JPH0941082A - 耐ｈｉｃ及び耐ｓｓｃｃ特性に優れた電縫管及びその製造方法 - Google Patents
耐ｈｉｃ及び耐ｓｓｃｃ特性に優れた電縫管及びその製造方法Info
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- JPH0941082A JPH0941082A JP7211369A JP21136995A JPH0941082A JP H0941082 A JPH0941082 A JP H0941082A JP 7211369 A JP7211369 A JP 7211369A JP 21136995 A JP21136995 A JP 21136995A JP H0941082 A JPH0941082 A JP H0941082A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、耐ＨＩＣと耐ＳＳＣＣ性に優れた
電縫管及びその製造法を目的とする。 【解決手段】 （ａ）主成分（ｗｔ％）として、Ｃ：
０．２％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以下、
Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ａｌ：
０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．００６％を含
有し、残部が実質的にＦｅからなる電縫管であって、
（ｂ）前記電縫管の溶接部が溶融凝固組織を有する電縫
管である。更に特殊成分として、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉを含有することができる。また、そ
の製造方法の特徴は、レーザービームを使用する点であ
る。
電縫管及びその製造法を目的とする。 【解決手段】 （ａ）主成分（ｗｔ％）として、Ｃ：
０．２％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以下、
Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ａｌ：
０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．００６％を含
有し、残部が実質的にＦｅからなる電縫管であって、
（ｂ）前記電縫管の溶接部が溶融凝固組織を有する電縫
管である。更に特殊成分として、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉを含有することができる。また、そ
の製造方法の特徴は、レーザービームを使用する点であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、湿潤硫化水素環境
下において優れた耐水素誘起割れ性及び耐硫化物応力腐
食割れ性を有する電縫管及びその製造方法に関する。
下において優れた耐水素誘起割れ性及び耐硫化物応力腐
食割れ性を有する電縫管及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】硫化水素を含む石油、天然ガス等を輸送
する鋼管には水素誘起割れ（以下ＨＩＣと称す）及び硫
化物応力腐食割れ（以下ＳＳＣＣと称す）という割れが
発生する。このＨＩＣの発生機構は次のように考えられ
ている。
する鋼管には水素誘起割れ（以下ＨＩＣと称す）及び硫
化物応力腐食割れ（以下ＳＳＣＣと称す）という割れが
発生する。このＨＩＣの発生機構は次のように考えられ
ている。
【０００３】即ち、硫化水素の存在する環境では、鋼材
表面の腐食によって生じた水素が原子状となって鋼材中
に侵入し易くなるが、この原子状水素が鋼中の非金属介
在物周辺で気泡となり、その圧力で亀裂が発生する。
表面の腐食によって生じた水素が原子状となって鋼材中
に侵入し易くなるが、この原子状水素が鋼中の非金属介
在物周辺で気泡となり、その圧力で亀裂が発生する。
【０００４】さらに、この亀裂が偏析部、フェライト・
パーライト界面など材料の不均一部に伝播して大きな割
れに進展する。従って、その対策として特公昭５７−１
６１８４号公報は、Ｃａ添加により介在物の形状制御に
よって介在物が亀裂の起点になりにくくする方法が有効
であるとしている。
パーライト界面など材料の不均一部に伝播して大きな割
れに進展する。従って、その対策として特公昭５７−１
６１８４号公報は、Ｃａ添加により介在物の形状制御に
よって介在物が亀裂の起点になりにくくする方法が有効
であるとしている。
【０００５】一方、ＳＳＣＣは、応力負荷時に起きる割
れで、ＨＩＣとは別の発生機構によるが、非金属介在物
を起点として鋼中への水素により引き起こされる割れで
ある点は同様であり、非金属介在物の低減が耐ＳＳＣＣ
特性を改善する。電縫管素材としての鋼帯、例えば熱延
鋼板に対しては上記の対策で耐ＨＩＣと耐ＳＳＣＣ特性
を改善することが必要である。
れで、ＨＩＣとは別の発生機構によるが、非金属介在物
を起点として鋼中への水素により引き起こされる割れで
ある点は同様であり、非金属介在物の低減が耐ＳＳＣＣ
特性を改善する。電縫管素材としての鋼帯、例えば熱延
鋼板に対しては上記の対策で耐ＨＩＣと耐ＳＳＣＣ特性
を改善することが必要である。
【０００６】しかし、電縫管の特性は母材の改善だけで
は向上しない。電縫管の製造方法は、鋼帯を連続的に成
形したオープンパイプの相対するエッジ部を高周波抵抗
溶接又は高周波誘導溶接する方法が一般的である。
は向上しない。電縫管の製造方法は、鋼帯を連続的に成
形したオープンパイプの相対するエッジ部を高周波抵抗
溶接又は高周波誘導溶接する方法が一般的である。
【０００７】この場合、溶接部は溶融溶接と圧接との中
間の状態にあり、明確な溶融プールが形成されず溶接時
の酸化によって発生する介在物がアップセットに際して
十分に鋼の内部から排出されず、従って溶接部の接合面
には微細な酸化物を主体とする介在物が存在する。
間の状態にあり、明確な溶融プールが形成されず溶接時
の酸化によって発生する介在物がアップセットに際して
十分に鋼の内部から排出されず、従って溶接部の接合面
には微細な酸化物を主体とする介在物が存在する。
【０００８】そこで、電縫管の使用中に溶接部に水素が
集中し、これが亀裂発生の起点となるためと考えられ
る。電縫管の耐ＨＩＣ、耐ＳＳＣＣ特性を改善するため
に特開昭６３−２４１１１６号公報では、非酸化性ガス
で溶接部をシールドして電縫溶接を行い、溶接部の欠陥
を減少させる方法が提案されているが、現実にはシール
ド性が優れ、かつ連続操業に耐え得るシールド装置は開
発されていない。
集中し、これが亀裂発生の起点となるためと考えられ
る。電縫管の耐ＨＩＣ、耐ＳＳＣＣ特性を改善するため
に特開昭６３−２４１１１６号公報では、非酸化性ガス
で溶接部をシールドして電縫溶接を行い、溶接部の欠陥
を減少させる方法が提案されているが、現実にはシール
ド性が優れ、かつ連続操業に耐え得るシールド装置は開
発されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は湿潤硫化水素
環境下で優れた耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性を備えた電
縫管及びその製造方法を目的とする。
環境下で優れた耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性を備えた電
縫管及びその製造方法を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者は、鋼の成分組成
を改良し、更に電縫溶接時において高エネルギービー
ム、例えばレーザービームの照射を行なうことにより、
溶融プールの温度を十分高め、介在物を溶融分散するこ
とによって、溶接部に溶融凝固組織を生ぜしめた電縫管
を製造することにより上記課題を解決することができる
との知見を得て、下記の発明をするに至った。
を改良し、更に電縫溶接時において高エネルギービー
ム、例えばレーザービームの照射を行なうことにより、
溶融プールの温度を十分高め、介在物を溶融分散するこ
とによって、溶接部に溶融凝固組織を生ぜしめた電縫管
を製造することにより上記課題を解決することができる
との知見を得て、下記の発明をするに至った。
【００１１】（１）請求項１の発明は、下記の特徴を備
えた耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優れた電縫管であ
る。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、Ｃ：
０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以
下、 Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以
下、Ａｌ：０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．０
０６％を含有し、残部が実質的にＦｅからなる電縫管で
あって、（ｂ）前記電縫管の溶接部が溶融凝固組織を有
する。
えた耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優れた電縫管であ
る。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、Ｃ：
０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以
下、 Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以
下、Ａｌ：０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．０
０６％を含有し、残部が実質的にＦｅからなる電縫管で
あって、（ｂ）前記電縫管の溶接部が溶融凝固組織を有
する。
【００１２】（２）請求項２の発明は、下記の特徴を備
えた耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優れた電縫鋼管であ
る。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、Ｃ：
０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以
下、 Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以
下、Ａｌ：０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．０
０６％を含有し、更に、Ｎｂ：０．１％以下、Ｃｕ：
０．５％以下、Ｎｉ：0.5 ％以下、Ｍｏ：0.5 ％以下、
Ｃｒ：1 ％以下、Ｖ：０．１％以下、Ｔｉ：０．１％以
下の１種又は２種以上の成分を含有し、残部が実質的に
Ｆｅからなる電縫管であって、（ｂ）前記電縫管の溶接
部が溶融凝固組織を有する。
えた耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優れた電縫鋼管であ
る。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、Ｃ：
０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以
下、 Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以
下、Ａｌ：０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．０
０６％を含有し、更に、Ｎｂ：０．１％以下、Ｃｕ：
０．５％以下、Ｎｉ：0.5 ％以下、Ｍｏ：0.5 ％以下、
Ｃｒ：1 ％以下、Ｖ：０．１％以下、Ｔｉ：０．１％以
下の１種又は２種以上の成分を含有し、残部が実質的に
Ｆｅからなる電縫管であって、（ｂ）前記電縫管の溶接
部が溶融凝固組織を有する。
【００１３】（３）請求項３の発明は、前記溶接部の溶
接部近傍におけるメタルフロー立上り角度が４５°以下
であることを特徴とする請求項１または２記載の耐ＨＩ
Ｃ及び耐ＳＳＣＣ特性に優れた電縫管である。
接部近傍におけるメタルフロー立上り角度が４５°以下
であることを特徴とする請求項１または２記載の耐ＨＩ
Ｃ及び耐ＳＳＣＣ特性に優れた電縫管である。
【００１４】（４）請求項４の発明は、下記の工程を備
えたことを特徴とする耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優
れた電縫管の製造法である。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、Ｃ：
０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以
下、 Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以
下、Ａｌ：０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．０
０６％を含有し、残部が実質的にＦｅからなる鋼帯を用
意する工程と、（ｂ）前記鋼帯を多段の成形ロールで連
続的にオープンパイプに成形する工程と、（ｃ）前記オ
ープンパイプの相対する両エッジ部を前記鋼の溶融温度
以下の温度範囲に加熱する工程と、（ｄ）加熱された前
記両エッジ部をさらにレーザービームで照射して溶融状
態とし、スクイズロールでアプセット量を制御し、溶接
する工程。
えたことを特徴とする耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優
れた電縫管の製造法である。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、Ｃ：
０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以
下、 Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以
下、Ａｌ：０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．０
０６％を含有し、残部が実質的にＦｅからなる鋼帯を用
意する工程と、（ｂ）前記鋼帯を多段の成形ロールで連
続的にオープンパイプに成形する工程と、（ｃ）前記オ
ープンパイプの相対する両エッジ部を前記鋼の溶融温度
以下の温度範囲に加熱する工程と、（ｄ）加熱された前
記両エッジ部をさらにレーザービームで照射して溶融状
態とし、スクイズロールでアプセット量を制御し、溶接
する工程。
【００１５】（５）請求項５の発明は、下記の工程を備
えたことを特徴とする耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優
れた電縫管の製造法である。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、Ｃ：
０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以
下、 Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以
下、Ａｌ：０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．０
０６％を含有し、更に、Ｎｂ：０．１％以下、Ｃｕ：
０．５％以下、Ｎｉ：0.5 ％以下、Ｍｏ：0.5 ％以下、
Ｃｒ：1 ％以下、Ｖ：０．１％以下、Ｔｉ：０．１％以
下の１種又は２種以上の成分を含有し、残部が実質的に
Ｆｅからなる鋼帯を用意する工程と、（ｂ）前記鋼帯を
多段の成形ロールで連続的にオープンパイプに成形する
工程と、（ｃ）前記オープンパイプの相対する両エッジ
部を前記鋼帯の溶融温度以下の温度範囲に加熱する工程
と、（ｄ）加熱された前記両エッジ部をさらにレーザー
ビームで照射して溶融状態とし、スクイズロールでアプ
セット量を制御し、溶接する工程。
えたことを特徴とする耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優
れた電縫管の製造法である。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、Ｃ：
０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：２％以
下、 Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以
下、Ａｌ：０．０７％以下、Ｃａ：０．００１〜０．０
０６％を含有し、更に、Ｎｂ：０．１％以下、Ｃｕ：
０．５％以下、Ｎｉ：0.5 ％以下、Ｍｏ：0.5 ％以下、
Ｃｒ：1 ％以下、Ｖ：０．１％以下、Ｔｉ：０．１％以
下の１種又は２種以上の成分を含有し、残部が実質的に
Ｆｅからなる鋼帯を用意する工程と、（ｂ）前記鋼帯を
多段の成形ロールで連続的にオープンパイプに成形する
工程と、（ｃ）前記オープンパイプの相対する両エッジ
部を前記鋼帯の溶融温度以下の温度範囲に加熱する工程
と、（ｄ）加熱された前記両エッジ部をさらにレーザー
ビームで照射して溶融状態とし、スクイズロールでアプ
セット量を制御し、溶接する工程。
【００１６】（６）請求項６の発明は、前記スクイズロ
ールによるアプセット量を制御し、電縫管の溶接部近傍
におけるメタルフロー立上り角度が４５°以下とする請
求項４または５記載の耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優
れた電縫管の製造方法である。
ールによるアプセット量を制御し、電縫管の溶接部近傍
におけるメタルフロー立上り角度が４５°以下とする請
求項４または５記載の耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優
れた電縫管の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】耐ＨＩＣ性及び耐ＳＳＣＣ特性が
優れた電縫管は以下のような成分組成と電縫管の溶接部
に溶融凝固組織を備えていることが必要である。まず、
鋼の成分組成（ｗｔ％）を説明する。
優れた電縫管は以下のような成分組成と電縫管の溶接部
に溶融凝固組織を備えていることが必要である。まず、
鋼の成分組成（ｗｔ％）を説明する。
【００１８】かかる鋼の成分組成としては、Ｐを０．０
２％以下に、またＳを０．００３％以下に制限し、さら
にＣａを０．００１〜０．００６％の範囲で添加する必
要があることを見出したものであり、その他の成分につ
いては、必要に応じて先に示した範囲で添加を行うもの
である。
２％以下に、またＳを０．００３％以下に制限し、さら
にＣａを０．００１〜０．００６％の範囲で添加する必
要があることを見出したものであり、その他の成分につ
いては、必要に応じて先に示した範囲で添加を行うもの
である。
【００１９】Ｐは、鋼の耐ＨＩＣ特性を劣化させるため
上限を０．０１％とする。
上限を０．０１％とする。
【００２０】Ｓは、鋼の耐ＨＩＣ特性を劣化させるため
上限を０．００３％とする。
上限を０．００３％とする。
【００２１】Ｃａは、０．００１％以上の添加で介在物
の形状を粒状化し、形態制御を通じて耐ＨＩＣ特性を改
善するため必要に応じて添加することが望ましいが、過
剰な添加は鋼の靱性を劣化させるので上限を０．００６
％とする。
の形状を粒状化し、形態制御を通じて耐ＨＩＣ特性を改
善するため必要に応じて添加することが望ましいが、過
剰な添加は鋼の靱性を劣化させるので上限を０．００６
％とする。
【００２２】Ｃは、鋼の強度を確保するために必要に応
じて添加すればよいが、溶接性、靱性の観点から上限を
０．２％とする。
じて添加すればよいが、溶接性、靱性の観点から上限を
０．２％とする。
【００２３】Ｓｉは、鋼の脱酸材として０．１％以上の
添加が望ましいが、過剰な添加は鋼を脆化させるので上
限を０．５％とする。
添加が望ましいが、過剰な添加は鋼を脆化させるので上
限を０．５％とする。
【００２４】Ｍｎは、鋼の強度確保のために０．５％以
上の添加が望ましいが、過剰な添加は靱性を劣化させる
ため上限を２％とする。
上の添加が望ましいが、過剰な添加は靱性を劣化させる
ため上限を２％とする。
【００２５】Ａｌは溶製時に鋼を脱酸するため添加する
が、０．０７％を超えると一般に鋼の清浄度が悪化する
ため０．０７％以下とする。
が、０．０７％を超えると一般に鋼の清浄度が悪化する
ため０．０７％以下とする。
【００２６】更に、鋼の強度を上げ、耐ＨＩＣ性、耐Ｓ
ＳＣＣ特性を上げるためには以下に述べる元素を添加す
る。
ＳＣＣ特性を上げるためには以下に述べる元素を添加す
る。
【００２７】Ｎｂは、鋼の強度確保のために０．００１
％以上の添加が望ましいが、０．１％を超える過剰な添
加は靱性を劣化させるため上限を０．１％とする。
％以上の添加が望ましいが、０．１％を超える過剰な添
加は靱性を劣化させるため上限を０．１％とする。
【００２８】Ｃｕは、水素の鋼中への拡散を防止し、耐
ＨＩＣ特性を改善するため、必要に応じて添加してもよ
いが、過剰な添加は鋼の熱間加工性を劣化させるので上
限を０．５％とする。
ＨＩＣ特性を改善するため、必要に応じて添加してもよ
いが、過剰な添加は鋼の熱間加工性を劣化させるので上
限を０．５％とする。
【００２９】Ｎｉ，Ｍｏは、鋼の耐ＨＩＣ特性を更に改
善するため必要に応じて添加してもよいが、過剰な添加
は耐ＳＳＣＣ特性を劣化させるため上限を0.5 ％とす
る。
善するため必要に応じて添加してもよいが、過剰な添加
は耐ＳＳＣＣ特性を劣化させるため上限を0.5 ％とす
る。
【００３０】Ｃｒは、鋼の耐炭酸ガス腐食性を高める
が、1 ％を超える添加は鋼の溶接性を劣化させるので上
限を1 ％とする。
が、1 ％を超える添加は鋼の溶接性を劣化させるので上
限を1 ％とする。
【００３１】Ｖ，Ｔｉは、鋼の強度を向上させるが、過
剰な添加は靱性を劣化させるので、上限をそれぞれ０．
１％とする。以上が成分組成の限定理由である。
剰な添加は靱性を劣化させるので、上限をそれぞれ０．
１％とする。以上が成分組成の限定理由である。
【００３２】耐ＨＩＣ特性と耐ＳＳＣＣ特性が優れた電
縫管であるためには、溶接部の接合面に溶融凝固組織が
発生しており、そのため従来の電縫管に存する特有の集
合組織の発生をかなり軽減した組織を有することが必要
である。その結果として耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性が
改善される。
縫管であるためには、溶接部の接合面に溶融凝固組織が
発生しており、そのため従来の電縫管に存する特有の集
合組織の発生をかなり軽減した組織を有することが必要
である。その結果として耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性が
改善される。
【００３３】従来の電縫管の溶接部の耐ＨＩＣ、耐ＳＳ
ＣＣ特性が母材に比較して劣るのは、従来の加熱方法、
例えば高周波抵抗加熱、又は高周波誘導加熱方法により
製造されるためである。即ち、このような製造方法にお
いては、オープンパイプのエッジ部は溶融温度まで加熱
されないので、接合面に発生した酸化物を排出するため
やむを得ず強いアプセットをかけており、結果として強
い集合組織が発生していたためである。
ＣＣ特性が母材に比較して劣るのは、従来の加熱方法、
例えば高周波抵抗加熱、又は高周波誘導加熱方法により
製造されるためである。即ち、このような製造方法にお
いては、オープンパイプのエッジ部は溶融温度まで加熱
されないので、接合面に発生した酸化物を排出するため
やむを得ず強いアプセットをかけており、結果として強
い集合組織が発生していたためである。
【００３４】ここでアプセット量とは次の定義による。 アプセット量（ｍｍ）＝造管前のコイル巾（ｍｍ）−管
外周長さ（ｍｍ）
外周長さ（ｍｍ）
【００３５】また、電縫溶接時に発生して接合面に残存
する酸化物を主体とする介在物が溶接ビードの切削によ
りビード外面に露出し、この部分から水素が侵入し水素
割れの発生の起点となるからである。図１（ａ）には従
来の電縫管の溶接部のマクロエッチ写真を示すが、アプ
セットを加えた結果発生する集合組織は、ビード部断面
の顕微鏡写真によりメタルフローの立ち上がりとして観
察できる。この組織は電縫管の機械的特性の劣化の一原
因であり、耐ＳＳＣＣ特性の観点からも望ましくない。
する酸化物を主体とする介在物が溶接ビードの切削によ
りビード外面に露出し、この部分から水素が侵入し水素
割れの発生の起点となるからである。図１（ａ）には従
来の電縫管の溶接部のマクロエッチ写真を示すが、アプ
セットを加えた結果発生する集合組織は、ビード部断面
の顕微鏡写真によりメタルフローの立ち上がりとして観
察できる。この組織は電縫管の機械的特性の劣化の一原
因であり、耐ＳＳＣＣ特性の観点からも望ましくない。
【００３６】そこで、本発明においては電縫溶接に際
し、先ず従来の加熱方法、例えば高周波抵抗加熱、又は
高周波誘導加熱によりオープンパイプのエッジ部を溶融
温度以下の温度範囲に加熱し、次に高エネルギービー
ム、例えば電子ビーム、プラズマビーム、又はレーザー
ビームを照射することにより、接合面に完全に溶融した
状態を発生させ、かつ、発生した酸化物を溶融し、微細
に分散する。
し、先ず従来の加熱方法、例えば高周波抵抗加熱、又は
高周波誘導加熱によりオープンパイプのエッジ部を溶融
温度以下の温度範囲に加熱し、次に高エネルギービー
ム、例えば電子ビーム、プラズマビーム、又はレーザー
ビームを照射することにより、接合面に完全に溶融した
状態を発生させ、かつ、発生した酸化物を溶融し、微細
に分散する。
【００３７】このようにすると接合面には図１（ｂ）に
示すような溶融凝固組織が発生し、従来の電縫管に存す
る特有の集合組織の発生をかなり軽減することができ
る。その結果として耐ＨＩＣ、耐ＳＳＣＣ特性が改善さ
れる。
示すような溶融凝固組織が発生し、従来の電縫管に存す
る特有の集合組織の発生をかなり軽減することができ
る。その結果として耐ＨＩＣ、耐ＳＳＣＣ特性が改善さ
れる。
【００３８】上記溶融温度以下の温度範囲とは、レーザ
ービームのエネルギー強度により異なり一概に定めるこ
とは出来ないが、例えば（溶融温度−８００）℃〜溶融
温度未満の範囲である。
ービームのエネルギー強度により異なり一概に定めるこ
とは出来ないが、例えば（溶融温度−８００）℃〜溶融
温度未満の範囲である。
【００３９】レーザーの種類としては、炭酸ガスレーザ
ー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザがある。レーザー
ビームを照射すると、接合部が溶融状態となるため強い
アプセットはもはや不要であり、アプセット量を弱くし
て溶融凝固組織を部分的に発生させて、溶接部特有の集
合組織を発生させないため、溶接部の機械的特性及び耐
ＨＩＣ性と耐ＳＳＣＣ特性を改善できる。
ー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザがある。レーザー
ビームを照射すると、接合部が溶融状態となるため強い
アプセットはもはや不要であり、アプセット量を弱くし
て溶融凝固組織を部分的に発生させて、溶接部特有の集
合組織を発生させないため、溶接部の機械的特性及び耐
ＨＩＣ性と耐ＳＳＣＣ特性を改善できる。
【００４０】また、メタルフロー立ち上がり角度は溶接
部の集合組織の指標であるが、この角度が４５°を超え
ると溶接部耐ＳＳＣＣ特性の劣化が顕著となるため４５
°以下とすることが望ましい。
部の集合組織の指標であるが、この角度が４５°を超え
ると溶接部耐ＳＳＣＣ特性の劣化が顕著となるため４５
°以下とすることが望ましい。
【００４１】そこで、本発明においては、前述の成分組
成を有する鋼帯、例えば熱間圧延鋼板を、従来の電縫管
製造設備において、まず、高周波抵抗加熱または高周波
誘導により溶融温度以下の所定の温度範囲に加熱し、ス
クイズロールによりスクイズする直前においてレーザー
ビーム照射を行ない、スクイズロールにより軽度にアッ
プセットし溶接する造管方法を採用する。
成を有する鋼帯、例えば熱間圧延鋼板を、従来の電縫管
製造設備において、まず、高周波抵抗加熱または高周波
誘導により溶融温度以下の所定の温度範囲に加熱し、ス
クイズロールによりスクイズする直前においてレーザー
ビーム照射を行ない、スクイズロールにより軽度にアッ
プセットし溶接する造管方法を採用する。
【００４２】
【００４３】本発明の造管方法を実施する設備を図２に
示す。多段のロール成形ロール（図示せず）で鋼帯をオ
ープンパイプ１に成形し、コンタクトチップ２からオー
プンパイプ１のエッジ部に通電して予め予熱する。その
後レーザービーム３でエッジ部を溶融温度まで加熱し、
スクイズロール５により軽度にアップセットし溶接す
る。
示す。多段のロール成形ロール（図示せず）で鋼帯をオ
ープンパイプ１に成形し、コンタクトチップ２からオー
プンパイプ１のエッジ部に通電して予め予熱する。その
後レーザービーム３でエッジ部を溶融温度まで加熱し、
スクイズロール５により軽度にアップセットし溶接す
る。
【００４４】溶接部の硬度を軽減するため、必要により
高周波加熱装置（１）６によりポストアニールを行な
う。焼入れ焼き戻しを行なう場合には水冷ゾーンで管を
焼入れ、高周波加熱装置（２）６により焼き戻しを行な
う。
高周波加熱装置（１）６によりポストアニールを行な
う。焼入れ焼き戻しを行なう場合には水冷ゾーンで管を
焼入れ、高周波加熱装置（２）６により焼き戻しを行な
う。
【００４５】
【実施例】工場において鋼管の製造を行った。表１に示
す組成の鋼を転炉で溶製し、脱ガス処理し、連続鋳造、
熱間圧延等の工程を経て熱間圧延鋼帯とした。この鋼帯
を多段の成形ロールで連続的にオープンパイプに成形
し、オープンパイプの相対する両エッジ部を電気的に加
熱し、さらに、レーザー照射により鋼を溶解、さらにア
プセットを行い電縫溶接管とした。製造装置の概略は前
記図２に示した通りである。
す組成の鋼を転炉で溶製し、脱ガス処理し、連続鋳造、
熱間圧延等の工程を経て熱間圧延鋼帯とした。この鋼帯
を多段の成形ロールで連続的にオープンパイプに成形
し、オープンパイプの相対する両エッジ部を電気的に加
熱し、さらに、レーザー照射により鋼を溶解、さらにア
プセットを行い電縫溶接管とした。製造装置の概略は前
記図２に示した通りである。
【００４６】溶接条件は、溶接速度１０ｍ／ｍｉｎと
し、コンタクトチップからの高周波電力８００ｋｗであ
り、アプセット量は０〜５ｍｍの範囲で変化させた。ま
た炭酸ガスレーザーの出力は１０ｋｗ、焦点位置でのビ
ーム径は０．５ｍｍで、ビームを鋼板の垂直上方からエ
ッジの衝合点に焦点を合わせて照射した。
し、コンタクトチップからの高周波電力８００ｋｗであ
り、アプセット量は０〜５ｍｍの範囲で変化させた。ま
た炭酸ガスレーザーの出力は１０ｋｗ、焦点位置でのビ
ーム径は０．５ｍｍで、ビームを鋼板の垂直上方からエ
ッジの衝合点に焦点を合わせて照射した。
【００４７】鋼管のサイズはいずれも、外径６０９．６
ｍｍφ、肉厚１１．１ｍｍである。１１鋼〜１７鋼はい
ずれも本発明の範囲内の組成の鋼であり、Ｐ、Ｓが低
く、Ｃａを含有し、その他の成分を本発明の範囲で含有
している。これらの電縫管の試験結果を表２〜３に示
す。
ｍｍφ、肉厚１１．１ｍｍである。１１鋼〜１７鋼はい
ずれも本発明の範囲内の組成の鋼であり、Ｐ、Ｓが低
く、Ｃａを含有し、その他の成分を本発明の範囲で含有
している。これらの電縫管の試験結果を表２〜３に示
す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】この溶接部及び母材についてＨＩＣ試験を
行った。試験は基本的にＮＡＣＥＴＭ０２８４−８７に
基づいて行ったが、試験溶液だけを変更した。試験片寸
法は１０×２０×１００ｍｍで溶接長さ方向に採取し、
全面を♯３２０まで湿式研磨した。
行った。試験は基本的にＮＡＣＥＴＭ０２８４−８７に
基づいて行ったが、試験溶液だけを変更した。試験片寸
法は１０×２０×１００ｍｍで溶接長さ方向に採取し、
全面を♯３２０まで湿式研磨した。
【００５２】試験液は５％ＮａＣｌ＋０．５％ＣＨ3 Ｃ
ＯＯＨ水溶液に１気圧の硫化水素を飽和させた溶液で、
温度を２５℃に保ち９６時間試験片を浸漬した。その
後、試験片を長さ方向に４等分し、その３断面の割れを
観察し、割れ感受性率（ＣＳＲ）により評価を行った。
ＯＯＨ水溶液に１気圧の硫化水素を飽和させた溶液で、
温度を２５℃に保ち９６時間試験片を浸漬した。その
後、試験片を長さ方向に４等分し、その３断面の割れを
観察し、割れ感受性率（ＣＳＲ）により評価を行った。
【００５３】また、ＳＳＣＣ試験はＮＡＣＥ ＴＭ０１
７７−９０ Ｍｅｔｈｏｄ Ａの引張タイプの試験を採
用した。試験片は丸棒引張試験片で溶接方向と直角に採
取し、平行部径３．８１ｍｍ，平行部長さ２５ｍｍで、
平行部は♯６００まで湿式研磨した。
７７−９０ Ｍｅｔｈｏｄ Ａの引張タイプの試験を採
用した。試験片は丸棒引張試験片で溶接方向と直角に採
取し、平行部径３．８１ｍｍ，平行部長さ２５ｍｍで、
平行部は♯６００まで湿式研磨した。
【００５４】この試験片にＨＩＣ試験と同じ試験液中で
一定応力を加え、その応力の水準を変えて、７２０時間
の試験時間中に割れが発生しない最小の応力（σｔｈ）
を求めた。この応力と大気中の引張試験による降伏応力
（σｙｓ）との比（σｔｈ／σｙｓ）で耐ＳＳＣＣ特性
を評価した。
一定応力を加え、その応力の水準を変えて、７２０時間
の試験時間中に割れが発生しない最小の応力（σｔｈ）
を求めた。この応力と大気中の引張試験による降伏応力
（σｙｓ）との比（σｔｈ／σｙｓ）で耐ＳＳＣＣ特性
を評価した。
【００５５】試験片の採取方向は圧延方向、溶接方向に
対して直角方向である。また、採取位置は肉厚の中央部
である。なお、表中にはレーザー照射を行わずに造管し
た例についても比較例として併記している。
対して直角方向である。また、採取位置は肉厚の中央部
である。なお、表中にはレーザー照射を行わずに造管し
た例についても比較例として併記している。
【００５６】表より明らかなごとく、レーザー照射によ
り溶接を行った場合は優れた耐ＨＩＣ性、ならびに耐Ｓ
ＳＣＣ性を有している。また、立上角度が４５℃以下の
場合はＣＳＲ値は１．０％以下と特に優れた特性を示し
ている。
り溶接を行った場合は優れた耐ＨＩＣ性、ならびに耐Ｓ
ＳＣＣ性を有している。また、立上角度が４５℃以下の
場合はＣＳＲ値は１．０％以下と特に優れた特性を示し
ている。
【００５７】表４に示した鋼は組成が本発明の範囲外の
例である。これらの鋼についても、表１の鋼と同様に造
管を行い、その特性を調査した。ただし、製造条件は、
いずれもレーザー照射を行い、アプセット量は２．０ｍ
ｍ、メタルフロー立上角度は４５℃前後としている。
例である。これらの鋼についても、表１の鋼と同様に造
管を行い、その特性を調査した。ただし、製造条件は、
いずれもレーザー照射を行い、アプセット量は２．０ｍ
ｍ、メタルフロー立上角度は４５℃前後としている。
【００５８】結果を表５に示すが、Ｐの高い鋼２１、Ｓ
の高い鋼２２、Ｃａを添加していない鋼２３は、耐ＨＩ
Ｃ性、及び耐ＳＳＣＣ性が劣っている。Ｃａが高い鋼２
４、Ｃが高い鋼２５、Ｓｉが高い鋼２６は耐ＨＩＣ性、
及び耐ＳＳＣＣ性は十分であるが、電縫溶接時に微小な
割れが発生した。また、溶接部（デポ部）にノッチをい
れた０℃における衝撃試験の吸収エネルギーは鋼３２、
鋼３３を除く他の鋼がいずれも１００Ｊ以上であったの
に対して、鋼３２、鋼３３は１００Ｊ未満であった。
の高い鋼２２、Ｃａを添加していない鋼２３は、耐ＨＩ
Ｃ性、及び耐ＳＳＣＣ性が劣っている。Ｃａが高い鋼２
４、Ｃが高い鋼２５、Ｓｉが高い鋼２６は耐ＨＩＣ性、
及び耐ＳＳＣＣ性は十分であるが、電縫溶接時に微小な
割れが発生した。また、溶接部（デポ部）にノッチをい
れた０℃における衝撃試験の吸収エネルギーは鋼３２、
鋼３３を除く他の鋼がいずれも１００Ｊ以上であったの
に対して、鋼３２、鋼３３は１００Ｊ未満であった。
【００５９】Ｃｕ量の高い鋼２８は製品の耐ＨＩＣ性及
び耐ＳＳＣＣ性は十分であるが、熱間圧延による鋼帯の
製造時に耳割れが大きく発生し、除去に手間がかかっ
た。Ｎｉの多い鋼２９は耐ＳＳＣＣ性が劣っている。Ｃ
ｒが高い鋼３０は溶接性が低く、電縫溶接部にミクロラ
ックが発生した。Ｍｏが高い鋼３１はＮｉに高い鋼２９
と同様に、耐ＳＳＣＣ性が劣っていた。
び耐ＳＳＣＣ性は十分であるが、熱間圧延による鋼帯の
製造時に耳割れが大きく発生し、除去に手間がかかっ
た。Ｎｉの多い鋼２９は耐ＳＳＣＣ性が劣っている。Ｃ
ｒが高い鋼３０は溶接性が低く、電縫溶接部にミクロラ
ックが発生した。Ｍｏが高い鋼３１はＮｉに高い鋼２９
と同様に、耐ＳＳＣＣ性が劣っていた。
【００６０】Ａｌ、Ｔｉが高い鋼３２、Ｎｂ、Ｖが高い
鋼３３は何れも靱性が劣っており、鋼２６と同様に溶接
部にノッチをいれた０℃における衝撃試験の吸収エネル
ギーが１００Ｊ未満であった。
鋼３３は何れも靱性が劣っており、鋼２６と同様に溶接
部にノッチをいれた０℃における衝撃試験の吸収エネル
ギーが１００Ｊ未満であった。
【００６１】
【表４】
【００６２】
【表５】
【００６３】
【発明の効果】本発明に係る電縫管は、母材、溶接部と
もに湿潤硫化水素環境下における耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣ
Ｃ特性が優れた電縫管である。また、本発明に係る方法
により製造された電縫管は耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性
に特に優れている。
もに湿潤硫化水素環境下における耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣ
Ｃ特性が優れた電縫管である。また、本発明に係る方法
により製造された電縫管は耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性
に特に優れている。
【図１】従来の電縫管の溶接部と本発明の方法による電
縫管の溶接部のマクロの金属組織を示す図に代わる写真
である。
縫管の溶接部のマクロの金属組織を示す図に代わる写真
である。
【図２】本発明の方法を実施する設備の概要図である。
１ オープンパイプ ２ コンタクトチップ ３ レーザービーム ４ トップロール ５ スクイズロール ６ 高周波加熱装置（１） ７ 水冷ゾーン ８ 高周波加熱装置（２）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/50 Ｃ２２Ｃ 38/50 38/58 38/58 (72)発明者 岩崎 謙一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大村 雅紀 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小野 守章 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 下記の特徴を備えた耐ＨＩＣ及び耐ＳＳ
ＣＣ特性に優れた電縫管。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、 Ｃ：０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：２％以下、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．００３％以下、Ａｌ：０．０７％以下、 Ｃａ：０．００１〜０．００６％を含有し、 残部が実質的にＦｅからなる電縫管であって、（ｂ）前
記電縫管の溶接部が溶融凝固組織を有する。 - 【請求項２】 下記の特徴を備えた耐ＨＩＣ及び耐ＳＳ
ＣＣ特性に優れた電縫管。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、 Ｃ：０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：２％以下、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．００３％以下、Ａｌ：０．０７％以下、 Ｃａ：０．００１〜０．００６％を含有し、 更に、 Ｎｂ：０．１％以下、Ｃｕ：０．５％以下、 Ｎｉ：0.5 ％以下、Ｍｏ：0.5 ％以下、 Ｃｒ：1 ％以下、Ｖ：０．１％以下、 Ｔｉ：０．１％以下の１種又は２種以上の成分を含有
し、 残部が実質的にＦｅからなる電縫管であって、（ｂ）前
記電縫管の溶接部が溶融凝固組織を有する。 - 【請求項３】 前記電縫管の溶接部近傍におけるメタル
フロー立上り角度が４５°以下であることを特徴とする
請求項１または２記載の耐ＨＩＣと耐ＳＳＣＣ性に優れ
た電縫管。 - 【請求項４】 下記の工程を備えたことを特徴とする耐
ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優れた電縫管の製造法。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、 Ｃ：０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：２％以下、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．００３％以下、Ａｌ：０．０７％以下、 Ｃａ：０．００１〜０．００６％を含有し、 残部が実質的にＦｅからなる鋼帯を用意する工程と、
（ｂ）前記鋼帯を多段の成形ロールで連続的にオープン
パイプに成形する工程と、（ｃ）前記オープンパイプの
相対する両エッジ部を前記鋼帯の溶融温度以下の温度範
囲に加熱する工程と、（ｄ）加熱された前記両エッジ部
をさらにレーザービームで照射して溶融状態とし、スク
イズロールでアプセット量を制御し、溶接する工程。 - 【請求項５】 下記の工程を備えたことを特徴とする耐
ＨＩＣと及び耐ＳＳＣＣ性に優れた電縫管の製造法。 （ａ）主成分（成分組成はｗｔ％である）として、 Ｃ：０．２％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：２％以下、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．００３％以下、Ａｌ：０．０７％以下、 Ｃａ：０．００１〜０．００６％を含有し、 更に、 Ｎｂ：０．１％以下、Ｃｕ：０．５％以下、 Ｎｉ：0.5 ％以下、Ｍｏ：0.5 ％以下、 Ｃｒ：1 ％以下、Ｖ：０．１％以下、 Ｔｉ：０．１％以下の１種又は２種以上の成分を含有
し、 残部が実質的にＦｅからなる鋼帯を用意する工程と、
（ｂ）前記鋼帯を多段の成形ロールで連続的にオープン
パイプに成形する工程と、（ｃ）前記オープンパイプの
相対する両エッジ部を前記鋼帯の溶融温度以下の温度範
囲に加熱する工程と、（ｄ）加熱された前記両エッジ部
をさらにレーザービームで照射して溶融状態とし、スク
イズロールでアプセット量を制御し、溶接する工程。 - 【請求項６】 前記スクイズロールによるアプセット量
を制御し、電縫管の溶接部近傍におけるメタルフロー立
上り角度を４５°以下とすることを特徴とする請求項４
または５記載の耐ＨＩＣ及び耐ＳＳＣＣ特性に優れた電
縫管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7211369A JPH0941082A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 耐ｈｉｃ及び耐ｓｓｃｃ特性に優れた電縫管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7211369A JPH0941082A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 耐ｈｉｃ及び耐ｓｓｃｃ特性に優れた電縫管及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941082A true JPH0941082A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16604830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7211369A Pending JPH0941082A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 耐ｈｉｃ及び耐ｓｓｃｃ特性に優れた電縫管及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0941082A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102605242A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种抗氢致开裂压力容器用钢及其制造方法 |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP7211369A patent/JPH0941082A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102605242A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种抗氢致开裂压力容器用钢及其制造方法 |
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