KR20160127752A - 특히 심해 적용을 위한 파이프라인을 위해 변형 가능 강으로 열압연 무이음매 파이프를 제조하기 위한 방법, 대응하는 파이프 - Google Patents

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발루렉 도이칠란트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 특히 심해 적용을 위한 파이프라인을 위한, 변형 가능 강으로 열간 압연된 무이음매 파이프(1)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 파이프 단부(3)들은 파이프(1)들의 최종 압연 공정 후에 증강된 벽 부분을 달성하기 위하여 열간 업세팅된다. 본 발명의 목적은 우수한 피로, 부식, 및 용접 특성을 갖는 파이프를 제조하는 것이다. 이러한 것은 파이프 단부(3)의 벽 두께와 파이프 단부(3)에 인접하는 벽 본체(3)의 벽 두께 사이의 사전 선택 비율이 열간 업세팅 공정에 의해 설정되어서, 뜨임 공정 동안, 이전에 확인된 벽 두께-의존성 냉각률을 사용하는 것에 의한 열간 업세팅 공정 후에 전체 파이프(1)의 균일한 뜨임 공정 후에 파이프 본체(2)보다 낮은 강도를 가지는 파이프 단부(3)에 의해 파이프(1)가 달성된다.

Description

특히 심해 적용을 위한 파이프라인을 위해 변형 가능 강으로 열압연 무이음매 파이프를 제조하기 위한 방법, 대응하는 파이프{METHOD FOR PRODUCING HOT-ROLLED SEAMLESS PIPES FROM TRANSFORMABLE STEEL, IN PARTICULAR FOR PIPELINES FOR DEEP-WATER APPLICATIONS, AND CORRESPONDING PIPES}
본 발명은, 파이프 단부들은 증강된 벽 부분(thickened wall portion)을 달성하기 위하여 파이프들의 최종 압연 공정 후에 열간 업셋팅되는(hot-upsetted), 특히 심해 적용을 위한 파이프라인을 위해 변형 가능 강으로 열압연 무이음매 파이프를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 열간 압연 후에, 증강된 벽 부분을 만들기 위하여 파이프 단부들의 열간 업세팅, 전체 파이프의 후속의 균일한 경화 및 뜨임 처리(tempering treatment), 및 증강된 파이프 단부들의 후속의 기계적 공정에 의해 제조되는 415 ㎫의 최소 항복점을 가지는 변형 가능한 강으로 무이음매 파이프에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 상기 방법에 따라서 제조되고 파이프라인을 제조하기 위해 그 파이프 단부들에서 서로 용접되는 파이프에 관한 것이다.
오일 및 가스를 운반하기 위하여 심해 지역에서 연안 라인(offshore line)들로서 엔드리스 스트링(endless string)을 주도록 솔기 접합(joint seam)에 의해 개별 파이프들이 서로 용접되는 파이프라인을 사용하는 것은 대체로 공지되어 있다. 이러한 파이프라인과 그 용접된 조인트들은 이러한 경우에 부설되어 사용될 때 다양한 하중에 노출된다. 이러한 목적을 위해 사용되는 파이프 치수는 외경에 대해 508 mm까지, 그리고 벽 두께에 대해 80 mm까지 도달한다. 예를 들어, 273.1 mm의 파이프 외경 및 28.4 mm의 벽 두께가 전형적이다.
개별 파이프들은 통상적으로 엔드리스 파이프(endless pipe)로 레이 바지(lay barge) 또는 내륙에서 서로 용접되고, 그런 다음 대양의 바닥에 부설된다. 예를 들어 S-레이 또는 J-레이 방법에 의해 부설될 때, 파이프들과 용접된 조인트들은 바다의 깊이에 의존하여, 굽힘으로부터 초래되는 매우 높은 기계적인 하중과, 후속의 부설(laying)시에, 4℃만큼 낮은 온도에 도달하는 낮은 수온에서 매우 높은 정수압(hydrostatic pressure)에 노출된다.
사용 중에, 파이프라인은 예를 들어 해류에 의해, 220℃까지의 매우 높은 매체의 온도에 의해, 운반될 매체의 150 ㎫까지의 높은 압력에 의해 및/또는 탄산, 황화수소 또는 산소와 같은 운반될 산성 매체의 높은 부식에 의해 동적 응력을 추가로 받는다.
경제적인 부설을 실현할 수 있기 위하여, 레이 바지 또는 내륙에서 개별 파이프들이 자동화된 형태로 엔드리스 스트링 내로 함께 용접되는 것이 가능하여야만 한다. 또한, 큰 노력없이 수동의 수리 용접 작업을 수행하는 것이 가능하여야만 한다.
그러므로, 파이프 연결이 만들어질 때, 함께 용접되고 기밀성 허용오차(tightness tolerance)를 가지는 파이프 단부들의 정확하게 일치하는 기하학적 형태는 파이프라인이 사용 중일 때 용접된 조인트의 높은 피로 강도를 달성하기 위해서는 절대적인 전제 조건이다. 기하학적 노치(geometric notch)들을 피하기 위하여, 서로 용접될 파이프 단부들의 가장자리 변위가 없다는 점이 특히 고려되어야만 한다.
서로 용접될 파이프 단부들의 정확한 기하학적 형태 및 기밀성 허용오차는 피로 강도에서 만들어지는 높은 요구를 준수하기 위해 중요할 뿐만 아니라, 용접된 조인트들을 제조하는데 요구되는 시간, 그러므로 파이프라인의 제조 비용을 위해 중요하다. 기밀성 허용오차로 서로 용접될 파이프 단부들의 정확한 정렬만으로, 용접된 조인트가 비용 효과적이고 효율적인 방식으로, 예를 들어 자동화 용접에 의해 제조될 수 있고, 용접된 조인트의 높은 피로 강도가 보장될 수 있다. 파이프라인을 통한 매체의 방해받지 않는 유동이 또한 보장되고, 파이프라인의 원하는 전달율을 효율적으로 달성하는데 기여한다.
그러나, 제조 시에 산업적인 허용오차로 인하여, 열간 압연된 무이음매 파이프들은 조인트 용접 단계의 크게 효율적인 제조를 위해 요구되는 기밀성 허용오차 내에서 안전하게 유지될 수 없다. 아울러, 파이프 지름은 벽 두께 및 난형도(ovality)에서 최소 변동을 받는다. 이러한 것으로 인하여, 그 기하학적 형태에 따라서 서로 용접될 파이프 단부들을 선택하고 배정하는 것이 필요하다. 그러므로, 파이프 단부들의 대응하는 조치는 이전에 이러한 직접적인 배정에 불가피하였다.
파이프들의 복잡한 조치, 선택 및 배정을 피하고 파이프 연결에 만들어진 기술적 요구를 준수하기 위하여, 특허 명세서 EP 2 170 540 B1은 열간 다듬질된(hot-finished) 무이음매 파이프들을 제조하는 방법을 개시하고, 이러한 수단에 의해 용접 상태에서 최적의 피로 특성을 가지는 파이프들이 제조될 수 있으며, 추가로 레이 바지 또는 내륙에서 자동화 형태로 특정의 선택 및 배정없이 서로 용접될 수 있다.
