[发明专利]弯管及其制造方法

说明书

本申请是申请号：200780053600.2，申请日：2007.06.28，发明名称：“弯管及其制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及弯管及其制造方法。具体而言，本发明涉及母材具有高强度和优异的韧性，并且焊接金属也具有优异的韧性，例如相当于API规格X100等级以上的超高强度的弯管及其制造方法。

背景技术

为降低管路的建设成本，作为大口径的管路用钢管主要使用高强度的焊接钢管。在既有的管路中，多使用API规格X70等级的高强度的焊接钢管，进一步提高了强度的API规格X80等级的焊接钢管仅有数例被实际应用。近年，研究了在管路中使用相当于API规格X100等级及相当于API规格X120等级的、以往还没有的超高强度的焊接钢管。现在，这些超高强度的焊接钢管尽管作为管路用钢管未被标准化，但是，在不久的将来被正式标准化的可能性提高。

另外，在以下的说明中，将“相当于API规格X100等级”、“相当于API规格X120等级”省略记为“X100等级”、“X120等级”。例如，X100等级的规格期望为“母材的屈服强度YS：690MPa以上、抗拉强度：760MPa以上、屈服比：97.0％以下、在-10℃的摆锤冲击吸收能：80J以上、焊接金属在-10℃的摆锤冲击吸收能：40J以上、延性断口率：50％以上、焊接热影响部的-10℃的摆锤冲击吸收能：40J以上、延性断口率：50％以上”。

伴随管路用的焊接钢管的超高强度化，对于成为管路的建设中必不可少的弯管，要求X100等级以上的超高强度化的可能性提高。但是，超高强度的弯管的制造技术没有充分确立。通过弯管的制造中必不可少的热处理，难以同时提高弯管的强度及韧性的水平。

涉及高强度的弯管的发明以往也有多个提案(例如，参照专利文献1～5)。专利文献1～5公示的发明，都是通过规定进行弯曲加工前的钢管即弯管坯的组成及弯管的制造条件，制造高强度的弯管的发明。但是，这些发明没有考虑弯管坯和其原料即厚钢板的制造条件。

专利文献1：(日本)特开平7-3330号公报

专利文献2：(日本)特开平8-92649号公报

专利文献3：(日本)特开2003-277831号公报

专利文献4：(日本)特开2004-332083号公报

专利文献5：(日本)特开2005-350724号公报

本发明者研究的结果认为，根据这些现有的发明制造例如X100等级以上的超高强度的弯管时，存在弯管的焊接金属的韧性低，不能得到目标韧性的问题。说明该理由。

在弯曲加工后为确保X100等级以上的母材的强度，需要将母材的组成设定为含有比较多的含量的合金元素的组成。另外，在弯管坯的制造中，为防止扩管工序中焊接金属的破断，也需要焊接金属的合金元素的含量比母材的合金元素的含量更多，通过设定为所谓的过配合的组成使焊接金属的强度比母材的强度更高。

因此，要制造例如X100等级以上的超高强度的弯管，必然地焊接金属的合金元素的含量相当高，由此，弯管的焊接金属的强度得到相当的提高。一般情况下，强度和韧性成反比，因此，弯管焊接金属的韧性降低，不能得到目标韧性。

发明内容

本发明的目的在于提供母材具有高强度和优异的韧性，并且，焊接金属也具有优异的韧性，例如X100等级以上的超高强度的弯管及其制造方法。

在制造例如X100等级以上的超高强度的弯管时，在弯管坯的原料即厚钢板热轧后，不用以往惯用的水冷方式，而通过例如空冷，在700℃以下500℃以上的温度区域以不足5℃/sec的板厚方向中心部的冷却速度进行冷却。

由此，与通过水冷制造的情况比较，能够使厚钢板的强度降低到30～100MPa左右。因此，能够一边维持过配合的组成，一边使弯管坯的焊接金属的强度也降低至30～100MPa左右。

接着，将该厚钢板作为原料，并且，对焊接金属的强度也降低至30～100MPa左右的的弯管坯进行弯曲加工。而且，将之后进行的淬火、回火的条件变更为以往的条件，由此，使弯管的强度比弯管坯的强度提高30～100MPa左右。

由此，能够确实地制造母材同时具有高强度和优异的韧性，并且，焊接金属也具有优异的韧性，不增加焊接金属的合金元素的含量的例如X100等级以上的超高强度的弯管。