[发明专利]不锈钢管及其制造方法

说明书

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀性优异，并且管轴方向拉伸屈服强度高，并且管轴方向的拉伸屈服强度与压缩屈服强度之差少，进一步螺纹部的疲劳特性优异的不锈钢管及其制造方法。一种不锈钢管，具有规定的成分组成，并且以满足规定式的方式含有N、Ti、Al、V、Nb，管轴方向拉伸屈服强度为757MPa以上，管轴方向压缩屈服强度/管轴方向拉伸屈服强度为0.85～1.15，具有如下的组织：组织以体积分率计具有20～80％的铁素体相，剩余部分具有奥氏体相，在至少一方的管端部具备外螺纹或内螺纹的紧固部，将上述紧固部的管轴截面的、由螺纹谷底面和压力侧侧面形成的角部R的曲率半径设为0.2mm以上。

技术领域

本发明涉及耐腐蚀性优异，并且管轴方向的拉伸屈服强度高，并且管轴方向的拉伸屈服强度与压缩屈服强度之差少，螺纹部的疲劳特性优异的不锈钢管及其制造方法。应予说明，管轴方向的拉伸屈服强度高是指管轴方向的拉伸屈服强度为757MPa以上，管轴方向的拉伸屈服强度与压缩屈服强度之差少是指管轴方向压缩屈服强度/管轴方向拉伸屈服强度为0.85～1.15的范围。

背景技术

双相不锈钢管具有优异的耐腐蚀性能和强度特性、低温韧性，用于化学设备的配管、油井·气井采掘用、或者运送用的钢管。近年来，对于地热发电的采掘、热交换用的钢管，研究应用双相不锈钢管并一分部得到了应用。双相不锈钢管中，为了采掘气体、油等的资源或热水而连接到高深度，因此重要的是可耐自重、高压的高强度特性以及可耐气体、油、热水等的苛刻的腐蚀环境下的耐腐蚀性能。对于耐腐蚀性能，钢中的Cr、Mo、W、N等的耐腐蚀性提高元素的添加量很重要。例如利用含22％Cr的SUS329J3L、含25％的SUS329J4L、添加了大量Mo的ASTM UNS S32750、S32760等的双相不锈钢。

另一方面，对于强度特性，最重要的是管轴方向拉伸屈服强度，该值为产品强度规格的代表值。其理由是在资源、热水采掘中将管连接到高深度时，可耐管自身的自重的拉伸应力的能力最重要，通过对于因自重的拉伸应力，具备充分大的管轴方向拉伸屈服强度来抑制塑性变形，防止管表面的对耐腐蚀性的维持重要的钝化被膜的损伤。

在产品的强度规格中，最重要的是管轴方向拉伸屈服强度，而管的连结部中管轴方向压缩屈服强度也很重要。对于油井·气井用的管而言，从火灾防止的观点以及对于热水的汲取也会重复拔插的观点考虑，连结中不利用焊接，而是利用基于螺纹的紧固。另外，化学配管、资源输送用的配管也出于使需要作业时间和人工的焊接作业简化的目的，有时也同样利用基于螺纹的紧固。因此，螺纹牙中基于紧固力的管轴方向压缩应力，因螺纹的重新紧固、紧固部的弯曲变形等而重复产生。因此，能够耐受该压缩应力的管轴方向压缩屈服强度也很重要。

双相不锈钢管在组织由铁素体相和在结晶构造上屈服强度低的奥氏体相这双相构成。但是，在制造工序中的热成型后、热处理后的状态下无法确保各种用途所需的强度。因此，为了得到需要的强度，利用基于各种冷轧的位错强化，由此提高管轴方向拉伸屈服强度。双相不锈钢管的冷轧方法限于冷拔轧制和皮尔格冷轧这两种，在涉及油井管的利用的国际规格的NACE(National Association of Corrosion Engineers)中，也仅限于Colddrawing(冷拔轧制)和Cold pilgering(皮尔格冷轧)。无论是那种冷轧，均是通过减薄、缩管而向管长边方向延伸的加工，因此基于变形的位错强化，对管长边方向的拉伸屈服强度的提高更为有效。另一方面，已知在对管轴长边方向给予变形的这些冷轧中，由于产生向管轴方向的强包辛格效应，因此管轴方向压缩屈服强度降低20％左右。因此，在要求管轴方向压缩屈服强度特性的螺纹紧固部中，一般而言以包辛格效应产生作为前提，低屈服强度设计强度，螺纹紧固部的强度设计中整体的产品规格受到影响。