[发明专利]焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀破裂性优良的管线管用含Cr钢管

说明书

技术领域

本发明涉及适合作为在输送由油井(oil well)或气井(gas well)生产的原油或天然气的管道(pipeline)中使用的管线管用钢管(steel pipe for linepipe)的含Cr钢管(Cr containing steel pipe)，特别涉及焊接热影响部(welded heat affected zone)的耐晶界应力腐蚀破裂性(resistance to intergranular stress corrosion cracking or resistance to IGSCC)的改善。

背景技术

近年来，从原油价格的高涨(skyrocketing crude oil prices)、在不远的将来可预料到的石油资源(oil resources)的枯竭等观点出发，一直在积极地开发尚未被探明的深度(depth)深的深层油田(deep layer oil well)和气田、或者暂且被放弃开发的、腐蚀性强的油田和气田等。对于这样的油田、气田而言，通常深度深，另外，其气氛为高温，包含二氧化碳(carbon dioxide gas)CO₂、氯离子(chloride ion)Cl^-等，形成严格的腐蚀环境。另外，进一步在海底(bottom of the ocean)这样的挖掘环境(drilling environment)严格的油田、气田的开发也变得活跃。在输送由这样的油田或气田生产的原油或天然气的管道中，要求使用高强度(high-strength)、高韧性(high-toughness)并且耐腐蚀性优良的钢管，进一步从降低管道的铺设成本(laying cost)的观点出发，要求使用还具备优良的焊接性(weldability)的钢管。

针对这样的要求，例如在专利文献1中记载了一种适合作为管线管用的、能够在不实施焊接后热处理(post weld heat treatment)的情况下防止在焊接热影响部发生的晶界应力腐蚀破裂(intergranular stress corrosion cracking)(简称为IGSCC)、焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀破裂性优良的马氏体系不锈钢管(martensitic stainless steel pipe)。专利文献1中记载的马氏体系不锈钢管具有如下组成：以质量％计，含有C：小于0.0100％、N：小于0.0100％、Cr：10～14％、Ni：3～8％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.1～2.0％、P：0.03％以下、S：0.010％以下、Al：0.001～0.10％，并且以满足Csol小于0.0050％的方式含有选自Cu：4％以下、Co：4％以下、Mo：4％以下、W：4％以下中的一种或两种以上以及选自Ti：0.15％以下、Nb：0.10％以下、V：0.10％以下、Zr：0.10％以下、Hf：0.20％以下、Ta：0.20％以下中的一种或两种以上。在专利文献1记载的技术中，通过使对于形成Cr碳化物(carbide)而言有效地发挥作用的有效固溶C量(effective content of dissolved carbon：Csol)即Csol小于0.0050％，能够防止Cr碳化物在原奥氏体晶界(prior-austenite grain boundaries)的形成，能够防止导致焊接热影响部的晶界应力腐蚀破裂的缺Cr层(Cr depleted zones)的形成，能够在不实施焊接后热处理的情况下抑制在焊接热影响部发生的晶界应力腐蚀破裂。

在专利文献3中记载了一种具有X65～X80级的高强度、且韧性、耐腐蚀性、耐硫化物应力腐蚀破裂性优良并且焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀破裂性优良的管线管用含Cr钢管。专利文献3中记载的管线管用含Cr钢管具有如下组成：以满足Cr+Mo+0.4W+0.3Si-43.5C-0.4Mn-Ni-0.3Cu-9N为11.5～13.3的方式，以质量％计含有C：0.001～0.015％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.10～2.0％、Al：0.001～0.10％、Cr：15.0～18.0％、Ni：2.0～6.0％、Mo：1.5～3.5％、V：0.001～0.20％、N：0.015％以下。由此形成如下钢管：在焊接时加热至1300℃以上的铁素体单相温度范围并冷却后的焊接热影响部形成以相对于全长的比率计原铁素体晶界的50％以上由马氏体相和/或奥氏体相占有的组织，缺乏Cr碳化物的层的形成得到抑制，焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀破裂性显著提高。无需进行焊接后热处理，发挥能够大幅缩短焊接钢管结构物的施工期的效果。