교예 1에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진,
도 8은 비교예 4에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진.
도 2는 라인파이프용 전기저항용접 방식으로 용접한 상태의 라인파이프용 강관을 나타낸 모식도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법에 사용되는 급냉 장치를 나타낸 단면도.
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진.
도 6은 실시예 2에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진.
도 7은 비교예 1에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진,
도 8은 비교예 4에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관은 합금성분 및 이의 성분비를 제어함과 더불어, 용접부에 대한 고주파 열처리를 실시한 직후의 냉각 공정을 엄격히 제어하는 것에 의해, 용접부에 대한 저온 인성을 향상시켜 파이프라인 및 해양구조물 등의 용도로 사용하기에 적합하다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관은 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%를 함유하는 라인라이프용 강판을 스퀴즈 롤을 이용하여 원통형으로 성형하면서 전기저항용접 방식으로 용접하여 형성되며, 맞대기 용접된 라인파이프용 강관의 용접부는, 최종 미세조직이 구상 탄화물 및 미세 페라이트를 포함하는 복합 조직을 갖고, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 27J 이상을 갖는다.
이러한 라인파이프용 강판은 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%, 실리콘 0.1 ~ 1.0 중량%, 망간 1.0 ~ 2.0 중량%, 수용성 알루미늄 0.01 ~ 0.06 중량%, 티타늄 0.001 ~ 0.10 중량%, 니오븀 0.01 ~ 0.06 중량%, 바나듐 0.01 ~ 0.1 중량%, 몰리브덴 0.1 ~ 0.6 중량%, 인 0.01 중량% 이하, 황 0.01 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
또한, 미세 페라이트는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3 ~ 7㎛의 평균 직경을 갖고, 미세 페라이트는 용접된 라인파이프용 강관의 용접부 전체 100vol%에 대하여, 75 ~ 90vol%를 갖는다.
또한, 라인파이프용 강관의 용접부는, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 100 ~ 200J을 갖는 것이 보다 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
탄소(C) : 0.02 ~ 0.07 중량%
탄소(C)는 고용강화를 일으키고, 강의 소입성을 향상시켜 강을 강화시키는 데 가장 경제적이며 효과적인 원소이나 다량 첨가시에는 용접성, 성형성 및 인성이 저하될 수 있다.
따라서, 탄소(C)는 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.02 ~ 0.07 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로는 0.03 ~ 0.06 중량%를 제시할 수 있다. 이러한 탄소(C)의 첨가량이 0.02 중량% 미만일 경우에는 동일한 강도를 발휘하기 위하여 다른 합금원소를 상대적으로 다량 첨가하여야 하기 때문에 경제적이지 못하다. 반대로, 탄소(C)의 첨가량이 0.07 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 용접성, 성형성 및 인성이 저하될 우려가 있으므로, 바람직하지 못하다.
실리콘(Si) : 0.1 ~ 1.0 중량%
실리콘(Si)은 알루미늄을 보조하여 용강을 탈산하는 역할을 수행하고, 고용강화원소로도 효과를 나타낸다.
이러한 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.1 ~ 1.0 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로는 0.03 ~ 0.06 중량%를 제시할 수 있다. 실리콘(Si)의 첨가량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 용강의 탈산 역할을 충분히 수행하지 못하여 하지 청정한 강을 얻기 어려울 수 있다. 반대로, 실리콘(Si)의 첨가량이 1.0 중량%를 초과하여 과다 첨가될 시에는 열간압연시 Si에 의한 붉은형 스케일이 형성되어 강판 표면 형상이 매우 나쁘게 되고 취성파괴가 일어날 위험성이 현저히 높아질 수 있다.
망간(Mn) : 1.0 ~ 2.0 중량%
망간(Mn)은 강을 고용 강화시키는 데 효과적인 원소로서, 1.0 중량% 이상 첨가되어야 소입성 증가효과와 더불어 고강도를 발휘할 수 있다. 그러나, 망간(Mn)의 첨가량이 2.0 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 제강공정에서 슬라브를 주조시 두께 중심부에서 편석부가 크게 발달되고 최종제품의 용접성을 해치기 때문에 바람직하지 않다.
