(57)【要約】  Ｃｒを８〜３５質量％、およびＮｉを０．１〜１０質量％含有する高Ｃｒステンレス鋼からなる継目無管の管端の内径を矯正する方法であって、熱間加工による製管工程および熱処理工程を経た後、継目無管の管端部の内面に製管工程または熱処理工程で発生した酸化スケールが積層したままの状態で、継目無管の管端部に内径矯正用のプラグを押し込んで管端部を拡管する管端矯正工程と、この管端矯正工程の前に、継目無管の管端部の内面およびプラグの表面のうちの少なくとも一方に潤滑剤を塗布し、潤滑剤皮膜を形成する潤滑剤皮膜形成工程と、を含む。これにより、高Ｃｒステンレス鋼の継目無管を製造する場合に、管端部の内面で焼付き疵の発生を防止できる。
2012111307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒを８〜３５質量％、およびＮｉを０．１〜１０質量％含有する高Ｃｒステンレス鋼からなる継目無管の管端の内径を矯正する方法であって、
当該管端矯正方法は、
熱間加工による製管工程および熱処理工程を経た後、継目無管の管端部の内面に製管工程または熱処理工程で発生した酸化スケールが積層したままの状態で、継目無管の管端部に内径矯正用のプラグを押し込んで管端部を拡管する管端矯正工程と、
この管端矯正工程の前に、継目無管の管端部の内面およびプラグの表面のうちの少なくとも一方に潤滑剤を塗布し、潤滑剤皮膜を形成する潤滑剤皮膜形成工程と、を含むこと、
を特徴とする継目無管の管端矯正方法。
【請求項２】
前記高Ｃｒステンレス鋼がＣｒを８〜１８質量％、およびＮｉを０．１〜１０質量％含有するマルテンサイト系ステンレス鋼であること、
を特徴とする請求項１に記載の継目無管の管端矯正方法。
【請求項３】
前記高Ｃｒステンレス鋼がＣｒを２０〜３５質量％、およびＮｉを３〜１０質量％含有する二相ステンレス鋼であること、
を特徴とする請求項１に記載の継目無管の管端矯正方法。
【請求項４】
前記潤滑剤皮膜形成工程で塗布する前記潤滑剤として、アルカリ石けん水溶液または含水ペースト状アルカリ石けんを用いること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の継目無管の管端矯正方法。
【請求項５】
前記管端矯正工程の後に、前記継目無管にショットブラストおよび酸洗の各処理を施すこと、
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の継目無管の管端矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼や二相ステンレス鋼といった高Ｃｒステンレス鋼からなる継目無管の管端の内径を矯正する継目無管の管端矯正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油や天然ガスを移送するパイプラインは、ラインパイプとして熱間押出製管法やマンネスマン製管法などの熱間加工によって製造された継目無管が多用される。パイプラインを敷設する際、継目無管は順次端面同士を溶接で接合して繋げられる。この溶接施工のため、ラインパイプ用の継目無管は、管端の寸法精度、その中でも特に内径の寸法精度に優れることが要求される。また、油井やガス井（以下、総称して「油井」という）に用いられる油井パイプにも、同様の製管法で製造された継目無管が多用され、管端の寸法精度に優れることが要求される。【０００３】
近年、継目無管の管端の内径は、より高い寸法精度が要求される傾向にあり、許容される寸法公差がますます狭小化している。このため、ラインパイプ用や油井パイプ用の継目無管には、管端の内径を矯正する加工が必要となる。その管端矯正加工は、継目無管の管端部に内径矯正用のプラグを押し込んで管端部を拡管することにより行われる。【０００４】
継目無管の管端矯正加工に関する従来技術は、下記のものがある。【０００５】
特許文献１には、プラグによる管端部の拡管加工（管端矯正加工）にも適用できるアルカリ石けんからなる冷間加工用潤滑剤が開示されている。さらに、同文献には、継目無管の被加工面または工具の表面（管端矯正加工の場合、管端部の内面またはプラグの表面）に、アルカリ石けん水溶液または含水ペースト状アルカリ石けんを塗布して固体アルカリ石けん皮膜を形成した後に、冷間加工（管端矯正加工）を行う技術が開示されている。同文献に開示される技術では、継目無管を冷間加工する際に、被加工面に固体アルカリ石けんの潤滑剤皮膜を形成することにより、冷間加工時の加工荷重を低減することができ、さらに冷間加工後には、被加工面を水または湯で洗浄することにより、水溶性の潤滑剤皮膜を容易に除去することができるとしている。【０００６】
特許文献２には、先端から順に、次第に直径が拡大する２段からなるテーパ部と、このテーパ部の後端に連続的に連なる直径が一定の等径部とを有し、等径部の直径、並びに各テーパ部のテーパ角度および軸方向長さの寸法関係を適正化したプラグが開示されている。同文献に開示される技術では、適正化した形状のプラグを管端矯正加工に用いることにより、継目無管の管端部の内径がプラグの等径部の直径よりも過剰に大きくなる現象（オーバーシュート）を抑制することができ、その結果、管端内径の寸法精度を向上させることができるとしている。【０００７】
ところで、パイプラインは、炭酸ガスや硫化水素といった腐食性ガスにさらされることから、ラインパイプ用の継目無管には、耐食性および耐応力腐食割れ性が要求され、その他にも、溶接性、靭性および強度などに優れる特性が要求される。油井パイプ用の継目無管でも同様である。このため、ラインパイプ用の継目無管には、ＡＰＩ（米国石油協会）規格で定められる１３％Ｃｒ鋼（１３％Ｃｒ−０．２％Ｃ）などのマルテンサイト系ステンレス鋼が多用される。さらに近年では、耐食性をより向上させる目的で、Ｃ含有量を極低量にし、代わりにＮｉを含有させた改良型の１３％Ｃｒ鋼が実用化されている。また、油井パイプ用の継目無管には、２２％Ｃｒ鋼や２５％Ｃｒ鋼のように、Ｃｒ含有量の大きいオーステナイト・フェライト系の二相ステンレス鋼が多用される。【０００８】
改良型１３％Ｃｒ鋼を採用したマルテンサイト系ステンレス鋼の継目無管を製造する場合、熱間加工による製管後に熱処理が施される。そして、ショットブラストおよび酸洗の各処理を施す必要がある。熱処理後の継目無管の内外面には、熱間製管時や熱処理時に発生した酸化スケールが積層しており、そのままでは継目無管に求められる耐食性が酸化スケールによって阻害されることから、酸化スケールを除去するためである。【０００９】
また、改良型１３％Ｃｒ鋼の継目無管でも、管端内径に狭小の寸法公差が要求されることから、管端矯正加工が不可欠である。管端矯正加工は、マルテンサイト系ステンレス鋼の継目無管を製造する場合、酸化スケールを除去した後に行われる（例えば、特許文献３参照）。【００１０】
また、二相ステンレス鋼の継目無管を製造する場合も、マルテンサイト系ステンレス鋼の継目無管を製造する場合と同様の処理が施され、管端矯正加工が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００７／１３２８５１号パンフレット
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／１１４１７６号パンフレット
【特許文献３】特開２０１０−１４２８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、後述するように、高Ｃｒステンレス鋼として改良型１３％Ｃｒ鋼（マルテンサイト系ステンレス鋼）を採用し、この継目無管にショットブラストおよび酸洗の各処理を施して酸化スケールを除去した後に、管端矯正加工を実施した結果、前記特許文献１に開示されるアルカリ石けんの潤滑剤を用いたとしても、管内面に焼付き疵が発生することが判明した。これは、管端矯正加工時に、潤滑作用をもたらす固体アルカリ石けん皮膜がプラグの押し込みに伴って剥離し、管端部の内面とプラグの表面が直接接触して過大な摩擦が発生することによると推察される。【００１３】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、改良型１３％Ｃｒ鋼のマルテンサイト系ステンレス鋼や二相ステンレス鋼といった高Ｃｒステンレス鋼からなる継目無管を製造する場合に、次の特性を有する継目無管の管端矯正方法を提供することである：
管端矯正加工の際に、管端部の内面で焼付き疵の発生を防止すること。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の要旨は、次の通りである。【００１５】
Ｃｒを８〜３５質量％、およびＮｉを０．１〜１０質量％含有する高Ｃｒステンレス鋼からなる継目無管の管端の内径を矯正する方法であって、
当該管端矯正方法は、
熱間加工による製管工程および熱処理工程を経た後、継目無管の管端部の内面に製管工程または熱処理工程で発生した酸化スケールが積層したままの状態で、継目無管の管端部に内径矯正用のプラグを押し込んで管端部を拡管する管端矯正工程と、
この管端矯正工程の前に、継目無管の管端部の内面およびプラグの表面のうちの少なくとも一方に潤滑剤を塗布し、潤滑剤皮膜を形成する潤滑剤皮膜形成工程と、を含むこと、
を特徴とする継目無管の管端矯正方法。【００１６】
上記の管端矯正方法は、前記高Ｃｒステンレス鋼がＣｒを８〜１８質量％、およびＮｉを０．１〜１０質量％含有するマルテンサイト系ステンレス鋼である場合に好適である。【００１７】
また、上記の管端矯正方法は、前記高Ｃｒステンレス鋼がＣｒを２０〜３５質量％、およびＮｉを３〜１０質量％含有する二相ステンレス鋼である場合にも好適である。【００１８】
上記の管端矯正方法では、前記潤滑剤皮膜形成工程で塗布する前記潤滑剤として、アルカリ石けん水溶液または含水ペースト状アルカリ石けんを用いること、が好ましい。【００１９】
また、上記の管端矯正方法は、前記管端矯正工程の後に、前記継目無管にショットブラストおよび酸洗の各処理を施すこと、が好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の継目無管の管端矯正方法は、下記の顕著な効果を有する：
改良型１３％Ｃｒ鋼のマルテンサイト系ステンレス鋼からなる継目無管を製造する場合であっても、管端矯正加工の際に、管端部の内面で焼付き疵の発生を防止できること。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の継目無管の管端矯正方法を説明するフロー図である。
【図２】図２は、本発明の継目無管の管端矯正方法における管端矯正加工の手順を示す模式図であり、図２（ａ）は加工前の状態を、図２（ｂ）は加工中の状態を、図２（ｃ）は加工後の状態をそれぞれ示す。
【図３】図３は、実施例の試験結果として、管端部の内面の酸化スケール有無および潤滑剤の種類ごとの管端矯正加工時の加工荷重を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明者は、上記目的を達成するため、マルテンサイト系ステンレス鋼（改良型１３％Ｃｒ鋼）や二相ステンレス鋼を採用した高Ｃｒステンレス鋼の継目無管を製造することを前提とし、種々の条件で管端矯正加工の試験を実施して鋭意検討を重ねた。その結果、下記の（ａ）〜（ｃ）の知見を得た。
【００２３】
（ａ）熱間加工による製管工程および熱処理工程を経た後、ショットブラストおよび酸洗の各処理を施すことなく、継目無管の管端部の内面に熱間製管時や熱処理時に発生した酸化スケールが積層したままの状態で、継目無管の管端部の内面およびプラグの表面のうちの少なくとも一方に潤滑剤を塗布し、潤滑剤皮膜を形成した後に、管端矯正加工を行うことにより、管端部の内面で焼付き疵の発生を防止することができる。
【００２４】
（ｂ）上記（ａ）に示す潤滑剤として、前記特許文献１に開示されるアルカリ石けんの潤滑剤を適用すれば、管端矯正加工時の加工荷重を著しく低減することが可能となり、焼付き疵の発生を一層確実に防止することができる。
【００２５】
（ｃ）継目無管の内外面に酸化スケールが積層したままでは、継目無管に求められる耐食性が阻害されることから、酸化スケールは完全に除去する必要がある。このためには、管端矯正加工後の継目無管にショットブラストおよび酸洗の各処理を施せばよい。これにより、酸化スケールを除去することができ、同時に潤滑剤皮膜も除去することができる。
【００２６】
本発明は、上記（ａ）〜（ｃ）の知見に基づき完成させたものである。以下に、本発明の継目無管の管端矯正方法の好ましい態様について説明する。
【００２７】
１．継目無管の成分組成
本発明で採用する高Ｃｒステンレス鋼の具体的な組成は、以下の通りである。以下の記述において、成分含有量の「％」は「質量％」を意味する。
【００２８】
（１）改良型１３％Ｃｒ鋼（マルテンサイト系ステンレス鋼）
Ｃｒ：８.０〜１８．０％
Ｃｒは、炭酸ガスにさらされる環境での耐食性を高めるのに有効な元素であり、孔食や隙間腐食を防止するために８．０％以上含有させる必要がある。しかし、Ｃｒは、１８．０％を超えて含有させても耐食性の改善効果が飽和してコストが嵩む上に、熱間加工の加熱時にδフェライトが生成して熱間加工性の低下が生じる。したがって、Ｃｒ含有量の適正範囲は８．０〜１８．０％とする。さらに好ましい範囲は１２．０〜１３．５％である。
【００２９】
Ｎｉ：０．１〜１０．０％
Ｎｉは、オーステナイト安定化元素であり、熱間加工性を著しく高める作用がある。しかし、その含有量が０．１％未満では耐食性の改善効果が得られず、１０．０％を超えて含有させてもその効果が飽和してコストが嵩む上に、組織に占めるオーステナイトの割合が増加してＹＲの低下をきたす。したがって、Ｎｉ含有量の適正範囲は０．１〜１０．０％とする。さらに好ましい範囲は０．５〜２．０％である。
【００３０】
本発明で採用する改良型１３％Ｃｒ鋼は、上記の合金元素の他に、下記の元素を含有することができる。
【００３１】
Ｃ：０．０１〜０．１％
Ｃは、強度を高めるのに有効な元素である。しかし、その含有量が０．０１％未満では所望の強度が得られず、０．１％を超えると、強度上昇が大きくなって靱性が大きく低下する。このため、Ｃの含有量は０．０１〜０．１％の範囲とするのが好ましい。より好ましい範囲は０．０２〜０．０６％である。
【００３２】
Ｓｉ：０．０５〜１．０％
Ｓｉは、脱酸剤として有効な元素である。しかし、その含有量が０．０５％未満では添加効果に乏しい。一方、その含有量が１．０％を超えると、靱性が低下する。このため、Ｓｉの含有量は０．０５〜１．０％の範囲とするのが好ましい。
【００３３】
Ｍｎ：０．０５％〜１．５％
Ｍｎは、強度を高めるのに効果的な元素である。また、オーステナイト生成元素であり、焼入れ処理時に、δフェライトの析出を抑制し、組織を安定してマルテンサイトとする効果のある元素である。しかし、その効果は、Ｍｎの含有量が０．０５％未満では小さい。一方、Ｍｎの含有量が１．５％を超えると、靱性および耐食性が劣化する。このため、Ｍｎの含有量は０．０５〜１．５％の範囲とするのが好ましい。
【００３４】
Ｃｕ：０．１〜５．０％
Ｃｕは、Ｃｌ２、Ｈ２Ｓおよび炭酸ガスにさらされる環境で耐食性を高める作用を有する。また、Ｃｕはオーステナイト安定化元素であるので、熱間加工の加熱時にδフェライトの生成を抑制して熱間加工性を高める作用も有する。しかし、Ｃｕの含有量が０．１％未満では、それらの効果が得られない。一方、Ｃｕは融点が低いため、多量に含有させると却って熱間加工性の低下をきたし、特にその含有量が５．０％を超えると熱間加工性の低下が著しくなる。このため、Ｃｕの含有量は０．１〜５．０％の範囲とするのが好ましい。
【００３５】
Ｍｏ：０．１〜３．０％
Ｍｏは、Ｃｒと同様に炭酸ガスにさらされる環境での耐食性を高めるのに有効であり、特に、耐食性皮膜を保護する作用を有する。しかし、Ｍｏの含有量が０．１％未満では、その効果が十分に得られない。一方、Ｍｏの含有量が３．０％を超えると熱間加工性の低下をきたす。このため、Ｍｏの含有量は０．１〜３．０％の範囲とするのが好ましい。
【００３６】
Ｖ：０．０１〜０．２０％
Ｖは、炭化物を形成して強度を高める作用を有する。しかし、Ｖの含有量が０．０１％未満では添加効果に乏しく、一方、０．２０％を超えると靱性の大幅な低下をきたす。このため、Ｖの含有量は０．０１〜０．２０％の範囲とするのが好ましい。
【００３７】
Ａｌ：０．０５％以下
Ａｌは、含有させなくてもよい。しかし、Ａｌは脱酸剤として有効な元素であるため、脱酸剤として用いる場合には、０．０００５％以上含有させるが、その含有量が０．０５％を超えると鋼の靱性が劣化する。このため、Ａｌの含有量は０．０５％以下とするのが好ましい。
【００３８】
Ｎ：０．１％以下
Ｎは、靱性を低下させるので、含有させなくてもよいが、焼入れ処理時にδフェライトの析出を抑制し、鋼材の金属組織を安定してマルテンサイトとする効果のある元素であるため、必要に応じて添加する。しかし、その含有量が０．１％を超えると、靱性が大幅に劣化する。また、溶接時に溶接割れが発生しやすくなる。このため、Ｎの含有量は０．１％以下とするのが好ましい。
【００３９】
Ｐ：０．０３％以下
Ｐは、不純物として鋼中に含有される元素であり、粒界に偏析しやすく靱性を低下させる。特に、その含有量が０．０３％を超えると、靱性の低下が著しくなる。このため、不純物中のＰの含有量は０．０３％以下に制限するのが好ましい。
【００４０】
Ｓ：０．０１％以下
Ｓは、不純物として鋼中に含有される元素であり、熱間加工性および靱性を低下させる。特に、その含有量が０．０１％を超えると、熱間加工性および靱性の低下が著しくなる。このため、不純物中のＳの含有量は０．０１％以下に制限するのが好ましい。
【００４１】
（２）二相ステンレス鋼
Ｃｒ：２０〜３５％
Ｃｒは、耐食性を維持し強度を向上するために有効な基本成分である。これらの効果を得るためには、その含有量を２０％以上とする必要がある。しかし、Ｃｒの含有量が３５％を超えると、σ相が析出し易くなり耐食性と靭性がともに劣化する。したがって、Ｃｒ含有量は２０〜３５％とする。より高強度を得るためには、好ましくは２３％以上である。また、靱性の観点からは、好ましくは２８％以下である。
【００４２】
Ｎｉ：３〜１０％
Ｎｉは、オーステナイト相を安定させ、二相組織を得るために含有される元素である。その含有量が３％未満の場合は、フェライト相が主体となって二相組織が得られない。一方、１０％を超えると、オーステナイト主体となり二相組織が得られないこと、また、Ｎｉが高価な元素であるために経済性も損なわれることから、Ｎｉ含有量は３〜１０％とする。上限は８％とするのが好ましい。
【００４３】
本発明で採用する二相ステンレス鋼は、上記の合金元素の他に、下記の元素を含有することができる。
【００４４】
Ｃ：０．０３％以下
Ｃは、オーステナイト相を安定させて強度を向上させる効果とともに、熱処理における昇温時に炭化物を析出させて微細組織を得る効果を有する元素である。しかし、その含有量が０．０３％を超えると、熱処理や溶接時などの熱影響により炭化物の析出が過剰となり、鋼の耐食性および加工性を劣化させる。そのため、その上限を０．０３％とする。好ましい上限は０．０２％である。
【００４５】
Ｓｉ：１％以下
Ｓｉは、脱酸剤として有効な元素であり、また、熱処理における昇温時に金属間化合物を析出させて微細組織を得る効果を有する元素でもあるから、必要に応じて含有させることができる。これらの効果は０．０５％以上の含有量で得られる。しかし、その含有量が１％を超えると熱処理や溶接時の熱影響により金属間化合物の析出が過剰となり、鋼の耐食性および加工性を劣化させるので、Ｓｉ含有量は１％以下とする。好ましい範囲は、０．７％以下である。
【００４６】
Ｍｎ：０．１〜２％
Ｍｎは、Ｓｉと同様に、脱酸剤として有効な元素であるとともに、鋼中に不可避的に含有されるＳを硫化物として固定し熱間加工性を改善する。その効果は０．１％以上の含有量で得られる。しかし、その含有量が２％を超えると熱間加工性が低下するだけでなく、耐食性に悪影響を及ぼす。このため、Ｍｎ含有量は０．１〜２％とする。好ましい範囲は、０．３〜１．５％である。
【００４７】
Ｍｏ：０〜４％（無添加も含む）
Ｍｏは、耐孔食性および耐隙間腐食性を向上させるとともに固溶強化により強度を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。この効果を得たい場合には、０．５％以上含有させるのが好ましい。一方、過剰に含有させるとσ相が析出し易くなり靭性が劣化する。そのため、Ｍｏ含有量は０．５〜４％とするのが好ましい。
【００４８】
Ｗ：０〜６％（無添加も含む）
Ｗは、Ｍｏと同様に、耐孔食性および耐隙間腐食性を向上させるとともに固溶強化により強度を向上させる元素であるので、必要に応じて含有させることができる。この効果を得たい場合には、０．５％以上含有させるのが好ましい。一方、過剰に含有させるとσ相が析出し易くなり靭性が劣化する。そのため、Ｗ含有量は０．５〜６％とするのが好ましい。
【００４９】
なお、ＭｏとＷはいずれも含有させなくてもよいが、Ｍｏ：０．５〜４％、Ｗ：０．５〜６％のうちのいずれか一方または両方を含有させてもよい。
【００５０】
Ｃｕ：０〜３％（無添加も含む）
Ｃｕは、耐食性および粒界腐食抵抗を改善する元素であり、必要に応じて含有させることができる。この効果を得たい場合には、０．１％以上含有させるのが好ましく、０．３％以上含有させるのがさらに好ましい。しかし、含有量が３％を超えるとその効果は飽和し、逆に熱間加工性および靱性が低下する。このため、Ｃｕを含有させる場合には、その含有量は０．１〜３％とするのが好ましい。より好ましくは０．３〜２％である。
【００５１】
Ｎ：０．１５〜０．３５％
Ｎは、オーステナイトの安定性を高めるとともに、二相ステンレス鋼の耐孔食性および耐隙間腐食性を高める元素である。また、Ｎは、Ｃと同等にオーステナイト相を安定させて強度を向上させるために重要な元素である。その含有量が０．１５％未満では十分な効果が得られない。一方、０．３５％を超えると靭性および熱間加工性を劣化させるため、その含有量を０．１５〜０．３５％とする。より高強度を得るには０．１７％を超える含有が好ましい。さらに好ましい含有量は０．２〜０．３％である。
【００５２】
さらに、不純物として含有されるＰ、Ｓ、Ｏは下記の理由により、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｏ：０．０１０％以下に制限するのが好ましい。
【００５３】
Ｐ：０．０４％以下
Ｐは、不純物として含有されるが、その含有量が０．０４％を超えると熱間加工性を低下させ、また耐食性および靱性をも低下させる。したがって、上限を０．０４％とするのが好ましい。
【００５４】
Ｓ：０．０３％以下
Ｓは、Ｐと同様に、不純物として含有されるが、その含有量が０．０３％を超えると熱間加工性が著しく低下するだけでなく、硫化物は、孔食の発生起点となり耐孔食性を損なう。このため、その上限値を０．０３％とするのが好ましい。
【００５５】
Ｏ：０．０１０％以下
二相ステンレス鋼ではＮを０．１５〜０．３５％と多量に含有させるため、熱間加工性が劣化し易い。そのため、Ｏ含有量は０．０１０％以下とするのが好ましい。
【００５６】
二相ステンレス鋼は、上記の元素の他に、さらにＣａ、Ｍｇおよび希土類元素（ＲＥＭ）のうちの１種または２種以上を含有してもよい。これらの元素を含有させてもよい理由とそのときの含有量は、次の通りである。
【００５７】
Ｃａ：０．０１％以下、Ｍｇ：０．０１％以下および希土類元素：０．２％以下の１種または２種以上
これらの成分は、必要に応じて含有させることができる。いずれも、含有させれば、熱間加工性を阻害するＳを硫化物として固着し、熱間加工性を向上させる効果がある。しかし、ＣａおよびＭｇについてはいずれも０．０１％を超えると、また、ＲＥＭについては０．２％を超えると、粗大な酸化物が生成し、かえって熱間加工性の低下を招く。このため、それらの上限は、ＣａおよびＭｇについては０．０１％、また、ＲＥＭについては０．２％とする。なお、この熱間加工性の向上効果を確実に発現させるためには、ＣａおよびＭｇについては０．０００５％以上を含有させ、また、ＲＥＭについては０．００１％以上を含有させるのが好ましい。なお、ＲＥＭとは、ランタノイドの１５元素にＹおよびＳｃを合わせた１７元素を意味する。
【００５８】
２．管端矯正方法
図１は、本発明の継目無管の管端矯正方法を説明するフロー図である。同図に示すように、ステップ＃５の熱間製管工程および熱処理工程にて、熱間押出製管法やマンネスマン製管法などの熱間加工によって継目無管を製管し、この継目無管に熱処理を施してマルテンサイト組織を生成した後、ステップ＃１０の潤滑剤塗布工程にて、継目無管の管端部の内面に潤滑剤を塗布する。この段階では、継目無管にショットブラスト処理および酸洗処理を施しておらず、継目無管の内外面には酸化スケールが積層したままの状態である。すなわち、潤滑剤は管端部の内面の酸化スケール上に塗布することになる。なお、適用する潤滑剤の詳細については後述する。
【００５９】
このとき、潤滑剤の塗布方法は限定されない。例えば、潤滑剤を刷毛などで直接塗布したり、潤滑剤に貯留した浴槽に継目無管を浸漬する方法を採用できる。ノズルを用いて潤滑剤を吹き付ける方法でも構わない。
【００６０】
次に、ステップ＃１５の潤滑剤皮膜形成工程にて、継目無管を乾燥させ、管端部の内面に潤滑剤皮膜を形成する。このときの乾燥方法は、自然乾燥であっても、送風機などを用いた強制乾燥であってもよい。この工程を経ることにより、潤滑剤が管端部の内面に強固に付着する。
【００６１】
ステップ＃１０の潤滑剤塗布工程およびステップ＃１５の潤滑剤皮膜形成工程では、管端部の内面に酸化スケールが積層されている限り、管端部の内面への潤滑剤皮膜の形成に代え、次のステップ＃２０の管端矯正工程で用いるプラグの表面に潤滑剤を塗布して、潤滑剤皮膜を形成することもできる。潤滑剤皮膜は、管端部の内面とプラグの表面の両方に形成しても構わない。
【００６２】
潤滑剤皮膜形成工程の後、ステップ＃２０の管端矯正工程にて、継目無管の管端の内径を矯正する管端矯正加工を行う。
【００６３】
図２は、本発明の継目無管の管端矯正方法における管端矯正加工の手順を示す模式図であり、図２（ａ）は加工前の状態を、図２（ｂ）は加工中の状態を、図２（ｃ）は加工後の状態をそれぞれ示す。管端矯正加工の際、まず、図２（ａ）に示すように、継目無管１をチャッキング治具２によって固定する。この状態で、駆動源のシリンダロッド４に連結された内径矯正用のプラグ３を継目無管１の軸方向に沿いつつその管端部１ａに挿入するように進出させる。
【００６４】
