EP1204772B1 - Verfahren zur herstellung von geschweissten stahlrohren hoher festigkeit, zähigkeits- und verformungseigenschaften - Google Patents

Verfahren zur herstellung von geschweissten stahlrohren hoher festigkeit, zähigkeits- und verformungseigenschaften Download PDF

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EP1204772B1 EP00943586A EP00943586A EP1204772B1 EP 1204772 B1 EP1204772 B1 EP 1204772B1 EP 00943586 A EP00943586 A EP 00943586A EP 00943586 A EP00943586 A EP 00943586A EP 1204772 B1 EP1204772 B1 EP 1204772B1
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pipes
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of welded steel pipes of high strength, toughness and deformation properties, in particular large pipes according to the UOE method, in which, starting from a hot-rolled sheet, cold formed a tube, welded and calibrated to nominal diameter and after welding and calibration a heat treatment at a temperature in the range of 100-400 ° C is subjected.
  • z. B. produced by the UOE process tubes require yield strengths in the amount of the specified minimum value in order to reliably meet the required safety against flow on the finished tube.
  • integral deformation reserve ⁇ up is meant the mean circumferential plastic elongation of the pipe before the wall constriction commences analogously to the uniform elongation in the laboratory tensile test ( Hohl, GA and Vogt, GH: Allowable strains for high strength line pipe. 3R international, 31st Century, Issue 12/92, pp. 696-700 ).
  • a known under the name "bake hardening” method for increasing the component strength is known. This is understood to mean artificial aging as a result of baking varnishing.
  • the coating is preferably carried out in a zinc bath which is run through by the previously cold-rolled strip.
  • the zinc bath temperatures are in the range of 450-470 ° C. So that the surface refinement of conventional DP (dual-phase) steels is reliably possible, a steel of the following composition is proposed in% by weight 0.05 to 0.3% carbon 0.8 to 3.0% manganese 0.4 to 2.5% aluminum 0.01 to 0.2% silicon
  • a heat treatment preferably follows in a hot-dip galvanizing plant or in a continuous annealing furnace.
  • the structure consists of a ferritic matrix in which martensite is embedded in the form of a honeycomb.
  • Yield strength (R p0.2 ) 200 MPa
  • Elongation at break (A 80 ) 25% Yield strength (R p0.2 / R m) ⁇ 0.7
  • the main elements favoring the proposed process are aluminum and silicon.
  • the latter element Si is kept low to suppress the formation of red scale during hot rolling. Red tinder carries the danger of scale rolling, which leads to surface inhomogeneities when the strip is pickled.
  • High Al contents promote the formation of the fenite during annealing between the transition temperatures A C1 and A C3 .
  • the formation of pearlite is postponed to significantly longer times, so that it can be suppressed at the realizable cooling rates.
  • the adhesion conditions of both the zinc layer and the zinc-iron alloy layer are improved by Al.
  • the known method is for welded pipes of high-strength steels, e.g. the grade X80 with a minimum yield strength of 550 MPa is not applicable, because a heat treatment in the temperature range of 450 - 470 ° C is uneconomical because of the long warm-up and hold times.
  • the yield strength of these high-strength steels is, for example,> 0.70 for a grade X65, otherwise in the range between 0.80 and 0.93.
  • JP-B 61-44123 and JP-B 60-26809 For example, a method of producing a high-strength X80 grade steel (API standard) having excellent low-temperature toughness is known.
  • a steel with the elements C, Si, Mn, P, S, Nb and Al, remainder iron and process-related impurities is melted and cast a slab in the strand.
  • TM-rolling the slab is transformed into a hot-rolled sheet and this too molded a slot tube.
  • the tube thus produced is subjected to a heat treatment in the range of 100-400 ° C with a holding time of between 0.5-120 minutes.
  • the total residence time between the first rolling sequence and the second rolling sequence should be in the range of ⁇ 60 seconds.
  • the object of the invention is to provide a method for producing welded steel pipes of high strength, toughness and deformation properties in particular large pipes according to the UOE method, with the qualities ⁇ X90 with a minimum yield strength of 620 MPa and sour gas-resistant grades economically and process-safe in compliance with the rules fixed upper limit for the yield ratio can be represented.
  • the holding time is mainly dependent on the product wall thickness to be heated and depends on the type of heat input. This means that the holding times can be only seconds in one extreme case and several hours in the other extreme case.
  • the tube produced in this way has more than twice as high deformation reserves with the same high strength compared to conventionally manufactured products, without exceeding the upper limit for the yield ratio determined by the current regulations.
  • the minimum yield strength limit at the sheet corresponds to the minimum yield strength at the pipe which is reduced by the yield strength increase due to cold forming and heat effect.
  • a pipe produced in this way is characterized by resistance to aging and particularly high homogeneity of the properties at the circumference of the pipe, whereby the steel analysis given with regard to the main elements covers the range of high-strength large-diameter steel steels.
  • the mechanical material properties in particular the yield strength
  • the increase means a reserve, which allows the usual variations in alloy composition, wall thickness, rolling parameters, etc., without running the risk to fall below the required minimum value even at the meeting of several unfavorable parameters.
  • the otherwise customary special measures can be omitted.
  • the heat treatment can be carried out in a continuous furnace or during the passage of an induction coil.
  • the latter method is preferably integrated into a pipe external insulation system. This means that the heating of the tube required for the application of the single-or multi-layer insulation can be used simultaneously to increase the strength properties to the required level, since the temperature required for the insulation is in the proposed range of 100-300 degrees Celsius ,
  • Another advantage of the proposed heat treatment is the fact that it contributes to the reproducible representation of the yield ratio at a low level and a homogenization of the strength properties in the production series, so that compared to conventionally produced pipes on the component higher deformation reserves against ductile breakage can be achieved.
  • the effect of a homogenization of the strength properties can be further increased if, in the case of the large pipes produced by the UOE process before the heat treatment, a conditioning of the tubes according to the in the DE 195 22 790 A1 proposed method.
  • the tube properties which can be represented thereby quite purposefully depending on the application for internal or external pressure loading bring in conjunction with the proposed here after heat treatment in terms of dispersion of the values at the tube circumference and from tube to tube and with respect to the potentionell representable on the component deformation reserve the best results.
  • the proposed method is applicable to longitudinally welded and helically welded tubes (also called spiral tubes) according to the HFI and after the UOE method.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschweißten Stahlrohren hoher Festigkeit, Zähigkeits- und Verformungseigenschaften insbesondere Großrohre nach dem UOE-Verfahren, bei dem, ausgehend von einem warmgewalzten Blech, ein Rohr kalt eingeformt, verschweißt und auf Solldurchmesser kalibriert und nach dem Schweißen und Kalibrieren einer Wärmebehandlung mit einer Temperatur im Bereich von 100-400°C unterworfen wird.
  • Durch Kaltformgebung, z. B. nach dem UOE-Verfahren hergestellte Rohre benötigen am Blech Streckgrenzen in Höhe des spezifizierten Mindestwertes, um am fertigen Rohr die geforderten Sicherheiten gegen Fließen zuverlässig zu erfüllen.
  • Für Rohre aus hochfesten Stählen mit einer Streckgrenze Rt 0,5 ≥ 550 MPa(X80 entsprechend API-5L) sind diese Anforderungen aufgrund der gleichzeitig geforderten Zähigkeits- und Verformungseigenschaften in der Praxis nur mit vergleichsweise hohem Ausgangsstreckgrenzenverhältnis darstellbar, so daß eine Einhaltung der nach geltendem Regelwerk maximal zulässigen Streckgrenzenverhältnisse z.B. max. 0,93 nach API5L infolge der Kaltverfestigung beim Einformen und Kalibrieren der Rohre in der Großserie kaum oder nur mit erhöhtem technischen Aufwand und entsprechend hohen Produktionskosten zu bewerkstelligen ist. Darüber hinaus nimmt die integrale Verformungsreserve durch die Kaltformgebung als Folge der hohen Ausgangsstreckgrenzenverhältnisse mit steigendem Gütegrad ab, so daß in der Praxis die am Bauteil erforderliche integrale Verformungsreserve εup ≥ 2% im Rahmen der üblichen Streuungen an Rohren aus Stahl mit einer Streckgrenze Rt 0,5 ≥ 550 MPa (X80) nur knapp und an Rohren aus Stahl mit einer Streckgrenze R t 0,5 ≥ 620 Mpa (X90) bislang nicht erreicht werden konnte. Mit "integraler Verformungsreserve εup" ist die mittlere plastische Umfangsdehnung des Rohres vor Beginn der Wandeinschnürung analog der Gleichmaßdehnung im Laborzugversuch gemeint (Hohl, G.A. and Vogt, G.H: Allowable strains for high strength line pipe. 3R international, 31. Jhg., Heft 12/92, S. 696-700).
  • Zur Überwindung dieses Problems hat es in der Vergangenheit Überlegungen gegeben durch Veränderung der Legierungszusammensetzung und/oder der Walztechnik die geforderten höheren Verformungskennwerte zu erreichen. Diesen Möglichkeiten sind aber in der Praxis Grenzen gesetzt, da zum einen bestimmte Zulegierungen wie z.B. Nickel das Produkt erheblich verteuern oder deren Zugabe verformungstechnische Probleme bereitet wie z.B. Bor und zum anderen die Technologie des thermomechanischen Walzens hinsichtlich des einzustellenden Temperaturfensters, der Abkühlgeschwindigkeiten und der Umformgrade nur begrenzt veränderbar ist.
  • Aus der 196 10 675 C1 ist ein unter der Bezeichnung "bake hardening" lautendes Verfahren zur Erhöhung der Bauteilfestigkeit bekannt. Darunter wird eine künstliche Alterung infolge des Einbrennlackierens verstanden. Die Beschichtung erfolgt vorzugsweise in einem Zinkbad, das von dem zuvor kaltgewalzten Band durchlaufen wird. Die Zinkbadtemperaturen liegen im Bereich von 450 - 470°C. Damit die Oberflächenveredelung konventioneller DP (Dualphasen) -Stähle betriebssicher möglich ist, wird ein Stahl folgender Zusammensetzung in Gew.% vorgeschlagen
    0,05 bis 0,3% Kohlenstoff
    0,8 bis 3,0% Mangan
    0,4 bis 2,5% Aluminium
    0,01 bis 0,2% Silizium
  • Rest Eisen mit erschmelzungsbedingten Verunreinigungen. Nach dem Kaltwalzen schließt sich eine Wärmebehandlung vorzugsweise in einer Feuerverzinkungsanlage oder in einem Durchlaufglühofen an.
  • Das Gefüge besteht aus einer ferritischen Matrix, in die insefförmig Martensit eingelagert ist. Die Mindestkennwerte die mit dem bekannten Verfahren erreichbar sind
    Dehngrenze (Rp0.2) ≥ 200 MPa
    Zugfestigkeit (Rm) ≥ 550 MPa
    Bruchdehnung (A80) ≥ 25%
    Streckgrenzenverhäftnis (Rp0.2/Rm) ≤ 0,7
  • Die wesentlichen das vorgeschlagene Verfahren begünstigenden Elemente sind Aluminium und Silizium. Das letztgenannte Element Si wird niedrig gehalten, um die Bildung von rotem Zunder beim Warmwalzen zu unterdrücken. Roter Zunder birgt die Gefahr von Zundereinwalzungen, die beim Beizen des Bandes zu Oberflächeninhomogenitäten führen. Hohe Al-Gehafte fördern die Fenitbildung bei der Glühung zwischen den Umwandlungstemperaturen AC1 und AC3. Die Perlitbildung wird zu deutlich längeren Zeiten verschoben, so dass sie bei den realisierbaren Abkühlraten unterdrückt werden kann. Die Haftbedingungen sowohl der Zinkschicht als auch der Zink-Eisen-Legierungsschicht werden durch Al verbessert.
  • Das bekannte Verfahren ist für geschweißte Rohre aus hochfesten Stählen z.B. der, Güte X80 mit einer Mindestreckgrenze von 550 MPa nicht anwendbar, da eine Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 450 - 470°C wegen der langen Aufwärm- und Haltezeiten unwirtschaftlich ist. Das Streckgrenzenvefiältnis dieser hochfesten Stähle liegt beispielsweise für eine Güte X65 bei> 0,70, ansonsten im Bereich zwischen 0,80 - 0,93.
  • Aus der JP-B 61-44123 und JP-B 60-26809 ist ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Stahles der Qualität X80 (API-Norm) mit ausgezeichneter Tieftemperaturzähigkeit bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Stahl mit den Elementen C, Si, Mn, P, S, Nb und Al, Rest Eisen und verfahrensbedingten Verunreinigungen erschmolzen und daraus eine Bramme im Strang gegossen. Durch ein TM-Walzen wird die Bramme in ein warmgewalztes Blech umgeformt und dieses zu einem Schlitzrohr eingeformt. Nach dem Schweißen und Kalibrieren wird das so erzeugte Rohr einer Wärmebehandlung im Bereich von 100 - 400 °C mit einer Haltezeit zwischen 0,5- 120 Minuten unterworfen.
  • Als erfindungswesentlich wird hervorgehoben, dass zur Erhöhung der Tieftemperaturzähigkeit die Gesamt-Verweilzeit zwischen der ersten Walzabfolge und der zweiten Walzabfolge im Bereich ≤ 60 Sekunden liegen soll.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung geschweißter Stahlrohre hoher Festigkeit, Zähigkeits- und Verformungseigenschaften insbesondere Großrohre nach dem UOE-Verfahren anzugeben, mit dem Qualitäten ≥ X90 mit einer Mindeststreckgrenze von 620 MPa sowie sauergasbeständige Güten wirtschaftlich und prozeßsicher unter Einhaltung der vom Regelwerk festgelegten Obergrenze für das Streckgrenzenverhältnis darstellbar sind.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Gemäß dem Lösungsvorschlag wird ausgehend von einem Blech aus einem Stahl der Zusammensetzung in Gew.%
    0,02 bis 0,20% Kohlenstoff
    0,05 bis 0,50% Silizium
    0,50 bis 2,50% Mangan
    0,003 bis 0,06% Aluminium
  • Rest Eisen mit erschmelzungsbedingten Verunreinigungen das Rohr nach dem Schweißen und Kalibrieren einer Wärmenachbehandlung im Temperaturbereich von 100-300 Grad Celsius und einer der Rohrwanddicke angepassten Haltezeit mit anschließender Abkühlung an Luft oder durch Zwangskühlung unterworfen. Die Haltezeit.richtet sich vorwiegend nach der durchzuwärmenden Erzeugniswanddicke und hängt von der Art der Wärmezufuhr ab. Dies bedeutet, daß die Haltezeiten in einem Extremfall nur Sekunden und im anderen Extremfall mehrere Stunden betragen kann. Das so erzeugte Rohr weist bei gleich hoher Festigkeit gegenüber konventionell hergestellten Erzeugnissen um mehr als doppelt so hohe Verformungsreserven auf, ohne die vom aktuellen Regelwerk festgelegte Obergrenze für das Streckgrenzenverhältnis zu überschreiten. Optimale Ergebnisse werden erreicht, wenn die Mindestausgangsstreckgrenze am Blech der um den Streckgrenzenanstieg durch Kaltformgebung und Wärmeeffekt verminderten Mindeststreckgrenze am Rohr entspricht. Ein so hergestelltes Rohr zeichnet sich durch Alterungsbeständigkeit und besonders hohe Homogenitäten der Eigenschaften am Rohrumfang aus, wobei die angegebene Stahlanalyse hinsichtlich der Hauptelemente den Bereich der hochfesten Großrohrstähle abdeckt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können optional noch weitere Elemente bis zur angegebenen Höchstgrenze zulegiert werden, um besonderen Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Kennwerte in Abhängigkeit von der Erzeugniswanddicke zu genügen.
  • Untersuchungen haben ergeben, daß mit der vorgeschlagenen Wärmebehandlung die mechanischen Werkstoffkennwerte insbesondere die Streckgrenze in einem Maße erhöht werden, so daß die geforderten Mindestwerte prozeßsicher erreicht werden. Mit prozeßsicher ist gemeint, daß die Erhöhung eine Reserve bedeutet, die es gestattet die üblichen Schwankungen hinsichtlich Legierungszusammensetzung, Wanddicke, Walzparameter usw. zuzulassen, ohne Gefahr zu laufen auch beim Zusammentreffen mehrerer ungünstig liegender Parameter den geforderten Mindestwert zu unterschreiten. Die ansonsten üblichen Sondermaßnahmen können dadurch entfallen.
  • Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch eine solche Wärmebehandlung konditionierte Rohre sich bei Betriebstemperatur unterhalb der Wärmebehandlungstemperatur, z. B. 200 Grad Celsius, als alterungsbeständig verhalten, so daß für Leitungen aus solchen Rohren während der betrieblichen Einsatzdauer keine weiteren Veränderungen der mechanischen Eigenschaften zu erwarten sind. Naturgemäß gilt diese Aussage auch für Rohre aus Stahlgüten < X80, deren Eigenschaften am Umfang und in der Fertigungsserie mittels einer solchen Wärmebehandlung mit größerer Prozeßsicherheit und kleineren Streuungen einzustellen sind.