이러한 공지된 방법에서, 그 일부에 있는 특정의 파이프 단부 상에서 제1 단계로 만들어지는 벽 두께는 파이프 본체의 다른 부분들의 벽 두께보다 크고, 특정 파이프 단부 영역의 증강된 벽 부분은 파이프 단부를 업세팅하는 것에 의해 만들어지며, 업세팅 공정 동안 외부 원주와 내부 원주에서 만들어지는, 파이프 본체에 대한 천이부(transition)는 길이 방향 파이프 축에 기초하여 변위되며, 제2 단계에서, 요구된 파이프 단면은 기계적 공정에 의해 이 영역에서 만들어지며, 파이프의 처리된 영역으로부터 미처리된 영역으로의 천이부는, 매끄럽고 노치가 없는(notch-free) 천이부를 획득하고 파이프의 본래의 지름에 일치하는 외경을 갖는 파이프의 본래 증강된 단부 영역에서 완성된 외형을 제공하도록 큰 반경 또는 반경의 조합을 갖는 어떠한 어깨살(shoulder)없이 제공된다.
파이프 단부들의 정확한 끼워맞춤이 열간 업세팅 및 기계적 공정에 의해 만들어지는 유사한 방법이 예를 들어 공개 DE 10 2004 059 091 A1과 특허 명세서 EP 0 756 682 B1로부터 또한 공지된다.
특허 명세서 DE 3445371 C2는 업세팅에 의해 증강되는 파이프 단부들을 갖는, 오일 및 가스 산업을 위하여 변형 가능 강으로 만들어진 열간 압연된 무이음매 파이프들에 대한 경화 및 뜨임 처리의 사용을 개시한다. 증강된 파이프 단부들은 서로 나사 결합될 수 있는 굴착 파이프들을 제조하기 위하여 나사 커넥터들과 함께 용접에 의해 제공된다. 경화 및 뜨임 단계는 이러한 파이프들이 사용될 때 높은 하중을 고려하도록 기여할 것이다. 그러므로, 경화 및 뜨임 처리 후에, 제조된 굴착 파이프는 세로로 균일한 경도 및 강도를 가지며, 그러므로 특히 부식-기계 부하 능력(corrosion-mechanical load capacity)을 개선한다.
그러나, 이러한 공지된 방법들에 의해 제조된 파이프라인은 심해 지역에서 사용할 때 만들어지는 요구를 여전히 만족시키지 못하는 것으로 판명되었다.
파이프라인을 부설할 때, 오일 및 가스 산업은 특히 심해 지역에서 현재 다음의 장애를 마주한다:
- 통상적으로 양호한 용접 특성 및 450 ㎫까지의 강도 유형을 가지는 표준강의 경우에, 강도는 5000 m까지의 수심에 대하여 극히 증가한 벽 두께의 형태로 보상되어야만 하며, 그 결과, 파이프 스트링은 부설하는데 너무 무겁게 된다.
- API 5L에 따른 X80과 같이, 600 ㎫ 이상의 강도를 갖는 고강도 등급으로 만들어진 강 파이프들의 사용은 주어진 환경 하에서 용접성이 충분히 보장되지 않기 때문에 여전히 제한된다. 이러한 강은 높은 강도로 인하여, 특히 산성 가스가 사용될 때 증강된 파이프 단부에서 용접된 이음매에서 증가된 강도, 크랙 형성 및 증가된 부식 민감성의 경향을 가지기 때문에, 이러한 고강도 등급에 의해, 경화되고 뜨임된 상태에서 증강된 파이프 단부에서 용접된 조인트의 요구된 기계적 특성을 확실히 달성하는 것은 여전히 가능하지 않은 것으로 조사되었다.
그러므로, 본 발명의 목적은 특히 심해 적용을 위한 파이프라인을 위한 변형 가능 강으로 열압연 무이음매 파이프를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 상기 파이프는 우수한 피로, 부식 및 용접 특성을 가진다. 심해 적용과 관련하여, 5000 m까지의 깊은 수심의 경우에, 또한 복잡한 해상 요구조건을 준수하고 효율적으로 제조하기 위해 우수한 부설 특성이 또한 필요하다. 파이프는 비용 효과적인 방식으로 제조되어야 하고, 고강도 재료로 이루어진 파이프는 높은 피로 강도 및 양호한 용접성을 가지며, 자동화된 형태로 파이프를 용접하고 부설하는 것이 가능하여야 한다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징을 포함하는, 특히 심해 적용을 위한 파이프라인을 위한 변형 가능 강으로 열압연 무이음매 파이프를 제조하기 위한 방법에 의해 달성된다. 이러한 목적은 또한 청구항 제17항에 따른 특징을 포함하는 파이프에 의해 달성된다. 본 발명의 유익한 전개는 종속항들의 요지이다.
본 발명의 교시에 따라서, 파이프 단부들이 파이프들의 최종 압연 공정 후에 증강된 벽 부분을 달성하기 위하여 열간 업세팅되는, 특히 심해 적용을 위한 파이프라인을 위한 변형 가능 강으로 열압연 무이음매 파이프를 제조하기 위한 방법은, 경화 및 뜨임 공정 동안 이전에 결정된 벽 두께-의존성 냉각률(cooling rate)의 수단에 의해 열간 업세팅 공정 후에 전체 파이프의 균일한 경화 및 뜨임 처리 후에, 파이프 본체보다 낮은 강도를 갖는 파이프 단부를 가지는 파이프를 달성하도록 열간 업세팅 공정에 의해 파이프 단부의 벽 두께와 파이프 단부에 인접한 벽 본체의 벽 두께 사이의 사전 선택된 비율을 조절하는 것에 의하여 우수한 피로, 부식 및 용접 특성을 달성하도로 기여한다.
본 발명과 관련하여, 심해 지역은 1000 m 내지 5000 m, 바람직하게 4000 m까지의 수심으로 설명된다.
본 발명에 따라서, 그러므로, 최종 업세팅 단계 후에, 제조된 파이프는 균일한 경화 및 뜨임 처리되고, 여기에서, 경화 및 뜨임 파라미터들은, 이전에 결정된 벽 두께-의존성 냉각률에 기초하여, 보다 양호한 용접 특성을 가지도록 중간 파이프 본체보다 낮은 강도를 갖는 업세팅된 파이프 단부들이 제조되는 방식으로 설정된다.
전체 파이프의 균일한 경화 및 뜨임 처리 후에, 열간 업세팅 공정 후에, 파이프 본체보다 낮은 강도 및 낮은 경도 및 큰 조도를 갖는 파이프 단부를 갖는 파이프가 달성되는 것이 유익하다.
경화 및 뜨임 처리에 이어서, 파이프들은 고객 규격에 따라서 요구된 최종 치수로 기계적으로 처리된다.
경화 및 뜨임 처리는 통상적으로 일련의 가열, 담금질(quenching) 및 뜨임 단계들로 구성되며, 파이프는 가열 단계 동안 오오스테나이트화 온도(austenitizing temperature) 이상의 온도로 가열된다.
