JP2003502506A - 海水中のアンビリカルに対してのステンレス鋼の使用 - Google Patents
海水中のアンビリカルに対してのステンレス鋼の使用Info
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、フェライト−オーステナイト合金の使用であって、最大０．０５％のＣ、最大０．８％のＳｉ、０．３０〜１．５％のＭｎ、２８．０〜３０．０％のＣｒ、５．８０〜７．４０％のＮｉ、２．００〜２．５０％のＭｏ、０．３０〜０．４０％のＮ、最大１．０％のＣｕ、最大２．０％のＷ、最大０．０１０％のＳ、３０〜７０％のフェライト、および、残部をオーステナイトに規定された組成を有し、化学物質を注入するための溶液搬送管として作動流体を充填した管に対しての使用、またはアンビリカルの用途における別の使用を特徴とするフェライト−オーステナイト合金の使用に関する。
Description
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼合金の使用、さらに詳しく規定するならば、海底に、
詳細には海中の油およびガスの堆積層の開発時に設置するように意図された管の
形で利用するためのフェライト−オーステナイト鋼合金の使用に関する。従って
このような管の適用に際しての材料は、浸食性の塩素環境における良好な腐食特
性、良好な機械的かつ物理的な特性、良好な疲労特性、ならびに管内で搬送され
るようになっている作動流体の種類に対する良好な適合性を有していなければな
らない。このような用途のための管は、熱間押出しされたシームレス管のように
製造されるようになっている。
詳細には海中の油およびガスの堆積層の開発時に設置するように意図された管の
形で利用するためのフェライト−オーステナイト鋼合金の使用に関する。従って
このような管の適用に際しての材料は、浸食性の塩素環境における良好な腐食特
性、良好な機械的かつ物理的な特性、良好な疲労特性、ならびに管内で搬送され
るようになっている作動流体の種類に対する良好な適合性を有していなければな
らない。このような用途のための管は、熱間押出しされたシームレス管のように
製造されるようになっている。
【０００２】
海底の採油時には、海底から下方へ油堆積層内に穿孔が行われる。海底には、
流れを制御し、原油を処理して利用可能な製品または準完成品に精製する装置に
原油を連続的に搬送するための装置が組み付けられることになる。海底の装置に
は、特に弁が設けられている。この弁はくみ上げ量／圧力／流量などを制御し、
油井への化学物質の注入を可能にする管との連結部を制御する。原油が凝固して
、生産パイプの詰まりを引き起こすのを回避する目的で、注入にはしばしばメチ
ルアルコールが使用される。
流れを制御し、原油を処理して利用可能な製品または準完成品に精製する装置に
原油を連続的に搬送するための装置が組み付けられることになる。海底の装置に
は、特に弁が設けられている。この弁はくみ上げ量／圧力／流量などを制御し、
油井への化学物質の注入を可能にする管との連結部を制御する。原油が凝固して
、生産パイプの詰まりを引き起こすのを回避する目的で、注入にはしばしばメチ
ルアルコールが使用される。
【０００３】
海底の装置に設けられた弁および連結部は、液圧的または電気的に海面上また
は陸上のプラットフォーム、生産船または別の装置から制御される。制御装置を
海底の装置に接続するのがいわゆるアンビリカル（へその緒）である。海底に、
例えば異なる採油場所に設けられた２つの海底装置間に位置するアンビリカル部
分は、静的なアンビリカルと呼ばれる。なぜならばこのアンビリカル部分は比較
的小さな規模でしか海の動きの影響を受けないからである。海底と海面との間に
置かれたアンビリカル部分は動的なアンビリカルと呼ばれ、大きな規模で水中お
よび海面の運動の影響を受ける。このような運動の例としては、海流、プラット
フォーム／生産船の運動および波動が挙げられる。
は陸上のプラットフォーム、生産船または別の装置から制御される。制御装置を
海底の装置に接続するのがいわゆるアンビリカル（へその緒）である。海底に、
例えば異なる採油場所に設けられた２つの海底装置間に位置するアンビリカル部
分は、静的なアンビリカルと呼ばれる。なぜならばこのアンビリカル部分は比較
的小さな規模でしか海の動きの影響を受けないからである。海底と海面との間に
置かれたアンビリカル部分は動的なアンビリカルと呼ばれ、大きな規模で水中お
よび海面の運動の影響を受ける。このような運動の例としては、海流、プラット
フォーム／生産船の運動および波動が挙げられる。
【０００４】
図１は、従来のアンビリカル管１を示している。このアンビリカル管１は、水
面３に固定されたプラットフォーム２から出発して、海底に降ろされている。こ
のアンビリカルにおいては、メチルアルコールのような化学物質の注入に用いら
れる中心管と一緒に、多数の管４が液圧的および電気的な制御を行うために一緒
に集められて、管束を形成している。アンビリカルは、海底の装置のために使用
される際の要求に応じて、異なる形状を有していてもよい。しかし、通常は、メ
チルアルコールの注入のための中心部に、より太い管が設けられており、この中
心の管は、この管の周りでねじられたより細い複数の管を有している。多くの場
