Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung eines hochfesten naht losen Stahlrohres mit einer
überlegenen Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch.
Die Stahlrohre werden vorzugsweise als Ölbohrlochrohre unter
Säuerungsneigung, Leitungsrohre für Sauergas und Saueröl,
Rohrleitungen chemischer Anlagen, etc., verwendet. Das Stahlrohr der
Erfindung vermeidet wirksam das Auftreten gefährlicher Sulfid-
Spannungskorrosionsbrüche bei einer hohen Streckgrenze von
zumindest 75 kgf/mm².
Technischer Hintergrund
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Da die Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch
sich mit zunehmender Festigkeit im allgemeinen verschlechtert,
wurde bisher angenommen, daß Stahl auf Cr-Mo-Basis mit einer
Streckgrenze von etwa 64 bis 74 kgf/mm² ausgezeichnet gegen die
oben erwähnte Vertiefungs- und Säuerungsneigung von
Ölbohrlöchern wirkt, um beide Eigenschaften in Kombination
auszugleichen.
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Gemäß der offengelegten Japanischen Patentanmeldung
53-78 917 wurde in letzter Zeit ein Stahl mit etwa 75 bis
90 kgf/mm² entwickelt, bei welchem die Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch durch Erhöhen von Cr und Mo
sowie Zusetzen einer größeren Menge an V im Vergleich zu einem
herkömmlichen Cr-Mo-Stahl mit etwa 65 kgf/mm² verbessert wird.
Ein derartiger Stahl ist jedoch teuer, da er große Mengen
teurer Elemente, wie Mo und V, enthält. Da weiters eine große
Menge an V enthalten ist, entwickelt der Stahl wahrscheinlich
Risse während der Heißbearbeitung beim Strangguß.
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Die offengelegten Japanischen Patentanmeldungen 57-19 322
und 57-19 323 schlugen Stähle mit La-Zusatz mit ausgezeichneter
Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch vor, ihre
Streckgrenze beträgt jedoch maximal etwa 80 kgf/mm². Daher wird
die Festigkeit verglichen mit herkömmlichen Stählen kaum
verbessert.
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Ferner offenbart die offengelegte Japanische Patentanmeldung
57-35 622 hochfesten Stahl für Ölbohrlöcher, in dem P und S
vermindert sind. Obwohl die Festigkeit dieses Stahls
beträchtlich verbessert ist, wird jedoch die Beständigkeit gegen
Spannungskorrosionsbruch nur dann sichergestellt, wenn H&sub2;S in einer
geringen Menge in einer alkalischen Umgebung enthalten ist.
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Außerdem schlagen die offengelegten Japanischen
Patentanmeldungen 52-52 114 und 54-119 324 Stähle vor, bei denen die
Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch verbessert
wird, indem die Stahlkörner feiner gemacht werden, indem eine
Erwärmung bei einer mittleren Erwärmungsrate von 3 bis 50ºC/s in
einem Bereich des AC&sub1;-Transformationspunktes oder darüber
(offengelegte Japanische Patentanmeldung 52-52 114) durchgeführt
wird oder eine rasche Abkühlung bei etwa 1 bis 50ºC/s
(offengelegte Japanische Patentanmeldung 54-119 324) zum Abschrecken
vorgenommen wird. Derartige Verfahren können jedoch sowohl hohe
Festigkeit als auch Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch in Kombination nur begrenzt erreichen.
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Bei der Durchführung beträgt die Streckgrenze des in der
offengelegten Japanischen Patentanmeldung 54-119 324
geoffenbarten Stahls etwa 65 kgf/mm², während im Fall der in der
offengelegten Japanischen Patentanmeldung 52-52 114 geoffenbarten
Stähle die maximale Lastbeanspruchung, bei der keine Sulfid-
Spannungskorrosionsbrüche auftreten, nur 55 kgf/mm² (73% der
Streckgrenze) beträgt, wenn die Streckgrenze 75 kgf/mm² beträgt,
und nur etwa 40 kgf/mm² (44% der Streckgrenze) ist, wenn die
Streckgrenze 90 kgf/mm² beträgt.
