(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向の両端部における当該幅方向への引張強度が、前記両端部を除く一般部における前記幅方向への引張強度よりも高いことを特徴とする溶接鋼管用鋼板。
【請求項２】
前記両端部を除く一般部は、前記幅方向の中央部である請求項１に記載された溶接鋼管用鋼板。
【請求項３】
前記一般部における前記幅方向への引張強度は750MPa以上である請求項１または請求項２に記載された溶接鋼管用鋼板。
【請求項４】
前記両端部および前記一般部それぞれにおける引張強度の差は20MPa 以上である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された溶接鋼管用鋼板。
【請求項５】
シーム溶接部に近接する位置における母材の円周方向引張強さが、該シーム溶接部および前記シーム溶接部に近接する位置を除いた位置における母材の円周方向引張強さよりも高いこと
を特徴とする溶接鋼管。
【請求項６】
前記シーム溶接部および前記シーム溶接部に近接する位置を除いた位置は、該シーム溶接部から円周方向へ180 度離れた部分を含む請求項５に記載された溶接鋼管。
【請求項７】
前記シーム溶接部および前記シーム溶接部に近接する位置を除いた位置における前記幅方向への引張強度は750MPa以上である請求項５または請求項６に記載された溶接鋼管。
【請求項８】
前記シーム溶接部に近接する位置と、前記シーム溶接部および前記シーム溶接部に近接する位置を除いた位置とのそれぞれにおける引張強度の差は20MPa 以上である請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載された溶接鋼管。
【請求項９】
前記シーム溶接部における溶接金属の円周方向引張強さが、該シーム溶接部に近接する位置における母材の円周方向引張強さの95％以上であることを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれか１項に記載された溶接鋼管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガス配管や石油配管等に使用するのに好適な、溶接鋼管用鋼板および溶接鋼管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば天然ガスや原油等のパイプライン操業では、近年、輸送コスト低減のため高圧操業が指向される傾向にあり、これに伴って、パイプライン用鋼管の母材には、高強度化および厚肉化が推進されている。
【０００３】
このようなパイプライン用鋼管のうちで直径が20インチを越えるような比較的大径のパイプは、一般的に、素材である厚板をプレス成形してオープンパイプとした後にアーク溶接によりシーム溶接を行うことにより、製造される。大径管の代表的な製造方法としてＵＯＥ製管法がある。ＵＯＥ製管法では、まず、ＵプレスおよびＯプレスによりオープンパイプを形成した後、大入熱溶接が可能なＳＡＷ溶接法によりシームを溶接しパイプとする。そして、鋼管の真円度向上とシーム溶接部の残留応力除去とを目的として拡管加工を行うことによって最終製品とする。
【０００４】
ところで、操業中のパイプラインに最終的な破壊が発生すると重大事故につながることは明らかである。このため、パイプライン用鋼管の母材には、亀裂が発生した場合であっても、一定長さで亀裂が停止するのに充分な靭性を有することが求められている。また、欠陥を内包する可能性が高い溶接部に対しても、使用温度において脆性破壊が生じないだけの高い靭性が求められる。
【０００５】
さらに、溶接金属は一般に母材とは組成が異なる凝固ままで使用されるとともに溶接熱影響部では部位により受けた熱履歴が異なるため、溶接部では金属組織および機械的性質が不均質となり易い。このため、パイプライン用鋼管には、静的な破壊の際には、破壊の起点が、溶接部ではなくて、金属組織および機械的性質が均質な母材部となることも要求される。
【０００６】
母材および溶接金属の溶接に関しては、これまでにも様々な報告がなされている。例えば文献「溶接構造要覧」（黒木出版社刊、平成1988年３月発行）の172 頁４〜６行には、溶接継手の母材の強度よりも強度が高い溶接金属を選択することが提案されている。これによれば、母材と同等以上の溶接金属を選択することにより、継手の破断強さは母材と同等程度になるとしている。
