JP7200869B2 - ステンレス鋼管の製造方法 - Google Patents
ステンレス鋼管の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7200869B2 JP7200869B2 JP2019136194A JP2019136194A JP7200869B2 JP 7200869 B2 JP7200869 B2 JP 7200869B2 JP 2019136194 A JP2019136194 A JP 2019136194A JP 2019136194 A JP2019136194 A JP 2019136194A JP 7200869 B2 JP7200869 B2 JP 7200869B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- pickling
- units
- content
- steel pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
本発明は、ステンレス鋼管の製造方法に関する。
油井やガス井から産出される石油や天然ガスは、随伴ガスとして炭酸ガスや硫化水素等の腐食性ガスを含んでいる。Ｃｒを１３質量％程度含むマルテンサイト系ステンレス鋼管（以下「１３％Ｃｒ鋼管」という。）は、耐食性と経済性とのバランスに優れており、油井用鋼管やラインパイプ用鋼管等として広く用いられている（例えば、特開２０１５－１６１０１０号公報、特開２００６－１４４０６９号公報、特開２０１０－２４２１６２号公報等を参照。）。
特許第３４３０６６１号公報、特許第３５５０９９６号公報、及び特許第３９１５２３５号公報には、ステンレス鋼の酸洗方法が記載されている。
１３％Ｃｒ鋼管は通常、焼入れ焼戻し等の熱処理を経て製造される。このとき、熱処理で形成された酸化スケールにＣｒが取り込まれ、鋼管の表面近傍のＣｒ濃度が低下する場合がある（以下、Ｃｒ濃度が低下した領域を「脱Ｃｒ層」という。）。脱Ｃｒ層が存在すると、必要な耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ性）が得られない場合がある。
本発明の目的は、脱Ｃｒ層を適切に除去することができるステンレス鋼管の製造方法を提供することである。
本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０５０％、Ｓｉ：０．０５～１．００％、Ｍｎ：０．０５～１．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｃｒ：１１．５０～１４．００％未満、Ｎｉ：５．００％超～７．００％、Ｍｏ：１．００％超～３．００％、Ｔｉ：０．０２～０．５０％、Ａｌ：０．００１～０．１００％、Ｃａ：０．０００１～０．００４０％、Ｎ：０．０００１～０．０２００％未満、Ｖ：０～０．５００％、Ｎｂ：０～０．５００％、Ｃｏ：０～０．５００％、残部：Ｆｅ及び不純物である化学組成を有し、５４０～７１０℃の温度である温度Ｔ１において、５～１８０分の時間である時間ｔ１の間保持した後冷却する焼戻しがされた素管を準備する準備工程と、前記素管を、水素イオン濃度Ｃ２、温度Ｔ２の酸溶液に時間ｔ２の間浸漬する酸洗工程とを備える。下記の式から算出される脱Ｃｒ指数Ｊと酸洗指数Ｌとが、Ｊ≦Ｌ＜Ｊ＋２３０の関係を満たす。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１及びＴ２の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１及びＴ２の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。
本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０５０％、Ｓｉ：０．０５～１．００％、Ｍｎ：０．０５～１．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｃｒ：１１．５０～１４．００％未満、Ｎｉ：５．００％超～７．００％、Ｍｏ：１．００％超～３．００％、Ｔｉ：０．０２～０．５０％、Ａｌ：０．００１～０．１００％、Ｃａ：０．０００１～０．００４０％、Ｎ：０．０００１～００２００％未満、Ｖ：０～０．５００％、Ｎｂ：０～０．５００％、Ｃｏ：０～０．５００％、残部：Ｆｅ及び不純物である化学組成を有し、焼入れがされた素管を準備する準備工程と、前記素管に、５４０～７１０℃の温度である温度Ｔ１において、５～１８０分の時間である時間ｔ１の間保持した後冷却する焼戻しをする焼戻し工程と、前記焼戻しがされた素管を、水素イオン濃度Ｃ２、温度Ｔ２の酸溶液に時間ｔ２の間浸漬する酸洗工程とを備える。下記の式から算出される脱Ｃｒ指数Ｊと酸洗指数Ｌとが、Ｊ≦Ｌ＜Ｊ＋２３０の関係を満たす。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１及びＴ２の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１及びＴ２の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。
本発明によれば、脱Ｃｒ層が適切に除去されたステンレス鋼管が得られる。
本発明者らは、脱Ｃｒ層を適切に除去する方法を検討し、以下の知見を得た。
脱Ｃｒ層は、酸洗によって鋼管の表面を溶解することで除去できる。一方、脱Ｃｒ層の状態は熱処理の条件（具体的には焼戻しの条件）によって異なり、また、鋼管に含まれる特定の合金元素（具体的にはＣｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、及びＣｕ。以下、単に「合金元素」という。）の含有量によっても異なる。そのため、熱処理の条件や鋼管の化学組成によって、適切な酸洗の条件は異なる。酸洗が不足すると脱Ｃｒ層が残り、耐ＳＣＣ性の低下の原因となる。一方、過剰な酸洗を実施すると生産効率が低下することに加えて、鋼管の表面性状にムラが生じる等の問題が起こる。
図１Ａは脱Ｃｒ層が深い場合、図１Ｂは脱Ｃｒ層が浅い場合の合金元素の濃度の分布を模式的に示す図である。図１Ａ及び図１Ｂでは、合金元素の濃度を色の濃さ（ドットの大きさ）で示しており、色が濃い（ドットが大きい）ほど合金元素の濃度が高いことを示す。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、脱Ｃｒ層内の合金元素の濃度は一様ではなく、酸化スケール直下で合金元素の濃度が大きく低下し、内層に向かって母材（酸化スケールの影響を受けていない部分を指す。以下同じ。）の合金元素の濃度に近づく分布を有している。
