JPH11108257A - 天然ガス田用配管材および溶接方法 - Google Patents
天然ガス田用配管材および溶接方法Info
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- JPH11108257A JPH11108257A JP27026997A JP27026997A JPH11108257A JP H11108257 A JPH11108257 A JP H11108257A JP 27026997 A JP27026997 A JP 27026997A JP 27026997 A JP27026997 A JP 27026997A JP H11108257 A JPH11108257 A JP H11108257A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】天然ガス生産井用配管材として使用されている
マルテンサイト系１３Ｃｒステンレス鋼管材は溶接部の
硬度上昇が大きく、溶接施工後、熱処理の実施（作業性
・コスト面で多大の負担を要する）を欠かせない。この
熱処理を必要としない配管材および溶接法を提供する。 【解決手段】この配管材は、外層と内層からなる鋳造管
であって、内層がフェライト系１３Ｃｒステンレス鋼か
らなり、外層が高強度炭素鋼からなる二層構造を有す
る。内層のフェライト系１３Ｃｒステンレス鋼により耐
食性が確保され、外層により機械強度が確保される。二
相ステンレス鋼を溶接棒とすることにより溶接部の耐食
性・機械強度も確保される。溶接部の硬度上昇は少な
く、延靱性が確保されるので、溶接後の熱処理を必要と
しない。
マルテンサイト系１３Ｃｒステンレス鋼管材は溶接部の
硬度上昇が大きく、溶接施工後、熱処理の実施（作業性
・コスト面で多大の負担を要する）を欠かせない。この
熱処理を必要としない配管材および溶接法を提供する。 【解決手段】この配管材は、外層と内層からなる鋳造管
であって、内層がフェライト系１３Ｃｒステンレス鋼か
らなり、外層が高強度炭素鋼からなる二層構造を有す
る。内層のフェライト系１３Ｃｒステンレス鋼により耐
食性が確保され、外層により機械強度が確保される。二
相ステンレス鋼を溶接棒とすることにより溶接部の耐食
性・機械強度も確保される。溶接部の硬度上昇は少な
く、延靱性が確保されるので、溶接後の熱処理を必要と
しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス田の配管
材として使用される二層鋳造管およびその溶接方法に関
する。
材として使用される二層鋳造管およびその溶接方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】天然ガス生産田の配管材は、炭酸ガス,
硫化水素, 塩素イオンなどを含む腐食環境に対する耐食
性を備えたものであることを要する。マルテンサイト系
１３Ｃｒステンレス鋼、例えばJIS G 4303 SUS 410相当
材（（Ｃ: 0.15％以下, Ｓｉ: 1.0 ％以下, Ｍｎ: 1.0
％以下, Ｃｒ: 11.5〜13.5％）等は、耐ＣＯ2 腐食抵抗
性と高強度を備えた合金鋼であり、従来より天然ガス生
産田における配管材として使用されている。
硫化水素, 塩素イオンなどを含む腐食環境に対する耐食
性を備えたものであることを要する。マルテンサイト系
１３Ｃｒステンレス鋼、例えばJIS G 4303 SUS 410相当
材（（Ｃ: 0.15％以下, Ｓｉ: 1.0 ％以下, Ｍｎ: 1.0
％以下, Ｃｒ: 11.5〜13.5％）等は、耐ＣＯ2 腐食抵抗
性と高強度を備えた合金鋼であり、従来より天然ガス生
産田における配管材として使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】マルテンサイト系１３
Ｃｒステンレス鋼は、耐食性，機械強度に優れている
が、その溶接施工において溶接部の硬度上昇が著しく、
このため硫化物応力腐食割れの防止、延靱性等の回復た
めに、温度約６５０〜７５０℃前後の応力除去熱処理を