【０００７】
これに対し、特開2000−199036号公報では、高強度鋼管のシーム溶接においては母材よりも引張強さが僅かに低い溶接金属を組み合わせることが、溶接熱影響部に生ずる軟化部への歪み集中を緩和できることから、好ましいとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の技術では、パイプライン用鋼管の静的な破壊の際に、金属組織および機械的性質が均質な母材部を確実に破壊の起点とすることはできない。
【０００９】
すなわち、文献「溶接構造要覧」では破壊の起点、すなわち破断位置に関しては、溶接ビードの止端部形状や溶接熱影響部での軟化現象の影響を考慮する必要がある旨を指摘するにとどまっており、母材部を確実に破壊の起点とすることができる条件は何ら開示されていない。
【００１０】
また、特開2000−199036号公報には、上述したように、文献「溶接構造要覧」の記載内容と反する内容が記載されており、統一された見解は見当たらない。
さらに、各社の市販鋼管 (X100鋼管) を評価した結果によれば、いずれの鋼管も溶接熱影響部又は溶接金属で破断しており、特にX100を越えるような高強度鋼管では母材部が破壊の起点となったものは見当たらなかった。
【００１１】
このように、従来は、高強度溶接鋼管、特に円周方向の引張強さ750MPa以上の強度を有する高強度溶接鋼管の静的破壊において母材部を安定的に破壊の起点とするための技術思想が存在しておらず、このため、パイプライン用鋼管の静的な破壊の際に、金属組織および機械的性質が均質な母材部を確実に破壊の起点とすることはできなかった。
【００１２】
本発明の目的は、高強度溶接鋼管、特に円周方向の引張強さ750MPa以上の強度を有する高強度溶接鋼管の静的破壊において母材部を安定的に破壊の起点とし、これにより、パイプライン用鋼管の静的な破壊の際に、金属組織および機械的性質が均質な母材部を確実に破壊の起点とすることができるために、例えばガス配管や石油配管等に使用するのに好適な、溶接鋼管用鋼板および溶接鋼管を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、幅方向の両端部における幅方向への引張強度が、両端部を除く一般部における幅方向への引張強度よりも高いことを特徴とする溶接鋼管用鋼板である。
【００１４】
この本発明にかかる溶接鋼管用鋼板では、両端部を除く一般部が、幅方向の中央部であることが望ましい。
また、これらの本発明にかかる溶接鋼管用鋼板では、一般部における幅方向への引張強度が750MPa以上であることが望ましい。
【００１５】
また、これらの本発明にかかる溶接鋼管用鋼板では、両端部および一般部それぞれにおける引張強度の差が20MPa 以上であることが望ましい。
別の観点からは、本発明は、シーム溶接部に近接する位置における母材の円周方向引張強さが、シーム溶接部およびシーム溶接部に近接する位置を除いた位置における母材の円周方向引張強さよりも高いことを特徴とする溶接鋼管である。
【００１６】
この本発明にかかる溶接鋼管では、シーム溶接部およびシーム溶接部に近接する位置を除いた位置が、シーム溶接部から円周方向へ180 度離れた部分を含むことが望ましい。
【００１７】
これらの本発明にかかる溶接鋼管では、シーム溶接部およびシーム溶接部に近接する位置を除いた位置における幅方向への引張強度が750MPa以上であることが望ましい。
【００１８】
これらの本発明にかかる溶接鋼管では、シーム溶接部に近接する位置と、シーム溶接部およびシーム溶接部に近接する位置を除いた位置とのそれぞれにおける引張強度の差が20MPa 以上であることが望ましい。
【００１９】
さらに、これらの本発明にかかる溶接鋼管では、シーム溶接部における溶接金属の円周方向引張強さが、シーム溶接部に近接する位置における母材の円周方向引張強さの95％以上であることが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる溶接鋼管用鋼板および溶接鋼管の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態が適用対象とする、シーム溶接による溶接鋼管１を示す説明図である。同図を参照しながら、まず、本発明が完成するための基礎的知見について簡単に説明する。