合、アンビリカル管を集め、設置および組み付けに際して全体を管理可能にする
ために、プラスチックから成るカバー６が使用される。
面３に固定されたプラットフォーム２から出発して、海底に降ろされている。こ
のアンビリカルにおいては、メチルアルコールのような化学物質の注入に用いら
れる中心管と一緒に、多数の管４が液圧的および電気的な制御を行うために一緒
に集められて、管束を形成している。アンビリカルは、海底の装置のために使用
される際の要求に応じて、異なる形状を有していてもよい。しかし、通常は、メ
チルアルコールの注入のための中心部に、より太い管が設けられており、この中
心の管は、この管の周りでねじられたより細い複数の管を有している。多くの場
合、アンビリカル管を集め、設置および組み付けに際して全体を管理可能にする
ために、プラスチックから成るカバー６が使用される。
【０００５】
管４，５は何よりも、耐食性および機械的性質を有していることが求められる
。管材料は、管の外面を取り囲む海水中で耐食性を有していなければならない。
このような性質は、海水はステンレス鋼に対して高い腐食性を有しているおそれ
があるため、最も重要と考えられる性質である。さらに材料は、油泉内に注入さ
れることになる場合には腐食性を有する溶液に対して、高い耐食性を有していな
ければならない。材料は液圧式制御に使用される作動流体と、この液を汚染する
ことのない適合性を有していなければならない。不可避的不純物は海底に設けら
れた制御装置における使用機能に、極めて不都合な影響を及ぼすおそれがある。
。管材料は、管の外面を取り囲む海水中で耐食性を有していなければならない。
このような性質は、海水はステンレス鋼に対して高い腐食性を有しているおそれ
があるため、最も重要と考えられる性質である。さらに材料は、油泉内に注入さ
れることになる場合には腐食性を有する溶液に対して、高い耐食性を有していな
ければならない。材料は液圧式制御に使用される作動流体と、この液を汚染する
ことのない適合性を有していなければならない。不可避的不純物は海底に設けら
れた制御装置における使用機能に、極めて不都合な影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
使用される管材料の機械的性質は、アンビリカル管の適用の際に極めて重要で
ある。採油のための場所では深さは相当なものなので、アンビリカルの動的部分
は一般的に長くなり、従って重くなる。このような重量が、浮動している生産船
のプラットフォームによって運ばれなければならない。アンビリカルがより軽量
に製造されれば、利用可能な定格リフトを、アンビリカルを持ち上げる目的とは
別の目的で用いることができる。実際には、規定の形状を有するアンビリカルの
重量を減じるには２つの方法がある。すなわち、より軽い材料を選択するか、ま
たは、同一密度の、しかし、より高い降伏点および引張り強さを有する材料を選
択することができる。より高い強度を有する材料を選択することによって、より
薄い壁を有する管を使用することができ、これにより、アンビリカルの総質量を
減じることができる。海の採取場所が深くなればなるほど、アンビリカルの１メ
ートル当たりの材料総重量は一層重要になってくる。
ある。採油のための場所では深さは相当なものなので、アンビリカルの動的部分
は一般的に長くなり、従って重くなる。このような重量が、浮動している生産船
のプラットフォームによって運ばれなければならない。アンビリカルがより軽量
に製造されれば、利用可能な定格リフトを、アンビリカルを持ち上げる目的とは
別の目的で用いることができる。実際には、規定の形状を有するアンビリカルの
重量を減じるには２つの方法がある。すなわち、より軽い材料を選択するか、ま
たは、同一密度の、しかし、より高い降伏点および引張り強さを有する材料を選
択することができる。より高い強度を有する材料を選択することによって、より
薄い壁を有する管を使用することができ、これにより、アンビリカルの総質量を
減じることができる。海の採取場所が深くなればなるほど、アンビリカルの１メ
ートル当たりの材料総重量は一層重要になってくる。
【０００７】
良好な腐食特性および高い強度の他に、良好な疲れ強さが求められる。このこ
とは、特にアンビリカルの動的部分に関係する。この動的部分は広範囲にわたっ
て、水および浮動装置の運動によって影響されることになる。
とは、特にアンビリカルの動的部分に関係する。この動的部分は広範囲にわたっ
て、水および浮動装置の運動によって影響されることになる。
【０００８】
アンビリカルに対しての一般的な要件を以下にまとめる：
Ｆｅ含有率： ３５〜５５％
ＰＲＥ（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ）： 最小４０
引張り降伏点： Ｒｐ０．２ｍｉｎ＝６５０ＭＰａ．
引張り強さ： Ｒｍ＝８００〜１０００ＭＰａ．
伸び率： Ａ５最小２５％
ＡＳＴＭ−Ｇ４８Ａに基づく試験温度： 最小５０℃
ＡＳＴＭ−Ｇ４８Ｂに基づく試験温度： 最小３５℃
溶接可能性
良好な疲れ抵抗
現在までアンビリカルに最も頻繁に使用されている材料は、フェライト−オー
ステナイトステンレス鋼である。この鋼はＳａｎｄｖｉｋ−ＳＡＦ２５０７の名
で市販され、ＵＮＳ−Ｓ３２７５０の名で標準化されている。現在までこの材料
は、耐食性および強度に対しての要件に見合うことが判っている。この合金に関
しては、ヨーロッパ特許第Ａ２２０１４１号に詳しく記載されている。
ステナイトステンレス鋼である。この鋼はＳａｎｄｖｉｋ−ＳＡＦ２５０７の名
で市販され、ＵＮＳ−Ｓ３２７５０の名で標準化されている。現在までこの材料
は、耐食性および強度に対しての要件に見合うことが判っている。この合金に関
しては、ヨーロッパ特許第Ａ２２０１４１号に詳しく記載されている。
【０００９】
驚くべきことに、管材料の引張り降伏点および引張り強さを増大させ、これと
同時に良好な延性および良好な孔食腐食特性を維持することができることが判っ
た。このことは、重要な合金元素Ｃｒ、Ｎの含有率と、Ｍｏの妥当な含有率とを
高めて超２層合金を達成し、この合金を熱間押出し加工することによってシーム
レス管を形成した後冷間圧延により所要の最終寸法にし、次いで正確に選択され
た温度レベルで最終的に焼きなましすることにより達成される。
同時に良好な延性および良好な孔食腐食特性を維持することができることが判っ
た。このことは、重要な合金元素Ｃｒ、Ｎの含有率と、Ｍｏの妥当な含有率とを
高めて超２層合金を達成し、この合金を熱間押出し加工することによってシーム
レス管を形成した後冷間圧延により所要の最終寸法にし、次いで正確に選択され
た温度レベルで最終的に焼きなましすることにより達成される。
【００１０】
アンビリカル管として適用するためのこのようなタイプの材料および比較試験
について以下に詳しく説明する。
について以下に詳しく説明する。
【００１１】
実施例１
試験材料は１７０ｋｇのビレットを鋳造することによって製造された。これら
のビレットは熱間鍛造されることにより、１２６ｍｍの直径を有する丸棒が形成
され、熱間押し出しにより、４８ｘ５ｍｍの寸法を有するシームレス管が形成さ
れ、さらに、冷間圧延により３１ｘ３ｍｍの寸法にされた。最終焼きなましが１
０４０°で５分の保持時間で行われ、これに続いて水焼入れが行われる。組成は
表１に示す通りである。これらの合金を比較例として取り上げた。これらの比較
例を示す材料は、米国特許第５,５８２,６５６号に基づき公知であると共に、全
体的に見て当該用途の要件には合致しない。しかし本明細書中に上述したような
、この用途における要件を達成するために、製造に際しての特定の需要を満たす
のに必要な最適化された態様がある。
のビレットは熱間鍛造されることにより、１２６ｍｍの直径を有する丸棒が形成
され、熱間押し出しにより、４８ｘ５ｍｍの寸法を有するシームレス管が形成さ
れ、さらに、冷間圧延により３１ｘ３ｍｍの寸法にされた。最終焼きなましが１
０４０°で５分の保持時間で行われ、これに続いて水焼入れが行われる。組成は
表１に示す通りである。これらの合金を比較例として取り上げた。これらの比較
例を示す材料は、米国特許第５,５８２,６５６号に基づき公知であると共に、全
体的に見て当該用途の要件には合致しない。しかし本明細書中に上述したような
、この用途における要件を達成するために、製造に際しての特定の需要を満たす
のに必要な最適化された態様がある。
【００１２】
表１． 試験材料の組成、重量％ 装填 C Si Mn P S ppm Cr Ni Mo N
654667 0.016 0.19 1.02 0.010 49 29.37 8.62 1.55 0.26
654668 0.015 0.19 0.99 0.009 46 29.30 8.84 2.03 0.25
654669 0.015 0.19 0.91 0.010 43 29.26 8.00 2.07 0.31
654670 0.015 0.19 0.88 0.011 30 29.08 9.09 2.57 0.26
654671 0.016 0.16 1.01 0.012 32 28.81 7.48 2.50 0.37
654672 0.015 0.15 1.00 0.012 36 29.01 6.66 2.51 0.40
654674 0.016 0.16 0.88 0.011 32 29.92 9.38 1.57 0.26
654675 0.016 0.16 0.92 0.012 35 30.39 7.74 1.50 0.39
654676 0.017 0.17 1.03 0.011 35 30.50 6.94 1.53 0.40
654678 0.017 0.17 0.99 0.011 31 30.11 9.62 2.01 0.26
654679 0.016 0.16 0.89 0.012 38 30.15 7.95 2.08 0.35
654680 0.016 0.16 0.87 0.012 42 30.51 6.20 2.08 0.44
654683 0.016 0.16 0.96 0.011 38 30.15 8.11 2.56 0.35 654684 0.015 0.15 0.91 0.011 44 30.61 5.71 2.57 0.48
材料はＡＳＴＭ−Ｇ４８Ｃに従って、６％のＦｅＣｌにおける孔食腐食で試験
した。ただしこの試験は４０℃の温度で開始され、孔食腐食浸食が達成されるま
で５℃ずつの段階で行われた。孔食腐食浸食が最初に発生したときの温度は、臨
界孔食腐食温度（ＣＰＴ）と呼ばれる。さらに、伸び試験が室温で実施された。
試験結果は表２に示す通りである。
した。ただしこの試験は４０℃の温度で開始され、孔食腐食浸食が達成されるま
で５℃ずつの段階で行われた。孔食腐食浸食が最初に発生したときの温度は、臨
界孔食腐食温度（ＣＰＴ）と呼ばれる。さらに、伸び試験が室温で実施された。
試験結果は表２に示す通りである。
【００１３】
表２． ＡＳＴＭ−Ｇ４８Ｃに従った腐食試験の結果、および、３１ｘ３ｍｍ
のシームレス管の引張り試験、装填毎の２つの試験の平均 装填 CPT Rp02 Rm A5 (℃) (MPa) MPa) (%) 654667 40 635 861 32 654668 40 646 867 31 654669 62.5 665 885 34 654670 55 666 882 30 654671 75 687 908 32 654672 75 694 912 35 654674 53.8 667 879 31 654675 65 689 914 35 654676 60 698 903 35 654678 45 678 890 34 654679 75 692 916 35 654680 60 695 914 35 654683 65 715 926 33654684 60 702 932 33 実施例２ 材料は、ＡＯＣ製法、熱間押出し、熱間圧延により１２６ｍｍの直径を有する
丸棒を形成し、シームレス管の押し出しにより３３．２ｘ３．５ｍｍの寸法にし
、さらに冷間圧延により１５．２ｘ１．２ｍｍの寸法にすることにより製造され
た。２つの異なる温度、つまり１０２０℃および１０６０℃、２分の保持時間で
焼きなましが実施され、次いで水焼入れが行われた。
のシームレス管の引張り試験、装填毎の２つの試験の平均 装填 CPT Rp02 Rm A5 (℃) (MPa) MPa) (%) 654667 40 635 861 32 654668 40 646 867 31 654669 62.5 665 885 34 654670 55 666 882 30 654671 75 687 908 32 654672 75 694 912 35 654674 53.8 667 879 31 654675 65 689 914 35 654676 60 698 903 35 654678 45 678 890 34 654679 75 692 916 35 654680 60 695 914 35 654683 65 715 926 33654684 60 702 932 33 実施例２ 材料は、ＡＯＣ製法、熱間押出し、熱間圧延により１２６ｍｍの直径を有する
丸棒を形成し、シームレス管の押し出しにより３３．２ｘ３．５ｍｍの寸法にし
、さらに冷間圧延により１５．２ｘ１．２ｍｍの寸法にすることにより製造され
た。２つの異なる温度、つまり１０２０℃および１０６０℃、２分の保持時間で
焼きなましが実施され、次いで水焼入れが行われた。
【００１４】
材料の組成は、表３に示す通りである。材料の組成は、本特許出願の範囲内に
ある。
ある。
【００１５】
表３． 試験した材料の組成、重量％ C Si Mn P S Cr Ni Mo N Ca 0.021 0.27 0.90 0.016 0.001 28.80 6.62 2.20 0.38 0.0026
材料は、孔食腐食に関しては部分的にはポテンシャルを高めた人工海水中で（
表４参照）、部分的には６％のＦｅＣｌ３（表５参照）で試験された。このＦｅ
Ｃｌ３は、高合金ステンレス鋼の合格試験にしばしば使用され、ＡＳＴＭ−Ｇ４
８に特定されている。これらの試験では、材料はその最終形状で、すなわち、ピ
ルグリムステップ式圧延ミルで圧延され焼きなましされて、しかも表面が焼きな
ましの後でストリップ研磨された状態の形状で試験された。内面および外面は試
験の前にはさらなる研磨は受けていない。その結果、この形状の材料がＳＡＦ２
５０７に対応する孔食腐食特性と確かに整合する孔食腐食特性を有していること
が判った。
表４参照）、部分的には６％のＦｅＣｌ３（表５参照）で試験された。このＦｅ
Ｃｌ３は、高合金ステンレス鋼の合格試験にしばしば使用され、ＡＳＴＭ−Ｇ４
８に特定されている。これらの試験では、材料はその最終形状で、すなわち、ピ
ルグリムステップ式圧延ミルで圧延され焼きなましされて、しかも表面が焼きな
ましの後でストリップ研磨された状態の形状で試験された。内面および外面は試
験の前にはさらなる研磨は受けていない。その結果、この形状の材料がＳＡＦ２
５０７に対応する孔食腐食特性と確かに整合する孔食腐食特性を有していること
が判った。
【００１６】
表４． 異なる最終焼きなまし温度（１０２０℃および１０６０℃）を有する
材料の、＋６００ｍＶ-ＳＣＥの人工海水中における、本発明によるアンビリカ
ル管の臨界孔食腐食温度 試験 CPT CPT CPT CPT CPT CPT CPT S (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) 1 2 3 4 5 6 平均 1 75 75 70 75 75 70 73 3 (1060℃) 2 65 65 70 65 65 70 67 3 (1020℃) 表５． 異なる最終焼きなまし温度（１０２０℃および１０６０℃）を有する
材料の、６％のＦｅＣＬ３におけるアンビリカル管の臨界孔食腐食温度（ＣＰＴ
）（ＡＳＴＭ−Ｇ４８試験） 試験 CPT(℃) CPT(℃) 試験１ 試験２ 1(1060℃) 75 75 2(1020℃) 65 65 約１０〜２０ｍｍの内径寸法を有する管が通常アンビリカルに使用される。こ
のような寸法に用いられる鋼等級ＳＡＦ２５０７に対して、６５０ＭＰａの引張
り降伏点と８５０Ｍｐａの引張り強度が、保証し得る値として使用され、これに
よりこのような値がアンビリカルの設計計算に使用される。本発明が係わる鋼等
級において、寸法に応じた対応方法で製造される管は、驚くべきことに、最低２
５％の延性Ａを保持したまま、８５０ＭＰａを上回る引張り降伏点と、１０００
ＭＰａを上回る引張り強度とを有することが判った（表５参照）。
材料の、＋６００ｍＶ-ＳＣＥの人工海水中における、本発明によるアンビリカ
ル管の臨界孔食腐食温度 試験 CPT CPT CPT CPT CPT CPT CPT S (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) 1 2 3 4 5 6 平均 1 75 75 70 75 75 70 73 3 (1060℃) 2 65 65 70 65 65 70 67 3 (1020℃) 表５． 異なる最終焼きなまし温度（１０２０℃および１０６０℃）を有する
材料の、６％のＦｅＣＬ３におけるアンビリカル管の臨界孔食腐食温度（ＣＰＴ
）（ＡＳＴＭ−Ｇ４８試験） 試験 CPT(℃) CPT(℃) 試験１ 試験２ 1(1060℃) 75 75 2(1020℃) 65 65 約１０〜２０ｍｍの内径寸法を有する管が通常アンビリカルに使用される。こ
のような寸法に用いられる鋼等級ＳＡＦ２５０７に対して、６５０ＭＰａの引張
り降伏点と８５０Ｍｐａの引張り強度が、保証し得る値として使用され、これに
よりこのような値がアンビリカルの設計計算に使用される。本発明が係わる鋼等
級において、寸法に応じた対応方法で製造される管は、驚くべきことに、最低２
５％の延性Ａを保持したまま、８５０ＭＰａを上回る引張り降伏点と、１０００
ＭＰａを上回る引張り強度とを有することが判った（表５参照）。
【００１７】
伸びの最低限の要求に見合うように、１０６０℃の最終焼きなまし温度が用い
られる。これに対し、１０２０℃の最終焼きなまし温度は、伸びに対しての最低
限の要求が要件と合致できないことを示唆している。これらの結果は同じ用途の
ためのＳＡＦ２５０７と比べて、管壁をほぼ２０〜２５％だけ減じることができ
ることを示す。例えば１２個の管を有する２ｋｍのアンビリカルの構造にとって
、このように壁厚を減じことは、総重量を大幅に減少させることができることを
意味する。
られる。これに対し、１０２０℃の最終焼きなまし温度は、伸びに対しての最低
限の要求が要件と合致できないことを示唆している。これらの結果は同じ用途の
ためのＳＡＦ２５０７と比べて、管壁をほぼ２０〜２５％だけ減じることができ
ることを示す。例えば１２個の管を有する２ｋｍのアンビリカルの構造にとって
、このように壁厚を減じことは、総重量を大幅に減少させることができることを
意味する。
【００１８】
表６． 室温および２つの異なる焼きなまし温度（１０２０℃および１０６０
℃）における１５．１ｘ１．２ｍｍの寸法を有するアンビリカル管の強度に対応
する値 Rp0.2(MPa) Rm(MPa) A(5) 1060℃ 1 876 1021 27.6 2 882 1029 28.1 3 893 1059 27.5 4 891 1043 27.2 5 912 1070 27.6 6 883 1039 27.2 平均 890 1044 27.5 1020℃ 1 892 1036 24.5 2 887 1026 23.6 3 886 1033 25.0 4 894 1032 26.6 5 900 1035 24.1 6 889 1024 26.4 平均 891 1031 25.0 １０６０℃の焼きなまし温度が１０２０℃の焼きなまし温度よりも好ましいこ
とが明らかである。臨界孔食腐食抵抗は、１０６０℃で焼きなましされた材料の
方が高く、また引張り時の伸びの平均も、１０６０℃で焼きなましされた材料の
方が高い。１０２０℃で焼きなまされた材料が、本発明のアンビリカル材料に対
して求められる、最小２５％の伸びという要求を満たさないことを、特に観察す
ることができる。材料にとって適切な焼きなまし温度は約１０６０℃であり、好
ましくは１０４０〜１０８０℃の範囲内にある。管材料は基礎材料と同様の組成
を有する０．８ｍｍのＴＩＧワイヤを補助として用いて、突き合わせ溶接された
。溶接中の保護ガスとして、Ａｒ＋３％Ｎ２が使用された。充填材の組成は表７
に示す通りである。
℃）における１５．１ｘ１．２ｍｍの寸法を有するアンビリカル管の強度に対応
する値 Rp0.2(MPa) Rm(MPa) A(5) 1060℃ 1 876 1021 27.6 2 882 1029 28.1 3 893 1059 27.5 4 891 1043 27.2 5 912 1070 27.6 6 883 1039 27.2 平均 890 1044 27.5 1020℃ 1 892 1036 24.5 2 887 1026 23.6 3 886 1033 25.0 4 894 1032 26.6 5 900 1035 24.1 6 889 1024 26.4 平均 891 1031 25.0 １０６０℃の焼きなまし温度が１０２０℃の焼きなまし温度よりも好ましいこ
