[发明专利]高强度焊接钢管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及优选适用于原油及天然气输送用干线管的低温韧性优良的高强度焊接钢管及其制造方法。

本申请基于2010年2月4日提出的日本专利申请特愿2010-22831号并主张其优先权，这里引用其内容。

背景技术

现在，作为原油及天然气的长距离输送用干线管的原材料，从美国石油协会（API）标准的X70（抗拉强度为570MPa以上）到X80（抗拉强度为625MPa以上）的干线用钢管正在实用化。近年来，为了进一步提高输送效率，一直在对干线管的内压的高压化进行研究，为了能够抗高内压，要求X70以上、甚至X80以上的高强度干线管用钢管的厚壁化。此外，可以预想，今后的原油及天然气的开采区将延伸到北极圈等极寒地带，对于高强度厚壁干线管用钢管，要求-40℃以下、甚至-60℃以下的低温韧性。特别是在制造钢管时，在通过UO工序将厚钢板成形为管状后，将端部彼此之间对接，通过电弧焊焊接缝部，但是，如果板厚（壁厚）较厚，则需要大线能量，焊接热影响区（Heat Affected Zone，以下也称为HAZ）的粒径粗大化，因此低温韧性的下降成为重要的问题。

与此相对应，关于提高高强度厚壁干线管用钢管的HAZ的低温韧性的技术，有通过极端降低C量而将贝氏体作为基本组织的方法（例如专利文献1～2）。此外，提出了利用晶内相变使HAZ的组织微细化的方法（例如专利文献3～5）。另外，有采用以规定了结晶方位关系的贝氏体为主体的组织，通过合金元素的均衡化控制对韧性有害的马氏体-奥氏体复合体（Martensite-Austenite constituent，以下也称为MA）的方法（例如专利文献6）。此外，即使在提高了淬透性的厚壁钢管中，也有采用以贝氏体为主体的组织，利用晶内贝氏体使HAZ微细化的方法（例如专利文献7）。以上的方法对于提高HAZ的低温韧性是非常有效的。最近，对增加高强度干线管的壁厚及对低温韧性的要求越来越高，要求20mm以上的壁厚和-60℃以下时的HAZ韧性。但是，在以前的方法中，满足这些要求是困难的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3602471号公报

专利文献2：日本特开2000-345239号公报

专利文献3：日本特开平08-325635号公报

专利文献4：日本特开2001-355039号公报

专利文献5：日本特开2003-138340号公报

专利文献6：日本特开2007-239049号公报

专利文献7：日本特开2008-163456号公报

发明内容

发明所要解决的问题

为了提高干线管的输送效率，提高钢管的强度且增加壁厚是有效的，但难以确保钢管的焊接区在低温下的HAZ韧性。特别是在20mm以上的厚壁材中，在缝焊时需要大线能量，因HAZ的粒径粗大化而使确保-40℃、甚至-60℃这一极低温下的韧性变得非常困难。

本发明是鉴于上述事情而完成的，特别是提供一种即使壁厚在20mm以上、甚至在30mm以上，也能充分确保-40℃、甚至-60℃这一极低温下的HAZ低温韧性的高强度焊接钢管及其制造方法。

在本发明中，提供一种在HAZ的金属组织中具有含有贝氏体和晶内贝氏体的微细金属组织的低温韧性优良的高强度焊接钢管及其制造方法。

用于解决课题的手段

在本发明的高强度焊接钢管中，为了降低C及Al、抑制HAZ的原γ粒径的粗大化而添加适量的Ti和N，为了抑制在大线能量缝焊时生成的粗大的晶界铁素体而添加适量的B，将淬透性的指标即碳当量Ceq及焊接性的指标即裂纹敏感性指数Pcm控制在最适当范围，对具有这样的成分组成的钢板进行缝焊。具体地说，本发明的要旨如下。