[发明专利]低温韧性优良的高强度管线管用钢板及高强度管线管用钢管

说明书

技术领域

本发明涉及最适合用于输送石油、天然气等的管线管等用途的、低温韧性优良的管线管用钢板及管线管用钢管。

背景技术

近年来，作为原油及天然气的长距离输送方法，管线的重要性愈发重要。现在，作为长距离输送用的管线管，以美国石油协会(API)规格X65为设计的基本，实际使用量也为压倒性地多。可是，为了(1)提高利用高压化的输送效率及(2)提高由管线管的外径及重量的减低带来的现场施工效率，一直期望更高强度的管线管。目前到X80(抗拉强度为620MPa以上)为止的管线管已实用化，但对更高强度的管线管的需求增强。现在，关于高强度管线管制造法的研究，报告了X80管线管的制造技术(非专利文献1及2)、X100(抗拉强度760MPa以上)管线管的制造技术以及X120管线管的制造技术(专利文献1及2)。可是，如此的高强度管线管也要求脆性断裂裂纹传播停止特性及高速延性断裂裂纹传播停止特性，如果不解决与此有关的课题，即使能够制造钢板及钢管，也不可能作为管线管而实用化。

关于脆性断裂裂纹传播停止特性，特别是即使从连接管线管的圆周焊接部发生脆性断裂，也必须使脆性断裂停止。脆性断裂的传播速度为350m/s以上，脆性断裂有从100m到几km的长距离断裂的可能性，由于由此而假想的损害的严重性，一直在受到重视。作为评价该脆性断裂裂纹传播停止特性的小型试验，在DWTT(Drop Weight Tear Test：落锤撕裂试验)中，要求在规格温度下具有85％以上的延性断口率。

另一方面，高速延性断裂裂纹传播停止特性是在钢管的管轴方向上延性断裂以100m/s以上的高速进行长距离传播的现象。关于该高速延性断裂，也有从100m到几km的长距离断裂的可能性，由于由此而假想的损害的严重性而一直受到重视。认为该高速延性断裂与钢管的夏比冲击试样吸收能相关，可通过确保夏比冲击试样吸收能来防止。

但是，这些防止基准是对70ksi(＝490MPa)以下的强度水平的钢管而确立的，在近年开发的具有80ksi(＝560MPa)以上的抗拉强度的钢板中，采用上述参数可能还不够。预测该具有80ksi以上的钢板的高速延性断裂裂纹传播停止特性的方法还没有确立。与此相对应，对于高强度管线管，提出了由DWTT形成的断裂的传播能量、裂纹开口角度(CTOA)、或由以预裂纹一度发生延性断裂后的DWTT形成的传播能量与高速延性断裂裂纹传播停止特性对应的思路。

要提高该DWTT的脆性裂纹传播停止特性及延性裂纹传播停止特性，需要使延性-脆性转变温度在规格温度以下。要降低延性-脆性转变温度，即提高低温韧性，有必要使晶粒粒径微细化。作为高强度管线管的显微组织，为贝氏体+马氏体主体的组织。作为使贝氏体+马氏体主体的组织中的晶粒微细化的方法，已知有使渣饼(pancake)厚度细化的方法。但是，渣饼厚度细化具有界限。而且，在是贝氏体+马氏体主体的组织的情况下，已知{100}集积在以轧制方向为轴并向轧制面倾斜40°的面(以下称为40°面)上。{100}是铁的解理面，如果存在中心偏析等脆化部，则从该脆化部开始发生脆性断裂，脆性断裂一口气地传播到集积有{100}的40°面，难以向延性断裂转移。以上是贝氏体+马氏体主体的组织中的DWTT延性及脆性断裂温度不向低温侧移动的大课题。因此，形成从贝氏体+马氏体主体的组织中生成铁素体的多相组织，创造不使{100}集积在40°面的组织，即使在存在中心偏析等的情况下，也可立刻进行抑制脆性断裂的组织控制(专利文献3)。在创造如此的铁素体的情况下，越达到高强度越限制铁素体量。如果限制铁素体量，则不能抑制在40°面的{100}的集积，因而脆性裂纹容易在该面传播传播。此外，使铁素体均匀地分散在钢管整体中也是课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国际公开96/023083号说明书

专利文献2：日本国际公开96/023909号说明书

专利文献3：日本特开2008-013800号公报

非专利文献

非专利文献1：NKK技报No.138(1992)，pp24-31

非专利文献2：The 7th Offshore Mechanics and Arctic Engineering(1988)，Volume V，pp179-185

发明内容

发明要解决的问题