管線管用鋼板和管線管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及管線管用鋼板和管線管。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，原油和天然氣的生產(chǎn)地正擴(kuò)展至極地，輸送原油或天然氣的管線管的鋪設(shè) 環(huán)境越來越嚴(yán)酷。例如，根據(jù)管線管的情況，輸送含有硫化氫的原油或天然氣的情況有所增 加。因此，對(duì)管線管和作為管線管的素材的管線管用鋼板來說，有時(shí)要求具有耐酸性。此外， 耐酸性是指在含有硫化氫的腐蝕環(huán)境中的耐氫誘導(dǎo)裂紋性（耐HIC性）（Hydrogen-Induced CrackingResistance)和耐硫化物應(yīng)力裂紋性（耐SSC性）（SulfideStressCracking Resistance)〇
[0003] 然而，我們知道鋼的耐酸性因沿乳制方向伸長(zhǎng)的MnS或簇狀的夾雜物的存在而劣 化。
[0004] 為了提高鋼板的耐酸性，提出了下述方法：降低P、S、0、N等雜質(zhì)元素的含量，對(duì)因 Ca的含有而使MnS得到了形態(tài)控制（ShapeControl)的鋼進(jìn)行控制乳制、并進(jìn)行水冷（例 如，參照下述專利文獻(xiàn)1)。
[0005]另外，有關(guān)陸地管線管，從提高流體的輸送效率和降低鋪設(shè)成本的觀點(diǎn)出發(fā)，有時(shí) 要求使管線管高強(qiáng)度化并減少壁厚。
[0006] 針對(duì)上述要求，提出了一種在板厚方向上均勻地生成了微細(xì)的貝氏體的、具有X70 左右的耐酸性的高強(qiáng)度鋼板（例如，參照下述專利文獻(xiàn)2)。
[0007] 另一方面，有關(guān)海底管線管，嘗試了超過水深2000m的深海下的鋪設(shè)。在深海中， 管線管容易因水壓而壓壞（collapse)。因此，對(duì)于海底管線管，有時(shí)要求一般制成壁厚為 25mm以上的較厚的鋼管以及具有較高的圓周方向的壓縮強(qiáng)度。
[0008] 針對(duì)上述要求，提出了一種確保80 %以上的貝氏體分率、并且壓縮強(qiáng)度優(yōu)良的高 壓縮強(qiáng)度耐酸管線管用焊接鋼管（例如，參照下述專利文獻(xiàn)3)。
[0009] 另外，制作較厚的鋼板（例如，板厚為25mm以上的鋼板）時(shí)，再結(jié)晶區(qū)域和未再 結(jié)晶區(qū)域的壓下變得不充分，在韌性評(píng)價(jià)、特別是利用落錘撕裂試驗(yàn)（DropWeightTear Test;DWTT)進(jìn)行的韌性評(píng)價(jià)中，有可能難以確保特性（以下也稱作"DWTT特性"）。
[0010] 對(duì)此，提出了通過生成微細(xì)的鐵素體與70 %以上的貝氏體的復(fù)相組織來制造 DWTT特性優(yōu)良的厚壁耐酸管線管用鋼板的方法（例如，參照下述專利文獻(xiàn)4)。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開昭62-112722號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)2:日本特開昭61-165207號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-132600號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2010-189722號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明所要解決的問題
[0018] 如上所述，為了獲得耐酸性和高壓縮強(qiáng)度，提出了生成盡可能微細(xì)的單一組織 (例如，微細(xì)的貝氏體單一組織）的技術(shù)，與之對(duì)照，為了獲得DWTT特性，提出了生成含有微 細(xì)的鐵素體的多相組織的技術(shù)。
