DE68923698T2 - Verbundmetallröhre mit vortrefflicher Beständigkeit gegen Korrosion, hohe Temperaturen und Drücke. - Google Patents

Verbundmetallröhre mit vortrefflicher Beständigkeit gegen Korrosion, hohe Temperaturen und Drücke.

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Description

    GEBIET DER INDUSTRIELLEN ANWENDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bei plattierten Rohren zur Verwendung als Leitungsrohre, die beispielsweise bei Ölquellen bzw. Ölbohrungen in einer sauren Umgebung mit hohem H&sub2;S-Gehalt installiert werden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Leitungsrohre zur Verwendung bei Rohöl oder Erdgas produzierenden Ölquellen müssen mechanische Eigenschaften haben, um hohen Temperaturen und hohen Drücken zu widerstehen, sowie eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Mit der Zunahme der Tiefe von Ölquellen in den letzten Jahren werden solche Rohre höheren Temperaturen und höheren Drücken ausgesetzt während bei Produktionsstätten, die vom Land an die See verlagert wurden, diese Rohre unvermeidlich bei Ölquellen, welche Chloridionen, Wasserstoffsulfid und Kohlendioxid enthaken, eingesetzt werden. Daher werden von solchen Rohren verbesserte mechanische Eigenschaften und eine höhere Korrosionsbeständigkeit verlangt.
  • Da Rohre aus einer Einzelschicht nicht diese beiden Eigenschaften haben können, wurden Rohre mit einer Zweischichtstruktur vorgeschlagen, welche eine Außenschicht aus Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl, sowie eine Innenschicht aus nichtrostendem Stahl, hochlegiertem Stahl oder einer ähnlichen korrosionsbeständigen Legierung umfassen.
  • Rohre für die obenstehende Verwendung sind verlängerte bzw. ausgereckte Rohre mit kleinem Durchmesser, die im allgemeinen die Maße 100 bis 600 mm für den Außendurchmesser, 4000 bis 6000 mm für die Länge, 10 bis 60 mm für die Dicke der Außenschicht und 2 bis 4 mm für die Dicke der Innenschicht haben. Herkömmliche Zweischichtrohre zur Verwendung als Leitungsrohre bei Ölquellen oder dergleichen werden hergestellt, indem zunächst ein Innenschichtrohr und ein Außenschichtrohr hergestellt werden, die beiden Rohre ineinander eingepaßt werden und die Rohranordnung einem hydraulischen Druck, einem Warmwalzen, einem Warmstrangpressen oder einem Explosionsdruck-Verbindungsverfahren unterzogen wird.
  • Die FR-A-2 594 732 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines plattierten Verbundmaterials, welches ein Basismaterial umfaßt, das, in Gew.-%, aus bis zu 0,25 C, 0,10 - 0,60 Si, 0,50 - 1,70 Mn, bis zu 1,00 , bis zu 1,00 Ni, bis zu 0,50 Mo, bis zu 0,10 V und gegebenenfalls auch aus Cu, Nb, N, P und S besteht, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind. Außerdem besteht das Plattierungsmaterial aus korrosionsbeständigem Cr-Ni-Stahl, wobei das Basis- und das Plattierungsmaterial mechanisch durch Walzen und durch Unterziehen des gewalzten Verbundmaterials einer spezifischen Folge von Wärmebehandlungen miteinander verbunden werden. Die FR-A-2 594 732 beschreibt keine Zwischenschicht.
  • Diese Zweischichtrohre sind mit Problemen verbunden. Erstens haben die Rohre eine erhöhte Exzentrizität. Zweitens haben einige Rohre eine ungenügende Bindefestigkeit, weil die Außenschicht und die Innenschicht nicht voll in einem engen Metall-zu-Metall-Verbindungskontakt miteinander stehen, sondern lokal mechanisch miteinander verbunden sind. Da außerdem die Zusammensetzung des Materials, welches das Rohr bildet, sich an der Grenzfläche zwischen der Außenschicht und der Innenschicht klar unterscheidet, hat das Rohr eine verminderte Festigkeit insgesamt. Ferner, wenn das Rohr in einer sauren Umgebung eingesetzt wird, dringt Wasserstoffsulfid in den mechanisch verbundenen Bereich während der Verwendung ein, was zu Rissen an der Verbindungsstelle führt.
