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公開番号2025062178
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2023171065
出願日2023-10-02
発明の名称ラインパイプ用電縫鋼管
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250407BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】母材部および電縫溶接部において、高強度、低YRおよび優れた低温靭性を有するラインパイプ用電縫鋼管の提供。
【解決手段】母材部及び電縫溶接部を有し、前記母材部の化学組成が所定の化学組成を有し、前記母材部の1/2×tB部のミクロ組織において、フェライトの面積率が40～80%であり、平均結晶粒径が35μm以下であり、前記電縫溶接部の1/4×tS部のミクロ組織において、フェライトの面積率が40～70%であり、島状マルテンサイトの面積率が0.2～10.0%であり、平均結晶粒径が35μm以下であるラインパイプ用電縫鋼管を採用する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
母材部及び電縫溶接部を有し、
前記母材部の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０６０～０．１２０％、
Ｓｉ：０．０１０～０．５００％、
Ｍｎ：０．５～２．０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００１１～０．００５０％、
Ａｌ：０．０８０％以下、
Ｔｉ：０．００３～０．０３０％、
Ｎｂ：０．００３～０．０４６％、
Ｎ：０．００１０～０．００８０％、
Ｃａ：０．０００３～０．００４０％、
Ｏ：０．００５％以下、
Ｃｕ：０～０．５００％、
Ｎｉ：０～０．５００％、
Ｃｒ：０～０．５００％、
Ｍｏ：０～０．５００％、
Ｖ：０～０．１００％、
Ｗ：０～０．５００％、
ＲＥＭ：０～０．００５０％、並びに、
残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
下記（ｉ）式で表されるＣｅｑが０．１６～０．５３質量％であり、
下記（ｉｉ）式で表されるＭが０．０６～０．２５質量％であり、
下記（ｉｉｉ）式表されるＣＡが０．２５～２．００であり、
前記母材部の肉厚をｔＢとし、前記電縫溶接部の肉厚をｔＳとした場合に、
前記母材部の１／２×ｔＢ部のミクロ組織において、
フェライトの面積率が４０～８０％であり、平均結晶粒径が３５μｍ以下であり、
前記電縫溶接部の１／４×ｔＳ部のミクロ組織において、
フェライトの面積率が４０～７０％であり、島状マルテンサイトの面積率が０．２～１０．０％であり、平均結晶粒径が３５μｍ以下であるラインパイプ用電縫鋼管。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５ …（ｉ）
Ｍ＝Ｃ／３＋５×Ｎｂ …（ｉｉ）
ＣＡ＝Ｃａ／Ｓ …（ｉｉｉ）
ここで、前記式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の各元素記号には、対応する元素の含有量（質量％）が代入され、含有されない場合は０が代入される。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
前記母材部の化学組成が、質量％で、
Ｃｕ：０％超０．５００％以下、
Ｎｉ：０％超０．５００％以下、
Ｃｒ：０％超０．５００％以下、
Ｍｏ：０％超０．５００％以下、
Ｖ：０％超０．１００％以下、
Ｗ：０％超０．５００％以下、及び
ＲＥＭ：０％超０．００５０％以下からなる群から選択される１種以上を含有する請求項１に記載のラインパイプ用電縫鋼管。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管に関し、さらに詳しくは、ラインパイプ用電縫鋼管に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
パイプラインは原油や天然ガスの輸送手段の一つであるが、近年の天然資源の掘削地域の過酷化に伴い、ラインパイプの敷設環境も過酷化しつつある。そのひとつの影響として、海底に敷設する海底パイプラインの敷設件数が増加している。海底パイプラインの敷設には種々の方法がある。そのうち、リール工法と呼ばれる敷設方法は、あらかじめ陸上で造管し、溶接で繋ぎ、できあがった長尺のパイプをバージ船のスプール上に巻取った後、海上で、パイプを巻き戻しながら海底に敷設する方法である。この方法では効率的に海底ラインパイプの敷設作業を行うことができる。
【０００３】
しかし、鋼管の巻き付け・巻きほぐし時に、鋼管に塑性曲げが付与される。この時、曲げの内側には圧縮力が付与されるため、曲げの内側で座屈が発生し、鋼管が座屈する場合がある。鋼管の座屈が発生すると、敷設作業を停止せざるを得ず、その損害は莫大である。鋼管の座屈は鋼管の母材部及び電縫溶接部において鋼管長手方向の降伏比（降伏強度（ＹＳ）／引張強さ（ＴＳ）により求められ、ＹＲと記載する）を低くすることで防止できることが分かっている。このような背景から、高い内圧に対して十分に耐えられるだけの鋼管強度に加え、鋼管の軸方向の低ＹＲが要求されるようになっている。
【０００４】
また、ラインパイプにおいて脆性破壊が生じた場合、石油や天然ガスが流出し、莫大な損害に繋がるため、優れた靭性が要求される。具体的には、母材部ではシャルピー試験において、電縫溶接部ではＣＴＯＤ試験において、特性確保が不可欠である。
【０００５】
したがって、リール工法に用いられる電縫鋼管では母材部及び電縫溶接部において高強度、低ＹＲ、優れた靭性が要求される。
【０００６】
例えば、特許文献１には、母材部及び電縫溶接部の靭性に優れる電縫鋼管が記載されている。特許文献１に記載された電縫鋼管では、母材部の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０４～０．１２％、Ｓｉ：０．０１～０．５０％、Ｍｎ：０．５～２．０％、Ｔｉ：０．００５～０．０３０％、Ｎｂ：０．００５～０．０５０％、及びＮ：０．００１～０．００８％を含有し、残部がＦｅ及び不純物を含有し、母材部の肉厚をｔＢとし、電縫溶接部の肉厚をｔＳとした場合に、母材部の外表面から深さ１ｍｍの位置である外表層部Ｂの硬さから１／２ｔＢ部の硬さを差し引いた値が３０ＨＶ１０以下であり、電縫溶接部の外表面から深さ１ｍｍの位置である外表層部Ｓの硬さから１／２ｔＳ部の硬さを差し引いた値が０ＨＶ１０以上３０ＨＶ１０以下である。これにより優れた低温靭性が得られることが特許文献１に記載されている。
【０００７】
特許文献２には、母材部及び電縫溶接部の靭性に優れる電縫鋼管が記載されている。特許文献２に記載された電縫鋼管では、質量％で、Ｃ：０．０２～０．１０％、Ｓｉ：０．０５～０．３０％、Ｍｎ：０．８０～２．００％、Ｎｂ：０．０１０～０．１００％を含み、炭素当量Ｃｅｑが０．２５～０．５０を満足する組成と、ベイニティックフェライト相および／またはベイナイト相からなる組織とを有し、降伏強さ：５２ｋｓｉ以上の高強度と、延性脆性遷移温度ｖＴｒｓが－４５℃以下となる高靭性を有する厚肉熱延鋼板を素材とし、電縫部に対して最低温度：８３０℃以上、最高温度：１１５０℃以下の誘導加熱、肉厚方向各位置で平均冷却速度１０～７０℃／ｓ、冷却停止温度５５０℃以下の条件にて冷却する電縫部熱処理を施し、ベイニティックフェライト相および／またはベイナイト相からなり、かつ肉厚方向各位置で最粗粒位置での平均結晶粒径と最細粒位置での平均結晶粒径との比が２．０以下となる組織である。これにより、優れた低温靭性が得られることが特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
国際公開第２０２０／１７０３３３号
国際公開第２０１５／００４９０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者等の検討により、化学組成や製造方法が適切でない場合、電縫溶接部において、硬質相である島状マルテンサイト（ＭＡ）の面積率が適正範囲から外れ、これにより電縫溶接部の靭性と低ＹＲとが両立しない場合があることが判明した。
【００１０】
特許文献１及び２では、電縫溶接部において、上述したＭＡを制御することについて、一切、考慮されていない。従って、特許文献１及び２に記載の電縫鋼管は電縫溶接部の低温靭性および低ＹＲが必ずしも十分とは言えない。
（【００１１】以降は省略されています）

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