焊接区质量优异的电焊钢管及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适合于油井管以及管线用管(管线管：line pipe)的焊接区质量(焊接 质量)优异的电焊钢管及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 石油和天然气等的生产在北海、阿拉斯加等极寒地区进行的情况较多。因此，作为 油井管以及所生产的石油和天然气等的输送所使用的管线用管需要低温韧性。
[0003] 以往，作为油井管、管线用管，使用无缝钢管、电焊钢管。近年来，从削减挖掘成本 的观点出发，对电焊钢管的需求提高。随之，关于低温韧性优异的电焊钢管曾开发了各种各 样的技术。具体地说，可列举出通过限制热乳工序的精加工温度及卷取温度来提高原材料 的韧性，通过添加 Nb及V来进行晶粒的微细化、造管后进行管体热处理等。
[0004] 近年来，伴随着电焊钢管的使用环境的严酷化，对耐SSC性和低温韧性的要求变 高。已知为了满足这些要求添加 Ca的方法是有效的。
[0005] 专利文献1中公开了以下技术:使钢液中的S浓度为7ppm以下后，将该钢液进行Ca 处理，将Ca浓度与氧浓度的比控制为1.19<([0&]/[0])<2.11，并且将0 &的添加速度控制 为0.023<V[kg/(t · min)]<0.7。
[0006] 通过近年的研究判明，添加了Ca的电焊钢管存在电焊焊接区的韧性比母材部显著 降低的情况。已明确了该电焊焊接区的韧性降低的原因是因为存在于电焊冲合部及其附近 的夹杂物由于焊接区顶锻(upset)而从两侧被加压从而变形为板状的缘故。另外，该变形为 板状的夹杂物，经成分分析的结果判明是具有mCaO · ηΑ1203(其中，m、n为整数。以下相同）的 分子构成比的复合夹杂物。
[0007] 在专利文献2中，作为解决这样的电焊焊接区的韧性降低的问题的技术，公开了以 下技术:将存在于电焊钢管的电焊焊接区的夹杂物之中的、当量圆直径为20μπι以上的夹杂 物中所含有的31、]?11^1、〇3、(>的合计量，控制成以相对于包含钢基的电焊焊接区总量的质 量％计为20ppm以下。
[0008] 在专利文献3中公开了以下技术:将存在于电焊钢管的电焊焊接区的夹杂物之中、 当量圆直径为2μπι以上的夹杂物中所含有的3^1^1、0 &、〇的合计量，控制成以相对于包 含钢基的电焊焊接区总量的质量％计为99ppm以下。
[0009] 在先技术文献 [0010]专利文献
[0011] 专利文献1:特开平9-209025号公报
[0012] 专利文献2:特开2012-246548号公报
[0013] 专利文献3:特开2012-246550号公报
【发明内容】
[0014]即使使用这些在先技术，仍然存在变形为板状的mCaO · ηΑ12〇3残留于电焊焊接区 附近并使电焊焊接区的韧性降低的问题。图1表示电焊钢管的电焊焊接的概略。电焊焊接通 过以下过程来进行，即，将钢板弯曲，使端部对接，用高频电流仅使钢板的端部熔融，施以顶 锻(载荷)并使钢液排出。
[0015] 在电焊焊接中，由于焊接区周边被加热到钢的熔点附近，因此夹杂物呈现与钢板 乳制时等不同的行为，成为容易变形的状态。即，残留于电焊焊接区附近的mCaO · ηΑ12〇3,因 焊接区周边被加热导致硬度变低，在顶锻时向板厚方向延伸。该粗大的夹杂物成为焊接区 的韧性降低的原因。
[0016] 本发明的目的是提供以下技术，所述技术解决上述的问题，在用于具有耐SSC性和 低温韧性的油井管以及管线用管的电焊钢管中避免电焊焊接区的韧性降低。
[0017] 本发明人对于在电焊钢管中避免电焊焊接区的韧性的方法进行了深入研究。其结 果发现:通过使钢板中的夹杂物即使在高温下也为硬质且微细，能够抑制在顶锻时夹杂物 被乳制而成为韧性降低的原因。
[0018] 具体地说得到以下见解:在冶炼工序中在添加 Ca之前，添加适当量的Ce和La中的 至少一方，其后添加 Ca，由此能够使夹杂物成为硬质的XCaA10S(X为Ce或La。以下相同)微细 地分散的状态，该夹杂物在顶锻时也不会被延伸，因此，其结果，可避免电焊焊接区的韧性 的降低。图2表示其概略。
[0019] 本发明是基于上述的见解完成的，其要旨如下。
[0020] (1) 一种焊接区质量优异的电焊钢管，其特征在于，
[0021 ]构成电焊钢管的母材的钢板的成分组成，以质量％计含有C: 0.0 3~0.15 %、S i : 0.1~0.3%、Mn:0.5~2.0%、Al:0.01~0.06%、Ti:0.011~0.023%、Ca:0.001~0.005%、 Ce和La中的1种或2种的合计:0.001 ~0.005%、Ρ:0·03% 以下、S:0.0015% 以下、0:0.002% 以下、和N:0.005%以下，还含有Nb:0.1 %以下、V:0.1 %以下、Mo:0.2%以下、和B:0.002% 以下中的1种或2种以上，余量为铁以及不可避免的杂质，0&、0、5、&、1^以及六1的含量满足 下式，
[0022]
[0023] 电焊钢管的焊接区的氧化物系夹杂物含有Ce、La中的1种或2种，上述氧化物系夹 杂物的长径/短径为2.5以下。
[0024] (2)根据上述（1)所述的焊接区质量优异的电焊钢管，其特征在于，上述钢板的成 分组成，以质量％计还含有Cu:(hl~2%、Ni:0.05~l%、Cr:0.01~1%、和Zr :0.001~ 0.01 %中的1种或2种以上。
[0025] (3)根据上述(1)或(2)所述的焊接区质量优异的电焊钢管，其特征在于，上述母材 的抗拉强度为860MPa以上，上述母材在0°C时的韧性为100J以上，上述电焊钢管的焊接区在 0°C时的韧性为40J以上。
[0026] (4)根据上述(1)或(2)所述的焊接区质量优异的电焊钢管，其特征在于，上述母材 的抗拉强度为500MPa以上620MPa以下，上述母材在-40°C时的韧性为100J以上，上述电焊钢 管的焊接区在_40°C时的焊接区韧性为100J以上。
[0027] (5) -种焊接区质量优异的电焊钢管的制造方法，其特征在于，在制钢的精炼工序 中，调整钢液的成分组成，使得其以质量％计含有C: 0.03~0.15 %、Si : 0.1~0.3 %、Mn: 0.5 ~2.0%、八1:0.01~0.06%、11:0.011~0.023%、？：0.03%以下、5 :0.0015%以下、0: 0.002%以下、和N:0.005%以下，还含有Nb:0.1 %以下、V:0.1 %以下、Mo:0.2%以下、和B: 0.002%以下中的1种或2种以上，余量为铁以及不可避免的杂质，其后，向钢液中添加 Ce和 La中的1种或2种，进行调制使得Ce和La的合计的含量成为0.001~0.005 %，其后，向钢液中 添加 Ca，进行调整使得Ca的含量成为0.0010~0.0050%，且0&、0、3丄〇、1^和41的含量满足 下式，
[0028]
[0029]由上述钢液制造钢片（钢坯），将上述钢片进行热乳来制成热乳钢板，卷取上述热 乳钢板，由所卷取的热乳钢板制造电焊钢管。
[0030] (6)根据上述(5)所述的焊接区质量优异的电焊钢管的制造方法，其特征在于，在 上述制钢的精炼工序中，进行调制使得向钢液中添加 Ce和La中的1种或2种之前的钢液的成 分组成以质量％计还含有Cu:0.1~2%、Ni:0.05~1%、Cr:0.01~1%、和Zr:0.001~ 0.01 %中的1种或2种以上。
[0031] 根据本发明，能够得到避免电焊焊接区的韧性降低的、具有耐SSC性和低温韧性的 适合于油井管以及管线用管的电焊钢管。
【附图说明】
[0032]图1是表示以往的电焊钢管的电焊焊接的概略的图。
[0033]图2是表示本发明的电焊钢管的电焊焊接的概略的图。
[0034] 图3是表示XCAS0与夹杂物的长径/短径的关系的图。
[0035] 图4是表示特别适合于油井管的电焊钢管的、夹杂物的长径/短径和在0°C的条件 下的焊接区的夏比冲击值的图。
[0036]图5是表示特别适合于管线用管的电焊钢管的、夹杂物的长径/短径和在0°C的条 件下的焊接区的夏比冲击值的图。
【具体实施方式】
[0037]以下，对于本发明进行详细说明。首先，对构成本发明的电焊钢管的母材的钢板的 成分组成进行说明