  • Wenn das Zweischichtrohr in der Form eines Verbundrohrs mittels Schleuderguß hergestellt wird, können die Außenschicht und die Innenschicht bei einer verbesserten Bindefestigkeit metallurgisch miteinander verbunden werden, wohingegen dann aber ein anderes Problem aufs tritt. Das Material der Innenschicht und das Material der Außenschicht diffundieren ineinander, wodurch die mechanische Festigkeit der Außenschicht und die Korrosionsbeständigkeit der Innenschicht beeinträchtigt werden.
  • Wir fanden heraus, daß ein solches ausgerecktes Rohr mit Meinem Durchmesser durch Schleuderguß in der Form eines Verbundrohrs mit ausreichender Bindefestigkeit hergestellt werden kann, ohne ein Diffundieren der Materialien der Außen- und der Innenschicht ineinander zuzulassen, wenn das Rohr so gegossen wird, daß eine Zwischenschicht mit einer vorbestimmten Dicke zwischen der Außenschicht und der Innenschicht gebildet wird. Das Rohr kann als metallurgisch eine Einheit bildendes Rohr hergestellt werden, ohne eine Vermischung der Materialien der Außen- und der Innenschicht außer an der Zwischenschicht zuzulassen, so daß die Außenschicht die erwarteten mechanischen Eigenschaften aufweist, wobei die Innenschicht die vorgeschriebene Korrosionsbestandigkeit beibehält.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verbundrohr bereitzustellen, welches eine Außenschicht mit niedriglegiertem Stahl umfaßt, um eine hohe mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen und hohen Drücken aufweisen, eine aus nichtrostendem Stahl bestehende Innenschicht, hochlegierten Stahl oder eine ähnliche korrosionsbeständige Legierung, um eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufzuweisen, sowie eine Zwischenschicht, welche eine Grenzfläche zwischen der Außen- und der Innenschicht vorsieht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein durch Schleuderguß hergestelltes Verbundrohr bereitgestellt, wobei das Rohr eine aus einem Material, bestehend, in Gew.-%, aus 0,05 bis 0,20 % C, bis zu 1,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, bis zu 1,0 % Cr, 0,2 bis 2,0 % Ni, bis zu 1,0 % Mo, 0,05 bis 0,15 % V, bis zu 0,1 % Al, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und wobei das Material ein Kohlenstoffäquivalent bis zu 0,45 Gew.-%, wie angegeben durch: Kohlenstoffäquivalent (%)
  • aufweist, hergestellte Außenschicht und eine aus nichtrostendem Stahl, hochlegiertem Stahl oder einer ähnlichen korrosionsbeständigen Legieruug hergestellte Innenschicht beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht mit einer Dicke von 10 bis 100 um zwischen der Außen- und Innenschicht vorgesehen und metallurgisch mit der Außenschicht und der Innenschicht unter Bildung einer Einheit damit verbunden ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Fig. 1 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, welche die Metallstruktur eines Verbundrohrs der Erfindung als erste Ausführungsform in der Nähe einer Zwischenschicht zeigt;
  • die Fig. 2 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, welche die Metallstruktur eines Verbundrohrs der Erfindung als zweite Ausführungsform in der Nähe einer Zwischenschicht zeigt;
  • die Fig. 3 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, welche die Metallstruktur eines Verbundrohrs der Erfindung als dritte Ausfühungsform in der Nähe einer Zwischenschicht zeigt;
  • die Fig. 4 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, welche die Metallstruktur eines Verbundrohrs der Erfindung als vierte Ausführungsform in der Nähe einer Zwischenschicht zeigt; und
  • die Fig. 5 ist eine optische Mikroaufnahme (X100), welche die Metallstruktur des Verbundrohrs der ersten Ausführungsform zeigt, während es einem Schlag zum Zwecke eines Trennungstests ausgesetzt wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Wie obenstehend beschrieben, umfaßt das Verbundrohr der vorliegenden Erfindung eine Außenschicht aus niedriglegiertem Stahl und eine Innenschicht aus korrosionsbeständigem Legierungsstahl.
