管线管用钢板和管线管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及管线管用钢板和管线管。
【背景技术】
[0002] 目前，原油和天然气的生产地正扩展至极地，输送原油或天然气的管线管的铺设 环境越来越严酷。例如，根据管线管的情况，输送含有硫化氢的原油或天然气的情况有所增 加。因此，对管线管和作为管线管的素材的管线管用钢板来说，有时要求具有耐酸性。此外， 耐酸性是指在含有硫化氢的腐蚀环境中的耐氢诱导裂纹性（耐HIC性）（Hydrogen-Induced CrackingResistance)和耐硫化物应力裂纹性（耐SSC性）（SulfideStressCracking Resistance)〇
[0003] 然而，我们知道钢的耐酸性因沿乳制方向伸长的MnS或簇状的夹杂物的存在而劣 化。
[0004] 为了提高钢板的耐酸性，提出了下述方法：降低P、S、0、N等杂质元素的含量，对因 Ca的含有而使MnS得到了形态控制（ShapeControl)的钢进行控制乳制、并进行水冷（例 如，参照下述专利文献1)。
[0005]另外，有关陆地管线管，从提高流体的输送效率和降低铺设成本的观点出发，有时 要求使管线管高强度化并减少壁厚。
[0006] 针对上述要求，提出了一种在板厚方向上均匀地生成了微细的贝氏体的、具有X70 左右的耐酸性的高强度钢板（例如，参照下述专利文献2)。
[0007] 另一方面，有关海底管线管，尝试了超过水深2000m的深海下的铺设。在深海中， 管线管容易因水压而压坏（collapse)。因此，对于海底管线管，有时要求一般制成壁厚为 25mm以上的较厚的钢管以及具有较高的圆周方向的压缩强度。
[0008] 针对上述要求，提出了一种确保80 %以上的贝氏体分率、并且压缩强度优良的高 压缩强度耐酸管线管用焊接钢管（例如，参照下述专利文献3)。
[0009] 另外，制作较厚的钢板（例如，板厚为25mm以上的钢板）时，再结晶区域和未再 结晶区域的压下变得不充分，在韧性评价、特别是利用落锤撕裂试验（DropWeightTear Test;DWTT)进行的韧性评价中，有可能难以确保特性（以下也称作"DWTT特性"）。
[0010] 对此，提出了通过生成微细的铁素体与70 %以上的贝氏体的复相组织来制造 DWTT特性优良的厚壁耐酸管线管用钢板的方法（例如，参照下述专利文献4)。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本特开昭62-112722号公报
[0014] 专利文献2:日本特开昭61-165207号公报
[0015] 专利文献3:日本特开2011-132600号公报
[0016] 专利文献4:日本特开2010-189722号公报
【发明内容】
[0017] 发明所要解决的问题
[0018] 如上所述，为了获得耐酸性和高压缩强度，提出了生成尽可能微细的单一组织 (例如，微细的贝氏体单一组织）的技术，与之对照，为了获得DWTT特性，提出了生成含有微 细的铁素体的多相组织的技术。
[0019] 可是，迄今为止，还未提出过追求耐酸性、压缩强度和DWTT特性之中的所有特性 的组织控制方针，满足这些所有特性是困难的。
[0020] 另一方面，最近，开始研究将耐酸性评价的环境（条件）从以NACE(国家腐蚀与工 程师协会）的TM0284的"溶液A"（pH2. 7)为代表的严重酸环境放宽到接近实际环境的温 和酸环境。
[0021] 在该温和的酸环境下，存在着满足耐酸性、压缩强度和DWTT特性之中的所有特性 的管线管用钢板和管线管的可能性。
[0022] 本发明是鉴于上述情况而完成的，提供耐HIC性（特别是在pH为5.0以上的酸环 境下的耐HIC性）优良、压缩强度和DWTT特性能够得以兼顾的管线管用钢板和使用该管线 管用钢板制造的管线管。
[0023] 解决问题的手段
[0024] 本发明的发明者们对耐HIC性（特别是在pH为5.0以上的酸环境下的耐HIC性） 优良、压缩强度和DWTT特性能够得以兼顾的管线管用钢板应该满足的条件进行了深入研 究，从而完成了本发明。
[0025] S卩，用于解决上述课题的具体的手段如下所述。
[0026] 〈1> 一种管线管用钢板，其以质量％计含有：
[0027] C:0? 040 ~0? 080%、
[0028] Si:0? 05 ~0? 40%、
[0029] Mn:1. 60 ~2. 00%、
[0030] P:0.020% 以下、
[0031] S:0. 0025% 以下、
[0032] Mo:0? 05 ~0? 20%、
[0033] Ca:0? 0011 ~0? 0050%、
[0034] Al:0.060% 以下、
[0035] Nb:0? 010 ~0? 030%、
[0036] Ti:0? 008 ~0? 020%、
[0037] N:0? 0015 ~0? 0060%、和
[0038] 0:0.0040% 以下，
[0039] Ca相对于S的含量比（Ca/S)为0? 90~2. 70，
[0040] Ti相对于N的含量比（Ti/N)为2. 20以上，
[0041] 剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
[0042] 由下述式（1)定义的Ceq为0? 380~0? 480，
[0043] 板厚的1/4位置的铁素体分率（F1)为20~60%并且剩余部分是由贝氏体构成的 组织，
[0044] 板厚的1/2位置的铁素体分率（F2)为5~60%并且剩余部分是由贝氏体构成的 组织或由贝氏体和马氏体构成的组织，
[0045] 所述铁素体分率（F1)与所述铁素体分率（F2)之比（F1/F2)为1. 00~5. 00，
[0046] 板厚的1/4位置的铁素体的平均粒径为2. 0~15. 0ym，板厚的1/2位置的铁素体 的平均粒径为5. 0~20. 0ym，
[0047] 板厚的1/2位置的硬度为400Hv以下，并且板厚的1/2位置的MnS的长度为1. 00mm 以下，
[0048] 板厚为25_以上，
[0049] Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5(1)
[0050] 式⑴中，C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo和V分别表示各元素的含量（质量％ )。
[0051] 〈2>根据〈1>所述的管线管用钢板，其中，A1的含量以质量％计为0. 008%以下。
[0052] 〈3>根据〈1>或〈2>所述的管线管用钢板，其以质量％计含有下述元素中的1种或 2种以上：
[0053] Ni:0.50% 以下、
[0054] Cr:0.50% 以下、
[0055] Cu:0.50% 以下、
[0056] Mg:0? 0050% 以下、
[0057] REM:0? 0050% 以下、和
[0058] V:0.100% 以下。
[0059] 〈4> 一种管线管，其是使用〈1>~〈3>中任一项所述的管线管用钢板来制造的。
[0060] 发明效果
[0061] 根据本发明，可以提供耐HIC性（特别是在pH为5. 0以上的酸环境下的耐HIC 性）优良、压缩强度和DWTT特性能够得以兼顾的管线管用钢板以及使用该管线管用钢板制 造的管线管。
【附图说明】
[0062] 图1是本发明例10的钢板的板厚的1/2位置的截面（研磨和用LePera试剂腐蚀 后的截面）的光学显微镜照片（倍率为500倍）。
【具体实施方式】
[0063] 以下，对本发明的管线管用钢板和管线管进行详细说明。
[0064] 本说明书中，使用"~"表示的数值范围是指包含"~"的前后记载的数值作为下 限值和上限值的范围。
[0065] 另外，本说明书中，表示成分（元素）的含量的" ％ "是指"质量％ "。
[0066] 另外，本说明书中，"板厚的1/2位置"是指相当于钢板的板厚的1/2的位置、即钢 板的板厚中心部。
[0067] 另外，本说明书中，"板厚的1/4位置"是指距离钢板的板厚中心部（板厚的1/2位 置）的板厚方向上的距离为板厚的1/4的位置。
[0068] 另外，本说明书中，有时将C(碳）的含量记为"C量"。其它的元素有时也同样地 记录。
[0069]〔管线管用钢板〕
[0070] 本发明的管线管用钢板（以下也称作"钢板"）以质量％计含有C:0.040~ 0? 080%、Si:0? 05 ~0? 40%、Mn:1. 60 ~2. 00%、P:0? 020% 以下、S:0? 0025% 以下、Mo: 0? 05 ~0? 20%、Ca:0? 0011 ~0? 0050 %、A1 :0? 060 % 以下、Nb:0? 010 ~0? 030%、Ti: 0? 008 ~0? 020%、N:0? 0015 ~0? 0060%和 0 :0? 0040% 以下，Ca相对于S的含量比（Ca/S) 为0. 90~2. 70,Ti相对于N的含量比（Ti/N)为2. 20以上，剩余部分由Fe和不可避免的 杂质构成，由下述式（1)定义的Ceq为0. 380~0. 480,板厚的1/4位置的铁素体分率（F1) 为20~60%并且剩余部分是由贝氏体构成的组织，板厚的1/2位置的铁素体分率（F2)为 5~60%并且剩余部分是由贝氏体构成的组织或由贝氏体和马氏体构成的组织，所述铁素 体分率（F1)与所述铁素体分率（F2)之比（F1/F2)为1. 00~5. 00,板厚的1/4位置的铁素 体的平均粒径为2. 0~15. 0ym，板厚的1/2位置的铁素体的平均粒径为5. 0~20. 0ym， 板厚的1/2位置的硬度为400Hv以下，并且板厚的1/2位置的MnS的长度为1. 00mm以下， 板厚为25mm以上。
[0071]Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 (1)
[0072] 式⑴中，C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo和V分别表示各元素的含量（质量％ )。
[0073] 本发明的钢板通过设定成上述构成，耐HIC性（特别是在pH为5.0以上的环境下 的耐HIC性）提高，并且能够使压缩强度和DWTT特性得以兼顾。
[0074] 本发明是基于以下的研究结果而完成的。
[0075] 本发明的发明者们使用组成不同的各种钢板，对