(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０３０〜０．０５５ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．０８ｗｔ％、Ｍｎ：０．２３〜０．３０ｗｔ％、Ｐ：０．０１４〜０．０１７ｗｔ％、Ａｌ：０．０２０〜０．０４０ｗｔ％、Ｃｕ：０．０１５〜０．０５８ｗｔ％、Ｓ：０．００３ｗｔ％以下であり、かつＭｇ：０．００１５〜０．００２５ｗｔ％、Ｃａ：０．００２５〜０．００４ｗｔ％、Ｓｒ：０．００５５〜０．００８５ｗｔ％、Ｂａ：０．００９〜０．０１３ｗｔ％の中から選ばれた１種または２種以上の元素を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる耐溝状腐食性に優れる電縫鋼管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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56-123349号公報や特開昭56-98451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確実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著しくS量を低減する必要があり、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、溝状腐食の発生を確実には防止できない。
【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や希土類元素の添加はコストアップにつながり、特開昭56-123349号公報や特開昭56-98451号公報に記載されたCuやCaを添加する方法では、溝状腐食の発生を確実に防止することができない。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、Ｃ：０．０３０〜０．０５５ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．０８ｗｔ％、Ｍｎ：０．２３〜０．３０ｗｔ％、Ｐ：０．０１４〜０．０１７ｗｔ％、Ａｌ：０．０２０〜０．０４０ｗｔ％、Ｃｕ：０．０１５〜０．０５８ｗｔ％、Ｓ：０．００３ｗｔ％以下であり、Ｍｇ：０．００１５〜０．００２５ｗｔ％、Ｃａ：０．００２５〜０．００４ｗｔ％、Ｓｒ：０．００５５〜０．００８５ｗｔ％、Ｂａ：０．００９〜０．０１３ｗｔ％の中から選ばれた１種または２種以上の元素を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からな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、特殊な合金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】
0003796987.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、溶接後の熱処理を行うことなく、また、希土類元素のような高価な合金元素を用いずに、溶接熱影響部の固溶S量を0.0010wt%以下になるように減少できれば、安価で確実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、安価で、しかも溶接時に再固溶し難い硫化物を形成する元素について検討したところ、Mg、Ca、Sr、Baが有効であり、Sを0.003wt%以下とし、Mg：0.0015〜0.0025wt%、Ca：0.0025〜0.004wt%、Sr：0.0055〜0.0085wt%、Ba：0.009〜0.013wt%の中から選ばれた1種または2種以上の元素を含む電縫鋼管であれば、確実に溝状腐食の発生を防止できることを見出した。
【００１６】
以下に各元素量の限定理由を説明する。
S：コスト上、できる限りMg、Ca、Sr、Baの含有量を少なくすることが望ましいので、S量もできる限り低減する必要がある。しかし、上述したように、S量を著しく低減するには、特殊な脱S処理が必要でコストアップにつながる。それゆえ、特殊な脱S処理を行うことなく低減できる0.003wt%を上限とする。
【００１７】
Mg、Ca、Sr、Ba：これらの元素が溝状腐食の発生の防止に有効な理由は、必ずしも明らかではないが、鋼の溶製時にSと反応し、溶接時に再固溶しないような安定した硫化物を形成するため、溶接熱影響部の固溶S量を0.0010wt%以下にできるためと考えられる。したがって、Sの上限である0.003wt%を含む鋼の固溶S量を0.0010wt%にするために必要なこれら元素の化学量論的な量を下限値とした。ただし、この下限値は、これら元素は酸素とも反応するので、脱酸後の酸素量を0.005wt%として酸素との反応に消費される量を考慮して計算した値である。しかし、実際には理想的に化学量論的反応が進行するとは限らないので、確実に溝状腐食の発生を防止するには、この下限値以上に含有させる必要があるが、各元素とも上記上限値を超えると著しいコストアップや溶接部の靭性劣化を招く。
【００１８】
素材となる熱延鋼板は、Ｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ量が本発明範囲内に調整されており、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｃｕの成分が通常用いられている一般配管用電縫鋼管と同様な鋼を溶製し、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。
【００１９】
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して製造すればよく、溶接後の特別な熱処理や冷却コントロールは不要である。
【００２０】
【実施例】
表2に示すMg、Ca、Sr、Ba量を本発明範囲内に含む成分系の熱延鋼板1〜8とこれらの元素を含まない成分系の熱延鋼板9〜13を用い、高周波誘導加熱装置により電縫溶接管の試料1〜13を作製した。なお、いずれの熱延鋼板においても、S量は通常の脱S処理で低減できる0.0020〜0.0030wt%の本発明範囲内に調整されている。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。
【００２１】
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。
【００２２】
結果を表3に示す。
Mg、Ca、Sr、Baを本発明範囲の下限値の量含む試料1、3、5、7および下限値を超えた量含む試料2、4、6、8ともに、溝状腐食の発生が認められない。
【００２３】
一方、Mg、Ca、Sr、Baを含まない試料9〜13には、溝状腐食の発生が認められる。
【００２４】
【表２】
0003796987.tif 000003
【００２５】
【表３】
0003796987.tif 000004
【００２６】
【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を提供できる。
【００２７】
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。