DE1957375A1 - Austenitische Chrom-Nickel-Stickstoff-Stahllegierung fuer nichtmagnetisierbare Schwerstangen und Gestaengeteile - Google Patents
Austenitische Chrom-Nickel-Stickstoff-Stahllegierung fuer nichtmagnetisierbare Schwerstangen und GestaengeteileInfo
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Description
DH. BERtB DIPL -ΙΝβ. STAPF
8 MÜNCHEN 2, HI LBLESTRAiUw^ 2O
(Österreich)
Austenitische Chrom-Nickel-StickstoffHStahllegierung für
nichtmagnetisierbare Schwerstangen und Gestängeteile
Bei den für Tiefbohrungen notwendigen Bohrgestängen
werden für Bichtbohrungen nichtmagnetisierbare Schwerstangen und
Ge stange teile benötigt, um eine Beeinflussimg der Meßgeräte,
die in die Bohrung der Gestänge eingeführt werden, zu vermeiden·
Tür solche unmagnetische Schwerstangen wurden zunächst ausschließlich Metallegierungen auf der Basis 65 % Nickel, 25 %
Kupfer, maximal 5 % Aluminium verwendet, weil sich diese als verläßlich unmagnetisch erwiesen haben und auch die erforderlichen Festigkeitseigenschaften besitzen·
Heben diesen naturgemäß teuren Legierungen wurde zur Erzielung wirtschaftlicherer Produkte vorgeschlagen, zur Herstellung nichtmagnetisierbarer Schweretangen auch austenitische
Stähle zu verwenden· Dabei sind jedoch bei Schwerstangen aus den üblichen 18/8 Chrom-Nickel-Stählen vielfach Schwierigkeiten wegen
des ungünstigen unmagnetischen Verhaltens eingetreten. Außerdem waren die Testigkeitseigenschaften wegen der niedrig liegenden
Streckgrenze dieser Werkstoffe ungünstig. Nicht zuletzt neigen diese Stähle auch sehr zum Tressen, so daß eich bei der Verwendung im Bohrstrang erhebliche Schwierigkeiten ergeben können·
Diesem Merkmal trachtete man dadurch auszuweichen, daß die Gewindeteile aus magnetischen Vergütung«βtäJilen, wie sie für normal·
Schweretangen Verwendung finden, angefertigt und diese Endstücke
009825/1298 'U
- 1 m
i-
sodann an den unmagnetischen Mittelteil angescliweiSt wurden·
Eine solche Schwerstange mit Anschweißenden besitzt den Nachteil, daß sie nicht über die ganze Länge unmagnetisch ist und
daher für die Verwendung nicht den rollen Wert einer nur aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff hergestellten Schwerstange aufweist ·
Zur Beseitigung dieses nicht befriedigenden Zustandes
ist es bekanntgeworden, für nichtmagnetisierbare Schwerstangen Stähle zu verwenden, die eehr stabil austenitisch sind und sich
darüber hinaus besonders gut verfestigen lassen. Dies trifft besonders für Hangan-Austenite zu. Da reine Manganstähle nicht
wirtschaftlich bearbeitbar sind, wurden austenitische Stähle ^ auf der Basis Ifangan-Chrom herangezogen. Bei der Herstellung
' von homogenen, aus einem Stück bestehenden Schwerstangen aus diesen Stählen wird dabei so vorgegangen, daß getrachtet wird,
durch ein sogenanntes Warm-Saltverformen im Temperaturbereich
von zirka 5oo-8oo°0 höhere Festigkeiten zu erreichen. Bei diesem Vorgang werden die Schwerstangen üblicherweise zuerst über die
ganze Länge warm-kaltverformt und abschließend die Enden, die die
Verbindungsgewinde erhalten, noch zusätzlich einer Verformung unterzogen, um diesen höher beanspruchten Teilen der Schwerstange die notwendigen Festigkeitseigenschaften zu geben.
Für Schwerstangen, die auf diese Weise hergestellt
werden, ergeben sich beispielsweise folgende Festigkeitswerte:
für den Mittelteil
P ο
(o,2 ^-Dehngrenze)
(o,2 ^-Dehngrenze)
(Charpy V-Prob·)·· .· zirka 15 mkp/om
Solche Schwerstangen entsprechen in ihren Eigenschaften den üblichen Anforderungen im öl feld. Sie haben aber den Nach-
0098UO298
teilι daß sie gegen die Korrosionsangriffe von aggressiven
Chloridlöstangen, die in Bohrlöchern öfters auftreten, nicht
immer genügend beständig sind und unter Umständen zu Erscheinungen
von Spannungsrißkorrosion neigen· Es können dadurch Brüche eintreten, die dann den Ausfall solcher unmagnetiseher Schwerst angen verursachen.
Die vorliegende Erfindung betrifft rammehr die Verwendung
einer an sich bekannten austeni ti sehen Chrom-Nickel-Stickstoff-Stahllegierung
mit maximal 0,07 % Kohlenstoff, bis 1,oo % Silizium, o,5o bis 2,oo % Mangan, 2o,oo bis 25,oo % Chrom«
1o,oo bis 15,oo % Nickel, 0,05 bis 0,50 % Stickstoff, Rest Eisen
mit den üblichen Begleitelementen als Werkstoff zur Herstellung von nichtmagnetisierbaren und gegen Spannungsrißkorrosion beständigen Schwerstangen und Gestängeteilen, die durch Warm-Kaltverformung
auf Streckgrenzenwerte (o,2 %-Dehngrenze) bis
7o kp/mm und darüber gebracht werden und im Bereich der Enden
eine Mindeststreckgrenze (o,2 ^-Dehngrenze) von 7o kp/mm aufweisen.
Bei Schwerstangen aus den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stähl en zeigte sich überraschend, daß sie auch nach
stärkster Verformung unter ausgesprochen sensibilisierenden Bedingungen
bei Prüfung unter einer Spannung in Höhe der Streckgrenze beim Angriff von kochendem künstlichem Meerwasser nach
einem Zeitraum von zirka 5000 Stunden nicht zur Spannungsrißkorrosion neigen. Außerdem gelingt es, mit diesen Stählen durch
das Warm-Kaltverformen unerwartet günstige Festigkeitseigenschaften
zu erreichen·
Erfindungsgemäße Schwerstangen aus Stählen mit maximal
0,05 % Kohlenstoff, o,35 bis 0,60 % Silizium, 1,oo bis 1,1o %
Mangan, 21,50 bis 23,00 % Chrom, 12,00 bis 13,00 % Nickel,
0,27 bis o,32 % Stickstoff, Rest Eisen, ergaben folgende Gütewerte :
a) Für den Mittelteil
Streckgrenze 58,6 kp/mm2
(o,2 %-Dehngrenze)
Zugfestigkeit. ·.·.·· 78,2 kp/mm2
Dehnung (1 » 4d)....... 44 %
Einschnürung. .·.····..·· 73 %
KerbSchlagzähigkeit
(Charpy V-Probe)...... 21 mkp/cm
009825/1298
b) Für die Enden '
Streckgrenze 87,7 84,5 kp/mm2
(o,2 % Dehngrenze)
Zugfestigkeit 95,2 92,4 kp/mm2
Dehnung (1 - 4d) 28,ο 27,ο %
Einschnürung 64,ο 65,ο %
Kerb Schlagzähigkeit o
(Charpy V-Probe) ·· 15»o 15,6 mkp/cm
Sie Permeabilität dieser Schwerstangen ergab Werte unter 1,oo5 Gauß/Oerstedt bei einem Feld von 1oo Oerstedt.
Wie aus diesen Zahlenangaben ersichtlich ist, können * mit dem erfindungsgemäßen Stahl ohne Schwierigkeiten die bei .
Mangan-Chrom-Austeniten erreichbaren Festigkeitseigenschaften
eingehalten werden. Diese Festigkeiten schränken die Neigung zum Fressen beim Verschrauben der Schwerstangen bedeutend ein· Auch
die magnetischen Eigenschaften liegen sehr günstig.
Ton wesentlicher Bedeutung für die Erzeugung sind schließlich auch die günstigen Bearbeitungseigenschaften der
erfindungsgemäßen Stähle, die es ohne weiteres zulassen, die Bohrung des Hohls dieser meist bis zu 1o m langen Schwerstangen
wirtschaftlich herzustellen.
Schwerstangen nach der Erfindung besitzen neben ihrer Nichtmagnetisierbarkeit auch die geforderten hohen Festigkeitswerte und widerstehen darüber hinaus der bei !Tiefbohrungen auf-)
tretenden Spannungsrißkorrosion· Erst bei Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stähle besteht Sicherheit, daß keine
Brüche durch Spannungsrißkorrosion beim Angriff von Chloridlösungen, wie sie in !Tiefbohrungen vorkommen können, eintreten·
009825/1298
Claims (1)
- Patentanspruch:Venrendung von an sich bekannten austeni ti sehen Cbrom-Nickel-Stickst off -Stahllegierungen mitbis o,o7 % Kohlenstoff, bis 1,oo % Silizium, o,5o bis 2,oo % Mangan, 2o,oo bis 25,oo % Chrom, 1o,oo bis 15,00 % Nickel,o,o5 bis o,5o % Stickstoff, Best Eisen mit den üblichen Begleitelementenals Werkstoff zur Herstellung von nichtmagnetisierbaren und gegen Spannungsrißkorrosion beständigen Schwerstangen und Gestängeteilen, die durch Warm-Kaltverformung auf Streckgrenzenwerte (o,2 %-Dehngrenze) bis 7o kp/mm und darüber gebracht werden und im Bereich der Enden eine Mindeststreck grenze (o,2 %_Dehngrenze) von 7o kp/mm aufweisen.— 5 —009825/ 1298
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BGA | New person/name/address of the applicant | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |