[发明专利]具有耐低温龟裂性优异的焊接金属的高强度焊接钢管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气或原油的输送中使用的管线管用高强度钢管，特 别是涉及在高强度化中成为问题的焊接金属的耐龟裂性优异、焊接金属 的韧性优异的高强度钢管。

背景技术

近年来，输送天然气或原油使用的管线管为了达成高压化所带来的 运输效率的提高或薄化所带来的现场焊接施工效率的提高，有强度逐年 提高的趋势。近年来，开始具体要求拉伸强度超过800MPa的管线管。

在管线管的缝焊中通常使用埋弧焊接，但这种超过800MPa的高强 度钢管线管的缝焊中会发生焊接金属的低温龟裂。已知在HT80以上的 高强度钢的焊接中具有发生低温龟裂的问题，一般通过减少焊接材料的 氢量、预热或后热、焊道间温度管理这种用于氢扩散的热处理，防止低 温龟裂。

例如，专利文献1公开了规定焊接部焊接后至冷却至100℃的时间， 通过进行后热来防止焊接部龟裂的方法。但是，在管线管的缝焊中实施 预热和后热时，会极端损害管线管的生产效率，因此为了在工业上制造 高强度管线管，极为重要的是不进行预热、后热即可防止缝焊金属的低 温龟裂。

作为防止低温龟裂的方法，例如专利文献2提出了使内面焊接金属 中的残留奥氏体为1％以上来防止低温龟裂的方法。但是，即使在高强 度化至800MPa以上的焊接金属中残留奥氏体为1％以上，也无法完全 地抑制龟裂。

另外，专利文献3中提出了通过使焊接金属的Ms点为375℃以下， 利用变态膨胀所产生的拉伸应力缓和，防止焊接金属的低温龟裂的方 法。但是，由于该方法的主旨在于降低焊接金属的Ms点，因此使得对 低温龟裂敏感的马氏体组织的比例增加，不仅有时Ms点的降低未必有 效，而且具有损害低温韧性的问题。

为了使焊接金属高强度化至800MPa以上，马氏体组织的活用不可 欠缺。例如，专利文献4公开了为了进行高强度化、制成马氏体-贝氏体 等低温变态组织的内容。含有这种马氏体组织的内面焊接金属由于外面 的焊接热所产生的回火效果，韧性恢复，因此在却贝试验的切口位置含 有内外面的重叠部时，较易确保焊接金属的韧性。但是，当为外面焊接 金属时，由于未受到其他焊接热所产生的回火，因此产生未回火的组织 (所谓的新鲜马氏体组织)。已知新鲜马氏体由于韧性低、且氢脆化敏 感性高，确保未受该加热的外面焊接金属的韧性成为问题。

专利文献1：日本专利第3726721号公报

专利文献2：日本特开2002-115032号公报

专利文献3：日本专利第3582461号公报

专利文献4：日本专利第3519966号公报

发明内容

本发明的目的在于提供具有耐低温龟裂性优异的焊接金属和低温 韧性优异的焊接金属、拉伸强度为800MPa以上的高强度钢管。

本发明人对抑制800MPa以上高强度钢管中成为问题的焊接金属的 低温龟裂和提高低温韧性进行了深入研究。结果不对焊接部进行预热或 后热等热处理即可抑制焊接部的低温龟裂，得到具有低温韧性优异的焊 接金属的高强度钢管。

即，本发明为一种具有低温韧性和耐低温龟裂性优异的焊接金属的 高强度焊接钢管，其中，从内面和外面两侧一层一层地进行埋弧焊接而 制造的焊接钢管的母材和焊接金属的拉伸强度均为800MPa以上，所述 焊接金属含有C：0.04～0.09质量％、Si：0.30～0.50质量％、Mn：1.4～ 2.0质量％、Cu：小于0.5质量％、Ni：超过0.9质量％且为4.2质量％以 下、Mo：0.4～1.6质量％、Cr：小于0.3质量％、V：小于0.2质量％， 剩余部分包含Fe和不可避免的杂质，同时由上述焊接金属成分通过下 述(1)式计算的CS值在内面侧和外面侧均为0以上。

CS＝5.1+1.4[Mo]-[Ni]-0.6[Mn]-36.3[C]…(1)

[Mo]：焊接金属的Mo含量(质量％)

[Ni]：焊接金属的Ni含量(质量％)

[Mn]：焊接金属的Mn含量(质量％)

[C]：焊接金属的C含量(质量％)