油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供具有758MPa以上的屈服应力且具有优异的耐硫化物应力腐蚀开裂性的油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管及其制造方法。上述油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管具有如下组成：以质量％计，含有C：0.010％以上、Si：0.5％以下、Mn：0.05～0.50％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Ni：4.6～8.0％、Cr：10.0～14.0％、Mo：1.0～2.7％、Al：0.1％以下、V：0.005～0.2％、N：0.1％以下、Ti：0.010～0.054％、Cu：0.01～1.0％、Co：0.01～1.0％，并且C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、N、Ti满足规定的关系式，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且，具有758MPa以上的屈服应力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管及其制造方法
本专利技术涉及原油或天然气的油井、气井(以下，简称为油井)中使用的油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管及其制造方法，特别涉及屈服应力YS为758MPa以上、含有硫化氢(H2S)的环境下耐硫化物应力腐蚀开裂性(耐SSC性)优异的油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管的制造方法。
技术介绍
近年来，从原油价格的高涨、预料不久的将来的石油资源的枯竭的观点出发，以往，不可忽视的高深度的油田、含有二氧化碳、氯离子、硫化氢的严重腐蚀环境的油田、气体油田等的开发盛行。对这样的环境下使用的油井管用钢管要求具有兼具高强度且优异的耐腐蚀性的材质。以往，含有二氧化碳、氯离子等的环境的油田，气田中，作为采掘使用的油井管大多使用13％Cr马氏体系不锈钢钢管。最近，在全球范围内正在进行含有硫化氢的极其严格的腐蚀环境下的油田等的开发，因此耐SSC性要求不断升高，减少C、增加Ni、Mo的成分系的改良型13％Cr马氏体系不锈钢钢管的使用也在扩大。专利文献1中，通过使组成如下：以13％Cr系钢为基本组成，与以往相比显著减少C，含有Ni、Mo、Cu，满足Cr+2Ni+1.1Mo+0.7Cu≤32.5，进一步以满足Nb+V≥0.05％的条件的方式分别含有选自Nb：0.20％以下、V：0.20％以下中的1种或2种，从而能够兼具屈服应力：965MPa以上的高强度和-40℃的夏比吸收能为50J以上的高韧性，并且确保良好的耐腐蚀性。专利文献2中记载了含有0.015％以下的极低C量和0.03％以上的Ti的成分系的13％Cr系马氏体系不锈钢钢管，兼备屈服应力95ksi级的高强度和HRC小于27的低硬度，具有优异的耐SSC性。另外，专利文献3中记载了与从拉伸应力中减去屈服应力的值关联的Ti/C满足6.0≤Ti/C≤10.1的马氏体系不锈钢钢。根据所记载的技术，从拉伸应力中减去屈服应力而的值为20.7MPa以上，并且能够抑制降低耐SSC性的硬度不均。另外，专利文献4中记载了用Mo≥2.3-0.89Si+32.2C规定钢中的Mo量，并且，以金属组织为主，由回火马氏体、回火时析出的碳化物和回火时微小析出的Raves相、δ相等金属间化合物构成的马氏体系不锈钢钢。根据记载的技术，能够实现0.2％耐力为860MPa以上的高强度，具有优异的耐二氧化碳腐蚀性和耐硫化物应力腐蚀开裂性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-332442号公报专利文献2:日本特开2010-242163号公报专利文献3:国际公开2008/023702号公报专利文献4:国际公开2004/057050号公报
技术实现思路
近年的油田、气田在含有CO2，Cl-，H2S的苛刻腐蚀环境下开发。此外，由经年变化所致的H2S浓度的增加也成为问题，对使用的油井用钢管除了耐二氧化碳腐蚀性，还要求优异的耐硫化物应力腐蚀开裂性(耐SSC性)。然而，专利文献1记载的技术中，虽然具有优异的耐CO2腐蚀性，但未对耐硫化物应力腐蚀开裂性进行研究，不能说具有耐受苛刻的腐蚀环境的耐腐蚀性。另外，专利文献2中，公开了在将5％NaCl水溶液(H2S：0.10bar)调整为pH：3.5的环境气下负载655MPa的应力的条件下，能够保持耐硫化物应力腐蚀开裂性。专利文献3中公开了在将20％NaCl水溶液(H2S：0.03bar，CO2bal.)调整为pH：4.5的环境气下，另外，专利文献4中公开了在将25％NaCl水溶液(H2S：0.03bar，CO2bal)调整为pH：4.0的环境气下，具有耐硫化物应力腐蚀开裂性。然而，并未研究上述以外的环境气下的耐硫化物应力腐蚀开裂性，不能说具备耐受近年来更为苛刻的腐蚀环境的耐硫化物应力腐蚀开裂性。本专利技术的目的在于提供具有758MPa以上的屈服应力且具有优异的耐硫化物应力腐蚀开裂性的油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管及其制造方法。应予说明，这里所说的“优异的耐硫化物应力腐蚀开裂性”是指在试验液：20重量％NaCl水溶液(液温：25℃，H2S：0.1bar，CO2bal)中加入乙酸钠+乙酸而调整为pH：4.0的水溶液中浸渍试验片，使浸渍时间为720小时，作为负载应力施加屈服应力的90％进行试验，试验后的试验片不产生开裂的情况。本专利技术人等为了实现上述的目的，以13％Cr系不锈钢钢管为基本组成，深入研究了各种合金元素对含有CO2、Cl-和H2S的腐蚀环境下的耐硫化物应力腐蚀开裂性(耐SSC性)的影响。结果发现通过以规定的范围含有各成分，并且以满足适当的关系式的方式进行调整而含有C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、N、Ti以及根据需要的Nb、W，并且，实施适当的淬火处理和回火处理，从而能够得到具有所希望的强度、且在含有CO2，Cl-和H2S的腐蚀环境气下和负载屈服应力附近的应力的环境下具有优异的耐SSC性的油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管。本专利技术是基于上述的见解，进一步加以研究而完成的。即，本专利技术的要旨如下。[1]一种油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管，具有如下的组成：以质量％计，含有C：0.010％以上、Si：0.5％以下、Mn：0.05～0.50％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Ni：4.6～8.0％、Cr：10.0～14.0％、Mo：1.0～2.7％、Al：0.1％以下、V：0.005～0.2％、N：0.1％以下、Ti：0.010～0.054％、Cu：0.01～1.0％、Co：0.01～1.0％，并且下述式(1)和式(2)满足下述(3)，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且，具有758MPa以上的屈服应力。-0.0278Mn+0.0892Cr+0.00567Ni+0.153Mo-0.0219W-1.984N+0.208Ti-1.83···(1)-1.324C+0.0533Mn+0.0268Cr+0.0893Cu+0.00526Ni+0.0222Mo-0.0132W-0.473N-0.5Ti-0.514···(2)这里，C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、N、Ti：各元素的含量(质量％)。(其中，不含有的元素为0(零)％。)-0.600≤式(1)≤-0.250且-0.400≤式(2)≤0.100···(3)[2]根据[1]所述的油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管，其中，在上述组成的基础上，以质量％计进一步含有选自Nb：0.1％以下、W：1.0％以下中的1种或者2种。[3]根据[1]或[2]所述的油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管，其中，在上述组成的基础上，以质量％计进一步含有选自Ca：0.010％以下、REM：0.010％以下、Mg：0.010％以下、B：0.010％以下中的1种或者2种以上。[4]一种油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管的制造方法，将具有[1]～[3]中任一项所述的组成的钢管坯材进行制管而得到钢管后，实施将该钢管加热到Ac3相变点以上，接着到冷却到100℃以下的冷却停止温度的淬火处理，以及，接着以Ac1相变点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管，具有如下的组成：以质量％计含有C：0.010％以上、Si：0.5％以下、Mn：0.05～0.50％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Ni：4.6～8.0％、Cr：10.0～14.0％、Mo：1.0～2.7％、Al：0.1％以下、V：0.005～0.2％、N：0.1％以下、Ti：0.010～0.054％、Cu：0.01～1.0％、Co：0.01～1.0％，并且下述式(1)和式(2)满足下述(3)，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；/n并且，具有758MPa以上的屈服应力；/n-0.0278Mn+0.0892Cr+0.00567Ni+0.153Mo-0.0219W-1.984N+0.208Ti-1.83···(1)/n-1.324C+0.0533Mn+0.0268Cr+0.0893Cu+0.00526Ni+0.0222Mo-0.0132W-0.473N-0.5Ti-0.514···(2)/n其中，C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、N、Ti：各元素的以质量％计的含量，其中，不含有的元素为0％，/n-0.600≤式(1)≤-0.250且-0.400≤式(2)≤0.100···(3)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180525 JP 2018-1001071.一种油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管，具有如下的组成：以质量％计含有C：0.010％以上、Si：0.5％以下、Mn：0.05～0.50％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Ni：4.6～8.0％、Cr：10.0～14.0％、Mo：1.0～2.7％、Al：0.1％以下、V：0.005～0.2％、N：0.1％以下、Ti：0.010～0.054％、Cu：0.01～1.0％、Co：0.01～1.0％，并且下述式(1)和式(2)满足下述(3)，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
并且，具有758MPa以上的屈服应力；
-0.0278Mn+0.0892Cr+0.00567Ni+0.153Mo-0.0219W-1.984N+0.208Ti-1.83···(1)
-1.324C+0.0533Mn+0.0268Cr+0.0893Cu+0.00526Ni+0.0222Mo-0.0132W-0.473N-0.5Ti-0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤麻美，加茂祐一，柚贺正雄，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP