[发明专利]抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板和管线管用钢管

说明书

技术领域

本发明涉及抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板和管线管用钢管。特别是涉及适合于天然气·原油输送用管线管和压力容器、贮存用储罐等的抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板，和使用该钢板得到的抗氢致裂纹性和韧性优异的管线管用钢管。

背景技术

主要是在石油·燃气等的输送用管线管和压力容器、贮存用储罐中，从安全性的观点出发，为了抑制脆性破裂的发生，并且为了防止·抑制在破裂发生时龟裂的传播，对于构成该管线管等的钢材要求有高韧性。此外近年来，伴随含有硫化氢的劣质资源的开发，抗氢致裂纹性和耐应力腐蚀裂纹性等的所谓的抗硫性也很必要。氢致裂纹已知是伴随上述硫化氢等造成的腐蚀反应而侵入到钢材内部的氢，聚集在以MnS和Nb(C、N)为首的非金属夹杂物等处，由于气化而发生的裂纹。以下，将上述氢致裂纹称为HIC(Hydrogen－InducedCracking)，将上述抗氢致裂纹性称为抗HIC性。若在管线管等的使用中发生HIC，则结构物的韧性降低。

至今，关于提高抗HIC性的技术提出有几个。例如在专利文献1中公开有一种钢材，其通过抑制板厚中心部的Mn、Nb、Ti的偏析度而改善了氢致裂纹性。另外在专利文献2中公开有一种方法，其通过Ca和O和S的含量构成的参数式，抑制以MnS和Ca系氧硫化物为起点的HIC。

根据这些方法，虽然大部分的HIC得到抑制，但如后述，仍有在光学显微镜级别下难以观察到的微细的HIC局部性地大量发生的情况，相当于实际使用中的HIC试验后招致局部性的韧性降低。因此，要求该HIC试验后的韧性的高水平稳定化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－209461号公报

专利文献2：日本特开平06－136440号公报

发明内容

本发明着眼于上述这样的情况而形成，其目的在于，实现抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板及管线管用钢管。

能够解决上述课题的本发明的抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板，在以下方面具有特征，以质量％计，满足C：0.02～0.15％、Si：0.02～0.50％、Mn：0.6～2.0％、P：高于0％并在0.030％以下、S：高于0％并在0.003％以下、Al：0.010～0.08％、Ca：0.0003～0.0060％、N：0.001～0.01％、和O：高于0％并在0.0045％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，所述Ca与所述S的比，即Ca/S为2.0以上，并且所述Ca、所述S和所述O满足(Ca－1.25S)/O≤1.80，此外，钢中的Ar气含量为0.50微升/cm³以下。以下，将微升表示为“μL”。

所述钢板，作为其他的元素，也可以还含有如下：

(a)从B：高于0％并在0.005％以下、V：高于0％并在0.1％以下、Cu：高于0％并在1.5％以下、Ni：高于0％并在1.5％以下、Cr：高于0％并在1.5％以下、Mo：高于0％并在1.5％以下、和Nb：高于0％并在0.06％以下所构成的群中选择的一种以上的元素；和(b)从Ti：高于0％并在0.03％以下、Mg：高于0％并在0.01％以下、REM：高于0％并在0.02％以下、和Zr：高于0％并在0.010％以下所构成的群中选择的一种以上的元素。

上述钢板，适合作为管线管用和压力容器用。另外在本发明中，也包括使用上述钢板制造的管线管用钢管。以下，将所述钢板和所述钢管统称为钢材的情况。

根据本发明，因为作为钢板满足规定的成分组成，并且将钢中的Ar气含量抑制在规定范围内，所以能够提供抗氢致裂纹性和韧性优异的钢板及管线管用钢管。

具体实施方式

本发明者们为了解决所述课题而反复锐意研究。首先本发明者们对于各种钢板实施NACE(National Association of Corrosion and Engineer)TM0284所规定的HIC试验，评价抗HIC性。上述NACE试验，是在5％NaCl溶液+0.5％醋酸，pH2.7的溶液中使硫化氢气体饱和，96小时后评价HIC的发生的试验。

其次，本发明者们对于例如CAMP－ISIJ Vol.24(2011)－P671所示这样已知在HIC试验中氢浓度特别高的钢板表层部，遵循ASTM A370实施HIC试验后的摆锤冲击特性。其结果可知，夏比冲击吸收能的值有偏差。