図２は、鋼管表面近傍のＣｒ濃度の分布を模式的に示す図である。図中Ａ線はＣｒ含有量が高い鋼管に低温・短時間の熱処理を実施したときのＣｒ濃度の分布である。以下同様に、Ｂ線はＣｒ含有量が高い鋼管に中程度の温度・中程度の時間の熱処理を実施したとき、Ｃ線はＣｒ含有量が高い鋼管に高温・長時間の熱処理を実施したとき、Ｄ線はＣｒ含有量が低い鋼管に低温・短時間の熱処理を実施したとき、Ｅ線はＣｒ含有量が低い鋼管に中程度の温度・中程度の時間の熱処理を実施したとき、Ｆ線はＣｒ含有量が低い鋼管に高温・長時間の熱処理を実施したときのＣｒ濃度の分布である。
例えばＣｒ含有量が高い鋼管に低温・短時間の熱処理を実施したとき（図２のＡ線）、酸化スケール直下のＣｒ濃度は高くなり、脱Ｃｒ層の深さは浅くなる。反対に、Ｃｒ含有量が低い鋼管に高温・長時間の熱処理を実施したとき（図２のＦ線）、酸化スケール直下のＣｒ濃度は低くなり、脱Ｃｒ層の深さは深くなる。
酸洗で除去すべき脱Ｃｒ層は、図２でハッチングを付した合金濃度変化層である。この脱Ｃｒ層に含まれるＣｒ量は、母材のＣｒ含有量を％Ｃｒ、鋼管の表面Ｃｒ濃度を％Ｃｒ１、脱Ｃｒ層深さをｄ１として、（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５に比例する。ここで、表面Ｃｒ濃度％Ｃｒ１及び脱Ｃｒ層深さｄ１の各々は、母材の化学組成、熱処理の温度Ｔ１、及び熱処理の時間ｔ１の関数である。
一方、酸洗の強さは、酸溶液の水素イオン濃度Ｃ２、温度Ｔ２、及び浸漬時間ｔ２の関数である。
本発明者らは、種々の条件で熱処理と酸洗とを実施し、熱処理条件と適切な酸洗条件との関係を明らかにした。具体的には、下記の式から算出される脱Ｃｒ指数Ｊと酸洗指数Ｌとが、Ｊ≦Ｌ＜Ｊ＋２３０の関係を満たすように酸洗を実施すれば、脱Ｃｒ層を適切に除去できることを明らかにした。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１及びＴ２の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１及びＴ２の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。
以上の知見に基づいて、本発明は完成された。以下、本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法を詳述する。
［ステンレス鋼管の製造方法］
図３は、本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法のフロー図である。本実施形態によるステンレス鋼管の製造方法は、素管を準備する工程（ステップＳ１）と、素管の酸化スケールを除去する工程（ステップＳ２）と、素管を酸洗する工程（ステップＳ３）とを備えている。以下、各工程を詳述する。
図３は、本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法のフロー図である。本実施形態によるステンレス鋼管の製造方法は、素管を準備する工程（ステップＳ１）と、素管の酸化スケールを除去する工程（ステップＳ２）と、素管を酸洗する工程（ステップＳ３）とを備えている。以下、各工程を詳述する。
［準備工程］
以下に説明する化学組成を有し、所定の条件で熱処理された素管を準備する（ステップＳ１）。以下の説明において、元素の含有量の「％」は、質量％を意味する。
以下に説明する化学組成を有し、所定の条件で熱処理された素管を準備する（ステップＳ１）。以下の説明において、元素の含有量の「％」は、質量％を意味する。
Ｃ：０．００１～０．０５０％
炭素（Ｃ）は、溶接時に溶接熱影響部（ＨＡＺ）においてＣｒ炭化物として析出し、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性を低下させる。一方、Ｃ含有量を過剰に制限すると製造コストが増加する。そのため、Ｃ含有量は０．００１～０．０５０％である。Ｃ含有量の下限は、好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．００８％である。Ｃ含有量の上限は、好ましくは０．０３０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。
炭素（Ｃ）は、溶接時に溶接熱影響部（ＨＡＺ）においてＣｒ炭化物として析出し、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性を低下させる。一方、Ｃ含有量を過剰に制限すると製造コストが増加する。そのため、Ｃ含有量は０．００１～０．０５０％である。Ｃ含有量の下限は、好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．００８％である。Ｃ含有量の上限は、好ましくは０．０３０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。
Ｓｉ：０．０５～１．００％
シリコン（Ｓｉ）は、鋼を脱酸する。一方、Ｓｉ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｓｉ含有量は０．０５～１．００％である。Ｓｉ含有量の下限は、好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の上限は、好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。
シリコン（Ｓｉ）は、鋼を脱酸する。一方、Ｓｉ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｓｉ含有量は０．０５～１．００％である。Ｓｉ含有量の下限は、好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の上限は、好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。
Ｍｎ：０．０５～１．００％
マンガン（Ｍｎ）は、鋼の強度を向上させる。一方、Ｍｎ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は０．０５～１．００％である。Ｍｎ含有量の下限は、好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｍｎ含有量の上限は、好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。
マンガン（Ｍｎ）は、鋼の強度を向上させる。一方、Ｍｎ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は０．０５～１．００％である。Ｍｎ含有量の下限は、好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｍｎ含有量の上限は、好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。
