海底纜線保護管用異型鋼絲、其制造方法以及耐壓層的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及與長邊方向垂直的截面形狀為中空扇形、抗拉強度為1200MPa以上的 高強度并且低循環(huán)疲勞特性優(yōu)異的海底纜線保護管用異型鋼絲、其制造方法以及耐壓層。
[0002] 本申請基于2012年10月4日在日本申請的日本特愿2012-222347號主張優(yōu)先權， 在此援引其內(nèi)容。
【背景技術】
[0003] 光纖等的保護管是將三根截面形狀為中空扇形的異型鋼絲組合成圓筒狀而形成 的。另外，光纖是從保護管通過而得以保護免受外力影響的，該保護管成為耐壓層。為了削 減纜線的鋪設成本，對于保護管和耐壓層要求輕量化，例如專利文獻1~4所公開的那樣， 以往以來提出了抗拉強度高的異型鋼絲。此外，異型鋼絲是在對絲材進行拉絲加工后對絲 材實施將其截面形狀制成大致中空扇形的異型軋制而制造的。因此，例如專利文獻5提出 了兼顧冷加工性與高強度化的高強度鋼絲。這里，絲材表示鋼絲的原材料。另外，鋼絲是指 包括異型鋼絲和除了異型鋼絲以外的鋼絲的總稱。
[0004] 為了兼顧鋼絲的冷加工性與高強度化，增加滲碳體分率、通過固溶Si等來強化鐵 素體、使珠光體的片層間距微細化是有效的。這樣的鋼絲例如是如下制造的：對含有大量的 C且根據(jù)需要添加 Si、Cr等而煉制得到的鋼坯進行熱軋以制成絲材，進而將該絲材加熱到 奧氏體區(qū)域，然后冷卻，冷卻后進行用于使其等溫相變的鋼絲韌化處理。
[0005] 以往的抗拉強度高的異型鋼絲是著眼于熱軋后和鋼絲韌化處理后的鋼絲的金屬 組織，謀求實現(xiàn)高強度化與高延展性化的兼顧。另外，就用于制造謀求高強度化與高延展性 化的兼顧的異型鋼絲的拉絲加工工序和異型軋制工序，例如專利文獻2和3提出了對減少 截面積和軋輥的口徑（caliber)形狀進行調(diào)整以防止斷絲的方法。
[0006] 但是，例如專利文獻2以及3所公開的對減少截面積和軋輥的口徑形狀進行調(diào)整 這樣的技術在確保異型鋼絲的抗拉強度上是有效的，但以該技術得到的異型鋼絲的低循環(huán) 疲勞特性不能說是優(yōu)異的。另外，例如專利文獻1沒有規(guī)定織構和尺寸精度，因此難以兼顧 抗拉強度的均勻性與優(yōu)異的低循環(huán)疲勞特性即耐久性。
[0007] 此外，在海洋等中由船上鋪設電力纜線、通信纜線時，在纜線到達海底特別是到達 深海底并穩(wěn)定為止的短時間之間，受到狂風暴雨、波浪等的影響。由此，水壓、潮汐力有時會 對纜線反復施加大的張力，從而可能會發(fā)生由低循環(huán)疲勞造成的斷裂。因此，對于用于保護 光纖等的異型鋼絲要求低循環(huán)疲勞特性。
[0008] 現(xiàn)有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本特開昭62-228431號公報
[0011] 專利文獻2 :日本特開2003-301239號公報
[0012] 專利文獻3 :日本特開2003-301240號公報
[0013] 專利文獻4 :日本特開2004-277759號公報
[0014] 專利文獻5 :日本特開2010-229469號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明所要解決的問題
[0016] 本發(fā)明是鑒于這樣的實際情況，其目的在于：提供特別適于海底纜線保護管用的 高強度且低循環(huán)疲勞特性優(yōu)異的海底纜線保護管用異型鋼絲、其制造方法以及耐壓層。
[0017] 用于解決問題的手段
[0018] 本發(fā)明的主旨如下。
[0019] (1)本發(fā)明的一個方案為異型鋼絲，其化學成分以質(zhì)量％計含有C :0.30%~ L 10%、Si :0· 10 % ~L 50%、Mn :0· 20 % ~L 50%，P 和 S 限制為 P :0· 020% 以下、S : 0. 020 %以下，剩余部分包含F(xiàn)e和雜質(zhì)，金屬組織包含鐵素體-珠光體組織或珠光體組織， 與長邊方向垂直的截面為中空扇形，上述截面的壁厚中央部、內(nèi)表面一側表層部以及外表 面一側表層部處的上述長邊方向的< 110 >取向的聚集度分別為2. 0~4. 0,上述截面的上 述內(nèi)表面一側表層部與上述外表面一側表層部的上述長邊方向的上述< 110 >取向的聚 集度之差的絕對值為0.3以下，上述截面的上述壁厚中央部處的壁厚方向的< 100 >取向 的聚集度為1. 2~3. 8,在將上述截面的相對置的內(nèi)表面一側兩端內(nèi)角R分別設定為R1、R2 時，由上述R2與上述Rl之比表示的尺寸精度指標為0. 5~2. 0。
