SE462102B - Foerfarande foer framstaellning av boejt staalroer - Google Patents

Description

462 102 3 plåt, omfattande ett enda skikt med en hög hållfasthet och en hög lågtemperaturscghet men en sådan metod har ännu inte blivit före- slagen.

Driftsbetingelserna för ett transportrör har blivit svårare, på grund av nödvändigheten av att transportera en fluid innehållande en korrosiv gas såsom svavelvätegas eller koldioxidgas. Därför har korrosionsbeständigheten av ovannämnda böjda stålrör tillverkat av stålplåt omfattande ett enda skikt blivit otillräcklig.

För att möta dessa omständigheter användes ett böjt pläterat stålrör omfattande en belagd plåt av ett högkorrosionsbeständigt stål som den inre plåten och en bärande plåt av ett låglegerat stål med hög hållfasthet som den yttre plåten som transportrör vid några platser.

Ovannämnda böjda belagda stålrör framställes vanligen genom att lägga över en belagd plåt av högkorrosionsbeständigt stål med en bärande plåt av låglegerat stål med hög hållfasthet; tryckbind- ning av dessa plåtar till varandra genom varmvalsning för att fram- ställa en belagd stålplåt; formning av den sålunda preparerade be- lagda stålplåten till ett rörämne med nämnda belagda plåt på insidan och nämnda bärarplât på utsidan; sömsvetsning av nämnda rörämne för att tillverka ett belagt stålrör och utsätta detsamma för en böj- ningsbehandling under det att man värmer det belagda stålröret för att framställa ett böjt belagt stålrör.

I ovannämnda förfarande för framställning av ett-böjt belagt stålrör tillämpas böjningsbehandlingen på det beklädda stålröret under det att man värmer detsamma för att ytterligare öka korrosions- beständigheten av den beklädda plåten i det böjda beklädda stålröret och såsom nämnts ovan och omedelbart efter detta kyles det erhållna belagda böjda stålröret snabbt. Med'andra ord nämnda böjda belagda stålrör utsättes för en upplösningsbehandling.

När det böjda belagda stålröret utsättes för upplösnings- behandlingen såsom beskrivits ovan upplöses karbiderna som utfällts i korngränserna i den belagda plåten till kristallkorn i den be- lagda plåten, och förbättrar sålunda korrosionsbeständigheten hos den belagda plåten. På samma gång får substratplåten en härdad struktur eftersom substratplåten i det böjda beklädda stålröret även utsättes för en värmebehandling liknande den som tillämpas på den belagda plåten. Detta resulterar i en högre hållfasthet men en låg seghet hos substratplåten. Ett höjt beklätt stålrör med en substratplåt med en minskad seghet kan inte användas inom den 10 15 20 ZS 30 35 462 102 UI aktuella tillämpningen.

Med avsikt att lösa ovannämnda problem, om ett böjt boklätt sfzlrör utsättes för en upplösningsbehandling och sedan för en an- lopningsbehandling för att förbättra segheten av en substratplåt utsättes även den beklädda plåten för en värmebehandling liknande den som tillämpas på substratplåten och förorsakar sålunda utfåll- ning av karbíder i korngränserna av den beklädda plåten och minskar därför korrosíonsbeständigheten hos den beklädda plåten.

Under sådana omständigheter är det omöjligt att med nuvarande nivå av teknologi tillämpa en lösningsbehandling på ett böjt be- klätt stålrör i ändamål att förbättra korrisíonsbeståndigheten av den beklädda plåten.

Det har därför blivit ett behov av utveckling av ett böjt beklätt stålrör omfattande en beklädd plåt med en hög korrosions- beständighet och en substratplåt med en hög lågtemperaturseghet och en hög hållfasthet. Emellertid har ett sådant beklätt stålrör ännu inte föreslagits.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att åstad- komma ett förfarande som tillåter effektiv framställning av ett böjt stålrör gjort av en stålplåt omfattande ett enda skikt, med en hög hållfasthet och en hög lågtemperaturseghet.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett förfarande för framställning av ett böjt beklätt stål- rör som omfattar en bddädd plåt med en hög korrisionsbeständighet och en substratplåt med en hög lågtemperaturseghet och en hög håll- fasthet.

I överensstämmelse med Föreliggande uppfinning avses ett För- farande för framställning av ett böjt stålrör med utmärkt hållfast- het och lågtemperaturseghet, vilket innefattar böjningsbehandling av stålröret som tillverkats av en stålplåt med åtminstone ett skikt under det att man utsätter nämnda stålrör för en värmebehandling under följande betingelser: värmningstemperatur: från 900 till 1150°C hållperiod : upp till 15 minuter och kylhastíghet från 5 till 100OC/sekund; varvid nämnda åtminstone entaliga skikt av stålplåten består väsentligen av: kol : från 0,002 till 0,050 víktprocent kísel från 0,05 till 0,80 viktprocent mangan från 0,80 till 2,20 viktprocent 10 15 462 102 4 niob från 0,002 till 0,100 viktprocent aluminium från 0,01 till 0,08 viktprocent kväve från 0, 002 till 0,10 viktprocent samtresten järn och tillfälliga föroreningar; och därigenom framställesett höjt stålrör med en hög hållfasthet och en hög lägtemperaturseghet.

Uppfinningen kommer nedan att beskrivas närmare under hänvis- ning till bifogade ritningar där fig 1 är ett diagram som visar effekten av kolhalten i det härdade tillståndet på draghållfast- heten och brottövergångstemperaturen; fig 2 är ett diagram som visar effekten av kolekvivalenten i det härdade tillståndet på draghållfastheten och brottövergångstemperaturen; fig 3 är ett diagram som visar effekten av fosforhalten i det härdade tillstån- det och draghållfastheten och brottövergångstemperaturen; och fig 4 är en planvy som illustrerar tillståndet i vilket en böj- ningsbehandlíng tillämpas på stålröret tillverkat av en stål- plât omfattande åtminstone ett skikt under det att man utsätter stålröret för en värmebehandling.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer.

Från ovannämnda synpunkt utfördes omfattande studier för att utveckla en metod som tillät effektiv framställning av ett böjt stålrör gjort av en stålplåt omfattande åtminstone ett skikt med en hög hållfasthet och en hög lågtemperaturseghet och gjorde följan- de upptäckter.

Minskningen i seghet hos ett böjt stålrör framställt genom att tillämpa en böjningsbehandling på ett stålrör gjort av en stål- plåt omfattande åtminstone ett skikt under det att den nämnda stål- plåten utsattes för en värmebehandling kan förhindras genom att minska kolhalten hos nämnda stålrör och minskningen i hållfasthet hos nämnda böjda stålrör förorsakat av minskningen i kolhalt kan kompenseras genom ökning av halterna av sådana element som mangan som finns i nämnda stålrör.

Först framställes olika stålplåtar med olika kolhalter genom att ändra kolhalterna i stålplåtarna innehållande 0,25 viktprocent kísel, 1,35 viktprocent mangan, 0,02 viktprocent niob och 0,04 vikt- procent vanadin. Dessa stälplåtar värmes till 10500C sedan tillämpa- des en härdningsbehandling på dessa stålplåtar och sedan undersöktes effekten av kolhalten på draghållfastheten (TS) och brottövergångs- temperaturen (vTrs) i det härdade tillståndet.

Restulatcn framgår av fig 1. Såsom visas i fíg 1 leder en 10 15 20 25 35 s 462 102 lägre kolhalt till en förbättrad seghet hos stålplåten men till en lägre draghållfasthet i stålplåten.

Anledningen är föLfimde. Strukturen hos stålplåten med en hög kolhalt består väsentligen av martensit, vilket resulterar sålunda i en lägre seghet hos stälpläten. En stålplåt med en låg kolhalt har däremot en blandad struktur av fin bainit och fin ferrit vilket ger en lägre draghållfasthet hos stålplåten men med en förbättrad seghet.

Sedan utfördes följande test med hänsyn till att finna en metod för att kompensera minskningen i draghållfasthet hos stål- plåten som ett resultat av minskningen i kolhalt. I synnerhet under- söktes effekten av kolekvivalenten för stålplåtar med en tjocklek av 20 mm utsatta för en härdningsbehandling tillämpad från en tem- peratur inom området från 900 till 1100OC, varvid kolekvivalenten beräknas genom följande ekvation på draghållfastheten (TS) och brottövergångstempraturen (vTrs) av stålplåtarna i härdat tillstånd.

Resultaten är visade i fig 2: Ceq = C + än + Cuïëi + Cr+%o+V I fig Z representerar markeringarna "o" informationer för stålplåtar med en kolhalt av upp till 0,05 viktprocent; markeringarna "Q" informationer för stålplåtar med en kolhalt av över 0,05 vikt- procent; och markeringarna "Å"representerar data för stålplåtar med en kolhalt av upp till 0,05 viktprocent och en borhalt av upp till 0,003 viktprocent.

Det framgår av fig 2 att draghällfastheten (TS) och brott- övergångstemperaturen (vTrs) hos en stålplåt i härdat tillstånd håller väsentligen eu:konstant förhållande till kolekvivalenten cceq). ' Det bekräftades också att befintligheten av ett konstant för- hållande som nämndes ovan även finns för titan som inte deltar i kolekvivalenten (Ceq).

Detta betyder att minskningen i draghållfasthet hos stålplåten som är ett resultat av minskningen i kolhalt kan kompenseras genom ökning av halten av sådana element såsom mangan, kol, molybden och vanadin i stålplåten.

Exempelvis kan en draghållfasthet av åtminstone 58 kg/mmz enligt specifikation av API standard X70 erhållas genom ökning av kolekvivalenten (Ceq) till åstminstone 0,265 och en brottöver- gångstemperatur (vTrs) av upp till -60OC kan erhållas genom minsk- 10 15 462 102 ° ning av kolekvivalenten (Ceq) till upp till 0,36, företrädesvis upp till 0,33.

