耐酸性管线管用高强度钢板及其制造方法及使用耐酸性管线管用高强度钢板的高强度钢管技术

本发明专利技术提供一种耐酸性管线管用高强度钢板，其不仅耐HIC性优异，更严酷腐蚀环境下的耐SSCC性和小于1bar的硫化氢分压低的环境下的耐SSCC性也优异。本发明专利技术的耐酸性管线管用高强度钢板的特征在于具有如下的成分组成，以含有规定量的C、Si、Mn、P、S、Al、Mo和Ca，并且含有规定量的选自Nb和Ti中的1种以上，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，钢板表面下0.25mm的钢组织是位错密度1.0×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐酸性管线管用高强度钢板及其制造方法及使用耐酸性管线管用高强度钢板的高强度钢管
本专利技术涉及适合用于建筑、海洋结构物、造船、土木、建设工业用机械的领域的管线管的钢板内的材质均匀性优异的耐酸性管线管用高强度钢板及其制造方法。另外，本专利技术涉及使用上述的耐酸性管线管用高强度钢板的高强度钢管。
技术介绍
一般来说，管线管通过利用UOE成型、压弯成型以及辊成型等将厚板轧机、热轧磨制造的钢板成型为钢管进行制造。这里，含有硫化氢的原油、天然气的输送所使用的线管除了强度、韧性、焊接性等之外，还需要耐氢致开裂性(耐HIC(HydrogenInducedCracking)性)、耐硫化物应力腐蚀破裂性(耐SSCC(SulfideStressCorrosionCracking)性)之类的所谓的耐酸性。其中，HIC是由腐蚀反应产生的氢离子吸附在钢材表面，以原子状的氢的形式侵入到钢内部，在钢中的MnS等非金属夹杂物、硬的第2相组织周围扩散·集成，成为分子状的氢，因该内压而产生裂纹，因此对于油井管在强度等级较低的线管中成为问题，公开了大量的应对技术。另一方面，对于SSCC，一般已知在油井用高强度无接头钢管、焊接部的高硬度区域产生，在硬度比较低的线管中几乎不会被视为问题。然而，近年来，报道了在原油、天然气的采掘环境越来越严重、硫化氢分压高或pH低的环境下，即使线管的母材部中也产生SSCC，已经指出通过控制钢管内表面表层部的硬度来提高在更严酷的腐蚀环境下的耐SSCC性很重要。另外，在硫化氢分压比较低的环境中，有时产生称为裂隙的微细裂纹，有可能产生SSCC。通常，在制造线管用高强度钢板时，应用将控制轧制和控制冷却组合的所谓的TMCP(Thermo-MechanicalControlProcess：热机械控制工艺)技术。为了使用该TMCP技术进行钢材的高强度化，增大控制冷却时的冷却速度是有效的。然而，在以高冷却速度进行控制冷却的情况下，为了使钢板表层部快速冷却，所以与钢板内部相比表层部的硬度变高，板厚方向的硬度分布产生偏差。因此，从确保钢板内的材质均匀性的观点出发，成为问题。为了解决上述的问题，例如在专利文献1、2中公开了通过在轧制后、表层部完成贝氏体相变前进行使表面复热的高冷却速度的控制冷却而得到板厚方向的材质差小的钢板的制造方法。另外，在专利文献3、4中公开了使用高频感应加热装置，将加速冷却后的钢板表面加热到比内部高的温度，降低表层部的硬度的管线管用钢板的制造方法。另一方面，在钢板表面的氧化皮厚度不均匀的情况下，冷却时其下部的钢板的冷却速度也产生偏差，钢板内的局部冷却停止温度的偏差也成为问题。其结果是因氧化皮厚度的不均导致在板宽度方向产生钢板材质的偏差。与此相对，专利文献5、6中公开了通过在冷却之前进行除氧化皮而减少由氧化皮厚度不均导致的冷却不均，改善钢板形状。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3951428号公报专利文献2：日本专利第3951429号公报专利文献3：日本特开2002－327212号公报专利文献4：日本专利第3711896号公报专利文献5：日本特开平9－57327号公报专利文献6：日本专利第3796133号公报
技术实现思路
然而，根据本专利技术人等的研究，判定通过上述专利文献1～6记载的制造方法得到的高强度钢板中，从更严酷的腐蚀环境下的耐SSCC性这样的观点出发，还有改善的余地。作为该原因，考虑以下内容。在专利文献1、2记载的制造方法中，存在因钢板的成分而转变行为不同，无法得到由复热引起的充分的材质均质化的效果的情况。另外，利用专利文献1、2记载的制造方法得到的钢板的表层的组织为铁素体-贝氏体2相组织这样的复相组织的情况下，在低载荷的显微维氏硬度(MicroVickers)试验中，根据压子压入哪一个组织进行试验而产生大的硬度的值的偏差。专利文献3、4记载的制造方法中，加速冷却的表层部的冷却速度大，因此仅加热钢板表面，存在无法充分地降低表层部的硬度的情况。另一方面，在专利文献5、6记载的方法中，利用除氧化皮，减少由热矫直时的氧化皮的压入痕带来的表面性状不良，减少钢板的冷却停止温度的偏差来改善钢板形状，但对于用于得到均匀的材质的冷却条件，没有任何考虑。这是因为钢板表面的冷却速度产生偏差时，钢板的硬度也产生偏差。即，冷却速度慢时，钢板表面冷却时，在钢板表面与冷却水之间产生气泡的膜的“膜沸腾”和气泡形成膜前因冷却水从表面分离的“核沸腾”同时产生，钢板表面的冷却速度产生偏差。其结果是钢板表面的硬度产生偏差。在专利文献5、6记载的技术中没有考虑这点。另外，专利文献1～6中，避免硫化氢分压比较低的环境下的裂隙这样的微细裂纹的条件尚不明确。因此，本专利技术鉴于上述课题目的在于提供一种不仅耐HIC性优异，而且在更严酷的腐蚀环境下的耐SSCC性和小于1bar的硫化氢分压低的环境下的耐SSCC性也优异的耐酸性管线管用高强度钢板及其有利的制造方法。另外，本专利技术的目的在于提供一种使用上述耐酸性管线管用高强度钢板的高强度钢管。本专利技术人等为了确保更严酷的腐蚀环境下的耐SSCC性，对钢材的成分组成、微观组织和制造条件，反复进行了大量的实验和研究。其结果是得到以下见解，为了进一步提高高强度钢管的耐SSCC性，如以往见解那样仅抑制表层硬度并不充分，特别是使钢板的极表层部的组织，具体而言在钢板表面下0.25mm的钢组织成为位错密度1.0×1014～7.0×1014(m－2)的贝氏体组织，从而在制管后的涂覆过程中能够抑制硬度的增加量，作为其结果钢管的耐SSCC性提高。进而，为了实现这样的钢组织，需要严格控制钢板表面下0.25mm的冷却速度，成功地找到了该条件。另外，发现在超过1bar的硫化氢分压高的环境下，添加Mo对抑制初始裂纹产生有效，在小于1bar的硫化氢分压低的环境下抑制Ni添加对于避免裂隙这样的微细裂纹是有效的。本专利技术基于该见解进行。即，本专利技术的要旨构成如下。[1]一种耐酸性线管用高强度钢板，其特征在于，具有如下成分组成，以质量％计含有C：0.02～0.08％、Si：0.01～0.50％、Mn：0.50～1.80％、P：0.001～0.015％、S：0.0002～0.0015％、Al：0.01～0.08％、Mo：0.01～0.50％和Ca：0.0005～0.005％，进一步含有选自Nb：0.005～0.1％和Ti：0.005～0.1％中的1种以上，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，钢板表面下0.25mm的钢组织是位错密度1.0×1014～7.0×1014(m－2)的贝氏体组织，钢板表面下0.25mm的维氏硬度的偏差在将标准偏差设为σ时以3σ计为30HV以下，具有520MPa以上的拉伸强度。[2]根据[1]所述的耐酸性线管用高强度钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自Cu：0.50％以下、Ni：0.10％以下和Cr：0.50％以下中的1种以上。[3]根据所述[1]本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐酸性管线管用高强度钢板，其特征在于，具有如下的成分组成，以质量％计，含有C：0.02～0.08％、Si：0.01～0.50％、Mn：0.50～1.80％、P：0.001～0.015％、S：0.0002～0.0015％、Al：0.01～0.08％、Mo：0.01～0.50％和Ca：0.0005～0.005％，进一步含有选自Nb：0.005～0.1％和Ti：0.005～0.1％中的1种以上，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，/n钢板表面下0.25mm的钢组织是位错密度1.0×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180928 JP 2018-1857831.一种耐酸性管线管用高强度钢板，其特征在于，具有如下的成分组成，以质量％计，含有C：0.02～0.08％、Si：0.01～0.50％、Mn：0.50～1.80％、P：0.001～0.015％、S：0.0002～0.0015％、Al：0.01～0.08％、Mo：0.01～0.50％和Ca：0.0005～0.005％，进一步含有选自Nb：0.005～0.1％和Ti：0.005～0.1％中的1种以上，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
钢板表面下0.25mm的钢组织是位错密度1.0×1014～7.0×1014(m－2)的贝氏体组织，
钢板表面下0.25mm的维氏硬度的偏差在将标准偏差设为σ时以3σ计为30HV以下，
具有520MPa以上的拉伸强度。


2.根据权利要求1所述的耐酸性管线管用高强度钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自Cu：0.50％以下、Ni：0.10％以下和Cr：0.50％以下中的1种以上。


3.根据权利要求1或2所述的耐酸性管线管用高强度钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自V：0.005～0.1％、Zr：0.0005～0.02％、Mg：0.0005～0.02％和REM：0.0005～0.02％中的1种以上。


4.一种耐酸性管线管用高强度钢板的制造方法，其特征在于，将具有如下成分组成的钢片加热到1000～1300℃的温度后，进行热轧而制成钢板，所述成分组...

【专利技术属性】
技术研发人员：嶋村纯二，横田智之，上冈悟史，石川信行，
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