そして、図２（ｂ）に示すように、プラグ３を継目無管１の管端部１ａの所定位置まで押し込んで、継目無管１の管端部１ａを拡管する。これにより、継目無管１の管端の内径がプラグ３の最大径とほぼ一致した径に矯正される。その後、図２（ｃ）に示すように、プラグ３を後退させて継目無管１から引き抜き、加工を完了する。
【００６５】
このように、継目無管１の管端部１ａの内面に熱間製管時や熱処理時に発生した酸化スケールが積層したままの状態で、継目無管１の管端部１ａの内面およびプラグ３の表面のうちの少なくとも一方に潤滑剤を塗布し、潤滑剤皮膜を形成した後に、管端矯正加工を行うことにより、管端部１ａの内面で焼付き疵の発生を防止することができる。
【００６６】
これは、以下の理由による。管端部１ａの内面に酸化スケールが積層していると、ここに潤滑剤を塗布した場合は、酸化スケールに潤滑剤が浸入し、強固に付着した潤滑剤皮膜が形成される。一方、プラグ３の表面に潤滑剤を塗布した場合は、プラグ３の表面に形成された潤滑剤皮膜が管端矯正加工時にプラグ３の押し込みに伴って剥離したとしても、酸化スケールに捕捉されて留まる。いずれの場合も、酸化スケールと潤滑剤皮膜が相乗して優れた潤滑作用をもたらし、管端部１ａの内面とプラグ３の表面が直接接触することはなく、両者の摩擦が確実に低減される。
【００６７】
図１に戻って説明を続ける。管端矯正加工の後、ステップ＃２５のショットブラスト工程および酸洗工程にて、継目無管に鋼球またはアルミナ粒子を吹き付けるショットブラスト処理を施し、さらに、硫酸および硝ふっ酸をそれぞれ貯留した各浴槽に継目無管を浸漬する酸洗処理を施す。これにより、継目無管の内外面に積層している酸化スケールを完全に除去することができ、これと同時に潤滑剤皮膜も除去することができる。したがって、継目無管に求められる耐食性を確保することが可能であり、さらに、潤滑剤皮膜の残存に伴う品質劣化も防止することが可能になる。
【００６８】
３．潤滑剤
本発明の管端矯正方法では、潤滑剤としては、アルカリ石けんからなる潤滑剤を用いることができる。アルカリ石けんは、水溶性の長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｎａ塩またはＫ塩）であり、直鎖脂肪酸であれば、飽和脂肪酸か不飽和脂肪酸であるかを問わない。そのうち、炭素数１０〜１８を有する直鎖脂肪酸のＮａ塩およびＫ塩のうちの１種または２種以上からなるものを用いることが好ましい。直鎖脂肪酸は、カプリン酸（Ｃ９Ｈ１９ＣＯＯＨ）、ラウリン酸（Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯＨ）、ミリスチン酸（Ｃ１３Ｈ２７ＣＯＯＨ）、パルミチン酸（Ｃ１５Ｈ３１ＣＯＯＨ）、パルミトレイン酸（Ｃ１５Ｈ２９ＣＯＯＨ）、マーガリン酸（Ｃ１６Ｈ３３ＣＯＯＨ）、ステアリン酸（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ）、オレイン酸（Ｃ１７Ｈ３３ＣＯＯＨ）、リノール酸（Ｃ１７Ｈ３１ＣＯＯＨ）などを例示できる。
【００６９】
アルカリ石けんは水溶性であるため、水に溶解させてアルカリ石けん水溶液にすることにより、継目無管やプラグに容易に塗布することができる。そして、塗布されたアルカリ石けん水溶液は、乾燥させると固体状態になり、継目無管の内面やプラグ表面に均一に付着し固体アルカリ石けん皮膜を形成する。
【００７０】
また、アルカリ石けんは、アルカリ石けん水溶液の状態で塗布するのに代え、水分を含ませてある程度の流動性を有するペースト状態にし、この含水ペースト状アルカリ石けんを継目無管やプラグに塗布することができる。含水ペースト状アルカリ石けんも、乾燥させれば、アルカリ石けん水溶液を乾燥したのと同じ固体状態になる。
【００７１】
管端矯正加工での潤滑剤として、アルカリ石けんの潤滑剤を適用すれば、加工荷重を著しく低減することが可能となり、焼付き疵の発生を一層確実に防止することができる。
【００７２】
その他の潤滑剤としては、脂肪酸アミノ塩を主成分とし油脂および鉱油を配合した水溶性のアミノ塩系潤滑剤や、油井管のねじ切り加工で慣用される切削油などを採用することができる。ただし、管端矯正加工時の加工荷重の低減効果から、アミノ塩系潤滑剤や切削油よりも、アルカリ石けんを採用するのが好ましい。
【実施例】
【００７３】
熱間製管工程および熱処理工程を経た供試用の継目無管（以下、「供試管」という）に、種々の条件で管端矯正加工を行う試験を実施した。【００７４】
［試験条件］
供試管の仕様は下記の通りである。
（１）改良型１３％Ｃｒ鋼（マルテンサイト系ステンレス鋼）
・材質：ＤＮＶ規格のＳＭＬＳ１３Ｃｒ−２．５Ｍｏ
・機械的特性：ＡＰＩ規格の５ＬＣ−ＬＣ８０グレード
・寸法：外径２９８．５ｍｍ、肉厚１５．９ｍｍ、長さ１２．０ｍ
（２）二相ステンレス鋼
・材質：質量％で、Ｃ：０．０１６％、Ｓｉ：０．３３％、Ｍｎ：０．４７％、Ｐ：０．０１９％、Ｓ：０．０００５％、Ｃｒ：２４．７２％、Ｎｉ：６．５５％、Ｍｏ：３．０８％、Ｗ：２．１３％、Ｃｕ：０．４６％、Ｎ：０．２７５％、残部：Ｆｅおよび不純物
・機械的特性：ＡＰＩ規格のＬＣ８０−２５０７相当
・寸法：外径２７３．１ｍｍ、肉厚２５．６ｍｍ、長さ１２．０ｍ【００７５】
本発明例の供試管として、ショットブラスト処理および酸洗処理を施すことなく、内外面に酸化スケールが積層したままの供試管を準備した。また、比較例の供試管として、ショットブラスト処理および酸洗処理を施し、内外面の酸化スケールを完全に除去した供試管を準備した。そして、本発明例および比較例の供試管ごとに、管端部の内面に、切削油、アミノ塩系潤滑剤およびアルカリ石けん水溶液の３種類の潤滑剤をそれぞれ塗布し、各潤滑剤の皮膜を形成した。アルカリ石けんとしてはステアリン酸Ｎａを採用した。下記の表１に、それらの試験条件をまとめて示す。【００７６】
【表１】
2012111307.tif 000003
【００７７】
３種類の潤滑剤皮膜を形成した本発明例および比較例の供試管に対し、管端矯正加工を行った。管端矯正加工は、各条件とも３回ずつ行った。管端矯正加工には、先端から順に、次第に直径が拡大する３段からなるテーパ部と、このテーパ部の後端に連続的に連なる直径が一定の等径部とを有する３段テーパのプラグを使用した。管端矯正加工でプラグを押し込む範囲は、供試管の管端から１５０ｍｍの範囲とした。【００７８】
［評価方法］
管端矯正加工時の加工荷重を測定し、各条件間で比較した。また、管端矯正加工後に管端部の内面を目視観察し、その表面性状（焼付き疵の有無）を調査した。下記の図３および上記の表１に、その調査結果を示す。【００７９】
上記の表１中で、「矯正加工後の管端部内面性状」の欄の記号の意味は、次の通りである。
○：良。焼付き疵が認められなかったことを示す。
△：可。焼付き疵が一部に認められたことを示す。
×：不可。焼付き疵が認められたことを示す。【００８０】
［試験結果］
図３は、実施例の試験結果として、管端部の内面の酸化スケール有無および潤滑剤の種類ごとの管端矯正加工時の加工荷重を示す図である。【００８１】
図３に示す結果から次のことが示される。図３に示すように、本発明例の管端矯正加工、すなわち供試管の管端部の内面に酸化スケールが積層したままの状態で行った管端矯正加工（同図中の白抜き丸印「○」、および白抜き三角印「△」参照）では、比較例の管端矯正加工、すなわち酸化スケールを除去した供試管に行った管端矯正加工（同図中の黒塗り丸印「●」参照）と比較して、いずれの潤滑剤の場合も、加工荷重が約半分に低減した。特に、潤滑剤としてアルカリ石けんを採用した場合、加工荷重が著しく低減した。【００８２】
表１に示す結果から次のことが示される。本発明例の管端矯正加工、すなわち供試管の管端部の内面に酸化スケールが積層したままの状態で行った試験Ｎｏ．４〜７の管端矯正加工では、いずれの潤滑剤の場合も、焼付き疵が発生しなかった。ただし、すじ状の疵の発生が認められたが、このすじ状の疵は軽微であり、管端矯正加工後にショットブラスト処理および酸洗処理を施すことによって消滅した。一方、比較例の管端矯正加工、すなわち酸化スケールを除去した供試管に行った試験Ｎｏ．１〜３の管端矯正加工では、いずれの潤滑剤の場合も、焼付き疵が発生した。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、ラインパイプ用の継目無管の製造に有効に利用でき、その中でも改良型１３％Ｃｒ鋼のマルテンサイト系ステンレス鋼を採用する場合に有用である。また、油井パイプ用の継目無管の製造にも有効に利用でき、その中でも二相ステンレス鋼を採用する場合に有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１：継目無管、    １ａ：管端部、    ２：チャッキング治具、
３：プラグ、    ４：シリンダロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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