KR100540686B1 - 고속 연속 주조에 의해 제조된 라인파이프 및 구조용 강 - Google Patents
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Abstract
계단식 균열 및 황화물 응력 균열에 더욱 내성적인 고강도, 고인성, 저탄소/ 저망간 강이 제공된다. 본 강은 저망간 편석 수준과 함께, 정상 속도에서 통상적이거나 얇은 슬래브 주조 기술에 의해 제조될 수 있다. 본 강들은 강한 황 함유 가스 공급에서 라인파이프 적용에 대해 탁월한 재료들이다.
Description
본 발명은 황 함유 가스 공급시에 수소 유도 균열(hydrogen induced cracking (HIC))에 견디는 고강도 라인파이프 및 구조용 강에 관한 것이다.
황 함유 가스(H2S) 공급시에 라인파이프와 같은, 연장된 공급 수명을 제공할 수 있는 고강도를 지닌 강을 개발시킬 필요성이 지속적으로 요구된다. 지금까지는 이러한 황 함유 가스 공급용 고강도 라인파이프가 저탄소-망간강으로 제조되어 왔고, 니오븀(niobium) 및/또는 바나듐(vanadium)의 첨가에 의해 강화되었다. 라인파이프가 가장 까다로운 공급 조건하에서 사용된다고 예상될 경우, 통상적으로 이러한 강을 위한 망간 수준은 0.90내지 1.20 중량 퍼센트의 범위내에 존재하였다. 이러한 사실에 대한 목적으로서, 0.90-1.20 중량 퍼센트의 상기 범위내 망간 수준은 저탄소-망간강에 대하여 "상대적으로 높은" 망간 함량으로서 언급된다.
황 함유 가스에 노출되어 발생하는 균열에 대한 내성을 제공하지만, 이러한 강은 강내에 함유된 상대적으로 높은 수준의 망간으로 인하여, 망간 황화물 스트링거(stringer)를 형성하는 성질이 있다. 강이 매우 낮은 황 수준(<0.003 중량 퍼센 트)을 갖는 경우에서도 이것이 발생하는데, 이는 Mn:S 비가 매우 높기 때문이다 (>40,000:1). 망간 황화물 스트링거를 형성하는 이러한 성질을 제거하기 위해, 구형 또는 각이 진 칼슘 산황화물 함유물을 우선적으로 형성시키는 칼슘의 첨가가 지금까지의 표준 관례였다. 희귀토금속(rare earth metal)은 또한 망간 황화물 스트링거를 형성하는 강의 성질을 감소시키는 능력이 있음을 보여주었다. 그러나, 칼슘 및 희귀토금속류 첨가물 모두 고가이고 과도한 연무(fume)의 발생, 노즐 블로킹(nozzle blocking) 또는 낮은 청결도 같은 공정상의 난해성을 발생시킬 수 있다.
공정의 관점에서 보면, 라인파이프 강의 주조시 1.0 중량 퍼센트 이상의 망간 함량을 지닌 강은 또한 주조 속도가 빠를 경우 중심선 편석(segregation)이 발생하기 쉽다. 또한, 적당한 과열이 유지되지 않을 경우 및/또는 기계 정비 및 수냉 작용이 불충분할 경우 중심선 편석이 발생할 수 있다.
그러므로 습한, 황 함유 가스 공급으로 확장된 사용에 적합한 고강도 강을 제공하는 것이 본 발명의 주요 목적이다.
본 발명의 또다른 주요 목적은 매우 낮은 망간 함량을 가지면서도, 황 함유 가스(H2S) 감성(degradation)에 견디는 고강도 강을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 중요 목적은 황 함유 가스 공급에 적합하고, 비(非)-라인파이프 강 조성물 주조시에 적용되는 일반적으로 소정의 고속으로 연속 주조가 가능한 고강도 강 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 중요 목적은 망간 황화물 스트링거의 형성을 감소시키기 위해 칼슘 또는 희귀토금속과 합금시킬 필요성이 없는 고강도 강 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 계단식(stepwise) 균열 및 황화물 응력 균열에 매우 잘 견디는 고강도, 고인성 강을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 황 함유 가스 공급에 일반적으로 사용되는 고강도 강과 비교하였을 때 매우 낮은 탄소 및 망간 함량을 지니는 고강도 강을 제공하는 것이다.
[발명의 요약]
본 발명의 상기 및 다른 중요 목적은 가장 강한 황 함유 가스 또는 습한 황 함유 가스 공급시에도 가스 작용에 견디는 고강도, 고인성 강을 생성하는 강 조성물을 제공함으로써 달성된다. 특히, 고강도 수준을 제공하기 위해 고망간 함량에 의존하기 보다는, 강에서 고강도를 얻기 위해 필요한 메카니즘을 제공하기 위해 니오븀(niobium) 및 임의적으로, 바나듐(vanadium) 및/또는 다른 합금 성분들에 의존하는 강은 더 높은 망간 함량을 갖는, 이전에 사용된 고강도 강에서 경험된 황 함유 가스 공급시의 상기 문제점들에 대한 가능성을 피할 수 있다는 것이 발견되었다.
하기 범위내에 해당하는 강 조성이 고강도 및 인성 특성을 제공하는 것으로 입증되었고, 계단식 균열 및 황화물 응력 균열에 견디는 능력이 입증되어서, 조성물들은 강한 황 함유 가스 공급에서 사용에 대해, 그리고 특히 황 함유 가스 공급 에서 사용되는 라인파이프로서 매우 적합할 것이다.
성 분 | 범위 (중량 퍼센트) |
탄소 (C) | 0.015-0.080 |
망간 (Mn) | 0.10-1.0 |
니오븀(Nb(Cb)) | 0.005-0.15 |
티타늄 (Ti) | 0.005-0.030 |
크롬 (Cr) | ≤0.50 |
니켈 (Ni) | ≤0.95 |
몰리브덴 (Mo) | ≤0.60 |
붕소 (B) | ≤0.0025 |
황 (S) | ≤0.008 |
질소 (N) | 0.001-0.010 |
칼슘 (Ca) | ≤0.0050 |
인 (P) | ≤0.025 |
이러한 강 조성에서는, 36-80ksi 범위의 고내력강도(yield strength) 및 45-90ksi 범위의 고인장강도가 얻어질 수 있다. 또한, 상기 범위내 강은 매우 높은 충격강도(고에너지 충격값) 및 샤르피 V-노치(Charpy V-notch) 천이(transition) 온도를 갖는다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 특징들 및 이에 따른 장점들은 본 기술분야에 대해 통상적인 기술을 가진 기술자들에게 명백할 것이고 본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 기술된 하기 바람직한 실시예의 상세한 설명에서 더욱 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 샘플의 내력강도에 대한 망간의 중량 퍼센트를 도시한, NACE TM 0284-96 계단식 균열 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 비교적 고강도 특성을 제공하는 비교적 높 은 망간 함량의 사용에 좌우되지 않고, 고강도, 고인성 강을 생산하는 조성물이 제공된다. 본 발명에 따른 강의 망간 함량은 0.15 중량 퍼센트 이하로 매우 낮을 수 있기 때문에, 망간 편석 및 망간 황화물을 형성하는 강의 성질을 실질적으로 제거한다. 또한, 약 3,000:1내지 5,000:1이 바람직한, 강의 저망간 대 황 비는 스트링거로 형성될 수 있거나, 스트링거를 형성하는 임의의 MnS의 성질을 최소화한다.
본 발명의 강은 고강도 특성을 제공하는 니오븀 및 니오븀과 혼합하여 사용되는 바나듐, 몰리브덴(molybdenum), 크롬, 붕소, 구리 및 니켈 중 임의대로 하나 또는 그 이상의 첨가에 의존한다. 이 성분들은 오스테나이트(austenite)에서 페라이트(ferrite)로의(→) 천이 온도를 낮추고 강에 함유된 매우 낮은 망간 및 탄소 수준에서 거친 페라이트 조직의 형성을 방지하기 위해 결합된다. 스트립 또는 플레이트 롤링후에 강을 수냉시킴으로써 이러한 강화 메카니즘에서 도출되는 이점들은 확대되거나 최대화된다.
강은 니오븀 및 또한 임의적으로 바나듐, 석출 경화 및 오스테나이트에서 페라이트로의 천이 온도의 제어에 의존함으로써 더욱 일관되게 제조될 수 있다. 코일링(coiling) 온도 변화 및 헤드-투-테일(head-to-tail) (단부를 길어진 단부로 유도하는) 온도 변화로부터 기인하는 코일 제품의 기계적 성질의 통상적으로 경험된 변화는 강화 성분들 (주로 나오븀) 및 이 강의 제조에 사용되는 메카니즘에 의해 최소화되거나 제거된다.
본 발명의 강은 통상적인 방식에서처럼, 황화물 함유 형상 제어를 위해 칼슘 또는 희귀토금속과 함께 다루어질 수 있다. 그러나, 티타늄(titanium)의 사용은 특히 저망간 및 질소 함량에 있어서, 그리고 망간 대 황 비가 매우 낮을 경우, 망간 황화물 가소성을 감소시키는데, 이것은 본 발명의 강에 대한 두가지 특징이다.
강에서 매우 낮은 탄소 및 망간 함량은 응결 및 용질의 재분배를 촉진시키는 중에 델타(δ) 페라이트 형성을 최대화시킨다. 불순물에 대한 내성은 증가되고 펄라이트 밴딩(pearlite banding)의 실질적인 부재가 발생한다. 강은 직접 고온 급기(charging) 또는 통상적인 재열 방식 중 한가지를 사용하는 판형 밀(mill) 또는 스트립 밀(strip mill)상에 감겨질 수 있다.
상기 특성들을 갖는 강은 하기 바람직한 구성 범위내에서 얻어질 수 있다 :
성 분 | 범위 (중량 퍼센트) |
탄소 (C) | 0.015-0.080 |
망간 (Mn) | 0.10-1.0 |
니오븀(Nb(Cb)) | 0.005-0.15 |
티타늄 (Ti) | 0.005-0.030 |
크롬 (Cr) | ≤0.50 |
니켈 (Ni) | ≤0.95 |
몰리브덴 (Mo) | ≤0.60 |
붕소 (B) | ≤0.0025 |
황 (S) | ≤0.008 |
질소 (N) | 0.001-0.010 |
칼슘 (Ca) | ≤0.0050 |
인 (P) | ≤0.025 |
이러한 전 범위에 걸쳐서, 특히 바람직한 구성 범위는 하기와 같다 :
성 분 | 범위 (중량 퍼센트) |
탄소 (C) | 0.015-0.050 |
망간 (Mn) | 0.10-0.55 |
니오븀(Nb(Cb)) | 0.03-0.09 |
티타늄 (Ti) | 0.015-0.025 |
크롬 (Cr) | -- |
니켈 (Ni) | -- |
몰리브덴 (Mo) | ≤0.10 |
붕소 (B) | ≤0.009 |
황 (S) | ≤0.003 |
질소 (N) | 0.001-0.005 |
칼슘 (Ca) | ≤0.0025 |
인 (P) | ≤0.008 |
상기 범위의 조성물들을 함유하는 강은 0.8내지 3.0 m/min 범위의 빠른 주조 속도에서 주조될 수 있는데, 이것은 통상적인(200-300mm 두께) 또는 얇은 (50-90mm 두께) 슬래브 캐스터(slab caster)에 의한 제조 효율에 대해 바람직하다. 이러한 빠른 속도로 주조된 강은 낮은 편석 정도 및 이전에 언급된, 고강도, 고인성 및 황 함유 가스 공급 적용시의 감성 또는 파손에 대한 내성을 나타낸다.
공정중의 상기 장점들 외에도, 본 발명의 강은 칼슘 및/또는 구리가 강에 함유되지 않는 경우에서도 계단식 균열 및 황화물 응력 균열에 대한 탁월한 내성을 제공하는 두드러진 장점을 갖는다.