따라서, 망간(Mn)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 1.0 ~ 2.0 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로는 1.2 ~ 1.6 중량%를 제시할 수 있다.
수용성 알루미늄(Sol. Al) : 0.01 ~ 0.06 중량%
수용성 알루미늄(Sol. Al)은 강의 주요한 탈산제이므로 0.01 중량% 이상 첨가될 필요가 있다. 다만, 수용성 알루미늄(Sol. Al)의 첨가량이 0.06 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 탈산효과가 포화되므로, 바람직하지 못하다. 따라서, 수용성 알루미늄(Sol. Al)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
티타늄(Ti) : 0.001 ~ 0.10 중량%
티타늄(Ti)은 결정립을 미세화시키는데 아주 유용한 원소로서 강 중에 TiN으로 존재하여 압연을 위한 가열 과정에서 결정립의 성장을 억제하는 효과가 있고, 질소와 반응하고 남은 Ti가 강 중에 고용되어 탄소와 결합하여 TiC의 석출물이 형성되고 TiC의 형성은 매우 미세하여 강의 강도를 대폭적으로 향상시킨다. 따라서, TiN 석출에 의한 오스테나이트 결정립 성장 억제 효과 및 TiC 형성에 의한 강도 증가를 얻기 위해서는 적어도 0.001 중량% 이상을 첨가할 필요가 있다. 반면, 티타늄(Ti)의 첨가량이 0.10 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 효과가 포화되고 강판을 용접하여 강관으로 제조시 용융점까지 급열됨에 따라 TiN이 재고용됨에 의해 용접 열영향부의 인성이 열화될 수 있다.
따라서, 티타늄(Ti)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
니오븀(Nb) : 0.01 ~ 0.06 중량%
니오븀(Nb)은 오스테나이트 입경을 미세화시키며, 미재결정 영역을 넓게 하는 동시에 최종 조직의 미세화 및 강도향상에 기여하는 원소이다.
이러한 니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로는 0.02 ~ 0.04 중량%를 제시할 수 있다. 니오븀(Nb)의 첨가량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하기 어렵다. 반대로, 니오븀(Nb)의 첨가량이 0.06 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 더 이상의 효과 상승을 기대하기 어려울 뿐만 아니라 과도한 Nb 탄질화물의 석출에 기인되어 오스테나이트 미재결정온도를 지나치게 높이기 때문에 재질이방성이 증가하며 고가의 합금원소로서 제조비용을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있다.
바나듐(V) : 0.01 ~ 0.1 중량%
바나듐(V)은 강의 모재와 용접부 강도향상을 위해 첨가된다.
이러한 바나듐(V)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.1 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로는 0.03 ~ 0.06 중량%를 제시할 수 있다. 바나듐(V)의 첨가량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 강의 모재와 용접부 강도 향상 효과를 제대로 발휘하기 어렵다. 반대로, 바나듐(V)의 첨가량이 0.1 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 인성 및 용접성을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
몰리브덴(Mo) 0.1 ~ 0.6 중량%
몰리브덴(Mo)은 강의 모재와 용접부 강도향상을 위해 첨가된다.
이러한 몰리브덴(Mo)은 본 발명에 따른 라인파이프용 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.6 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로는 0.2 ~ 0.4 중량%를 제시할 수 있다. 몰리브덴(Mo)의 첨가량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 강의 모재와 용접부 강도 향상 효과를 제대로 발휘하기 어렵다. 반대로, 몰리브덴(Mo)의 첨가량이 0.6 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 강의 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.
인(P) : 0.01 중량% 이하
인(P)은 Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성하여 강을 취화시키는 문제를 발생시키므로 적극 저감하여야 할 필요가 있으나, 인(P)을 극한까지 저감하기 위해서는 제강 공정부하가 심화되고, 0.01 중량% 이하에서는 상기 문제점이 크게 발생하지는 않으므로 그 상한을 0.01 중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
황(S) : 0.01 중량% 이하
황(S)은 Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성하여 강을 취화시키고, 적열취성을 일으키는 원소로서, 인(P)과 마찬가지로 제강 공정 부하를 고려하여 그 상한을 0.01 중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 2는 라인파이프용 전기저항용접 방식으로 용접한 상태의 라인파이프용 강관을 나타낸 모식도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법에 사용되는 급냉 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법은 용접 단계(S110), 고주파 열처리 단계(S120), 급냉 단계(S130), 공냉 단계(S140) 및 수냉 단계(S150)를 포함한다.
용접
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 용접 단계(S110)에서는 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%를 함유하는 라인파이프용 강판(120)을 스퀴즈 롤을 이용하여 원통형으로 성형하면서 전기저항용접 방식으로 용접하여 라인파이프용 강관(100)을 형성한다.
즉, 라인파이프용 강관(100)은 일렬로 배열되는 라인파이프용 강판(120)을 길이 방향을 따라 이송하면서, 스퀴즈 롤(220)을 통하여 연속적으로 원통형으로 성형을 실시하게 된다. 이후, 원통형으로 성형된 라인파이프용 강판(120)의 내부에 임피더(240)를 배치하고, 콘택트 팁(260)을 통하여 고주파 전류를 인가하는 방식으로 고주파 가열로 용융시켜 라인파이프용 강판(120)의 둘레 방향 양단부를 V자형으로 수렴시키면서 용융 접합하는 것에 의해, 라인파이프용 강판(120)을 용접하게 된다. 이에 따라, 원통형으로 용접된 라인파이프용 강관(100)의 상측 표면에는 길이 방향을 따라 전기저항용접 방식으로 용접시킨 용접부(140)가 배치된다.
본 단계에서, 라인파이프용 강판(120)은 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%, 실리콘 0.1 ~ 1.0 중량%, 망간 1.0 ~ 2.0 중량%, 수용성 알루미늄 0.01 ~ 0.06 중량%, 티타늄 0.001 ~ 0.10 중량%, 니오븀 0.01 ~ 0.06 중량%, 바나듐 0.01 ~ 0.1 중량%, 몰리브덴 0.1 ~ 0.6 중량%, 인 0.01 중량% 이하, 황 0.01 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
고주파 열처리
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 고주파 열처리 단계(S120)에서는 용접된 라인파이프용 강관(100)의 용접부(140)를 고주파 열처리한다.
이러한 고주파 열처리는 전기저항용접 방식으로 용접한 직후, 라인파이프용 강관(100)의 용접부(140)만을 선택적으로 고주파 가열하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 고주파 열처리는 전기저항용접 방식으로 용접시킨 라인파이프용 강관(100)의 용접부(140)만을 선택적으로 가열하는 것에 의해, 라인파이프 강판(120)의 모재에는 열 영향이 없으면서 라인파이프용 강관(100)의 용접부(140)만이 국부적으로 가열이 이루어지는 것에 의해, 라인파이프 강관(100)의 용접부(140)에 대한 저온 인성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 단계에서, 고주파 열처리는 900 ~ 980℃ 조건으로 실시하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 920 ~ 960℃ 조건으로 5 ~ 30sec 동안 실시하는 것이 좋다. 고주파 열처리 온도가 900℃ 미만이거나, 고주파 열처리 시간이 5sec 미만일 경우에는 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 고주파 열처리 온도가 980℃를 초과하거나, 고주파 열처리 시간이 30sec을 초과할 경우에는 인성이 저하되는데 기인하여 급격한 취성파괴를 유발할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.
급냉
도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 급냉 단계(S130)에서는 고주파 열처리된 용접부를 550 ~ 710℃까지 급냉으로 1차 냉각한다.
이와 같이, 본 발명에서는 급냉시 고주파 열처리된 용접부만을 선택적으로 냉각하는 것에 의해, 라인파이프용 강판의 모재에는 냉각이 이루어지지 않게 된다.