とが明らかである。臨界孔食腐食抵抗は、１０６０℃で焼きなましされた材料の
方が高く、また引張り時の伸びの平均も、１０６０℃で焼きなましされた材料の
方が高い。１０２０℃で焼きなまされた材料が、本発明のアンビリカル材料に対
して求められる、最小２５％の伸びという要求を満たさないことを、特に観察す
ることができる。材料にとって適切な焼きなまし温度は約１０６０℃であり、好
ましくは１０４０〜１０８０℃の範囲内にある。管材料は基礎材料と同様の組成
を有する０．８ｍｍのＴＩＧワイヤを補助として用いて、突き合わせ溶接された
。溶接中の保護ガスとして、Ａｒ＋３％Ｎ２が使用された。充填材の組成は表７
に示す通りである。
【００１９】
表７． 溶接試験に用いられるＴＩＧワイヤの組成 C Si Mn P S Cr Ni Mo N 0.013 0.23 1.15 0.018 0.001 29.49 8.03 2.51 0.30
材料はＡＳＴＭ−Ｇ４８Ｃに従った引張り試験を受けた。試験は４０℃の開始
温度と５℃ごとの段階で行われた。結果は表８に示す通りである。
温度と５℃ごとの段階で行われた。結果は表８に示す通りである。
【００２０】
表８. 材料を２つの異なる温度で焼きなまし、突き合わせ溶接された管の、
引張り試験および孔食腐食試験（ＡＳＴＭ−Ｇ４８Ｃに従った臨界孔食腐食温度
）の結果 CPT Rp02 Rm A5 (℃) (MPa) MPa) (%) 1020℃ 40℃ 873 1056 15.31060℃ 42.5℃ 859 1057 16.4 材料のひずみ制御疲労特性が研究され、他の高合金のステンレス鋼の同特性と
比較される。試験は、ひずみを正弦波形および５ｘ１０−３Ｓ−１の平均伸び率
の負荷を変化させる形で制御することによって行われた。
引張り試験および孔食腐食試験（ＡＳＴＭ−Ｇ４８Ｃに従った臨界孔食腐食温度
）の結果 CPT Rp02 Rm A5 (℃) (MPa) MPa) (%) 1020℃ 40℃ 873 1056 15.31060℃ 42.5℃ 859 1057 16.4 材料のひずみ制御疲労特性が研究され、他の高合金のステンレス鋼の同特性と
比較される。試験は、ひずみを正弦波形および５ｘ１０−３Ｓ−１の平均伸び率
の負荷を変化させる形で制御することによって行われた。
【００２１】
結果は図２に示す通りである。
【００２２】
ほとんどが上述の最終焼きなましに適しており、残りはアンビリカル管の用途
に合わせて最適化された材料が、最大０．０５％のＣ、最大０．８％のＳｉ、０
．３０〜１．５％のＭｎ、２８．０〜３０．０％のＣｒ、５．８０〜７．４０％
のＮｉ、０．３０〜０．４０％のＮ、最大１．０％のＣｕ、最大２．０％のＷ、
最大０．０１０％のＳ、および、残部Ｆｅおよび不可避的不純物に限定された組
成を有するべきであることが判った。この組成物において、Ｆｅの含有率は３０
〜７０％であり、残りはオーステナイトを形成する。最終冷間圧延の後、管は３
〜１０分間、１０４０〜１０８０℃で最終焼きなましを受け、次いで水焼き入れ
を受ける。
に合わせて最適化された材料が、最大０．０５％のＣ、最大０．８％のＳｉ、０
．３０〜１．５％のＭｎ、２８．０〜３０．０％のＣｒ、５．８０〜７．４０％
のＮｉ、０．３０〜０．４０％のＮ、最大１．０％のＣｕ、最大２．０％のＷ、
最大０．０１０％のＳ、および、残部Ｆｅおよび不可避的不純物に限定された組
成を有するべきであることが判った。この組成物において、Ｆｅの含有率は３０
〜７０％であり、残りはオーステナイトを形成する。最終冷間圧延の後、管は３
〜１０分間、１０４０〜１０８０℃で最終焼きなましを受け、次いで水焼き入れ
を受ける。
【００２３】
本発明による鋼がＳＡＦ２５０７と同じ範囲の疲労特性を有することが判った
。ひずみ制御疲労特性は、ひずみ疲労が材料内に発生する前に、どれぐらい長時
間、またどれくらいの回数で、材料を伸張に晒すことができるかを示す。アンビ
リカル管はねじられてアンビリカルになる前に、溶接されて大きな長さにされ、
ドラムにコイル状に巻かれるので、アンビリカルが使用される前に、多くの作業
サイクルが行われて、その場所で或る一定の塑性変形が生じることは珍しいこと
ではない。取り出されたひずみ疲労の資料は、アンビリカル管におけるひずみ疲
労の結果、破断が生じる危険はほとんどないことを明示している。
。ひずみ制御疲労特性は、ひずみ疲労が材料内に発生する前に、どれぐらい長時
間、またどれくらいの回数で、材料を伸張に晒すことができるかを示す。アンビ
リカル管はねじられてアンビリカルになる前に、溶接されて大きな長さにされ、
ドラムにコイル状に巻かれるので、アンビリカルが使用される前に、多くの作業
サイクルが行われて、その場所で或る一定の塑性変形が生じることは珍しいこと
ではない。取り出されたひずみ疲労の資料は、アンビリカル管におけるひずみ疲
労の結果、破断が生じる危険はほとんどないことを明示している。
【００２４】
鋼は上述の分析によれば、アンビリカル管として使用することに極めて適合す
る特性を有している。材料はその高ＰＲＥ数により、海中での高耐食性を有し、
アンビリカルの異なる管内で搬送される現在最もよく使用される流体度により、
との適合性を有している。材料の高い強度により、今日この用途にとって最も一
般的な材料、すなわちＳＡＦ２５０７と比較して、壁厚をかなり減じることがで
きる。アンビリカルの重量を節減することは、ますます日常的になってきた大海
の底における採油にとって極めて重要である。
る特性を有している。材料はその高ＰＲＥ数により、海中での高耐食性を有し、
アンビリカルの異なる管内で搬送される現在最もよく使用される流体度により、
との適合性を有している。材料の高い強度により、今日この用途にとって最も一
般的な材料、すなわちＳＡＦ２５０７と比較して、壁厚をかなり減じることがで
きる。アンビリカルの重量を節減することは、ますます日常的になってきた大海
の底における採油にとって極めて重要である。
【００２５】
アンビリカルを製造可能にするのに必要な管の継ぎ手溶接は十分に作用する。
疲労特性は、ひずみによって疲労降伏点が低くなる危険はほとんどない。
疲労特性は、ひずみによって疲労降伏点が低くなる危険はほとんどない。
【図１】
図１は、従来のアンビリカル管１を示している。
【図２】
図２は、ＳＡＦ２５０７と本発明の材料のひずみ制御疲労の資料を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ
，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ
，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＧＢ，ＩＤ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，
ＭＸ，ＮＺ，ＳＧ，ＵＳ，ＺＡ
Claims (5)
- 【請求項１】 フェライト−オーステナイト合金の使用であって、 最大０．０５％のＣ、最大０．８％のＳｉ、０．３０〜１．５％のＭｎ、２８
．０〜３０．０％のＣｒ、５．８０〜７．４０％のＮｉ、２．００〜２．５０％
のＭｏ、０．３０〜０．４０％のＮ、最大１．０％のＣｕ、最大２．０％のＷ、
最大０．０１０％のＳ、３０〜７０％のフェライト、および、残部をオーステナ
イトに規定された組成を有し、 化学物質を注入するための溶液搬送管として作動流体を充填した管に対しての
使用、またはアンビリカルの用途における別の使用を特徴とするフェライト−オ
ーステナイト合金の使用。 - 【請求項２】 シームレス管の引張りにおいて、少なくとも７５０ＭＰａの
降伏点と、同時に少なくとも２５％の伸びを示す請求項１記載の合金の使用。 - 【請求項３】 シームレス管の引張りにおいて、少なくとも８５０ＭＰａの
降伏点と、同時に少なくとも２５％の伸びを示す請求項１記載の合金の使用。 - 【請求項４】 鋼管の形状において、互いに突き合わせ溶接され且つシリン
ダにコイル状に巻かれる請求項１〜３のいずれか１項に記載の合金の使用。 - 【請求項５】 材料が熱間押出しされたシームレス管の形状で使用され、冷
間圧延の後該シームレス管は、１０４０〜１０８０℃の温度で３〜１０分の保持
時間のもとで焼きなましされ、次いで水焼き入れされる請求項１〜４のいずれか
１項に記載の合金の使用。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9902346A SE9902346L (sv) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | Användning av en rostfri stållegering såsom umbilicalrör i havsmiljö |
| SE9902346-7 | 1999-06-21 | ||
| PCT/SE2000/001234 WO2000079017A1 (en) | 1999-06-21 | 2000-06-13 | Use of a stainless steel for umbilicals in seawaters |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003502506A true JP2003502506A (ja) | 2003-01-21 |
| JP2003502506A5 JP2003502506A5 (ja) | 2007-08-02 |
| JP4808878B2 JP4808878B2 (ja) | 2011-11-02 |
Family
ID=20416172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001505360A Expired - Fee Related JP4808878B2 (ja) | 1999-06-21 | 2000-06-13 | シームレス管 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1214457B1 (ja) |
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| KR (1) | KR100706078B1 (ja) |
| AT (1) | ATE278048T1 (ja) |
| AU (1) | AU775477B2 (ja) |
| BR (1) | BR0011689A (ja) |
| CA (1) | CA2377398C (ja) |
| DE (1) | DE60014407T2 (ja) |
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| HK (1) | HK1047604A1 (ja) |
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| NZ (1) | NZ516142A (ja) |
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| WO (1) | WO2000079017A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA200110151B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008519165A (ja) * | 2004-11-04 | 2008-06-05 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | ２相ステンレス鋼 |
| JP2021514029A (ja) * | 2018-02-15 | 2021-06-03 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 新しい二相ステンレス鋼 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000073530A1 (en) | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Sandvik Ab; (Publ) | Surface modification of high temperature alloys |
| SE514816C2 (sv) * | 2000-03-02 | 2001-04-30 | Sandvik Ab | Duplext rostfritt stål |
| SE524951C2 (sv) * | 2001-09-02 | 2004-10-26 | Sandvik Ab | Användning av en duplex rostfri stållegering |
| KR100461351B1 (ko) * | 2002-07-30 | 2004-12-14 | 대우조선해양 주식회사 | 체결력과 고착방지성이 우수한 패스너 |
| GB2395539B (en) * | 2002-11-20 | 2005-08-17 | Coflexip | Umbilical |
| SE527175C2 (sv) * | 2003-03-02 | 2006-01-17 | Sandvik Intellectual Property | Duplex rostfri ställegering och dess användning |
| FR2875285B1 (fr) * | 2004-09-13 | 2006-11-03 | Technip France Sa | Canalisations flexibles a conduites multiples preservees de la corrosion |
| NO2456948T3 (ja) * | 2009-07-23 | 2018-03-24 | ||
| CN103443318B (zh) * | 2011-03-24 | 2015-11-25 | 新日铁住金株式会社 | 奥氏体系合金管及其制造方法 |
| JP5924256B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-05-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼継目無管およびその製造方法 |
| DE102013110743B4 (de) * | 2013-09-27 | 2016-02-11 | Böhler Edelstahl GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung eines Duplexstahles |
| GB2525609B (en) | 2014-04-28 | 2017-04-19 | Acergy France SAS | Riser system with gas-lift facility |
| RU2698235C1 (ru) * | 2016-09-02 | 2019-08-23 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Двухфазная нержавеющая сталь и способ её изготовления |
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