[发明专利]蒸汽喷射用无缝钢管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及无缝钢管及其制造方法，更具体地涉及蒸汽喷射用无缝钢管及其制造方法。

背景技术

为了从油砂中得到沥青，可利用蒸汽喷射法。蒸汽喷射法是将高温和高压的蒸汽注入到地下的油砂层从而得到沥青的方法。

蒸汽喷射法所使用的钢管将蒸汽导入油砂层。蒸汽的温度为300~350℃。且蒸汽是高压的。因此，要求蒸汽喷射用钢管能够耐受高温和高压。更具体来说，要求在300~350℃的温度域下具有高强度的蒸汽喷射用钢管。

日本特开昭56-29637号公报（专利文献1）、日本特开平2-50917号公报（专利文献2）以及日本特开2000-290728号公报（专利文献3）公开了蒸汽喷射用钢管。

发明内容

这些专利文献1~3所公开的蒸汽喷射用钢在350℃下的屈服强度均低于API5L标准的X80级。更具体来说，这些专利文献的钢在350℃下的屈服应力小于555MPa。

为了从油砂中得到更多的沥青，期望利用比以往更高温度和压力的蒸汽。为了能够利用高温和高压的蒸汽，要求蒸汽喷射用钢管有比以往更高的高温强度。

本发明的目的在于提供即使在350℃下也具有高屈服应力的蒸汽喷射用钢管。

本发明的实施方式的蒸汽喷射用无缝钢管具有以质量%计含有C：0.03~0.08%、Si：0.05~0.5%、Mn：1.5~3.0%、Mo：大于0.4~1.2%、Al：0.005~0.100%、Ca：0.001~0.005%、N：0.002~0.015%、P：0.03%以下、S：0.01%以下、Cu：1.5%以下且剩余部分为Fe和杂质构成的化学组成。蒸汽喷射用无缝钢管是在热加工后进行水冷、淬火和回火而制造的。

优选上述无缝钢管的化学组成中含有选自由Cr：1.0%以下、Nb：0.1%以下、Ti：0.1%以下、Ni：1.0%以下、V：0.2%以下组成的组中的1种或2种以上替代一部分Fe。

优选上述无缝钢管在350℃下具有600MPa以上的屈服应力。

本发明的实施方式的蒸汽喷射用无缝钢管的制造方法具备：加热圆钢坯的工序；将加热后的圆钢坯穿孔而制造管坯的工序；将管坯轧制而制造无缝钢管的工序；对轧制后的无缝钢管进行水冷的工序；对水冷后的无缝钢管进行淬火的工序；对淬火后的无缝钢管进行回火的工序；其中，所述圆钢坯具有以质量%计含有C：0.03~0.08%、Si：0.05~0.5%、Mn：1.5~3.0%、Mo：大于0.4~1.2%、Al：0.005~0.100%、Ca：0.001~0.005%、N：0.002~0.015%、P：0.03%以下、S：0.01%以下、Cu：1.5%以下且剩余部分为Fe和杂质构成的化学组成。

附图说明

图1为显示制造本实施方式的蒸汽喷射用无缝钢管的设备的构成的功能框图。

图2为显示制造本实施方式的蒸汽喷射用无缝钢管的工序的流程图。

图3为显示图2中各工序中的钢坯、管坯以及无缝钢管的温度的示意图。

图4为显示实施例中钢序号1的无缝钢管的拉伸试验温度与屈服应力的关系的图。

图5为显示实施例中钢序号2的无缝钢管的拉伸试验温度与屈服应力的关系的图。

图6为显示实施例中钢序号3的无缝钢管的拉伸试验温度与屈服应力的关系的图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式详细地说明。图中相同或相当的部分赋予同一符号并且不重复进行说明。

本发明人等基于以下的见解完成了本发明的实施方式的蒸汽喷射用无缝钢管。

（1)多量地含有钼（Mo）时，高温下的屈服强度提高。Mo在钢中固溶，提高高温下的钢的屈服应力。Mo还与C结合形成微细的碳化物，从而强化高温下的钢的屈服应力。

（2）多量地含有Mo时，焊接性降低。但是可通过加速冷却由热加工所制造的无缝钢管并且进行淬火回火，从而提高焊接性。实施了加速冷却、淬火和回火的钢管的晶体颗粒被微细化。因此，焊接热影响部以及母材的韧性提高，抑制了焊接性的降低。

以下对本实施方式的蒸汽喷射用无缝钢管的具体内容进行说明。

[化学组成]

本发明的实施方式的蒸汽喷射用无缝钢管具有以下的化学组成。以下涉及元素的%意指为质量%。

C：0.03~0.08%

碳（C）提升钢的强度。然而，过多地含有C时，韧性降低，焊接性降低。因此，C含量为0.03~0.08%。优选的C含量的下限为0.04%。优选的C含量的上限为0.06%。