[发明专利]耐酸性、耐压碎特性及低温韧性优异的厚壁高强度线管用钢板和线管

说明书

技术领域

本发明涉及耐酸性、耐压碎特性及低温韧性优异的厚壁高强度线管用钢板，特别是涉及最适合于天然气或原油输送用的线管的原材料的耐酸性、耐压碎特性及低温韧性优异的厚壁高强度线管用钢板和线管。

背景技术

近年来，作为原油、天然气的长距离输送方法，管线的重要性越来越高。长距离输送用的干线线管的设计的想法主要基于美国石油协会(API)标准，以往，为了防止负荷内压时的破裂，开发了抗拉强度、低温韧性优异的线管。

在为了提高原油、天然气的输送效率而提高内压时，需要线管的高强度化及厚壁化，进而在将线管铺设于寒冷地区的情况下特别要求低温韧性。但是，一般由于高强度化、厚壁化，钢材的韧性的确保变得困难。

为了减少厚壁材料的板厚方向的硬度变化，改善低温韧性，专利文献1中，提出了在金属组织变成奥氏体和铁素体的2相的温度域(2相域)中进行轧制的方法。通过上述方法，可以将厚壁材料的金属组织制成在微细针状铁素体组织中混入了岛状马氏体的组织。

此外，最近，对于线管的要求特性多样化，除了强度及低温韧性以外，有时还要求不会因外压而压碎的耐压碎特性、在含有硫化氢等的酸环境中不会产生裂纹的耐酸性。特别是在将管线铺设于深海中时，要求兼顾耐压碎特性及低温韧性这样的相反的特性。但是，由于线管的厚壁化，该耐压碎特性及低温韧性的兼顾变得非常困难。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-041536号公报

专利文献2：日本特开2010-084170号公报

专利文献3：日本特开2010-084171号公报

专利文献4：日本特开2011-132599号公报

专利文献5：日本特开2011-163455号公报

发明内容

发明所要解决的问题

如上述那样，近年来，对于铺设于深海中的天然气、原油输送用的线管的要求特性存在复杂化的倾向，变得还要求厚壁化、高强度化、低温韧性、耐酸性、进而压碎特性。

在上述的专利文献1的情况下，没有考虑对耐酸性、耐压碎性的应对。特别是存在由于岛状马氏体成为破坏的起点，从而使破坏韧性降低的问题。

针对这种问题，提出了抑制硬质的马氏体的生成而抑制铁素体与贝氏体的硬度差的方法、通过利用微细的贝氏体来抑制鲍欣格效应的方法(例如，参照专利文献2～4)。

近年来，对于线管的要求特性存在多样化的倾向，其中特别是深海用线管的要求特性发生复杂化。具体而言，除了厚壁化、屈服应力(YS)、抗拉强度(TS)、低温韧性(-10℃下的DWTT延性断口率)以外，还要求耐酸性、进而压碎特性(200℃下的时效后的圆周方向的压缩的0.2％流动应力)。

然而，就现有的技术(例如专利文献2～5等)而言，能全部兼顾这些特性是非常困难的。

专利文献2中公开的发明考虑了对脆性裂纹传播停止性能及低温韧性的应对，但没有考虑对耐酸性、耐压碎性的应对。此外，专利文献3中公开的发明考虑了低温韧性、压碎特性，但没有考虑对耐酸性的应对。此外，专利文献4中公开的发明谋求了压缩强度及低温韧性的平衡、高的压缩强度与耐酸性能的兼顾，但没有考虑上述的压碎特性(200℃下的时效后的圆周方向的压缩的0.2％流动应力)。

专利文献5中发现：在板厚为25mm以上的美国石油协会(API)标准X80(抗拉强度为620MPa以上)以下的线管用钢管的情况下，将板厚的中央部制成微细的贝氏体组织是极其困难的。为了解决这样的技术课题，专利文献5中，提出了以使C的含量降低、将金属组织制成以贝氏体为主体的低温相变组织而使韧性提高的钢材为基础，添加Mo而提高淬火性，抑制Al的添加而有效利用晶内贝氏体的制造方法。

专利文献5中公开的发明通过提高母材的淬火性，并由以钢板整体为贝氏体主体的均匀的金属组织构成，从而将HAZ的有效晶粒微细化。专利文献5中公开的发明的意图是焊接部的低温韧性化，但没有考虑对耐酸性、耐压碎性的应对。

此外，在板厚的中央部中，基于控制轧制的压下及基于控制冷却的冷却速度变得不充分。因此，即使是淬火性提高的情况下，伴随着板厚的增加，使钢板整体变成均匀的金属组织也是困难的。