제안된 이전에 특이한 경화 및 뜨임 방법의 요지는, 업세팅 공정 후에 전체 파이프를 경화하고 뜨임하는 단계와, 후속의 경화 및 뜨임 공정에서, 높은 재료 강도와, 우수한 용접, 피로 및 기계적 특성과 함께 현저하게 큰 벽 두께, 낮은 강도를 가지는 2개의 업세팅된 파이프 단부들이 담금질 동안 상이한 마르텐사이트 형성으로 인하여 초기 벽 두께를 갖는 파이프 본체 상에서의 조정 때문에 상이한 벽 두께-관련 냉각 속도/율을 만드는 방식으로, 최종 업세팅 공정 후에 파이프 단부들의 벽 두께와 중간 파이프 본체 사이의 비율에 기초하여 경화 및 뜨임 파라미터들을 조정하는 단계로 이루어진다.
본 발명에 따라서, 경화 및 뜨임 처리는, 증강된 파이프 단부들이 오오스테나이트화 온도로 가열한 후에 바람직하게 물에서의 담금질에 의한 후속의 경화 단계에서 중간 파이프 본체와 비교하여 현저하게 느린 속도로 냉각되어, 그러므로 구조물에서 낮은 마르텐사이트 함유량으로 인하여 뜨임 단계 후에 현저하게 낮은 강도를 가지는 방식으로 수행되며, 이러한 것은 용접 동안 저온 크랙 형성에 대한 경향이 상당히 감소되기 때문에 파이프 단부들의 용접성에서 매우 유익한 효과를 가진다.
전체 파이프가 균일하게 열처리되는 경화 및 뜨임 공정으로 인하여, 파이프 단부들과 파이프 본체 사이의 연속적이고 매끄러운 구조적 천이부가 유익한 방식으로 추가적으로 달성된다. 이러한 것은 응력 상태에서, 그러므로 파이프 및/또는 파이프라인의 피로 강도에서 유익한 효과를 가진다. 그런다음, 만들어지고 경화되고 뜨임된 파이프는 요구된 최종 치수로 완성된다.
예를 들어, API 등급 X80의 고강도 재료가 무이음매 파이프의 제조를 위해 사용되면, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 파이프 단부들은 낮은 강도, 예를 들어 X65의 등급을 가지는 한편, 중간 파이프 본체는 여전히 X80의 강도를 가지며, 그 결과, 비교적 얇은 벽의 고강도 파이프 본체와 두꺼운 벽의 낮은 강도 및 양호한 용접성의 파이프 단부들에 의해 심해 요구조건이 완전히 준수된다.
대체로, 이러한 것은, 경화 및 뜨임 공정 후에 파이프 본체와 비교하여 파이프 단부들에서 재료의 현저하게 낮은 강도의 결과로서, 심해 지역에서 부설하기 위한 보다 가벼운 파이프들을 제조하고, 파이프 단부들의 매우 양호한 용접성을 보장하도록 기여한다.
파이프 단부들에서의 업세팅이 너무 낮게 될 때, 이러한 것은 경화 및 뜨임 단계 동안 냉각률이 과잉으로 높고, 그러므로 경도 및 강도가 양호한 용접성에 대해 너무 높다는 것을 의미한다. 그러나, 파이프 본체와 비교하여 과잉으로 증강되는 방식으로 벽 두께가 업세팅되면, 파이프 단부들의 전체-경화(through-hardening), 그러므로 기계적 특성에서 만들어진 최소 요구조건이 파이프 벽의 단면에 걸쳐서 달성되지 못한다.
파이프 본체의 벽 두께에 대하여 적어도 1.1배, 1.2배 또는 1.3배의 벽 두께는 열간 업세팅 단계에 의해 파이프 단부에서 만들어진다. 파이프 본체의 벽 두께에 대하여 적어도 2배의 벽 두께는 파이프 단부에서 업세팅 단계에 의해 특히 유익한 방식으로 만들어진다.
추후에 파이프라인에 함께 용접될 파이프들의 특성에서 만들어지는 요구를 준수하기 위하여, 대응하는 증강된 벽 부분은 요구조건에 의존하여, 부설 및 동작 하중을 수용하도록 요구되는 단면적, 천이부 영역에서의 응력 감소 지역들, 및 파이프 단부에서의 낮은 기계적 파라미터들을 달성하기 위하여 기계적 처리 단계 후에 파이프 단부들에 남는다.
구체적으로 조정되는 경화 및 뜨임 파라미터들은, 파이프 단부들의 벽 두께와 중간 파이프 본체의 벽 두께 사이의 비율과 달성될 기계적 재료 특성에 의존하여 상이한 벽 두께 상에서 사전에 결정된 냉각률에 기초하여 결정되며, 파이프의 담금질 동안의 냉각률은, 파이프 본체에서보다 상당히 낮은 강도가 구조물에서 낮은 마르텐사이트 양으로 인하여 파이프 단부들에서 조정되는 한편 완성된 제품의 강도에서 만들어진 최소 요구조건이 여전히 충족되는 방식으로 조정된다.
이러한 것은 파이프 단부들의 우수한 용접성으로 이어지고, 낮은 강도는 파이프라인을 부설하는 동안 및 사용 중에, 대응하여 큰 힘을 수용하기 위해 파이프 단부들의 충분히 큰 단면적에 의해 보상된다. 그러나, 증강된 파이프 단부들 사이에 배치되고 보다 작은 벽 두께를 가지는 파이프 본체는 예를 들어 X80에 대해 요구된 기계적 특성이 조절되도록 높은 냉각률을 겪는다.
본 발명에 따른 방법의 수단에 의해, 다음의 표에서 X80의 수단에 의해 전형적인 형태로 보여진 바와 같은 파이프에서의 특성을 달성하는 것이 가능하다.
파이프 부분 파이프 단부 파이프 본체
이용된 재료 X80 X80
달성된 등급 API X65 X80
횡방향으로의 - 40℃ 최소, 개별값 최소, 개별값
노치 영향값 160 J 160 J
전단 표면 RT 최소 85 % 최소 85 %
항복점 RT 450-570 ㎫ 555-670 ㎫
인장강도 RT 535- 655 ㎫ 625-745 ㎫
YS/TS RT 0.85-0.89 0.85-0.89
스트레칭 RT 최소 24.5 % 최소 24.5 %
CTOD - 20℃ 최소 0.9 mm 최소 0.9 mm
경도 RT 최대 230 HV10 최대 250 HV10
(평균값 API) (평균값 API)
본 발명의 방법에 따른 파이프의 제조에 관하여, 깊이-탈황된 합금 개념을 가지는 재료는 저탄소 개념 및 마이크로 합금 원소들에 기초하여 사용되어야 하며, 그 결과, 전체 파이프의 우수한 기계적 및 내식성 특성들과 우수한 용접성이 파이프 단부들에서 달성될 수 있다.