본 단계에서, 급냉은 10 ~ 50℃/sec의 속도로 640 ~ 680℃까지 냉각하는 것이 보다 바람직하고, 20 ~ 40℃/sec의 속도로 640 ~ 680℃까지 냉각하는 것이 가장 바람직하다.
1차 냉각 종료온도가 550℃ 미만일 경우에는 고주파 열처리된 용접부 부분에 취약상 형성으로 인성이 저하되어 조관 특성을 저해할 수 있다. 반대로, 1차 냉각 온도가 710℃를 초과할 경우에는 결정립 사이즈가 조대한 펄라이트 조직과 결정립계에 석출된 탄화물의 생성으로 인하여 저온 충격인성이 저하되는 문제로 인하여 급격한 취성파괴를 유발할 수 있다.
1차 냉각 속도가 10℃/sec 미만일 경우에는 강도 및 인성 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 1차 냉각 속도가 50℃/sec를 초과할 경우에는 경화상의 발생으로 인하여 저온 충격인성 확보에 어려움이 따를 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 급냉은 라인파이프용 강관과 이격된 상부에 복수개가 이격되도록 장착된 급냉 노즐(220)과, 급냉 노즐(220)을 지지하기 위한 노즐 지지대(240)를 갖는 급냉 장치(200)를 이용하여 실시하게 된다.
이때, 급냉 노즐(220)은 라인파이프용 강관의 용접부 표면의 수직면에 대하여, 20 ~ 40°의 기울기를 갖는 빗각으로 설치되고, 3 ~ 10kgf/㎠의 압력으로 냉각수를 분사하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게, 급냉 노즐(220)은 라인파이프용 강관의 용접부 표면의 수직면에 대하여, 25 ~ 35°의 기울기를 갖는 빗각으로 설치되고, 6 ~ 9kgf/㎠의 압력으로 냉각수를 분사하는 것이 좋다.
이와 같이, 본 발명에서는 급냉 노즐(220)이 라인파이프용 강관의 용접부 표면의 수직면에 대하여 20 ~ 40°의 기울기를 갖는 빗각으로 설치되는 것에 의해, 라인파이프용 강관의 용접부에 대해서만 국부적으로 냉각수를 균일하게 분사하는 것이 가능해질 수 있게 된다.
이때, 냉각수 분사 압력이 3kgf/㎠ 미만일 경우에는 강도 및 인성 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 냉각수 분사 압력이 10 kgf/㎠를 초과할 경우에는 과도한 냉각으로 인하여 저온 충격인성이 저하되는 문제를 유발할 수 있다.
공냉
도 1에 도시된 바와 같이, 공냉 단계(S140)에서는 1차 냉각된 용접부를 300 ~ 400℃까지 공냉으로 2차 냉각한다.
이러한 공냉은 내부조직을 제어하기 위해 실시된다. 2차 냉각종료온도가 300℃ 미만일 경우에는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 과다 냉각으로 인하여 저온 충격인성이 나빠지는 문제가 발생될 수 있다. 반대로, 2차 냉각종료온도가 400℃를 초과할 경우에는 미세한 결정립의 페라이트 및 구상 탄화물을 충분히 형성하기 어려울 수 있다.
수냉
도 1에 도시된 바와 같이, 수냉 단계(S150)에서는 2차 냉각시킨 용접부를 수냉으로 3차 냉각한다.
이러한 3차 냉각시, 2차 냉각시킨 용접부를 10℃/sec 이하의 속도로 상온까지 냉각하는 것이 바람직하다. 이때, 상온은 -20 ~ 40℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이상으로, 본 발명의 실시예에 따른 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법이 종료될 수 있다.
상기의 과정(S110 ~ S150)에 의해 제조되는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관은 합금성분 및 이의 성분비를 제어함과 더불어, 용접부에 대한 고주파 열처리를 실시한 직후의 냉각 공정을 엄격히 제어하는 것에 의해, 용접부에 대한 저온 인성을 향상시켜 파이프라인 및 해양구조물 등의 용도로 사용하기에 적합하다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관은 용접부의 최종 미세조직이 구상 탄화물 및 미세 페라이트를 포함하는 복합 조직을 갖고, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 27J 이상을 갖는다.
보다 바람직하게, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관은 용접부의 최종 미세조직이 구상 탄화물 및 3 ~ 7㎛의 평균 직경을 갖는 미세 페라이트를 포함하고, 미세 페라이트가 면적비로 75 ~ 90vol%를 갖는 것에 의해, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 100 ~ 200J을 갖는다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시편 제조
표 1에 기재된 조성을 갖는 라인파이프용 강판 시편들을 전기저항용접 방식으로 용접한 후, 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 6에 따른 라인파이프용 강관 시편들을 제조하였다. 이때, 실시예 1 ~ 8 및 비교예 4 ~ 6은 고주파 열처리한 후, 1차로 급냉하고, 2차로 공냉한 후, 3차로 수냉을 실시하였고, 비교예 1 ~ 3은 고주파 열처리한 후, 급냉 없이 1차로 공냉한 후 2차로 수냉을 실시하였다.
[표 1] (단위: 중량%)
[표 2]
2. 물성 평가
표 3은 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 6에 따른 라인파이프용 강관 시편들에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다. 이때, 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 6에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편들의 용접부에 대하여, ASTM A370에 의거하여 인장시험기를 이용하여 인장강도 및 항복강도를 측정하였다.
[표 3]
표 1 내지 표 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 8에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편들의 기계적 물성을 측정한 결과, 비교예 1 ~ 6에 비하여, 인장강도 및 항복강도가 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.
특히, 실시예 1 ~ 8에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편들의 경우, 용접부에 대한 -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 152J 이상을 나타내어 저온 충격인성이 매우 우수한 것을 확인하였다.
반면, 비교예 1 ~ 6에 따라 제조된 라인파이프용 강판 시편들의 경우, 용접부에 대한 -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 13J 이하로 측정되어 저온 충격인성이 매우 좋지 않은 것을 확인하였다.
3. 미세조직 관찰
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진이고, 도 6은 실시예 2에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진이다. 여기서, 실시예 1 및 2의 강관 시편은 전기저항용접 방식으로 용접된 용접부를 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 강관 시편의 용접부는 적절한 고주파 가열과 급냉이 이루어짐에 따라 최종 미세조직이 구상 탄화물 및 미세 페라이트의 복합 조직을 갖는 것을 확인할 수 있다.
이때, 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 강판 시편의 용접부는 대부분 점상의 구상 탄화물이 존재하여 매우 양호한 조직 구조를 나타내고 있는 것을 확인하였다.
한편, 도 7은 비교예 1에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진이고, 도 8은 비교예 4에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편을 나타낸 SEM 사진이다. 여기서, 비교예 1 및 비교예 4의 강관 시편은 전기저항용접 방식으로 용접된 용접부를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편의 용접부는 1,000℃의 고주파 가열 이후 300℃까지 공냉하고 수냉하는 것에 의해, 펄라이트 조직과 결정립계에 석출된 탄화물로 구성된 것을 확인할 수 있다. 이때, 비교예 1에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편의 용접부는 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있는데, 이러한 크랙은 펄라이트 계면 및 결정립계에 석출된 탄화물에 의해 생성되고 전파되는데 기인하여 저온 인성이 낮아진 원인으로 판단된다.
또한, 비교예 4에 따라 제조된 라인파이프용 강관 시편의 용접부는 펄라이트 조직과 결정립계에 석출된 탄화물로 구성된 것을 확인할 수 있는데, 이는 급냉 종료온도가 높아 결정립계 탄화물 및 펄라이트를 형성한 것으로 판단된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
S110 : 용접 단계
S120 : 고주파 열처리 단계
S130 : 급냉 단계
S140 : 공냉 단계
S150 : 수냉 단계
S120 : 고주파 열처리 단계
S130 : 급냉 단계
S140 : 공냉 단계
S150 : 수냉 단계
Claims (10)
- (a) 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%를 함유하는 라인파이프용 강판을 스퀴즈 롤을 이용하여 원통형으로 성형하면서 전기저항용접 방식으로 용접하여 라인파이프용 강관을 형성하는 단계;
(b) 상기 용접된 라인파이프용 강관의 용접부만을 선택적으로 고주파 열처리하는 단계;
(c) 상기 고주파 열처리된 용접부만을 선택적으로 550 ~ 710℃까지 급냉으로 1차 냉각하는 단계;
(d) 상기 1차 냉각된 용접부를 300 ~ 400℃까지 공냉으로 2차 냉각하는 단계; 및
(e) 상기 2차 냉각시킨 용접부를 수냉으로 3차 냉각하는 단계;를 포함하며,
상기 (e) 단계 이후, 상기 라인파이프용 강관의 용접부는 최종 미세조직이 구상 탄화물 및 미세 페라이트를 포함하는 복합 조직을 갖고,
상기 라인파이프용 강관의 용접부는 -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 100 ~ 200J을 갖는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서,
상기 라인파이프용 강판은
상기 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%, 실리콘 0.1 ~ 1.0 중량%, 망간 1.0 ~ 2.0 중량%, 수용성 알루미늄 0.01 ~ 0.06 중량%, 티타늄 0.001 ~ 0.10 중량%, 니오븀 0.01 ~ 0.06 중량%, 바나듐 0.01 ~ 0.1 중량%, 몰리브덴 0.1 ~ 0.6 중량%, 인 0.01 중량% 이하, 황 0.01 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
상기 고주파 열처리는
900 ~ 980℃ 조건으로 실시하는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서,
상기 급냉은
10 ~ 50℃/sec의 속도로 640 ~ 680℃까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 급냉은
상기 라인파이프용 강관과 이격된 상부에 복수개가 이격되도록 장착된 급냉 노즐과, 상기 급냉 노즐을 지지하기 위한 노즐 지지대를 갖는 급냉 장치를 이용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 급냉 노즐은
상기 라인파이프용 강관의 용접부 표면의 수직면에 대하여, 20 ~ 40°의 기울기를 갖는 빗각으로 설치되고,
3 ~ 10kgf/㎠의 압력으로 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 제조 방법.
- 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%를 함유하는 라인파이프용 강판을 스퀴즈 롤을 이용하여 원통형으로 성형하면서 전기저항용접 방식으로 용접하여 형성된 라인파이프용 강관으로서,
상기 용접된 라인파이프용 강관의 용접부는,
최종 미세조직이 구상 탄화물 및 미세 페라이트를 포함하는 복합 조직을 갖고,
상기 라인파이프용 강관의 용접부는, -45℃에서의 충격흡수에너지 값이 100 ~ 200J을 갖는 것을 갖는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관.
- 제7항에 있어서,
상기 라인파이프용 강판은
상기 탄소 0.02 ~ 0.07 중량%, 실리콘 0.1 ~ 1.0 중량%, 망간 1.0 ~ 2.0 중량%, 수용성 알루미늄 0.01 ~ 0.06 중량%, 티타늄 0.001 ~ 0.10 중량%, 니오븀 0.01 ~ 0.06 중량%, 바나듐 0.01 ~ 0.1 중량%, 몰리브덴 0.1 ~ 0.6 중량%, 인 0.01 중량% 이하, 황 0.01 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관.
- 제7항에 있어서,
상기 미세 페라이트는 10㎛ 이하의 평균 직경을 갖고,
상기 미세 페라이트는 상기 용접된 라인파이프용 강관의 용접부 전체 100vol%에 대하여, 75 ~ 90vol%를 갖는 것을 특징으로 하는 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관. - 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230066666A KR102591212B1 (ko) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230066666A KR102591212B1 (ko) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102591212B1 true KR102591212B1 (ko) | 2023-10-19 |
Family
ID=88507580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230066666A KR102591212B1 (ko) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102591212B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001287061A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-10-16 | Nkk Corp | マルテンサイト系ステンレス溶接鋼管の製造方法 |
| KR101536519B1 (ko) * | 2014-04-22 | 2015-07-14 | 주식회사 포스코 | 파이프 제조방법 및 장치 |
| KR102119975B1 (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 주식회사 포스코 | 저온인성과 연신율이 우수하며, 항복비가 작은 후물 고강도 라인파이프용 강재 및 그 제조방법 |
| KR20220160866A (ko) * | 2021-05-28 | 2022-12-06 | 주식회사하나스틸 | 고내식성을 지닌 강관의 제조방법 |
-
2023
- 2023-05-24 KR KR1020230066666A patent/KR102591212B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001287061A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-10-16 | Nkk Corp | マルテンサイト系ステンレス溶接鋼管の製造方法 |
| KR101536519B1 (ko) * | 2014-04-22 | 2015-07-14 | 주식회사 포스코 | 파이프 제조방법 및 장치 |
| KR102119975B1 (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 주식회사 포스코 | 저온인성과 연신율이 우수하며, 항복비가 작은 후물 고강도 라인파이프용 강재 및 그 제조방법 |
| KR20220160866A (ko) * | 2021-05-28 | 2022-12-06 | 주식회사하나스틸 | 고내식성을 지닌 강관의 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5098235B2 (ja) | 低温靱性に優れたラインパイプ用高強度鋼管及びラインパイプ用高強度鋼板並びにそれらの製造方法 | |
| JP4819186B2 (ja) | 超高強度ラインパイプ用鋼板および鋼管の製造方法 | |
| JP4819185B2 (ja) | 超高強度ラインパイプ用鋼板および鋼管の製造方法 | |
| JP5217773B2 (ja) | 溶接熱影響部靭性に優れた引張強度が５７０ＭＰａ以上７６０ＭＰａ以下の低温用高強度溶接鋼管およびその製造方法 | |
| JP4837789B2 (ja) | 超高強度ラインパイプ用鋼板および鋼管の製造方法 | |
| JP5217385B2 (ja) | 高靭性ラインパイプ用鋼板およびその製造方法 | |
| EP0972087A1 (en) | High-tensile-strength steel and method of manufacturing the same | |
| JP6241570B2 (ja) | 高強度鋼及びその製造方法、並びに鋼管及びその鋼管の製造方法 | |
| JP3941211B2 (ja) | 耐ｈｉｃ性に優れた高強度ラインパイプ用鋼板の製造方法 | |
| KR101467049B1 (ko) | 라인파이프용 강판 및 그 제조 방법 | |
| JP4341395B2 (ja) | 大入熱溶接用高張力鋼と溶接金属 | |
| JP4171267B2 (ja) | 溶接部靱性に優れた高強度溶接鋼管およびその製造方法 | |
| JP4477707B2 (ja) | 低温靱性に優れた超高強度鋼管およびその製造方法 | |
| KR102591212B1 (ko) | 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법 | |
| JP2006265722A (ja) | 高張力ラインパイプ用鋼板の製造方法 | |
| JP3558198B2 (ja) | 高温ｓｒ特性に優れた高強度ライザー鋼管 | |
| JPH11189840A (ja) | 耐水素誘起割れ性に優れたラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法 | |
| JPH08311548A (ja) | 溶接部靭性の優れた超高強度鋼管用鋼板の製造方法 | |
| JP2002302716A (ja) | 強度および靱性に優れる電縫鋼管およびその製造方法 | |
| KR101615029B1 (ko) | 강판 및 그 제조 방법 | |
| JP3603695B2 (ja) | 低温靱性に優れた高強度ベンド管の製造方法 | |
| KR101505290B1 (ko) | 라인파이프용 강판 및 그 제조 방법 | |
| JPH08199292A (ja) | 低温靭性の優れた溶接性高強度鋼 | |
| KR101185222B1 (ko) | 고강도 ａｐｉ 열연강판 및 그 제조 방법 | |
| KR102110684B1 (ko) | 대입열 용접열영향부 인성이 우수한 용접구조용 강재 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |