JPH0873941A - 電縫鋼管の熱処理方法 - Google Patents
電縫鋼管の熱処理方法Info
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- JPH0873941A JPH0873941A JP24233894A JP24233894A JPH0873941A JP H0873941 A JPH0873941 A JP H0873941A JP 24233894 A JP24233894 A JP 24233894A JP 24233894 A JP24233894 A JP 24233894A JP H0873941 A JPH0873941 A JP H0873941A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン部分の
硬度上昇部分の残存を防止する。 【構成】 少なくともＣ：０．０３〜０．０９％、Ｓ
ｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：１．２０％以上を含有し、
かつＴｉ：０．０２〜０．０６％、Ｎｂ：０．０２〜
０．０８％、Ｖ：０．０２〜０．０４％のうち少なくと
も１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなる鋼板を素材とする電縫鋼管の製造において、溶
接後の電縫溶接部をインダクションヒータによりＡｃ3
変態点以上に加熱、水冷したのち、軸心を偏心させた複
数のインダクションヒータによりＡｃ1変態点以下の温
度に再度加熱して焼戻しする。 【効果】 電縫溶接部を均一な硬度に熱処理することが
可能で、硬度制約規格のものにも対応できる。
硬度上昇部分の残存を防止する。 【構成】 少なくともＣ：０．０３〜０．０９％、Ｓ
ｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：１．２０％以上を含有し、
かつＴｉ：０．０２〜０．０６％、Ｎｂ：０．０２〜
０．０８％、Ｖ：０．０２〜０．０４％のうち少なくと
も１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなる鋼板を素材とする電縫鋼管の製造において、溶
接後の電縫溶接部をインダクションヒータによりＡｃ3
変態点以上に加熱、水冷したのち、軸心を偏心させた複
数のインダクションヒータによりＡｃ1変態点以下の温
度に再度加熱して焼戻しする。 【効果】 電縫溶接部を均一な硬度に熱処理することが
可能で、硬度制約規格のものにも対応できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度、高靭性が要
求されるラインパイプ、油井、ガス井から原油、天然ガ
スの採掘を行うケーシング用の電縫鋼管の熱処理方法に
関する。
求されるラインパイプ、油井、ガス井から原油、天然ガ
スの採掘を行うケーシング用の電縫鋼管の熱処理方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】電縫鋼管は、素材帯鋼を成形ロール群に
より連続的に管状体に成形したのち、溶接すべき帯鋼両
端を一対のコンタクトチップまたは誘導コイルによって
溶接温度まで加熱し、スクイズロールによりその両端を
加圧溶接する。次いで内外面の溶接ビードを切削したの
ち、硬化した溶接部の組織を改善するため、溶接線に沿
って直線的に配置した複数台のポストアニーラと称する
局部熱処理装置によって電縫溶接部を局部的にオーステ
ナイト化温度まで加熱し、引続き空冷ゾーンにおいて電
縫溶接部が４００〜５００℃以下になるまで空冷され、
その後水冷されて直ちにサイザーと称する定形機により
所定の外径、真円度に成形されて製品となる。
より連続的に管状体に成形したのち、溶接すべき帯鋼両
端を一対のコンタクトチップまたは誘導コイルによって
溶接温度まで加熱し、スクイズロールによりその両端を
加圧溶接する。次いで内外面の溶接ビードを切削したの
ち、硬化した溶接部の組織を改善するため、溶接線に沿
って直線的に配置した複数台のポストアニーラと称する
局部熱処理装置によって電縫溶接部を局部的にオーステ
ナイト化温度まで加熱し、引続き空冷ゾーンにおいて電
縫溶接部が４００〜５００℃以下になるまで空冷され、
その後水冷されて直ちにサイザーと称する定形機により
所定の外径、真円度に成形されて製品となる。
【０００３】近年、石油、天然ガスなどの輸送を行うラ
インパイプや油井、ガス井から原油、天然ガスの採掘を
行う油井、ガス井用の電縫鋼管は、深井戸化等の使用環
境の変化等によってますます高強度、高靭性かつ溶接性
に優れたものが要望されており、電縫鋼管素材としても
低Ｃ化、高Ｍｎ化のみならず、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ等の添加
によって細粒化、析出強化を図った素材の適用が不可避
となりつつある。すなわち、電縫鋼管規格として米国石
油協会（ＡＰＩ）により定められたＡＰＩ規格Ｘ６５を
超える高強度材では、上記した低Ｃ化、高Ｍｎ化のみな
らず、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ等の添加によって結晶粒細粒化お
よび合金元素の炭化物の析出強化を図った素材を用いる
必要がある。
インパイプや油井、ガス井から原油、天然ガスの採掘を
行う油井、ガス井用の電縫鋼管は、深井戸化等の使用環
境の変化等によってますます高強度、高靭性かつ溶接性
に優れたものが要望されており、電縫鋼管素材としても
低Ｃ化、高Ｍｎ化のみならず、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ等の添加
によって細粒化、析出強化を図った素材の適用が不可避
となりつつある。すなわち、電縫鋼管規格として米国石
油協会（ＡＰＩ）により定められたＡＰＩ規格Ｘ６５を
超える高強度材では、上記した低Ｃ化、高Ｍｎ化のみな
らず、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ等の添加によって結晶粒細粒化お
よび合金元素の炭化物の析出強化を図った素材を用いる
必要がある。
【０００４】しかし、上記のような素材を用いた電縫鋼
管においては、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．１９％、Ｔ
ｉ：０．０２％、Ｎｂ：０．０２％を含有する鋼中への
Ｍｎ添加率を１．０〜１．３％の範囲で変化させた素材
を用いて製造した電縫鋼管を、Ａｃ3変態点以上に加熱
し、直ちに水冷した場合のＭｎ添加量と熱処理時のピー
ク硬度との関係を示す図６、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：
０．１９％、Ｍｎ：１．２０％、Ｎｂ：０．０２％含有
する鋼中へのＴｉ添加率を０．０１〜０．０３％の範囲
で変化させた素材を用いて製造した電縫鋼管を、Ａｃ3
変態点以上に加熱し、直ちに水冷した場合のＴｉ添加量
と熱処理時のピーク硬度との関係を示す図７（ａ）、
Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．１９％、Ｍｎ：１．２０
％、Ｔｉ：０．０２％含有する鋼中へのＮｂ添加率を
０．０１〜０．０３％の範囲で変化させた素材を用いて
製造した電縫鋼管を、Ａｃ3変態点以上に加熱し、直ち
に水冷した場合のＮｂ添加量と熱処理時のピーク硬度と
の関係を示す図７（ｂ）、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．
１９％、Ｍｎ：１．２０％、Ｔｉ：０．０２％、Ｎｂ：
０．０２％含有する鋼中へのＶ添加率を０．０１〜０．
０３％の範囲で変化させた素材を用いて製造した電縫鋼
管を、Ａｃ3変態点以上に加熱し、直ちに水冷した場合
のＶ添加量と熱処理時のピーク硬度との関係を示す図７
（ｃ）に示すとおり、各元素の添加量により、ポストア
ニーラによる後熱処理部の近傍に硬度急変部分が存在す
る。この電縫溶接部近傍の硬度急変部分は、電縫鋼管内
が部分的に摩耗する選択腐食の原因となる場合が観察さ
れている。
管においては、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．１９％、Ｔ
ｉ：０．０２％、Ｎｂ：０．０２％を含有する鋼中への
Ｍｎ添加率を１．０〜１．３％の範囲で変化させた素材
を用いて製造した電縫鋼管を、Ａｃ3変態点以上に加熱
し、直ちに水冷した場合のＭｎ添加量と熱処理時のピー
ク硬度との関係を示す図６、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：
０．１９％、Ｍｎ：１．２０％、Ｎｂ：０．０２％含有
する鋼中へのＴｉ添加率を０．０１〜０．０３％の範囲
で変化させた素材を用いて製造した電縫鋼管を、Ａｃ3
変態点以上に加熱し、直ちに水冷した場合のＴｉ添加量
と熱処理時のピーク硬度との関係を示す図７（ａ）、
Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．１９％、Ｍｎ：１．２０
％、Ｔｉ：０．０２％含有する鋼中へのＮｂ添加率を
０．０１〜０．０３％の範囲で変化させた素材を用いて
製造した電縫鋼管を、Ａｃ3変態点以上に加熱し、直ち
に水冷した場合のＮｂ添加量と熱処理時のピーク硬度と
の関係を示す図７（ｂ）、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．
１９％、Ｍｎ：１．２０％、Ｔｉ：０．０２％、Ｎｂ：
０．０２％含有する鋼中へのＶ添加率を０．０１〜０．
０３％の範囲で変化させた素材を用いて製造した電縫鋼
管を、Ａｃ3変態点以上に加熱し、直ちに水冷した場合
のＶ添加量と熱処理時のピーク硬度との関係を示す図７
（ｃ）に示すとおり、各元素の添加量により、ポストア
ニーラによる後熱処理部の近傍に硬度急変部分が存在す
る。この電縫溶接部近傍の硬度急変部分は、電縫鋼管内
が部分的に摩耗する選択腐食の原因となる場合が観察さ
れている。
【０００５】前記電縫溶接部の軟化を防止する方法とし
ては、Ｃ：１．０％、Ｍｎ：０．８〜２．０％、Ａｌ：
０．０１〜０．１０％を含有し、かつＮｂ：０．０１〜
０．１０％、Ｖ：０．０１〜０．１５％、Ｔｉ：０．０
１〜０．１０％のうちの少なくとも１種以上を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を素材とし
て電縫鋼管を製造するにあたり、溶接後の電縫溶接部を
オーステナイト温度まで加熱処理したのち、直ちに溶接
部周辺を３０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で２００℃以下
の温度まで強制冷却する方法（特公昭６１−３３７２号
公報）が提案されている。
ては、Ｃ：１．０％、Ｍｎ：０．８〜２．０％、Ａｌ：
０．０１〜０．１０％を含有し、かつＮｂ：０．０１〜
０．１０％、Ｖ：０．０１〜０．１５％、Ｔｉ：０．０
１〜０．１０％のうちの少なくとも１種以上を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を素材とし
て電縫鋼管を製造するにあたり、溶接後の電縫溶接部を
オーステナイト温度まで加熱処理したのち、直ちに溶接
部周辺を３０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で２００℃以下
の温度まで強制冷却する方法（特公昭６１−３３７２号
公報）が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電縫鋼管規格として米
国石油協会（ＡＰＩ）により定められたＡＰＩ規格Ｘ６
５を超える高強度材では、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖに代表
される成分を多く添加した素材が使用される。これらの
素材に対して上記特公昭６１−３３７２号公報等に開示
の熱処理方法を適用した場合には、電縫溶接部の加熱、
水冷後に図８に示すとおり、熱影響部境界ラインＡ1上
に局部的に硬度上昇部分が現れる。その後インダクショ
ンヒータにより再度加熱して焼戻しを行うが、この再加
熱は、従来法によると溶接部中心に施されるため、溶接
部中心から１０〜２０ｍｍ離れた位置に存在する焼入れ
時の熱影響部境界ライン部分は十分な焼戻しが施されな
い。このため、電縫鋼管には、局部的硬度上昇部分が残
存することになり、硬度が客先仕様で制約されている場
合、客先仕様を満足しないという問題が発生する。
国石油協会（ＡＰＩ）により定められたＡＰＩ規格Ｘ６
５を超える高強度材では、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖに代表
される成分を多く添加した素材が使用される。これらの
素材に対して上記特公昭６１−３３７２号公報等に開示
の熱処理方法を適用した場合には、電縫溶接部の加熱、
水冷後に図８に示すとおり、熱影響部境界ラインＡ1上
に局部的に硬度上昇部分が現れる。その後インダクショ
ンヒータにより再度加熱して焼戻しを行うが、この再加
熱は、従来法によると溶接部中心に施されるため、溶接
部中心から１０〜２０ｍｍ離れた位置に存在する焼入れ
時の熱影響部境界ライン部分は十分な焼戻しが施されな
い。このため、電縫鋼管には、局部的硬度上昇部分が残
存することになり、硬度が客先仕様で制約されている場
合、客先仕様を満足しないという問題が発生する。
【０００７】この発明の目的は、前記従来技術の欠点を
解消し、電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン部分の硬
度上昇部分の残存を防止できる電縫鋼管の熱処理方法を
提供することにある。
解消し、電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン部分の硬
度上昇部分の残存を防止できる電縫鋼管の熱処理方法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、電縫溶
接部の加熱、水冷後の電縫溶接部の焼戻しにおいて、軸
心を偏心させた複数のインダクションヒータによりＡｃ
1変態点以下の温度に再度加熱して焼戻すことによっ
て、電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン部分の硬度上
昇部分の残存を防止して母材と同程度の硬度とすること
ができ、電縫溶接部近傍の硬度急変部分の発生を防止で
きることを究明し、この発明に到達した。
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、電縫溶
接部の加熱、水冷後の電縫溶接部の焼戻しにおいて、軸
心を偏心させた複数のインダクションヒータによりＡｃ
1変態点以下の温度に再度加熱して焼戻すことによっ
て、電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン部分の硬度上
昇部分の残存を防止して母材と同程度の硬度とすること
ができ、電縫溶接部近傍の硬度急変部分の発生を防止で
きることを究明し、この発明に到達した。
【０００９】すなわちこの発明は、少なくともＣ：０．
０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：１．
２０％以上を含有し、かつＴｉ：０．０２〜０．０６
％、Ｎｂ：０．０２〜０．０８％、Ｖ：０．０２〜０．
０４％のうち少なくとも１種以上を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなる鋼板を素材とする電縫鋼
管の製造において、溶接後の電縫溶接部をＡｃ3変態点