중량%로 다음의 합금 조성을 가지는 강이 변형 가능한 재료로서 유익하게 사용된다:
C: 최대 0.18
Si: 최대 0.45
Mn: 최대 1.85
P: 최대 0.02
S: 최대 0.015
N: 최대 0.012
Cr: 최대 0.30
Cu: 최대 0.50
Ti: 최대 0.04
As: 최대 0.030
Sn: 최대 0.020
Nb+V+Ti: 최대 0.15 %
Mo: 최대 0.50 %
Ni: 최대 0.50 %
Pcm: 0.12 % 이하의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.22이며,
Pcm = C + Si/30 +(Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5 B,
CE: 0.12 % 이상의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.47, 및
CE: 0.12 %까지의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.22이며,
CE = C + Mn/6 +(Cr + Mo + V)/5 +(Cu + Ni)/15,
나머지는 불가피 강 동반 원소들을 포함하는 철.
최대 0.18 %의 낮은 탄소 함유량과 0.12 % 이상의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.47의 IIW 화학식에 따른 CE 탄소 당량과 0.12 이하의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.22 %의 Pcm 값은 저온 크랙에 대한 최소의 경향을 갖는 우수한 용접성을 가지는 최종 제품을 유발한다.
재료의 강도 유형에 의존하여, 다음의 CE 및/또는 Pcm 값들은 유익한 방식으로 준수되어야 한다:
415 내지 485 ㎫: Pcm 최대 0.21 및 CE 최대 0.38
485 내지 555 ㎫: Pcm 최대 0.22 및 CE 최대 0.47
625 내지 690 ㎫: Pcm 최대 0.25 및 CE 최대 0.53로부터의 최소 항복점.
구리, 니켈, 및 몰리브덴의 첨가에 의해, 강은 혼합된 결정 및 석출 형성으로 인하여 -60℃의 온도에서 150 J 이상의 노치 충격 에너지(notched impact energy)의 대응하는 우수한 강도 및 저온 특성을 갖는 API 5L에 따른 등급 X80을 달성한다. 아울러, 또한 증강된 파이프 단부들의 관통 경화 및 뜨임은 전체 파이프에 걸쳐서 보장된다.
또한, 마이크로 합금 원소 니오븀 및/또는 바나듐 및/또는 티타늄은 미세 그레인 형성에 의해 강도 및 조도를 증가시키도록 각 경우에 중량%로 Nb 최대 0.09, V 최대 0.11 %, 및 Ti 최대 0.04 %의 함유량으로 강에 합금하는 것에 의해 첨가될 수 있다.
그러므로, 단지 하나의 재료와 파이프 단부들 및 파이프 본체의 벽 두께에 대해 적합한 경화 및 뜨임 처리에 의해 매우 깊은 심해 요구조건 및 파이프 단부들의 우수한 용접성을 준수하는 것이 가능하다.
따라서, 기계적 특성 및 내식성에서 만들어지는 요구조건을 안전하게 달성하기 위하여, 합금 조성은 하나의 예로서 다음과 같이(중량%로) 특히 유익한 형태로 만들어져야 한다:
C: 0.05 내지 0.12
Si: 0.20 내지 0.40
Mn: 1.35 내지 1.75
P: 최대 0.015
S: 최대 0.003
N: 최대 0.007
Cr: 최대 0.10
Al: 0.020 내지 0.040
Mo: 0.08 내지 0.35
Ni: 0.15 내지 0.35
Cu: 0.15 내지 0.25
Nb: 0.02 내지 0.08
V: 0.05 내지 0.08,
Pcm: 최대 0.21,
나머지는 불가피 강 동반 원소들을 포함하는 철.
최대 0.100 중량%까지의 크롬의 제한은 파이프 단부들을 서로 용접할 때 열 영향부에서 고온 크랙의 민감성을 추가로 감소시키고, 그러므로 파이프 본체와 비교하여 경화 및 뜨임 처리된 파이프 단부들의 낮은 강도 및 경도에 더하여 양호한 용접성에 기여한다.
대체로, 가능한 가장 적은 양의 인(최대 0.0015 중량%), 질소(최대 0.007 중량%), 및 낮은 황 함유량(최대 0.003 중량%)과 같은 동반 원소는 이것들이 우수한 내산성 가스(acid gas resistance)에 기여하기 때문에 조절되어야 한다.
강부식성 매체가 이송될 때에도, 파이프 스트링을 주도록 서로 용접하기 전에, 부식 억제층을 본 발명에 따른 파이프에 제공하는 것에 의해, 파이프 라인의 충분한 내식성이 본 유익한 전개 후에 보장된다. 이러한 것은 예를 들어, 초기에 파이프 내로 밀려지고 견고하게 결합되거나 또는 억지끼워맞춤 형태로 파이프에 연결된 스테인리스강 파이프일 수 있다. 초기 파이프의 내부면이 열분사의 수단에 의해 또는 내장 용접에 의해 부식 억제층을 구비한다는 것을 예상할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 이점은 고객 요구조건에 대응하고 선행의 조치 및 배정(measurement and assignment)없이 가능한 서로에 대한 용접(welding-together)을 제공하는 재현 가능한 기하학적 형태를 갖는 파이프 단부들을 제조하는 것이다. 파이프들의 보관 및 운반에 대한 실행 계획 노력(logistic effort)은 최소화되고, 이러한 것은 비용을 상당히 감축한다. 이러한 이유 때문에, 파이프들은 경화 및 뜨임 단계 후에 요구된 최종 크기에 따라서 기계적으로 처리된다.
동시에, 파이프 단면 기하학적 형태의 허용오차는 기계적 처리에 의해 매우 기밀한 제한으로 유지되고, 이러한 것은 최적의 용접 상태를 유발하며, 예를 들어 자동화된 용접 방법에 의해 파이프 연결의 가능한 효율적인 제조를 제공한다. 아울러, 파이프 연결의 높은 피로 강도는 작은 표면 조도 때문에 큰 노치 자유도(notch freedom)로 인하여 보장된다.
파이프들의 차후 연결 영역에서 매체의 거의 문제가 없는 흐름을 위해 바람직한 것은 파이프 길이 방향으로 증강된 파이프 단부로부터 증강되지 않은 파이프 영역으로의 어깨살이 없는 천이부이다. 본 발명에 따라서, 가능한 가장 큰 반경 또는 반경들은 이러한 목적을 위하여 처리된 파이프 단부로부터 미처리된 파이프 단부로의 천이부에 제공된다. 대응하여, 증강된 파이프 단부로부터 증강되지 않은 파이프 본체로의, 어깨살이 없고 노치가 없는 천이부는 외부 및/또는 내부 원주에서 파이프 길이 방향으로 만들어진다.
벽 증강화는 특히 진원도(roundness) 또는 난형도(ovality)에 대하여 파이프 허용오차때문에 존재하는 치수 편차가 차후의 기계적인 처리의 결과로서 공칭 벽 두께 아래로 떨어짐이 없이 거의 완전히 보상될 수 있는 방식으로 유익하게 선택된다.
그러므로, 충분한 처리 허용오차를 보장하기 위하여, 파이프의 전방측으로부터 시작하여 적어도 100 mm의 길이에 걸쳐서 파이프 외측 및/또는 파이프 내측에 적어도 3 mm, 더욱 바람직하게 적어도 10 mm의 증강된 벽 부분을 제공하는 것이 바람직한 것으로 판명되었다. 증강 업세팅의 영역에서 파이프 단면의 치수화에 만들어진 요구에 의존하여, 예를 들어 60 mm 이상이 또한 가능하다.