[0019] 可是，迄今為止，還未提出過追求耐酸性、壓縮強(qiáng)度和DWTT特性之中的所有特性 的組織控制方針，滿足這些所有特性是困難的。
[0020] 另一方面，最近，開始研究將耐酸性評(píng)價(jià)的環(huán)境（條件）從以NACE(國家腐蝕與工 程師協(xié)會(huì)）的TM0284的"溶液A"（pH2. 7)為代表的嚴(yán)重酸環(huán)境放寬到接近實(shí)際環(huán)境的溫 和酸環(huán)境。
[0021] 在該溫和的酸環(huán)境下，存在著滿足耐酸性、壓縮強(qiáng)度和DWTT特性之中的所有特性 的管線管用鋼板和管線管的可能性。
[0022] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，提供耐HIC性（特別是在pH為5.0以上的酸環(huán) 境下的耐HIC性）優(yōu)良、壓縮強(qiáng)度和DWTT特性能夠得以兼顧的管線管用鋼板和使用該管線 管用鋼板制造的管線管。
[0023] 解決問題的手段
[0024] 本發(fā)明的發(fā)明者們對(duì)耐HIC性（特別是在pH為5.0以上的酸環(huán)境下的耐HIC性） 優(yōu)良、壓縮強(qiáng)度和DWTT特性能夠得以兼顧的管線管用鋼板應(yīng)該滿足的條件進(jìn)行了深入研 究，從而完成了本發(fā)明。
[0025] S卩，用于解決上述課題的具體的手段如下所述。
[0026] 〈1> 一種管線管用鋼板，其以質(zhì)量％計(jì)含有：
[0027] C:0? 040 ~0? 080%、
[0028] Si:0? 05 ~0? 40%、
[0029] Mn:1. 60 ~2. 00%、
[0030] P:0.020% 以下、
[0031] S:0. 0025% 以下、
[0032] Mo:0? 05 ~0? 20%、
[0033] Ca:0? 0011 ~0? 0050%、
[0034] Al:0.060% 以下、
[0035] Nb:0? 010 ~0? 030%、
[0036] Ti:0? 008 ~0? 020%、
[0037] N:0? 0015 ~0? 0060%、和
[0038] 0:0.0040% 以下，
[0039] Ca相對(duì)于S的含量比（Ca/S)為0? 90~2. 70，
[0040] Ti相對(duì)于N的含量比（Ti/N)為2. 20以上，
[0041] 剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，
[0042] 由下述式（1)定義的Ceq為0? 380~0? 480，
[0043] 板厚的1/4位置的鐵素體分率（F1)為20~60%并且剩余部分是由貝氏體構(gòu)成的 組織，
[0044] 板厚的1/2位置的鐵素體分率（F2)為5~60%并且剩余部分是由貝氏體構(gòu)成的 組織或由貝氏體和馬氏體構(gòu)成的組織，
[0045] 所述鐵素體分率（F1)與所述鐵素體分率（F2)之比（F1/F2)為1. 00~5. 00，
[0046] 板厚的1/4位置的鐵素體的平均粒徑為2. 0~15. 0ym，板厚的1/2位置的鐵素體 的平均粒徑為5. 0~20. 0ym，
[0047] 板厚的1/2位置的硬度為400Hv以下，并且板厚的1/2位置的MnS的長(zhǎng)度為1. 00mm 以下，
[0048] 板厚為25_以上，
[0049] Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5(1)
[0050] 式⑴中，C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo和V分別表示各元素的含量（質(zhì)量％ )。
[0051] 〈2>根據(jù)〈1>所述的管線管用鋼板，其中，A1的含量以質(zhì)量％計(jì)為0. 008%以下。
[0052] 〈3>根據(jù)〈1>或〈2>所述的管線管用鋼板，其以質(zhì)量％計(jì)含有下述元素中的1種或 2種以上：
[0053] Ni:0.50% 以下、
[0054] Cr:0.50% 以下、