Ｐ：０．０３０％以下
リン（Ｐ）は不純物である。Ｐは、鋼の耐ＳＣＣ性を低下させる。そのため、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量は、好ましくは０．０２５％以下である。
リン（Ｐ）は不純物である。Ｐは、鋼の耐ＳＣＣ性を低下させる。そのため、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量は、好ましくは０．０２５％以下である。
Ｓ：０．００２０％以下
硫黄（Ｓ）は不純物である。Ｓは、鋼の熱間加工性を低下させる。そのため、Ｓ含有量は０．００２０％以下である。
硫黄（Ｓ）は不純物である。Ｓは、鋼の熱間加工性を低下させる。そのため、Ｓ含有量は０．００２０％以下である。
Ｃｕ： ０．５０％未満
銅（Ｃｕ）は不純物である。そのため、Ｃｕ含有量は０．５０％未満である。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０％以下であり、さらに好ましくは０．０８％以下である。
銅（Ｃｕ）は不純物である。そのため、Ｃｕ含有量は０．５０％未満である。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０％以下であり、さらに好ましくは０．０８％以下である。
Ｃｒ：１１．５０～１４．００％未満
クロム（Ｃｒ）は、鋼の耐炭酸ガス腐食性を向上させる。一方、Ｃｒ含有量が高すぎると、鋼の靱性及び熱間加工性が低下する。そのため、Ｃｒ含有量は１１．５０～１４．００％未満である。Ｃｒ含有量の下限は、好ましくは１２．００％であり、さらに好ましくは１２．５０％である。Ｃｒ含有量の上限は、好ましくは１３．５０％であり、さらに好ましくは１３．２０％である。
クロム（Ｃｒ）は、鋼の耐炭酸ガス腐食性を向上させる。一方、Ｃｒ含有量が高すぎると、鋼の靱性及び熱間加工性が低下する。そのため、Ｃｒ含有量は１１．５０～１４．００％未満である。Ｃｒ含有量の下限は、好ましくは１２．００％であり、さらに好ましくは１２．５０％である。Ｃｒ含有量の上限は、好ましくは１３．５０％であり、さらに好ましくは１３．２０％である。
Ｎｉ：５．００％超～７．００％
ニッケル（Ｎｉ）は、オーステナイト形成元素であり、鋼の組織をマルテンサイトにするために含有される。一方、Ｎｉ含有量が高すぎると、鋼の強度が低下する。そのため、Ｎｉ含有量は５．００％超～７．００％である。Ｎｉ含有量の下限は、好ましくは５．５０％であり、さらに好ましくは５．８０％であり、より好ましくは６．００％である。Ｎｉ含有量の上限は、好ましくは６．８０％であり、さらに好ましくは６．６０％である。
ニッケル（Ｎｉ）は、オーステナイト形成元素であり、鋼の組織をマルテンサイトにするために含有される。一方、Ｎｉ含有量が高すぎると、鋼の強度が低下する。そのため、Ｎｉ含有量は５．００％超～７．００％である。Ｎｉ含有量の下限は、好ましくは５．５０％であり、さらに好ましくは５．８０％であり、より好ましくは６．００％である。Ｎｉ含有量の上限は、好ましくは６．８０％であり、さらに好ましくは６．６０％である。
Ｍｏ：１．００％超～３．００％
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼の耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる。Ｍｏはさらに、溶接時に炭化物を形成してＣｒ炭化物の析出を妨げ、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性の低下を抑制する。一方、Ｍｏ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｍｏ含有量は１．００％超～３．００％である。Ｍｏ含有量の下限は、好ましくは１．５０％であり、さらに好ましくは１．８０％である。Ｍｏ含有量の上限は、好ましくは２．８０％であり、さらに好ましくは２．６０％である。
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼の耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる。Ｍｏはさらに、溶接時に炭化物を形成してＣｒ炭化物の析出を妨げ、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性の低下を抑制する。一方、Ｍｏ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｍｏ含有量は１．００％超～３．００％である。Ｍｏ含有量の下限は、好ましくは１．５０％であり、さらに好ましくは１．８０％である。Ｍｏ含有量の上限は、好ましくは２．８０％であり、さらに好ましくは２．６０％である。
Ｔｉ：０．０２～０．５０％
チタン（Ｔｉ）は、溶接時に炭化物を形成してＣｒ炭化物の析出を妨げ、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性の低下を抑制する。一方、Ｔｉ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｔｉ含有量は０．０２～０．５０％である。Ｔｉ含有量の下限は、好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％である。Ｔｉ含有量の上限は、好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％である。
チタン（Ｔｉ）は、溶接時に炭化物を形成してＣｒ炭化物の析出を妨げ、ＨＡＺの耐ＳＣＣ性の低下を抑制する。一方、Ｔｉ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｔｉ含有量は０．０２～０．５０％である。Ｔｉ含有量の下限は、好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％である。Ｔｉ含有量の上限は、好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３０％である。
Ａｌ：０．００１～０．１００％
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。一方、Ａｌ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ａｌ含有量は０．００１～０．１００％である。Ａｌ含有量の下限は、好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ａｌ含有量の上限は、好ましくは０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０６０％である。本明細書におけるＡｌ含有量は、酸可溶Ａｌ（いわゆるＳｏｌ．Ａｌ）の含有量を意味する。