또한, 고강도 성질은 몰리브덴의 부재에서 얻어질 수 있다. 몰리브덴이 공지된 범위내에 존재할 경우, 고강도 및 계단식 균열 및 황화물 응력 부식 균열에 대한 탁월한 내성은 칼슘의 부재에서 얻어질 수 있다.
황 함유 가스 공급에서 라인파이프 용도의 본 발명의 강에 대한 적합성을 입증할 뿐만 아니라, 강의 고강도 및 고인성 특성을 입증하기 위해, 상기 표 Ⅰ의 구성범위내에 해당하는 몇가지 강들은 인장시험, 충격시험, 계단식 균열(수소 유도 균열 또는 HIC) 시험 및 황화물 응력 균열 시험을 실시하였다. 특히, 하기 표 4의 A-D처럼 4가지 온도의 샘플들은 인장시험, 샤르피 V-노치 충격시험, 낙하 중량 인렬시험(tear test) 및 계단식 균열 시험을 실시하였다. 하기 표 Ⅳ의 E-G와 같은, 기타 온도의 샘플들은 부식 엔지니어들의 국가간 연합(the National Association of Corrosion Engineers(NACE)) 표준 TM0177에 해당하는 황화물 응력 균열에 대한 내성 시험을 실시하였다. 이들 모든 온도의 샘플들에 추가된 표 Ⅱ 및 Ⅲ의 구성 범위내에 해당하는 조성물들을 지니는 수십개의 다른 샘플들이 NACE 표준 TM 0284-96에 해당하는 수소 유도 균열 또는 계단식 균열에 대한 내성 시험을 실시하였다. 그러한 시험들의 결과들이 다음에 기술되었고 도 1과 관련하여 도시되었다.
강 | 탄소 | 망간 | 인 | 황 | 니오븀 | 실리콘 | 티타늄 | 구리 | 니켈 | 몰리브덴 | 크롬 | 바나듐 | 알루미늄 | 붕소 | 칼슘 | 질소 |
A | .046 | .230 | .005 | .004 | .054 | .210 | .013 | .250 | .130 | .000 | .020 | .007 | .063 | .000 | .002 | .004 |
B | .032 | .220 | .006 | .004 | .052 | .200 | .021 | .250 | .130 | .011 | .020 | .007 | .039 | .000 | .000 | .004 |
C | .045 | .190 | .005 | .004 | .048 | .160 | .011 | .000 | .010 | .240 | .020 | .007 | .047 | .000 | .001 | .005 |
D | .052 | .220 | .007 | .004 | .051 | .200 | .020 | .250 | .130 | .230 | .020 | .007 | .044 | .000 | .000 | .004 |
E | .043 | .741 | .015 | .003 | .022 | .001 | .009 | .020 | .000 | .000 | .028 | .002 | ||||
F | .046 | .734 | .013 | .003 | .024 | .002 | .009 | .019 | .001 | .000 | .043 | .004 | ||||
G | .048 | .727 | .015 | .003 | .024 | .003 | .008 | .019 | .000 | .000 | .032 | .004 |
표 Ⅴ는 표준 시료 크기의 2/3에 해당하는 샤르피 시험 샘플들과 함께, 강의 온도 A-D에서 마련된 3중 샘플들상에서 행해진 샤르피 V-노치 충격 시험의 결과들을 나타낸다. 표에서 볼 수 있는 바와 같이, -80。F이하에서 현저한 충격 내성을 나타내는 강의 온도 B와 함께, 영하(。F)의 온도에서조차 파쇄 에너지는 매우 높다.
샤르피 V-노치 에너지 | 크기 : 2/3 | |||||||||||||
에너지 평균 (ft-lbs) | 전단 면적 평균(%) | |||||||||||||
72。F | 32。F | 0。F | -20 。F | -40 。F | -60 。F | -80 。F | 72。F | 32。F | 0。F | -20 。F | -40 。F | -60 。F | -80 。F | |
강A | 158 | 128 | 142 | 101 | 108 | 76 | 100 | 100 | 100 | 84 | 86 | 67 | ||
강B | 182 | 181 | 184 | 184 | 181 | 177 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
강C | 161 | 144 | 130 | 118 | 92 | 9 | 100 | 100 | 100 | 100 | 76 | 8 | ||
강D | 151 | 133 | 129 | 130 | 69 | 67 | 100 | 100 | 100 | 92 | 46 | 40 |
하기 표 Ⅵ은 낙하 중량 인렬시험의 데이타뿐만 아니라, 샤르피 Ⅴ-노치 충격시험 및 낙하 중량 인렬시험(DWTT)에서 나타난 것 같이 취성/연성 파쇄 천이 온도에 대한 50% 및 85%의 값들을 나타낸다. 또한, 강들은 실제적으로 두드러진 결과들을 나타내는 온도 B에서 제조된 파이프와 함께 탁월한 노치 인성 특성을 나타낸다.
낙하 중량 인렬시험 | 천이온도 | |||||||||||
전단 면적 평균 (%) | 샤르피 | DWTT | ||||||||||
72。F | 32。F | 0。F | -20。F | -40。F | -60。F | -80。F | 50% | 85% | 50% | 85% | ||
강A | 100 | 100 | 31 | 21 | <-80 | -56 | -14 | -4 | ||||
강B | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 28 | <-80 | <-80 | -75 | -65 | ||
강C | 100 | 100 | 27 | 18 | -68 | -56 | -14 | -4 | ||||
강D | 100 | 58 | 27 | 18 | -58 | -43 | -5 | 19 |
온도 A-D에서 뿐만 아니라, 온도 E-G에서 인장 시료들의 내력강도 및 인장강도가 하기 표 Ⅶ에 명시되었다. 일반적으로, 이러한 강이 나타내는 라인파이프 적용에 대해, 내력강도의 바람직한 범위는 약 36-80ksi이고, 인장강도의 바람직한 범위는 45-90ksi이다. 이것은 "고강도"라는 용어가 본 내용에서 사용된 것처럼, 고강도 강으로 인식되었다. 더 높은 강도의 강은 수소 유도 균열에 더욱 민감할 수 있기 때문에, 내력강도의 더욱 바람직한 범위는 약 36-70ksi이고, 인장강도의 더욱 바람직한 범위는 45-75ksi이다. 볼 수 있는 바와 같이, 강 A-G의 대부분이 바람직한 범위내에 해당한다.
강 | 내력강도(ksi) | 인장강도(ksi) |
A | 66 | 73.0 |
B | 66 | 71.5 |
C | 68 | 72.5 |
D | 79 | 85.5 |
E | 65.5 | 71.0 |
F | 66.5 | 72.5 |
G | 64.5 | 71.5 |
황화물 응력 균열에 대한 내성은 통상적으로 NACE 표준 TM0177에 기술된 시험 방법에 의해, 해당 기술 수준과 상응하게 평가된다.
본 발명의 진전된 점에 있어서, 시험은 특정 최소 내력강도(SMYS)의 80%에서 96시간의 시험단계를 포함하도록 수정되어, 이러한 NACE 표준에 상응하는 온도 E-G상에서 시행되었다. 황화물 응력 균열에 대한 만족스러운 수준의 내성을 나타내는 어떠한 균열도 이 시험들에선 입증되지 못했다. 황화물 응력 균열에 대한 내성을 위해 시험받은 이 온도들은 본 발명에 대해 바람직한 망간 함량 범위의 상단을 향하는 망간 함유물들을 포함했다는 것이 두드러진다. 상기 표 3에서 기술된 더욱 바람직한 범위에서, 더 낮은 망간 함량을 지니는 강은 황화물 응력 균열에 대한 내성의 동일하거나 일정한 개선된 수준을 나타낼 것이다. 상기 온도의 샘플들뿐만 아니라, 상기 표 1에 기술된 구성범위의 내외부 모두의 다수 기타 샘플들은 NACE 표준 TM 0284-96, "수소 유도 균열 내성에 대한 파이프라인 및 압력 용기용 강의 표준 시험법-평가"에 상응하여, 수소유도균열 또는 계단식 균열에 대한 내성을 측정받았다. 도 1은 강의 내력강도(ksi 단위)에 대한 강의 망간 함량을 도시하도록, 그러한 시험 결과들의 요약을 그래픽 형태로 나타낸다. 더 높은 망간 함량을 갖는 강 및 70ksi에 근접하거나 초과하는 내력강도를 갖는 강은 계단식 균열에 민감하다 는 것을 그 그래프에서 알 수 있다. 이 도면은 더 높은 수준의 망간의 사용에서 기인하는 증가된 강도가 비교적 고비용을 발생시킨다는 것, 즉 계단식 균열에 대한 증가된 민감성을 나타낸다. NACE TM 0284-96 표준하에서 시험받은 강 조성물들의 거의 모두가 <0.006 중량 퍼센트의 황 함량을 지녔다. 따라서, 시험 결과에 기초하고 특히 더 낮은 망간 함량 및 더 높은 내력 강도를 갖는 3회 파손된 샘플에 기초한 균열/비균열 경계(100) 및 더 낮은 내력강도와 함께 더 높은 망간 함량을 갖는 샘플들을 묘사하는 것이 가능하였다. 이처첨 일반적으로 본 발명의 강은 도 1의 그래프에서 도시된 파단선 아래에 해당하는 강으로 한정될 것이다.
특히 바람직한 조성물들은 약 0.10-0.60 중량 퍼센트 범위의 망간 함량을 갖고 약 55-70ksi 범위의 내력강도를 갖는 것들이다. 이러한 기준을 만족시키는 강은 도 1의 음영 영역내에 위치한다. 0.6 중량 퍼센트 망간 및 70ksi의 내력강도 모두를 갖춘 강이 균열/비균열 경계(100)에 근접하기 때문에, 망간 함량이 0.5 중량 퍼센트에서 0.6 중량 퍼센트로 증가함에 따라 더욱 통상적인 일단의 기준은 70ksi에서 최대 68ksi로 감소하는 최대 내력강도를 포함한다.
도 1에 나타낸 결과들은 용액 A(pH5.2) NACE TM 0284-96에서 정의된 표준 시험 용액을 사용하여 행해진 시험에 기초한다. 표준에서 정의된 더 낮은 pH의, 더욱 강한 부식성 용액 B를 사용하지 않고 추가적인 시험이 표준에 상응하여 실시되었다. 온도 A-D의 샘플들뿐만 아니라, 본 발명의 강 조성물에 해당하는 4가지 다른 샘플들이 NACE 시험 용액 B를 사용하여 시험되었고, 모든 샘플들이 더욱 강한 부식성 조건하에서조차 계단식 균열의 완전한 부재를 나타내는 시험을 통과하였다.
미국 석유 협회(The American Petroleum Institute (API))는 유류 및 가스 수송을 위해 사용되고, 기타 유류 및 가스 공급에 사용되는 라인파이프같은, 관형 제품에 대한 형식을 발표해 왔다. 특히, API형식 5LX는 유류 또는 가스 수송과 본 발명의 강이 특별히 매우 적합한 사용을 위한 고강도 용접 또는 인발 강 라인파이프를 나타낸다.
API 5LX는 이로써 그 형식 전체를 참조함으로써 구체화된다. API 5LX에 포함된 것은 X46, X52, X56, X60, X65 및 X70 같은 몇가지 재료의 등급이다. 이러한 표시에서 "X" 뒤의 숫자들은 각 등급의 재료들에 대한 최소 내력강도(ksi 단위)이다. 각 재료의 등급은 또한 어떤 구성적 필요 및 인장강도의 필요를 지닌다.
