[发明专利]抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板和管线管用钢管

说明书

技术领域

本发明涉及适合于天然气·原油输送用管线管、压力容器、储藏罐等的、抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板，和使用该钢板得到的抗氢致裂纹性和韧性优异的管线管用钢管。

背景技术

伴随着含有硫化氢的原油、燃气等劣质资源的开发，用于其输送、精炼和储藏的管线管、压力容器和储藏罐需要有抗氢致裂纹性和抗应力腐蚀裂纹性等所谓的抗硫性。已知氢致裂纹(Hydrogen-Induced Cracking，以下称为“HIC”)是伴随着上述硫化氢等带来的腐蚀反应，氢侵入到钢材内部，该侵入的氢在以MnS和Nb(C，N)为首的非金属夹杂物等处聚集，由于气化而发生的裂纹。

特别是在含硫的环境下，可知在板厚方向从表面至深度为5mm的区域(以下，将这一区域称为“钢板表层部”)的氢浓度比钢板中央部高，已知在钢板表层部容易以Ca系氧化物、Al系氧化物等为起点发生裂纹。

以前，曾提出有几个关于提高抗氢致裂纹性(以下称为“抗HIC性”)的技术。例如在专利文献1中公开有一种钢材，其是通过抑制板厚中心部的Mn、Nb、Ti的偏析度来改善抗氢致裂纹性。在该方法中，可以改善中心偏析部的HIC特性，但因为中心偏析部以外的部位的夹杂物未得到充分控制，所以认为抑制中心偏析部以外的部位的裂纹有困难。另外在专利文献2中，公开有一种通过Ca、O和S的含量构成的参数式，抑制以MnS和Ca系氧硫化物为起点的HIC的方法。根据这一方法，虽然能够确保抗HIC性，但在氢浓度特别高的钢板表层部，如后述，认为微细的HIC还是容易发生，也很难一并确保表层部的高韧性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-209461号公报

专利文献2：日本特开平06-136440号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明着眼于上述这样的情况而形成，其目的在于，实现一种抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板和钢管，其在含硫环境下，特别是在处于氢浓度高的严苛的状况下的钢板表层部，即使是数μm左右的微细的HIC也能够得到充分抑制。

用于解决课题的手段

能够解决上述课题的本发明的抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板，具有的特征在于，满足

C：0.02～0.15％(％是质量％的意思。下同)、

Si：0.02～0.50％、

Mn：0.6～2.0％、

P：高于0％并在0.030％以下、

S：高于0％并在0.003％以下、

Al：0.010～0.08％、

Ca：0.0003～0.0060％、

N：0.001～0.01％、和

O(氧)：高于0％并在0.0045％以下，

余量由铁和不可避免的杂质构成，

所述Ca与所述S之比(Ca/S)为2.0以上，并且，

在板厚方向从表面至深度为5mm的区域的最大Ca浓度(Cmax)与该区域的平均Ca浓度(Cave)之比(Cmax/Cave)为1.20以下。

所述钢板中，作为其他的元素，也可以还含有从以下的(a)、(b)的至少任意一个组中选择的一种以上的元素。

(a)由B：高于0％并在0.005％以下、V：高于0％并在0.1％以下、Cu：高于0％并在1.5％以下、Ni：高于0％并在1.5％以下、Cr：高于0％并在1.5％以下、Mo：高于0％并在1.5％以下和Nb：高于0％并在0.06％以下构成的组，

(b)由Ti：高于0％并在0.03％以下、Mg：高于0％并在0.01％以下、REM：高于0％并在0.02％以下和Zr：高于0％并在0.010％以下构成的组。

上述钢板适合作为管线管用和压力容器用。另外在本发明中，也包括使用上述钢板制造的管线管用钢管。

发明效果

根据本发明，使钢板的板厚方向的Ca浓度的分布均质化，因此在氢浓度特别高的钢板表层部，直至数μm左右的微细的HIC也能得到充分抑制，其结果是，能够提供抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板和钢管。

附图说明

图1是表示作为HIC起点的夹杂物的Ca浓度不同的HIC发生率的图。

图2是表示Cmax/Cave与上平台能量的关系的图。

具体实施方式