行うことを必要とする。しかし、天然ガス田等の溶接施
工現場におけるそのような熱処理を実施しようとすれ
ば、作業性およびコスト面で著しい負担を余儀なくされ
る。本発明は、天然ガス生産田用配管材の上記問題を解
決するための改良された配管材および溶接方法を提供す
るものである。
Ｃｒステンレス鋼は、耐食性，機械強度に優れている
が、その溶接施工において溶接部の硬度上昇が著しく、
このため硫化物応力腐食割れの防止、延靱性等の回復た
めに、温度約６５０〜７５０℃前後の応力除去熱処理を
行うことを必要とする。しかし、天然ガス田等の溶接施
工現場におけるそのような熱処理を実施しようとすれ
ば、作業性およびコスト面で著しい負担を余儀なくされ
る。本発明は、天然ガス生産田用配管材の上記問題を解
決するための改良された配管材および溶接方法を提供す
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の天然ガス生産田
用配管材は、外層と内層からなる鋳造管であって、内層
がフェライト系１３Ｃｒステンレス鋼からなり、外層が
高強度炭素鋼からなる二層管であることを特徴としてい
る。本発明の配管材の溶接は、二相ステンレス鋼を溶接
棒として行われる。
用配管材は、外層と内層からなる鋳造管であって、内層
がフェライト系１３Ｃｒステンレス鋼からなり、外層が
高強度炭素鋼からなる二層管であることを特徴としてい
る。本発明の配管材の溶接は、二相ステンレス鋼を溶接
棒として行われる。
【０００５】本発明の配管材は、その内層がフェライト
系１３Ｃｒステンレス鋼で形成されていることにより、
天然ガス生産井の腐食環境に供される配管材として必要
な耐食性が確保され、またこの内層材は従来のマルテン
サイト系１３Ｃｒステンレス鋼と異なって、溶接部の著
しい硬度上昇が回避される。
系１３Ｃｒステンレス鋼で形成されていることにより、
天然ガス生産井の腐食環境に供される配管材として必要
な耐食性が確保され、またこの内層材は従来のマルテン
サイト系１３Ｃｒステンレス鋼と異なって、溶接部の著
しい硬度上昇が回避される。
【０００６】上記内層に高強度炭素鋼からなる外層を積
層形成するのは、内層材（フェライト系１３Ｃｒステン
レス鋼）だけの単層管では、機械強度が不足するからで
あり、外層の積層効果として所要の機械強度を補償して
いるのである。本発明の配管材は、二層構造により天然
ガス田用配管材に必要な耐食性と機械強度を兼備せしめ
ると共に、溶接施工後の熱処理を不要とし、溶接施工で
溶接棒に二相ステンレス鋼を適用することにより、溶接
部の耐食性および機械強度を確保している。
層形成するのは、内層材（フェライト系１３Ｃｒステン
レス鋼）だけの単層管では、機械強度が不足するからで
あり、外層の積層効果として所要の機械強度を補償して
いるのである。本発明の配管材は、二層構造により天然
ガス田用配管材に必要な耐食性と機械強度を兼備せしめ
ると共に、溶接施工後の熱処理を不要とし、溶接施工で
溶接棒に二相ステンレス鋼を適用することにより、溶接
部の耐食性および機械強度を確保している。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明配管材の内層を構成するフ
ェライト系１３Ｃｒステンレス鋼は、その具体的材種の
例として、ＪＩＳ Ｇ４３０３ ＳＵＳ４０５（Ｃ:
０．０８％以下，Ｓｉ: １．０％以下，Ｍｎ: １．０％
以下，Ｃｒ: １１．５〜１４．５％），ＳＵＳ ４１０
Ｌ（Ｃ: ０．０３％以下，，Ｓｉ: １．０％以下，Ｍ
ｎ: １．０％以下，Ｃｒ: １１．０〜１３．５％）等が
挙げられる。フェライト系１３Ｃｒステンレス鋼は、低
Ｃ- Ｃｒ組成であることによる高耐食性を有し、またそ
の溶接熱影響部の硬度上昇も比較的少ない。
ェライト系１３Ｃｒステンレス鋼は、その具体的材種の
例として、ＪＩＳ Ｇ４３０３ ＳＵＳ４０５（Ｃ:
０．０８％以下，Ｓｉ: １．０％以下，Ｍｎ: １．０％
以下，Ｃｒ: １１．５〜１４．５％），ＳＵＳ ４１０
Ｌ（Ｃ: ０．０３％以下，，Ｓｉ: １．０％以下，Ｍ
ｎ: １．０％以下，Ｃｒ: １１．０〜１３．５％）等が
挙げられる。フェライト系１３Ｃｒステンレス鋼は、低
Ｃ- Ｃｒ組成であることによる高耐食性を有し、またそ
の溶接熱影響部の硬度上昇も比較的少ない。
【０００８】外層を構成する高強度炭素鋼は、例えば,
Ｃ: ０．１５％以下，Ｓｉ: ０．５％以下，Ｍｎ: １．
５％以下，Ｎｉ: ０．６％以下，Ｃｒ: ０．３５％以
下，Ｍｏ: ０．３％以下，Ｖ: ０．１％以下，残部鉄か
らなる化学組成を有する炭素鋼である。その好適な例と
して、API 5L X65, X70 等が挙げられる。
Ｃ: ０．１５％以下，Ｓｉ: ０．５％以下，Ｍｎ: １．
５％以下，Ｎｉ: ０．６％以下，Ｃｒ: ０．３５％以
下，Ｍｏ: ０．３％以下，Ｖ: ０．１％以下，残部鉄か
らなる化学組成を有する炭素鋼である。その好適な例と
して、API 5L X65, X70 等が挙げられる。
【０００９】本発明の配管材の製造は、遠心力鋳造に二
段鋳造を適用して製造される。その第１段の鋳造とし
て、高強度炭素鋼の溶湯を鋳込んで外層を形成し、つい
でその内面に第２段鋳造としてフェライト系１３Ｃｒス
テンレス鋼の溶湯を注入し内層を形成する。これにより
外層と内層とが同心円状に積層し、層界面において冶金
的に接合した二層構造の鋳造管が得られる。管の肉厚お
よび外層と内層の層厚比等は、各段の溶湯鋳造量の調整
により任意に調節することができる。
段鋳造を適用して製造される。その第１段の鋳造とし
て、高強度炭素鋼の溶湯を鋳込んで外層を形成し、つい
でその内面に第２段鋳造としてフェライト系１３Ｃｒス
テンレス鋼の溶湯を注入し内層を形成する。これにより
外層と内層とが同心円状に積層し、層界面において冶金
的に接合した二層構造の鋳造管が得られる。管の肉厚お
よび外層と内層の層厚比等は、各段の溶湯鋳造量の調整
により任意に調節することができる。
【００１０】遠心力鋳造により製造される二層管は、そ
の内・外層の材料特性を十分に発現させるために、焼入
れ・焼戻しの熱処理が施される。焼入れ・焼戻し処理に
より、外層（高強度炭素鋼）の成分組成に基づく機械性
質が発現され、またその焼戻し処理は、内層（１３Ｃｒ
ステンレス鋼）に焼きなまし効果を付与する。
の内・外層の材料特性を十分に発現させるために、焼入
れ・焼戻しの熱処理が施される。焼入れ・焼戻し処理に
より、外層（高強度炭素鋼）の成分組成に基づく機械性
質が発現され、またその焼戻し処理は、内層（１３Ｃｒ
ステンレス鋼）に焼きなまし効果を付与する。
【００１１】本発明の配管材の溶接は、溶接棒の材種と
して二相ステンレス鋼組成を有するもの、例えば、SUS
329J2L相当材等が適用される。二相ステンレス鋼溶接棒
を使用することにより、溶接部に所要の耐食性および強
度を付与することができ、また溶接部の延靱性を確保す
ることができる。溶接施工は、ＴＩＧ溶接，ＭＩＧ溶
接，被覆アーク溶接等の各種溶接法が適宜採用される。
従来のマルテンサイト系１３Ｃｒステンレス鋼の配管材
と異なって、溶接後の熱処理の実施は不要である。
して二相ステンレス鋼組成を有するもの、例えば、SUS
329J2L相当材等が適用される。二相ステンレス鋼溶接棒
を使用することにより、溶接部に所要の耐食性および強
度を付与することができ、また溶接部の延靱性を確保す
ることができる。溶接施工は、ＴＩＧ溶接，ＭＩＧ溶
接，被覆アーク溶接等の各種溶接法が適宜採用される。
従来のマルテンサイト系１３Ｃｒステンレス鋼の配管材
と異なって、溶接後の熱処理の実施は不要である。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の二層管の溶接継手部の硬度分
布，図３は従来のステンレス鋼単層管の溶接継手部の硬
度分布を示している（いずれも、ＧＴＡＷによる突き合
わせ溶接）。各供試管材，溶接条件および硬度測定要領
は次のとおりである。
布，図３は従来のステンレス鋼単層管の溶接継手部の硬
度分布を示している（いずれも、ＧＴＡＷによる突き合
わせ溶接）。各供試管材，溶接条件および硬度測定要領
は次のとおりである。
【００１３】（１）二層管の溶接（発明例） 〔供試管〕 外層材種: API X-65炭素鋼相当（C:0.09,Si:0.27,Mn:1.
