酸环境下使用的管线管用无缝钢管制造技术

技术编号:12789019 阅读:74 留言:0更新日期:2016-01-28 18:52
提供用于酸环境下使用的管线管,没有实施淬火以及回火,并且可以抑制气泡的产生的无缝钢管。本实施方式的无缝钢管,其具备下述化学组成:按质量%计,含有C:0.08~0.24%、Si:0.10~0.50%、Mn:0.3~2.5%、P:0.02%以下、S:0.006%以下、Nb:0.02~0.12%、Al:0.005~0.100%、Ca:0.0003~0.0050%、N:0.0100%以下、O:0.0050%以下、Ti:0~0.1%、V:0~0.03%、Cr:0~0.6%、Mo:0~0.3%、Ni:0~0.4%、Cu:0~0.3%和B:0~0.005%,剩余部分由Fe和杂质组成,并且所述无缝钢管具备由铁素体和珠光体组成的组织,具有350~不足450MPa的屈服强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无缝钢管。进一步优选涉及在含有作为腐蚀性气体的硫化氢(H2S)的 酸环境下使用的管线管用无缝钢管
技术介绍
原油、天然气含有硫化氢和水分。这种湿润硫化氢环境称为酸环境。管线管作为 搬送由油井、气井生产的原油、天然气的管道使用。因此,管线管在酸环境下使用。对于酸 环境下使用的管线管而言,由于含有硫化氢的环境下的腐食,起因于侵入到钢中的氢的氢 脆化成为问题。 氢脆化有静态的外部应力下产生于钢材的硫化物应力裂纹、和没有外部应力的状 态下产生于钢材内部的氢致裂纹(HydrogenInducedCracking:以下称为HIC)。对于管线 管而言,大多HIC成为问题。因此,对于管线管用钢管而言,特别是要求耐HIC性。 管线管用钢管有焊接钢管和无缝钢管。焊接钢管具有在轴向或以螺旋状延伸的焊 缝部(焊接部)。焊接钢管中使用的钢板在板厚中央具有连续铸造时生成的中心偏析部,该 中心偏析部具有高的HIC敏感性。因此,特别是要求耐HIC性的管线管用钢管优选使用无 缝钢管。 通常已知钢的强度越高则越容易产生HIC。国际公开第2005/075694号(专利文 献1)提出了具有高强度且耐HIC性优异的无缝钢管。 具体而言,专利文献1中公开的管线管用钢材,组成按质量%计含有C:0.03~ 0.15%、Si:0.05~L0%、Mn:0.5~L8%、P:0.015%WT、S:0.04%WT、0:0.01%W 下、N:0· 007% 以下、sol.A1 :0· 01 ~0· 1%、Ti:0· 024% 以下、Ca:0· 0003 ~0· 02%,剩余 部分由Fe和杂质组成。上述管线管用钢材中,进而钢中的TiN的大小为30μπι以下。专利 文献1中记载了由于TiN微细,因此可得到优异的耐HIC性。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :国际公开第2005/075694号 专利文献2 :日本特开2002-60893号公报 专利文献3 :国际公开第2011/152240号 制造高强度的无缝钢管的情况下,通常在热加工工序之后,实施淬火以及回火处 理,提高无缝钢管的强度。另一方面,也需要无需高强度的、屈服强度不足450MPa的低强度 的管线管用无缝钢管。对于这种低强度的无缝钢管而言,通常淬火以及回火処理不实施而 被省略。 以往,如上所述认为,若强度低则不易产生HIC。但是,本申请的专利技术人等调查的结 果新发现,不仅强度高的情况下,而且强度低的情况,也有可能产生很多作为HIC的一种的 气泡(blister)和微小的内部裂纹。 气泡指的是产生于钢材的表面附近、在钢材的轴向延伸的膨胀。通过NACE规定的 耐HIC性试验(NACETM0284等)中、示出优异的耐HIC性的高强度的无缝钢管,也有可能 确认气泡的产生。但是,HIC(气泡)限于表面附近的裂纹的情况下,不会导致所输送的流 体的泄漏等,因此对于以往的高强度的无缝钢管而言,气泡不是特别问题。 但是,对于低强度的无缝钢管而言,负荷拉伸应力的情况下,钢中的多个气泡和微 小的内部裂纹有可能在无缝钢管的壁厚方向连接而产生应力导向氢致裂纹(S0HIC、Stress OrientedHydrogenInducedCracking)〇 因此,对于没有实施淬火以及回火的低强度的无缝钢管而言,优选抑制气泡和微 小的内部裂纹的产生。低强度钢材中,微小的内部裂纹由于与气泡相同的原因而产生,因此 着眼于气泡、抑制其产生即可。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,提供没有实施淬火以及回火,并且用于酸环境下使用的管线 管用途的情况下,可以抑制气泡的产生和微小的内部裂纹的无缝钢管。 本实施方式的无缝钢管为酸环境下使用的管线管用途。上述无缝钢管,其具备下 述化学组成:按质量%计,含有C:0· 08~(λ24%、Si:0· 10~(λ50%、Μη:0· 3~2. 5%、 Ρ:0· 02% 以下、S:0· 006% 以下、Nb:0· 02 ~0· 12%、A1 :0· 005 ~0· 100%、Ca:0· 0003 ~ 0· 0050%、N:0· 0100% 以下、0 :0· 0050% 以下、Ti:0 ~0· 1%、V:0 ~0· 03%、Cr:0 ~ 0· 6%、Mo:0 ~0· 3%、Ni:0 ~0· 4%、Cu:0 ~0· 3%和B:0 ~0· 005%,剩余部分由Fe和 杂质组成,并且所述无缝钢管具备由铁素体和珠光体组成的组织,具有350~不足450MPa 的屈服强度。 本实施方式的无缝钢管,没有实施淬火回火,即使低强度、也可以抑制气泡和微小 的内部裂纹的产生。【附图说明】 图1为表示无缝钢管的屈服强度与所产生的气泡个数(个/20cm2)的关系的图。 图2为实施例中的本专利技术例(钢A4、壁厚20mm)的气泡个数测定试验后的腐蚀试 验片的两个表面(相当于无缝钢管的外表面以及内表面)的照片图像。 图3为实施例中的比较例(钢B3、壁厚20mm)的气泡个数测定试验后的腐蚀试验 片的两个表面(相当于无缝钢管的外表面以及内表面)的照片图像。【具体实施方式】 以下参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。 本专利技术人等对于没有实施淬火以及回火的低强度的无缝钢管中的气泡的产生进 行调查以及研究,得到以下的发现。 气泡由于以下的机理而产生。在钢中的夹杂物的周围集积氢,形成氢鼓泡(气泡) 的起点。若由于起点的氢压力升高而钢材屈服则生成龟裂。若生成龟裂则在龟裂前端进一 步集积位错和氢,龟裂进展。由此生成气泡。 没有实施淬火以及回火的低强度的无缝钢管中,屈服强度低的铁素体的比率多。 因此认为铁素体屈服而产生气泡。因此,为了抑制气泡的产生,通过强化铁素体自身、或者 提高钢中的珠光体的比率等来提高钢的强度是有效的。图1为表示无缝钢管的屈服强度与所产生的气泡个数(个/20cm2)的关系的图。 图1通过以下的方法得到。制造具有各种化学组成的无缝钢管。此时,将热加工后的无缝 钢管自然冷却或以不足5°C/s的冷却速度冷却,不实施淬火以及回火处理。 对所制造的各无缝钢管,实施后述的屈服强度试验,求出屈服强度。进而,实施后 述的气泡个数测定试验,求出各无缝钢管中产生的气泡个数(个/20cm2),制成图1。 参照图1,对于无缝钢管而言,直至屈服强度为350MPa为止,随着屈服强度升高, 而气泡个数显著减少。另一方面,屈服强度为350MPa以上的情况下,即使屈服强度增大,气 泡个数也不那么变化。 总之,图1的曲线在屈服强度350MPa附近具有拐点。因此,若屈服强度为350MPa 以上则可以将气泡个数抑制得低。 若提尚C含量则钢中的珠光体比率提尚,钢的屈服强度提尚。但是,若C含量提尚 则焊接性降低。管线管用无缝钢管在设置管线管的现场进行环焊。若C含量提高则环焊而 成的接头部的韧性降低,并且容易产生硫化物应力裂纹(SSC)。因此,难以将C含量提高到 过量。 另外,通过实施淬火以及回火,可以提高无缝钢管的强度。但是,对于低强度的无 缝钢管而言,若实施淬火以及回火则制造成本升高。另外,U0E钢管等焊接钢管的情况下,实施制管、扩管等冷加工。通过冷加工,焊接 钢管的强度提高,因此有可能可以抑制气泡的产生数。但是,如上当前第1页1 2 本文档来自技高网
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酸环境下使用的管线管用无缝钢管

【技术保护点】
一种酸环境下使用的管线管用无缝钢管,其具备下述化学组成:按质量%计,含有C:0.08~0.24%、Si:0.10~0.50%、Mn:0.3~2.5%、P:0.02%以下、S:0.006%以下、Nb:0.02~0.12%、Al:0.005~0.100%、Ca:0.0003~0.0050%、N:0.0100%以下、O:0.0050%以下、Ti:0~0.1%、V:0~0.03%、Cr:0~0.6%、Mo:0~0.3%、Ni:0~0.4%、Cu:0~0.3%、和B:0~0.005%,剩余部分由Fe和杂质组成,并且所述无缝钢管具备由铁素体和珠光体组成的组织,具有350~不足450MPa的屈服强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:小林宪司荒井勇次
申请(专利权)人:新日铁住金株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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