以上に加熱、水冷したのち、軸心を偏心させた複数のイ
ンダクションヒータによりＡｃ1変態点以下の温度に再
度加熱して焼戻すことを特徴とする電縫鋼管の熱処理方
法である。
０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：１．
２０％以上を含有し、かつＴｉ：０．０２〜０．０６
％、Ｎｂ：０．０２〜０．０８％、Ｖ：０．０２〜０．
０４％のうち少なくとも１種以上を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなる鋼板を素材とする電縫鋼
管の製造において、溶接後の電縫溶接部をＡｃ3変態点
以上に加熱、水冷したのち、軸心を偏心させた複数のイ
ンダクションヒータによりＡｃ1変態点以下の温度に再
度加熱して焼戻すことを特徴とする電縫鋼管の熱処理方
法である。
【００１０】また、少なくともＣ：０．０３〜０．０９
％、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：１．２０％以上を含
有し、かつＴｉ：０．０２〜０．０６％、Ｎｂ：０．０
２〜０．０８％、Ｖ：０．０２〜０．０４％のうち少な
くとも１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不
純物からなる鋼板を素材とする電縫鋼管の製造におい
て、溶接後の電縫溶接部をＡｃ3変態点以上１０２０℃
以下に加熱し、直ちに１５℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で
水冷したのち、電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン±
５ｍｍに軸心を偏心させて設置した複数のインダクショ
ンヒータによりＡｃ1変態点以下の温度に再度加熱して
焼戻すことを特徴とする電縫鋼管の熱処理方法である。
％、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：１．２０％以上を含
有し、かつＴｉ：０．０２〜０．０６％、Ｎｂ：０．０
２〜０．０８％、Ｖ：０．０２〜０．０４％のうち少な
くとも１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不
純物からなる鋼板を素材とする電縫鋼管の製造におい
て、溶接後の電縫溶接部をＡｃ3変態点以上１０２０℃
以下に加熱し、直ちに１５℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で
水冷したのち、電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン±
５ｍｍに軸心を偏心させて設置した複数のインダクショ
ンヒータによりＡｃ1変態点以下の温度に再度加熱して
焼戻すことを特徴とする電縫鋼管の熱処理方法である。
【００１１】
【作用】この発明においては、溶接後の電縫溶接部をＡ
ｃ3変態点以上に加熱、水冷したのち、軸心を偏心させ
た複数のインダクションヒータによりＡｃ1変態点以下
の温度に再度加熱して焼戻すことによって、Ｍｎ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、Ｖに代表される成分を多く添加した素材を用
いた電縫鋼管であっても、焼入れ時に発生する電縫溶接
部近傍の熱影響部境界ライン部分の硬度上昇部分の残存
を防止でき、母材と同程度の硬度分布の均一な電縫鋼管
を製造することができる。
ｃ3変態点以上に加熱、水冷したのち、軸心を偏心させ
た複数のインダクションヒータによりＡｃ1変態点以下
の温度に再度加熱して焼戻すことによって、Ｍｎ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、Ｖに代表される成分を多く添加した素材を用
いた電縫鋼管であっても、焼入れ時に発生する電縫溶接
部近傍の熱影響部境界ライン部分の硬度上昇部分の残存
を防止でき、母材と同程度の硬度分布の均一な電縫鋼管
を製造することができる。
【００１２】また、この発明においては、溶接後の電縫
溶接部をＡｃ3変態点以上１０２０℃以下に加熱し、直
ちに１５℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で水冷したのち、電
縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン上±５ｍｍに軸心を
偏心させて設置した複数のインダクションヒータにより
Ａｃ1変態点以下の温度に再度加熱して焼戻すことによ
って、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖに代表される成分を多く添
加した素材を用いた電縫鋼管であっても、焼入れ時に発
生する電縫溶接部近傍の熱影響部境界ラインの硬度上昇
部分の残存を防止でき、母材と同程度の硬度分布の均一
な電縫鋼管を製造することができる。
溶接部をＡｃ3変態点以上１０２０℃以下に加熱し、直
ちに１５℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で水冷したのち、電
縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン上±５ｍｍに軸心を
偏心させて設置した複数のインダクションヒータにより
Ａｃ1変態点以下の温度に再度加熱して焼戻すことによ
って、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖに代表される成分を多く添
加した素材を用いた電縫鋼管であっても、焼入れ時に発
生する電縫溶接部近傍の熱影響部境界ラインの硬度上昇
部分の残存を防止でき、母材と同程度の硬度分布の均一
な電縫鋼管を製造することができる。
【００１３】この発明の熱処理方法が適用される電縫鋼
管素材の化学成分を限定理由は以下のとおりである。Ｃ
は最も安定して鋼の強度を向上させる元素であるが、Ｃ
量の増大は一般に靭性の低下を招き易く、特にこの発明
の熱処理方法のように水冷を施す場合には、０．０９％
を超えるとその他の化学成分や冷却条件によって電縫溶
接部が硬化し、かえって靭性の低下を招くおそれがあ
り、また、０．０３％未満では安定して強度を向上でき
ないので、０．０３〜０．０９％とした。Ｓｉは鋼中の
脱酸元素として有効な元素であるが、過剰に含有させる
と電縫溶接時にＳｉＯ2成分によるペネトレータ欠陥が
発生し易くなるので、０．３０％以下とした。ＭｎはＣ
と同様に鋼の強度を向上させる元素であって、靭性改善
にも有効であり、ＡＰＩ規格Ｘ６５以上の強度を得るた
めに１．２０％以上必要でり、好ましくは１．２０〜
１．６０％の範囲である。
管素材の化学成分を限定理由は以下のとおりである。Ｃ
は最も安定して鋼の強度を向上させる元素であるが、Ｃ
量の増大は一般に靭性の低下を招き易く、特にこの発明
の熱処理方法のように水冷を施す場合には、０．０９％
を超えるとその他の化学成分や冷却条件によって電縫溶
接部が硬化し、かえって靭性の低下を招くおそれがあ
り、また、０．０３％未満では安定して強度を向上でき
ないので、０．０３〜０．０９％とした。Ｓｉは鋼中の
脱酸元素として有効な元素であるが、過剰に含有させる
と電縫溶接時にＳｉＯ2成分によるペネトレータ欠陥が
発生し易くなるので、０．３０％以下とした。ＭｎはＣ
と同様に鋼の強度を向上させる元素であって、靭性改善
にも有効であり、ＡＰＩ規格Ｘ６５以上の強度を得るた
めに１．２０％以上必要でり、好ましくは１．２０〜
１．６０％の範囲である。
【００１４】さらにこの発明の対象とする電縫鋼管は、
ＡＰＩ規格Ｘ６５相当程度以上の強度を有するものとす
るため、前記各成分以外にＴｉ、Ｎｂ、Ｖのうち少なく
とも１種以上を含有させて、これらの元素による結晶粒
微細化効果と析出効果によって素材強度の向上を図る。
これらの元素の成分限定理由は以下のとおりである。Ｔ
ｉは結晶粒微細化効果と析出効果によって素材強度の向
上に効果があるが、０．０２未満ではその効果が十分で
なく、また、０．０６％を超えると耐食性が損なわれる
ため、０．０２〜０．０６％とした。ＮｂはＴｉ、Ｖと
同様結晶粒微細化効果と析出効果によって素材強度の向
上に効果があるが、０．０２％未満ではその効果が十分
でなく、また、０．０８％を超えると耐食性が損なわれ
るため、０．０２〜０．０８％とした。ＶはＴｉ、Ｎｂ
と同様結晶粒微細化効果と析出効果によって素材強度の
向上に効果があるが、０．０２％未満ではその効果が十
分でなく、また、０．０４％を超えると耐食性が損なわ
れるため、０．０２〜０．０４％とした。
ＡＰＩ規格Ｘ６５相当程度以上の強度を有するものとす
るため、前記各成分以外にＴｉ、Ｎｂ、Ｖのうち少なく
とも１種以上を含有させて、これらの元素による結晶粒
微細化効果と析出効果によって素材強度の向上を図る。
これらの元素の成分限定理由は以下のとおりである。Ｔ
ｉは結晶粒微細化効果と析出効果によって素材強度の向
上に効果があるが、０．０２未満ではその効果が十分で
なく、また、０．０６％を超えると耐食性が損なわれる
ため、０．０２〜０．０６％とした。ＮｂはＴｉ、Ｖと
同様結晶粒微細化効果と析出効果によって素材強度の向
上に効果があるが、０．０２％未満ではその効果が十分
でなく、また、０．０８％を超えると耐食性が損なわれ
るため、０．０２〜０．０８％とした。ＶはＴｉ、Ｎｂ
と同様結晶粒微細化効果と析出効果によって素材強度の
向上に効果があるが、０．０２％未満ではその効果が十
分でなく、また、０．０４％を超えると耐食性が損なわ
れるため、０．０２〜０．０４％とした。
【００１５】この発明において、溶接後の電縫溶接部の
加熱温度をＡｃ3変態点温度以上１０２０℃以下とした
のは、Ａｃ3変態点温度未満ではオーステナイト化でき
ず、また、管外面が１０２０℃を超えると、図２（ａ）
に示すとおり、水冷後管１外面にベイナイト層２が析出
し、図２（ｂ）に示すとおり、靭性の低下を招くためで
ある。また、Ａｃ3変態点温度以上１０２０℃以下に加
熱後の水冷による冷却速度を１５℃／ｓｅｃ以上とした
のは、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍｎ：１．
２０％、Ｎｂ：０．０２％、Ｔｉ：０．０２％を含有す
る素材帯鋼から製造した電縫鋼管について、冷却速度と
ＡＳＴＭ法によるフェライト粒度、破面遷移温度（ｖＴ
ｓ）および引張強さとの関係を試験したところ、図３
（ａ）〜図３（ｃ）に示すとおり、１５℃／ｓｅｃ未満
ではフェライト粒の微細化が十分でなく、電縫溶接部の
所定の靭性、強度が得られないためである。
加熱温度をＡｃ3変態点温度以上１０２０℃以下とした
のは、Ａｃ3変態点温度未満ではオーステナイト化でき
ず、また、管外面が１０２０℃を超えると、図２（ａ）
に示すとおり、水冷後管１外面にベイナイト層２が析出
し、図２（ｂ）に示すとおり、靭性の低下を招くためで
ある。また、Ａｃ3変態点温度以上１０２０℃以下に加
熱後の水冷による冷却速度を１５℃／ｓｅｃ以上とした
のは、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍｎ：１．
２０％、Ｎｂ：０．０２％、Ｔｉ：０．０２％を含有す
る素材帯鋼から製造した電縫鋼管について、冷却速度と
ＡＳＴＭ法によるフェライト粒度、破面遷移温度（ｖＴ
ｓ）および引張強さとの関係を試験したところ、図３
（ａ）〜図３（ｃ）に示すとおり、１５℃／ｓｅｃ未満
ではフェライト粒の微細化が十分でなく、電縫溶接部の
所定の靭性、強度が得られないためである。
【００１６】さらに、焼戻し時の複数のインダクション
ヒータの設置位置を電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライ
ン上±５ｍｍに軸心を偏心させることとしたのは、図４
（ａ）に示すとおり、電縫溶接部近傍の熱影響部境界ラ
インＡ1からの距離Ｌを０〜１５ｍｍに変化させてイン
ダクションヒータＨを設置し、熱影響部境界ラインＡ1
と焼戻し用インダクションヒータＨの軸心との距離Ｌと
焼戻し後の電縫溶接部のピーク硬度との関係を試験した
ところ、図４（ｂ）に示すとおり、水冷後に発生する硬
化によって生じる電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン
Ａ1より±５ｍｍを超える位置に設置すると、局部的に
硬度上昇部分が生じるためである。焼戻し時の複数のイ
ンダクションヒータによる加熱温度をＡｃ1変態点以下
としたのは、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍ
ｎ：１．２０％、Ｎｂ：０．０２％、Ｔｉ：０．０２％
を含有する素材帯鋼から製造した電縫鋼管について、電
縫溶接部をＡｃ3変態点温度以上に加熱したのち、１５
℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で水冷し、焼戻し温度を６０
０〜７８０℃に変化させて焼戻し、焼戻し温度とｍａｘ
およびｍｉｎ硬度Ｈｖ（５ｋｇｆ）との関係を試験した
ところ、図５に示すとおり、Ａｃ1変態点を超えると逆
に硬度の低下が発生するためで、好ましくは７００℃〜
Ａｃ1変態点である。
ヒータの設置位置を電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライ
ン上±５ｍｍに軸心を偏心させることとしたのは、図４
（ａ）に示すとおり、電縫溶接部近傍の熱影響部境界ラ
インＡ1からの距離Ｌを０〜１５ｍｍに変化させてイン
ダクションヒータＨを設置し、熱影響部境界ラインＡ1
と焼戻し用インダクションヒータＨの軸心との距離Ｌと
焼戻し後の電縫溶接部のピーク硬度との関係を試験した
ところ、図４（ｂ）に示すとおり、水冷後に発生する硬
化によって生じる電縫溶接部近傍の熱影響部境界ライン
Ａ1より±５ｍｍを超える位置に設置すると、局部的に
硬度上昇部分が生じるためである。焼戻し時の複数のイ
ンダクションヒータによる加熱温度をＡｃ1変態点以下
としたのは、Ｃ：０．０６％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍ
ｎ：１．２０％、Ｎｂ：０．０２％、Ｔｉ：０．０２％
を含有する素材帯鋼から製造した電縫鋼管について、電
縫溶接部をＡｃ3変態点温度以上に加熱したのち、１５
℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で水冷し、焼戻し温度を６０
０〜７８０℃に変化させて焼戻し、焼戻し温度とｍａｘ
およびｍｉｎ硬度Ｈｖ（５ｋｇｆ）との関係を試験した
ところ、図５に示すとおり、Ａｃ1変態点を超えると逆
に硬度の低下が発生するためで、好ましくは７００℃〜
Ａｃ1変態点である。
【００１７】
【実施例】表１に示す化学成分組成の鋼Ｎｏ．１〜７の
ＡＰＩ Ｘ６５〜７０クラスの素材帯鋼を用い、表２に
示す寸法の電縫鋼管を製造し、電縫溶接線上にインダク
ションヒータを２台に直列に配置し、Ａｃ3変態点温度
以上の８７０℃に加熱し、直ちに３０℃／ｓｅｃの冷却
速度で水冷したのち、焼戻し用に電縫溶接線Ｗから±１
５ｍｍ離れた熱影響部境界ライン上にそれぞれインダク
ションヒータを設置し、加熱温度Ａｃ1変態点以下の７
３０℃で焼戻したのち、ビッカース硬さＨｖ（５ｋｇ
ｆ）を測定してｍａｘ硬度とｍｉｎ硬度を求めた。その
結果を焼戻前の水冷ままの平均硬度Ｈｖ（５ｋｇｆ）と
比較して表２に示す。また、図１（ａ）に示すとおり、
鋼Ｎｏ．２を用いた電縫鋼管の電縫溶接線Ｗから０〜１
８ｍｍの部分の肉厚方向各３ヶ所のビッカース硬さＨｖ
（５ｋｇｆ）を測定した。その結果を図１（ｂ）に示
す。
ＡＰＩ Ｘ６５〜７０クラスの素材帯鋼を用い、表２に
示す寸法の電縫鋼管を製造し、電縫溶接線上にインダク
ションヒータを２台に直列に配置し、Ａｃ3変態点温度
以上の８７０℃に加熱し、直ちに３０℃／ｓｅｃの冷却
速度で水冷したのち、焼戻し用に電縫溶接線Ｗから±１
５ｍｍ離れた熱影響部境界ライン上にそれぞれインダク
ションヒータを設置し、加熱温度Ａｃ1変態点以下の７
３０℃で焼戻したのち、ビッカース硬さＨｖ（５ｋｇ
ｆ）を測定してｍａｘ硬度とｍｉｎ硬度を求めた。その
結果を焼戻前の水冷ままの平均硬度Ｈｖ（５ｋｇｆ）と
比較して表２に示す。また、図１（ａ）に示すとおり、
鋼Ｎｏ．２を用いた電縫鋼管の電縫溶接線Ｗから０〜１
８ｍｍの部分の肉厚方向各３ヶ所のビッカース硬さＨｖ
（５ｋｇｆ）を測定した。その結果を図１（ｂ）に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】表２に示すとおり、焼戻し前にビッカース
硬さＨｖ（５ｋｇｆ）３００のものが、本発明法によっ
てビッカース硬さＨｖ（５ｋｇｆ）２５０以内に抑制さ
れると共に、図１（ｂ）に示すとおり、電縫溶接部の熱
影響部境界線部分の硬度分布が均一化されている。
硬さＨｖ（５ｋｇｆ）３００のものが、本発明法によっ
てビッカース硬さＨｖ（５ｋｇｆ）２５０以内に抑制さ
れると共に、図１（ｂ）に示すとおり、電縫溶接部の熱
影響部境界線部分の硬度分布が均一化されている。
【００２１】比較例 前記表１に示す鋼Ｎｏ．１〜７を素材として実施例１と
同条件で製造した電縫鋼管を、電縫溶接線上にインダク
ションヒータを２台に直列に配置し、Ａｃ3変態点温度
以上の８７０℃に加熱し、直ちに３０℃／ｓｅｃの冷却
速度で水冷したのち、焼戻し用に電縫溶接線Ｗ上にそれ
ぞれインダクションヒータを設置し、加熱温度Ａｃ1変
態点以下の７３０℃で焼戻したのち、ビッカース硬さＨ
ｖ（５ｋｇｆ）を測定してｍａｘ硬度とｍｉｎ硬度を求
めた。その結果を焼戻前の水冷ままの平均硬度Ｈｖ（５
ｋｇｆ）と比較して表３に示す。
同条件で製造した電縫鋼管を、電縫溶接線上にインダク
ションヒータを２台に直列に配置し、Ａｃ3変態点温度
以上の８７０℃に加熱し、直ちに３０℃／ｓｅｃの冷却
速度で水冷したのち、焼戻し用に電縫溶接線Ｗ上にそれ
ぞれインダクションヒータを設置し、加熱温度Ａｃ1変
態点以下の７３０℃で焼戻したのち、ビッカース硬さＨ
ｖ（５ｋｇｆ）を測定してｍａｘ硬度とｍｉｎ硬度を求
めた。その結果を焼戻前の水冷ままの平均硬度Ｈｖ（５
ｋｇｆ）と比較して表３に示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】表３に示すとおり、焼戻し後のビッカース
硬さＨｖ（５ｋｇｆ）に局部的に硬度上昇部分が生じて
おり、電縫溶接部の熱影響部境界ライン部分の十分な焼
戻しが施されなかった。
硬さＨｖ（５ｋｇｆ）に局部的に硬度上昇部分が生じて
おり、電縫溶接部の熱影響部境界ライン部分の十分な焼
戻しが施されなかった。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、ＡＰＩ規格Ｘ６５を超える高強度材を素材とする電
縫鋼管の熱処理における電縫溶接部の熱影響部境界ライ
ン部分の局部的硬度上昇を防止でき、電縫溶接部を均一
な硬度に熱処理することが可能で、硬度制約規格のもの
にも対応することができる。
ば、ＡＰＩ規格Ｘ６５を超える高強度材を素材とする電
縫鋼管の熱処理における電縫溶接部の熱影響部境界ライ
ン部分の局部的硬度上昇を防止でき、電縫溶接部を均一
な硬度に熱処理することが可能で、硬度制約規格のもの
にも対応することができる。
【図１】実施例におけるビッカース硬さＨｖ（５ｋｇ
ｆ）測定位置と、溶接線Ｗからの距離とビッカース硬さ
Ｈｖ（５ｋｇｆ）を示すもので、（ａ）図はビッカース
硬さＨｖ（５ｋｇｆ）測定位置の説明図、（ｂ）図は溶
接線Ｗからの距離とビッカース硬さＨｖ（５ｋｇｆ）と
の関係を示すグラフである。
ｆ）測定位置と、溶接線Ｗからの距離とビッカース硬さ
Ｈｖ（５ｋｇｆ）を示すもので、（ａ）図はビッカース
硬さＨｖ（５ｋｇｆ）測定位置の説明図、（ｂ）図は溶
接線Ｗからの距離とビッカース硬さＨｖ（５ｋｇｆ）と
の関係を示すグラフである。
【図２】外表面加熱温度と水冷後のベイナイト深さを示
すもので、（ａ）図はベイナイト深さＴの測定説明図、
（ｂ）図は外表面加熱温度とベイナイト深さとの関係を
示すグラフである。
すもので、（ａ）図はベイナイト深さＴの測定説明図、
（ｂ）図は外表面加熱温度とベイナイト深さとの関係を
示すグラフである。
【図３】冷却速度とＡＳＴＭ法によるフェライト粒度、
破面遷移温度（ｖＴｓ）および引張強さとの関係を示す
もので、（ａ）図は冷却速度とＡＳＴＭ法によるフェラ
イト粒度との関係を示すグラフ、（ｂ）図は冷却速度と
破面遷移温度（ｖＴｓ）との関係を示すグラフ、（ｃ）
図は冷却速度と引張強さ（Ｎ／ｍｍ2）との関係を示す
グラフである。
破面遷移温度（ｖＴｓ）および引張強さとの関係を示す
もので、（ａ）図は冷却速度とＡＳＴＭ法によるフェラ
イト粒度との関係を示すグラフ、（ｂ）図は冷却速度と
破面遷移温度（ｖＴｓ）との関係を示すグラフ、（ｃ）
図は冷却速度と引張強さ（Ｎ／ｍｍ2）との関係を示す
グラフである。
【図４】焼戻し用インダクションヒータの設置位置とピ
ーク硬度との関係を示すもので、（ａ）図はインダクシ
ョンヒータの設置位置説明図、（ｂ）図は熱影響部境界
ラインＡ1とインダクションヒータの軸心との距離Ｌと
焼戻し後の電縫溶接部のピーク硬度との関係を示すグラ
フである。
ーク硬度との関係を示すもので、（ａ）図はインダクシ
ョンヒータの設置位置説明図、（ｂ）図は熱影響部境界
ラインＡ1とインダクションヒータの軸心との距離Ｌと
焼戻し後の電縫溶接部のピーク硬度との関係を示すグラ
フである。
【図５】焼戻し温度とｍａｘ、ｍｉｎビッカース硬さＨ
ｖ（５ｋｇｆ）との関係を示すグラフである。
ｖ（５ｋｇｆ）との関係を示すグラフである。
【図６】Ｍｎ添加量と熱処理時のピーク硬度との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図７】Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖの添加量と熱処理時のピーク硬
度との関係を示すもので、（ａ）図はＴｉ添加量とピー
ク硬度との関係を示すグラフ、（ｂ）図はＮｂ添加量と
ピーク硬度との関係を示すグラフ、（ｃ）図はＶ添加量
とピーク硬度との関係を示すグラフである。
度との関係を示すもので、（ａ）図はＴｉ添加量とピー
ク硬度との関係を示すグラフ、（ｂ）図はＮｂ添加量と
ピーク硬度との関係を示すグラフ、（ｃ）図はＶ添加量
とピーク硬度との関係を示すグラフである。
【図８】電縫溶接部の加熱水冷後の硬度分布の一例を示
すもので、（ａ）図は硬度測定箇所の説明図、（ｂ）図
は溶接線Ｗからの距離とビッカース硬さＨｖ（５ｋｇ
ｆ）との関係を示すグラフである。
すもので、（ａ）図は硬度測定箇所の説明図、（ｂ）図
は溶接線Ｗからの距離とビッカース硬さＨｖ（５ｋｇ
ｆ）との関係を示すグラフである。
１ 管 ２ ベイナイト層 Ａ1 熱影響部境界ライン Ｗ 電縫溶接線
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくともＣ：０．０３〜０．０９％、
Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：１．２０％以上を含有
し、かつＴｉ：０．０２〜０．０６％、Ｎｂ：０．０２
〜０．０８％、Ｖ：０．０２〜０．０４％のうち少なく
とも１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純
物からなる鋼板を素材とする電縫鋼管の製造において、
溶接後の電縫溶接部をＡｃ3変態点以上に加熱、水冷し
たのち、軸心を偏心させた複数のインダクションヒータ
によりＡｃ1変態点以下の温度に再度加熱して焼戻しす
ることを特徴とする電縫鋼管の熱処理方法。 - 【請求項２】 少なくともＣ：０．０３〜０．０９％、
Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：１．２０％以上を含有
し、かつＴｉ：０．０２〜０．０６％、Ｎｂ：０．０２
〜０．０８％、Ｖ：０．０２〜０．０４％のうち少なく
とも１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純
物からなる鋼板を素材とする電縫鋼管の製造において、
溶接後の電縫溶接部をＡｃ3変態点以上１０２０℃以下
に加熱したのち、直ちに１５℃／ｓｅｃ以上の冷却速度
で水冷し、水冷後電縫溶接部の熱影響部境界ライン上±
５ｍｍに軸心を偏心させて設置した複数のインダクショ
ンヒータにより７００℃〜Ａｃ1変態点以下の温度に再
度加熱して焼戻しすることを特徴とする電縫鋼管の熱処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24233894A JPH0873941A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 電縫鋼管の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24233894A JPH0873941A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 電縫鋼管の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0873941A true JPH0873941A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=17087715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24233894A Pending JPH0873941A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 電縫鋼管の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0873941A (ja) |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP24233894A patent/JPH0873941A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030728 |