파이프의 전방측으로부터 시작하여 적어도 150 mm, 일부 경우에 또한 300 mm 이상을 가지는 증강화 길이(thickening length)는 파이프 단부들의 하중 최적화 용접 이음매 영역을 보장하는데 유익한 것으로 판명되었다.
그러나, 파이프 단부들에서의 하중 요구조건에 의존하여, 필요하면, 증강된 벽 부분은 또한 더 크거나 작을 수 있으며, 더욱 짧거나 더욱 긴 섹션들 위에서 연장할 수 있다.
다른 한편으로, 증강된 벽 부분과 그 길이방향 연장은 제조 공학 기술의 이유 때문에 처리하는데 필요한 범위로 제한되어야 한다.
그러므로, 증강된 벽 부분은 유익하게 파이프의 길이 방향으로 파이프의 전방측으로부터 적어도 80 mm의 길이 이상 연장한다.
증강된 벽 부분은 예를 들어 보링(boring)에 의해 매우 작은 난형도로 처리될 수 있으며, 또한 매우 작은 직경 허용오차와 크게 감소된 표면 조도가 달성 가능하다.
필요하면, 자동화된 용접 작업을 위해 파이프 단부들의 최적의 정렬을 보장하기 위하여 파이프 단부들이 서로 용접되기 전에, 2개의 파이프 단부들의 처리된 영역으로 돌출하는 센터링 링이 삽입될 수 있다.
여기에서, 업세팅 단계는 업세팅 작업동안 외부 원주 및 내부 원주 상에서 만들어진 파이프 본체로의 천이부가 파이프의 길이 방향 축에 대하여 변위되도록 배열되는 방식으로 유익하게 만들어진다. 파이프의 길이 방향 축에서의 천이부의 변위된 배열과 파이프의 상이한 단면 평면들에서의 반경들의 위치 선정이 사용 중에 연결의 피로 강도에서의 기계적 처리 단계에서 긍정적인 영향을 가지는 것이 포괄적 실험이 보여주었다.
이러한 목적을 위하여, 이러한 천이부들은 증강된 벽 부분의 기계적인 처리 동안 가능한 가장 큰 반경들 또는 반경들의 조합을 유익하게 구비한다. 상이한 단면 평면들에서의 이러한 위치로 인하여, 천이부들은 사전 결정된 최소 벽 두께가 준수되고 파이프의 증강되지 않은 영역으로의 매끄럽고 노치가 없는 천이부를 유발하는 것을 보장한다. 그 결과, 낮은 응력 집중계수가 천이부 구역에서 유익하게 보장된다.
대체로, 파이프 단부들에서 우수한 용접성과 전체 파이프의 심해 요구조건 및 저온/내산성가스에 부합하는 기계적 특성들은 업세팅 및 후속의 열처리와 특별히 일치되는 재료를 사용하는 것에 의해 본 발명의 방법에 따른 단지 하나의 합금 개념으로 달성된다.
아울러, 내경에 대해 +/- 0.25 mm, 그리고 외경에 대해 +/-0.75 mm의 모델 파이프 단부 허용오차는 기계적인 처리에 의해, 예를 들어 제거에 의해 달성되고, 이러한 것은 서로 용접되는 파이프 단부들의 끼워맞춤의 우수한 정확성을 유발한다.
모델 파이프 단부 허용오차는 또한 레이 바지에서 보다 빠른 사이클 시간으로 이어지고, 수리 용접을 감소시킨다. 또한, 이러한 방식으로 제조된 파이프들 또는 파이프라인은 다기능성 형태, 즉 높은 피로응력을 갖는 환경에서의 사용을 통해, 저장부에서 고부식성 매체를 고압 및/또는 고온으로 운반하기 위한 심해 적용으로부터 사용될 수 있다.
10 내지 30분의 홀딩 시간과 함께 910 내지 980℃의 오오스테나이트화 온도는 경화 및 뜨임 단계를 위해 바람직한 것으로 판명되었다. 10 내지 45분의 홀딩 시간과 함께 610 내지 680℃, 바람직하게 640 내지 670℃의 값은 뜨임 온도의 값으로서 판명되었다. 냉각 단계는 그 뒤에 여전히 공기 중에서 수행된다.
파이프 단부들은 하나 이상의 업세팅 및 재가열 공정으로 사전 결정된 길이를 통해 유익한 방식으로 열간 업세팅된다.
파이프 본체에 대한 파이프 단부들의 1.5 내지 2.5의 벽 두께 비율은 파이프 단부들과 파이프 본체에서 요구된 재료 특성의 조절에 바람직한 것으로 보였다. 단지 이러한 방식으로 요구된 특성들이 경화 및 뜨임 단계에서 파이프 단부들과 파이프 본체에서 달성될 수 있기 때문에 이러한 비율을 준수하는 것이 중요하다.
파이프 단부들의 우수한 용접성과 관련하여, 중간 파이프 본체의 강도보다 적어도 5 %, 보다 바람직하게 적어도 10 %만큼 낮은, 강도에서의 감소는 경화 및 뜨임 단계에서 증강된 벽 부분때문에 유익하게 만들어진다.
파이프 단부들은 1000 내지 1450℃의 온도에서의 하나 이상의 업세팅 및 재가열 작업으로 사전 결정된 길이에 걸쳐서 유익하게 열간 업세팅되고, 요구된 파이프 단부 단면은 경화 및 뜨임 단계 후에 기계적인 처리에 의해 파이프의 업세팅된 단부 영역에서 만들어진다.
비록 이러한 방법이 450 ㎫ 이상의 최소 항복점을 가지는 강의 특히 바람직한 형태로 사용될 수 있을지라도, 매우 양호한 용접성이 바람직하지 않은 용접 조건 하에서도 달성되어야만 할 때, 본 출원은 이러한 제한 아래의 강에 대해 또한 바람직할 수 있다. 그러므로, 415 ㎫로부터 최소 항복점을 갖는 고강도 강이 본 발명에 따라서 또한 고려된다.
본 발명에 따라서, 열간 압연에 의해 만들어진 415 ㎫의 최소 항복점을 가지는 변형 가능 강으로 이루어진 무이음매 파이프는 증강된 벽 부분을 만들기 위하여 파이프 단부들의 열간 업세팅, 전체 파이프의 균일한 경화 및 뜨임 처리, 및 중간 파이프 본체로의 어깨살이 없는 천이부를 갖는 요구된 최종 치수로 상기 증강된 파이프 단부들의 후속의 기계적인 처리가 이어지며, 중간 파이프 본체와 비교하여 상기 증강된 파이프 단부들에서 보다 작은 항복점과 강도를 포함한다. 본 발명에 따라서, 이러한 파이프는 우수한 피로, 부식 및 용접 특성을 가진다.
이러한 무이음매 파이프는 유익하게 파이프 본체의 대응하는 값들보다 적어도 5 %, 바람직하게 적어도 10 % 낮은 증강된 파이프 단부들의 항복점과 강도를 가진다.
이러한 무이음매 파이프는 바람직하게 중량 %로 상기된 화학 조성을 가진다.
본 발명의 상기된 방법에 따라서 제조된 파이프들은 유익하게 파이프라인을 제조하기 위해 사용되며, 파이프들의 파이프 단부들은 직접 서로 용접된다. 용어 "파이프라인"은 이와 관련하여 매우 넓은 의미에서 본 발명의 맥락에서 이해되어야 하고, 파이프 벤드, 파이프 턴아웃 등과 같은 파이프라인의 제조에 필요한 개별 파이프들 및 파이프 구성요소들 모두를 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징, 이점 및 상세는 실시예의 아래의 설명으로부터 따른다.
도 1은 하나의 파이프 단부에서 업세팅에 의해 제조되는 증강된 벽 부분을 도시하고,
도 2는 처리된 상태에서 본 발명에 따른 파이프 단부 형성을 도시하고,
도 3은 파이프가 경화 및 뜨임 처리될 때 파이프 벽 두께에서의 냉각률의 의존성의 개략도를 도시하고,
도 4는 조사된 합금의 테이블을 도시하고,
도 5a는 파이프 길이에 걸쳐서 경화 과정에서의 도표을 도시하고,
도 5b는 파이프 단부에서 벽 단면에 걸쳐서 경화 과정의 도표를 도시하고,
도 6a는 파이프 길이에 걸쳐서 강도에 관한 도표를 도시하고,
도 6b는 파이프 단부에서 강도에 관한 도표를 도시하고,
도 7a는 파이프 길이에 걸쳐서 항복점 비율 및 스트레칭에 관한 도표를 도시하고,
도 7b는 파이프 단부에서 항복점 비율 및 스트레칭에 관한 도표를 도시하고,
도 8a는 파이프 길이에 걸쳐서 노치 충격 에너지에 관한 도표를 도시하고,
도 8b는 파이프 단부에서 노치 충격 에너지에 관한 도표를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따라서 제조되고, 파이프 본체(2)와 파이프 단부(3) 사이의 천이부의 영역으로부터 길이 방향 섹션에서 적어도 하나의, 그러나 바람직하게 양쪽 파이프 단부(3)들에서 파이프의 외측과 내측에 증강된 벽 부분을 가지는 파이프(1)의 일부를 도시한다.
파이프 단부(3)에서, 파이프(1)는 증강된 벽 부분을 가지며, 이 부분은 열간 작업 단계에서 업세팅에 의해 제조되고, 파이프(1)의 파이프 본체(2)의 출구 내로의 천이 영역(4, 4')의 수단에 의해 변한다.
증강된 벽 부분(3)은, 이 예에서 파이프(1)의 외경이 확장되고 내경이 감소되는 방식으로 만들어진다. 파이프(1)의 출구 단면, 그러므로 업세팅되지 않은 파이프 본체(2)의 단면에 기초하여, 파이프 단부(3)에서의 벽 두께는 출구 파이프의 증강된 벽 부분보다 3배 크다. 그러므로, 업세팅된 파이프 단부(3)와 중간 파이프 본체(2)의 벽 두께 비율은 이 경우에 2이다.
본 발명에 따라서, 업세팅 공정은 여기에서, 외부 원주를 따라서 업세팅 작업에서 만들어진 천이 영역(4)과, 내부 원주에서 만들어진 천이 영역(4')이 파이프의 길이 방향 축에 대하여 변위된 형태로 배열되는 방식으로 만들어진다.
업세팅 작업에 의해 만들어진 천이 영역(4)은, 파이프의 길이 방향 축에 대하여 파이프(1)의 외부 원주를 따라서 다른 것 뒤에 하나가 서로로부터 일정 거리에 배열되는 어깨살(5 및 6)들을 가지며, 천이 영역(4')은 파이프의 길이 방향 축에 대하여 파이프(1)의 내부 원주를 따라서 다른 것 뒤에 하나가 서로로부터 일정 거리에 배열되는 어깨살(7 및 8)들을 가진다.
도 2는 경화 및 뜨임 단계 후에 기계적인 처리에 의해 만들어진 파이프(1)의 파이프 단부(3)의 완성된 상태를 도시한다.
기계적으로 처리된 파이프(1)의 완성된 외형은 파이프(1)의 파이프 단부(3')에서 증강된 벽 부분을 가지며, 증강된 벽 부분은 한편으로는 파이프(1)들을 서로 용접한 후에 지지 단면에서 만들어진 요구를 준수하며, 다른 한편으로 개선된 용접성에 대하여 경화 및 뜨임 처리에서 이러한 증강된 영역에서 보다 느린 냉각으로 인하여 파이프 본체(2)와 비교하여 현저하게 감소된 강도를 가진다.
천이 영역(4)은 큰 반경(9)을 구비하고, 이러한 것은 매끄러운 어깨살 없는 천이부에 의해 노치로부터 광범위한 자유도 및 처리된 영역에서 매우 작은 표면 조도를 보장한다.
천이 영역(4)의 지역에서 파이프(1)의 요구된 최소 벽 두께 아래로 떨어지지 않기 위하여, 증강된 파이프 단부의 내부 원주는 본래의 내경과 일치하지 않지만, 작은 증강된 벽 부분(11)이 남으며, 이로부터, 천이 영역(4')은 또한 파이프 본체(2)의 영역에서 파이프(1)의 출구 단면으로 매끄럽고 어깨살이 없는 형태로 변하는 큰 반경(10)을 구비한다.
본 발명에 따라서, 반경(9 및 10)은 파이프의 상이한 단면 평면에 위치되며, 이러한 것은 사용 중에 연결의 피로 강도에 긍정적힌 효과를 가진다.
이러한 배열로 인하여, 한편으로는, 요구된 최소 벽 두께가 특정 제한 아래로 감소되지 않고, 다른 한편으로는 가능한 노치가 없는 천이부(4')가 파이프 본체(2)의 영역에서 파이프(1)의 출구 단면으로 되는 것이 보장된다.
도 3은 파이프(1)가 본 발명에 따라서 경화될 때 파이프(1)의 벽 두께(W) 상에서의 냉각률(VH)의 의존성을 도면의 형태로 도시한다.
예를 들어, 등급 X80을 가지며 28.4 mm의 출구 벽 두께를 가지는 파이프(1)는 57.4 mm에 도달하도록 업세팅되고, 이어서 경화 및 뜨임 처리된다. 여기에서, 파이프들은 오오스테나이트화 온도로 가열되고, 이어서 물에서 담금질하는 것에 의해 수반되는 본 발명에 따라서 경화 및 뜨임 처리되었다.
파이프 본체(2)와 업세팅된 파이프 단부(3)들의 냉각률은 벽 두께의 대상이며, 파이프 본체(2)는 증강된 파이프 단부들보다 얇은 벽때문에 보다 높은 냉각률을 가진다. 파이프 본체와 증강된 단부 영역들에서, 구조는 TTT 도표에 따라서, 경화 단계 후에 재료의 강도에서의 효과를 가지는 것으로 보이는 그레인 크기 및 석출 형성에서 현저한 전자 현미경 차이를 갖는 중간 단계 조직(bainitic)이다.
도 4는 조사된 합금의 테이블을 도시한다.
강 1의 합금 조성은 주로 출구 파이프의 상이한 강도 유형을 실현하기 위하여 탄소, 마그넴슘, 알루미늄, 크롬, 티타늄 및 니오븀의 낮은 함유량의 수단에 의해 강 2와 다르다. 구리, 니켈, 몰리브덴의 함유량은 구리에 대해 0.15 내지 0.25 중량%, 니켈에 대해 0.15 내지 0.35 중량%, 몰리브덴에 대해 0.08 내지 0.35 중량%의 범위 내에서 변하였으며, 강 1은 항상 이러한 원소들의 낮은 함유량을 가진다.
2개의 강들은 열간 압연에 의해 무이음매 파이프(1)들로 처리되었으며, 그 파이프 단부(3)들은 초기 벽 두께의 2배까지 열간 업세팅되고, 완전한 파이프(1)는 이어서 본 발명에 따라 경화 및 뜨임 처리되었으며, 지시된 열처리 파라미터들은 업세팅된 파이프 단부(3)들을 위해 조절된다.
열처리의 과정에서, 파이프(1)들은 초기에 910 내지 980℃의 온도로 균일하게 가열되었으며, 증강된 파이프 단부에서 또한 상기 온도에 도달하였으며, 온도는 10 내지 30분 동안 유지되었다. 이러한 시간 후에, 파이프(1)들은 수조에서 실온으로 담금질되었다.
후속의 뜨임 단계에서, 파이프들은 610℃ 내지 680℃의 뜨임 온도로 가열되고, 15 내지 45분 동안 이 온도에서 각각 유지되었다. 이러한 것은 여전히 공기중에서 냉각되었다.
그런 다음, 기계 기술적 특성들은 상이한 강 조성 및 열처리를 가지는 샘플들의 수단에 의해 결정되었다.
도 5a는 강 2를 위한 도표에서 파이프 길이(파이프 본체(2), 천이 영역(4), 업세팅된 파이프 단부(3)) 및 벽 단면(외벽, 벽 중앙, 내벽)에 걸쳐서 경화 과정을을 도시한다.
도 5b는 추가의 도표에서 벽 단면에 걸쳐서 증강된 파이프 단부(3)의 수단에 의해 조사된 강 1 및 2를 위한 경화 과정을 비교하여 도시한다.
예시된 평균값들은 천이 영역(4)에서 및 업세팅된 파이프 단부(3)에서 낮은 경도값들이 파이프 본체에 비교하여 평균에 도달된 것을 도시한다(도 5a). 도 5b에 따른 강 합금들의 비교는 보다 높은 합금강 2이 강 1과 비교하여 보다 높은 평균 경도값에 도달하도록 기여하는 것을 도시하며, 벽 두께는 항상 가장 낮은 값을 가진다.
도 6a는 강 2에 대하여 파이프 길이에 걸쳐서 항복점과 인장강도의 과정을 도표로 도시하고, 도 6b는 증강된 파이프 단부(3)에서 이용된 강에 의존하여 항복점과 인장강도의 과정을 도표로 도시한다.
도 6a에 따라서, 항복점과 인장강도가 파이프 본체(2)로부터 증강된 파이프 단부(3)로 상당히 감소되며, 즉, 본 발명에 따른 목적이 달성되었다는 것을 유념하여야 한다.
도 6b는 증강된 파이프 단부(3)에서, 가장 낮은 값의 항복점과 강도가 강 1에 대해 도달되었다는 것을 다른 도표로 도시한다.
그러므로, 파이프 단부(3)의 기계적 특성들은 요구조건에 의존하여, 경화 및 뜨임 처리 동안 강 조성 및 열처리를 통해 잘 계산된 형태로 조절될 수 있다.
도 7a는 강 2에 대해 파이프 길이에 걸쳐서 항복점 비율과 스트레칭을 도표로 도시하고, 도 7b는 강 1 및 2에 대하여 증강된 파이프 단부(3)의 수단에 의한 항복점 비율과 스트레칭을 도표로 도시한다.
강도, 항복점의 대응하는 값들, 그러므로 항복점 비율이 출구 벽 두께를 가지는 파이프 본체(2)와 비교하여 증강된 파이프 단부(3)들에 대해 현저하게 낮고 강도에 대해 현저하게 높은 것은 이러한 도시로부터 또한 명확하다(도 7a). 예상에 따라서, 강 1은 강 2와 비교하여 낮은 항복점 비율 및 높은 강도를 함께 가진다(도 7b)
유사한 도면이 강 1에 대하여 파이프 길이에 걸쳐서(도 8a), 그리고 조사된 강 1 및 2에 대하여 증강된 파이프 단부(3)에서(도 8b) 노치 충격 에너지에 대해 도표로 또한 도시된다. 보다 높은 조도는 파이프 본체(도 8a)와 비교한 평균에서, 증강된 파이프 단부(3)들에서 달성되고, 200 J의 값들이 파이프 본체에서 여전히 달성되고, 250 J은 60℃에서 또한 증강된 파이프 단부(3)에서 달성된다
예상에 따라서, 한층 높은 값들은 강 2에 비교되는 것으로서 60℃에서 약 400 J과 함께 강 1에 대하여 도 8b에 따라서 달성된다.
대체로, 처리 특성들의 상당한 개선이, 파이프 본체(2)와 파이프 단부(3) 사이에서 본 발명에 따라서 조절된 벽 두께 비율과 증강된 파이프 단부(3)에서 결정된 경화 및 뜨임 파라미터들에 의해, 강도 및 경도를 낮출 뿐만 아니라 조도를 증가시키는 것에 의해 달성될 수 있다는 것을 유념하여야 한다.