[0055] Cu:0.50% 以下、
[0056] Mg:0? 0050% 以下、
[0057] REM:0? 0050% 以下、和
[0058] V:0.100% 以下。
[0059] 〈4> 一種管線管，其是使用〈1>~〈3>中任一項(xiàng)所述的管線管用鋼板來制造的。
[0060] 發(fā)明效果
[0061] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供耐HIC性（特別是在pH為5. 0以上的酸環(huán)境下的耐HIC 性）優(yōu)良、壓縮強(qiáng)度和DWTT特性能夠得以兼顧的管線管用鋼板以及使用該管線管用鋼板制 造的管線管。
【附圖說明】
[0062] 圖1是本發(fā)明例10的鋼板的板厚的1/2位置的截面（研磨和用LePera試劑腐蝕 后的截面）的光學(xué)顯微鏡照片（倍率為500倍）。
【具體實(shí)施方式】
[0063] 以下，對(duì)本發(fā)明的管線管用鋼板和管線管進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0064] 本說明書中，使用"~"表示的數(shù)值范圍是指包含"~"的前后記載的數(shù)值作為下 限值和上限值的范圍。
[0065] 另外，本說明書中，表示成分（元素）的含量的" ％ "是指"質(zhì)量％ "。
[0066] 另外，本說明書中，"板厚的1/2位置"是指相當(dāng)于鋼板的板厚的1/2的位置、即鋼 板的板厚中心部。
[0067] 另外，本說明書中，"板厚的1/4位置"是指距離鋼板的板厚中心部（板厚的1/2位 置）的板厚方向上的距離為板厚的1/4的位置。
[0068] 另外，本說明書中，有時(shí)將C(碳）的含量記為"C量"。其它的元素有時(shí)也同樣地 記錄。
[0069]〔管線管用鋼板〕
[0070] 本發(fā)明的管線管用鋼板（以下也稱作"鋼板"）以質(zhì)量％計(jì)含有C:0.040~ 0? 080%、Si:0? 05 ~0? 40%、Mn:1. 60 ~2. 00%、P:0? 020% 以下、S:0? 0025% 以下、Mo: 0? 05 ~0? 20%、Ca:0? 0011 ~0? 0050 %、A1 :0? 060 % 以下、Nb:0? 010 ~0? 030%、Ti: 0? 008 ~0? 020%、N:0? 0015 ~0? 0060%和 0 :0? 0040% 以下，Ca相對(duì)于S的含量比（Ca/S) 為0. 90~2. 70,Ti相對(duì)于N的含量比（Ti/N)為2. 20以上，剩余部分由Fe和不可避免的 雜質(zhì)構(gòu)成，由下述式（1)定義的Ceq為0. 380~0. 480,板厚的1/4位置的鐵素體分率（F1) 為20~60%并且剩余部分是由貝氏體構(gòu)成的組織，板厚的1/2位置的鐵素體分率（F2)為 5~60%并且剩余部分是由貝氏體構(gòu)成的組織或由貝氏體和馬氏體構(gòu)成的組織，所述鐵素 體分率（F1)與所述鐵素體分率（F2)之比（F1/F2)為1. 00~5. 00,板厚的1/4位置的鐵素 體的平均粒徑為2. 0~15. 0ym，板厚的1/2位置的鐵素體的平均粒徑為5. 0~20. 0ym， 板厚的1/2位置的硬度為400Hv以下，并且板厚的1/2位置的MnS的長(zhǎng)度為1. 00mm以下， 板厚為25mm以上。
[0071]Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 (1)
[0072] 式⑴中，C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo和V分別表示各元素的含量（質(zhì)量％ )。
[0073] 本發(fā)明的鋼板通過設(shè)定成上述構(gòu)成，耐HIC性（特別是在pH為5.0以上的環(huán)境下 的耐HIC性）提高，并且能夠使壓縮強(qiáng)度和DWTT特性得以兼顧。
[0074] 本發(fā)明是基于以下的研究結(jié)果而完成的。
[0075] 本發(fā)明的發(fā)明者們使用組成不同的各種鋼板，對(duì)