石油産業用L485パイプライン鋼

L485 Pipeline Steel、組織構造は、その性能と安全なサービスを決定するための基礎です。現在、パイプライン鋼は、その微細構造に応じて次の 4 つのカテゴリに分類できます。

1.フェライトパーライトパイプライン鋼
フェライト系パーライトパイプライン鋼は、1960年代以前に開発されたパイプライン鋼の基本構造です。X52 および低強度グレードのパイプライン鋼はすべてフェライト パーライトです。基本成分は炭素とマンガンで、炭素含有量（質量分率、以下同じ）は0.10%～0.20%、マンガン含有量は1.30%～1.70%です。通常、熱間圧延または熱間処理プロセスの生産を使用します。より高い強度が必要な場合は、炭素含有量の上限が望ましいか、またはマンガン系に微量のニオブとバナジウムを追加します。フェライト系パーライトパイプライン鋼は、一般的に粒径7μm程度のポリゴナルフェライトと、体積分率30%程度のパーライトとされています。一般的なフェライト パーライト パイプライン鋼は、5LB、X42、X52、X60、X60、および X70 です。

2. 針状フェライトパイプライン鋼
針状フェライト パイプライン鋼の研究は 1960 年代後半に始まり、1970 年代前半に工業生産に投入されました。当時、Eをベースにしたマンガン-ニオブ系が低炭素化を進めていました。mn-Mo-Nb マイクロアロイ パイプライン鋼では、モリブデンの添加により変態温度が低下し、ポリゴナル フェライトの形成が抑制され、針状フェライト変態が促進され、炭素と窒化ニオブの析出強化効果が向上し、鋼の強度が向上します。靭性と脆性遷移温度を下げます。このモリブデン合金化技術は、40年近く生産されています。近年、針状フェライトを得るための別の高温技術が出現している。高ニオブ合金化技術により、より高い圧延温度で針状フェライトを得ることができます。一般的な針状フェライト パイプライン鋼は、X70 と X80 です。

3. ベイナイト - マルテンサイト パイプライン鋼
高圧で大流量の天然ガスパイプライン鋼の開発とパイプライン建設のコスト削減の追求により、針状フェライト構造は要件を満たすことができなくなりました。20 世紀後半に、超高強度パイプライン鋼の一種が登場しました。典型的な鋼種は X100 と X120 です。X100 は 1988 年に日本の SMI によって最初に報告されました。長年の研究開発の後、X100 パイプは 2002 年にエンジニアリング テスト セクションに初めて敷設されました。米国のエクソンモービルは 1993 年に X120 パイプライン鋼の研究を開始しました。 1996 年には、日本の SMI および NSC と協力して、X120 の研究プロセスを共同で推進しました。2004 年、パイプラインのパイロット セクションに X120 鋼が初めて敷設されました。

ベイナイト・マルテンサイト系パイプライン鋼の組成設計では、炭素-マンガン-銅-ニッケル-モリブデン-ニオブ-バナジウム-チタン-ホウ素の最適な組み合わせが選択されています。この合金の設計は、相転移ダイナミクスにおけるホウ素の重要な特性を最大限に活用しています。微量のホウ素 (ωB=0.0005% ~ 0.003%) を添加すると、オーステナイト粒界でのフェライトの核生成が明らかに抑制され、フェライト曲線が明らかに右にシフトします。ベイナイト遷移曲線は、最終冷却温度を下げること (& LT; 300℃) と改善された冷却速度 (> 20℃/s) によって平坦化され、より低いベイナイトおよびラス マルテンサイト組織も得られます。一般的なベイナイト マルテンサイト (B -- M) パイプライン鋼は X100 と X120 です。

4.強化ソフォライトパイプライン鋼
社会の発展に伴い、パイプライン用鋼にはより高い強度と靭性が求められています。制御された圧延および冷却技術がこのような要件を満たすことができない場合は、硬質焼入れおよび焼き戻しの熱処理プロセスを採用して、焼き戻しソルビタイトを形成することにより、厚肉、高強度、および十分な靭性という包括的な要件を満たすことができます。パイプライン鋼では、均質マルテンサイトとしても知られるこの均質ソーテンサイトは、超高強度パイプライン鋼 X120 の組織形態です。