[0020] (2)根據(jù)上述⑴所述的異型鋼絲，其化學成分以質(zhì)量％計還可以含有Cr : 0· 01%~I. 00%、B :0· 0004%~0· 0030% 中的一種以上。
[0021] (3)根據(jù)上述⑴或⑵所述的異型鋼絲，其以基于JIS Z 2241的拉伸試驗所得 到的抗拉強度可以為1200MPa以上，在使應變振幅Δ ε為2%~6%、使應變速度ε '為 0. 4% /秒、使試驗波形為重復頻率為0. 050Hz的三角波的低循環(huán)疲勞試驗中，以下述式1 算出的低循環(huán)疲勞系數(shù)A可以為15以上。
[0022] A = Nf/ Δ ε 3885 (式 1)
[0023] (4)本發(fā)明的一個方案為異型鋼絲的制造方法，其是制造上述⑴~⑶中任一 項所述的異型鋼絲的方法，其包括下述工序：拉絲加工工序，在該工序中，對金屬組織包含 鐵素體-珠光體組織或珠光體組織的原材料鋼絲進行拉絲加工，從而得到中間鋼絲；以及 異型軋制工序，該工序在上述拉絲加工工序之后，對上述中間鋼絲進行異型軋制，從而得到 異型鋼絲，在上述拉絲加工工序中，當以由上述原材料鋼絲的截面積減去上述中間鋼絲的 截面積而得到的減少截面積與由上述原材料鋼絲的截面積減去上述異型鋼絲的截面積而 得到的總減少截面積之比的百分率作為拉絲加工比例時，以上述拉絲加工比例為30%~ 85 %的方式進行上述拉絲加工，接著在上述異型軋制工序中，以輥的工作直徑為210mm~ 350mm、上述輥的表面與上述中間鋼絲的摩擦系數(shù)為0. 05~0. 2并且預先求出了后張力的 上述中間鋼絲的斷裂負荷的2%~7%的方式進行異型軋制。
[0024] (5)本發(fā)明的一個方案為耐壓層，其具備三根上述（1)~（3)中任一項所述的異型 鋼絲和光通信纖維，上述三根異型鋼絲以上述光通信纖維為中心而組合成圓筒狀。
[0025] 發(fā)明效果
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的上述各方案，能夠提供耐久性比以往得到了大幅改善的高強度的海 底纜線保護管用異型鋼絲、其制造方法以及耐壓層。當使用該異型鋼絲時，能夠抑制發(fā)生由 低循環(huán)疲勞造成的纜線斷裂；另外，能夠通過耐壓層來保護光通信纖維，因此產(chǎn)業(yè)上的貢獻 極為顯著。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明的一個實施方式的異型鋼絲的與長邊方向垂直的剖視圖。
[0028] 圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式的異型鋼絲中的EBSD測定面（TD面）和長邊 方向以及壁厚方向的立體圖。
[0029] 圖3是表示將三根上述異型鋼絲以光通信纖維為中心組合為圓筒狀而形成的耐 壓層的與長邊方向垂直的截面的圖。
【具體實施方式】
[0030] 本發(fā)明的發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q現(xiàn)有技術的問題，反復進行了認真的實驗、研宄。其結 果是，發(fā)現(xiàn)了：為了使異型鋼絲兼顧強度與低循環(huán)疲勞特性，對鐵素體-珠光體組織或珠光 體組織的金屬組織進行調(diào)整。與此相伴，對拉絲加工工序以及異型軋制工序的條件進行控 制，由此能夠?qū)Ξ愋弯摻z的長邊方向的制成中空扇形形狀的截面的長邊方向的< 110 >取 向、壁厚方向的< 100 >取向的織構或其截面的內(nèi)表面一側兩端內(nèi)角R的尺寸精度進行控 制。下面，將本實施方式的海底纜線保護管用異型鋼絲的與長邊方向垂直的中空扇形的截 面稱為與長邊方向垂直的截面、制成中空扇形形狀的截面，或者有時僅稱為截面。此外，以 下，海底纜線保護管用異型鋼絲是異型鋼絲，有時僅稱為異型鋼絲。
[0031] 進而，本發(fā)明的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了 ：異型鋼絲的特性根據(jù)以拉絲加工以及異型軋制 形成的織構而大幅變化；通過對織構進行控制，能夠使高強度的異型鋼絲的低循環(huán)疲勞特 性提高；另外，對織構進行控制時，拉絲加工以及異型軋制的條件是重要的。
[0032] 圖1是本發(fā)明的一個實施方式的異型鋼絲的與長邊方向垂直的剖視圖。圖2是表