1 : 파이프
2 : 파이프 본체
3 : 파이프 단부
4, 4' : 천이 영역
5, 6 : 어깨살 천이 영역 외측
7, 8 : 어깨살 천이 영역 내측
9 : 반경 천이 영역 외측
10 : 반경 천이 영역 내측
11 : 파이프의 증강된 벽 부분 내측

Claims (21)

  1. 파이프 단부(3)들이 파이프들의 최종 압연 공정 후에 증강된 벽 부분을 달성하기 위하여 열간 업세팅되는, 특히 심해 적용을 위한 파이프라인을 위한 변형 가능 강으로 열압연 무이음매 파이프(1)를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    파이프 단부(3)의 벽 두께와 상기 파이프 단부(3)에 인접한 파이프 본체(2)의 벽 두께 사이의 사전 선택 비율이 열간 업세팅 공정에 의해 설정되어서, 뜨임 처리 동안 이전에 확인된 벽 두께-의존성 냉각률을 사용하여 상기 열간 업세팅 공정 후의 전체 파이프(1)의 균일한 경화 및 뜨임 공정 후에, 상기 파이프 본체(2)보다 낮은 강도를 가지는 파이프 단부로 파이프(1)가 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파이프 본체(2)와 비교하여 낮은 강도, 낮은 경도 및 큰 조도를 갖는 파이프 단부(3)를 구비한 파이프(1)는 열간 업세팅 공정 후에 상기 전체 파이프(1)의 균일한 경화 및 뜨임 처리 후에 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 경화 및 뜨임 처리는, 910 내지 980℃의 온도로 가열하는 단계, 후속의 담금질 공정 및 10 내지 30분의 상기 온도에서 홀딩 시간, 610 내지 680℃, 유익하게 10 내지 45분의 홀딩 시간과 함께 640 내지 670℃의 온도로의 뜨임 공정, 그 후의 여전히 공기 중에서의 냉각으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 단부(3)들은 하나 이상의 업세팅 및 재가열 공정에서 주어진 길이에 걸쳐서 열간 업세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 본체(2)의 벽 두께에 대하여 적어도 1.1배, 1.2배 또는 1.3배의 벽 두께가 상기 열간 업세팅 공정에 의해 상기 파이프 단부(3)에서 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 본체(2)의 벽 두께에 대하여 적어도 2배의 벽 두께가 상기 열간 업세팅 공정에 의해 상기 파이프 단부(3)에서 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 본체(2)의 벽 두께에 대하여 적어도 1.5배 및 2.5배의 벽 두께가 상기 열간 업세팅 공정에 의해 상기 파이프 단부(3)에서 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증강된 벽 부분은 적어도 80 mm의 길이에 걸쳐서 파이프의 길이 방향으로 상기 파이프(1)의 전방측으로부터 확장하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프(1)들은 상기 경화 및 뜨임 처리 후에 요구된 최종 크기에 따라서 기계적으로 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 파이프의 길이 방향으로 증강된 파이프 단부(3)로부터 증강되지 않은 파이프 본체(2)로의, 어깨살이 없고 노치가 없는 천이부가 외부 원주 및/또는 내부 원주 상에 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 본체(2)의 강도보다 적어도 5 %, 바람직하게 10 % 낮은 강도가 상기 파이프 단부(3)들에서 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 단부들은 1000 내지 1450℃의 온도에서 업세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 415 ㎫의 최소 항복점을 갖는 고강도 강이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 중량%로 다음의 화학 조성을 갖는 변형 가능 강이 파이프 제조를 위한 재료로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
    C: 최대 0.18
    Si: 최대 0.45
    Mn: 최대 1.85
    P: 최대 0.02
    S: 최대 0.015
    N: 최대 0.012
    Cr: 최대 0.30
    Cu: 최대 0.50
    Ti: 최대 0.04
    As: 최대 0.030
    Sn: 최대 0.020
    Nb+V+Ti: 최대 0.15 %
    Mo: 최대 0.50 %
    Ni: 최대 0.50 %
    Pcm: 0.12 % 이하의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.22이며,
    Pcm = C + Si/30 +(Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5 B,
    CE: 0.12 % 이상의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.47, 및
    CE: 0.12 %까지의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.22이며,
    CE = C + Mn/6 +(Cr + Mo + V)/5 +(Cu + Ni)/15,
    나머지는 불가피 강 동반 원소들을 포함하는 철.
  15. 제14항에 있어서, 중량%로 다음의 화학 조성을 갖는 변형 가능 강이 파이프 제조를 위한 재료로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
    C: 0.05 내지 0.12
    Si: 0.20 내지 0.40
    Mn: 1.35 내지 1.75
    P: 최대 0.015
    S: 최대 0.003
    N: 최대 0.007
    Cr: 최대 0.10
    Al: 0.020 내지 0.040
    Mo: 0.08 내지 0.35
    Ni: 0.15 내지 0.35
    Cu: 0.15 내지 0.25
    Nb: 0.02 내지 0.08
    V: 0.05 내지 0.08,
    Pcm: 최대 0.21,
    나머지는 불가피 강 동반 원소들을 포함하는 철.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 이용된 재료의 요구된 최소 항복점에 의존하여, CE 및 Pcm에 대한 다음의 값들이 준수되는 것을 특징으로 하는 방법.
    415 내지 485 ㎫: Pcm 최대 0.21 및 CE 최대 0.38
    485 내지 555 ㎫: Pcm 최대 0.22 및 CE 최대 0.47
    625 내지 690 ㎫: Pcm 최대 0.25 및 CE 최대 0.53.
  17. 열간 압연에 의해 만들어진 415 ㎫의 최소 항복점을 가지는 변형 가능 강으로 이루어진 무이음매 파이프로서,
    증강된 벽 부분을 만들기 위하여 파이프 단부(3)들의 열간 업세팅, 전체 파이프(1)의 균일한 경화 및 뜨임 처리, 및 중간 파이프 본체(2)로의 어깨살이 없는 천이부를 갖는 요구된 최종 치수로 상기 증강된 파이프 단부(3)들의 후속의 기계적인 처리가 이어지며, 중간 파이프 본체(2)와 비교하여 상기 증강된 파이프 단부(3)들에서 낮은 항복점과 강도를 포함하는 무이음매 파이프.
  18. 제17항에 있어서, 상기 증강된 파이프 단부(3)들에서의 항복점 및 강도는 상기 파이프 본체(2)의 대응하는 값들보다 적어도 5 %, 바람직하게 적어도 10 % 낮은 것을 특징으로 하는 무이음매 파이프.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 파이프(1)는 중량%로 다음의 화학 조성을 갖는 변형 가능 강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무이음매 파이프.
    C: 최대 0.18
    Si: 최대 0.45
    Mn: 최대 1.85
    P: 최대 0.02
    S: 최대 0.015
    N: 최대 0.012
    Cr: 최대 0.30
    Cu: 최대 0.50
    Ti: 최대 0.04
    As: 최대 0.030
    Sn: 최대 0.020
    Nb+V+Ti: 최대 0.15 %
    Mo: 최대 0.50 %
    Ni: 최대 0.50 %
    Pcm: 0.12 % 이하의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.22이며,
    Pcm = C + Si/30 +(Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5 B,
    CE: 0.12 % 이상의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.47, 및
    CE: 0.12 %까지의 탄소 함유량에 대하여 최대 0.22이며,
    CE = C + Mn/6 +(Cr + Mo + V)/5 +(Cu + Ni)/15,
    나머지는 불가피 강 동반 원소들을 포함하는 철.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 파이프(1)는 중량%로 다음의 화학 조성을 갖는 변형 가능 강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무이음매 파이프.
    C: 0.05 내지 0.12
    Si: 0.20 내지 0.40
    Mn: 1.35 내지 1.75
    P: 최대 0.015
    S: 최대 0.003
    N: 최대 0.007
    Cr: 최대 0.10
    Al: 0.020 내지 0.040
    Mo: 0.08 내지 0.35
    Ni: 0.15 내지 0.35
    Cu: 0.15 내지 0.25
    Nb: 0.02 내지 0.08
    V: 0.05 내지 0.08,
    Pcm: 최대 0.21,
    나머지는 불가피 강 동반 원소들을 포함하는 철.
  21. 파이프라인을 제조하기 위하여 제1항 내지 제16항 중 하나 이상의 항에 따른 방법에 따라서 제조된 파이프의 용도로서,
    상기 파이프(1)의 파이프 단부(3)들은 서로 용접되는 파이프 용도.
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