(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓ：０．００５５〜０．０１０ｗｔ％、Ｃｕ：０．０１〜０．０７０ｗｔ％、Ｃ：０．０３３〜０．０６０ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．０５ｗｔ％、Ｍｎ：０．２３〜０．３０ｗｔ％、Ｐ：０．０１３〜０．０１８ｗｔ％、Ａｌ：０．０２０〜０．０５５ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を用い、溶接熱影響部の固溶Ｓ量が０．００１０ｗｔ％以下である耐溝状腐食性に優れる電縫鋼管。
【請求項２】
電縫鋼管を製造するに際し、Ｓ：０．００５５〜０．０１０ｗｔ％、Ｃｕ：０．０１〜０．０７０ｗｔ％、Ｃ：０．０３３〜０．０６０ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．０５ｗｔ％、Ｍｎ：０．２３〜０．３０ｗｔ％、Ｐ：０．０１３〜０．０１８ｗｔ％、Ａｌ：０．０２０〜０．０５５ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を用い、電縫溶接後の溶接熱影響部を１０００℃から７００℃まで１００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却する耐溝状腐食性に優れる電縫鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水、工業用水、海水などの配管用の電縫鋼管、特に溝状腐食が発生しない電縫鋼管およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上水、工業用水、海水などの配管に用いられる一般配管用電縫鋼管は、C量が0.05wt%前後含まれる低炭素熱延鋼板を用いて製造されている。
【０００３】
この電縫鋼管を海水などの腐食環境で使用すると、溶接部にV字状の溝状腐食が発生するが、その防止には以下の(1)〜(4)に示すような方法が知られている。
(1) 鋼中のS量を低減する方法。
(2) 溶接後、溶接部や鋼管全体をAr3変態点以上主として850℃以上で熱処理する方法。
(3) 特開昭53-76955号公報に開示されている方法で、溶接部の中心表面温度が1600℃から1100℃に低下するまで3〜50secの時間をかけて徐冷する方法。
(4)  CrとCu、TiとCuなどの合金元素を添加する方法。この他、希土類元素あるいは希土類元素とCuを添加する特開昭53-100119号公報に記載された方法やCaあるいはCaとCuを添加する特開昭56-98451号公報や特開昭56-123349号公報に記載された方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法には以下のような問題がある。
【０００５】
(1)の方法：最近の脱S技術の進歩によれば、S量を0.003wt%程度まで低減することは比較的容易に行えるが、このS量では溝状腐食の発生を完全に防止することができない。溝状腐食の発生を完全に防止するにはさらにS量を低減する必要があるが、それは著しいコストアップにつながる。
【０００６】
(2)の方法：溶接後長時間熱処理するためプロセス上の制約があるのみならず、著しいコストアップにつながる。また、この方法では、溝状腐食の発生を完全には防止できない。
【０００７】
(3)の方法：1600℃から1100℃の温度域では冷却速度が著しく速いのでその制御が難しく、また、MnとS量のバランスによっては溝状腐食が発生する場合がある。さらに、高温域で冷却速度を制御する必要があるため予備加熱コストも高くなる。
【０００８】
(4)の方法：Cr、Cu、Ti、希土類元素、Caなどの合金元素を添加するため、コストアップにつながる。また、Tiの添加は鋼の強度を上昇させ、曲げ加工を受ける機会の多い一般配管用電縫鋼管には望ましくない。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、特殊な成分調整や熱処理を行うことなく、安価で確実に溝状腐食の発生を防止できる電縫鋼管およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、Ｓ：０．００５５〜０．０１０ｗｔ％、Ｃｕ：０．０１〜０．０７０ｗｔ％、Ｃ：０．０３３〜０．０６０ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．０５ｗｔ％、Ｍｎ：０．２３〜０．３０ｗｔ％、Ｐ：０．０１３〜０．０１８ｗｔ％、Ａｌ：０．０２０〜０．０５５ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を用い、溶接熱影響部の固溶Ｓ量が０．００１０ｗｔ％以下である耐溝状腐食性に優れる電縫鋼管により解決される。
【００１１】
本発明者等が、特殊な元素が添加されてない従来法で製造された種々の電縫鋼管について溝状腐食発生の有無を詳細検討した結果、溝状腐食発生の有無は溶接熱影響部の固溶S量に密接に関連しており、表1に示すように、溶接熱影響部の固溶S量を0.0010wt%以下にすれば溝状腐食の発生を確実に防止できることを見出した。
【００１２】
ここで、溶接熱影響部の固溶S量は、Sがほぼ完全に析出していると考えられる非熱影響部すなわち母材部の硫化物と熱影響部の硫化物をそれぞれ定量し、その差から算出した量である。
【００１３】
【表１】
0003799840.tif 000002
【００１４】
溶接熱影響部では、鋼中に析出しているMnS系硫化物が溶接時の熱で再固溶し、その後急速冷却されるため、固溶Sが多量に残存する。したがって、溶接後の長時間熱処理や溶接後に著しく高温状態で冷却速度を制御することなく、溶接熱影響部の固溶S量が0.0010wt%以下になるように固溶Sを析出させれば、安価に溝状腐食が発生しない電縫鋼管を製造できることになる。
【００１５】
そこで、９００℃前後の温度域で析出駆動力の大きいＣｕ−Ｓ系の硫化物に着目して検討したところ、電縫鋼管を製造するに際し、Ｓ：０．００５５〜０．０１０ｗｔ％、Ｃｕ：０．０１〜０．０７０ｗｔ％、Ｃ：０．０３３〜０．０６０ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．０５ｗｔ％、Ｍｎ：０．２３〜０．３０ｗｔ％、Ｐ：０．０１３〜０．０１８ｗｔ％、Ａｌ：０．０２０〜０．０５５ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を用い、電縫溶接後の溶接熱影響部を１０００℃から７００℃まで１００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却すればよいことを見出した。
【００１６】
Ｓ量は０．００５５ｗｔ％以上０．０１０ｗｔ％以下であればよく、特殊な脱Ｓ処理は不要である。また、通常、一般配管用電縫鋼管の素材となる熱延鋼板には不純物としてＣｕが０．０１ｗｔ％以上含まれているので、その熱延鋼板を用いる限りＣｕを意識的に添加する必要はない。
【００１７】
溶接後の溶接熱影響部を1000℃から700℃まで100℃/sec以下の冷却速度で冷却すれば、溝状腐食の発生を防止できるが、生産性の著しい低下を招かないように20℃/sec以上の冷却速度で冷却するのが望ましい。それゆえ、この温度範囲で高々20秒程度保持するだけでよいので、電縫溶接に用いる加熱装置、例えば高周波誘導加熱装置を用いたり、簡単な保温装置を設置すれば、冷却速度の制御が可能になる。
【００１８】
したがって、本発明法を用いれば、特殊な成分調整や熱処理を行うことなく、安価で確実に溝状腐食の発生を防止できる電縫鋼管の製造が可能になる。
【００１９】
素材となる熱延鋼板は、Ｓ、Ｃｕ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ量が本発明範囲内に調整されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を溶製し、スラブに鋳造後、通常の条件で熱間圧延して製造すればよい。
【００２０】
また、電縫鋼管は、通常行われているように、熱延鋼板を冷間で管成形し、例えば高周波誘導加熱により電縫溶接後、本発明範囲内に冷却条件を制御して製造すればよい。
【００２１】
【実施例】
表2に示す成分系のS量が本発明範囲内にある熱延鋼板1〜7とS量が本発明範囲外にある熱延鋼板8〜10を用い、高周波誘導加熱装置により電縫溶接後、溶接熱影響部における1100℃から700℃までの冷却速度を、電縫溶接に用いた高周波誘導加熱装置により表3に示すように制御して試料1〜10を作製した。そして、特開昭56-98451号公報や特開昭56-123349号公報に記載されている腐食加速試験を行い、溝状腐食の有無を調査した。
【００２２】
ここで、溝状腐食の有無は、上記特許公報に記載されているように腐食加速試験後の母材部の減肉量h1と溶接部の溝の深さh2を測定し、h2/h1の比が1.5以下の場合を溝状腐食が無、1.5を超えた場合を溝状腐食が有として評価した。
【００２３】
結果を表3に示す。
S量が0.010wt%以下の熱延鋼板を用い、溶接熱影響部を1000℃から700℃まで100℃/sec以下の冷却速度で冷却した本発明例の試料1〜5には、溝状腐食が発生しないことがわかる。
【００２４】
一方、S量が0.010wt%を超えたり、冷却速度が100℃/secを超えた比較例の試料6〜10では、溝状腐食の発生が認められる。
【００２５】
【表２】
0003799840.tif 000003
【００２６】
【表３】
0003799840.tif 000004
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、特殊な成分調整や熱処理を行うことなく、安価で確実に溝状腐食の発生を防止できる電縫鋼管およびその製造方法を提供できる。
【００２８】
なお、本発明の電縫鋼管では、溝状腐食が発生しないために、従来施されていためっきなどの表面処理が不要となる。そのため、素材の鋼へSiなどを添加することもできる。