Föreliggande uppfinning möjliggjordes på basis av ovannämnda upptäckter och förfarandet för framställning av ett böjt stålrör en- ligt föreliggande uppfinning med utmärkt hållfasthet och lågtempera- turseghet kännetecknas av en böjningsbehandling av ett stålrör utfört av stålplåt med ett eller två skikt under det att stålröret utsättas för en värmebehandling under följande betingelser: värmningstemperatur: från 900 till 1150OC, hålltid kylningshastighet ~ upp till 15 minuter, och från 5 till 100°C/sekund; nämnda åtminstone entaliga skikt av stålplåten består väsentligen av: kol : från 0,002 till 0,050 viktprocent, kisel från 0,05 till 0,80 viktprocent, mangan från 0,80 till 2,20 viktprocent, niob från 0,002 till 0,100 viktprocent, aluminium från 0,01 till 0,08 viktprocent, kväve från 0,002 till 0,010 viktprocent, samt resten järn och tillfälliga föroreningar.

Vid behov kan nämnda åtminstone entaliga skikt av stålplåten ytter- ligare innehålla en hållfasthetsförbättrande beståndsdel i form av minst ett element valt från gruppen bestående av: koppar från 0,05 till 1,00 viktprocent, nickel från 0,05 till 3,00 viktprocent, krom från 0,05 till 1,00 viktprocent, molybden från 0,03 till 0,80 viktprocent, vanadin från 0,01 till 0,10 viktprocent, bor från 0,0003 till 0,0030 viktprocent, titan från 0,005 till 0,100 viktprocent, och kalcium från 0,0002 till 0,0100 viktprocent Därvid erhålles ett böjt stålrör med en hög hållfasthet och en hög lågtemperaturseghet.

Anledningarna till att den kemiska sammansättningen hos de fundamentala beståndsdelarna av åtminstone ett skikt av stålplåten för tillämpningen av böjningsbehandlingen av det böjda stålröret enligt föreliggande uppfinning är begränsad såsom nämns ovan och beskrivas nedan. (1) Kol: Kol har den effekten då man minskar halten därav att häll- 0 10 15 25 30 35 7 462' 102 fastheten minskar hos den åtminstone ett skikt av stålplåten men förbättrar segheten hos åtminstone ett skikt av stålplåten. Men en kolhalt av under 0,002 viktprocent kan inte ge minimihållfast- heten och segheten som är nödvändig för åtminstone ett skikt av stålplåten. Kolhalten bör därför vara åtminstone 0,002 viktprocent.

Med en kolhalt av över 0,050 viktprocent kan å andra sidan segheten i härdat tillstånd av åtminstone ett skikt av stålplåten inte för- bättras till under -60°C vilken temperatur är den konventionella uttryckt som brottövergångstemperatur (vTrs). Kolhalten bör därför vara upp till 0,050 viktprocent. (2) Kisel: Enär kisel har deoxiderande effekt kan en kiselhalt av under 0,05 viktprocent inte ge en önskvärd deoxidationseffekt. Kiselhalten bör därför vara åtminstone 0,05 viktprocent. En kiselhalt av över 0,80 viktprocent förorsakar å andra sidan en minskning av segheten av den åtminstone ett skikt av stålplåten. Kiselhalten bör därför vara upp till 0,80 viktprocent. (3) Mangan: Mangan har effekten att kompensera minskningen i hållfasthet hos den åtminstone ett skikt av stålplåten som erhålles från minsk- ningen i kolhalt. En manganhalt av under 0,80 viktprocent kan emel- lertid inte ge en önskad effekt såsom nämnts ovan. Manganhalten bör därför vara åtminstone 0,80 viktprocent. Med en manganhalt av över 0,20 viktprocent kan å andra sidan segheten i härdat tillstånd av den åtminstone ett skikt av stålplåten inte bli förbättrad till under -60°C vilken är den konventionella nivån uttryckt av brott- övergångstemperaturen (vTrs). Manganhalten bör därför vara upp till 2,20 viktprocent. (4) Niob: Niob har den effekten då den åtminstone ett skikt av stål- plåten värmes att förhindra austenitkornen i den åtminstone ett skikt av stålplåten från att bli grövre med till hjälp av fin och likformig dispersion över den åtminstone ett skikt av stålplåten i form av niob-karbonitrid (Nb(CN)). En niobhalt av under 0,002 viktprocent kan emellertid inte ge en önskad effekt såsom nämnts ovan. Niobhalten bör därför vara åtminstone 0,002 viktprocent.

En niobhalt av över 0,100 viktprocent leder å andra sidan till förekomsten av ytsprickor på den åtminstone ett skikt av stålplåten.