【００２２】
本発明者らは、パイプライン用鋼管１の静的な破壊の際に、金属組織および機械的性質が均質な母材部２を確実に破壊の起点とするためには、溶接部３で破断が生じる原因を明らかにする必要があると考え、溶接部３で破断が生じる原因を検討し、以下に列記する知見(1) 〜(3) を得た。
【００２３】
(1) 溶接鋼管１に内圧が付与される場合、溶接ビードにより形成される溶接部３と母材２との境界部４（本明細書では「トウ部」という) への歪み集中が生じること。
【００２４】
(2) トウ部４への歪み集中の原因は、溶接部３に生じる材質および形状それぞれの不連続であること。
(3) 上記(2) 項における「溶接部３に生じる材質の不連続」とは、溶接熱影響部3aにおける硬さの低下（軟化）や、溶接部３を構成する溶接金属が本質的に母材部２とは異なる成分であることに起因したる強度変動を意味する。
【００２５】
ここで、前述したように、これまでは、上記(3) 項に記述した「溶接部３に生じる材質の不連続」からの検討が主に行われてきた。すなわち、溶接熱影響部3aでの軟化の防止、あるいは溶接金属の強度の調整により、トウ部４への歪み集中を低減する手法が検討されているが、統一された見解を得るには至っていない。また、溶接ビードの存在による歪み集中は容易に推定できるが、実効的にビード形状を制御する具体的な方法は明らかにはされていない。
【００２６】
ここで、溶接部３での破壊を回避しなければならない理由は、溶接部３に欠陥が含有される確率は、母材部２に欠陥が含有される確率よりも高いこと、および強度の不連続を有する溶接部３では強度保証が困難なことがある。また、破断位置については、継手引張の際に母材部２で破断する必要は必ずしも無く、鋼管１として用いられた場合に要求される最低強度を保証した上で、溶接部３での破断を回避できればよい。
【００２７】
このような前提のもとで、溶接鋼管１に内圧が作用した場合を考えると、溶接部３の内面側には円周方向の引張応力に加えて曲げ応力が作用し、歪みの集中が生じることが想定される。ここで、ある公称強度、内径および肉厚を有する鋼管に特定の内圧を付与した場合の鋼管全体での歪みの合計は一定であると考えられることから、溶接部３の近傍に歪みが集中している場合には、溶接部３の近傍以外の他の部分での歪みの負担は低減されている筈である。
【００２８】
このことから、溶接部３の近傍への歪み集中を低減するためには、溶接部３以外の母材部２に積極的に歪みを負担させればよいと考えられる。具体的には、母材部２である溶接鋼管用鋼板の板幅方向について、溶接部３となる板幅方向の両端部5aが最も高強度となるとともに板幅方向の端部を除く他の部位 (例えば母材の板幅方向の中央部5b) が最も低強度となるように、強度分布を持たせることにより、溶接部３での歪み集中を緩和できる。特に、最も低強度とする部分を母材部３の板幅方向の中央部5bとすれば、溶接鋼管１の強度保証を溶接部３から180 度離れた部位5bに関して行うことにより、溶接鋼管１の最低強度を保証することができる。
【００２９】
本実施の形態では、本発明のかかる基礎的知見に基づいて、本発明にかかる溶接鋼管用鋼板５および溶接鋼管１を製造する。そこで、初めに本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５を説明し、次に本実施の形態の溶接鋼管１を説明する。
【００３０】
[本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５]
本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５は、幅方向の両端部5a、5aにおける幅方向への引張強度が、両端部5a、5aを除く一般部5cにおける幅方向への引張強度よりも高いものである。
【００３１】
すなわち、本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５を製造するには、用いる鋼板の板幅方向の一般部5cの平均引張強さに対して、板幅方向の両端部の引張強さを高くする必要がある。ここで、１枚の鋼板において板幅方向に組成を積極的に変化させることは現在の技術では容易でない。しかし、同一の組成を有する鋼であっても圧延方法や熱処理方法等の違いによって強度が大きく変化することは良く知られている。このため、例えば鋼板５の端部5a、5aの冷却速度を、一般部5cより大きくすることや、焼戻温度を鋼板の端部5a、5aと一般部5cとで異ならせることにより、鋼板の端部5a、5aの強度を一般部5cの強度よりも大きくすることができる。以下に、本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５の製造方法の具体例をいくつか列記するが、これらはあくまでも例示であり、ここに列記した方法以外の如何なる方法であっても、鋼板５の板幅方向の一般部5cの平均引張強さに対して、鋼板５の板幅方向の両端部5a、5aの引張強さを高くすることができる方法は、いずれも本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５の製造方法として適用可能である。
【００３２】
(具体例１)
強度調整のために鋼板５の製造工程において焼戻を行うに際して、鋼板５の板幅方向の一般部5cでの焼戻温度を鋼板の両端部5a、5aに比較して高く設定する。この場合、加熱炉を用いたような雰囲気加熱を用いたのでは不可能であるが、例えば高周波誘導加熱や通電加熱等の局部加熱方法を併用することにより、鋼板５の一般部5cでの焼戻温度を鋼板５の両端部5a、5aに比較して高く設定することができる。
【００３３】
(具体例２)
圧延後の冷却過程において、鋼板５の両端部5a、5aの冷却速度を鋼板５の一般部5cの冷却速度に比較して高くするか、あるいは鋼板５の両端部5a、5aを一般部5cに比較してより低温まで水冷する等の工夫により、鋼板５の板幅方向の一般部5cの平均引張強さに対して、鋼板５の板幅方向の両端部5a、5aの引張強さを高くすることができる。例えば、水冷装置を用いる場合には鋼板５の両端部5a、5aに向けて噴射される水量と、鋼板５の一般部5cに向けて噴射される水量とを異ならせるか、あるいは水冷停止時刻を異ならせることが簡便で便利である。
【００３４】
(具体例３)
比較的高温で圧延を終了し空冷ままで製造される場合には、鋼板５の両端部5a、5aの冷却速度は自然と鋼板５の一般部5cより大きくなる傾向があるため、鋼板５の板幅方向の一般部5cの平均引張強さに対して、鋼板５の板幅方向の両端部5a、5aの引張強さを高くすることが、理論上は可能である。しかし、このような冷却により達成される、板幅方向の一般部5cおよび両端部5a、5aそれぞれの引張強さの差は、本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５として用いることができる程度に大きくないため、この両端部に例えば冷却ガス等を吹き付けることにより、両端部5a、5aの温度を低減することが望ましい。
【００３５】
本実施の形態では、このようにして、幅方向の両端部5a、5aにおける幅方向への引張強度が、両端部5a、5aを除く一般部5cにおける幅方向への引張強度よりも高い溶接鋼管用鋼板５が製造されるが、「幅方向の両端部」の範囲について説明する。
【００３６】
すなわち、高強度化する鋼板５の幅方向の両端部5a、5aの幅は、少なくとも両端部5a、5aに開先加工および溶接施工を行った後にもなお、高強度化された部分が溶接部３に隣接してその近傍に残存する必要がある。本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５の端部の強度を上昇させる理由が、溶接鋼管１とした後に溶接部３の近傍の母材部２の強度を高くすることにあるからである。具体的には、鋼板５の幅方向の両端部5a、5aは、鋼管１とした後の強度上昇部の幅として、板厚の２倍程度以上の範囲であれば十分に効果があるものと考えられ、実際の強度測定を考慮すると、鋼板５の幅方向について両端面から中心部へ向けて50mm以上の範囲であることが望ましい。
【００３７】