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Unter derartigen gegenwärtigen Umständen besteht seit
kurzem steigender Bedarf an hochfesten Materialien mit einer
Streckgrenze von nicht weniger als 75 kgf/mm² und einer
ausgezeichneten Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch
in Kombination, und es wurde versucht, nahtlose Rohre einer
Legierung auf Ni-Basis, wie Hastelloy oder Inconel, als
Ölbohrlochrohre zu verwenden. Da derartige Materialien jedoch zu teuer
sind, ist ihre Verwendung zwangsläufig begrenzt. Daher besteht
ein hoher Bedarf an der Entwicklung billiger Materialien auf
Stahlbasis mit geringem Legierungsanteil.
Offenbarung der Erfindung
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben
erwähnten Probleme vorteilhaft zu lösen und ein Verfahren zur
vorteilhaften Herstellung eines nahtlosen Rohres vorzusehen, das
aus billigen Bestandteilen besteht, für einen Strangguß geeignet
ist, ohne eine große Menge der oben angegebenen teuren Elemente
zu enthalten, und das eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch sowie eine hohe Streckgrenze von
75 bis 120 kgf/mm² in Kombination aufweist.
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Um die oben diskutierten Probleme zu lösen, haben die
Erfinder die folgenden wesentlichen Anforderungen gefunden.
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(1) Während die Sulfid-Spannungskorrosionsbrüche eher mit
einer Zunahme der Festigkeit auftreten, gilt: je höher eine
Tempertemperatur, desto ausgezeichneter die Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch im Fall des gleichen Ausmaßes an
Festigkeit.
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(2) Um im Fall der Stähle mit einer Streckgrenze von nicht
weniger als 75 kgf/mm² eine überlegene Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch zu erhalten, ist es notwendig,
daß die Tempertemperatur auf nicht weniger als 680ºC eingestellt
wird.
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(3) Um eine Streckgrenze von nicht weniger als 75 kgf/mm²
stabil zu erhalten, wenn die Tempertemperatur auf nicht weniger
als 680ºC eingestellt ist, ist es notwendig, daß Cr und Mo nicht
weniger als 0,8 Gew.% (nachstehend kurz als "%" bezeichnet) bzw.
0,6% im Fall eines mehr als 0,40% C enthaltenden Cr-Mo-Stahls
betragen.
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(4) Wenn im Stahl P bei nicht mehr als 0,020% und auch
nicht weniger als 0,009% vorliegt oder S bei nicht mehr als
0,10% vorhanden ist, kann die ausgezeichnete Beständigkeit
gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch nicht erhalten werden,
auch wenn die Tempertemperatur auf nicht weniger als 680ºC
eingestellt wird.
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(5) Verglichen mit einem Stahl, dessen Festigkeit durch Cr
und Mo nur wie im obigen Punkt (3) angegeben verbessert wurde,
ist ein Stahl, dem ferner zumindest eines von Ti, V und Nb
zugemischt wurde, hinsichtlich der Beständigkeit gegen Sulfid-
Spannungskorrosionsbruch verbessert. Insbesondere erreicht das
Verhältnis von Säuerungsbeständigkeit zur kritischen Spannung
90% oder mehr, indem ein Cr-Mo-Ti-V-Nb-System verwendet wird.
Hier ist das Verhältnis von Säuerungsbeständigkeit zur
kritischen Spannung ein Verhältnis, das durch den Prozentsatz
zwischen der maximalen Spannung, bei der keine
Sulfid-Spannungskorrosionsbrüche in einer säuernden Umgebung auftreten, und der
Streckgrenze eines Materials ausgedrückt ist.
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(6) Wenn jedoch Cr-Mo-Stahl, der mehr als 0,40% C enthält,
wie in der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, einer
Abschreckbehandlung in Form eines langen und dicken Rohres, wie eines
Ölbohrlochrohres, ausgesetzt wird, treten Abschreckrisse auf,
wenn es von einem erhitzten Zustand nur in ein Kühlmedium, wie
Wasser oder Öl, gegeben wird, wie es üblicherweise durchgeführt
wird. Daher ist es notwendig, das Abkühlen relativ langsam
durchzuführen. Wenn jedoch die Kühlrate zu niedrig ist, wird
kein Abschrecken bewirkt und die Beständigkeit gegen
Sulfidspannungskorrosionsbruch nach dem Anlassen ist merklich
verschlechtert.
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Um dies zu verhindern, ist es notwendig, daß 90% oder mehr
der Struktur nach dem Abschrecken in Martensit umgewandelt
werden. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, daß die mittlere
Kühlrate auf nicht weniger als 1ºC/s in einem Bereich von der
Heiztemperatur bis auf etwa 300ºC eingestellt wird, wobei die
Martensittransformation nahezu abgeschlossen ist. Um
Abschreckrisse zu verhindern, ist es andererseits notwendig, die mittlere
Kühlrate auf nicht mehr als 50ºC/s einzustellen.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der oben erwähnten
Erkenntnis.
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Das heißt, die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Herstellung eines hochfesten nahtlosen Stahlrohres
mit einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch, welches Verfahren die Heißbearbeitung eines
hohlen Rohmaterials für das nahtlose Stahlrohr, Erhitzen des
heißbearbeiteten Rohmaterials bis auf eine Temperatur nicht
unter dem AC&sub3;-Transformationspunkt, Abschrecken des erhaltenen
Produktes, während das Abkühlen bei einer mittleren Kühlrate von
1 bis 50ºC/s in einem Bereich vom AC&sub3;-Transformationspunkt bis
auf zumindest 300ºC erfolgt, wobei die Umwandlung in eine
Martensitstruktur erfolgt, und anschließend Tempern eines
abgeschreckten Gegenstands in einem Temperaturbereich von nicht
weniger als 680ºC bis nicht über dem AC&sub3;-Transformationspunkt
umfaßt, wobei das Rohmaterial von mehr als 0,40 bis 0,60% C,
von 0,20 bis 0,35% Si, von 0,4 bis 1,2% Mn, von 0,8 bis 1,5%
Cr, von 0,6 bis 1,0% Mo und von 0,005 bis 0,1% Al enthält,
wobei gleichzeitig P und S auf nicht mehr als 0,020% und nicht
weniger als 0,009% bzw. auf nicht mehr als 0,10% begrenzt
sind, und gegebenenfalls ferner zumindest eines von Ti, V und Nb
in einer Gesamtmenge von nicht mehr als 0,1% enthält, wobei der
Ausgleich Eisen und zufällige Verunreinigungen sind.
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Im folgenden wird die vorliegende Erfindung konkret
erläutert.
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Zuerst werden nachstehend die Gründe erläutert, warum die
Komponenten des Rohmaterials auf die jeweiligen obigen Bereiche
gemäß der vorliegenden Erfindung begrenzt sind.
C: mehr als 0,40 bis 0,60%
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C ist ein Element, das zum Erhalten einer hohen Festigkeit
beim Tempern sogar bei hohen Temperaturen verwendbar ist. Um
eine Streckgrenze von nicht weniger als 75 kgf/mm² durch Tempern
bei hohen Temperaturen von nicht weniger als 680ºC stabil zu
erhalten, wie von der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, sind
insbesondere mehr als 0,40% C notwendig. Wenn 0,60%
überschritten werden, besteht die Möglichkeit, daß Temperrisse
auftreten. So wird C in einem Bereich von mehr als 0,40 bis 0,60%
zugesetzt.
Si: 0,20 bis 0,35%
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Zumindest 0,20% Si sind notwendig, um die Deoxidation und
Festigkeit des Stahls zu verbessern. Wenn 0,35% überschritten
werden, wird die Zähigkeit verschlechtert. So ist Si auf einen
Bereich von 0,20 bis 0,35% begrenzt.
Mn: 0,4 bis 1,2%
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Mn ist ein Element, das zur Verbesserung der Härtbarkeit
und Festigkeit sowie zum Deoxidieren verwendbar ist. Wenn der
Gehalt weniger als 0,4% beträgt, ist die durch den Zusatz
erzielte Wirkung schlecht, während es, wenn der Gehalt 1,2%
übersteigt, eine Segregation von P, S, etc., bewirkt, um die
Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch herabzusetzen. So
ist Mn in einem Bereich von 0,4 bis 1,2% eingeschlossen.
Cr: 0,8 bis 1,5%
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Cr bildet Carbide während der Abschreck- und
Temperbehandlung, um wirksam zur Erhöhung der Festigkeit und
Temperbeständigkeit beizutragen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, daß 0,8%
oder mehr Cr zugesetzt werden. Wenn es in einer Menge von mehr
als 1,5% zugesetzt wird, ist nicht nur seine Wirkung gesättigt,
sondern ist auch die Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch umgekehrt verschlechtert. So ist Cr auf einen Bereich
von 0,8 bis 1,5% begrenzt.
Mo: 0,6 bis 1,0%
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Wie im Fall von Cr erhöht Mo die Festigkeit und
Temperbeständigkeit und trägt ferner wirksam zur Verbesserung der
Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch bei, indem die
Segregation von P in Korngrenzen verhindert wird. Wenn der
Gehalt weniger als 0,6% beträgt, ist die durch den Zusatz
erzielte Wirkung schlecht. Sogar wenn es bei mehr als 1,0%
eingeschlossen ist, ist andererseits seine Wirkung nicht nur
gesättigt, sondern neigt auch die Zähigkeit dazu, umgekehrt
verschlechtert zu sein, und es steigen die Kosten. So ist Mo auf
einen Bereich von 0,6 bis 1,0% begrenzt.
Al: 0,005 bis 0,1%
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Al ist ein nützliches Element, das nicht nur zur
Deoxidation beiträgt, sondern auch die Zähigkeit, Festigkeit und
Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch verbessert,
indem Kristallkörner bei Reaktion mit N fein gemacht werden.
Wenn der Gehalt jedoch weniger als 0,005% beträgt, ist die
durch den Zusatz erzielte Wirkung schlecht, während die Wirkung,
wenn er mehr als 0,1% beträgt, nicht nur gesättigt ist, sondern
auch die Zähigkeit umgekehrt verschlechtert ist. So ist der
Gehalt auf einen Bereich von 0,005 bis 0,1% begrenzt.
P: nicht mehr als 0,020% und auch nicht weniger als
0,009%; S: nicht mehr als 0,10%.
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Sowohl P als auch S sind schädliche Elemente, die eine
auffallende Verschlechterung der Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch des Stahls bewirken. Um die beabsichtigte
Festigkeit und Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch aufrechtzuerhalten, wenn Mo zugesetzt wird und die
Tempertemperatur gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine hohe
Temperatur von 680ºC oder mehr eingestellt wird, ist es notwendig,
daß P und S auf nicht mehr als 0,020% und auch nicht weniger
als 0,009% bzw. nicht mehr als 0,10% begrenzt werden.
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Ein geschmolzener Stahl, der in der oben erwähnten
bevorzugten Bestandteilzusammensetzung formuliert wird, wird gegossen
und durch Stechen auf herkömmlichem Weg in ein Hohlmaterial
umgewandelt.
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Das so erhaltene Hohlmaterial für ein nahtloses Stahlrohr
wird heißgewalzt, und dann abgeschreckt und getempert.
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Es ist notwendig, 90% oder mehr der Stahlstruktur während
des Abschreckens in eine Martensitstruktur umzuwandeln, ohne
Abschreckrisse zu verursachen. Um dies zu erreichen, ist es
notwendig, nachdem der Stahl auf eine Temperatur nicht unter dem
AC&sub3;-Transformationspunkt erhitzt wird, daß er bei der mittleren
Kühlrate von 1 bis 50ºC/s, vorzugsweise von 5 bis 30ºC, in einem
Bereich vom AC&sub3;-Transformationspunkt bis zumindest 300ºC
abgekühlt
wird. Der Grund, warum die mittlere Kühlrate auf den
Bereich von 1 bis 50ºC/s begrenzt wird, ist, daß, wenn die
mittlere Kühlrate langsamer ist als 1ºC/s, der Stahl nicht ausreichend
abgeschreckt wird und daher eine zufriedenstellende
Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch nach dem Anlassen
nicht erhalten werden kann, während die Möglichkeit hoch ist,
daß Abschreckrisse auftreten, wenn sie 50ºC/s überschreitet.
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Als Kühlweg stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung,
beispielsweise ein Verfahren des Aufbringens eines Kühlmediums
auf das Stahlrohr durch Sprühen, Spritzen, Zerstäuben oder dgl.,
während die Menge des Kühlmediums, der Aufbringdruck, etc.,
reguliert werden, ein Verfahren des Kühlens des Stahlrohres mit
Wasser oder Öl nach dem Erhitzen, wobei das Rohr vorübergehend
vor dem Erhitzen in ein feuerfestes Material mit ausgezeichneter
Wärmebeständigkeit und Temperaturerhaltung gehüllt ist, oder ein
Verfahren zur Formulierung eines derartigen Kühlmediums, welches
die beabsichtigte Kühlfähigkeit aufweist. Jedes Verfahren kann
angepaßt werden, solange die mittlere Kühlrate im obigen Bereich
beibehalten wird.
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Es ist notwendig, die Temperbehandlung bei einem
Temperaturbereich von nicht weniger als 680ºC, jedoch nicht mehr als
dem AC&sub1;-Transformationspunkt durchzuführen. Um die Streckgrenze
von 75 bis 120 kgf/mm² und die ausgezeichnete Beständigkeit
gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch zu erreichen, wie von der
vorliegenden Erfindung beabsichtigt, ist es nämlich unbedingt
notwendig, die Temperbehandlung bei einer hohen Temperatur von
nicht weniger als 680ºC durchzuführen. Wenn die Temperatur
hingegen den AC&sub1;-Transformationspunkt überschreitet, bildet sich
Austenit. Demgemäß wird, wenn das Abkühlen bis auf gewöhnliche
Temperatur durchgeführt wird, der Austenit in Martensit
umgewandelt, der keiner Temperung unterliegt. So ist die Beständigkeit
gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch auffallend verschlechtert.
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Wie oben erwähnt, kann das hochfeste nahtlose Stahlrohr mit
der ausgezeichneten Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch erhalten werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung
können Ti, Nb und V zugesetzt werden, um die Festigkeit und das
Verhältnis von Säuerung zur kritischen Spannung weiter zu
erhöhen
Ti, Nb und/oder V: nicht mehr als 0,1%
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Ti, Nb und V bilden alle Carbide, wie im Fall von Cr und Mo
während der Abschreck- und Temperbehandlung, und tragen wirksam
zur Erhöhung der Abschreckbarkeit und Beständigkeit gegen
Tempererweichung bei. Wenn jedoch die Zusatzmenge 0,1%
überschreitet, werden nicht nur die Niederschläge grobkörnig,
sondern ist auch die Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch umgekehrt verschlechtert und werden ferner die
Bearbeitbarkeit und Zähigkeit herabgesetzt. So ist es notwendig, daß
Ti, Nb und V in einem Bereich von nicht mehr als 0,1% zugesetzt
werden, sowohl wenn sie einzeln als auch wenn sie in Kombination
zugesetzt werden.
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Obwohl der Grund, warum nicht nur die Festigkeit sondern
auch die Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch
merkbar verbessert werden, wenn die Bedingungen gemäß der
vorliegenden Erfindung erfüllt werden, nicht definitiv geklärt ist,
wird folgendes angenommen:
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Das heißt, es wird angenommen, daß die
Sulfid-Spannungskorrosionsbrüche eine Art von Wasserstoffsprödigkeit sind, bei der
Wasserstoff, der durch die Korrosion von Stahl mit einer
Schwefelwasserstoff enthaltenden wässerigen Lösung erzeugt wird,
in den Stahl eindringt und sich an
beanspruchungskonzentrierenden Stellen der Einschlüsse, Niederschläge, Versetzungen, etc.,
ansammelt, um den Stahl spröde zu machen. Es wird angenommen,
daß die beanspruchungskonzentrierenden Stellen, an denen sich
der Wasserstoff ansammelt, durch das Vermindern von P und S
auffallend herabgesetzt werden, wobei die Einschlüsse
vermindert, die Versetzungsdichte verringert und die Niederschläge
durch Tempern bei hohen Temperaturen von nicht weniger als 680ºC
sphärisch gemacht werden, und wobei eine Struktur erhalten wird,
bei der die Niederschläge durch Tempern bei hohen Temperaturen
fein und gleichmäßig verteilt sind, nachdem nicht weniger als
90% in Martensit umgewandelt wurden.
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Gewöhnlich wird, wenn das Tempern bei hohen Temperaturen
durchgeführt wird, uni die oben erwähnte niedrige
Versetzungsdichte und sphärische Niederschläge zu erzielen, die Festigkeit
des Stahls geringer. Gemäß der Bestandteilzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung wird jedoch angenommen, daß die
Strukturen, die die Niederschläge mit geeigneten Profil und geeigneter
Verteilung aufweisen, erhalten werden können, so daß die hohe
Festigkeit ohne Verschlechterung der Beständigkeit gegen
Sulfidspannungskorrosionsbruch erhalten werden kann.
Beste Ausführungsweise der vorliegenden Erfindung
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Hohlmaterial für naht lose Stahlrohre mit der in Tabelle 1
gezeigten Bestandteilzusammensetzung wurde heißbearbeitet, auf
den AC&sub3;-Transformationspunkt erhitzt, bei der in Tabelle 1
angegebenen mittleren Kühlrate abgekühlt und dann einer
Temperbehandlung bei den in Tabelle 1 gezeigten Temperaturen
unterworfen, wobei ein Produkt erhalten wurde.
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Die Streckgrenze (Y.S.), die Zugfestigkeit (T.S.) und die
Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch jedes der so
erhaltenen nahtlosen Stahlrohre wurden untersucht, und
Ergebnisse hievon sind gemeinsam in Tabelle 1 angegeben.
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Die Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch
wurde durch einen Test geprüft, in dem eine Beanspruchung von
80% der Streckgrenze aufgebracht wurde, während ein
Zugfestigkeits-Teststück in Form eines runden Stabes in eine
NACE-Flüssigkeit (0,5%ige Essigsäure und gesättigte wässerige
Schwefelwasserstofflösung enthaltend 5% Natriumchlorid) eingetaucht
wurde. Die "o" - und "x"-Markierungen zeigen nicht-gebrochene
Proben bzw. gebrochene Proben im Testlauf während jeweils 30
Tagen.
Tabelle 1(1)-a Chemischer Bestandteil (Gew.-%)
Nr. Art Stahl der Erfindung vergleichbarer Stahl
Tabelle 1(1)-b
Nr. Art chemischer Bestandteil (Gew.-%) vergleichbarer Stahl
Tabelle 1(2)-a
Nr. Art mittlere Kühlratewährend des Abschreckens (ºC) Temperatur YS TS Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch Abschreckrisse Stahl d. Erfindung nicht aufgetreten vergleichbarer Stahl
Tabelle 1(2)-b
Nr. Art mittlere Kühlrate während des Abschreckens (ºC) Temperatur YS TS Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch Abschreckrisse vergleichbarer Stahl nicht aufgetreten aufgetreten
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Wie aus der Tabelle ersichtlich, zeigen alle gemäß der
vorliegenden Erfindung erhaltenen Stahlrohre (Nr. 1 bis 10) hohe
YS- und TS-Werte sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch.
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Im Gegensatz dazu waren vergleichbare Stähle (Nr. 11 und
12), bei denen die Bestandteilzusammensetzung den geeigneten
Bereichen entsprach, jedoch die Anlaßtemperatur die untere
Grenze nicht erreichte, und vergleichbarer Stahl (Nr. 25), bei
dem die Kühlrate während des Abschreckens die untere Grenze
nicht erreichte, hinsichtlich der Beständigkeit gegen Sulfid-
Spannungskorrosionsbruch schlecht. Vergleichbarer Stahl (Nr. 24),
dessen Kühlrate während des Abschreckens die obere Grenze
überschreitet, war hinsichtlich der Beständigkeit gegen
Sulfidspannungskorrosionsbruch ausgezeichnet, bildete jedoch die
Abschreckrisse.
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Unter den Stählen (Nr. 13-23, 26 und 27), bei denen einer
der Bestandteile aus dem geeigneten Bereich der vorliegenden
Erfindung fällt, waren die Stähle (Nr. 18, 26 und 27), bei denen
der C-Gehalt niedriger war als die untere Grenze, hinsichtlich
der Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungskorrosionsbruch gut,
ergaben jedoch nur die niedrigeren YS- und TS-Werte. Die anderen
Stähle (Nr. 13 bis 17 und 19 bis 23) hatten ausgezeichnete YS-
und TS-Werte, waren jedoch hinsichtlich der Beständigkeit gegen
Sulfid-Spannungskorrosionsbruch schlecht.
Industrielle Anwendbarkeit
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das
nahtlose Stahlrohr zu erhalten, das aus einem billigen
Bestandteilsystem besteht, das m Gegensatz zum Stand der Technik keine
große Menge an teuren Elementen enthält, für Strangguß geeignet
ist, die hohe Festigkeit der Streckgrenze von 75 bis 120 kgf/mm²
aufweist und frei von Bildung der
Sulfid-Spannungskorrosionsbrüche unter der Lastbeanspruchung von 80% der
Streckbeanspruchung ist. So ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft
insbesondere für Ölbohrlochrohre und Leitungsrohre für Sauergas sowie
Saueröl bei Neigung zur Vertiefung von Rissen unter stärkerer
Säuerung und weiters für Rohrleitungen für chemische Anlagen
geeignet.