  • Insbesondere wird die Außenschicht aus einem Material hergestellt, welches 0,05 bis 0,20 % C, bis zu 1,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, bis zu 1,0 % Cr, 0,2 bis 2,0 % Ni, bis zu 1,0 % Mo, 0,05 bis 0,15 % V, bis zu 0,1 % Al und als Rest unvermeidbare Verunreinigungen und Fe umfaßt. (Alle Verhältnisangaben sind in Gew.-% angegeben, genauso wie nachfolgend). Das Material weist ein Kohlenstoffäquivalent bis zu 0,45 auf, wie angegeben durch: Kohlenstoffäquivalent (Gew.-%)
  • Das Material ist dadurch gekennzeichnet, daß es die spezifischen Komponenten Ni und V enthält, um der Außenschicht verbesserte mechanische Eigenschaften zu verleihen.
  • Ni gewährleistet eine verbesserte Schlagbeständigkeit bei niedrigen Temperaturen und eine erhöhte Festigkeit bei normaler Temperatur. Um diese Wirkung zu gewährleisten, sollte der Ni-Gehalt 0,2 bis 2,0 % betragen.
  • V dient der Verleihung verbesserter Härtungseigenschaften und einer feineren Kristallkörnung. Um diese Wirkung voll zu gewährleisten, sollte der V-Gehalt 0,05 bis 0,15 % betragen.
  • Das Verbundrohr der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Zwischenschicht, die zwischen der Außenschicht mid der Innenschicht gebildet wird und eine ganz bestimmte Zusammensetzung und eine festgelegte Dicke hat. Die Zwischenschicht wird durch das Material für die Innenschicht gebildet, welches mit dem Material der Außenschicht vermischt wird, wenn das erstgenannte Material in die Form gegossen wird. Die Zwischenschicht sollte 10 bis 100 um betragen, um eine Verbindung mit ausreichender Festigkeit zwischen der Außenschicht und der Innenschicht zu bilden und um zu verhindern, daß sich die Materialien der Außen- und der Innenschicht miteinander vermischen. Wenn die Dicke weniger als 10 um beträgt, gewährleistet die Zwischenschicht keine ausreichende Bindefestigkeit. Wenn die Dicke der Zwischenschicht mehr als 100 um beträgt für den Fall, daß die Innenschicht eine Dicke von 2 bis 4 mm aufweist, dringt das Material der Außenschicht in die Innenschicht ein und beeinträchtigt so die Korrosionsbeständigkeit der Innenschicht, mit dem Ergebnis, daß das erhaftene Rohr nicht als Leitungsrohr verwendbar ist.
  • Wenn die Dicke der Zwischenschicht auf einen Bereich von 10 bis 100 um begrenzt ist, kann das gewünschte Verbundrohr hergestellt werden, ohne daß sich die Materialien der Außen- und der Innenschicht miteinander vermischen können. Bei den bevorzugten Ausführungsformen, die später beschrieben werden, beträgt die Dicke der Zwischenschichten 20 bis 45 um.
  • Ferner ist, wie aus diesen Ausführungsformen offensichtlich wird, die Bindefestigkeit zwischen der Außenschicht und der Innenschicht derart, daß die Scherspannung mindestens 392 N/mm² (40 kgf/mm²) beträgt.
  • Ferner hat die Außenschicht, da die Materialien der Außen- und der Innenschicht nicht ineinander difundieren können, eine vorgegebene mechanische Festigkeit, und die Innenschicht besitzt die gewünschte Korrosionsbeständigkeit.
  • Die Zwischenschicht, welche die Außenschicht und die Innenschicht metallurgisch miteinander verbindet, beseitigt das Problern, daß Wasserstoffsulfid in den mechanisch verbundenen Bereich zwischen der Außen- und der Innenschicht eindringt und zur Rißbildung an der Verbindungsstelle führt.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Das Verbundrohr der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem das Material für die Außenschicht in geschmolzenem Zustand zuerst in eine Drehform gegossen wird, das Material für die Innenschicht nach dem Festwerden der Außenschicht in die Form gegossen wird, um die Oberfläche der festgewordenen Schicht mit der Schmelze aufzuschmelzen und eine Zwischenschicht mit einer Schmelzmischung aus zwei Materialien zu bilden, ferner indem das Material der Innenschicht kontinuierlich eingegossen wird und die Innenschicht verfestigt wird.
