[发明专利]抗HIC厚钢板及UOE钢管

说明书

技术领域

本发明涉及厚钢板及UOE钢管，更具体地讲是涉及适合用于管线管、海洋构造物、压力容器等用途的、抗氢致裂纹特性(抗HIC特性)优良的X60级以上的高强度的厚钢板及将该厚钢板作为原料的UOE钢管。在本发明中，“厚钢板”的意思是指板厚6.0mm以上的钢板。

背景技术

对用于输送原油、天然气的管线管，除了要求强度、韧性、焊接性等通常的特性之外，由于有可能在含有硫化氢的腐蚀环境下使用，因此，作为重要的特性还要求上述管线管具有对于氢致裂纹(Hydrogen Induced Cracking)(以下简记作“HIC”)的耐性。

实际上过去在管线管、油井管等中就发生过由HIC引起的漏油、破坏、爆炸事故，因此，以往对HIC进行了很多研究。结果可明确HIC的产生原理：因腐蚀反应而产生的氢离子吸附在钢表面，作为原子状氢扩散到钢内部而聚集在钢材中的MnS、氧化物系夹杂物的周围，分子化而成为气体，因该气体的内压而产生裂纹。因此，作为HIC的防止对策，公开有如下地大致区分的方法。

(1)在专利文献1中记载有这样的内容：基于在钢材中存在MnS时会以MnS为起点产生裂纹、若MnS在轧制时伸展得较长则裂纹敏感性增大这样的见解，通过降低钢中的S含有量且向钢中添加Ca、REM，来使钢中的S成为微细的球状化的CaS、REM硫化物。

(2)在专利文献2中公开有这样的内容：考虑到在铸坯的相当于中心偏析部的部位，由于C、Mn、P等偏析会形成有马氏体、贝氏体等较硬的组织，这些较硬的组织会成为裂纹的传播路径，而通过降低钢中的C、Mn、P等的浓度、进行利用扩散来减轻偏析的均热处理以及提高轧制后的冷却速度来防止生成较硬的组织。

另外，在专利文献3、4中公开有通过在连续铸造的残留有未凝固钢液的阶段使铸坯暂且凸起(bulging)之后将其压下来消除中心偏析的部分。

(3)在专利文献5～7中公开有这样的内容：随着最近越来越要求提高钢材的强度规格，利用应对上述中心偏析部、MnS生成的单独对策并不足够的情况越来越增多，因此，通过向钢中添加Cu、Ni，而在钢材表面形成保护被膜来抑制氢进入到钢中，并且同时添加Cr、Mo等、进行轧制时的加工热处理(TMCP，thermomechanical control process)。

专利文献1：JP54-110119A1

专利文献2：JP61-60866A1

专利文献3：JP09-57410A1

专利文献4：JP2002-105604A1

专利文献5：JP06-220577A1

专利文献6：JP09-209037A1

专利文献7：JP2003-226922A1

发明内容

本发明人主要对于管线管等所采用的X60级(YS：60ksi、YP为70ksi左右)以上的厚钢板进行了研究，新查明了利用上述(1)～(3)所说明的以往对策无法防止的HIC产生原理。

本发明的目的在于对于X60级以上的强度等级的厚钢板、特别是易于显著地引起偏析的板厚10mm以上的厚钢板，提供能够防止利用迄今共知的HIC的防止对策无法防止的HIC的、抗HIC特性优良的厚钢板(以下也称作抗HIC厚钢板)以及UOE钢管。

本发明是除了基于以往被看作是妨碍抗HIC特性的主要原因的MnS、C、Mn、P之外，还基于Nb的碳氮化物为HIC的产生起点这样的重要见解而完成的。

本发明是一种抗HIC特性优良的厚钢板，其特征在于，该厚钢板具有如下的化学组成：按质量％计为C：0.02％～0.07％、Si：0.05％～0.50％、Mn：1.1％～1.6％、P：0.015％以下、S：0.002％以下、Nb：0.005％～0.060％、Ti：0.005％～0.030％、Al：0.005％～0.06％、Ca：0.0005％～0.0060％、N：0.0015％～0.007％、从满足式(1)的量的Cu、Ni、Cr和Mo中选择的至少一种、V：0％～0.10％、其余部分由Fe和杂质构成，而且，Nb偏析度为2.0以下，Nb偏析度与Mn偏析度之比α(α＝Nb偏析度/Mn偏析度)为1.0以上、1.5以下，Ti偏析度为2.0以下，Ti偏析度与Mn偏析度之比β(β＝Ti偏析度/Mn偏析度)为1.0以上、1.5以下。

式(1)：0.1％＜(Cu+Ni+Cr+Mo)＜1.5％

上述式中，元素符号是指各元素的含有量(质量％)的意思。