[发明专利]酸环境下使用的管线管用无缝钢管

说明书

技术领域

本发明涉及无缝钢管。进一步优选涉及在含有作为腐蚀性气体的硫化氢(H₂S)的酸环境下使用的管线管用无缝钢管。

背景技术

原油、天然气含有硫化氢和水分。这种湿润硫化氢环境称为酸环境。管线管作为搬送由油井、气井生产的原油、天然气的管道使用。因此，管线管在酸环境下使用。对于酸环境下使用的管线管而言，由于含有硫化氢的环境下的腐食，起因于侵入到钢中的氢的氢脆化成为问题。

氢脆化有静态的外部应力下产生于钢材的硫化物应力裂纹、和没有外部应力的状态下产生于钢材内部的氢致裂纹(Hydrogen Induced Cracking：以下称为HIC)。对于管线管而言，大多HIC成为问题。因此，对于管线管用钢管而言，特别是要求耐HIC性。

管线管用钢管有焊接钢管和无缝钢管。焊接钢管具有在轴向或以螺旋状延伸的焊缝部(焊接部)。焊接钢管中使用的钢板在板厚中央具有连续铸造时生成的中心偏析部，该中心偏析部具有高的HIC敏感性。因此，特别是要求耐HIC性的管线管用钢管优选使用无缝钢管。

通常已知钢的强度越高则越容易产生HIC。国际公开第2005/075694号(专利文献1)提出了具有高强度且耐HIC性优异的无缝钢管。

具体而言，专利文献1中公开的管线管用钢材，组成按质量％计含有C：0.03～0.15％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.5～1.8％、P：0.015％以下、S：0.04％以下、O：0.01％以下、N：0.007％以下、sol.Al：0.01～0.1％、Ti：0.024％以下、Ca：0.0003～0.02％，剩余部分由Fe和杂质组成。上述管线管用钢材中，进而钢中的TiN的大小为30μm以下。专利文献1中记载了由于TiN微细，因此可得到优异的耐HIC性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2005/075694号

专利文献2：日本特开2002-60893号公报

专利文献3：国际公开第2011/152240号

制造高强度的无缝钢管的情况下，通常在热加工工序之后，实施淬火以及回火处理，提高无缝钢管的强度。另一方面，也需要无需高强度的、屈服强度不足450MPa的低强度的管线管用无缝钢管。对于这种低强度的无缝钢管而言，通常淬火以及回火処理不实施而被省略。

以往，如上所述认为，若强度低则不易产生HIC。但是，本申请的发明人等调查的结果新发现，不仅强度高的情况下，而且强度低的情况，也有可能产生很多作为HIC的一种的气泡(blister)和微小的内部裂纹。

气泡指的是产生于钢材的表面附近、在钢材的轴向延伸的膨胀。通过NACE规定的耐HIC性试验(NACE TM0284等)中、示出优异的耐HIC性的高强度的无缝钢管，也有可能确认气泡的产生。但是，HIC(气泡)限于表面附近的裂纹的情况下，不会导致所输送的流体的泄漏等，因此对于以往的高强度的无缝钢管而言，气泡不是特别问题。

但是，对于低强度的无缝钢管而言，负荷拉伸应力的情况下，钢中的多个气泡和微小的内部裂纹有可能在无缝钢管的壁厚方向连接而产生应力导向氢致裂纹(SOHIC、Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking)。

因此，对于没有实施淬火以及回火的低强度的无缝钢管而言，优选抑制气泡和微小的内部裂纹的产生。低强度钢材中，微小的内部裂纹由于与气泡相同的原因而产生，因此着眼于气泡、抑制其产生即可。

发明内容

本发明的目的在于，提供没有实施淬火以及回火，并且用于酸环境下使用的管线管用途的情况下，可以抑制气泡的产生和微小的内部裂纹的无缝钢管。

本实施方式的无缝钢管为酸环境下使用的管线管用途。上述无缝钢管，其具备下述化学组成：按质量％计，含有C：0.08～0.24％、Si：0.10～0.50％、Mn：0.3～2.5％、P：0.02％以下、S：0.006％以下、Nb：0.02～0.12％、Al：0.005～0.100％、Ca：0.0003～0.0050％、N：0.0100％以下、O：0.0050％以下、Ti：0～0.1％、V：0～0.03％、Cr：0～0.6％、Mo：0～0.3％、Ni：0～0.4％、Cu：0～0.3％和B：0～0.005％，剩余部分由Fe和杂质组成，并且所述无缝钢管具备由铁素体和珠光体组成的组织，具有350～不足450MPa的屈服强度。