[发明专利]超高强度管线管用钢板及钢管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢管的圆周方向的抗拉强度(TS)达到625MPa以上的变形能及低温韧性优良的超高强度管线管用钢板的制造方法及采用该钢板制造的超高强度管线管用钢管的制造方法。特别是能够广泛地使用通过本发明的制造方法得到的钢管作为天然气、原油输送用管线管。

本申请基于2008年11月6日提出的日本专利申请特愿2008-285837号并主张其优先权，这里引用其内容。

背景技术

近年来，作为原油、天然气的长距离输送方法，管线管的重要性越发高涨。现在，作为长距离输送用的干线管线管，美国石油协会(API)标准X65成为设计的根本，X65的管线管的实际使用量也压倒性地占大多数。可是，为了(1)高压化的输送效率的提高、及(2)通过减低管线管的外径、重量而提高现场施工效率，期望更高强度的管线管。迄今为止，直至X120(抗拉强度为915MPa以上)的管线管已经实用化。

另一方面，近年来，管线管的设计的思路在变化。以往，是使应力统一的管线管的设计(“stress based design”)。但是，最近，采用即使对管线管施加变形也不破坏钢管的圆周焊接部或钢管本身也不会压曲这样的设计(“strain based design”)。迄今为止，关于X80以上的高强度管线管，研究了用于确保母材的低温韧性及焊接热影响区的韧性的化学成分及制造条件。但是，在“strain based design”的情况下，还要求母材的变形能或钢管的涂装后的变形能。如果不解决这些有关韧性及变形能的课题，则“strain based design”用的X80以上的管线管用钢管的制造是不可能的。在管线管的超高强度化中，需要用于一面确保母材的强度和低温韧性的平衡、焊接金属韧性及焊接热影响区(HAZ)韧性、现场焊接性、抗接头软化性、破裂试验中的耐管体破裂性等，一面制造母材变形能优良的钢管的制造条件。因此，一直期望开发满足这些钢管特性的X80以上的超高强度厚壁管线管。

迄今为止，关于管线管用钢管的制造方法，为了改善上述钢管特性，例如，提出了以下的方法。在专利文献1及专利文献2中，为了提高钢管的变形能，提出了都在到500～600℃的前段对钢板进行缓冷，在其后的后段以比前段快的冷却速度进行冷却的方法。在该方法中，能够控制钢板及钢管的显微组织。再者，在专利文献3及专利文献4中，为了改善钢管的耐压曲性，都以15℃/s以上的一定的冷却速度进行冷却，以制造16mm厚的钢板。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-131799号公报

专利文献2：日本特开2003-293089号公报

专利文献3：日本特开平11-279700号公报

专利文献4：日本特开2000-178689号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1及专利文献2中公开的方法中，因钢板的水冷停止温度的偏差大，因而存在钢板材质的偏差大的问题。另外，在专利文献3及专利文献4中公开的方法中，也因钢板的水冷停止温度的偏差大，除了钢板强度的偏差大以外，在确保钢板的变形能的方面也成为大的问题。

本发明提供母材的强度、低温韧性及变形能优良的、且容易现场焊接的抗拉强度为625MPa以上(API标准X80以上)的超高强度管线管用钢板及钢管的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明人就用于得到抗拉强度为625MPa以上、且低温韧性优良的超高强度钢板及钢管的钢板及钢管的制造条件进行了潜心的研究。其结果是，以至发明了超高强度管线管用钢板及超高强度管线管用钢管的新的制造方法。本发明的要旨如下。

(1)一种超高强度管线管用钢板的制造方法，其中，熔炼以质量％计含有C：0.03～0.08％、Si：0.01～0.50％、Mn：1.5～2.5％、P：0.01％以下、S：0.0030％以下、Nb：0.0001～0.20％、Al：0.0001～0.03％、Ti：0.003～0.030％、N：0.0010～0.0050％、O：0.0050％以下，剩余部分包括铁及不可避免的杂质的钢；铸造该钢以形成钢坯；对该钢坯实施热轧以形成钢板；以0.6m³/(m²·min)以下的水量密度(water quantity concentration)将钢板表面冷却到所述钢板的表面温度大于540℃的规定温度；然后以1.3m³/(m²·min)以上的水量密度对所述钢板表面进行冷却。