また、本実施の形態では、「両端部5a、5aを除く一般部5c」を、幅方向の中央部5bを含む部分とした。これにより、特に、最も低強度とする部分を母材部２の板幅方向の中央部5bとすることができるため、溶接鋼管１の強度保証を溶接部３から180 度離れた部位5bに関して行うことができ、確実かつ簡単に最低強度を保証することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、一般部における幅方向への引張強度を750MPa以上とした。このため、本実施の形態によれば、特にX100を越えるような高強度鋼管１においても、母材部２を破壊の起点とすることができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態では、両端部5a、5aおよび中央部5bそれぞれにおける引張強度の差を20MPa 以上とした。すなわち、本発明者らは、母材２の両端部5a、5aと母材２の中央部5bとのそれぞれの強度が異なるように試作した鋼板を用いて、バースト試験による破壊位置の確認を行った。その結果、溶接部３の近傍での母材２の強度が、母材２の中央部5bに比較して20MPa 程度以上高い場合には母材部２で確実に被断することを見い出した。一方、上記のような強度分布を有する母材部２を用いた場合であっても、溶接部３をなす溶接金属の強度が母材部２に比較して著しく低い場合、具体的には溶接金属の引張強さが溶接部３の近傍の母材２の引張強さの95％以下である場合には、溶接部３での破断を回避できないことがあることを併せて知見した。そこで、本実施の形態では、両端部5a、5aおよび中央部5bそれぞれにおける引張強度の差を20MPa 以上とした。
【００４０】
なお、上記に記載した方法以外の方法により製造された鋼板であっても、溶接部３の近傍の母材２の強度が他の一般部5cに比較して20MPa 以上大きくなっている鋼管であれば、本発明の目的に充分な効果を得ることができる。また、鋼の溶解や鋳造方法に関しては如何なる制限も設けるものではない。
【００４１】
さらに、両端部5a、5aおよび中央部5bそれぞれの間における強度差の上限については特に限定を設ける必要はないが、余りに両端部5a、5aと中央部5bとでの強度差が大きくなると著しく高強度な溶接金属が必要となり、溶接低温割れの感受性を高める可能性があることから、両端部5a、5aおよび中央部5bそれぞれの間における強度差は150MPa以下とすることが好ましく、同様の観点から、80MPa 以下であることが望ましい。
【００４２】
本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５は、以上のように構成される。次に、本実施の形態の溶接鋼管１について説明する。
[本実施の形態の溶接鋼管１]
本実施の形態の溶接鋼管１は、シーム溶接部３に近接する位置４における母材部２の円周方向引張強さが、シーム溶接部３およびシーム溶接部３に近接する位置４を除いた位置５における母材部２の円周方向引張強さよりも高いものである。
【００４３】
この本実施の形態の溶接鋼管１は、上述した本実施の形態の溶接鋼管用鋼板５を素材として、例えばＵＯＥ製管法によるプレス成形によりオープンパイプとした後にアーク溶接によりシーム溶接を行うことにより、製造される。そして、鋼管１の真円度向上とシーム溶接部３の残留応力除去とを目的として拡管加工を行うことによって最終製品とする。
【００４４】
このため、本実施の形態の溶接鋼管１は、▲１▼シーム溶接部３およびシーム溶接部３に近接する位置４を除いた位置５が、シーム溶接部３から円周方向へ180 度離れた部分5bを含むこと、▲２▼シーム溶接部３およびシーム溶接部３に近接する位置４を除いた位置５における幅方向への引張強度が750MPa以上であること、▲３▼シーム溶接部３に近接する位置４と、シーム溶接部３およびシーム溶接部３に近接する位置４を除いた位置５とのそれぞれにおける引張強度の差が20MPa 以上であること、および▲４▼シーム溶接部３における溶接金属の円周方向引張強さが、シーム溶接部３に近接する位置４における母材部２の円周方向引張強さの95％以上であることという、４つの特徴を有する。
【００４５】
すなわち、本発明者らは、母材部２の両端部5a、5aと母材部２の板幅方向中央部5bから強度が異なる鋼板を製造して鋼管を試作し、バースト試験による破壊位置の確認を行った。その結果、溶接部３の近傍４での母材２の強度が母材中央部5bに比較して20MPa 程度以上高い場合には、母材部２で破断することを見い出した。一方、上記のような強度分布を有する母材部２を有する鋼管１を用いた場合であっても溶接金属の強度が母材部２に比較して著しく低い場合（具体的には溶接金属の引張強さがシーム溶接部３の近傍４における母材の引張強さの95％未満）には、溶接部３での破断を回避できないことがあることも併せて見い出した。
【００４６】
このように、本実施の形態では、溶接金属の引張強さを、継手の引張強さがシーム溶接部３の近傍４における引張強さと略同等となるように、選択することが望ましい。このためには、シーム溶接部３の近傍４における母材２の引張強さに対して95％以上の引張強さが溶接金属に要求される。好ましくは溶接金属の引張強さをシーム溶接部３の近傍４における母材の引張強さ以上とすることがさらに望ましい。
【００４７】
この本実施の形態によれば、円周方向の引張強さ750MPa以上の強度を有する高強度溶接鋼管１の静的破壊において母材部２を安定的に破壊の起点とし、これにより、パイプライン用鋼管５の静的な破壊の際に、金属組織および機械的性質が均質な母材部２を確実に破壊の起点とすることができる。このため、例えばガス配管や石油配管等に使用するのに好適な、溶接鋼管用鋼板５および溶接鋼管１が提供される。
【００４８】
【実施例】
さらに、本発明にかかる溶接鋼管用鋼板および溶接鋼管を、実施例を参照しながらより具体的に説明する。
【００４９】
(実施例１)
溶接鋼管用鋼板として、▲１▼母材の強度が板幅方向に均一な鋼板（従来例）、▲２▼鋼板の両端部において一定の割合で強度が増加する鋼板（シーム溶接部の近傍が母材に対して高強度である鋼板；本発明例）、および▲３▼鋼板の端部において一定の割合で強度が低下した鋼板（シーム溶接近傍が母材に対して低強度である鋼板；比較例）を用いて、溶接鋼管を慣用の手法により製造し、製造されたこれらの溶接鋼管に内圧を付与して変形させた場合の鋼管断面における歪み分布をＦＥＭを用いて計算した。なお、本計算においては、溶接金属の強度は、母材の両端部の特性と等しいと仮定した。
【００５０】
その結果、比較例ではシーム溶接部の内面の近傍に明らかな歪み集中が認められるとともに、歪みはシーム溶接部を含む鋼管の半分に集中していたことが判明した。
【００５１】
また、従来例では、歪みが鋼管全体で受け持たれるように歪み分布が変化するとともに、シーム溶接部の内面近傍における歪み集中が緩和された。
さらに、本発明例では、シーム溶接部の内面近傍での歪み集中が比較例に比較してさらに緩和されるとともに、シーム溶接部を含む鋼管半分の歪みに比較してシーム溶接部に向かい合う残りの鋼管半分での歪みが大きくなることを確認した。
【００５２】
本実施例により、溶接鋼管用鋼板の両端部における強度を中央部における強度に比較して高強度化することにより、鋼管に内圧が作用した際の歪み分布を制御することができることがわかる。
【００５３】
(実施例２)
表１に示す組成を有する鋼を転炉法により溶製し、得られた溶鋼を連続鋳造法により、厚さ300mm の連鋳スラブとし、板厚19mmおよび板幅3100mmまで制御圧延を行った。なお、制御圧延の際には、鋼板の幅方向に強度変化を付けるために水冷ノズルを３分割し、鋼板の両端部と中央部との水量を変化させ、水冷停止温度を変化させた。
【００５４】
【表１】
0003733905.tif 000002
【００５５】
なお、ここで「水冷停止温度」とは、全ての冷却水の噴射を終了した時点での鋼板の表面温度である。鋼板の表面温度は、板幅方向の中央部と、この中央部から1400mm離れた鋼板の両端部との、合計３カ所で測定した。また、圧延にあたってのスラブ加熱温度は1050℃、圧延終了温度は780 ℃、水冷開始温度は750 ℃とし、いずれの鋼板についても同一条件とした。なお、表２に製造した鋼板の各部での水冷終了温度を示す。
【００５６】
【表２】
0003733905.tif 000003
【００５７】
かかる鋼板５を母材として、図１に示す外径36インチ(914mm）の大径管１を製造した。すなわち、得られた鋼板５の端部を開先加工した後、プレス法（端部曲げ加工、ＵプレスおよびＯプレス）によりオープンパイプに成型し、端部５を突き合わせて内外面から各１層のシーム溶接をサブマージアーク溶接により行い、溶接鋼管１とした。製管溶接は内外各１層のいわゆる内外一層溶接で行った。さらに、シーム溶接はサブマージアーク溶接で行い、溶接入熱量は約3.OkJ/mmとなるように調整した。表３には、溶接ワイヤ成分および各鋼管の溶接金属それぞれの化学成分を示す。
【００５８】
【表３】
0003733905.tif 000004
【００５９】
得られた鋼管１の各部の引張強さを確認するため、図１に破線で示す位置Ａから、鋼管円周方向の引張強さを求めるための板状試験片をA1〜A3を採取し、引張試験を行った。
【００６０】
引張試験片A1はシーム溶接部３を含む継手引張試験片であり、溶接部３での引張強さの測定を行うことを目的とした。また、引張試験片A2およびA3は、シーム溶接部３の近傍４の母材の引張強さを測定するために採取した。さらに、シーム溶接部３から180 度離れた位置から引張試験片A4を採取し、母材の引張強さを確認した。また、各溶接鋼管１のシーム溶接部３を構成する溶接金属から、溶接金属の引張強さを確認するために直径６mmの全溶接金属の丸棒引張試験片 (図示しない) を採取し、引張強さを測定した。測定結果を表４にまとめて示す。
【００６１】
【表４】
0003733905.tif 000005
【００６２】
表４に示すように、本実施例では、全ての鋼管について溶接金属の引張強さは母材の引張強さより大きい、いわゆるオーバーマッチとなっている。また、継手の引張強さはいずれの実施例においてもシーム溶接部の近傍の母材の引張強さと同等である。
【００６３】
また、水圧バースト試験での円周方向破断応力は、鋼管の円周方向において最も低い引張強さと相関を持っていることがわかる。
さらに、破断位置についてみると、シーム溶接部の近傍における母材の引張強さがシーム溶接部から180 度離れた母材とほぼ同等な鋼管Ａ、シーム溶接部の近傍の母材の引張強さがシーム溶接部から180 度離れた母材より低い鋼管Ｂにおいてはシーム溶接部の溶融線から亀裂が発生し母材へと進展するいわゆるHAZ 破断となったのに対し、シーム溶接部の近傍の母材の引張強さがシーム溶接部から180 度離れた母材よりも大きな鋼管Ｃ、Ｄ、Ｅでは、いずれも母材部で破断した。
【００６４】
(実施例３)
実施例２で製造した鋼板Ｃを用いて溶接金属の引張強さが異なる鋼管を製造し、溶接金属の引張強さの影響について検討した。溶接ワイヤが異なる以外は実施例２と同様の試験を行った。表５には、本実施例で用いたワイヤ成分と溶接金属成分を示すとともに、表６には、引張試験およびバースト試験の結果を示す。
【００６５】
【表５】
0003733905.tif 000006
【００６６】
【表６】
0003733905.tif 000007
【００６７】
製造した鋼管Ｆ、Ｇの溶接金属の引張強さは、いずれも、シーム溶接部の近傍の母材の引張強さに対して低い、いわゆるアンダーマッチである。溶接金属の引張強さがシーム溶接の近傍における母材の引張強さの95％以上である鋼管Ｆではアンダーマッチながら、継手の引張強さは母材と同等となった。
【００６８】
一方、溶接金属の引張強さがシーム溶接部の近傍の母材の引張強さの95％以下である鋼管Ｇでは、継手の引張強さは母材に比較して明らかに低下した。この結果、水圧バーストでは鋼管Ｆが母材で破断したのに対して、鋼管Ｇでは溶接部で破断した。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、高強度溶接鋼管、特に円周方向の引張強さ750MPa以上の強度を有する高強度溶接鋼管の静的破壊において母材部を安定的に破壊の起点とし、これにより、パイプライン用鋼管の静的な破壊の際に、金属組織および機械的性質が均質な母材部を確実に破壊の起点とすることができるために、例えばガス配管や石油配管等に使用するのに好適な、溶接鋼管用鋼板および溶接鋼管を提供することができた。
【００７０】
かかる効果を有する本発明の意義は、極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態が適用対象とする、シーム溶接による溶接鋼管を示す説明図である。
【符号の説明】
１  溶接鋼管
２  母材部
３  溶接部
3a  溶接熱影響部
４  境界部
５  溶接鋼管用鋼板
5a  両端部
5b  中央部
5c  一般部
【図１】
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