  • Um die Zwischenschicht mit einer Dicke in dem vorgegebenen Bereich zu bilden, muß jedes der Materialien für die Außen- und die Innenschicht zum richtigen Zeitpunkt gegossen werden. Wenn die Innenschicht gegossen wird, bevor sich die Außenschicht verfestigt hat, bildet sich keine Grenzschicht aus einer dazwischenliegenden Zusammensetzung, wodurch ein Diffundieren der zwei Materialien ineinander ermöglicht wird, wohingegen dann, wenn die Innenschicht einen längeren Zeitraum nach Festwerden der Außenschicht gegossen wird, die Innenschicht nicht mit der Außenschicht metallurgisch verbunden ist.
  • Vier Arten von Legierungen, die untenstehend beschrieben sind und eine hohe Korrosionsbeständigkeit haben, werden zur Bildung der Innenschicht vorgeschlagen. Die Zusammensetzung der Zwischenschicht ist ebenfalls angegeben, welche im wesentlichen zwischen jenen der Außenschicht und der Innenschicht eingelagert ist.
  • Verbundrohre wurden durch Schleuderguß unter Verwendung dieser vier Arten von Legierungen hergestellt und Scher- und Trennungstests unterzogen, um die Bindefestigkeit zu bestimmen. Niedriglegierter Stahl der bereits beschriebenen Zusammensetzung wurde für die Außenschicht verwendet.
  • Erste Ausführungsform
  • Die Innenschicht wurde aus einer Legierung hergestellt, welche aus 20 bis 23 % Cr, bis zu 5,0 % Fe, 8 bis 10 % Mo, 3,15 bis 4,15 % Nb, bis zu 0,1 % C, bis zu 0,5 % Mn, bis zu 0,5 % Si, bis zu 0,4 % Al, bis zu 0,4 % Ti besteht, wobei der Rest Ni sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Ni mindestens 58 % ausmacht. Die Zwischenschicht wurde aus einem Material hergestellt, welches aus 0,03 bis 0,07 % C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,4 bis 0,8 % Mn, 14,0 bis 18,0 % Cr, 3,0 bis 7,0 % Mo, 21,0 bis 25,0 % Fe, 0,6 bis 2,6 % Nb, 0,05 bis 0,20 % Al besteht, wobei der Rest Ni sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Ni 47,0 bis 53,0 % ausmacht.
  • Die Tabelle 1 zeigt die Legierungszusammensetzungen der Schichten des Verbundrohrs gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Zusammensetzung der Zwischenschicht wurde in etwa im mittleren Bereich ihrer Dicke bestimmt.
  • Das Verbundrohr hatte eine Länge von 5600 mm, einen Außendurchmesser von 170 mm, einen Innendurchmesser von 134 mm, eine Außenschichtdicke von 15 mm, eine Innenschichtdicke von 3 mm und eine Zwischenschichtdicke von 30 um.
  • Die Fig. 1 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, welche die Struktur des Rohrs in der Nähe seiner Zwischenschicht zeigt.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die Innenschicht wurde aus einer Legierung hergestellt, welche aus bis zu 0,030 % C, bis zu 1,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, 12,0 bis 16,0 % Ni, 16,0 bis 18,0 % Cr, 2,0 bis 3,0 % Mo besteht, wobei der Rest unvermeidbare Verunreinigungen und Fe sind, basierend auf der Gesamtmenge, die 100 % beträgt. Die Zwischenschicht wurde aus einem Material hergestellt, welches aus 0,03 bis 0,07 % C, 0,3 bis 0,7 % Si, 0,5 bis 1,5 % Mn, 6,0 bis 12,0 % Cr, 4,0 bis 11,0 % Ni, 0,9 bis 1,5 % Mo, 0,01 bis 0,05 % Al besteht, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Fe 75,0 bis 85,0 % ausmacht.
  • Die Tabelle 2 zeigt die Legierungszusammensetzungen der Schichten des Verbundrohrs gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Zusammensetzung der Zwischenschicht wurde in etwa im mittleren Bereich ihrer Dicke bestimmt.
  • Das Verbundrohr hatte eine Länge von 5600 mm, einen Außendurchmesser von 170 mm, einen Innendurchmesser von 134 mm, eine Außenschichtdicke von 15 mm, eine Innenschichtdicke von 3 mm und eine Zwischenschichtdicke von 20 um.
  • Die Fig. 2 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, welche die Struktur des Rohrs in der Nähe seiner Zwischenschicht zeigt.
  • Dritte Ausführungsform
  • Die Innenschicht wurde aus einer Legierung hergestellt, welche aus 38,0 bis 46,0 % Ni, 19,5 bis 23,5 % Cr, 2,5 bis 3,5 % Mo, 1,5 bis 3,0 % Cu, 0,6 bis 1,2 % Ti, bis zu 0,05 % C, bis zu 1,0 % Mn, bis zu 0,5 % Si, bis zu 0,2 % M besteht, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Fe mindestens 22,0 % ausmacht. Die Zwischenschicht wurde aus einem Material hergestellt, welches aus 0,03 bis 0,07 % C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,4 bis 0,8 % Mn, 12,0 bis 18,0 % Cr, 29,0 bis 35,0 % Ni, 1,5 bis 2,5 % Mo, 0,03 bis 0,06 % Al, 0,8 bis 1,3 % Cu, 0, 1 bis 0,2 % Ti besteht, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Fe 41,0 bis 48,0 % ausmacht.
  • Die Tabelle 3 zeigt die Legierungszusammensetzungen der Schichten des Verbundrohrs gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Zusammensetzung der Zwischenschicht wurde in etwa im mittleren Bereich ihrer Dicke bestimmt.
  • Das Verbundrohr hatte eine Länge von 5600 mm, einen Außendurchmesser von 170 mm, einen Innendurchmesser von 134 mm, eine Außenschichtdicke von 15 mm, eine Innenschichtdicke von 3 mm und eine Zwischenschichtdicke von 45 um.
  • Die Fig. 3 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, welche die Struktur des Rohrs in der Nähe seiner Zwischenschicht zeigt.
  • Vierte Ausführungsform
  • Die Innenschicht wurde aus einer Legierung hergestellt, welche aus bis zu 0,030 % C, bis zu 1,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, 19,0 bis 21,0 % Cr, 24,0 bis 26,0 % Ni, 6,0 bis 7,0 % Mo, 0,8 bis 1,5 % Cu, 0,10 bis 0,20 % N besteht, wobei der Rest unvermeidbare Verunreinigungen und Fe sind, basierend auf der Gesamtmenge, die 100 % beträgt. Die Zwischenschicht wurde aus einem Material hergestellt, welches aus 0,03 bis 0,07 % C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,4 bis 0,8 % Mn, 13,0 bis 17,0 % Cr, 13,0 bis 17,0 % Ni, 1,5 bis 4,5 % Mo, 0,08 bis 0,13 N, 0,4 bis 0,7 Cu besteht, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Fe 60,0 bis 70,0 % ausmacht.
  • Die Tabelle 4 zeigt die Legierungszusammensetzungen der Schichten des Verbundrohrs gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Zusammensetzung der Zwischenschicht wurde in etwa im mittleren Bereich ihrer Dicke bestimmt.
  • Das Verbundrohr hatte eine Länge von 5600 mm, einen Außendurchmesser von 170 mm, einen Innendurchmesser von 134 mm, eine Außenschichtdicke von 15 mm, eine Innenschichtdicke von 3 mm und eine Zwischenschichtdicke von 30 um.
  • Die Fig. 4 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, weiche die Struktur des Rohrs in der Nähe seiner Zwischenschicht zeigt. Tabelle 1 Außenschicht Innenschicht Zwischenschicht
  • Bemerkungen:
  • Außenschlcht: Der Rest ist Fe, schließt jedoch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein.
  • Innenschicht: Der Rest ist Ni, schließt jedoch auch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein.
  • Zwischenschicht: Diese Schicht schließt 1,93 % an üblichen Verunreinigungen ein. Tabelle 2 Außenschicht Innenschicht Zwischenschicht
  • Bemerkungen:
  • Außenschicht: Der Rest ist Fe, schließt jedoch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein.
  • Innenschicht: Der Rest ist Fe, schließt jedoch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein.
