[发明专利]具有优良耐腐蚀性和可焊性的钢管的生产方法

说明书

本发明涉及一种具有优良耐腐蚀性和可焊性的钢管的生产方法。更具体地说，本发明涉及简便、低成本地生产一种钢管的方法，该钢管在含有温二氧化碳及少量湿硫化氢的环境中有高的耐腐蚀性并有优良的可焊性，例如，可用作石油/天然气开采和生产所用油井管及输运管线。

近年来石油和天然气的生产日益转变为包含温二氧化碳及硫化氢的类型。众所周知在这样的环境下，碳钢和低合金钢腐蚀严重。要输送这样的腐蚀性石油和天然气，通常都添加一种腐蚀抑制剂作为抵抗腐蚀的对策。然而，对于海上油井，添加及回收腐蚀抑制剂极为昂贵，并且由于海洋污染的问题使用腐蚀抑制剂变得越来越困难。由于上述原因，近来对于无须添加腐蚀抑制剂的耐腐蚀材料的需求变得更加迫切。

对于采用不锈钢作为用于含有大量二氧化碳的石油和天然气的耐腐蚀材料进行了考察。例如，如在J.Klein的″C0rrosion″，’84，211页中所述，以AISI420钢为代表的含有0.2％C及约12至13％Cr的马氏体不锈钢被广泛使用。但是，这种钢存在不能在高温下退火以获得油井管用钢所必须具备的高强度这一问题，因而其冲击韧性低。由于AISI420含有约0.2％C，其可焊性特别差。换言之，焊接热影响区的硬度显著提高，为避免焊接裂纹所进行的预热温度和焊后加热温度都特别高，且焊接热影响区的韧性特别低。

例如，如日本未审查专利公开63-134630号和63-238217号所述，以AISI420钢为代表的马氏体钢油井管过去通常以无缝钢管轧制法生产无缝钢管。但是无缝钢管存在生产产量及生产率特别低而成本特别高的问题，对于以无缝钢管生产法生产的马氏不锈钢管，在制管后必须将钢管进行淬火和回火等热处理，这也是无缝钢管高生产成本的原因之一。对于低碳马氏体不锈钢，其C或C和N的含量被尽可能地降低以改善耐腐蚀性或可焊性，钢管不易以无缝钢管轧制法生产。

相反，日本未审查专利公开4-191319号及4-191320号公开了一种由低碳马氏体不锈钢生产钢管的方法，而日本未审查专利公开4-99127和4-99128号公开了一种生产低碳马氏体不锈钢管的方法。另一方面，日本未审查专利公开5-263139号描述了一种生产含有12至14wt％Cr的电阻缝焊钢管作为油井管的方法，但是，这些方法要求在制管后进行诸如正火和回火等热处理，并存在生产成本高及钢管表面形成氧化皮等问题。

鉴于上述问题，本发明目的在于提供一种易行、低成本的钢管生产方法，该钢管在含二氧化碳的环境中有优良的耐腐蚀性并且还有优良的可焊性。

本发明的要点在于以下(1)到(7)点：

(1)一种生产具有优良耐腐性及优良可焊性的钢管的方法，其特征在于，扁钢坯含有以重量百分比计0.01％至少于1.2％的Si，0.02至3.0％的Mn，7.5至14.0％的Cr，0.005至0.5％的Al，将C降至不超过0.03％，N至不超过0.02％，P至不超过0.03％以及S至不超过0.01％，含有不超过4.0％的Cu、不超过4.0％的Ni、不超过2.0％的Co、不超过3.0％的Mo及不超过3.0％的W中的至少一种，其余为Fe及不可避免的杂质，并存在由下式表示的至少为0的MC值，通过顺序执行以下①至③步骤成型为钢管：

MC值＝80＋420〖％C〗＋440〖％N〗＋30(〖％Ni〗＋〖％Cu〗＋〖％Co〗)＋15〖％Mn〗－12(〖％Si〗＋〖％Cr〗＋〖％Mo〗)－24〖％Nb〗－48(〖％V〗＋〖％Ti〗＋〖％Al〗)－6〖％W〗其中〖％X〗代表以重量百分比wt％表示的元素X的含量。

①该步骤为将扁钢坯加热至1050至1300℃的温度，在金相组织基本保持奥氏体单相的温度范围内终止热轧，制成板厚3.0mm至25.4mm的热卷材，在金相组织基本保持为奥氏体单相的温度范围内卷带制成该热卷材，以至少0.01℃/秒的冷却速度将该卷材冷却至至少500℃，从而制成金相组织基本由马氏体构成的钢材；

②该步骤为将上述卷材再加热至不低于550℃，但又不高于A_c1转变点的温度，保持至少15分钟，然后将卷材冷却至室温。

③该步骤为将热卷材切割至预定宽度，将其两边连续成型为圆筒状并以电阻焊将其缝接制成缝焊钢管。

(2)根据第(1)项的生产具有优良耐腐蚀性及优良可焊性的钢管的方法，其中扁钢坯含有以重量百分比计总共不超过1.0％的Nb、V和Ti中的至少一种作为附加成分。

(3)根据第(1)项或第(2)项的生产具有优良耐腐蚀性及优良可焊性的钢管的方法，其中钢坯C含量降低至不超过0.015％且N降低至不超过0.015％(以重量百分比计)，并且C和N的总量降至不超过0.02％。