JP3470632B2 - 耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管及びその製造方法 - Google Patents
耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管及びその製造方法Info
- Publication number
- JP3470632B2 JP3470632B2 JP05679699A JP5679699A JP3470632B2 JP 3470632 B2 JP3470632 B2 JP 3470632B2 JP 05679699 A JP05679699 A JP 05679699A JP 5679699 A JP5679699 A JP 5679699A JP 3470632 B2 JP3470632 B2 JP 3470632B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- steel pipe
- pipe
- island
- martensite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
ン等に使用される鋼管で、特に地震時の耐座屈特性に優
れたラインパイプ用鋼管及びその製造方法に関する。
管、プレスベンド鋼管などの炭素鋼管あるいは低合金鋼
鋼管は大量にかつ安定して製造できるため、その優れた
経済性や溶接施工性と相俟って、ガスパイプラインや水
道配管などの流体の輸送用配管または土木建築用の柱材
として広く用いられている。しかしながら、これらの用
途に用いられる鋼管には、外径/管厚比が大きいものが
多く、大地震が発生した場合、鋼管の長手方向に引張お
よび圧縮の大きな力が繰返し加わる結果、局部座屈を起
こし、座屈に起因した亀裂が、破断をもたらしている場
合も生じていた。
対策が必要であるにも拘わらず、従来、提案されている
耐震鋼管は特開平3−173719号公報、特開平5−
65535号公報、特開平5−117746号公報、特
開平5−117747号公報、特開平5−156357
号公報、特開平6−49540号公報、特開平6−49
541号公報、特開平6−264143号公報、特開平
6−264144号公報等で開示されているように降伏
応力と引張強さの比である降伏比を下げ、塑性変形によ
るエネルギー吸収を利用した低降伏比鋼管であった。ま
た、ガスなどの流体輸送用ラインパイプでは円周方向に
力が作用する内圧による延性破壊や脆性破壊に対する検
討はされてきたが、軸方向の外力に対しては、敷設時の
曲げ応力以外はほとんど、考慮されていないのが現状で
ある。
に鑑みなされたもので、大地震等で想定される軸方向に
作用する引張り、圧縮応力に対して、局部座屈を起こし
にくい、耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管および
その製造方法を提供する。
め、本発明者らは、鋼管軸方向の圧縮力に対する耐座屈
特性について鋭意検討を行い、鋼材の引張特性、ミクロ
組織との関係について以下の知見を得た。
における応力―歪曲線が連続降伏型(降伏棚のない応力
―歪曲線)で、座屈が生じる数%程度の歪領域において
n値:加工硬化指数が高い場合、大きく向上する。
織は、硬質な島状マルテンサイトとフェライトまたはベ
イナイトの比較的軟質な組織からなる混合組織で、図1
にこのような組織の一例を示す。図1は0.08C−
0.3Si−1.5Mn−0.2Mo−0.05Nb−
0.06V鋼の金属組織を走査型電子顕微鏡(SEM)
により観察した結果で、白く観察される部分が島状マル
テンサイトである。島状マルテンサイトはオーステナイ
トからのフェライト変態またはベイナイト変態の過程
で、炭素が濃縮される部分がマルテンサイトに変態して
できたものであり、きわめて硬度の高い組織となってい
る。
で 1.流体を輸送するラインパイプに用いられる鋼管であ
って、重量%で、C:0.03〜0.15%、Si:
0.01〜1%、Mn:0.5〜2%を含有し、面積分
率で3.4〜15%の島状マルテンサイトを含有し、前
記島状マルテンサイトの平均アスペクト比が2〜15で
あることを特徴とする耐座屈特性に優れたラインパイプ
用鋼管。
0.5%、Ni:0.05〜0.5%、Cr:0.05
〜0.5%、Mo:0.05〜0.5%、Nb:0.0
05〜0.1%、V:0.005〜0.1%、及びT
i:0.005〜0.1%の群から選択された1種また
は2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載
の耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管。
を、1000〜1200℃に加熱し、未再結晶温度域での圧下率
が50%以上の熱間圧延を行う工程と、熱間圧延された
鋼板をAr3〜Ar3−80℃の温度域から、5℃/秒以
上の鋼板平均冷却速度で冷却し、380℃以下の温度域
で冷却を停止し、その後、冷間成形により鋼管となす工
程を備え、金属組織が面積分率で3.4〜15%の島状
マルテンサイトを含有し、前記島状マルテンサイトの平
均アスペクト比が2〜15であることを特徴とする耐座
屈特性に優れたラインパイプ用鋼管の製造方法。但し、
Ar3(℃)=910−310*C(%)−80*Mn
(%)−20*Cu(%)−15*Cr(%)−55*
Ni(%)−80*Mo(%)
属組織、及び製造条件について説明する。
トの生成を促進するために必要な元素である。0.03
%未満では島状マルテンサイトの量が不足し、0.15
%を超えて添加すると溶接性を劣化させるので、0.0
3〜0.15%とする。
剤として添加する。0.01%未満ではその効果が十分
でなく、1%を超えて添加すると溶接部の靭性が劣化す
るので、0.01〜1%とする。
強度が不足し、2%を超えて添加すると母材と溶接部の
靭性、及び溶接性が劣化するので、0.5〜2%とす
る。
5〜0.5%、Cr:0.05〜0.5%、Mo:0.