Niobhalten bör därför vara upp till 0,100 viktprocent. 462 102 8 10 15 20 25 30 (5) Aluminium: Aluminium är ett element, effektivt som ett desoxidations- medel. När åtminstone ett skikt av stálpláten värmes, nitreras aluiminium till aluminiumnitrid, vilket förhindrar austenitkornen hos åtminstone ett skikt av stålplåten från att bli grövre. En aluminiumhalt under 0,01 viktprocent kan emellertid inte ge den önskade effekten såsom nämnts ovan. Aluminiumhalten bör därför vara åtminstone 0,01 viktprocent. En aluminiumhalt över 0,08 vikt- procent resulterar å andra sidan i förekomsten av ytsprickor på åtminstone ett skikt av stålplàten. Aluminiumhalten bör därför vara upp till 0,08 viktprocent. (6) Kväve: Kväve är ett oumbärligt element för nitrering av aluminium till aluminiumnitrid, vilket förhindrar austenitkorn av åtminstone ett skikt av stàlplàten från att bli grövre. Kvävehalt under 0,00: viktprocent kan emellertid inte bilda aluminiumnitrid i en mängd som är tillräcklig för att förhindra austenitkorn från att bli grövre. Kvävehalten bör därför vara åtminstone 0,002 viktprocent.

En kvävehalt över 0,010 viktprocent minskar à andra sidan segheten hos åtminstone ett skikt av stàlplåten. Kvävehalten bör därför va- ra upp till 0,010 viktprocent.

I efterföljande avsnitt anges nu skälen till de här angivna begränsningarna i kemisk sammansättning hos de hàllfasthetsför- höjande beståndsdelarna, varav åtminstone en alternativt ingàr som extra beståndsdel inom åtminstone ett skikt hos stålplåten för att på motsvarande sätt som med mangan kompensera hällfast- hetsminskningen för åtminstone ett här föreliggande skikt hos stàlplaten. (1) Koppar: Koppar förbättrar hållfastheten och vätesprödhetsbeständig- heten av åtminstone ena skiktet av stålpláten. En kopparhalt under 0,05 viktprocent kan emellertid inte ge den önskade effekten sâsor nämnts ovan. Kopparhalten bör därför vara åtminstone 0,05 viktpro- cent. En kopparhalt över 1,00 viktprocent minskar á andra sidan varm-bearbetbarheten av åtminstone ena skiktet av stålplåten. Kop- parhalten bör därför vara upp till 1,00 viktprocent. (2) Nickel: Nickel förbättrar hållfastheten och segheten av azmin- stone ena skiktet av stålplåten och förhindrar alltså 10 15 20 25 30 35 40 i 462 102 förekomsten av kopparsprickor. En nickelhalt av under 0,05 vikt- procent kan emellertid inte ge en önskad effekt såsom nämnts ovan- Nickelhalten bör därför vara åtminstone 0,05 viktprocent. Med en nickelhalt av över 3,00 viktprocent kan sprickor å andra sidan före- komma i den åtminstone ena skiktet av stålplåten vid sömsvetsning av rörämne och dessutom är nickel ganska dyrbart. Nickelhalten bör därför vara upp till 3,00 viktprocent. (3) Krom: Krom har den effekten att förbättra hållfastheten hos det åtminstone ena skiktet av stålplåten. En kromhalt av under 0,05 viktprocent kan emellertid inte ge en önskad effekt såsom nämnts ovan. Kromhalten bör därför vara åtminstone 0,05 viktprocent. En kromhalt av över 1,00 viktprocent leder å andra sidan till minsk- ning i seghet och svetsbarhet av det åtminstone ena skiktet av stålplåten. Kromhalten bör därför vara upp till 1,00 viktprocent. (4) Molybden: Av samma skäl som för krom bör molybdenhalten vara inom om- rådet från 0,03 till 0,80 viktprocent. (5) Vanadin: Av samma skäl som krom bör vanadinhalten vara inom området av från 0,01 till 0,10 viktprocent. (6) Bor: Bor har effekten att kompensera minskningen i hållfasthet hos det åtminstone ena skiktet av stålplåten i den extra låga kol- haltsregionen. En borhalt av under 0,0003 viktprocent kan emeller- tid inte ge en önskad effekt såsom nämnts ovan. Borhalten bör därför vara åtminstone 0,0003 viktprocent. En borhalt av över 0,0030 vikt- procent resulterar å andra sidan i en minskad seghet av det åtmin- stone ena skiktet avstålplåten. Borhalten bör därför vara upp till 0,0030 viktprocent. (7) Titan: Titan har effekten att förhindra aust grövre med hjälp av utfållning av titannítrid dispergerat migt och fint i strukturen av det åtminstone ena skiktet av stålplåter .ornen från att bli likfor- vid austenitkorngränserna av det åtminstone ena skiktet av stål- plåten, och förbättrar sålunda segheten av det åtminstone ena skiktet av stålplåten. Titan har en annan effekt vid tillsats av bor, nämligen att skydda bor mot kväve med hjälp av den före- trädesvis använda kombinationen av titan med kväve över bor. En títanhalt av under 0,005 viktprocent kan emellertid inte ge en 10 15 20 30 35 /Û 462 102 önskad effekt av här angivet slag. Titanhalten bör därför vara åtminstone 0,005 viktprocent. Med en titanhalt över 0,100 vikt- procent observeras à andra sidan ingen särskild förbättring i här nämnda effekt. Titanhalten bör därför vara upp till 0,100 viktprocent. (8) Kalcium: Kalcium förbättrar vätesprödheten av åtminstone ena skiktet av stålplåten. En kalciumhalt under 0,0002 viktprocent kan emel- lertid inte ge den här angivna önskade effekten. Kalciumhalten bör därför vara åtminstone 0,0002 viktprocent. Vid en kalcium- halt över 0,0100 viktprocent produceras å andra sidan kalcium- oxisulfid och kalciumaluminat, vilket försämrar vätesprödheten.

Kalciumhalten bör därför vara upp till 0,0100 viktprocent.

I följande avsnitt anges hur den i minst ett skikt hos stål- plåten ingående fosforn inverkar på lågtemeratursegheten hos den föreliggande stålplåten.

Ett antal stàlplátar framställdes med olika fosforhalter genom att ändra fosforhalten i 15 mm tjocka stàlplátar, inne- hållande 0,04 viktprocent kol, 0,25 viktprocent kisel, 1,55 vikt- procent mangan, 0,035 viktprocent niob, 0,004 viktprocent kväve, 0,28 viktprocent koppar, 0,10 viktprocent nickel samt 0,002 vikt- procent svavel. Dessa stålplåtar upphettades till 1010°C. Sedan utsattes de för en härdningsbehandling och effekten av fosfor- halten på draghållfastheten (TS) och brottövergångstemperaturen (vTrs) undersöktes hos stålplåtarna i härdat tillstånd.

Resultaten framgår av fig 3. Såsom helt klart framgår av den- na figur, är segheten hos stålplåten ytterligare förbättrad med en fosforhalt under 0,0080 viktprocent, ehuru segheten hos stål- plåten är utmärkt även i det härdade tillståndet på grund av den låga kolhalten. Detta torde kunna hänföras till det faktum att sänkt fosforhalt leder till minskad härdbarhet hos stålplåten.

För att ytterligare förbättra segheten hos minst ett skikt hos stålplåten kan därför fosfor ingå i minst ett skikt hos stålplåt- en i en mängd inom intervallet mellan 0,0001 och 0,0080 viktpro- cent.

Anledningarna till här angivna begränsning av värmebehand- lingsförhållandena framgår av det följande. (1) Värmningstemperatur: Värmning av stålröret gjort av stålálåt omfattande åtmin- 10 15 Z0 25 30 35 40 U 462 102 stone det ena skiktet till en temperatur inom området av från 900 till 1150°C överförs strukturen av det åtminstone ena skiktet av stålplåten till austenit. En värmningstemperatur av under 900°C kan emellertid inte tillräckligt lösa karbiderna i austenitkornen ocl förorsakar sålunda en minskning i hållfasthet av det åtminstone ena skiktet av stålplåten. Vid framställning av ett böjt beklätt stål- rör, är karbíderna inte tillräckligt lösta i austenitkornen i den beklädda plåten och till följd därav förbättras korrosions- beständigheten inte hos den beklädda plåten. Det är därför nöd- vändigt att värma stålröret till en temperatur av åtminstone QOOOC.

När stålröret gjort av stålplåten omfattande åtminstone ena skiktet värmes till en temperatur över 1150°C blir å andra sidan austenit- kornen av det åtminstone ena skiktet av stälplåten grövre, och minskar sålunda segheten hos det åtminstone ena skiktet av stål- plåten. Det är därför nödvändigt att värma stålröret till en tempe- ratar av upp till 11so°c. (2) Hålltiden: För att säkerställa tillräcklig upplösning av karbiderna i austenitkornen hos det åtminstone ena skiktet av stålplåten är det önskvärt att värma stålröret gjort av stålplåten omfattande åtminstone ena skiktet under en lång tid. Då stålröret är värmt under en tid av över 15 minuter blir emellertid austenitkornen hos det åtminstone ena skiktet av stålplåten grövre, och minskar sålunda segheten hos det åtminstone ena skiktet av stålplåten.

Stålröret bör därför värmas under en tid av upp till 15 minuter. (3) Kylningshastighet: Efter värmning av stålröret gjort av stålplåten omfattande åtminstone ett skikt till en temperatur inom det föreskrivna om- rådet under en föreskriven tid såsom nämnts ovan är det nödvändigt att snabbt kyla stålröret för att förbättra hållfastheten av det åtminstone ena skiktet av stålplåten. Vid kylning av stålröret med en kylningshastighet av under 5°C/sekund, förbättras emellertid inte hållfastheten av det åtminstone ena skiktet av stålplåten.

