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JP2005350754A - 耐硫化物応力割れ性に優れた低合金油井管用鋼 - Google Patents

耐硫化物応力割れ性に優れた低合金油井管用鋼 Download PDF

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JP2005350754A JP2004175242A JP2004175242A JP2005350754A JP 2005350754 A JP2005350754 A JP 2005350754A JP 2004175242 A JP2004175242 A JP 2004175242A JP 2004175242 A JP2004175242 A JP 2004175242A JP 2005350754 A JP2005350754 A JP 2005350754A
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Abstract

【課題】
油井やガス井用のケーシングやチュービングに好適な、耐硫化物応力割れ性に優れた低合金油井管用鋼を提供する。
【解決手段】
質量%で、C:0.2〜0.35%、Si:0.05〜0.5%、Mn:0.05〜1.0%、P:0.025%以下、S:0.01%以下、Al:0.005〜0.10%、Cr:0.1〜1.0%、Mo:0.5〜1.0%、Ti:0.002〜0.05%、V:0.05〜0.3%、B:0.0001〜0.005%、N:0.01%以下、O(酸素):0.01%以下を含有し、半価幅Hと水素拡散係数D(10−6cm/s)が下記の式(1)を満足することを特徴とする、耐硫化物応力割れ性に優れた低合金油井管用鋼。
30H+D≦19.5・・・・・・・・・・・式(1)
【選択図】なし

Description

本発明は、油井やガス井用のケーシングやチュービングに好適な、耐硫化物応力割れ性に優れた低合金油井管用鋼に関する。
油田やガス田の深井戸化に伴い、油井やガス井に用いられる油井管には高強度化が要求されている。すなわち、油井管として従来広く用いられてきた80ksi級(降伏応力(YS)が551〜654MPa)や95ksi級(YSが654〜758MPa)に代わって、最近では110ksi級(YSが758〜861MPa)の油井管が使用されることが多い。
一方、近年開発される深井戸の環境は、腐食性を有する硫化水素を含む場合が多い。このような環境では高強度鋼は硫化物応力割れ(Sulfide Stress Cracking:以下、「SSC」という。)と呼ばれる水素脆化を起こして油井管が破壊に至ることがある。したがって、SSCの克服が高強度油井管の最大の課題である。
95〜110ksi級の油井管の耐SSC性を改善する方法としては、鋼を高清浄化する、あるいは組織を細粒化する等の手法が、従来から広く用いられている。例えば、特許文献1には、Mn、P等の不純物元素を低減することによる耐SSC性の改善方法が提案されている。また、特許文献2には、2回焼入れ熱処理により結晶粒を微細化させ、耐SSC性を改善する方法が記載されている。
さらに近年では、125ksi級(YSが861〜965MPa)といった、今まで適用されていなかった高強度の油井管が検討され始めている。SSCは高強度鋼となるほど起こりやすくなるので、従来の95ksi級(YSが654〜758MPa)や110ksi級(YSが758〜861MPa)の油井管よりも、より一層の材質改善が要求される。特許文献3には、誘導加熱熱処理により組織を微細化させた耐SSC性に優れた125ksi級の鋼材を得る方法が提案されている。特許文献4には、直接焼入れ法を用いて、焼入れ性や焼戻し温度を高めることにより、耐SSC性に優れた110〜125ksi級および140ksi級(YSが965〜1068MPa)の鋼管の製造方法について提案されている。特許文献5には、合金成分の最適化により110〜140ksi級の耐SSC性に優れた低合金鋼を得る技術が提案されている。特許文献6、特許文献7及び特許文献8には、炭化物の形態を制御して110〜140ksi級の低合金油井用鋼の耐SSC性を改善する方法が提案されている。また、特許文献9には、微細なV系炭化物を多量に析出させることにより、110〜125ksi級の鋼材のSSCの発生時間を遅らせる技術が提案されている。