05〜0.5% Cu,Ni,Cr,Moは選択元素であり、強度を高め
る場合、1種または2種以上添加する。0.05%未満
では効果がなく、0.5%を超えると溶接性が劣化する
ので、0.05〜0.5%とする。
05〜0.1%、Ti:0.005〜0.1% Nb,V,Tiは選択元素であり、靭性および強度を高
める場合、1種または2種以上添加する。0.005%
未満では効果がなく、0.1%を超えると溶接部の靭性
を劣化させるので、0.005〜0.1%とする。
ていればその効果が得られ、不純物元素としてのP,
S、脱酸剤として添加されるAl、及びその他の元素を
含んでいても何ら、損なわれるものではない。
軟質相の影響が強く、n値も低いため、耐座屈特性が劣
化する。15%を超えると、靭性が劣化するため、3.
4〜15%とする。残部の組織は、島状マルテンサイト
より強度が低い組織なら、十分な耐座屈特性が得られ
る。
ーステナイトからのフェライト変態、またはベイナイト
変態の過程で生じるため、フェライト、ベイナイトのい
ずれかまたは両方を含む組織となる。
2〜15 本発明において耐座屈特性を更に良好とし、十分安定的
に得ようとする場合、島状マルテンサイトの平均アスペ
クト比を規定する。平均アスペクト比が2未満の場合、
島状マルテンサイト/軟質相界面近傍での軟質相への歪
が十分でなく、軟質相の塑性変形が遅れるため、降伏棚
のある応力―歪曲線となり、十分な耐座屈特性が得られ
ない場合が生じる。
製造条件でも圧延による塑性歪が軟質相中に残存し、n
値が低下し十分な耐座屈特性が得られない場合が生じる
ため2〜15とする。アスペクト比は島状マルテンサイ
トの長径/短径で示され、平均アスペクト比の場合は、
数十〜数百個の島状マルテンサイトのアスペクト比より
画像処理等を用いて求める。
により、大地震などの際、軸方向に作用する引張・圧縮
応力に対して、外径/管厚比が大きい場合でも局部座屈
を起こしにくく、ガスパイプライン、水道配管、鋼管
柱、橋脚等への使用に適した耐座屈特性に優れた鋼管を
提供することができる。
り、製造することができる。
素が十分固溶せず、圧延中に析出する炭窒化物が少なく
なり、十分な強度が得られない。1200℃を超えると
組織が粗大化し、靭性が劣化すると共に、スケール疵が
生じやすくなるため1000〜1200℃とする。
加速冷却後の島状マルテンサイトのアスペクト比を高め
るために有効である。しかし、未再結晶温度域での圧下
率が50%未満ではその効果が不十分であるため、未再
結晶域での圧下率を50%以上とした。
トの析出量が少なく、島状マルテンサイトの生成量が低
下する。一方、Ar3−80℃より、低くなるとパーラ
イトが生成するようになり、島状マルテンサイトが得ら
れなくなるため、冷却開始温度をAr3〜Ar3−80℃
とする。
量をΔT(℃)、冷却時間をΔt(sec)とし、ΔT
/Δt(℃/sec)で求める。本発明では、必要な金
属組織と十分な強度を得るため、冷却速度を5℃/se
c以上とする。
高いn値とするため、380℃以下とする。
間成形により鋼管とするが、その接合方法は接合部が十
分な変形能を有していれば良く、特に規定しない。鋼管
寸法は製造可能であれば特に規定しないが、管径管厚比
が60を超えるような薄肉大径鋼管の場合、弾性変形領
域で座屈を生じ、目的とする効果が得られない。
K,L:比較鋼)を、表2に示す条件で鋼板とした後、
UOEプロセスにより外径(711.0mm)*管厚
(16.0mm)の鋼管を製造した。
心部における10枚の組織写真を画像解析し、求めた。
n値は鋼管の長手方向から全厚の試験片を採取し、引張
試験による公称応力―公称歪曲線から、歪範囲1〜4%
での値を求めた。
(1+ε)、真応力s=σ(1+ε)を求め、歪が1〜
4%の範囲で真応力―真歪曲線をs=Aen(A,n:
定数)により近似したときの定数nをn値とする。
端に鋼板を溶接した後、大型プレス試験装置により圧縮
試験を行い、座屈発生により荷重低下が開始する歪(圧
下量/全長)を座屈歪として評価した。
均アスペクト比、n値、引張強度及び座屈歪の測定結果
を合わせて示す。No.1,3,4,6〜10,12の
実施例の金属組織は、島状マルテンサイトの面積率、お
よび平均アスペクト比が本発明の規定を満足するもので
あり、いずれも座屈歪が1.0%以上で、優れた耐座屈
特性を示している。No.14〜22の比較例は島状マ
ルテンサイトに関する本発明の規定を満足しておらず、
いずれも耐座屈特性が劣っている。
る大きな圧縮荷重に対する耐座屈特性に優れたラインパ
イプ用鋼管を製造することができ、この鋼管はガスパイ
プライン等のラインパイプへの利用に適している。
の生成状況を示した走査型電子顕微鏡(SEM)写真。
Claims (3)
- 【請求項1】 流体を輸送するラインパイプに用いられ
る鋼管であって、重量%で、C:0.03〜0.15
%、Si:0.01〜1%、Mn:0.5〜2%を含有
し、面積分率で3.4〜15%の島状マルテンサイトを
含有し、前記島状マルテンサイトの平均アスペクト比が
2〜15であることを特徴とする耐座屈特性に優れたラ
インパイプ用鋼管。 - 【請求項2】 重量%で、さらにCu:0.05〜0.
5%、Ni:0.05〜0.5%、Cr:0.05〜
0.5%、Mo:0.05〜0.5%、Nb:0.00
5〜0.1%、V:0.005〜0.1%、及びTi:
0.005〜0.1%の群から選択された1種または2
種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の耐
座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の組成を有する
鋼を、1000〜1200℃に加熱し、未再結晶温度域での圧下
率が50%以上の熱間圧延を行う工程と、熱間圧延され
た鋼板をAr 3 〜Ar 3 −80℃の温度域から、5℃/秒
以上の鋼板平均冷却速度で冷却し、380℃以下の温度
域で冷却を停止し、その後、冷間成形により鋼管となす
工程を備え、金属組織が面積分率で3.4〜15%の島
状マルテンサイトを含有し、前記島状マルテンサイトの
平均アスペクト比が2〜15であることを特徴とする耐
座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管の製造方法。但
し、Ar 3 (℃)=910−310*C(%)−80*
Mn(%)−20*Cu(%)−15*Cr(%)−5
5*Ni(%)−80*Mo(%)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05679699A JP3470632B2 (ja) | 1998-03-30 | 1999-03-04 | 耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10-99944 | 1998-03-30 | ||
JP9994498 | 1998-03-30 | ||
JP05679699A JP3470632B2 (ja) | 1998-03-30 | 1999-03-04 | 耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11343542A JPH11343542A (ja) | 1999-12-14 |
JP3470632B2 true JP3470632B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=26397791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05679699A Expired - Lifetime JP3470632B2 (ja) | 1998-03-30 | 1999-03-04 | 耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3470632B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5068645B2 (ja) * | 2005-04-04 | 2012-11-07 | 新日本製鐵株式会社 | 延性破壊特性に優れた高強度鋼板及び高強度溶接鋼管並びにそれらの製造方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3785376B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2006-06-14 | 新日本製鐵株式会社 | 溶接熱影響部靭性及び変形能に優れた鋼管及び鋼管用鋼板の製造法 |
JP4195455B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2008-12-10 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
WO2009014238A1 (ja) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Nippon Steel Corporation | 変形特性に優れた鋼管及びその製造方法 |
JP2009235460A (ja) | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐震性能及び溶接熱影響部の低温靭性に優れた高強度uoe鋼管 |
US11214847B2 (en) | 2016-01-27 | 2022-01-04 | Jfe Steel Corporation | High-strength hot-rolled steel sheet for electric resistance welded steel pipe and manufacturing method therefor |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP05679699A patent/JP3470632B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5068645B2 (ja) * | 2005-04-04 | 2012-11-07 | 新日本製鐵株式会社 | 延性破壊特性に優れた高強度鋼板及び高強度溶接鋼管並びにそれらの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11343542A (ja) | 1999-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2493286C2 (ru) | Высокопрочная стальная труба для применения при низких температурах с превосходной прочностью при продольном изгибе и ударной прочностью зоны термического влияния при сварке | |
EP2392682B1 (en) | Thick high-tensile-strength hot-rolled steel sheet with excellent low-temperature toughness and process for production of same | |
JP5857400B2 (ja) | 高圧縮強度ラインパイプ用溶接鋼管及びその製造方法 | |
JP5141073B2 (ja) | X70グレード以下の低降伏比高強度高靱性鋼管およびその製造方法 | |
JP5146051B2 (ja) | 靭性および変形能に優れた板厚:25mm以上の高強度鋼管用鋼材およびその製造方法 | |
JP5751013B2 (ja) | 耐圧潰性および耐サワー性に優れた高強度ラインパイプの製造方法 | |
JP2000513050A (ja) | 高張力鋼及びその製造方法 | |
JP2004052104A (ja) | 低温靱性および溶接熱影響部靱性に優れた高強度鋼とその製造方法および高強度鋼管の製造方法 | |
JP5796351B2 (ja) | 耐圧潰性に優れた高強度耐サワーラインパイプおよびその製造方法 | |
WO2004111286A1 (ja) | 低降伏比高強度高靭性の厚鋼板と溶接鋼管及びそれらの製造方法 | |
WO2015151468A1 (ja) | 耐歪時効特性及び耐hic特性に優れた高変形能ラインパイプ用鋼材およびその製造方法ならびに溶接鋼管 | |
JP5803270B2 (ja) | 耐圧潰性に優れた高強度耐サワーラインパイプ及びその製造方法 | |
JP2001279392A (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼および製造方法 | |
JP2009256780A (ja) | 耐震性に優れた建築構造用780MPa級低降伏比円形鋼管およびその製造方法 | |
JP4276480B2 (ja) | 変形性能に優れたパイプライン用高強度鋼管の製造方法 | |
JP3470632B2 (ja) | 耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管及びその製造方法 | |
EP4206338A1 (en) | Electric resistance welded steel pipe | |
JP2002226945A (ja) | 鋼管及びその製造方法 | |
JP2002206140A (ja) | 鋼管及びその製造方法 | |
JP3579557B2 (ja) | トンネル支保工用h形鋼およびその製造方法 | |
JP2000045042A (ja) | 引張り強度が490N平方mm以上の曲げ加工性の良いトンネル支保工用H形鋼およびその製造方法 | |
JP2003293075A (ja) | 造管後の表面硬度ならびに降伏比が低い高強度鋼管素材およびその製造方法 | |
JP3695233B2 (ja) | ハイドロフォーム加工用電縫鋼管 | |
JP2004131810A (ja) | 耐座屈性能の優れた鋼管の製造方法 | |
JP3336842B2 (ja) | 耐震鋼管の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080912 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080912 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090912 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090912 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100912 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100912 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110912 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110912 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120912 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120912 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130912 Year of fee payment: 10 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |