DE3127373C2

DE3127373C2 - Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Stahlrohren für die Erdölindustrie

Info

Publication number: DE3127373C2
Application number: DE3127373A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Dr. 4100 Duisburg Hartl; Friedrich 4330 Mülheim Hüls; Fritz Dipl.-Ing. 4060 Viersen Kegel; Dieter Dipl.-Ing. Dr. 4130 Moers Vespermann
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1981-07-09
Publication date: 1985-08-29
Also published as: ATA166682A; IT1151206B; AR230652A1; JPS589921A; DE3127373A1; FR2509325B1; FR2509325A1; GB2101014A; GB2101014B; AT389320B; IT8221425A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Stahlrohren hoher Gütestufe, insbesondere für die Erdölindustrie, durch Lochen und Abstrecken eines massiven Blockes in einer ersten Hitze zu einem Hohlkörper mit annähernd Fertigrohwanddicke, durch Nachwärmen des Hohlkörpers auf eine Temperatur von 50 bis 130 ° über Ac ↓3 und Längswalzen auf den Fertigrohrdurchmesser und anschließendem Abkühlen an Luft. Um zu vermeiden, daß bei Rohren der obengenannten Art eine mehrfache Erwärmung zum Walzen und Vergüten von Raumtemperatur aus vorgenommen werden muß, und um dennoch bei hohen Festigkeiten ausreichende Zähigkeits- und Dehnungseigenschaften zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Hohlkörpertemperatur nach dem Abstrecken durch Lagern an Luft während 2,5 bis 6 Minuten auf eine Temperatur unter Ar ↓1 bis äußerstenfalls auf 500 ° C abgesenkt wird, daß Längswalzen mit mindestens etwa 1,1 bis zu etwa 2,5facher Streckung erfolgt und der anschließenden Luftabkühlung ein Abkühlen mit Wasser oder Wasser-Luft-Gemisch um ca. 100 ° auf unter Ar ↓1 vorausgeht.

Description

— Lochen und Abstrecken eines massiven Blockes in einer ersten Hitze zu einem Hohlkörper mit annähernd Fertigrohrwanddicke,

— Nachwärmen des Hohlkörpers auf eine Temperatur von 50—130 K über AC3

— Längswalzen auf den Fertigrohrdurchmesser und

— anschließendem Abkühlen an Luft,

dadurch gekennzeichnet, daß

— die Hohlkörpertemperatur nach dem Abstrekken durch Lagern an Luft während 2,5 bis 6 Minuten auf eine Temperatur unter An bis äußerstenfalls auf 500⁰C abgesenkt wird,

— das Längswalzen mit mindestens etwa 1,1 bis zu etwa 2,5fachef Streckung erfolgt, und

— der anschließenden Luftabkühlung ein Abkühlen mit Wasser oder Wasser-Luft-Gemisch um ca. 100 K auf unter An vorausgeht

2. Verwendung eines Stahles, bestehend aus

0,25 bis 0,45% C 0,7 bis 1,7% Mn

03 bis 04% Si

0,1 bis 03% Cr

0,07 bis 0,14% V

0 bis 0,014% N übliche Verunreinigungen und Rest Eisen

als Werkstoff zur Herstellung von nahtlosen Stahlrohren mit einer Streckgrenze von 480 N/mm² bis 650 N/mm² und einer Kerbschlagarbeit von mindestens 30 J, gemessen bei Raumtemperatur an einer ISO-V-Probe, nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1.

3. Verwendung eines Stahles, der Kohlenstoff, Mangan und/oder Chrom entsprechend den unteren Werten nach Anspruch 2 oder wenig mehr enthält, als Werkstoff zur Herstellung von nahtlosen Stahlrohren nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 mit einer Streckgrenze gleich dem oder wenig über dem unteren Grenzwert nach Anspruch 2.

4. Verwendung eines Stahles, der Kohlenstoff, Mangan und/oder Chrom entsprechend den oberen Wertevi nach Anspruch 2 oder annähernd so viel enthält, als Werkstoff zur Herstellung von nahtlosen Stahlrohren nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 mit einer Streckgrenze gleich oder annähernd gleich dem oberen Grenzwert nach Anspruch 2.

5. Verwendung eines Stahles, bestehend aus

0,38 bis 0,42% C
1,45 bis 1,65% Mn
03 bis 0,5% Si
0,15 bis 0,20% Cr
0,08 bis 0,1% V
0,02 bis 0.04% Al
bis zu 0,012% N
bis zu 0,02% S
bis zu 0,025% P

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65 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Stahlrohren hoher Festigkeit und Kerbschlagzähigkeit, insbesondere für die Erdölindustrie durch Lochen und Abstrecken eines massiven Blockes in einer ersten Hitze zu einem Hohlkörper mit annähernd Fertigrohrwanddicke, durch Nachwärmen des Hohlkörpers auf eine Temperatur von 50—UO K über Ac3 und Längswalzen auf den Fertigrohrdurchmesser und anschließendem Abkühlen an Luft

Ein solches Verfahren ist als Rohrkontiwalzw^.-ksverfahren in der Zeitschrift 3R International vom Februar 1977, S. 109—115, beschrieben und wird in der Praxis ausgeübt Für Rohre hoher Gütestufe, insbesondere für die Erdölindustrie, ist es erforderlich, in dieser Weise hergestellte Rohre nach dem Streckreduzieren auf Fertigrohrdurchmesser und Abkühlen auf Raumtemperatur erneut zu vergüten, d. h. auf Austenitisierungstemperatur zu erwärmen und je nach Stahlzusammensetzung in Öl oder Wasser abzuschrecken und auf die gewünschte Festigkeit anzulassen.

Zur Erfüllung besonderer Anforderungen wurde auch schon vorgeschlagen, die Rohre vor dem Härten normalzuglühen und danach zu vergüten.

Grundsätzlich ist es beim Warmwalzen von Stahl schon bekannt, die Abschreckhärtung aus der Walzhitze vorzunehmen, womit der Aufwand für die Erwärmung zum Abschrecken erspart wird. Nach diesem Verfahren kann zwar eine ausreichende Festigkeit erzeugt werden, die Zähigkeit und Dehnungseigenschaften genügen aber oft nicht den Anforderungen, was allgemein auf die entstehende Kornvergröberung zurückgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Rohren hoher Gütestufe die mehrfache Erwärmung zum Walzen und Vergüten von Raumtemperatur aus zu vermeiden und dennoch bei hohen Festigkeiten ausreichende Zähigkeits- und Dehnungseigenschaften zu erzielen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach Anspruch 1.

Zwar wird in der Vorveröffentlichung über das gattungsgemäße Verfahren von einem Temperaturabfall auf etwa 700⁰C und damit unter An im Statischen Eisenkohlenstoffdiagramm berichtet. Dieser Temperaturabfall wird aber in der Praxis nur als schnelle Oberflächenat kühlung erreicht und ist weder eine vorsätzliche noch eine tatsächliche Gefügeumwandlung des Rohrvolumens. Damit wird auch nicht eine im Sinne der Aufgabe liegende Kornverfeinerung durch das Nachwärmen auf 50—130 K über AC3 bewirkt. Auf diese kommt es aber zur Verbesserung der Zähigkeits- und Dehnungseigenschaften im erheblichen Maße an. Darüber hinaus wirkt sich in demselben Sinne aus, daß der Hohlkörper nach dem Längswalzen auf den Fertigrohrdurchniesser rasch auf eine Temperatur um ca. 100 K unter An abkühlt und erst dann langsam an Luft abgekühlt wird.

Die Anwendung dieses Herstellungsverfahrens ist von besonderem Interesse für die Stähle der Zusammensetzung nach Anspruch 2. Mit diesem Legierungsbereich wird insbesondere der für ölfeldrohre ab Gütestufe N 80 der Vorschrift des American Petroleum Institute (API) geforderte Festigkeitsbereich vollständig bestrichen, ohne daß eine Vergütung mit besonderer Er-

wärroung zur Abschreckhärtung und nachfolgender Anlaßerwärmung erforderlich ist Gegenüber der raschen Abkühlung aus der Walzhitze auf Martensitgefüge und dem nachfolgenden Anlassen sind bei gleicher Zugfestigkeit die Werte für die Streckgrenze, die Zähigkeit und die Dehnung an nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohren deutlich besser.

Die Ansprüche 3 bis 4 enthalten ausgewählte Anwendungsmöglichkeiten aus dem Bereich des Anspruches 2 und der Anspruch 5 enthält einen ausgewählten An wendungsbereich aus Anspruch 2, bei dem die Rohre gerade die Gütestufe N 80 erreichen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Stahlrohren hoher Festigkeit und Kerbschlagzähigkeit, insbesondere für die Erdölindustrie, durch

als Werkstoff zur Herstellung von nahtlosen Stahlrohren mit einer Streckgrenze von 520 N/mm² nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1.