[发明专利]管线管用无缝钢管的制造方法及管线管用无缝钢管

说明书

技术领域

本发明涉及无缝钢管的制造方法及无缝钢管，更详细地说，涉及管线管（line pipe）用无缝钢管的制造方法及管线管用无缝钢管。

背景技术

配置在海底的管线在内部通过有高压流体。并且，管线受到由波浪造成的循环应变（繰り返し歪）和海水压力。因此，要求在海底的管线中所使用的钢管具有高强度与高韧性。

若增厚管线管用无缝钢管的壁厚，则能够获得高强度。但是，若壁厚增厚，则容易产生脆性破坏，韧性会降低。因此，对于在海底中所使用的管线管用无缝钢管，特别谋求其具有优异的韧性。

在日本特开2000－104117号公报（专利文献1）中公开有提高管线管用无缝钢管的韧性的制造方法。在专利文献1所公开的制造方法中，使紧接着穿孔轧制之后的钢管温度为950℃以上。然后，使钢管温度不为Ar3点以下地在900℃～1000℃的温度下均热钢管。然后，以5℃／sec以上的冷却速度冷却被均热的钢管。

此外，在日本特开昭63－215309号公报（专利文献2）、日本特开平9－3539号公报（专利文献3）、日本特开2008－266700号公报（专利文献4）、日本特许第3755163号（专利文献5）以及日本特许第3855300号（专利文献6）中公开有提高不是管线管用无缝钢管的其他钢管的韧性的制造方法。

在专利文献2所公开的制造方法中，利用穿轧机、芯棒式无缝管轧机、冷却设备、再加热炉以及张力减径机（stretch reducer）。利用穿轧机将钢坯穿孔而制成管坯。然后，利用芯棒式无缝管轧机对管坯进行延伸轧制。利用冷却设备将延伸轧制后的管坯冷却至Ar1点以下。然后，在张力减径机中对冷却后的管坯进行定径轧制。

在专利文献3所公开的制造方法中，以空气冷却以上的冷却速度从Ar3点以上的温度对精轧后的钢管进行冷却。然后，在Ac1点以下的温度对冷却后的钢管进行回火。

在专利文献4所公开的制造方法中，对定径轧制后的钢管进行加速冷却。然后，将加速冷却后的钢管保持在350℃～600℃的温度。

在专利文献5所公开的制造方法中，将精轧后的钢管加热至850℃～1100℃。然后，对加热后的钢管进行淬火。对于淬火的冷却速度并没有特别限定。

在专利文献6所公开的制造方法中，以80℃／分钟以上的冷却速度将精轧后的钢管冷却至Ar3点以下的温度。然后，对被冷却的钢管进行淬火、回火。

专利文献1所公开的制造方法一定程度地提高管线管用无缝钢管的韧性。但是，在最近，谋求进一步提高管线管用无缝钢管的韧性。专利文献2～专利文献6的制造方法用于制造与管线管用无缝钢管不同钢种的钢管。因此，这些制造方法未必适合于提高管线管用无缝钢管的韧性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高管线管用无缝钢管的韧性的、管线管用无缝钢管的制造方法。

本发明人为了提高管线管用无缝钢管的韧性，对进一步细化钢的晶粒的方法进行了研究。其结果，本发明人认为在对利用热加工制造的钢管进行了加速冷却之后，还对其进行淬火，由此，会细化钢管的晶粒。具体地说，在对利用穿孔机及连续轧机（芯棒式无缝管轧机及定径机（sizer）或张力减径机）制造而得的无缝钢管进行水冷（加速冷却）的工序与对其进行回火的工序之间插入对其进行淬火的工序。利用该制造方法制造而得的管线管用无缝钢管的晶粒会被细化，其韧性会提高。

本发明人还认为若在加速冷却中降低水冷停止温度，则会进一步细化晶粒。水冷停止温度是指在加速冷却中停止水冷时钢管的表面温度。当对具有Ar3点以上的表面温度的管线管用钢管进行水冷时，若水冷停止温度较低，则会在钢中生成贝氏体组织。贝氏体组织被认为是与马氏体组织相同地由晶格相变而生成的，其含有位错等高密度的晶格缺陷。若将贝氏体组织的钢管加热至淬火温度，则会以高密度的晶格缺陷为起点生成微小的γ晶粒。因此，淬火及回火后的钢管的晶粒会被细化，钢管的韧性会提高。

基于以上见解，对加速冷却中的水冷停止温度与韧性间的关系进行了调查。在图1中表示水冷停止温度与韧性间的关系。图1是利用以下方法获得的。准备了具有表1所示的化学成分的多个钢坯。

表1