  • Zwischenschicht: Der Rest ist Fe, schließt jedoch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein. Tabelle 3 Kohlenstoff-Äquival. Außenschicht Innenschicht Zwischenschicht
  • Bemerkungen:
  • Außenschicht: Der Rest ist Fe, schließt jedoch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein.
  • Innenschicht: Diese Schicht schließt 0,252 % an üblichen Verunreinigungen ein.
  • Zwischenschicht: Diese Schicht schließt 1,29 % an üblichen Verunreinigungen ein. Tabelle 4 Außenschicht Innenschicht Zwischenschicht
  • Bemerkungen:
  • Außenschicht: Der Rest ist Fe, schließt jedoch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein.
  • Innenschicht: Der Rest ist Fe, schließt jedoch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein.
  • Zwischenschicht: Der Rest ist Fe, schließt jedoch üblicherweise unvermeidbare Verunreinigungen wie z.B. P oder S ein.
  • Die Rohre der ersten bis vierten Ausführungsform wurden einem nach ASTM A 264 vorgeschriebenen Schertest unterzogen und auf die Scherspannung hin untersucht mit den folgenden Ergebnissen.
  • Erste Ausführungsform (46 kgf/mm²) 451 N/mm²
  • Zweite Ausführungsform (41 kgf/mm²) 402 N/mm²
  • Dritte Ausführungsform (42 kgf/mm²) 412 N/mm²
  • Vierte Ausführungsform (40 kgf/mm²) 392 N/mm²
  • Das Rohr der ersten Ausführungsform wurde auf die Trennung hin untersucht, indem eine Schlagkraft von 30 N (kg m/s²) auf dieses ausgeübt wurde, doch es kam zu keiner Trennung zwischen der Innen-, Zwischen- und der Außenschicht. Die Fig. 5 zeigt die Metallstruktur des Rohrs, das dem Trennungstest unterzogen wurde.
  • Das Verbundrohr der vorliegenden Erfindung hat eine Zwischenschicht mit einer vorgegebenen Dicke und ist aus einer Mischung aus Materialien für die Außen- und die Innenschicht gebildet. Die Außenschicht und die Innenschicht sind metallurgisch durch die Zwischenschicht mit ausreichender Festigkeit miteinander verbunden, wobei verhindert wird, daß sich die Materialien der Außen- und der Innenschicht miteinander vermischen. Diese Konstruktion ermöglicht es daher, daß die Außenschicht die erwünschten mechanischen Eigenschaften aufweist, wobei der Innenschicht die gewünschte Korrosionsbeständigkeit verliehen wird.
  • Da die Außenschicht und die Innenschicht auf diese Weise durch die Zwischenschicht miteinander verbunden werden, hat das Rohr der Erfindung keinen mechanisch verbundenen Bereich und ist demzufolge nicht der Wahrscheinlichkeit ausgesetzt, daß Wasserstoffsulfid in die Verbindungsstelle zwischen der Außen- und der Innenschicht während des Gebrauchs eindringt und eine Rißbildung an der Verbindungsstelle verursacht.
  • Das Verbundrohr der vorliegenden Erfindung eignet sich für den Gebrauch bei Leitungsrohrsystemen für Rohöl- und Erdgas-Ölquellen.

Claims (7)

1. Durch Schleuderguß hergestelltes Verbundrohr, wobei das Rohr eine aus einem Material, bestehend, in Gew.-%, aus 0,05 bis 0,20 % C, bis zu 1,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, bis zu 1,0 % Cr, 0,2 bis 2,0 % Ni, bis zu 1,0 % Mo, 0,05 bis 0,15 % V, bis zu 0,1 % Al, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und wobei das Material ein Kohlenstoffäquivalent bis zu 0,45 Gew.-%, wie angegeben durch: Kohlenstoffäquivalent
aufweist, hergestellte Außenschicht und eine aus nichtrostendem Stahl, hochlegiertem Stahl oder einer ähnlichen korrosionsbeständigen Legierung hergestellte Innenschicht beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht mit einer Dicke von 10 bis 100 um zwischen der Außen- und Innenschicht vorgesehen und metallurgisch mit der Außenschicht und der Innenschicht unter Bildung einer Einheit damit verbunden ist.
2. Verbundrohr nach Anspruch 1, wobei die Innenschicht aus einem Material hergestellt ist, bestehend aus, in Gew-%, 20 bis 23 % Gr. bis zu 5,0 % Fe, 8 bis 10 % Mo, 3,15 bis 4,15 %m Nb, bis zu 0,1 % C, bis zu 0,5 % Mn, bis zu 0,5 % Si, bis zu 0,4 % Al, bis zu 0,4 % Ti, wobei der Rest Ni sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Ni mindestens 58 % ausmacht; und die Zwischenschicht aus einem Material hergestellt ist, bestehend aus, in Gew.-%, 0,03 bis 0,07% C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,4 bis 0,8 % Mn, 14,0 bis 18,0 % Cr, 3,0 bis 7,0 % Mo, 21,0 bis 25,0 % Fe, 0,6 bis 2,6% Nb, 0,05 bis 0,20 % Al, wobei der Rest Ni sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Ni 47,0 bis 53,0 % ausmacht.
3. Verbundrohr nach Anspruch 1, wobei die Innenschicht aus einem Material hergestellt ist, bestehend aus, in Gew.-%, bis zu 0,030 % C, bis zu 1,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, 12,0 bis 16,0 % Ni, 16,0 bis 18,0 % Cr, 2,0 bis 3,0 % Mo, wobei der Rest Fe sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind; und die Zwischenschicht aus einem Material hergestellt ist, bestehend aus, in Gew.-%, 0,03 bis 0,07 % C, 0,3 bis 0,7 % Si, 0,5 bis 1,5 % Mn, 6,0 bis 12,0 % Cr, 4,0 bis 11,0 % Ni, 0,9 bis 1,5 % Mo, 0,01 bis 0,05 % Al, wobei der Rest Fe sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Fe 75,0 bis 85,0 % ausmacht.
4. Verbundrohr nach Anspruch 1, wobei die Innenschicht aus einem Material hergestellt, bestehend aus, in Gew.-%, 38,0 bis 46,0 % Ni, 19,5 bis 23,5 % Cr, 2,5 bis 3,5 % Mo, 1,5 bis 3,0 % Cu, 0,6 bis 1,2 % Ti, bis zu 0,05 % C, bis zu 1,0 % Mn, bis zu 0,5 % Si, bis zu 0,2 % Al, wobei der Rest Fe sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Fe mindestens 22,0 % ausmacht; und die Zwischenschicht aus einem Material hergestellt ist, bestehend aus, in Gew.-%, 0,03 bis 0,07 % C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,4 bis 0,8 % Mn, 12,0 bis 18,0 % Cr, 29,0 bis 35,0 % Ni, 1,5 bis 2,5 % Mo, 0,03 bis 0,06 % Al, 0,8 bis 1,3 % Cu, 0,1 bis 0,2 % Ti, wobei der Rest Fe sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Fe 41,0 bis 48,0 % ausmacht.
5. Verbundrohr nach Anspruch 1, wobei die Innenschicht aus einem Material hergestellt ist, bestehend aus, in Gew.-%, bis zu 0,030 % C, bis zu 1,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, 19,0 bis 21,0 % Cr, 24,0 bis 26,0 % Ni, 6,0 bis 7,0 % Mo, 0,8 bis 1,5 % Cu, 0,10 bis 0,20 % N, wobei der Rest Fe sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind; und die Innenschicht aus einem Material hergestellt ist, bestehend aus, in Gew.-%. 0,03 bis 0,07 % C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,4 bis 0,8 % Mn, 13,0 bis 17,0 % Cr, 13,0 bis 17,0 % Ni, 1,5 bis 4,5 % Mo, 0,08 bis 0,13 % N, 0,4 bis 0,7 % Cu, wobe der Rest Fe sowie unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei Fe 60,0 bis 70,0 % ausmacht.
6. Verbundrohr nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Zwischenschicht 20 bis 45 um beträgt.
7. Verbundrohr nach Anspruch 1, wobei die Bindefestigkeit zwischen der Außenschicht und der Innenschicht so ist, daß die Scherspannung mindestens 392 N/mm² (40 kgf/mm²) beträgt.
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