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。一方、Ａｌ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ａｌ含有量は０．００１～０．１００％である。Ａｌ含有量の下限は、好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ａｌ含有量の上限は、好ましくは０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０６０％である。本明細書におけるＡｌ含有量は、酸可溶Ａｌ（いわゆるＳｏｌ．Ａｌ）の含有量を意味する。
Ｃａ：０．０００１～０．００４０％
カルシウム（Ｃａ）は、鋼の熱間加工性を向上させる。一方、Ｃａ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｃａ含有量は０．０００１～０．００４０％である。Ｃａ含有量の下限は、好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００８％である。Ｃａ含有量の上限は、好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。
カルシウム（Ｃａ）は、鋼の熱間加工性を向上させる。一方、Ｃａ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｃａ含有量は０．０００１～０．００４０％である。Ｃａ含有量の下限は、好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００８％である。Ｃａ含有量の上限は、好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。
Ｎ：０．０００１～０．０２００％未満
窒素（Ｎ）は、窒化物を形成して鋼の靱性を低下させる。一方、Ｎ含有量を過剰に制限すると製造コストが増加する。そのため、Ｎ含有量は０．０００１～０．０２００％未満である。Ｎ含有量の下限は、好ましくは０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｎ含有量の上限は、好ましくは０．０１００％である。
窒素（Ｎ）は、窒化物を形成して鋼の靱性を低下させる。一方、Ｎ含有量を過剰に制限すると製造コストが増加する。そのため、Ｎ含有量は０．０００１～０．０２００％未満である。Ｎ含有量の下限は、好ましくは０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｎ含有量の上限は、好ましくは０．０１００％である。
素管の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物である。ここでいう不純物は、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップから混入される元素、あるいは製造過程の環境等から混入される元素をいう。
素管の化学組成は、Ｆｅの一部に代えて、Ｖ、Ｎｂ、及びＣｏからなる群から選択される１種又は２種以上の元素を含有してもよい。Ｖ、Ｎｂ、及びＣｏは、すべて選択元素である。すなわち、素管の化学組成は、Ｖ、Ｎｂ、及びＣｏの一部又は全部を含有していなくてもよい。
Ｖ：０～０．５００％
バナジウム（Ｖ）は、鋼の強度を向上させる。Ｖが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｖ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｖ含有量は０～０．５００％である。Ｖ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、より好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくはは０．０２０％である。Ｖ含有量の上限は、好ましくは０．３００％であり、より好ましくは０．２００％である。
バナジウム（Ｖ）は、鋼の強度を向上させる。Ｖが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｖ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｖ含有量は０～０．５００％である。Ｖ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、より好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくはは０．０２０％である。Ｖ含有量の上限は、好ましくは０．３００％であり、より好ましくは０．２００％である。
Ｎｂ：０～０．５００％
ニオブ（Ｎｂ）は、鋼の強度を向上させる。Ｎｂが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｎｂ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｎｂ含有量は０～０．５００％である。Ｎｂ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、より好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ｎｂ含有量の上限は、好ましくは０．３００％であり、より好ましくは０．２００％である。
ニオブ（Ｎｂ）は、鋼の強度を向上させる。Ｎｂが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｎｂ含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。そのため、Ｎｂ含有量は０～０．５００％である。Ｎｂ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、より好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ｎｂ含有量の上限は、好ましくは０．３００％であり、より好ましくは０．２００％である。
Ｃｏ：０～０．５００％
コバルト（Ｃｏ）は、オーステナイト形成元素であり、鋼の組織をマルテンサイトにするために含有させてもよい。Ｃｏが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｃｏ含有量が高すぎると、鋼の強度が低下する。そのため、Ｃｏ含有量は０～０．５００％である。Ｃｏ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、より好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ｃｏ含有量の上限は、好ましくは０．３５０％であり、より好ましくは０．３００％であり、さらに好ましくは０．２８０％である。
コバルト（Ｃｏ）は、オーステナイト形成元素であり、鋼の組織をマルテンサイトにするために含有させてもよい。Ｃｏが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ｃｏ含有量が高すぎると、鋼の強度が低下する。そのため、Ｃｏ含有量は０～０．５００％である。Ｃｏ含有量の下限は、好ましくは０．００１％であり、より好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ｃｏ含有量の上限は、好ましくは０．３５０％であり、より好ましくは０．３００％であり、さらに好ましくは０．２８０％である。
素管は、これに限定されないが、例えば以下のように製造することができる。
上述した素管と同じ化学組成を有する素材を準備する（ステップＳ１－１）。例えば、上述した化学組成を有する鋼を溶製し、連続鋳造又は分塊圧延を実施してビレットにする。連続鋳造又は分塊圧延に加えて、熱間加工や冷間加工、熱処理等を実施してもよい。
素材を熱間加工して素管を製造する（ステップＳ１－２）。熱間加工は例えば、マンネスマン法やユジーン・セジュルネ法である。
熱間加工された素管を焼入れする（ステップＳ１－３）。焼入れは、直接焼入れ、インライン焼入れ、及び再加熱焼入れのいずれでもよい。直接焼入れとは、熱間加工後の高温の素管をそのまま急冷する熱処理である。インライン焼入れとは、熱間加工後の素管を補熱炉で加熱した後、急冷する熱処理である。再加熱焼入れとは、熱間加工後の素管を一旦室温付近まで冷却した後、Ａｃ３点以上の温度に再加熱してから急冷する熱処理である。
焼入れ温度（急冷直前の素管の温度）は、好ましくは８５０～１０００℃である。急冷時の冷却速度は、好ましくは３００℃／分以上である。
焼入れがされた素管を焼戻しする（ステップＳ１－４）。具体的には、素管を５４０～７１０℃の温度である温度Ｔ１において、５～１８０分の範囲の時間である時間ｔ１の間保持した後、冷却する。なお、時間ｔ１は、素管の肉厚中央位置における温度が温度Ｔ１に到達してからの保持時間である。
焼戻しは、焼入れ工程（ステップＳ１－３）で生じた歪みを除去するとともに、鋼管の機械的特性を調整するために実施される。一般的に、温度Ｔ１を高くするほど、あるいは、時間ｔ１を長くするほど、鋼管の強度は低くなり、靱性は向上する。温度Ｔ１及び時間ｔ１は、要求される機械的特性に応じて決定される。
温度Ｔ１が５４０～７１０℃の範囲を外れると、１３％Ｃｒ鋼管に要求される機械的特性を満たすのが困難になる。温度Ｔ１の下限は、好ましくは５５０℃である。温度Ｔ１の上限は、好ましくは７００℃である。
時間ｔ１が５分未満の場合も、１３％Ｃｒ鋼管に要求される機械的特性を満たすのが困難になる。時間ｔ１が１８０分を超えると、製造効率が低下することに加え、脱Ｃｒ層を適切に除去することが困難になる。時間ｔ１の下限は、好ましくは１０分であり、より好ましくは１５分であり、さらに好ましくは３０分である。時間ｔ１の上限は、好ましくは１５０分であり、さらに好ましくは１２０分である。
［酸化スケール除去工程］
焼戻し工程で発生した酸化スケールを除去する（ステップＳ２）。酸化スケールの除去は例えば、サンドブラストやショットブラスト等によって行うことができる。酸化スケール除去工程（ステップＳ２）は任意の工程であり、この工程は省略してもよい。酸化スケール除去工程を実施すれば、次の酸洗工程（ステップＳ３）で使用する酸溶液の劣化を抑制することができる。
焼戻し工程で発生した酸化スケールを除去する（ステップＳ２）。酸化スケールの除去は例えば、サンドブラストやショットブラスト等によって行うことができる。酸化スケール除去工程（ステップＳ２）は任意の工程であり、この工程は省略してもよい。酸化スケール除去工程を実施すれば、次の酸洗工程（ステップＳ３）で使用する酸溶液の劣化を抑制することができる。
［酸洗工程］
素管を酸洗する（ステップＳ３）。具体的には、素管を、水素イオン濃度Ｃ２、温度Ｔ２の酸溶液に時間ｔ２の間浸漬する。
素管を酸洗する（ステップＳ３）。具体的には、素管を、水素イオン濃度Ｃ２、温度Ｔ２の酸溶液に時間ｔ２の間浸漬する。
酸洗に用いる酸の種類は特に限定されない。例えば硫酸や塩酸、硝酸を用いることができるが、硫酸が特に好ましい。２種以上の酸を混合した溶液を用いてもよい。酸溶液は、これに限定されないが、通常は水溶液が用いられる。
酸溶液の水素イオン濃度Ｃ２は、これに限定されないが、例えば１．００～６．００ｍｏｌ／ｋｇである。これは硫酸の場合、約５～３０質量％に相当する。水素イオン濃度Ｃ２の下限は、好ましくは２．００ｍｏｌ／ｋｇであり、さらに好ましくは２．５０ｍｏｌ／ｋｇである。水素イオン濃度Ｃ２の上限は、好ましくは５．１０ｍｏｌ／ｋｇであり、さらに好ましくは４．５０ｍｏｌ／ｋｇである。
酸溶液の温度Ｔ２は、これに限定されないが、例えば２５～８０℃である。温度Ｔ２の下限は、好ましくは３０℃であり、さらに好ましくは４０℃である。温度Ｔ２の上限は、好ましくは７０℃であり、さらに好ましくは６５℃である。
酸溶液に浸漬する時間ｔ２は、これに限定されないが、例えば１０～９０分である。時間ｔ２の下限は、好ましくは２０分であり、さらに好ましくは３０分である。時間ｔ２の上限は、好ましくは６０分であり、さらに好ましくは５０分である。素管を酸溶液に複数回浸漬する場合、時間ｔ２は合計の浸漬時間である。
このとき、以下に説明する脱Ｃｒ指数Ｊと酸洗指数Ｌとが、Ｊ≦Ｌ＜Ｊ＋２３０の関係を満たすようにする。
［脱Ｃｒ指数Ｊ］
脱Ｃｒ指数Ｊは、脱Ｃｒ層に含まれるＣｒ量の指標である。脱Ｃｒ層に含まれるＣｒ量は、実施形態の冒頭で説明したとおり、素管の化学組成及び焼戻しの条件に依存する。脱Ｃｒ指数Ｊは、具体的には下記の式で表される。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
ここで、％Ｃｒは素管のＣｒ含有量（質量％）、％Ｃｒ１は表面Ｃｒ濃度（質量％）、ｄ１は脱Ｃｒ層深さ（ｍｍ）である。
脱Ｃｒ指数Ｊは、脱Ｃｒ層に含まれるＣｒ量の指標である。脱Ｃｒ層に含まれるＣｒ量は、実施形態の冒頭で説明したとおり、素管の化学組成及び焼戻しの条件に依存する。脱Ｃｒ指数Ｊは、具体的には下記の式で表される。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
ここで、％Ｃｒは素管のＣｒ含有量（質量％）、％Ｃｒ１は表面Ｃｒ濃度（質量％）、ｄ１は脱Ｃｒ層深さ（ｍｍ）である。
表面Ｃｒ濃度％Ｃｒ１（質量％）は、素管のＣｒ含有量％Ｃｒ（質量％）と酸化スケール生成によるＣｒ減量％Ｃｒ２（質量％）との差から求めることができる。
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
Ｃｒ減量％Ｃｒ２（質量％）は、素管の化学組成、焼戻しの温度Ｔ１（℃）及び時間ｔ１（秒）の関数であり、具体的には下記の式で表される。
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ここで、Ｒは気体定数、Ａは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊが代入される。
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ここで、Ｒは気体定数、Ａは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊが代入される。
ｈ０は素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量によって定まる係数であり、具体的には下記の式で表される。
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ここで、％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ここで、％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。
脱Ｃｒ層深さｄ１（ｍｍ）は、拡散係数Ｄ１及び時間ｔ１（秒）によって下記のように表される。
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
拡散係数Ｄ１は、温度Ｔ１（℃）の関数であり、具体的には下記の式で表される。
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
ここで、Ｒは気体定数、Ｑは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
ここで、Ｒは気体定数、Ｑは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。
Ｄ０は素管のＣｒ含有量によって定まる係数であり、具体的には下記の式で表される。
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
ここで、％Ｃｒには素管のＣｒ含有量が質量％で代入される。
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
ここで、％Ｃｒには素管のＣｒ含有量が質量％で代入される。
以上をまとめると、脱Ｃｒ指数Ｊは、下記の式から算出することができる。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒である。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒である。
［酸洗指数Ｌ］
酸洗指数Ｌは、酸洗の強さの指標であり、具体的には、下記の式で表される。
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
Ｔ２の単位は℃であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。
酸洗指数Ｌは、酸洗の強さの指標であり、具体的には、下記の式で表される。
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
Ｔ２の単位は℃であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。
脱Ｃｒ指数Ｊと酸洗指数Ｌとが、Ｊ≦Ｌ＜Ｊ＋２３０の関係を満たすように酸洗を実施すれば、脱Ｃｒ層が適切に除去されたステンレス鋼管が得られる。Ｊ≦Ｌは酸洗不足とならないための条件であり、Ｌ＜Ｊ＋２３０は過酸洗にならないための条件である。
酸洗指数Ｌを脱Ｃｒ指数Ｊと等しくすれば、理論的には脱Ｃｒ層を除去することができる。一方、品質を安定化させるためには、ある程度のマージンを設けておくことが好ましい。酸洗指数Ｌの下限は、好ましくはＪ＋１０であり、より好ましくはＪ＋１５であり、さらに好ましくはＪ＋２０である。
酸洗指数Ｌが脱Ｃｒ指数Ｊ＋２３０未満であれば、過酸洗により鋼管の表面性状にムラが生じることを抑制できる。一方、生産効率の観点からは、酸洗指数Ｌはできるだけ小さくすることが好ましい。酸洗指数Ｌの上限は、好ましくはＪ＋２００であり、より好ましくはＪ＋１５０であり、さらに好ましくはＪ＋１００である。
なお、酸洗は２回以上に分けて実施してもよい。この場合、１回目の酸洗と２回目の酸洗とで、酸の種類や濃度、温度等の条件を変えてもよい。この場合の酸洗指数は、１回目の酸洗による酸洗指数と、２回目の酸洗による酸洗指数との和となる。
以上、本発明の一実施形態によるステンレス鋼管の製造方法を説明した。本実施形態によれば、脱Ｃｒ層が適切に除去されたステンレス鋼管が得られる。
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されない。
表１に示す化学組成を有する鋼を溶製し、熱間鍛造及び熱間圧延を実施して試験材を製造した。
製造した試験材に焼入れ焼戻しの熱処理を実施した。具体的には、９００℃から室温まで水冷する焼入れをした後、表２に示す温度Ｔ１において時間ｔ１の間保持した後冷却する焼戻しを実施した。続いて、表２に示す条件で酸洗を実施した。
酸洗後の各試験材から、表面を含む幅１０ｍｍ×長さ７５ｍｍ×厚さ２ｍｍの４点曲げ試験片を採取し、ＳＣＣ試験を実施した。具体的には、１０ａｔｍのＣＯ２を封入したオートクレーブ内で、各試験片に実降伏応力（０．２％耐力）と等しい大きさの応力を加えた状態で試験液に浸漬した。試験液は１０質量％ＮａＣｌ水溶液、試験温度は１７０℃とした。７２０時間後、試験片を光学顕微鏡で観察し、割れ（ＳＣＣ）の有無を調査した。
試験結果を表２に示す。なお表２の脱Ｃｒ深さｄ１及び表面Ｃｒ濃度％Ｃｒ１はいずれも計算値である。
試験番号１、５～８、１２、１３、１５、１６、及び１８～２１の試験材は、脱Ｃｒ指数Ｊと酸洗指数Ｌとが、Ｊ≦Ｌ＜Ｊ＋２３０の関係を満たしていた。これらの試験材は、酸洗レベルが適正であり、ＳＣＣが発生しなかった。
試験番号３、４、９、１４及び１７の試験材では、ＳＣＣが発生した。これは、脱Ｃｒの程度に対して、酸洗が不十分であったためと考えられる。
試験番号２、１０、及び１１の試験材は、表面に色ムラが観察された。これは、脱Ｃｒの程度に対して、酸洗が過剰であったためと考えられる。
以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
本発明は、ステンレス鋼管の製造方法に適用されるが、好ましくはマルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法に適用可能であり、さらに好ましくはマルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法に適用可能である。
Claims (4)
- 質量％で、
Ｃ ：０．００１～０．０５０％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～１．００％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｓ ：０．００２０％以下、
Ｃｕ：０．５０％未満、
Ｃｒ：１１．５０～１４．００％未満、
Ｎｉ：５．００％超～７．００％、
Ｍｏ：１．００％超～３．００％、
Ｔｉ：０．０２～０．５０％、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｃａ：０．０００１～０．００４０％、
Ｎ ：０．０００１～０．０２００％未満、
Ｖ ：０～０．５００％、
Ｎｂ：０～０．５００％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
残部：Ｆｅ及び不純物である化学組成を有し、
５４０～７１０℃の温度である温度Ｔ１において、５～１８０分の時間である時間ｔ１の間保持した後冷却する焼戻しがされた素管を準備する準備工程と、
前記素管を、水素イオン濃度Ｃ２、温度Ｔ２の酸溶液に時間ｔ２の間浸漬する酸洗工程とを備え、
下記の式から算出される脱Ｃｒ指数Ｊと酸洗指数Ｌとが、Ｊ≦Ｌ＜Ｊ＋２３０の関係を満たす、ステンレス鋼管の製造方法。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１及びＴ２の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。 - 質量％で、
Ｃ ：０．００１～０．０５０％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～１．００％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｓ ：０．００２０％以下、
Ｃｕ：０．５０％未満、
Ｃｒ：１１．５０～１４．００％未満、
Ｎｉ：５．００％超～７．００％、
Ｍｏ：１．００％超～３．００％、
Ｔｉ：０．０２～０．５０％、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｃａ：０．０００１～０．００４０％、
Ｎ ：０．０００１～０．０２００％未満、
Ｖ ：０～０．５００％、
Ｎｂ：０～０．５００％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
残部：Ｆｅ及び不純物である化学組成を有し、
焼入れがされた素管を準備する準備工程と、
前記素管に、５４０～７１０℃の温度である温度Ｔ１において、５～１８０分の時間である時間ｔ１の間保持した後冷却する焼戻しをする焼戻し工程と、
前記焼戻しがされた素管を、水素イオン濃度Ｃ２、温度Ｔ２の酸溶液に時間ｔ２の間浸漬する酸洗工程とを備え、
下記の式から算出される脱Ｃｒ指数Ｊと酸洗指数Ｌとが、Ｊ≦Ｌ＜Ｊ＋２３０の関係を満たす、ステンレス鋼管の製造方法。
Ｊ＝（％Ｃｒ＋％Ｃｒ１）×ｄ１×０．５×１０００
Ｌ＝Ｃ２×（Ｔ２＋２７３）２×ｔ２／１０００００
ただし、
％Ｃｒ１＝％Ｃｒ－％Ｃｒ２
％Ｃｒ２＝ｔ１ ０．５×ｈ０×ｅｘｐ（－Ａ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））×１００
ｈ０＝１／（４×％Ｃｒ２＋３×％Ｎｉ２＋（％Ｍｏ＋％Ｃｕ）２）
ｄ１＝（２×Ｄ１×ｔ１）０．５
Ｄ１＝Ｄ０×ｅｘｐ（－Ｑ／（Ｒ×（Ｔ１＋２７３）））
Ｄ０＝１０－１１×（４－２０×％Ｃｒ＋１５０×％Ｃｒ２）
上記の各式において、Ｒは気体定数、Ｑ及びＡは活性化エネルギーであり、Ｒ＝８．３１Ｊ／Ｋ、Ａ＝５０００Ｊ、Ｑ＝２１０００Ｊが代入される。％Ｃｒ、％Ｎｉ、％Ｍｏ、及び％Ｃｕにはそれぞれ前記素管のＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＣｕの含有量が質量％で代入される。Ｔ１及びＴ２の単位は℃であり、ｔ１の単位は秒であり、ｔ２の単位は分であり、Ｃ２の単位はｍｏｌ／ｋｇである。 - 請求項２に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
前記準備工程は、
請求項２に記載の化学組成を有する素材を準備する素材準備工程と、
前記素材を熱間加工して前記素管を製造する熱間加工工程と、
前記製造された素管に焼入れをする焼入れ工程とを含む、ステンレス鋼管の製造方法。 - 請求項１～３のいずれか一項に記載のステンレス鋼管の製造方法であって、
前記化学組成は、質量％で、
Ｖ ：０．００１～０．５００％、
Ｎｂ：０．００１～０．５００％、及び
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
からなる群から選択される１種又は２種以上の元素を含有する、ステンレス鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019136194A JP7200869B2 (ja) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | ステンレス鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019136194A JP7200869B2 (ja) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | ステンレス鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021021087A JP2021021087A (ja) | 2021-02-18 |
| JP7200869B2 true JP7200869B2 (ja) | 2023-01-10 |
Family
ID=74574666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019136194A Active JP7200869B2 (ja) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | ステンレス鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7200869B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348610A (ja) | 2001-05-22 | 2002-12-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
| JP2013189709A (ja) | 2012-02-15 | 2013-09-26 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 耐スケール剥離性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 |
| WO2017038178A1 (ja) | 2015-08-28 | 2017-03-09 | 新日鐵住金株式会社 | ステンレス鋼管及びその製造方法 |
| WO2018181404A1 (ja) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイトステンレス鋼材 |
| WO2019065116A1 (ja) | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3567717B2 (ja) * | 1998-02-23 | 2004-09-22 | 住友金属工業株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法 |
| JP3852248B2 (ja) * | 1999-07-15 | 2006-11-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
| JP6805639B2 (ja) * | 2016-08-29 | 2020-12-23 | 日本製鉄株式会社 | ステンレス鋼管の製造方法 |
-
2019
- 2019-07-24 JP JP2019136194A patent/JP7200869B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348610A (ja) | 2001-05-22 | 2002-12-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
| JP2013189709A (ja) | 2012-02-15 | 2013-09-26 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 耐スケール剥離性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 |
| WO2017038178A1 (ja) | 2015-08-28 | 2017-03-09 | 新日鐵住金株式会社 | ステンレス鋼管及びその製造方法 |
| WO2018181404A1 (ja) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイトステンレス鋼材 |
| WO2019065116A1 (ja) | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021021087A (ja) | 2021-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101437973B (zh) | 油井管用马氏体类无缝不锈钢管及其制造方法 | |
| JP5880788B2 (ja) | 高強度油井用鋼材および油井管 | |
| JP6103156B2 (ja) | 低合金油井用鋼管 | |
| WO2018131412A1 (ja) | 二相ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JP6482074B2 (ja) | 二相ステンレス鋼板とその製造方法 | |
| JP7036238B2 (ja) | サワー環境での使用に適した鋼材 | |
| EP3438306B1 (en) | Ni-fe-cr alloy | |
| CN108431246B (zh) | 油井用不锈钢管的制造方法及油井用不锈钢管 | |
| JP6394809B2 (ja) | ラインパイプ用鋼管及びその製造方法 | |
| JPH03229839A (ja) | ２相ステンレス鋼およびその鋼材の製造方法 | |
| JPH02243740A (ja) | 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼材とその製造方法 | |
| JP7200869B2 (ja) | ステンレス鋼管の製造方法 | |
| JPH04224659A (ja) | マルテンサイト系継目無鋼管とその製造方法 | |
| US10329645B2 (en) | Steel for carburizing or carbonitriding use | |
| JP7036237B2 (ja) | サワー環境での使用に適した鋼材 | |
| JP6482075B2 (ja) | 溶接二相ステンレス鋼管とその製造方法 | |
| JP7135485B2 (ja) | 浸炭用鋼及び部品 | |
| JPH05171361A (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼と製造方法 | |
| JP7277751B2 (ja) | ステンレス鋼管の製造方法 | |
| JP7323784B2 (ja) | ステンレス鋼管の製造方法 | |
| JP7215369B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 | |
| JP7465955B2 (ja) | 拡管加工性が向上した低Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 | |
| JPH07150251A (ja) | 熱間加工性および耐食性に優れた高靭性マルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法 | |
| JP5835079B2 (ja) | フェライト系耐熱鋼の製造方法 | |
| JPH10212520A (ja) | ２．２５Ｃｒ鋼の軟化熱処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220303 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221117 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221122 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221205 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7200869 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |