[發(fā)明專利]耐屈曲性及焊接熱影響部韌性優(yōu)良的低溫用高強度鋼管的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310203192.1
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN103334053A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設計）人: 島村純二;石川信行;岡津光浩;鹿內(nèi)伸夫
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/32;C22C38/54;B21C37/08;B21B1/38;B21B3/00;B23K9/025;B23K9/23;C21D8/02
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金龍河;穆德駿

本申請是申請?zhí)枮?01080007030.5(國際申請?zhí)枮镻CT/JP2010/052118)、中國國家階段進入日為2011年8月8日(國際申請日為2010年2月5日)、發(fā)明名稱為“耐屈曲性及焊接熱影響部韌性優(yōu)良的低溫用高強度鋼管及其制造方法”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。?

技術領域

本發(fā)明涉及具有API(美國石油學會，American?Petroleum?Institute)X100級的強度的高強度鋼管(high?strength?steel?pipe)，特別涉及板厚為約20mm～約40mm、且適于在地形變(ground?deformation)激烈的地震帶(seismic?region)、多年凍土帶(permafrost?region)使用的天然氣(natural?gas)及原油(crude?oil)的輸送用鋼管的、耐屈曲性(buckling?resistance)及焊接熱影響部(welded?heat?affected?zone)的韌性(toughness)優(yōu)良的高強度鋼管。另外，本發(fā)明涉及的高強度鋼管除了包括滿足APIX100級的所有標準的鋼管之外，還包括具有APIX100級的拉伸強度、且將其他一部分特性調(diào)整到API標準范圍外的鋼管。?

背景技術

近年來，作為天然氣、原油的輸送用途使用的焊接鋼管，課題在于利用高壓化提高輸送效率(transport?efficiency)、以及利用薄壁化提高現(xiàn)場焊接(on-site?welding)的施工效率，隨著鋼管逐年高強度化，厚壁化也不斷發(fā)展。?

此外，為了將鋼管的使用環(huán)境擴大到寒冷且地形變帶，焊接部的低溫韌性(low-temperature?toughness)和耐屈曲性的提高也成為了課題，?期望開發(fā)出解決這些課題的厚壁的X100級鋼管。?

就用于X100級鋼管的高強度鋼板的成分設計來說，在確保強度/韌性方面，添加B是有效的，但在鋼管的情況下，滿足冷裂紋敏感性(cold?cracking?susceptibility)等焊接性也很重要，以往，就X100級鋼管的成分設計來說，為了防止低熱輸入焊接(low?heat?input?welding)形成的連接鋼管之間的環(huán)形焊接部(circumferential?weld?zone)的冷裂紋(cold?cracking)，以不向母材鋼板中添加淬透性(hardenability)高的硼(B)的成分設計(chemical?composition?design)為基本(例如非專利文獻1、2)。?

但是，也有報道稱，隨著鋼板的強度增高，通過根據(jù)縫焊接部(seam?weld?zone)的焊接熱輸入(welding?heat?input)添加B，能夠得到優(yōu)良的縫焊接熱影響部韌性(例如非專利文獻3)，專利文獻1中也表明，在鋼管的縫焊接部中，由于焊接金屬(weld?metal)中含有的B向母材的擴散，提高了熔合線(fusion?line)附近的縫焊接熱影響部的韌性。?

另一方面，在B添加系高強度鋼的焊接熱影響部中，即使在稍稍遠離熔合線的原奧氏體粒徑(prior?austenite?grain?size)小至150μm以下的情況下，也存在以含有大量對韌性有害的島狀馬氏體(也稱為MA：Martensite-Austenite?Constituent)的上貝氏體組織(upper?bainite?structure)為主體從而韌性降低的情況，就高強度鋼而言，很難說充分了解了B添加對焊接熱影響部的韌性的影響。?

就管厚大于20mm的厚壁的X100級鋼管的成分設計而言，為了在確保強度/韌性/變形性能、環(huán)形焊接性的同時，確保縫焊接部優(yōu)良的焊接熱影響部的低溫韌性，也對B添加對焊接熱影響部的組織的影響進行了各種研究。?

專利文獻2～5涉及高強度焊接鋼管及其制造方法，均記載了在向母材成分中添加B時，考慮焊接熱影響部的韌性而添加適當量的情況。?進而，在專利文獻4、5中提出了在使母材的合金量適當時，根據(jù)是否添加B而分別使用不同的參數(shù)式(parameter?formula)。?

專利文獻1：日本特開2006-328523號公報?

專利文獻2：日本特開2008-56961號公報?

專利文獻3：日本特開2004-131799號公報?

專利文獻4：日本特開2003-306749號公報?

專利文獻5：日本特開2003-293078號公報?

非專利文獻1：NKK技報No.138(1992)，pp24-31?