特開昭62−253720号公報 特開昭59−232220号公報 特開平6−322478号公報 特開平8−311551号公報 特開平11−335731号公報 特開2000−178682号公報 特開2000−256783号公報 特開2000−297344号公報 特開2000−119798号公報
しかしながら、これらの提案された発明に係る鋼によっても、安定的に耐SSC性が確保できるとは言い難い。本発明の目的は、125ksi級以上の高強度の油井管に用いられても優れた耐SSC性を安定的に確保できるSSC油井管用鋼を提供することにある。
本発明者らは、高強度の油井管用鋼におけるSSCの発生原因とその解消手段に関して、その転位密度及び水素拡散係数に着目して種々検討した結果、次のとおり、転位密度及び水素拡散係数が耐SSC性と相関することを見いだした。
(a)高強度鋼において、SSCが起こりやすい原因としては、高強度になればなるほど結晶の転位密度が増加しやすくて、拡散性水素がこの転位個所に多く吸蔵されるためであると考えられる。そこで、SSCを起こりにくくするためには、高強度鋼であっても結晶の転位密度を極力低減して、転位個所を減らすことによって、トラップされる水素を低減すればよい。
(b)高強度鋼におけるSSCの発生は、孔食の底等の応力集中部へ水素が集積するためでもあると考えられる。そこで、SSCを起こりにくくするためには、応力集中部への水素の集積を防止すればよく、そのためには、材料中の水素の拡散を妨げる材料設計を行えばよい。
(c)転位密度はX線回折法によって求められる[211]結晶面の半価幅(結晶格子の歪みの程度)に支配され、そして、材料中の水素の拡散は水素透過法によって求められる鋼の水素拡散係数に支配される。
(d)したがって、半価幅と水素拡散係数を所望の値に制御することができれば、耐SSC性に優れた高強度の油井管を提供することができる。
本発明はこのような新たな知見に基づいて完成したものであって、本発明に係る高強度の油井管用鋼は、次の(1)〜(5)の通りである。以下、これらの(1)〜(5)の鋼に係る発明を総称して、本発明という。
(1)質量%で、C:0.20〜0.35%、Si:0.05〜0.5%、Mn:0.05〜1.0%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Al:0.005〜0.10%、Cr:0.1〜1.0%、Mo:0.5〜1.0%、Ti:0.002〜0.05%、V:0.05〜0.3%、B:0.0001〜0.005%、N:0.01%以下、O(酸素):0.01%以下を含有し、半価幅Hと水素拡散係数D(10-6cm2/s)が下記の式(1)を満足することを特徴とする、低合金油井管用鋼。
30H+D≦19.5・・・・・・・・・・・式(1)
(2)降伏応力が861MPa以上であることを特徴とする、上記(1)に記載の低合金油井管用鋼。
(3)質量%で、Nb:0.002〜0.1%を含有することを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の低合金油井管用鋼。
(4)質量%で、Ca:0.0003〜0.01%を含有することを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の低合金油井管用鋼。
(5)質量%で、Zr:0.002〜0.1%を含有することを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の低合金油井管用鋼。
本発明によれば、降伏応力(YS)が861MPa以上という高強度であっても、優れた耐SSC性を有する油井管を安定的に提供することができる。
以下、本発明に係る高強度の油井管溶鋼について、詳細に説明する。
A.鋼の半価幅及び水素拡散係数について
本発明に係る油井管用鋼は、半価幅及び水素拡散係数が式(1)を満足するように制御する必要があるため、まず、鋼の半価幅及び水素拡散係数を測定する方法について説明する。
表1に示す化学成分を有する鋼について、それぞれ150kgを真空溶製し、熱間鍛造後に熱間圧延し、その後、焼入れ焼戻しを行って、板状の鋼材とした。
Figure 2005350754
この際、表2に示すとおり、総加工度(%)および熱延仕上温度(℃)を、種々に変化させた。ここで、総加工度(%)とは、{(加工前の板状の鋼材の断面積)−(最終加工後の断面積)/(溶製直後の板状の鋼材の断面積)}×100で表される値をいう。
Figure 2005350754
焼入れ焼戻しは、鋼材の強度(YS)を125ksi級の上限近傍に調整するためのものであり、表2に示すとおりの強度を有していた。焼入れは種々の温度で30分保持後水冷により、そして、焼戻しは種々の温度で1時間保持後放冷により、それぞれ行った。
この鋼材から、1×10×10mm3の寸法の試験片を採取し、1200番エメリー紙で研磨後、微量のふっ酸を添加した常温の過酸化水素中に浸漬し、表面の加工硬化層を除去した後、X線回折実験を行い、[211]結晶面のピークの半価幅を測定した。
また、この鋼材から平行部径6mm、平行部長さ40mmの丸棒引張試験片を圧延方向に採取し、常温で引張試験を行い、YSの測定値により、試験片の強度を求めた。
耐SSC性の評価は、定荷重試験およびDCB試験の2種類の方法によって行った。その結果を表2に示す。
まず、定荷重試験による評価であり、鋼材から平行部径6.35mm、平行部長さ25.4mmの丸棒引張試験片を圧延方向に採取し、NACE(National Association of Corrosion Engineers) TM 0177 A法に従った。試験浴には、0.1atmの硫化水素ガス(炭酸ガスバランス)を飽和させた常温の5質量%食塩+0.5質量%酢酸水溶液(以下、「A浴」という。)と、1atmの硫化水素ガスを飽和させた常温の5質量%食塩+0.5質量%酢酸水溶液(以下、「B浴」という。)の2種類を用いた。表2に示されるYS値の90%の応力を負荷し、720時間破断しなかった試材を、耐SSC性が良好と判断した。
次に、DCB試験による評価であり、鋼材から厚さ10mm、幅20mm、長さ100mmのDCB(Double Cantilever Bent Beam)試験片を採取し、NACE TM 0177 D法に従った。A浴およびB浴に336h浸漬し、応力拡大係数KISSC値を測定した。その結果の測定値を表2に示す。ここで、応力拡大係数KISSC値が25以上であれば、耐SSC性は良好であると判断される。
さらに、鋼材より径70mm、厚さ1.5mmの円盤状試験片を採取し、水素透過試験により水素拡散係数を測定した。
図1に、水素透過試験装置の模式図を示す。ここで、水素を侵入させる側のセル(カソードセル1)内は、上記のSSC試験に用いた浴で満たされている。反対側のセル(アノードセル2)内は、1規定のNaOH水溶液で満たされており、試験片3は参照電極(ここでは銀塩化銀電極)に対して0Vに定電位保持されている。カソードセル側で発生した水素原子は、試験片を透過してアノードセル側に放出された時点で水素イオンに酸化されるが、そのときに試験片と対極6(ここでは白金対極)の間を流れる電流の値をポテンショスタット4により水素透過電流値として測定する。
図2は、水素透過試験の結果測定された水素透過電流値を示す図である。試験片が溶液に浸漬されてから、時間の経過とともに水素の透過が起こり、水素透過電流値は最終的には定常状態の値(Jmax)に達するが、定常状態に達するまでの遷移過程(カーブの立ち上がり)から、鋼材の水素トラップ能を反映する水素拡散係数Dが測定される。ここでは、下式(2)に基づき、定常状態の値(Jmax)の半値に達するまでの時間t1/2から、水素拡散係数Dが算出される。
D= L2 / (7.14t1/2)・・・・・・・・・式(2)
ここで、D:水素拡散係数(cm2/s)、L:試験片の厚さ(cm)、t1/2:水素透過電流値が定常値の半分に達するまでの時間(s)である。
表2に、水素拡散係数D(10-6cm2/s)の算出結果を示す。表2には、上述の通り、鋼材の製造条件(総加工度、圧延仕上温度、焼入温度)、強度(YS)、半価幅H、及びSSC試験(定荷重試験、DCB試験)の結果も併せて、記載されている。
図3は、定荷重試験の結果を整理したものであり、縦軸が半価幅H、横軸が水素拡散係数D(10-6cm2/s)である。半価幅と水素拡散係数が共に小さくなるほど、耐SSC性が改善されることが分かる。125ksi級として十分な耐SSC性を確保するには、半価幅Hと水素拡散係数D(10-6cm2/s)の関係を下式(1)を満たすようにすれば良いことが認められた。
30H+D≦19.5・・・・・・式(1)
次に、鋼の半価幅及び水素拡散係数を低減する方法について説明する。本発明に係る油井管用鋼が、式(1)を満足するような半価幅及び水素拡散係数を有するものにするためには、高強度鋼であっても、次の(i)〜(iv)に示すとおり、鋼材の製造条件(総加工度、圧延仕上温度、焼入温度)や化学成分を調整することによって得られる。
(i)図4に、表1の鋼aについて、総加工度と半価幅の相関を調査した結果を示す。図4から分かるように、総加工度が大きすぎる場合には半価幅が大きくなる。この理由は、総加工度が大きい場合には、圧延時の加工歪みが熱処理後も残留するためであると考えられる。また、総加工度が小さすぎる場合にも半価幅が大きくなる。この理由は、総加工度が小さい場合には焼入後の組織が粗粒化するため、半価幅が大きくなることにあると考えられる。
(ii)図5に、表1の鋼aについて、圧延仕上温度と半価幅の相関並びに圧延仕上温度と水素拡散係数の相関を調査した結果を示す。図5から分かるように、圧延仕上げ温度が高いほど、半価幅および水素拡散係数が小さい。この理由は、圧延仕上温度が高いほど、圧延終了時にMoやV等の微細炭化物形成元素が鋼中に十分に固溶し、後の熱処理時に微細炭化物として析出するためであると考えられる。
(iii)図6に、表1の鋼aについて、焼入れ温度と半価幅並びに焼入れ温度と水素拡散係数の相関を調査した結果を示す。図6から分かるように、焼入れ温度が高いほど、半価幅および水素拡散係数ともに小さい。この理由も上記(ii)と同様に、焼入れ温度が高いほど、MoやV等の微細炭化物形成元素が鋼中に十分固溶し、後の焼戻し時に微細炭化物として析出し易くなるためであると考えられる。
(iv)上述の表2からは、V含有量の低い鋼b、Mo含有量の低い鋼dでは、鋼aと同様の条件で製造しても、半価幅および水素拡散係数とも大きくなり、耐SSC性は良くないことが分かる。この理由は、微細炭化物を形成させるのに十分な量のV、Moが不足しているためであると考えられる。また、Cr含有量の高い鋼cは半価幅が小さくなっている。この理由は、Crは鋼中に固溶し転位密度を増加させるためであると考えられる。
したがって、半価幅と水素拡散係数を十分に低減するためには、質量%でCrを1.0%以下、Moを0.5%以上、Vを0.05%以上とする必要がある。
B.鋼の化学組成について
本発明にかかる油井管用鋼の化学成分について、説明する。なお、ここで、「%」は「質量%」を表す。
C:0.2〜0.35%
Cは、焼入れ性を高めて強度を向上させるのに有効な元素である。その含有量が0.2%未満では、焼入れ性が低下し十分な強度が得られない。一方、含有量が0.35%を超えると焼き割れ性が増大するため、その上限を0.35%とした。好ましい範囲は、0.25〜0.30%である。
Si:0.05〜0.5%
Siは、鋼の脱酸に有効な元素であり、焼戻し軟化抵抗を高める効果も有する。脱酸の目的からは、0.05%以上含有させる必要がある。一方、その含有量が0.5%を超えると、軟化相であるフェライト相の析出を促進し靭性や耐SSC性を低下させる。従って、Siの含有量を0.05〜0.5%とした。好ましい範囲は0.05〜0.3%である。
Mn:0.05〜1.0%
Mnは、鋼の焼入れ性を確保するのに有効な元素である。この目的からは、0.05%以上含有させる必要がある。一方、1%を超えて含有させると、P、S等の不純物元素と共に粒界に偏析し靭性や耐SSC性を低下させる。従って、Mnの含有量を0.05〜1%とした。望ましい範囲は0.1〜0.6%である。
P:0.025%以下
Pは粒界に偏析し、靱性や耐SSC性を低下させる。その含有量が0.025%を超えるとその影響が顕著になるため、上限を0.025%とした。Pの上限は好ましくは0.015%である。Pの含有量は極力低い方が望ましい。
S:0.01%以下
SもPと同様に粒界に偏析し、靭性や耐SSC性を低下させる。その含有量が0.01%を超えるとその影響が顕著になるため、上限を0.01%とした。Sの上限は好ましくは0.003%である。Sの含有量は極力低い方が望ましい。
Al:0.005〜0.10%
Alは鋼の脱酸に有効な元素であり、含有量が0.005%未満だとその効果が得られない。一方、0.10%を超えて含有させてもその効果は飽和するため、その上限を0.10%とした。なお、本発明のAl含有量とは酸可溶Al(所謂「sol.Al」)を指す。
Cr:0.1〜1.0%
Crは,鋼の焼入れ性を高めるのに有効な元素であり、この効果を得るためには0.1%以上含有させる必要がある。しかし、その含有量が1.0%を超えると鋼の転位密度を増加させ、耐SSCを低下させる。このため、Crの含有量を0.1〜1.0%とした。望ましい範囲は0.1〜0.6%である。
Mo:0.5〜1.0%
Moは本発明鋼において重要な元素であり、鋼の焼入れ性を高めると共に、焼戻し時に微細炭化物を形成し、半価幅および水素拡散係数を低減させ、耐SSC性を向上させる。この効果を得るためには、0.5%以上含有させる必要がある。一方で、1.0%を超えて含有させてもその効果は飽和するため、その上限を1.0%とした。望ましい範囲は0.6〜0.8%である。
Ti:0.002〜0.05%
Tiは鋼中の不純物であるNを窒化物として固定する効果がある。N固定に必要とするよりも過剰なTiは、炭化物となって微細に析出し、ピニング効果により細粒化に有効に働く。また、N固定は焼入れ性向上のため添加するBがBNとなるのを抑制し、Bを固溶状態に維持して十分な焼入れ性を確保するために必要である。この効果を得るためには、0.002%以上含有させる必要がある。一方、0.05%を超えて含有させてもこの効果は飽和し、靭性が低下するため、その上限を0.05%とした。望ましい含有量は0.005〜0.03%である。さらに望ましい含有量は0.01〜0.02%である。
V:0.05〜0.3%
Vは本発明鋼に於いて重要な元素であり、Moと同様に焼戻し時に微細な炭化物として析出し、高温焼戻しによる半価幅低減と、水素拡散係数の低減に有効である。この効果を得るためには、0.05%以上含有させる必要がある。一方、0.3%を超えて含有させてもその効果は飽和するため、その上限を0.3%とした。好ましい範囲は0.05〜0.20%である。
B:0.0001〜0.005%
Bは微量で鋼の焼入れ性を向上させる作用を有する。その含有量が0.0001%未満ではその効果が十分でない。一方、0.005%を超えて含有させてもその効果は飽和し、かつ粒界に粗大炭化物であるCr23(C、B)を生成し、耐SSC性を低下させる。このため、上限を0.005%とした。望ましい範囲は0.0002〜0.002%である。
N:0.01%以下
Nは不純物として鋼中に存在し、粒界に偏析して耐SSC性を低下させる。また、TiやZrを添加する場合には、TiNやZrNを形成する。Nの含有量が0.01%を超えると、TiやZrで固定しきれないNがBNとして析出するので、Bも焼入れ性向上効果が十分得られず、耐SSC性や靭性が低下する。従って、その上限を0.01%とした。Nの上限は好ましくは0.007%である。Nの含有量は極力低い方が望ましい。
O(酸素):0.01%以下
O(酸素)もNと同様に不純物として鋼中に存在し、その含有量が0.01%を超えると粗大な酸化物を形成して靭性や耐SSC性を低下させる。従って、その上限を0.01%とした。O(酸素)の上限は好ましくは0.005%である。O(酸素)の含有量は極力低い方が望ましい。
本発明に係る油井管用鋼は、上記の成分を有する鋼であれば良く、他の成分については特に制限されない。残部はFeのほかに、他の成分を含んでも良い。他の成分としては、Nb、Zr、Ca、Mgを含む鋼が好ましい。
Nb:0.002〜0.1%以下
Nbは任意添加元素である。添加すれば未固溶の炭化物として存在し、ピニング効果により細粒化に有効である。この効果を得るためには、0.002%以上含有させる必要がある。一方、0.1%を超えて含有させてもその効果は飽和し、Nb炭化物が過剰に生成し靭性が低下するため、その上限を0.1%とした。望ましい範囲は0.005〜0.03%である。
Zr:0.002〜0.1%
Zrは任意添加元素である。添加すればTiと同様に鋼中の不純物であるNを窒化物として固定する効果がある。N固定に必要とするよりも過剰なZrは、炭化物となって微細に析出し、組織の細粒化に有効に働く。また、N固定は焼入れ性向上のため添加するBがBNとなるのを抑制し、Bを固溶状態に維持して十分な焼入れ性を確保する。この効果を得るためには、0.002%以上含有させる必要がある。一方、0.1%を超えて含有させてもこの効果は飽和し、靭性が低下するため、その上限を0.1%とした。望ましい含有量は0.005〜0.06%である。さらに、望ましい含有量は0.01〜0.04%である。
Ca:0.0001〜0.01%
Caは任意添加元素である。添加すれば鋼中のSと結合して硫化物を形成し、介在物の形状を改善して耐SSC性を改善させる。この効果を得るためには、0.0001%以上含有させる必要がある。一方、0.01%を超えて含有させてもその効果は飽和し、かつ粗大なCa系介在物が生成し靭性や耐SSC性が低下することから、その上限を0.01%とした。望ましい範囲は0.0003〜0.003%である。
Mg:0.0001〜0.01%
Mgは任意添加元素である。添加すればCaと同様に鋼中のSと結合して硫化物を形成し、介在物の形状を改善して耐SSC性を改善させる。この効果を得るためには、0.0001%以上含有させる必要がある。一方、0.01%を超えて含有させてもその効果は飽和し、かつ粗大なMg系介在物が生成し靭性や耐SSC性が低下することから、その上限を0.01%とした。望ましい範囲は0.0003〜0.003%である。
表3に示す化学組成の鋼を溶製し、外径225〜310mmのビレットとした。これらのビレットを1250℃に加熱した後、マンネスマン−マンドレル製管法にて、種々の寸法の継目無鋼管に成形した。その際、成形の際の総加工度(%)および最終圧延の仕上温度(℃)を種々に変化させた。その後、種々の温度での30分保持後水冷による焼入処理と種々の温度での30分保持後放冷の焼戻し処理により強度を調整した。
Figure 2005350754
このようにして得られた継目無鋼管から1×10×10mm3の寸法の試験片を採取し、1200番エメリー紙で研磨後、微量のふっ酸を添加した常温の過酸化水素中に浸漬し、表面の加工硬化層を除去した後、X線回折実験を行い、[211]結晶面のピークの半価幅を測定した。
また、平行部径6mm、平行部長さ40mmの丸棒引張試験片を圧延方向に採取し、常温で引張試験を行い、YSの測定値により、試験片の強度を求めた。
耐SSC性の評価は、定荷重試験およびDCB試験の2種類の方法により、前述したとおりの方法により行った。
さらに、径12〜20mm、厚さ1.5mmの円盤状試験片を採取し、水素透過試験により水素拡散係数を測定した。
表4に、鋼の製造条件、YS、半価幅、水素拡散係数およびSSC試験の結果を示す。
Figure 2005350754
試験番号1〜18は、965MPa(125ksi級の上限)の近傍のYS値に調整された強度を有する試験片である。A浴でSSC試験(定荷重試験、DCB試験)を行い評価した。これらの試験片はいずれも半価幅Hと水素拡散係数D(10-6cm2/s)は、前述の式(1)規定を満足する。そして、定荷重試験では破断なく、またDCB試験で測定されたKISSC値が25以上であり、耐SSC性は良好であった。
これに対して、試験番号19は総加工度が大きく、試験番号20は圧延仕上げ温度が低く、試験番号21は焼入れ温度が低い。そのため、いずれも半価幅・水素拡散係数が大きくなり、耐SSC性は良くなかった。試験番号22はCrが1.0%超、試験番号23はMoが0.5%未満、試験番号24はVが0.05%未満である。そのため、いずれも半価幅・水素拡散係数が大きくなり、耐SSC性は良くなかった。
また、試験番号25〜28は、鋼A〜Dを用いてYSを861MPa(110ksi級の上限)の近傍のYS値に調整された強度を有する試験片である。これらの試験片も試験番号1〜18と同様に、定荷重試験では破断なく、またDCB試験で測定されたKISSC値が25以上であり、耐SSC性は良好であった。
このように、本発明鋼は、試験番号1〜18のように125ksi級における耐SSC性が良好であるだけでなく、試験番号21〜28のように110ksi級における耐SSC性も良好であることが分かる。
本発明によれば、降伏応力(YS)が861MPa以上という高強度であっても、優れた耐SSC性を有する油井管を安定的に提供することができる。
水素透過試験装置の模式図を示す。 水素透過試験の結果測定された水素透過電流値を示す図である。 図3は、定荷重試験の結果を整理したものであり、縦軸が半価幅H、横軸が水素拡散係数D(10-6cm2/s)である。 表1の鋼aについて、総加工度と半価幅の相関を調査した結果を示す。 表1の鋼aについて、圧延仕上温度と半価幅の相関並びに圧延仕上温度と水素拡散係数の相関を調査した結果を示す。 表1の鋼aについて、焼入れ温度と半価幅並びに焼入れ温度と水素拡散係数の相関を調査した結果を示す。
符号の説明
1 カソードセル
2 アノードセル
3 試験片
4 ポテンショスタット
5 参照電極
6 対極

Claims (5)

  1. 質量%で、C:0.2〜0.35%、Si:0.05〜0.5%、Mn:0.05〜1.0%、P:0.025%以下、S:0.01%以下、Al:0.005〜0.10%、Cr:0.1〜1.0%、Mo:0.5〜1.0%、Ti:0.002〜0.05%、V:0.05〜0.3%、B:0.0001〜0.005%、N:0.01%以下、O(酸素):0.01%以下を含有し、半価幅Hと水素拡散係数D(10−6cm/s)が下記の式(1)を満足することを特徴とする、低合金油井管用鋼。
    30H+D≦19.5・・・・・・・・・・・式(1)
  2. 降伏応力が861MPa以上であることを特徴とする、請求項1に記載の低合金油井管用鋼。
  3. 質量%で、Nb:0.002〜0.1%を含有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の低合金油井管用鋼。
  4. 質量%で、Ca:0.0001〜0.01%を含有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれかに記載の低合金油井管用鋼。
  5. 質量%で、Zr:0.002〜0.1%を含有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれかに記載の低合金油井管用鋼。
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