API 5LX 재료의 등급은 합금 강 파이프가 가스 또는 황 함유 가스 공급에 사용될 경우 명시된다. 표 1에 기술된 범위에 해당하는 조성물들을 지니는 본 발명의 강들은 API 5LX에 기술된 모든 구성적 제한 사항들을 충족시키고, 표 7에 기술된 내력 강도 결과들에 의해 볼 수 있는 바와 같이, 강들은 X70 등급까지 모든 등급들의 상승 필요성을 충족시키도록 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명과 상응하여 제조된 강들은 API 5LX 라인파이프 형식의 전 범위에 실질적으로 해당하는 라인파이프로서 사용될 수 있다. 또한, 5LX 형식하에서 보통 제공되는 강에 대해 수소 유도 균열에 대한 입증되고 증가된 내성과 함께, 본 발명의 강들은 재료 등급 형식에 첨가하여 수소 유도 균열에 대한 내성에 대한 필요들이 기술되거나 강요될 경우에 5LX 라인파이프(예를들면 X52)로서 사용에 대해 특히 매우 적합할 것이다.
이와같이 본 발명의 저탄소/저망간 강은 라인파이프의 적용에서, 특히 황 함 유 가스 공급에서 사용하기에 바람직한 성질을 지닌다는 것을 알 수 있다. 강의 고강도 및 인성 때문에, 또한 강은 구조용 강으로서 사용되기에 매우 적합하다. 그러나, 상기 특정 실시예 및 조성물은 예시적인 목적을 위한 것이며, 본 발명은 특정 실시예로 국한되도록 의도되지 않는다. 수정된 내용들은 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고, 전술된 명세서를 재검토시에 해당 기술분야에 통상적인 기술을 가진 기술자들에게 매우 명백할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위를 결정하기 위해서 첨부된 청구항에 대해 참조해야 한다.
Claims (23)
- 거친 입자의 페라이트가 없는 미세구조를 가진 라인파이프 및 구조용 고강도 강에 있어서,0.015∼0.080 중량% 범위의 탄소;0.10∼1.0 중량% 범위의 망간; 및0.008 이하 중량% 범위의 황;을 포함하며,고온 압연 조건 하에서, 36 ksi 내지 80 ksi 범위의 내력강도를 가지는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제1항에 있어서, 0.10∼0.60 중량% 범위의 망간을 더 포함하는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제2항에 있어서,0.10∼0.23 중량% 범위의 망간 함량; 및0.005∼0.15 범위의 니오븀;을 더 포함하며,66∼79 ksi 범위의 내력강도를 갖고, -58 ℉에서 <-80 ℉ 범위의 샤르피 V-노치 50 % FATT를 가지며, H2S 감성에 견디는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제1항에 있어서, 계단식 균열 및 황화물 응력 균열에 견디고, 칼슘이 없는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제1항에 있어서, 계단식 균열 및 황화물 응력 균열에 견디고, 구리가 없는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제1항에 있어서, 몰리브덴이 없는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제1항에 있어서, 0.60 이하 중량% 범위의 몰리브덴을 더 포함하는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제6항에 있어서, 계단식 균열 및 황화물 응력 균열에 견디고, 칼슘이 없는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제1항에 있어서, 망간 대 황 비가 3,000:1 내지 5,000:1의 범위에 있는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제1항에 있어서, 망간과 결합하여 강의 MnS 가소성을 감소시키는 성분들인, 0.001∼0.010 중량% 범위의 질소 및 0.005∼0.030 중량% 범위의 티타늄을 더 포함하는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 거친 입자의 페라이트가 없는 미세구조를 가진 라인파이프 및 구조용 고강도 강에 있어서,
성 분 범위 (중량%) 탄소 (C) 0.015∼0.080 망간 (Mn) 0.10∼1.0 니오븀(Nb(Cb)) 0.005∼0.15 티타늄 (Ti) 0.005∼0.030 크롬 (Cr) ≤0.50 니켈 (Ni) ≤0.95 몰리브덴 (Mo) ≤0.60 붕소 (B) ≤0.0025 황 (S) ≤0.008 질소 (N) 0.001∼0.010 칼슘 (Ca) ≤0.0050 인 (P) ≤0.025 을 포함하는 라인라이프 및 구조용 고강도 강. - 제11항에 있어서, 조성물이,
성 분 범위 (중량%) 탄소 (C) 0.015∼0.050 망간 (Mn) 0.10∼0.55 니오븀(Nb(Cb)) 0.03∼0.09 티타늄 (Ti) 0.015∼0.025 크롬 (Cr) -- 니켈 (Ni) -- 몰리브덴 (Mo) ≤0.10 붕소 (B) ≤0.009 황 (S) ≤0.003 질소 (N) 0.001∼0.005 칼슘 (Ca) ≤0.0025 인 (P) ≤0.008 을 포함하는 라인파이프 및 구조용 고강도 강. - 제11항에 있어서, 36 ksi 내지 80 ksi의 내력강도를 갖는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제12항에 있어서, 36ksi 내지 80 ksi의 내력강도를 갖는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제13항에 있어서, 0.8 내지 3.0 m/min 범위의 정상 주조 속도로 연속 주조되고, 저망간 편석 성질 및 H2S 환경 하에서 계단식 균열에 대한 내성을 갖는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 제14항에 있어서, 0.8 내지 3.0 m/min 범위의 정상 주조 속도로 연속 주조되고, 저망간 편석 성질 및 H2S 환경 하에서 계단식 균열에 대한 내성을 갖는 라인파이프 및 구조용 고강도 강.
- 수소 유기 균열(HIC) 저항성 라인파이프에 있어서,
성 분 범위 (중량%) 탄소 (C) 0.015∼0.080 망간 (Mn) 0.10∼1.0 니오븀(Nb(Cb)) 0.005∼0.15 티타늄 (Ti) 0.005∼0.030 크롬 (Cr) ≤0.50 니켈 (Ni) ≤0.95 몰리브덴 (Mo) ≤0.60 붕소 (B) ≤0.0025 황 (S) ≤0.008 질소 (N) 0.001∼0.010 칼슘 (Ca) ≤0.0050 인 (P) ≤0.025 을 갖는 강을 포함하는 수소 유기 균열(HIC) 저항성 라인파이프. - 제17항에 있어서, 강 조성물이,
성 분 범위 (중량%) 탄소 (C) 0.015∼0.050 망간 (Mn) 0.10∼0.55 니오븀(Nb(Cb)) 0.03∼0.09 티타늄 (Ti) 0.015∼0.025 크롬 (Cr) -- 니켈 (Ni) -- 몰리브덴 (Mo) ≤0.10 붕소 (B) ≤0.009 황 (S) ≤0.003 질소 (N) 0.001∼0.005 칼슘 (Ca) ≤0.0025 인 (P) ≤0.008 을 포함하는 HIC 저항성 라인파이프. - 제17항에 있어서, 36 ksi 내지 80 ksi의 내력강도를 갖고, API 형식 5LX의 모든 요건들을 충족시키는 HIC-저항성 라인파이프.
- 제18항에 있어서, 36 ksi 내지 80 ksi의 내력강도를 갖고, API 형식 5LX의 모든 요건들을 충족시키는 HIC-저항성 라인파이프.
- 고강도 강에 있어서,0.015∼0.080 중량% 범위의 탄소;0.10∼0.23 중량% 범위의 망간; 및0.008 이하 중량% 범위의 황;을 포함하며,36 ksi 내지 80 ksi 범위의 내력강도를 갖는 고강도 강.
- 고강도 강에 있어서,0.015∼0.080 중량% 범위의 탄소;0.10∼1.0 중량% 범위의 망간;0.008 이하 중량% 범위의 황; 및0.03∼0.15 중량% 니오븀(콜럼븀(columbium));을 포함하며,36 ksi 내지 80 ksi 범위의 내력강도를 갖는 고강도 강.
- 고강도 강에 있어서,0.015∼0.080 중량% 범위의 탄소; 및0.008 이하 중량% 범위의 황;을 포함하며,몰리브덴이 없고, 36 ksi 내지 80 ksi 범위의 내력강도를 갖는 고강도 강.
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