Vid framställning av ett böjt beklätt stålrör utfälls karbider vid austenitkorngränserna av den beklädda plåten och reducerar så- lunda korrosionsbeständigheten av den beklädda plåten. Det är därför nödvändigt att kyla stålröret med en kylhastighet av åt- minstone 5°C/sekund. Det är å andra sidan mycket svårt vid nuvarande nivå av teknologi att kyla stålröret med en kylhastighet av över l00OC/sekund. Kylningshastigheten är därför specificerad till att 10 15 20 462 102 12 vara upp till 100°C/sekund.

Nedan följer ett exempel på förfarandet för tillämpning av en böjningsbehandling på stålröret gjort av en stålplåt omfattande åtminstone ett skikt under det att stålröret utsättes för ovan- nämnda värmebehandling såsom beskrives nedan med hänvisning till ritningen.

Pig 4 är en planvy illustrerande tillståndet vilket en böjningsbehandling tillämpas på ett stålrör gjort av en stålplåt omfattande åtminstone ett skikt under det att stålröret utsättes för en värmebehandling. Såsom visas i fig 4 förflyttar ett par drivna rullar 2 tvångsmässigt ett stålrör 1 i horisontell rikt- ning mellan paret av drivna rullar 2. Ett par ledarrullar 3 för ledning av stålröret 1 är åstadkomma efter paret av drivna rullar 2. En arm 5 utrustad med en bygel 4 för fastspänning av den ledande änden av stålröret 1 svänger runt axeln 6. En högfrekvensvärmnings- na 3. Ett flertal sprutmunstycken 8 för omedelbar kylning av det nämnda stålröret 1 genom sprutning av kylvatten på stålröret 1 som är värmt av högfrekvensspolen 7 är anordnade efter högfrekvens- värmníngsspolen 7.

Den första änden av stålröret 1 är horisontellt fasthållet av drivna rullar 2 och paret av ledarrullar 3 fasthålles av bygeln 4 för att säkerställa den första änden av stålröret 1 vid armen 5.

Sedan värmes stålröret 1 som passerar genom högfrekvens-värmnings- spolen 7 genom elektrisk ström genom högfrekvens-uppvärmnings- spolen 7 och kylvatten sprutas ut från sprutmunstycket 8 på ytan av det sålunda värmda stålröret 1 under det att stålröret 1 kon- tinuerligt rör sig med hjälp av de drivna rullarna 2 i riktningen "A" på ritningen. Detta förorsakar'kontinuerlíg svängning av armen 5 runt svängningsaxeln 6 i riktning "B" på ritningen och sålunda tillämpas en böjningsbehandling på stålröret 1 under det att stålröret 1 utsättes för en värmebehandling.

Förfarandet för framställning av ett böjt stålrör enligt uppfinningen beskrives nedan mer i detalj med hjälp av exempel under det att man jämför med böjda stålrör som ligger utanför föreliggande uppfinning.

Exempel 1. En böjningsbehandling tillämpades med hjälp av apparaten enligt fig 4 på stålrör gjorda av en stålplåt omfattande ett enda skikt med den kemiska sammansättning som visas i tabell 1 under det att man värmer stålrören till en värmningstemperatur som 10 15 462 102 13 även visas i tabell 1 under en tid av från 30 till 90 sekunder och sedan omedelbart kylde stålrören med en kylningshastighet av från 15 :lll SOOC/sekund. Referensstålrören utanför föreliggande upp- finning nr 1 till 4 erhölls genom återuppvärmning efter tillämpningen av ovannämnda härdningsbehandling till värmningstemperatur såsom visas i tabell 1 för anlöpning.Ihagprovstyckena och Charpy-test- styckena skars ut från referensstålrören som låg utanför före- liggande uppfinning nr 1 till 4 och de böjda stålrören inom före- liggande uppfinning nr 5 till 10 såsom framgår av tabell 1. De er- hållna teststyckena nr 1 till 4 av referensstålrören utanför före- liggande uppfinning och teststyckena nr 5 till 10 av de böjda stål- rören inom föreliggande uppfinning utsattes individuellt för ett dragprov och ett Charpy-test.

Ovannämnda provstycken för dragprov hade en diameter av 6 mm och en längd av 25 mm och testproven för Charpy-testet hade dimensionerna 10 mm X 10 mm X 55 mm.

Resultaten av ovannämnda dragtest och Charpy-test visas i tabell 2. 14 462 102 F. il. J ocofi -.o -o°.° o«°o.° I -c.° __c.o I ~«e.Q I °c.° n~.° -.o ~c°.° «o=.o <«.~ m~.o n°.° nøx en ~.~n .- .: wumw Qnf.

QD 1. emo m~.° I @floo.o I w~@.° I I m~°.= I I I I ~°=.c n@o.° <@.~ n~.o ~c.o “QX nn ~.m~ wcf @ W Q.

P1+ 3 ny. - q u o n TL oøm om Q I mn°°.o -o°.= -°.° owe O NMQ Q oqo C I <~ 0 I I ~o=.° ~_°.c m~.~ -.o nQ.° oßx nn «.fl~ Qflc m MW M. d L _ _ . . . Ä 050 nn Q I @«°° Q I @~°.o mflo Q I Nfio Q ~_ C I I I nQ°.° m~o.= fi@.~ mH.= ~o.° cßx cm fi.°~ c_@ N m.m Ill u TL - - 1 TL- 0 Qmm nn 0 n~°°.o @«@o.o ~fi=.° n.o Q c«°.° fl«°.° I I __.c °~.c .°°.° n~°.o nm.~ °n.° <°.° nwx =< ~.@. oc” Q ßw I: III: O" Qfim @~.o I ~<=ø.° I m~°.@ I I _~Q.= I I I I ~°o.c ~_°.° @m.~ -.° ~o.o “QX nn m.fiH men W A ßmwmv @~.o I °«o°.° I <fic.° °c=.= I ~fl°.o -.o I I I ~o°.c °~Q.° mfi.H o~.° @=.° oßx nn «.n~ cdc I m.m I l I.. ^°«@. . . . qv Qom nn Q I ”noe Q I Qfio Q ~.=.o °fi°.o ~flc.° I I I II ~oc.° @~°.° an.. n~.o -.° “ox en n.°~ C_@ M m š=!- u Acäv _ _ _ _ s omm oq Q I ~«Qo Q I owe Q I mao 0 I ~fi.° H~.o _~.° _~.o q°o.= Hfio.° -.H -.° -.° oßx =fi «.fi~ @.@ ~ _ .°~@. . _ . :I-I.II 000 om Q I “mao Q I fi~° 0 I m Go wmu 5 z m. 2 E. > å o: 5 2 .5 m ._ .i ä u .mama unmfi may Q: .cmnfi Im> ñu:wuo»mpx«>v wcficuummcmëëmw Mwfiämz Q »op -S3 än? E< 2.5 EE .små Iznw Gå Iäš moö vw; mä 2,25 .ÉB 3% ååh Üpfi IEE 2.8 Iwwš: Isßm ämm Iwmš Iå Imå.

IE»m> P Hfionmh 10 15 ” 462 102 Tabell 2 Teststycke Dragprov Charpy-test “T ~ Ys Ts vrrs vB-4600 ,ckg/mmz) (kg/mmzi, c°c> Teststycken 1 É 48,8 61,7 É -34 _ 3,9 É utskurna ur å É g , referenS_ É 2 52,8 - 64,5 g -40 š 5,5 É för 1 5 _ 47,6 60,5 J -54 14,2 I i f ; ' ä 1 4 ' 51,0 65,8 g -56 15,8 - greststycken 5 í 49,1 ¿ 62,4 -87 g 41,5 gutskurna ; ' 3 ifrån rör 6 48,9 65,2 -77 56,8 šenligt 7 É 52,4 ; 65,5 -75 L 59,9 luppfinning- f ; § en - 8 I 51,1 : 65,2 -78 40,2 , § 9 5 47,5 É 61,7 -102 ¿ 42,4 š 10 f 48,4 i 64,2 -91 2 40,7 L l Såsom framgår tydligt av tabell 2 är lågtemperatursegheten i alla teststycken nr 5 till 10 av de böjda stålrören enligt före- liggande uppfinning märkbart förbättrade jämfört med teststyckena nr 1 till 4 från referensrören som ligger utanför föreliggande upp- finning. Vidare är draghållfastheten (TS) högre än den som speci- ficeras i API Standard i vilken som helst av teststyckena nr 5 till 10 av de böjda stålrören enligt föreliggande uppfinning. Speciellt i teststyckena nr 9 och 10 av de böjda stålrören enligt föreliggande uppfinning med reducerade fosforhalter visar ytterligare förbättrad lågtemperaturseghet.

Exempel 2. En böjningsbehandling tillämpades med hjälp av apparaten visad i fig 4 på beklädda stålrör var och en med en beklädd plåt med den kemiska sammansättningen som specificeras i JIS Standard visad i tabell 3 som innerplåt och en substratplåt med den kemiska sammansättning som också visas i tabell 3 som den yttre plåten under värmning av de beklädda stålrören till en värm- ningstemperatur som framgår av tabell 3 under en tid av från 40 10 15 16 462 102 till 70 sekunder varefter de beklädda stålrören omedelbart kyldes med en kylningshastighet av från 25 till 50°C/sekund. Dragprov- stycken och Charpy-provstycken utskars från substratplåtarna av de resulterande referensrören nr 1 och 2 som ligger utanför före- liggande uppfinning och substratplåtarna från de resulterande böjda beklädda stålrören nr 3 till 7 som ligger inom föreliggande uppfinning, båda visade i tabell 3. De sålunda erhållna teststyckena och ett Charpy-prov.

Dimensionerna hos de ovannämnda dragteststyckena och Charpy- teststyckena var de samma som i exempel 1 som beskrivits ovan.

Resultaten av dragprovet och Charpy-provet som nämnts ovan framgår av tabell 4.

