[发明专利]抗氢致开裂性优异的高强度管线管用钢板和高强度管线管用钢管

说明书

技术领域

本发明涉及最适合于石油、天然气等的输送管线管等的用途的抗氢致开裂性(抗氢诱发裂纹性；称为抗HIC性)优异的管线管用钢板和管线管用钢管。

背景技术

在较多地包含含有水分的硫化氢(H₂S)的石油、天然气等的输送管线管中，担心氢致裂纹(称为HIC)的产生。其原因是因为在含有水分的H₂S环境(称为含硫环境)中，氢容易从表面侵入钢中。

HIC起因于在特别是存在于钢的中心偏析部的延伸的MnS、聚集的Ti和/或Nb的碳氮化物、或者氧化物聚集带中的氧化物系夹杂物等钢中的缺陷的周围聚集的氢。

即，在含硫环境中，侵入钢中的氢在缺陷的周围聚集成为气体，其压力超过钢的断裂韧性值(K_IC)时，产生裂纹。此外，如果钢的中心偏析部、夹杂物的周边等发生硬化，则裂纹容易扩展。

因此，在含硫环境下使用的管线管中，自过去以来，就在采取抑制延伸的MnS的生成、抑制Ti、Nb的碳氮化物和氧化物等的聚集、或者抑制因中心偏析引起的硬化相的形成等的对策。

例如，Mn是容易在钢板的中心偏析的元素，曾提出了抑制Mn的偏析的方法(例如，专利文献1～3)。专利文献1提出了抑制偏析部的Mn含量相对于钢中的平均Mn含量之比的钢板。另外，专利文献2和3提出了除了限定Mn偏析点的大小以外，还限定偏析部的P浓度，而且有效利用Ca的高强度管线管。

另外，曾提出了除了着眼于Mn的偏析以外，还着眼于Nb的偏析的抗HIC性优异的热轧钢板(例如，专利文献4)。此外，曾提出了抑制Ti、Nb的碳化物、氮化物等的夹杂物的方法(例如，专利文献5、6)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平6-220577号公报

专利文献2：日本特开平6-256894号公报

专利文献3：日本特开平6-271974号公报

专利文献4：日本特开2002-363689号公报

专利文献5：日本特开2006-63351号公报

专利文献6：日本特开2008-7841号公报

发明内容

关于抑制Mn的偏析和利用了Ca的MnS形态控制的开发自以往就在积极地进行，但是已知当仅控制(偏析部的最大Mn含量)/(钢中的平均Mn含量)和/或Mn偏析点的大小时，不能够完全地防止HIC，需要对它们更严格地控制。

此外，如果消除Mn的偏析则Nb的偏析就成为问题。可知对于该Nb的偏析，利用(偏析部的最大Nb含量)/(钢中的平均Nb含量)的控制并不足够，必须更加严格地控制。另外，即使控制Nb-Ti-C-N系的夹杂物的长度、(Ti，Nb)(C，N)系夹杂物的面密度和长度，也不能够防止HIC的产生。

本发明是鉴于这样的实际情况完成的，其课题是提供最适合于石油、天然气等的输送管线管等所使用的钢管的抗HIC性优异的管线管用钢板和管线管用钢管。

本发明者们对于为得到抗拉强度为500MPa以上的抗氢致开裂性优异的高强度管线管用钢板和高强度管线管用钢管所需要的条件进行专心研究，以至于发明新的超高强度管线管用钢板和高强度管线管用钢管。本发明的要旨如下。

(1)一种抗氢致开裂性优异的高强度管线管用钢板，其特征在于，以质量％计，含有：

C：0.02～0.08％、

Si：0.01～0.5％、

Mn：1.0～1.6％、

Nb：0.001～0.10％、

Ca：0.0001～0.0050％、

N：0.0010～0.0050％、

O：0.0001～0.0030％，

并限制为：

P：0.01％以下、

S：0.0020％以下、

Al：0.030％以下、

Ti：0.030％以下，

S、Ca的含量满足S/Ca＜0.5，

其余量由Fe和不可避免的杂质元素构成，

并且，中心偏析部的未压合部的长度限制在0.1mm以下。

(2)根据上述(1)所述的抗氢致开裂性优异的高强度管线管用钢板，其特征在于，以质量％计，含有：

Ni：0.01～2.0％、

Cu：0.01～1.0％、

Cr：0.01～1.0％、

Mo：0.01～1.0％、

W：0.01～1.0％、

V：0.01～0.10％、