  • Die Wärmebehandlung kann in einem Durchlaufofen oder beim Durchlauf einer Induktionsspule erfolgen. Das letztgenannte Verfahren ist vorzugsweise in eine Rohraußenisolierungsanlage integrierbar. Dies bedeutet, daß die für die Aufbringung der ein-oder-mehrlagigen Isolierung erforderliche Erwärmung des Rohres gleichzeitig zur Steigerung der Festigkeitseigenschaften auf das erforderliche Niveau genutzt werden kann, da die für die Isolierung erforderliche Temperatur in dem vorgeschlagenen Bereich von 100-300 Grad Celsius liegt.
  • Der Vorteil ist, daß die im Abnahmeversuch nach der Isolierung ermittelten Festigkeits- und Verformungseigenschaften damit für die gesamte Nutzungsdauer einer Rohrleitung maßgebend sind. Der Einsatz von Blechen und Bändern mit niedriger Ausgangsstreckgrenze erscheint auch in der Weise vorteilhaft nutzbar, indem zur Einformung zum Schlitzrohr kleinere Umformkräfte benötigt werden. Dieser Vorteil ist insbesondere bei dickwandigen Rohren von Bedeutung.
  • Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Wärmebehandlung ist darin zu sehen, daß sie einen Beitrag zur reproduzierbaren Darstellung der Streckgrenzenverhältnisse auf niedrigem Werteniveau sowie einer Homogenisierung der Festigkeitseigenschaften in der Fertigungsserie leistet, so daß gegenüber konventionell hergestellten Rohren am Bauteil höhere Verformungsreserven gegen duktilen Bruch erreichbar sind.
  • Den Effekt einer Homogenisierung der Festigkeitseigenschaften kann man noch dadurch steigern, wenn man bei dem nach dem UOE-Verfahren hergestellten Großrohren vor der Wärmebehandlung eine Konditionierung der Rohre entsprechend dem in der DE 195 22 790 A1 vorgeschlagenen Verfahren vornimmt. Die hierdurch ganz gezielt je nach Anwendungszweck für Innen- oder Außendruckbelastung darstellbaren Rohreigenschaften bringen in Verbindung mit der hier vorgeschlagenen Wärmenachbehandlung hinsichtlich Streuung der Werte am Rohrumfang und von Rohr zu Rohr sowie in bezug auf die potentionell am Bauteil darstellbare Formänderungsreserve die besten Ergebnisse.
  • Das vorgeschlagene Verfahren ist anwendbar für längsnahtgeschweißte und schraubennahtgeschweißte Rohre (auch Spiralrohre genannt) nach dem HFI- und nach dem UOE-Verfahren.
  • Um z B. ein Rohr mit 56" Außendurchmesser und 19.1 mm Wand aus Stahl X100 nach üblicher Verfahrensweise herzustellen, wird am Blech eine 2.0%-Dehngrenze von Rp2.0 ≥ 710 MPa und eine Zugfestigkeit von Rm ≥ 770 MPa gebraucht. Da die finalen Festigkeitseigenschaften durch die Ausgangswerte am Blech und die Kaltverfestigung beim Einformen und Kalibrieren der Rohre auf Solldurchmesser festgelegt sind, werden am fertiggestellten Rohr Streckgrenzenverhältnisse erreicht, die für das Formänderungsvermögen des innendruckbeaufschlagten Bauteils eine Einschränkung darstellen. Dadurch bedingt war an hochfesten Rohren die üblicherweise bei εup ≥ 2% geforderte integrale Dehnung nach konventionellem Verfahren in der Praxis bisher kaum oder nicht sicher genug darstellbar.
  • Um ein Rohr gleicher Güte und Abmessung nach neuem Verfahren herzustellen, benötigt man am Blech nur eine 2.0%-Dehngrenze von Rp2.0 ≥ 640 MPa statt der ≥ 710 MPa und eine Zugfestigkeit von Rm ≥ 770 MPa, wobei insbesondere die Streckgrenze in Abhängigkeit von der Analyse der eingesetzten Stahlgüte und dem Verformungsgrad bei der Umwandlung vom Blech zum Rohr um den angegebenen Wert schwankt. Beispielsweise weist die eingesetzte Stahlgüte folgende Analyse in Gew.% auf:
    • C 0,096; Si 0,383; Mn 1,95; Al 0,035; P 0,015;Ti 0,019; Cr 0,062;
    • Mo 0,011; Ni 0,045; Nb 0,042; V 0,005; Cu 0,045; N 0,005; B 0,001.
  • Da hier die in Umfangsrichtung benötigten Festigkeitseigenschaften simultan durch die Wärmenachbehandlung des Rohres erreicht werden, genügen am Blech zur Darstellung der spezifizierten Rohrgüte niedrigere Ausgangswerte der Dehngrenzen und Streckgrenzenverhältnisse, wodurch eine Erhöhung der Gleichmaßdehnungen auf Werte Ag ≥ 8.5% am Blech und auf Werte Ag ≥ 6.5% am Rohr ermöglicht wird. Gegenüber konventionell hergestellten Rohren ist dadurch ein doppelt so hohes Formänderungsvermögen realisierbar, so daß die notwendigen Voraussetzungen für eine produktionssichere Darstellung der integralen Bauteilreserve εup ≥ 2% im Rahmen der herstellungsbedingten Streuungen auch für Rohrgüten eines X 100 zuverlässig erfüllbar sind.
  • Das Ausmaß der durch die Wärmenachbehandlung in Rohrumfangsrichtung erreichbaren Steigerungen der Rt0.5-Dehngrenzen hängt von der Stahlzusammensetzung, den C- und N-Anteilen in Zwangslösung und den Parametern des Rohrherstellungsprozesses ab und beträgt nach heutigem Stand der Erkenntnisse bis zu 18% der am expandierten Rohr an Rundzugproben nachgewiesenen Rt0.5-Dehngrenze. Für unexpandierte Rohre wie z. B. HFI-Rohre werden Steigerungen von bis zu 12 % nach den bisherigen Erfahrungen erreicht. Die Zugfestigkeiten Rm nehmen durch die Wärmenachbehandlung um ca. 20 MPa zu.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung geschweißter Stahlrohre hoher Festigkeits-, Zähigkeits- und Verformungseigenschaften, insbesondere Großrohre nach dem UOE-Verfahren, bei dem, ausgehend von einem warmgewalzten Blech, ein Rohr kalt eingeformt, verschweißt und auf Solldurchmesser kalibriert und nach dem Schweißen und Kalibrieren einer Wärmebehandlung mit einer Temperatur im Bereich von 100 - 400 °C unterworfen wird,
    wobei ausgehend von einem TM-gewalzten Blech aus einem Stahl mit (in Gew.-%)
    0,02 bis 0,20 % C
    0,05 bis 0,50 % Si
    0,50 bis 2,50 % Mn
    0,003 bis 0,06 % Al
    sowie fakultativ
    bis 0,02 % P
    bis 0,06 % Ti
    bis 0,20 % Cr
    bis 0,50 % Mo
    bis 0,30 % Ni
    bis 0,10 % Nb
    bis 0,08 % V
    bis 0,50 % Cu
    bis 0,030 % N
    bis 0,005 % B
    Rest Eisen mit erschmelzungsbedingten Verunreinigungen eine Wärmebehandlung für das Rohr in der Qualität ≥ X90 (API-Norm) mit einer Temperatur im Bereich von 100 - 300 °C und einer der Rohrwanddicke angepassten Haltezeit mit anschließender Abkühlung an Luft oder durch Zwangskühlung erfolgt und das so erzeugte Rohr alterungsbeständig ist und bei gleich hoher Festigkeit eine ausreichende integrale Verformungsreserve gegen Bruch aufweist, ohne die nach aktuellem Regelwerk für herkömmliche Stähle festgelegte Obergrenze für das Streckgrenzenverhältnis zu überschreiten, wobei die Mindestausgangsstreckgrenze im Blech der um den Streckgrenzenanstieg durch Kaltformgebung und Wärmebehandlung verminderten Mindeststreckgrenze am Rohr entspricht, wobei die Wärmebehandlung im Rahmen der Anbringung einer ein- oder mehrlagigen Außenisolierung erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1.
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmebehandlung in einem Durchlaufofen erfolgt.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmebehandlung beim Durchlauf durch eine Induktionsspule erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei der Herstellung von Großrohren nach dem UOE-Verfahren die tängsnahtgeschweißten Rohre vor der Wärmebehandlung durch eine kombinierte Anwendung von Kaltaufweiten und Kaftreduzieren vorkonditioniert werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass je nach Anforderungsprofil die Reihenfolge und der Grad des Aufweitens bzw. des Reduzierens festgelegt wird.
EP00943586A 1999-05-10 2000-05-10 Verfahren zur herstellung von geschweissten stahlrohren hoher festigkeit, zähigkeits- und verformungseigenschaften Expired - Lifetime EP1204772B1 (de)

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