15,P:0.013,S:0.007,Cr:0.12,Ni:0.31,Mo:0.19,V:0.09,
Bal Fe)。 内層材種: JIS G4303 SUS410L 相当ステンレス鋼（C:0.
02.Si:0.5,Mn:0.6,P:0.011,S:0.009,Cr:11.5, Bal Fe)
。 管肉厚: 外層 18 mm, 内層 3mm。 〔溶接棒〕二相ステンレス鋼 SUS329J2L相当材（C:0.01
8,Si:0.47,Mn:0.75,P:0.008,S:0.005,Cr:25.12,Ni:9.1
0,Mo:3.28,Cu:0.5,W:0.27,N:0.16, Bal Fe) 〔熱処理〕 焼入れ: 950 ℃×2 Hr/ inch→水冷 焼入れ・焼戻し（焼なまし）: 700 ℃× 3Hr/inch →空
冷
15,P:0.013,S:0.007,Cr:0.12,Ni:0.31,Mo:0.19,V:0.09,
Bal Fe)。 内層材種: JIS G4303 SUS410L 相当ステンレス鋼（C:0.
02.Si:0.5,Mn:0.6,P:0.011,S:0.009,Cr:11.5, Bal Fe)
。 管肉厚: 外層 18 mm, 内層 3mm。 〔溶接棒〕二相ステンレス鋼 SUS329J2L相当材（C:0.01
8,Si:0.47,Mn:0.75,P:0.008,S:0.005,Cr:25.12,Ni:9.1
0,Mo:3.28,Cu:0.5,W:0.27,N:0.16, Bal Fe) 〔熱処理〕 焼入れ: 950 ℃×2 Hr/ inch→水冷 焼入れ・焼戻し（焼なまし）: 700 ℃× 3Hr/inch →空
冷
【００１４】（２）単層管の溶接（従来例） 〔供試管〕 材種: JIS G 5121 SCS1 相当ステンレス鋼（C 0.06, Si
0.38, Mn 0.49, P 0.009. S 0.004, Cr 12.51, Ni 0.9
1, Mo 0.31, Bal Fe) 管肉厚: 20mm 〔溶接棒〕上記と同じ（二相ステンレス鋼 SUS329J2L相
当材） 〔熱処理〕 焼入れ: 950 ℃×2 Hr/ inch→空冷 焼入れ・焼戻し: 750 ℃× 3Hr/inch →空冷
0.38, Mn 0.49, P 0.009. S 0.004, Cr 12.51, Ni 0.9
1, Mo 0.31, Bal Fe) 管肉厚: 20mm 〔溶接棒〕上記と同じ（二相ステンレス鋼 SUS329J2L相
当材） 〔熱処理〕 焼入れ: 950 ℃×2 Hr/ inch→空冷 焼入れ・焼戻し: 750 ℃× 3Hr/inch →空冷
【００１５】（３）溶接継手部の硬度測定 図２（二層管）および図４（単層管）参照（図中，１
０: 管材，１１: 外層，１２: 内層，２０: 溶着金
属）。外面側（外面から深さ１mmの位置）および内面側
（内面から１mmの深さ位置）における管軸方向の硬度分
布を、溶着金属（２０）の中心位置から母材管材１０に
亘つて測定。二層管の外側面硬度は外層（高強度炭素
鋼），内側面硬度は内層（フェライト系13Ｃｒステンレ
ス鋼) の硬度である。
０: 管材，１１: 外層，１２: 内層，２０: 溶着金
属）。外面側（外面から深さ１mmの位置）および内面側
（内面から１mmの深さ位置）における管軸方向の硬度分
布を、溶着金属（２０）の中心位置から母材管材１０に
亘つて測定。二層管の外側面硬度は外層（高強度炭素
鋼），内側面硬度は内層（フェライト系13Ｃｒステンレ
ス鋼) の硬度である。
【００１６】図１及び図３に示したとおり、従来の単層
管では、溶着金属（２０）の側部（溶接熱影響部）に硬
度の異常上昇を生じている。これに対し、発明例の二層
管はそのような硬度上昇はなく、従って従来の単層管に
おけるような溶接部の熱処理の実施は不要である。
管では、溶着金属（２０）の側部（溶接熱影響部）に硬
度の異常上昇を生じている。これに対し、発明例の二層
管はそのような硬度上昇はなく、従って従来の単層管に
おけるような溶接部の熱処理の実施は不要である。
【００１７】
【発明の効果】本発明の配管材は、フェライト系１３Ｃ
ｒステンレス鋼からなる内層と高強度炭素鋼からなる外
層との二層積層効果として、天然ガス生産田用配管材に
必要な耐食性を有すると共に、良好な溶接性を備えてい
る。このため、従来のマルテンサイト系１３Ｃｒステン
レス鋼の配管材と異なって、溶接施工後の熱処理を必要
としない。また、溶接棒として二相ステンレス鋼を使用
することにより、溶接部の耐食性および機械強度も十分
に確保される。石油・天然ガス田現地における溶接施工
において、溶接後の熱処理を必要としない本発明の配管
材は、配管施工の作業性およびコストの低減に顕著な効
果をもたらすものである。
ｒステンレス鋼からなる内層と高強度炭素鋼からなる外
層との二層積層効果として、天然ガス生産田用配管材に
必要な耐食性を有すると共に、良好な溶接性を備えてい
る。このため、従来のマルテンサイト系１３Ｃｒステン
レス鋼の配管材と異なって、溶接施工後の熱処理を必要
としない。また、溶接棒として二相ステンレス鋼を使用
することにより、溶接部の耐食性および機械強度も十分
に確保される。石油・天然ガス田現地における溶接施工
において、溶接後の熱処理を必要としない本発明の配管
材は、配管施工の作業性およびコストの低減に顕著な効
果をもたらすものである。
【図１】本発明の二層管の突き合わせ溶接部の硬度分布
（管軸方向）を示すグラフである。
（管軸方向）を示すグラフである。
【図２】二層管の硬度測定説明図である。
【図３】マルテンサイト系１３クロムステンレス鋼単層
管の突き合わせ溶接部の硬度分布（管軸方向）を示すグ
ラフである。
管の突き合わせ溶接部の硬度分布（管軸方向）を示すグ
ラフである。
【図４】単層管の硬度測定説明図である。
１０: 管体 １１: 外層 １２: 内層 ２０: 溶着金属
Claims (2)
- 【請求項１】 外層と内層からなる鋳造管であって、内
層がフェライト系１３Ｃｒステンレス鋼からなり、外層
が高強度炭素鋼からなる二層管であることを特徴とする
天然ガス田用配管材。 - 【請求項２】 請求項１に記載の配管材の溶接に、二相
ステンレス鋼溶接棒を使用することを特徴とする天然ガ
ス田用配管材の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27026997A JPH11108257A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 天然ガス田用配管材および溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27026997A JPH11108257A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 天然ガス田用配管材および溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108257A true JPH11108257A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17483904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27026997A Pending JPH11108257A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 天然ガス田用配管材および溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11108257A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010512498A (ja) * | 2006-12-11 | 2010-04-22 | スタトイル・アー・エス・アー | 内側に耐食性被覆材を有するパイプラインの敷設方法 |
| CN103918165A (zh) * | 2011-11-11 | 2014-07-09 | 三菱电机株式会社 | 车用旋转电机 |
| CN110117751A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-13 | 山东远大锅炉配件制造有限公司 | 一种耐磨耐腐蚀双金属复合管材料及其制备方法 |
-
1997
- 1997-10-03 JP JP27026997A patent/JPH11108257A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010512498A (ja) * | 2006-12-11 | 2010-04-22 | スタトイル・アー・エス・アー | 内側に耐食性被覆材を有するパイプラインの敷設方法 |
| CN103918165A (zh) * | 2011-11-11 | 2014-07-09 | 三菱电机株式会社 | 车用旋转电机 |
| CN103918165B (zh) * | 2011-11-11 | 2017-11-03 | 三菱电机株式会社 | 车用旋转电机 |
| CN110117751A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-13 | 山东远大锅炉配件制造有限公司 | 一种耐磨耐腐蚀双金属复合管材料及其制备方法 |
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