(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた限界ＣＴＯＤ値が得られる、耐脆性破壊発生特性に優れた溶接部を備えた電縫鋼管を提供する。【解決手段】径方向断面におけるボンド部が、径方向に対し角度θ、好ましくは３〜３０°を有する１辺〜３辺の斜辺からなり、溶接部の降伏強さが母材部の降伏強さ以下、且つ溶接部の降伏比を８５％以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向断面におけるボンド部が、径方向に対し角度θを有する１辺〜３辺の斜辺からなり、溶接部の降伏強さが母材部の降伏強さ以下、且つ溶接部の降伏比が８５％以下であることを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた電縫鋼管。
【請求項２】
角度θが３〜３０°であることを特徴とする請求項１記載の耐脆性破壊発生特性に優れた電縫鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電縫鋼管に関し、特に溶接部の耐脆性破壊発生特性に優れたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電縫鋼管は、その製造技術や素材特性の向上により、著しく性能が向上したため、油井管、ラインパイプなどに適用されるようになったが、これらの分野では使用環境も厳しさが増しているため、強度、靭性を一段と向上させることが必要とされている。
【０００３】
特に高靭化のために調整された母材組織が消失し、特性が劣化しやすいシーム溶接部の信頼性向上が望まれ、種々の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１は、電縫鋼管の製造方法に関し、シーム溶接部の靭性を向上させるため、電縫溶接後、溶接部を再加熱して靭性を回復させることが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、シーム溶接部の組織をフェライト主体とし、靭性を向上させることが記載され、特許文献３には電縫溶接後、鋼管全体を８００℃以上に加熱し、マルテンサイトとならないように焼入れし、焼き戻しを行わないことにより低降伏比、低温靭性、耐サワー特性の複合的特性を向上させることが記載されている。
【０００６】
一方、特許文献４はペネトレータと呼ばれる、高融点の酸化物が溶接部に残留する欠陥を防止する技術に関し、溶接点近傍にレーザビームを照射し、照射部の金属を蒸発させつつシーム溶接することによりペネトレータの発生を防止し、シャルピー試験で得られる靭性などを安定させることが記載されている。
【特許文献１】特公平７−４２５０９号公報
【特許文献２】特開２００２−３０２７１６号公報
【特許文献３】特公平６−６３０４０号公報
【特許文献４】特公昭６１−２９８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、使用環境が厳しく、破壊した場合に環境破壊が大きな構造物の場合、溶接部に耐脆性破壊発生特性が要求されることが多い。脆性破壊は溶接部のミクロ的な脆化部分、例えば、多層盛溶接における再熱された溶接熱影響部の微小領域、から発生するため、ノッチ底となったミクロ組織における平均化された靭性を評価するシャルピー衝撃試験では十分な評価ができず、ＢＳ７４４８規格などＣＴＯＤ試験による限界ＣＴＯＤ値（限界亀裂開口変位量）で評価されている。
【０００８】
従って、溶接部の靭性をシャルピー衝撃試験で評価する特許文献１〜３や、シャルピー衝撃試験による靭性評価を前提とした特許文献４による電縫鋼管溶接部の耐脆性破壊発生特性は不明で、Ｉ型突合せ開先の通電による１パスの溶接熱サイクルを特徴とする電縫鋼管において耐脆性破壊発生特性に優れるものの製造方法は明らかとされない。
【０００９】
そこで、本発明はシーム溶接部のＣＴＯＤ試験で優れた限界ＣＴＯＤ値が得られる、耐脆性破壊特性に優れた電縫鋼管の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、電縫鋼管のシーム溶接部の破壊挙動を把握するため、開先形状や溶接条件を種々変化させた電縫鋼管について、多数の破壊靭性試験（ＣＴＯＤ試験）を実施し、また開先形状を変化させた場合のシーム溶接部における応力状態をＦＥＭ解析により調査した。
【００１１】
その結果、１．脆性破壊はボンド部から発生し、脆性破壊の起点となるミクロ的脆化域は、開先部に沿って形成されるボンド部に存在すること、２．開先形状を変化させた場合、ボンド部における応力状態が変化することを知見した。
【００１２】
本発明は得られた知見を基に、更に検討を加えて得られたもので、すなわち、本発明は、
１．径方向断面におけるボンド部が、径方向に対し角度θを有する１辺〜３辺の斜辺からなり、溶接部の降伏強さが母材部の降伏強さ以下、且つ溶接部の降伏比が８５％以下であることを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた電縫鋼管。
２．角度θが３〜３０°であることを特徴とする１記載の耐脆性破壊発生特性に優れた電縫鋼管。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、耐脆性破壊発生特性に優れた電縫鋼管が得られ、産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る耐脆性破壊発生特性に優れた電縫鋼管は、溶接部の径方向断面においてボンド部が、径方向に対し傾いた斜辺からなるもので、更に、溶接部の機械的性質を規定する。
【００１５】
まず、径方向に対し角度θだけ傾いた斜辺からなる、電縫鋼管の溶接部におけるボンド部の形状について説明する。
【００１６】
図１に溶接部の径方向断面におけるボンド部の形状を模式的に示す。図において、点線は鋼板表面に直角で鋼管中心に向かう線で径方向を示し、太線はボンド部を示し、ＢＭは母材、ＨＡＺは溶接熱影響部を指すものとする。
【００１７】
図１（ａ）は径方向に対し、角度θだけ傾いた斜辺が１辺の場合、（ｂ）は２辺、（ｃ）は３辺、（ｄ）は４辺の場合を示し、斜辺が２辺以上の場合はボンド部はのこ歯状となる。尚、角度θは各辺で異なっても良い。
【００１８】
本発明に係る耐脆性破壊発生特性に優れた電縫鋼管では、溶接部の径断面においてボンド部が、径方向に対し角度θだけ傾いた斜辺からなり、斜辺の数は１辺〜３辺とする。
【００１９】
ボンド部を傾斜させると、ＣＴＯＤ試験の際、ＣＴＯＤ試験片の疲労き裂が溶接部の高い応力域（ボンド部周辺）を横切って導入されるようになり、疲労亀裂の先端部がボンド部に沿った場合と比較して、限界ＣＴＯＤ値が向上する。
【００２０】
角度θは、３〜３０°とする。角度θが３°未満の場合は、上述した効果が得られず、一方、３０°を超えるとボンド部に沿って剪断破壊が発生しやすくなり、且つ溶接部の引張り強度（シーム溶接部と直角方向の引張り強度）が低下するため、３〜３０°とする。所望する溶接部の引張り強度を安定的に得るためには角度θは３〜１５°とすることが好ましい。
【００２１】
斜辺は１辺以上〜３辺以内とする。図１（ａ）に示すようにボンド部を１辺からなる斜辺とし、傾斜させると、ＣＴＯＤ試験の際、ＣＴＯＤ試験片の疲労き裂が溶接部の高い応力域（ボンド部周辺）を横切って導入されるようになり、疲労亀裂の先端部がボンド部に沿った場合と比較して、限界ＣＴＯＤ値が向上する。
【００２２】
一方、図１（ｄ）に示すように斜辺を４辺とすると疲労亀裂の先端部がボンド部を横切る回数が増加し、上述した効果が得られない。図１（ｄ）は斜辺が４辺の場合であるが、斜辺５辺以上でも同様である。そこで、本発明では１辺〜３辺とする。
【００２３】
図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、斜辺が２辺、３辺となるとボンド部はのこ歯状を呈する。この場合、角度θは点線で示す径方向の左右において点線と斜辺がなす角度のうち狭角を指すものとする。
【００２４】
更に、本発明では、溶接部の引張特性において、降伏強さは母材以下、降伏比は８５％以上とする。
【００２５】
溶接部の降伏強さが母材より高くなると、ＣＴＯＤ試験片の亀裂先端部の応力が高くなり限界ＣＴＯＤ値が低下するため、母材以下とする。
【００２６】
溶接部の降伏比は８５％より小さくなると、ＣＴＯＤ試験片の亀裂先端部の応力が高くなり限界ＣＴＯＤ値が低下するため、８５％以上とする。
【００２７】
表１に図１（ａ）〜（ｄ）のボンド部の形状を有するＡＰＩＸ８０級電縫鋼管の溶接部について行った、ＣＴＯＤ試験結果を示す。ＣＴＯＤ試験片は図１（ａ）〜（ｄ）の点線部に疲労ノッチを導入するサイドノッチ試験片とし、各試験条件で３本を試験し、限界ＣＴＯＤ値の最低値を求めた。試験はＢＳ７４４８Ｐａｒｔ２に準拠した。
【００２８】
表１より、ボンド部を、径方向に対し角度３〜３０°だけ傾いた斜辺とし、且つ斜辺の数が１辺〜３辺とした場合（Ｎｏ．１〜６）は、角度または斜辺の数が本発明の規定を外れた場合（Ｎｏ．７〜９）より、限界ＣＴＯＤ値に優れる。
【００２９】
また、溶接部の引張特性において、降伏比が７５％と低い場合（Ｎｏ．１０）、降伏強さが母材超えの場合（Ｎｏ．１１）は、ボンド部の形状が本発明の規定を満足していても限界ＣＴＯＤ値が低い。
【００３０】
母材、溶接部の引張特性はＪＩＳ  Ｚ２２０１による試験片を用い、ＪＩＳ  Ｚ２２４１に準拠し求めた。継手強度試験はＪＩＳ  Ｚ３１２１に準拠し行った。
【００３１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】角度θの斜辺からなるボンド部において辺数を１〜５本とした場合の断面形状を示す図で（ａ）は１本、（ｂ）は２本、（ｃ）は３本、（ｄ）は４本の場合を示す図。
【図１】
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