油井用不锈钢无缝钢管及其制造方法技术

以高制造性制造油井用不锈钢管，该油井用不锈钢管的组成为：以质量％计，含有C：0.05％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.20～1.80％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：14.0～18.0％、Ni：5.0～8.0％、Mo：1.5～3.5％、Cu：0.5～3.5％、Al：0.10％以下、Nb：超过0.20％且0.50％以下、V：0.20％以下、N：0.15％以下、O：0.010％以下，并且满足Cr+0.65Ni+0.6Mo+0.55Cu－20C≧18.5以及Cr+Mo+0.3Si－43.3C－0.4Mn－Ni－0.3Cu－9N≤11，该油井用不锈钢管具有在包含CO2、Cl－的高温腐蚀环境下的优异的耐二氧化碳腐蚀性、以及在包含H2S的环境下的优异的耐SSC性，并且具有屈服强度YS：758MPa以上的高强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】油井用不锈钢无缝钢管及其制造方法
本专利技术涉及适合用于原油或天然气的油井、气井等的、不锈钢无缝钢管(stainlesssteelseamlesspipe)及其制造方法，尤其涉及在包含二氧化碳(CO2)、氯离子(Cl－)且直至230℃的高温的极其严酷的腐蚀环境下的耐二氧化碳腐蚀性(carbondioxide-corrosionresistance)的改善、以及在包含H2S的环境下的耐硫化物应力开裂性(sulfidestresscrackingresistance)(耐SSC性)的改善。
技术介绍
近年来，从原油价格(crudeoilprice)的高涨、以及不久的将来能够预想到的石油资源(oilresource)的枯竭这样的观点出发，以往，未曾探寻过那样的深度深的油田(oilfield)、包含硫化氢等的、处于所谓酸性环境(sourenvironment)下的严酷腐蚀环境(corrosionenvironment)的油田或气田(gasfield)等的开发逐渐盛行。这样的油田、气田通常深度极深，另外其环境也成为高温且包含CO2、Cl－、进而包含H2S的严酷的腐蚀环境。对于在这样的环境下使用的油井用钢管(OilCountryTubularGood(OCTG))，要求具有如下材质，即具有期望的高强度、且兼具有优异的耐蚀性。一直以来，在包含二氧化碳CO2、氯离子Cl－等的环境的油田、气田中，作为用于开采的油井管而多使用13％Cr马氏体系不锈钢管。另外，最近，减少13Cr马氏体系不锈钢的C并使Ni、Mo等增加的成分系的改良型13Cr马氏体系不锈钢的使用也正在扩大。例如，在专利文献1中记载有改善了13％Cr马氏体系不锈钢(钢管)的耐蚀性的、改良型马氏体系不锈钢(钢管)。专利文献1所记载的不锈钢(钢管)为耐蚀性及耐硫化物应力腐蚀开裂性优异的马氏体系不锈钢，其为以下组成：在含有10～15％Cr的马氏体系不锈钢的组成中，将C限制为0.005～0.05％，复合添加Ni：4.0％以上、Cu：0.5～3％，进一步添加1.0～3.0％的Mo，进一步将Nieq调整为－10以上，其组织由回火马氏体相(temperedmartensiticphase)、马氏体相、残余奥氏体相(retainedausteniticphase)构成，回火马氏体相、马氏体相的合计百分数(totalfraction)为60～90％。由此，提高了在湿润二氧化碳环境(wetcarbondioxideenvironment)及湿润硫化氢环境(wethydrogensulfideenvironment)下的耐蚀性和耐硫化物应力腐蚀开裂性。另外，在专利文献2中记载有以下马氏体系不锈钢，其以质量％计，含有C：0.01～0.1％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.5％、P：0.03％以下、S：0.01％以下、Cr：9～15％、Ni：0.1～4.5％、Al：0.0005～0.05％、N：0.1％以下，C+0.63N满足0.029～0.072，在热加工后放置冷却的状态或正火状态下的屈服强度为758～965MPa。另外，在专利文献2所记载的技术中，可以进一步含有Mo：0.05～3％、Cu：0.05～5.0的1种或2种、及/或从Ti：0.005～0.5％、V：0.005～0.5％、Nb：0.005～0.5％中选择的1种以上。由此，能够使屈服强度为758～965MPa的范围内，从而成为具有高可靠性的马氏体系不锈钢(钢管)。另外，在专利文献3中记载有以下马氏体系不锈钢，其以质量％计，含有C：0.01～0.10％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.5％、P：0.03％以下、S：0.01％以下、Cr：9～15％、Ni：0.1～4.5％、Cu：0.05～5％、Mo：0～5％、Al：0.05％以下、N：0.1％以下，Mo+Cu/4满足0.2～5％，硬度HRC：30～45，且钢中的原奥氏体晶界(primaryaustenitegrainboundary)处的碳化物的量为0.5体积％以下。在专利文献3所记载的技术中，设为可以还含有从Ti：0.005～0.5％、V：0.005～0.5％、Nb：0.005～0.5％中选择的1种以上。由此，即使在包含二氧化碳和微量的硫化氢的环境下使用，也能够满足耐硫化物应力腐蚀开裂性、耐磨损腐蚀性(wearresistanceandcorrosionresistance)及耐局部腐蚀性(localizedcorrosionresistance)的任一种耐蚀性。另外，在专利文献4中记载有具有以下钢组成的油井用不锈钢管：以质量％计，含有C：0.05％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.20～1.80％、P：0.03％以下、S：0.005％以下、Cr：14.0～18.0％、Ni：5.0～8.0％、Mo：1.5～3.5％、Cu：0.5～3.5％、Al：0.05％以下、V：0.20％以下、N：0.01～0.15％、O：0.006％以下，Cr、Ni、Mo、Cu、C满足特定关系，另外进一步地Cr、Mo、Si、C、Mn、Ni、Cu、N满足特定关系。另外，在专利文献4所记载的技术中，设为能够含有Nb：0.20％以下、Ti：0.30％以下中的1种或2种。由此，成为即使在包含CO2、Cl－的高温的严酷腐蚀环境下也具有充分的耐蚀性的马氏体系不锈钢管。专利文献专利文献1:日本特开平10－1755号公报专利文献2:日本专利第3750596号公报(日本特开2003-183781号公报)专利文献3:日本专利第4144283号公报(日本特开2003-193204号公报)专利文献4:日本专利第4363327号公报(WO2004/001082号公报)
技术实现思路
专利技术要解决的课题伴随最近的、严酷的腐蚀环境的油田或气田等的开发，对于油井用钢管，期望具有高强度且即使在超过200℃的高温且包含CO2、Cl－、进一步包含H2S的严酷腐蚀环境下也兼具有优异的耐二氧化碳腐蚀性和优异的耐硫化物应力开裂性(耐SSC性)。但是，在专利文献2所记载的技术中，虽然能够将屈服强度(proofstress)稳定地确保于期望的范围，但没有进行尤其是关于提高耐蚀性的研究，很难说在严酷的腐蚀环境下具备充分的耐蚀性。另外，在专利文献3所记载的技术中存在以下问题：仅能够确保在将5％NaCl水溶液(液温：25℃、H2S：0.003bar、CO2：30bar的环境)调整为pH：3.75左右的环境中施加100％的实际屈服应力、这样的比较缓和的环境下的耐硫化物应力开裂性。另外，在专利文献4所记载的技术中存在以下问题：仅能够确保在将5％NaCl水溶液(液温：25℃、H2S：0.003bar、CO2：30bar的环境)调整为pH：3.75左右的环境中施加100％的实际屈服应力、这样的比较缓和的环境下的耐硫化物应力开裂性。本专利技术的目的在于，解决这样的现有技术的问题，提供一种高强度、且兼具有优异的耐二氧化碳腐蚀性及优异的耐硫化物应力开裂性(耐SSC性)的、油井用不锈钢无缝钢管极其制造方法。此外，有时将耐二氧化碳腐蚀性及耐硫化物应力开裂性(耐SSC性)总称为耐蚀性。此外，在此所说的“高强度”是指具有110ksi(758MPa)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油井用不锈钢无缝钢管，其特征在于，具有以下组成：以质量％计，含有C：0.05％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.20～1.80％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：14.0～18.0％、Ni：5.0～8.0％、Mo：1.5～3.5％、Cu：0.5～3.5％、Al：0.10％以下、Nb：超过0.20％且0.50％以下、V：0.20％以下、N：0.15％以下、O：0.010％以下，并且满足下述(1)式以及下述(2)式，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Cr+0.65Ni+0.6Mo+0.55Cu－20C≧18.5‥‥(1)Cr+Mo+0.3Si－43.3C－0.4Mn－Ni－0.3Cu－9N≦11‥‥(2)，在此，Cr、Ni、Mo、Cu、C、Si、Mn、N为以质量％计的各元素的含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.16 JP 2013-0052231.一种油井用不锈钢无缝钢管，其特征在于，具有以下组成：以质量％计，含有C：0.05％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.20～1.80％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：14.0～18.0％、Ni：5.0～8.0％、Mo：1.5～3.5％、Cu：0.5～3.5％、Al：0.10％以下、Nb：超过0.20％且0.50％以下、V：0.20％以下、N：0.15％以下、O：0.010％以下，并且满足下述(1)式以及下述(2)式，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Cr+0.65Ni+0.6Mo+0.55Cu－20C≧18.5····(1)Cr+Mo+0.3Si－43.3C－0.4Mn－Ni－0.3Cu－9N≦11····(2)，在此，Cr、Ni、Mo、Cu、C、Si、Mn、N为以质量％计的各元素的含量。2.根据权利要求1所述的油井用不锈钢无缝钢管，其特征在于，所述Nb的含量为0.30％以上0.50％以下。3.根据权利要求1或2所述的油井用不锈钢无缝钢管，其特征在于，在所述组成的基础上，还含有选自下述A～B组中的至少任一者，A组：以质量％计，从Ti：0.30％以下、Zr：0.20％以下、B：0.01％以下、W：3.0％以下中选择的1种或2种以上；B组：以质量％计，从REM：0.0005～0.005％、Ca：0.0005～0.01％、Sn：0.20％以下中选择的1种或2种以上。4.根据权利要求1所述的油井用不锈钢无缝钢管，其特征在于，具有以下组织：以体积率计，含有25％以下的残余奥氏体相，剩余部分为马氏体相。5.根据权利要求2所述的油井用不锈钢无缝钢管，其特征在于，具有以下组织：以体积率计，含有25％以下的残余奥氏体相，剩余部分为马氏体相。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：江口健一郎，石黑康英，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP