[发明专利]变形特性优良的钢管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及变形特性优良的钢管，例如在挖掘油井及气井时在插入井 内后被扩管的适合于扩管用油井的、且扩管特性优良的扩管用油井用钢管、 及适合于通过卷筒铺管船施工法(reel barge method)铺设的海底管线的、 且钢管纵向的屈服比低的电焊管线管、及其制造方法，另外涉及变形特性 优良的钢管的母钢管的制造方法。

背景技术

以往，在挖掘完井后将油井用钢管插入井内而直接使用。可是，近年 来，开发了在挖掘油井及气井时在将钢管插入井内后对钢管进行扩管的技 术(称为扩管用油井。)，从而大大有助于降低油井及气井开发中的成本。

在开发扩管用油井的当初，在井内将钢管扩管10％左右，使用普通的 油井管作为该扩管用油井用钢管。可是，如果使用的扩管率增大，超过20％， 则出现壁厚不均增大的问题。也就是说，起因于扩管用油井用钢管的壁厚 不均，在扩管时局部产生壁厚减薄，使得钢管的使用性能下降、或发生断 裂。因此，扩管率具有界限。

因而，本发明者们已经提出了能够在扩管用油井中使用的、扩管特性 优良的钢管(例如，国际公开WO2005/080621号公报、国际公开 WO2006/132441号公报)。国际公开WO2005/080621号公报中提出的钢管 具有在铁素体组织中分散有微细马氏体的二相组织，其扩管性能优良。具 有二相组织的钢管的屈服强度低、加工硬化大。因此，具有扩管所需的应 力小、不易发生局部收缩的优良的扩管特性。

此外，国际公开WO2006/132441号公报中提出的钢管含有限制了C量 的成分组成，具有由回火马氏体构成的组织，韧性高、扩管性能优良。可 是，具有在这些铁素体组织中分散有微细马氏体的二相组织、或具有由回 火马氏体构成的组织的钢一直通过淬火来制造。所以，需要用于对钢管进 行加热、水冷的大规模的热处理装置。

此外，关于管线管，最近，管线管铺设的设计思想从以往的强度基准 向变形基准变化，要求降低钢管纵向的屈服比。这是因为，在因铺设后的 地面变动而使管线管产生变形时可防止发生局部压曲。此外，在海底铺设 管线管时，采用一边放开临时卷取成线圈状的管一边沉入海底的卷筒铺管 船法施工法，因此为了在卷取及开卷时不压曲，要求钢管纵向具有高变形 能，即低屈服比。

近年来，由于电焊钢管的电焊焊接部品质提高，因此在管线管的用途 中广泛采用了成本比无缝钢管及UO钢管低的电焊钢管。但是，由于电焊 钢管以从热轧带卷进行了冷态钢管成形的状态使用，因此一般屈服比高。 特别是像海底管线管中采用的壁厚/外径比高的钢管因为冷加工变形大，因 此屈服比高。由于钢管纵向在钢管成形时几乎没有压缩应力的负载，因而 也不能期待利用鲍辛格效应来降低屈服强度。

作为降低电焊钢管的纵向的屈服比的技术以前已经提出了多种(例如， 日本特开2006-299415号公报)。这是着眼于预先使作为钢管坯料的热轧带 卷的屈服比降低的技术。但是，即使得到多少降低屈服比的钢管坯料，钢 管成形时的加工硬化产生的屈服强度的提高也显著，现实是造管后的屈服 比几乎不受坯料的屈服比的影响。

此外，还提出了通过利用造管后的定径工序向纵向赋予压缩变形，利 用鲍辛格效应来降低屈服强度的技术(例如日本特开2006-289482号公报)。 可是，在不使钢管压曲的情况下向纵向赋予压缩变形在工业上是非常困难 的。

另外，提出了通过造管后的热处理来制造并非管线管用途的建筑用低 屈服比电焊钢管的方法(例如，日本专利第3888279号公报)。可是，在该 技术中不能应对管线管所要求的高水平的强度、韧性、焊接性。

如上所述，以往，变形特性优良的、具有二相组织及含有回火马氏体 的组织的钢管需要在造管后进行淬火等热处理，因而需要大规模的热处理 装置。此外，在制造钢管纵向的屈服比低、变形特性优良的钢管时，如果 采用使用低屈服比的热轧带卷的方法、或采用向钢管纵向赋予压缩应力的 方法，实际上不能实现低屈服比。而且，在造管后实施热处理的方法虽能 够实现低屈服比，但需要用于确保管线管所要求的特性的技术。所以，对 于电焊钢管而言，制造纵向屈服比低的管线管是特别困难的。

发明内容