EP0356417A1 - Process for manufacturing stress corrosion crack-resistant tubular bodies, particularly non-magnetizable austenitic steel drill collars, and bodies obtained thereby - Google Patents

Process for manufacturing stress corrosion crack-resistant tubular bodies, particularly non-magnetizable austenitic steel drill collars, and bodies obtained thereby Download PDF

Info

Publication number
EP0356417A1
EP0356417A1 EP89890199A EP89890199A EP0356417A1 EP 0356417 A1 EP0356417 A1 EP 0356417A1 EP 89890199 A EP89890199 A EP 89890199A EP 89890199 A EP89890199 A EP 89890199A EP 0356417 A1 EP0356417 A1 EP 0356417A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
cooled
tubular body
wall
stresses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP89890199A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0356417B1 (en
Inventor
Helmut Dr.Mont.Dipl.-Ing. Pohl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schoeller Bleckmann GmbH
Schoeller Bleckman Stahlwerke AG
Original Assignee
Schoeller Bleckmann GmbH
Schoeller Bleckman Stahlwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schoeller Bleckmann GmbH, Schoeller Bleckman Stahlwerke AG filed Critical Schoeller Bleckmann GmbH
Publication of EP0356417A1 publication Critical patent/EP0356417A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0356417B1 publication Critical patent/EP0356417B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/14Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes

Definitions

  • precipitation hardened alloys with contents of approx. 33% Ni, 18% Cr, 2% Ti, 0.5% Al and 0.004% N should bring about significant improvements in the performance characteristics of drill collars or drill string parts.
  • Another disadvantage is that high local strain hardening of the material, which is formed in the near-surface zone when mechanical pressure is applied, increases the tendency of the material to pitting. In the event of pitting, the compressive stress layer is undermined and stress corrosion cracking of the part increases.
  • the mechanical application of residual compressive stresses in the surface layer of parts also has the disadvantage that only simple shapes or contours can be treated accordingly last operation must be done without subsequent calibration. It is therefore practically not possible to create residual compressive stresses in the near-surface zone on edges, threaded parts, in corners, holes and back-turns as well as on chamfers and discontinuous surface parts in order to prevent stress corrosion cracking.
  • the invention was based on the objects of avoiding the above disadvantages and of creating a method for producing tubular bodies which are resistant to stress corrosion cracking, in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenitic steels.
  • a further object of the invention relates to tubular bodies which are resistant to stress corrosion cracking and are produced by this method, in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenitic steel.
  • the body after solution annealing, quenching and after deformation at a temperature of below 500 ° C to increase the material strength and after machining or drilling a hole to a temperature of 220 to 600 ° C, at least up to a temperature equalization with a temperature difference of at most 10 ° C in the body wall, at most a time t in minutes at a temperature T in ° C according to the context is kept, from this temperature or this starting temperature is cooled by increased removal of thermal energy at least from the inner surface of the tubular body and the cooled surface has a temperature drop of at least 100 ° C / min from the starting temperature to half the value between the starting temperature and room temperature.
  • Tubular bodies produced in accordance with this process in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenitic steel, according to the invention have local tensile residual stresses of less than 100 N / mm2 in the zones near the surface to a depth of at least 8 mm. It is particularly preferred if the near-surface zones have residual compressive stresses to a depth of at least 4 mm, preferably at least 8 mm, and that the tensile residual stresses that may occur in the entire cross-section of the wall are less than 150 N / mm2, i.e. below the triggering voltage for stress corrosion cracking , preferably less than 120 N / mm2.
  • tubular bodies, especially collars Due to a deformation of the blank at temperatures below 500 ° C, which serves to work harden or increase the yield strength of the material, tubular bodies, especially collars, show considerable differences in the local internal stresses in the wall, etc. compressive stresses on the outer surface and high tensile stresses on the surface of the hollow, i.e. the bore, which are well above the limit for triggering stress corrosion cracking. It has surprisingly been found that in a tubular body consisting of solution-annealed, quenched and cold-formed austenitic material, heating to appropriate temperatures while adhering to certain conditions with subsequent intensified cooling can cause stress states.
  • the temperature difference in the pipe wall after heating to the initial temperature should be kept below 10 ° C. Longer holding times at the initial temperature have an unfavorable effect because this causes the solution-annealed, quenched and work-hardened steels, for example austenitic Mn-Cr steel, to be sensitized to inter-crystalline crack corrosion.
  • tubular body is cooled from the starting temperature by increasing heat removal at least from the inner wall, because in the area of the inner surface of the wall the highest tensile stresses originating from cold working or work hardening have to be redistributed. Due to low cooling intensities, no sufficient residual stress redistribution is effected, so that the cooled surface of the tube wall must experience a temperature drop from the starting temperature to half the value between the starting temperature and room temperature of at least 100 ° C./min.
  • the method according to the invention brings about a residual stress redistribution and can be used for the production of tubular bodies which are resistant to stress corrosion cracking, in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenistic steels.
  • the prejudices of the professional world had to be overcome, e.g. that heating to higher initial temperatures leads to an unacceptable softening or lowering of the yield point of the cold-formed material, and that low initial temperatures can have no effect, because during the subsequent cooling process, only elastic material deformations occur arise.
  • the increased strength and the high tensile stresses on the inner surface of the tube cause cracks, in particular longitudinal cracks, even when heated to the initial temperature.
  • the corrosion specialist feared that renewed heating of a material quenched from solution temperature and work hardened would cause sensitization, which would make the material in chloride-containing media susceptible to grain breakdown or intergranular crack propagation.
  • Fig. 1 shows schematically stress states in the wall of a tubular body.
  • the stress redistribution by intensively cooling the tube wall from temperatures of, for example, 300 ° C. and 400 ° C. has the effect that the internal stresses in the entire tube wall are below 150 N / mm2, namely the triggering voltage of the stress corrosion cracking, and the body is therefore completely resistant to stress corrosion cracking. Compressive stresses down to a depth of more than 4 mm are achieved on the inner surface.
  • Intensified cooling from an initial temperature of 550 ° C increases the internal compressive stresses and their effective range on the inner surface of the pipe wall (curve 6), which can be used for a recalibration by machining.
  • Curve 2 shows the stress curve in a pipe wall, which can be set by a method according to AT-PS 364 592 or according to the prior art, high internal compressive stresses prevailing on the inner surface, but these compressive stresses at a small distance from the surface in pass high tensile stresses.
  • the invention is illustrated further below by a practical example: A block weighing approx.
  • the residual stresses on the AD were 0 ⁇ -157 N / mm2 (residual compressive stress) and on the ID +390 N / mm2 (residual tensile stress), the measured values representing the arithmetic mean of 3 measurements using the ring-core method.
  • the tubular semi-finished product or rod (approx. 700 mm minimum length for the above sample) was heated in an electric furnace at 415 ° C, with a temperature difference in the tube wall at the end of the heating period of 0.8 ° C.
  • jet cooling was initially carried out on the inside surface with a quantity of 1500 - 2500 l / min and after 10 to 30 s, preferably 20 s, also on the outside surface with a cooling water quantity of approx. 100 l / min and meter length with a temperature drop of the surface of approx. 350 ° C, at least to a temperature below 100 ° C.
  • a drill string part was made from the semi-finished product and further samples were taken from it at the machined points. It was shown in the SCC test that cut-outs made in the pipe wall by milling, turning and planing as well as the NC-cut threads do not cause any cracks, which results from the non-critical residual stress condition in the entire volume of the part.
  • the method according to the invention is particularly advantageous for austenitic steels with a directional analysis C: max. 0.2% by weight; Mn: 0-25% by weight; Cr: 12-30% by weight; Mo: 0-5% by weight; Ni: 0-75% by weight; N: 0-1% by weight; Ti: 0-3% by weight; Nb: 0-3% by weight; Cu: 0-3% by weight, rest of iron applicable.
  • Mn-Cr austenites with 17-20% by weight Mn and 12-14% by weight Cr and Cr-Ni austenites with 17-24% by weight Cr and 10-20% by weight are particularly preferred.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

In a process for the production of tubular bodies that are resistant to stress corrosion cracking, in particular non-magnetizable drill stems and rod sections of austenitic steels, after solution treatment, quenching, and after deformation at a temperature of under 500 DEG C., in order to increase the mechanical properties of the material, and after processing and incorporation of a drilling, the body is heated to a temperature of 220 DEG to 600 DEG C., at least to temperature equalization with a temperature differential of at most 10 DEG C. in the walls of the body. The body is then maintained for at most a time t in minutes at a temperature T in degrees Celsius in accordance with the expression t=10-(T-638)/50 after which it is cooled by the increased withdrawal of thermal energy, at least from the internal surface of the tubular body and the cooled surface exhibits a temperature drop of at least 100 DEG C./min from the starting temperature to the half value between the starting temperature and room temperature.

Description

Beim Abteufen eines Bohrloches werden zur Gewichtsbelastung und zur Stabilisierung des Bohrkopfes Schwerstangen und Gestängeteile mit hoher Materialfestigkeit benötigt. Um den Verlauf des Bohrloches während des Abteufens kontrollieren und gerichtete Bohrungen niederbringen zu können, müssen oftmals und in periodischen Abständen die Neigung und die Richtung des Bohrloches, vorzugsweise an Hand des Erdmagnet­feldes, gemessen werden. Damit derartige Messungen des Erdmagnetfeldes entsprechend genau durchführbar sind bzw. nicht beeinflußt werden, sind für diese Bohrstrangteile vollkommen nichtmagnetisierbaren Werkstoffe einzusetzen. Zur Prüfung der nichtmagnetisierbaren Schwerstangen ist es vorteilhaft, ein Verfahren gemäß EU-PS 14 195 anzuwenden.When sinking a borehole, drill collars and rod parts with high material strength are required to support the weight and stabilize the drill head. In order to be able to control the course of the borehole during drilling and to drill directed boreholes, the inclination and the direction of the borehole must be measured often and at regular intervals, preferably using the earth's magnetic field. In order that such measurements of the earth's magnetic field can be carried out correspondingly precisely or are not influenced, completely non-magnetizable materials are to be used for these drill string parts. To test the non-magnetizable drill collars, it is advantageous to use a method according to EU-PS 14 195.

Für nichtmagnetisierbare Schwerstangen wurden zunächst ausschließlich Cu-Ni-Al-Legierungen, sog. Monel-K-Legierungen verwendet, weil diese vollkommen unmagnetisch sind, die erforderlichen Festigkeitseigenschaften besitzen und als verhältnismäßig leicht zu bearbeiten gelten.For non-magnetizable drill collars, only Cu-Ni-Al alloys, so-called Monel-K alloys, were initially used because they are completely non-magnetic, have the required strength properties and are considered to be relatively easy to machine.

Monel-K-Legierungen sind jedoch relativ kostspielig, so daß zur Erzielung wirtschaftlicherer Produkte für die Herstellung von nichtmagnetisierbaren Schwerstangen und Bohrstrangteilen austenitische Stähle vorgeschlagen wurden.However, Monel-K alloys are relatively expensive, so that austenitic steels have been proposed to achieve more economical products for the manufacture of non-magnetizable drill rods and drill string parts.

Übliche 18/8 CrNi-Stähle weisen jedoch ein magnetisch un­günstiges Verhalten auf und besitzen niedrigere Festigkeits­eigenschaften bzw. niedrige Streckgrenzen sowie schlechte Zerspanbarkeit, so daß diese Werkstoffe wenig geeignet sind.However, conventional 18/8 CrNi steels have a magnetically unfavorable behavior and have lower strength properties or low yield strengths and poor machinability, so that these materials are not very suitable.

Zur Beseitigung dieses nicht befriedigenden Zustandes wurde gemäß AT-PS 214 460 vorgeschlagen, für nichtmagnetisierbare Schwerstangen stabil-austenitische Stähle, insbesondere Mangan-Austenite, zu verwenden, wobei die daraus gefertigten Rohteile durch eine Kaltverformung zu verfestigen sind, um hohe Streckgrenzenwerte des Materials zu erreichen. Solche Schwerstangen entsprechen in ihren Eigenschaften den üblichen Anforderungen. Sie haben aber den Nachteil, daß sie gegen Korrosionsangriffe, beispielsweise von aggressiven Chlorid­lösungen, die in Bohrlöchern öfter auftreten, nicht immer genügend beständig sind und gegebenenfalls zu Erscheinungen von Spannungsrißkorrosion neigen. Es können dadurch Brüche eintreten, die den ausfall solcher Schwerstangen verursachen.In order to eliminate this unsatisfactory condition, it was proposed according to AT-PS 214 460 to use stable-austenitic steels, in particular manganese-austenites, for non-magnetisable drill collars, the raw parts produced therefrom having to be hardened by cold working in order to achieve high yield strength values of the material . The properties of such collars meet the usual requirements. However, they have the disadvantage that they are not always sufficiently resistant to corrosion attacks, for example aggressive chloride solutions which occur frequently in boreholes, and may tend to show stress corrosion cracking. This can result in breaks that cause the failure of such drill collars.

Um bei guten magnetischen Materialeigenschaften das Korro­sionsverhalten zu verbessern und insbesondere Spannungsriß­korrosion zu vermeiden, wurden auch gemäß AT-PS 308 793 zur Fertigung von Schwerstangen und Gestängeteilen Legierungen mit Chromgehalten von 20 - 25 %, Nickelgehalten von 10 - 15 % und Stickstoffgehalten von 0,05 - 0,5 % vorgeschlagen, die zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften einer Kalt­verformung unterworfen werden.In order to improve the corrosion behavior with good magnetic material properties and in particular to avoid stress corrosion cracking, according to AT-PS 308 793 alloys with chrome contents of 20 - 25%, nickel contents of 10 - 15% and nitrogen contents of 0.05 were also used for the production of drill collars and rod parts - 0.5% proposed, which are subjected to cold deformation to increase the strength properties.

Auch die Verwendung ausscheidungsgehärteter Legierungen mit Gehalten von ca. 33 % Ni, 18 % Cr, 2 % Ti, 0,5 % Al und 0,004 % N sollten wesentliche Verbesserungen der Gebrauchs­eigenschaften von Schwerstangen bzw. Bohrstrangteilen bringen.The use of precipitation hardened alloys with contents of approx. 33% Ni, 18% Cr, 2% Ti, 0.5% Al and 0.004% N should bring about significant improvements in the performance characteristics of drill collars or drill string parts.

Der hohe Gehalt an teuren Legierungselementen dieser Werk­stoffe kann jedoch zu wirtschaftlichen Nachteilen führen.However, the high content of expensive alloying elements of these materials can lead to economic disadvantages.

Um die wirtschaftlichen Vorteile der Herstellung von Schwer­stangen aus nichtmagnetisierbaren und gut verfestigbaren Cr-Mn-Stählen zu nutzen und deren Korrosionsverhalten, insbesondere den Widerstand gegen Spannungsrißkorrosion, zu verbessern, wurde auch vorgeschlagen (AT-PS 364 592), im Oberflächenbereich, insbesondere des Hohles, der Schwer­stangen Druckeigenspannungen durch Einwirkung mechanisch ausgelöster Stoß- bzw. Druckenergie hervorzurufen. Dabei werden vorzugsweise preßgasbetriebene Schlaghammer verwendet, deren Kopfteil zur Übertragung der axialen Schlagbewegung einen Schlagbolzen trägt. Derartig hergestellte Schwerstangen erfüllen betreffend ihrer Eigenschaften weitgehend die an sie gestellten Anforderungen im Ölfeld. Sie haben jedoch den Nachteil, daß Druckeigenspannungen, welche die spannungsriß­korrosion verhindern, nur bis zu einer geringen Tiefe unter der Oberfläche erzeugbar sind. Dies ist vor allem dadurch begründet, daß die Werkzeuge bei der Oberflächenverformung nur ein begrenzte Schlagenergie aufweisen dürfen und Mehr­fachschlag weitgehend vermieden werden soll, weil sonst im Einwirkungsbereich des Schlagbolzens das Verformungsvermögen des Stahles erschöpft wird und es zu Rißbildungen kommt. Weil die Verformung der oberflächennahen Zone einerseits flächen­deckend sein muß, andererseits aus obigen Gründen ein oft­maliges Verformen Nachteile mit sich bringt, ist die Wirkung des Verfahrens unsicher und schlecht kontrollierbar. Unter einer dünnen Oberflächenschicht, in welcher Druckspannungen herrschen, sind jedoch insbesondere im Hohl des rohrförmigen Teiles Zonen mit hohen Zugspannungen gegeben. Verletzungen der Oberfläche oder geringe Materialabtragungen können Bereiche mit Zugspannungen freilegen, wodurch verstärkt Spannungsrißkorrosion eintreten kann. Weiters ist nachteilig, daß hohe örtliche Kaltverfestigungen des Materials, die beim mechanischen Aufbringen von Druckeigenschaften in der ober­flächennahen Zone gebildet werden, die Lochfraßneigung des Werkstoffes erhöhen. Bei Lochfraß erfolgt sodann ein Unter­laufen der Druckspannungsschicht und eine verstärkte Span­nungsrißkorrosion des Teiles. Das mechanische Aufbringen von Druckeigenspannungen in der Oberflächenschicht von Teilen hat auch den Nachteil, daß nur einfache Formen bzw. Konturen entsprechend behandelbar sind, wobei dieses Verfahren als letzter Arbeitsgang ohne nachherigem Kalibrieren erfolgen muß. Es ist also praktisch nicht möglich, an Kanten, Gewinde­teilen, in Ecken, Löchern und Hinterdrehungen sowie an Abfasungen und unstetigen Oberflächenteilen Druckeigen­spannungen in der oberflächennahen Zone zu erzeugen, um Spannungsrißkorrosion zu verhindern.In order to take advantage of the economic advantages of the production of drill collars from non-magnetisable and easily hardenable Cr-Mn steels and their corrosion behavior, in particular the resistance to stress corrosion cracking improve, it was also proposed (AT-PS 364 592) to cause residual compressive stresses in the surface area, in particular of the hollow, of the collars by the action of mechanically triggered impact or pressure energy. Pressurized gas hammer is preferably used, the head part of which carries a firing pin for transmitting the axial impact movement. In terms of their properties, drill collars manufactured in this way largely meet the requirements placed on them in the oil field. However, they have the disadvantage that residual compressive stresses which prevent stress corrosion cracking can only be generated to a small depth below the surface. This is mainly due to the fact that the tools may only have a limited impact energy during surface deformation and multiple strikes should be largely avoided, because otherwise the deformability of the steel is exhausted in the area of action of the firing pin and cracks form. Because the deformation of the zone near the surface has to be area-wide on the one hand, and on the other hand, due to the above reasons, it often has disadvantages, the effect of the method is uncertain and difficult to control. Under a thin surface layer, in which compressive stresses prevail, there are zones with high tensile stresses in particular in the hollow of the tubular part. Surface damage or minor material removal can expose areas with tensile stress, which can lead to increased stress corrosion. Another disadvantage is that high local strain hardening of the material, which is formed in the near-surface zone when mechanical pressure is applied, increases the tendency of the material to pitting. In the event of pitting, the compressive stress layer is undermined and stress corrosion cracking of the part increases. The mechanical application of residual compressive stresses in the surface layer of parts also has the disadvantage that only simple shapes or contours can be treated accordingly last operation must be done without subsequent calibration. It is therefore practically not possible to create residual compressive stresses in the near-surface zone on edges, threaded parts, in corners, holes and back-turns as well as on chamfers and discontinuous surface parts in order to prevent stress corrosion cracking.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgaben zugrunde, obige Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung von spannungsrißkorrosions­beständigen rohrförmigen Körpern, insbesondere nichtmagneti­sierbare Schwerstangen und Gestängeteilen aus austenitischen Stählen, zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung bezieht sich auf nach diesem Verfahren hergestellte span­nungsrißkorrosionsbeständige rohrförmige Körper, insbesondere nichtmagnetisierbare Schwerstangen und Gestängeteile aus austenitischem Stahl. Diese Aufgabe wird bei dem erfindungs­gemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß der Körper nach einem Lösungsglühen, Ablöschen und nach einer Verformung bei einer Temperatur von unter 500°C zur Erhöhung der Material­festigkeit sowie nach einer Bearbeitung bzw. Einbringung einer Bohrung auf eine Temperatur von 220 bis 600°C, minde­stens bis zu einem Temperaturausgleich mit einem Temperatur­unterschied von höchstens 10°C in der Körperwand erwärmt, höchstens eine Zeit t in Minuten bei einer Temperatur T in °C gemäß dem Zusammenhang

Figure imgb0001
gehalten wird, von dieser Temperatur bzw. dieser Ausgangs­temperatur durch gesteigerten Entzug von Wärmeenergie minde­stens von der Innenoberfläche des Rohrkörpers gekühlt wird und die gekühlte Oberfläche von der Ausgangstemperatur bis zum halben Wert zwischen Ausgangstemperatur und Raum­temperatur einen Temperaturabfall von mindestens 100°C/min aufweist. Vorteilhaft ist es, wenn der Körper von einer Ausgangstemperatur von 280 bis 500°C, insbesondere von 300 bis 400°C, mit einem Temperaturunterschied in der Körper­wand von höchstens 6°C, vorzugsweise höchstens 3°C, abgekühlt wird. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Innenoberfläche und die Außenoberfläche des rohrförmigen Körpers gekühlt werden, wobei die Innenkühlung zeitlich mindestens 5 s, vorzugsweise mindestens 20 s, früher und/oder mit höherer Intensität als jene der Außenoberflächenkühlung durchgeführt wird.On the basis of this prior art, the invention was based on the objects of avoiding the above disadvantages and of creating a method for producing tubular bodies which are resistant to stress corrosion cracking, in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenitic steels. A further object of the invention relates to tubular bodies which are resistant to stress corrosion cracking and are produced by this method, in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenitic steel. This object is achieved in the inventive method in that the body after solution annealing, quenching and after deformation at a temperature of below 500 ° C to increase the material strength and after machining or drilling a hole to a temperature of 220 to 600 ° C, at least up to a temperature equalization with a temperature difference of at most 10 ° C in the body wall, at most a time t in minutes at a temperature T in ° C according to the context
Figure imgb0001
is kept, from this temperature or this starting temperature is cooled by increased removal of thermal energy at least from the inner surface of the tubular body and the cooled surface has a temperature drop of at least 100 ° C / min from the starting temperature to half the value between the starting temperature and room temperature. It is advantageous if the body of one Starting temperature of 280 to 500 ° C, in particular from 300 to 400 ° C, with a temperature difference in the body wall of at most 6 ° C, preferably at most 3 ° C, is cooled. It is particularly advantageous if the inner surface and the outer surface of the tubular body are cooled, the inner cooling being carried out at least 5 s, preferably at least 20 s earlier and / or with a higher intensity than that of the outer surface cooling.

Nach diesem Verfahren hergestellte rohrförmige Körper, insbesondere nichtmagnetisierbare Schwerstangen und Gestänge­teile aus austenitischem Stahl, weisen erfindungsgemäß in den oberflächennahen Zonen bis zu einer Tiefe von mindestens 8 mm örtliche Zugeigenspannungen von kleiner 100 N/mm² auf. Besonders bevorzugt ist, wenn die oberflächennahen Zonen bis zu einer Tiefe von mindestens 4 mm, vorzugsweise von minde­stens 8 mm, Druckeigenspannungen aufweisen und daß im ge­samten Querschnitt der Wand die gegebenenfalls auftretenden Zugeigenspannungen geringer als 150 N/mm² sind, also unter­halb der Auslösespannung für Spannungsrißkorrosion, vorzugs­weise geringer als 120 N/mm² liegen.Tubular bodies produced in accordance with this process, in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenitic steel, according to the invention have local tensile residual stresses of less than 100 N / mm² in the zones near the surface to a depth of at least 8 mm. It is particularly preferred if the near-surface zones have residual compressive stresses to a depth of at least 4 mm, preferably at least 8 mm, and that the tensile residual stresses that may occur in the entire cross-section of the wall are less than 150 N / mm², i.e. below the triggering voltage for stress corrosion cracking , preferably less than 120 N / mm².

Rohrförmige Körper, insbesondere Schwerstangen, weisen auf Grund einer Verformung des Rohlings bei Temperaturen unter­halb 500°C, welche der Kaltverfestigung bzw. einer Streck­grenzenerhöhung des Materials dient, erhebliche Unterschiede der örtlichen Eigenspannungen in der Wand auf, u.zw. an der Außenoberfläche Druckspannungen und an der Oberfläche des Hohls, also der Bohrung, hohe Zugspannungen, die wesentlich über der Grenze für die Auslösung der Spannungsrißkorrosion liegen. Es wurde überraschend gefunden, daß in einem aus lösungsgeglühtem, abgelöschtem und kaltverformten austeniti­schem Material bestehenden, rohrförmigen Körper durch eine Erwärmung auf entsprechende Temperaturen bei Einhaltung bestimmter Bedingungen mit einer nachfolgenden intensivierten Abkühlung Spannungszustände hervorgerufen werden können, welche auf Grund von plastischen Verformungen in der Rohrwand einen Eigenspannungszustand einstellen, der weitgehend keine örtlichen Zugspannungen über der Grenze, bei welcher Span­nungsrißkorrosion ausgelöst wird, aufweist. Weiters ist durch eine entsprechende Wahl der Ausgangstemperatur und eine zeitlich gestaffelte und/oder hinsichtlich der Intensität unterschiedliche Innen- bzw. Außenkühlung in der Wand des rohrförmigen Körpers ein derartiger Eigenspannungszustand erzeilbar, bei welchem in den oberflächennahen Bereichen bis zu einer Tiefe von mindestens 4 mm Druckspannungen herrschen. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt somit überraschenderweise eine Eigenspannungsumlagerung in der Wand, ohne daß die durch Kaltverformung bewirkte hohe Festig­keit bzw. hohe Streckgrenze des Werkstoffes nachteilig beeinflußt werden. Es ist wichtig, daß die Temperatur­unterschiede in der Rohrwand nach der Erwärmung auf die Ausgangstemperatur gering sind, weil sonst die Spannungs­umlagerung bei der intensivierten Abkühlung nachteilig beeinflußt wird bzw. nur in geringem Maße erfolgen kann und ein gewünschter Eigenspannungszustand nicht entsprechend erreichbar ist. Daher soll der Temperaturunterschied in der Wand kleiner als 10°C gehalten werden. Längere Haltezeiten auf der Ausgangstemperatur wirken sich ungünstig aus, weil dadurch die lösungsgeglühten, abgelöschten und kaltverfestig­ten Stähle, beispielsweise austenitischer Mn-Cr-Stahl, in einen sensibilisierten Zustand für eine interkristallin verlaufende Rißkorrosion gebracht werden. Es wurde gefunden, daß die Sensibilisierung von Diffusions- und Karbidbildungs- sowie gegebenenfalls Nitridbildungsvorgängen abhängt, wobei die Temperatur (T) die Haltezeit (t) bis zur Sensibilisierung des Materials logarithmisch mit dem Zusammenhang
T = -50 log t + 638
beeinflußt. Aus diesem Grund ist die Haltezeit auf Ausgangstemperatur kleiner zu wählen als der Wert, der sich aus folgendem Zusammenhang ergibt:

Figure imgb0002
Due to a deformation of the blank at temperatures below 500 ° C, which serves to work harden or increase the yield strength of the material, tubular bodies, especially collars, show considerable differences in the local internal stresses in the wall, etc. compressive stresses on the outer surface and high tensile stresses on the surface of the hollow, i.e. the bore, which are well above the limit for triggering stress corrosion cracking. It has surprisingly been found that in a tubular body consisting of solution-annealed, quenched and cold-formed austenitic material, heating to appropriate temperatures while adhering to certain conditions with subsequent intensified cooling can cause stress states. which, due to plastic deformations in the pipe wall, set an internal stress state that largely has no local tensile stresses above the limit at which stress corrosion cracking is triggered. Furthermore, through an appropriate choice of the starting temperature and a time-graded and / or different internal and external cooling in terms of intensity in the wall of the tubular body, such a state of internal stress can be achieved, in which near the surface to a depth of at least 4 mm compressive stress to rule. When the method according to the invention is used, a residual stress redistribution surprisingly takes place in the wall without the high strength or high yield strength of the material caused by cold deformation being adversely affected. It is important that the temperature differences in the pipe wall after heating to the initial temperature are small, because otherwise the stress redistribution during the intensified cooling is adversely affected or can only take place to a small extent and a desired residual stress state cannot be achieved accordingly. Therefore, the temperature difference in the wall should be kept below 10 ° C. Longer holding times at the initial temperature have an unfavorable effect because this causes the solution-annealed, quenched and work-hardened steels, for example austenitic Mn-Cr steel, to be sensitized to inter-crystalline crack corrosion. It has been found that the sensitization depends on diffusion and carbide formation processes and, if appropriate, nitride formation processes, the temperature (T) the holding time (t) until the material is sensitized logarithmically with the relationship
T = -50 log t + 638
influenced. For this reason, the holding time at the initial temperature should be chosen shorter than the value that results from the following relationship:
Figure imgb0002

Weiters ist es wichtig, daß der rohrfömige Körper von der Ausgangstemperatur durch gesteigerten Wärmeentzug mindestens von der Innenwand gekühlt wird, weil im Bereich der Innen­oberfläche der Wand die höchsten, von der Kaltverformung bzw. Kaltverfestigung stammenden Zugspannungen umzulagern sind. Durch geringe Kühlintensitäten wird keine ausreichende Eigenspannungsumlagerung bewirkt, so daß die gekühlte Ober­fläche der Rohrwand einen Temperaturabfall von der Ausgangs­temperatur bis zum halben Wert zwischen Ausgangstemperatur und Raumtemperatur von mindestens 100°C/min erfahren muß.Furthermore, it is important that the tubular body is cooled from the starting temperature by increasing heat removal at least from the inner wall, because in the area of the inner surface of the wall the highest tensile stresses originating from cold working or work hardening have to be redistributed. Due to low cooling intensities, no sufficient residual stress redistribution is effected, so that the cooled surface of the tube wall must experience a temperature drop from the starting temperature to half the value between the starting temperature and room temperature of at least 100 ° C./min.

Es war durchaus überraschend, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine Eigenspanungsumlagerung bewirkt und zur Herstellung von spannungsrißkorrosionsbeständigen rohr­förmigen Körpern, insbesondere nichtmagnetisierbaren Schwer­stangen und Gestängeteilen aus austenistischen Stählen, anwendbar ist. Dabei waren die Vorurteile der Fachwelt zu überwinden, u.zw., daß durch ein Erwärmen auf höhere Ausgangstemperaturen eine nicht vertretbare Entfestigung bzw. ein Absenken der Streckgrenze des kaltverformten Materials erfolgt und niedrige Ausgangstemperaturen keine Wirkung haben können, weil beim anschließenden abkühlen nur elastische Materialverformungen entstehen. Weiters wurde vom Fachmann angenommen, daß die erhöhte Festigkeit und die hohen Zug­spannungen an der Innenoberfläche des Rohres bereits bei der Erwärmung auf Ausgangstemperatur Rißbildungen, insbesondere Längsrisse, verursachen. Insbesondere der Korrosionsfachmann mußte befürchten, daß eine nochmalige Erwärmung eines von Lösungstemperatur abgeschreckten und kaltverfestigten Materials eine Sensibilisierung bewirkt, die den Werkstoff in chloridhaltigen Medien anfällig bezüglich des Kornzerfalls bzw. des interkristallinen Rißfortschrittes macht.It was quite surprising that the method according to the invention brings about a residual stress redistribution and can be used for the production of tubular bodies which are resistant to stress corrosion cracking, in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenistic steels. The prejudices of the professional world had to be overcome, e.g. that heating to higher initial temperatures leads to an unacceptable softening or lowering of the yield point of the cold-formed material, and that low initial temperatures can have no effect, because during the subsequent cooling process, only elastic material deformations occur arise. Furthermore, it was assumed by the person skilled in the art that the increased strength and the high tensile stresses on the inner surface of the tube cause cracks, in particular longitudinal cracks, even when heated to the initial temperature. In particular, the corrosion specialist feared that renewed heating of a material quenched from solution temperature and work hardened would cause sensitization, which would make the material in chloride-containing media susceptible to grain breakdown or intergranular crack propagation.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Zeichnung und eines Beispiels näher erläutert:
Fig. 1 zeigt schematisch Spannungszustände in der Wand eines rohrförmigen Körpers.
The invention is explained in more detail below with reference to a drawing and an example:
Fig. 1 shows schematically stress states in the wall of a tubular body.

Nach einer Kaltverfestigung durch Verformung des Rohkörpers bei einer Temperatur von unterhalb 500°C herrschen im rohr­förmigen Körper Eigenspannungen, u.zw. an der Rohraußenwand A Druckspannungen, die zur Rohrinnenwand B entsprechend der Kurve ① in hohe Zugspannungen übergehen. Bei einer Erwär­mung auf eine Ausgangstemperatur von 200°C mit einer nach­folgenden, intensivierten Abkühlung der Rohrinnenwand werden die dort herrschenden Zugspannungen, wie Kurve ③ veran­schaulicht, nur geringfügig abgebaut. Die Kurven ④ und ⑤ zeigen die Eigenspannungsverteilungen in der Rohrwand bei einer Abkühlung von einer Ausgangstemperatur von 300°C (4) und 400°C (5). Im Bereich der Außenwand A ist die Spannungs­kurve ⑤ geteilt dargestellt, u.zw. in einen Teil

Figure imgb0003
bei Luftbeaufschlagung und einen Teil
Figure imgb0004
für Wasser­beaufschlagung der Außenoberfläche. Die Spannungsumlagerung durch ein intensiviertes Abkühlen der Rohrwand aus Tempe­raturen von beispielsweise 300°C und 400°C bewirkt, daß in der gesamten Rohrwand die Eigenspannungen unter 150 N/mm², nämlich der Auslösespannung der Spannungsrißkorrosion, liegen und somit der Körper vollkommen spannungsrißkorrosions­beständig ist. Dabei werden an der Innenoberfläche Druck­spannungen bis zu einer Tiefe von größer als 4 mm erreicht.After strain hardening by deformation of the raw body at a temperature below 500 ° C, internal stresses prevail in the tubular body, etc. on the outer tube wall A compressive stresses, which change to the inner tube wall B according to curve ① in high tensile stresses. When heating to an initial temperature of 200 ° C with subsequent, intensified cooling of the inner tube wall, the tensile stresses prevailing there are only slightly reduced, as curve nur illustrates. Curves ④ and ⑤ show the residual stress distributions in the pipe wall when cooling from an initial temperature of 300 ° C (4) and 400 ° C (5). In the area of the outer wall A, the voltage curve ⑤ is shown divided, etc. in one part
Figure imgb0003
when exposed to air and a part
Figure imgb0004
for exposure to water on the outer surface. The stress redistribution by intensively cooling the tube wall from temperatures of, for example, 300 ° C. and 400 ° C. has the effect that the internal stresses in the entire tube wall are below 150 N / mm², namely the triggering voltage of the stress corrosion cracking, and the body is therefore completely resistant to stress corrosion cracking. Compressive stresses down to a depth of more than 4 mm are achieved on the inner surface.

Ein intensiviertes Abkühlen von einer Ausgangstemperatur von beispielsweise 550°C vergrößert die Eigendruckspannungen und deren Wirkungsbereich an der Innenoberfläche der Rohrwand (Kurve ⑥ ), was bei einem spanabhebenden Nachkalibrieren genützt werden kann. Die Kurve ② zeigt den Spannungsverlauf in einer Rohrwand, der durch ein Verfahren gemäß der AT-PS 364 592 bzw. gemäß dem Stand der Technik einstellbar ist, wobei an der Innenoberfläche hohe Eigendruckspannungen herrschen, diese Druckspannungen jedoch in einem geringen Abstand von der Oberfläche in hohe Zugspannungen übergehen. Nachfolgend wird die Erfindung durch ein praktisches Beispiel weiter verdeutlicht:
Ein Block mit einem Gewicht von ca. 3 t aus Mn-Cr-N-Stahl mit einer Zusammensetzung von 0,05 % C, 19,3 % Mn, 13,6 % Cr, 2,1 % Ni, 0,23 % N (Angaben in Gew.-%) Rest insbesondere Eisen, wurde durch Warmschmieden in einer Langschmiedemaschine zu einem Schwerstangenrohling mit einer Abmessung von 0̸ 196 x 8800 mm primärverformt. Ein Ablöschen aus einer Lösungs­glühtemperatur von 1020°C erfolgte im Wasserbecken. Der Rohling wurde adjustiert, kaltgeschmiedet mit einem Verfor­mungsgrad von 15 %, gerichtet, gedreht und gebohrt. Die Abmessungen des Halbfertigproduktes waren:
AD 0̸ 172,3 x ID 0̸ 70,45 x 9250 mm (AD = Außendurchmesser, ID = Innendurchmesser). Die Eigenspannungen betrugen am AD 0̸ -157 N/mm² (Druckeigenspannung) bzw. am ID +390 N/mm² (Zug­eigenspannung), wobei die Meßwerte den arithmetischen Mittel­wert aus 3 Messungen mit dem Ring-Kern-Verfahren darstellen.
Intensified cooling from an initial temperature of 550 ° C, for example, increases the internal compressive stresses and their effective range on the inner surface of the pipe wall (curve ⑥), which can be used for a recalibration by machining. Curve ② shows the stress curve in a pipe wall, which can be set by a method according to AT-PS 364 592 or according to the prior art, high internal compressive stresses prevailing on the inner surface, but these compressive stresses at a small distance from the surface in pass high tensile stresses. The invention is illustrated further below by a practical example:
A block weighing approx. 3 t from Mn-Cr-N steel with a composition of 0.05% C, 19.3% Mn, 13.6% Cr, 2.1% Ni, 0.23% N (figures in% by weight) rest, in particular iron, was primary deformed by hot forging in a long forging machine into a drill collar blank with a dimension of 0̸ 196 x 8800 mm. The solution was annealed from a solution annealing temperature of 1020 ° C in the water basin. The blank was adjusted, cold forged with a degree of deformation of 15%, straightened, turned and drilled. The dimensions of the semi-finished product were:
AD 0̸ 172.3 x ID 0̸ 70.45 x 9250 mm (AD = outer diameter, ID = inner diameter). The residual stresses on the AD were 0̸ -157 N / mm² (residual compressive stress) and on the ID +390 N / mm² (residual tensile stress), the measured values representing the arithmetic mean of 3 measurements using the ring-core method.

Eine Probe vom einen Ende dieses Halbfertigproduktes wurde kochender, wäßriger Lösung von gesättigtem Magnesium­chlorid (42 %, 154°C) einen Tag lang ausgesetzt, wobei sich nach kurzer Zeit Risse vom ID ausgehend bildeten.A sample from one end of this semi-finished product was exposed to boiling aqueous solution of saturated magnesium chloride (42%, 154 ° C) for one day, after a short time cracks starting from the ID.

Das rohrförmige Halbfertigprodukt bzw. die Stange (ca. 700 mm Mindestlänge für die obige Probe) wurde in einem Elektroofen bei 415°C erwärmt, wobei ein Temperaturunterschied in der Rohrwand am Ende der Wärmzeit von 0,8°C vorlag. In einer Sprühanlage erfolgte vorerst an der Innenoberfläche mit einer Menge von 1500 - 2500 l/min und nach 10 bis 30 s, vorzugs­weise 20 s, auch an der Außenoberfläche mit einer Kühlwasser­menge von ca. 100 l/min und Meter Länge eine Jet-Kühlung mit einem Temperaturabfall der Oberfläche von ca. 350°C, jeden­falls auf eine Temperatur unter 100°C.The tubular semi-finished product or rod (approx. 700 mm minimum length for the above sample) was heated in an electric furnace at 415 ° C, with a temperature difference in the tube wall at the end of the heating period of 0.8 ° C. In a spray system, jet cooling was initially carried out on the inside surface with a quantity of 1500 - 2500 l / min and after 10 to 30 s, preferably 20 s, also on the outside surface with a cooling water quantity of approx. 100 l / min and meter length with a temperature drop of the surface of approx. 350 ° C, at least to a temperature below 100 ° C.

Der Eigenspannungszustand der Stange am ID änderte sich durch diese Behandlung von +390 N/mm² (Zugspannung) auf -410 N/mm² (Druckspannung). Am Außendurchmesser wurden ebenfalls Druck­eigenspannungen von - 120 N/mm² ermittelt. Weiters wurden nach Abdrehungen und Ausbohrungen die Eigenspannungen über die Wandstärke festgestellt, wobei die gemessenen Zug­spannungen kleiner als + 110 N/mm² waren. Eine aus dieser Stange gefertigte Probe, die im vorher beschriebenen SCC-Test mit Magnesiumchlorid geprüft wurde, blieb völlig rißfrei.As a result of this treatment, the internal stress state of the rod on the ID changed from +390 N / mm² (tensile stress) to -410 N / mm² (compressive stress). Internal compressive stresses of - 120 N / mm² were also determined on the outside diameter. Furthermore, after twisting and drilling, the residual stresses over the wall thickness were determined, the tensile stresses being measured being less than + 110 N / mm². A sample made from this rod, which was tested with magnesium chloride in the SCC test described above, remained completely free of cracks.

Aus dem Halbfertigprodukt wurde ein Bohrstrangteil gefertigt und diesem an bearbeiteten Stellen weitere Proben entnommen. Es zeigte sich im SCC-Test, daß spanabhebend in die Rohrwand eingebrachte Ausnehmungen durch Fräsen, Drehen und Hobeln sowie die NC-geschnittenen Gewinde keinerlei Risse verur­sachen, was aus dem nicht kritischen Eigenspannungszustand im gesamten Volumen des Teiles resultiert.A drill string part was made from the semi-finished product and further samples were taken from it at the machined points. It was shown in the SCC test that cut-outs made in the pipe wall by milling, turning and planing as well as the NC-cut threads do not cause any cracks, which results from the non-critical residual stress condition in the entire volume of the part.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft für austenitische Stähle einer Richtanalyse C: max. 0,2 Gew.-%; Mn: 0 - 25 Gew.-%; Cr: 12 - 30 Gew.-%; Mo: 0 - 5 Gew.-%; Ni: 0 - 75 Gew.-%; N: 0 - 1 Gew.-%; Ti: 0 - 3 Gew.-%; Nb: 0 - 3 Gew.-%; Cu: 0 - 3 Gew.-%, Rest Eisen anwendbar. Beson­ders bevorzugt sind hiebei Mn-Cr-Austenite mit 17 - 20 Gew.-% Mn und 12 - 14 Gew.-% Cr und Cr-Ni-Austenite mit 17 - 24 Gew.-% Cr und 10 - 20 Gew.-% Ni.The method according to the invention is particularly advantageous for austenitic steels with a directional analysis C: max. 0.2% by weight; Mn: 0-25% by weight; Cr: 12-30% by weight; Mo: 0-5% by weight; Ni: 0-75% by weight; N: 0-1% by weight; Ti: 0-3% by weight; Nb: 0-3% by weight; Cu: 0-3% by weight, rest of iron applicable. Mn-Cr austenites with 17-20% by weight Mn and 12-14% by weight Cr and Cr-Ni austenites with 17-24% by weight Cr and 10-20% by weight are particularly preferred. Ni.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von spannungsrißkorrosions­beständigen rohrförmigen Körpern, insbesondere von nicht­magnetisierbaren Schwerstangen und Gestängeteilen aus auste­nitischen Stählen, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper nach einem Lösungsglühen, Ablöschen und nach einer Verformung bei einer Temperatur von unter 500°C zur Erhöhung der Materialfestigkeit sowie nach einer Bearbeitung bzw. Ein­bringung einer Bohrung auf eine Temperatur von 220 bis 600°C, mindestens bis zu einem Temperaturausgleich mit einem Tempe­raturunterschied von höchstens 10°C in der Körperwand er­wärmt, höchstens eine Zeit t in Minuten bei einer Tempe­ratur T in °C gemäß dem Zusammenhang
Figure imgb0005
gehalten wird und von dieser Temperatur bzw. dieser Ausgangs­temperatur durch gesteigerten Entzug von Wärmeenergie minde­stens von der Innenoberfläche des Rohrkörpers gekühlt wird und die gekühlte Oberfläche von der Ausgangstemperatur bis zum halben Wert zwischen Ausgangstemperatur und Raum­temperatur einen Temperaturabfall von mindestens 100°C/min aufweist.
1. A process for the production of stress-crack corrosion-resistant tubular bodies, in particular non-magnetizable drill rods and rod parts made of austenitic steels, characterized in that the body after solution annealing, quenching and after deformation at a temperature of below 500 ° C to increase the material strength and after a Machining or drilling a hole to a temperature of 220 to 600 ° C, at least heated to a temperature equalization with a temperature difference of at most 10 ° C in the body wall, at most a time t in minutes at a temperature T in ° C according to the context
Figure imgb0005
is kept and from this temperature or this starting temperature is cooled by increased removal of thermal energy at least from the inner surface of the tubular body and the cooled surface has a temperature drop of at least 100 ° C / min from the starting temperature to half the value between the starting temperature and room temperature.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper von einer Ausgangstemperatur von 280 bis 500°C, insbesondere von 300 bis 400°C, mit einem Temperatur­unterschied in der Körperwand von höchtens 6°C, vorzugsweise höchstens 3°C, abgekühlt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the body is cooled from an initial temperature of 280 to 500 ° C, in particular from 300 to 400 ° C, with a temperature difference in the body wall of at most 6 ° C, preferably at most 3 ° C becomes. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche und die Außenoberfläche des rohr­förmigen Körpers gekühlt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the inner surface and the outer surface of the tubular body are cooled. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Innenoberfläche des rohrförmigen Körpers zeitlich früher und/oder mit höherer Intensität als jene der Außenoberfläche durchgeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling of the inner surface of the tubular body is carried out earlier in time and / or with a higher intensity than that of the outer surface. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche des rohrförmigen Körpers zeitlich minde­stens 5 s, vorzugsweise mindestens 20 s, vor der Außen­oberfläche gekühlt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the inner surface of the tubular body is cooled at least 5 s, preferably at least 20 s, before the outer surface. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Gase und/oder Flüssigkeiten, insbesondere Preßluft und/oder Wasser, verwendet werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that gases and / or liquids, in particular compressed air and / or water, are used as coolants. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einwirkung mechanisch ausgelöster Stoß- bzw. Druckenergie im Oberflächenbereich des Körpers zusätzlich Druckspannungen hervorgerufen werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that additional compressive stresses are caused by the action of mechanically triggered shock or pressure energy in the surface region of the body. 8. Spannungsrißkorrosionsbeständiger rohrförmiger Körper, insbesondere nichtmagnetisierbare Schwerstange und Gestänge­teil aus austenitischem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberflächennahen Zonen bis zu einer Tiefe von minde­stens 8 mm die örtlichen Zugeigenspannungen kleiner als 100 N/mm² sind.8. Stress-crack corrosion-resistant tubular body, in particular non-magnetizable drill collar and rod part made of austenitic steel, characterized in that the local tensile residual stresses are less than 100 N / mm² in the near-surface zones to a depth of at least 8 mm. 9. Körper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an der Innenoberfläche der Wand des rohrförmigen Körpers bis zu einer Tiefe von mindestens 4 mm, vorzugsweise von mindestens 8 mm, Druckeigenspannungen herrschen.9. Body according to claim 8, characterized in that at least on the inner surface of the wall of the tubular body to a depth of at least 4 mm, preferably of at least 8 mm, residual compressive stresses prevail. 10. Körper nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächennahen Zonen bis zu einer Tiefe von minde­stens 4 mm, vorzugsweise 8 mm, Druckeigenspannungen auf­weisen.10. Body according to claim 8 or 9, characterized in that the near-surface zones to a depth of at least 4 mm, preferably 8 mm, have residual compressive stresses. 11. Körper nach einem der Ansprüch 8 bis 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß im gesamten Querschnitt der Wand die gegebenen­falls auftretenden örtlichen Zugeigenspannungen geringer als 150 N/mm², vorzugsweise geringer als 120 N/mm², sind.11. Body according to one of claims 8 to 10, characterized in that in the entire cross section of the wall, the local tensile stresses that may occur are less than 150 N / mm², preferably less than 120 N / mm².
EP89890199A 1988-08-04 1989-07-27 Process for manufacturing stress corrosion crack-resistant tubular bodies, particularly non-magnetizable austenitic steel drill collars, and bodies obtained thereby Expired - Lifetime EP0356417B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT1965/88A AT392802B (en) 1988-08-04 1988-08-04 METHOD FOR THE PRODUCTION OF TUBE-SHAPED CORROSION-RESISTANT BODY-BODIES, IN PARTICULAR NON-MAGNETIZABLE HEAVY RODS FROM AUSTENITIC STEELS
AT1965/88 1988-08-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0356417A1 true EP0356417A1 (en) 1990-02-28
EP0356417B1 EP0356417B1 (en) 1993-05-26

Family

ID=3524888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP89890199A Expired - Lifetime EP0356417B1 (en) 1988-08-04 1989-07-27 Process for manufacturing stress corrosion crack-resistant tubular bodies, particularly non-magnetizable austenitic steel drill collars, and bodies obtained thereby

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5026436A (en)
EP (1) EP0356417B1 (en)
JP (1) JPH0270884A (en)
KR (1) KR900003387A (en)
AT (2) AT392802B (en)
BR (1) BR8903914A (en)
CA (1) CA1334572C (en)
DE (1) DE58904473D1 (en)
MX (1) MX173658B (en)
NO (1) NO174163C (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999019522A1 (en) * 1997-10-08 1999-04-22 Mannesmann Ag Method for preventing quenching cracks from forming on the inner surface of a cylindrical hollow body
CN110317941A (en) * 2019-08-13 2019-10-11 上海亦又新能源科技有限公司 A kind of geologic drilling rod pin end enhancing thread root processing method and its application
DE102019123174A1 (en) * 2019-08-29 2021-03-04 Mannesmann Stainless Tubes GmbH Austenitic steel alloy with improved corrosion resistance when exposed to high temperatures

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3186678B2 (en) * 1997-12-10 2001-07-11 日産自動車株式会社 Manufacturing method of metal belt for belt type continuously variable transmission
DE19813459A1 (en) * 1998-03-26 1999-09-30 Mettler Toledo Gmbh Elastic deformable component and method for its production
US6406570B1 (en) * 1998-03-26 2002-06-18 Mettler-Toledo, Gmbh Elastic component for a precision instrument and process for its manufacture
US6012744A (en) * 1998-05-01 2000-01-11 Grant Prideco, Inc. Heavy weight drill pipe
KR100472931B1 (en) * 2002-08-09 2005-03-10 정동택 Method for makng ceramic spheres
JP4759302B2 (en) * 2004-04-06 2011-08-31 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Heat treatment method and apparatus
GB201304771D0 (en) * 2013-03-15 2013-05-01 Petrowell Ltd Heat treat production fixture
JP7385174B2 (en) * 2019-12-11 2023-11-22 Tdk株式会社 A magnetic sheet, a coil module including the magnetic sheet, and a contactless power supply device.

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE671131C (en) * 1932-08-26 1939-02-01 Kohle Und Eisenforschung G M B Process for generating elastic pre-stresses in objects made of steel
DE3004872A1 (en) * 1979-03-15 1980-09-18 Usui Kokusai Sangyo Kk PIPE FOR HIGH PRESSURE LIQUID AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
EP0035091A1 (en) * 1980-01-25 1981-09-09 SCHOELLER-BLECKMANN Gesellschaft m.b.H. Process for producing tension-crack corrosion-resistant non magnetizable drill collars of austenitic steels, and apparatus for carrying out this process
EP0205828A1 (en) * 1985-06-10 1986-12-30 Hoesch Aktiengesellschaft Method and use of a steel for manufacturing steel pipes with a high resistance to acid gases

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2115834B (en) * 1982-03-02 1985-11-20 British Steel Corp Non-magnetic austenitic alloy steels
JPS58167724A (en) * 1982-03-26 1983-10-04 Kobe Steel Ltd Method of preparing blank useful as stabilizer for drilling oil well
US4502886A (en) * 1983-01-06 1985-03-05 Armco Inc. Austenitic stainless steel and drill collar
AT381658B (en) * 1985-06-25 1986-11-10 Ver Edelstahlwerke Ag METHOD FOR PRODUCING AMAGNETIC DRILL STRING PARTS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE671131C (en) * 1932-08-26 1939-02-01 Kohle Und Eisenforschung G M B Process for generating elastic pre-stresses in objects made of steel
DE3004872A1 (en) * 1979-03-15 1980-09-18 Usui Kokusai Sangyo Kk PIPE FOR HIGH PRESSURE LIQUID AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
EP0035091A1 (en) * 1980-01-25 1981-09-09 SCHOELLER-BLECKMANN Gesellschaft m.b.H. Process for producing tension-crack corrosion-resistant non magnetizable drill collars of austenitic steels, and apparatus for carrying out this process
EP0205828A1 (en) * 1985-06-10 1986-12-30 Hoesch Aktiengesellschaft Method and use of a steel for manufacturing steel pipes with a high resistance to acid gases

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 3, Nr. 114 (C-59), 21. September 1979, Seite 93 C 59; & JP-A-54 94 415 (HITACHI SEISAKUSHO K.K.) 26-07-1979 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 8, Nr. 41 (C-211)[1478], 22. Februar 1984; & JP-A-58 199 814 (SHIN NIPPON SEITETSU K.K.) 21-11-1983 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 9, Nr. 254 (C-308)[1977], 11. Oktober 1985; & JP-A-60 106 916 (ISHIKAWAJIMA HARIMA JUKOGYO K.K.) 12-06-1985 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999019522A1 (en) * 1997-10-08 1999-04-22 Mannesmann Ag Method for preventing quenching cracks from forming on the inner surface of a cylindrical hollow body
CN110317941A (en) * 2019-08-13 2019-10-11 上海亦又新能源科技有限公司 A kind of geologic drilling rod pin end enhancing thread root processing method and its application
CN110317941B (en) * 2019-08-13 2020-12-15 上海亦又新能源科技有限公司 Method for machining root of reinforced thread of male joint of geological drill rod and application of method
DE102019123174A1 (en) * 2019-08-29 2021-03-04 Mannesmann Stainless Tubes GmbH Austenitic steel alloy with improved corrosion resistance when exposed to high temperatures

Also Published As

Publication number Publication date
NO174163B (en) 1993-12-13
NO893152L (en) 1990-02-05
ATE89870T1 (en) 1993-06-15
AT392802B (en) 1991-06-25
KR900003387A (en) 1990-03-26
NO174163C (en) 1994-03-23
EP0356417B1 (en) 1993-05-26
JPH0270884A (en) 1990-03-09
BR8903914A (en) 1990-03-27
CA1334572C (en) 1995-02-28
DE58904473D1 (en) 1993-07-01
MX173658B (en) 1994-03-22
US5026436A (en) 1991-06-25
NO893152D0 (en) 1989-08-03
ATA196588A (en) 1990-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3445371C2 (en)
EP0207068B1 (en) Method for manufacturing non-magnetic drilling rods
EP1109637B1 (en) Light alloy thread-forming screw and its production method
DE69410223T2 (en) Spring steel of high strength and high corrosion resistance
EP0356417B1 (en) Process for manufacturing stress corrosion crack-resistant tubular bodies, particularly non-magnetizable austenitic steel drill collars, and bodies obtained thereby
DE1533239B1 (en) USE OF A STEEL FOR POPPET VALVES
GB2118869A (en) Manufacture of a drilling stabilizer
DE3235447A1 (en) Drilling screw
DE69203228T2 (en) METAL WIRE FROM A STEEL SUBSTRATE WITH COLD-HARDENED, Annealed MARTENSITIC STRUCTURE AND COATING.
DE3247873C2 (en)
DE69330600T2 (en) Spring steel wires and processes for their manufacture
DE1957375B2 (en) AUSTENITIC CHROME-NICKEL-NITROGEN-STEEL ALLOY FOR NON-MAGNETIZABLE HANDLEBARS AND ROD PARTS
DE3415590C2 (en)
DE2435463A1 (en) HIGH PRESSURE VESSEL AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING
DE3311606C2 (en)
DE2815349C2 (en) Increasing the resistance to stress corrosion cracking of tubular objects for deep drilling
DE8701403U1 (en) Steel pin in a fastener
DE112017006053T5 (en) HIGH-TEN AND HIGH-TIMING TUBE FOR A PERFORIER PISTOL AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
DE69022523T2 (en) Stainless steels with high toughness and process for their production.
EP0035091A1 (en) Process for producing tension-crack corrosion-resistant non magnetizable drill collars of austenitic steels, and apparatus for carrying out this process
DE69225065T2 (en) Stainless non-magnetic steel with high manganese and chromium content, with high resistance to stress corrosion and can be used for drilling equipment and processes for the production of rods from this steel
DE2720805C2 (en) Process for the production of work pieces from alloy steel
DE1807992B2 (en) Heat treatment process to achieve a bainitic structure in a high-strength steel
AT385220B (en) Method for manufacturing drill stems
DE2935690C2 (en) Process for the manufacture of tubular steel

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT DE FR GB IT NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19900327

17Q First examination report despatched

Effective date: 19920722

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT DE FR GB IT NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 89870

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19930615

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 58904473

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19930701

ITF It: translation for a ep patent filed
ET Fr: translation filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19930908

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19940613

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19940616

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19940617

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19940621

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19940623

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19940731

Year of fee payment: 6

EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 89890199.6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19950727

Ref country code: AT

Effective date: 19950727

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19950728

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19960201

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19950727

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 19960201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19960402

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 89890199.6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19960430

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050727