K 462 102 _ 0000 00.0 00000 0000.0 - 000.0 000.0 l 000.0 1 | 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 0:0 WWW 00 0.00 000 0 .Mwwrw 0 000 00.0 f 00000 0000.0 000.0 000.0 - 000.0 00.0 00.0 | f 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 000 00 0.00 000 0 1 w T .m m d n: _ 0000 00.0 f 00000 - 000.0 000.0 | 000.0 l 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 0:0 00 0.00 000 0 Un 1 000 0000 00.0 - 0000.0 - 000.0 000.0 000.0 000.0 - - I - 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 0:0 0N0n000 00 0.00 000 0 0% mn. u m" . 0000 00.0 - 0000.0 - 000.0 - | 000.0 l 1 - - 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 0000 00 0.00 000 0 _ . 0000 00.0 - 0000.0 - 000.0 - 000.0 - 00.0 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 0:0 0MMM0 00 0.00 000 0 m0% 1 0000 00.0 1 00000 - 000.0 - 000.0 « 00.0 1 1 - 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 0000 00 0.00 000 0 w _ Ü .swu . o 00 z 0 0< 00 > 02 0: 00 0: 00 0 0 0: 00 0 .mami 0:00 0.300 000.000» 0000.. .:. .cmo0M |m> wmhuw wwmflx Q .ät ncmvh 0>xw unzm :mm hav AEV .E001 |_c0m ñuovm |0om ~u=wuo0mwx0>v umfimwmnumnzm >0 wcficuwmmcmamm xmfiëmz mona xmfl w01 000m; 00.003 whmwcmpm 000000 0Ü0.00 -000.0 B03 -000000 -_50 00000 -å -00.0 -E00>_ m Hfimnmæ 462 102 '8 Tabell 4 I Teststycke Q Dragprov Charpy-test nr Ys Ts vrrs VE-40°c § , (kg/mmz) (kg/mmz) (°C) (kgm) : Teststycke I 1 57,6 72,3 ! -16 1,2 § utskuret ur § 5 referens- § g rör 2 ; 61,6 , 76,1 +z 0,8 i É ' 3 1 50,6 66,2 É -86 38,2 L Teststycke f ; § ufskurer 4 É 52,1 66,7 i -91 40,3 -' I 4 ur böjt f ; beklätt s 52,0 67,6 -94 39,3 z rörfÉ“1j 4 6 50,9 67,0 -80 37,2 ¿ upp inning- ' en - 7 52,3 64,6 -90 42,0 Det framgår tydligt av tabell 4 att lågtemperatur-segheten är avsevärt förbättrad i alla de teststycken nr 3-7 från de böjda beklädda stålrören enligt föreliggande uppfinning som jämföres med teststyckena nr 1 och 2 från referensrören som ligger utanför föreliggande uppfinning. Vidare är draghållfastheten överlägsen det värde som specificeras i API Standard i alla de teststyckena nr 3-7 från de böjda beklädda stålrören enligt föreliggande upp- finning.

Sedan utskars teststycken med dimensionerna 2 mm x 25 mm x 50 mm ur den beklädda plåten till det böjda beklädda stålröret nr 3 som ligger inom föreliggande uppfinning och den beklädda plåten från referensröret nr 1 som ligger utanför föreliggande uppfinning och utsatte dem för ett korrosionstest.

Ovannämnda korrosionstest utfördes genom att doppa var och en av de ovannämnda teststyckena i kokande 65-procentig salpetersyra lösning och undersökning av korrosionshastigheten hos varje test- stycke.

Som ett resultat av ovannämnda korrosionstest visade test- stycket från det böjda beklädda stâlröret nr 3 enligt föreliggande uppfinning en korrosionshastighet av 0,18 g/mz/timme, under det att teststycket för referensröret nr 1 som ligger utanför före- V! 'Us 10 15 20 30 35 40 19 462 102 liggande uppfinning visade en korrosionshastighet av 0,31 g/m2/ /timme. Det är sålunda klart att det böjda beklädda stâlröret en- ligt föreliggande uppfinning är mer resistent för korrosion än referensröret som ligger utanför föreliggande uppfinning.

Vidare utskars teststycken med dimensionerna 3 mm X 25 mm X 50 mm från den beklädda plåten till det böjda beklädda stålröret nr 3 som ligger inom föreliggande uppfinning och den beklädda plåten hörande till referensröret nr 1 som ligger utanför före- liggande uppfinning och utsatte dem för ett annat korrosionstest.

Ovannämnda korrosionstest utfördes genom att doppa var och en av ovannämnda teststycken i kokande 5-procentig svavelsyralös- ning och undersökning av korrosionshastigheten hos vardera test- stycke.

Som ett resultat av ovannämnda korrosionstest, visade test- provet från det böjda beklädda stâlröret nr 3 enligt föreliggande uppfinning en korrosionshastighet av 4,03 g/m2/timme, under det att teststycket från referensstålröret nr 1 som ligger utanför föreliggande uppfinning visade en korrosionshastighet av 5,50 g/mz/timme. Det är sålunda klart att det böjda beklädda stålröret enligt föreliggande uppfinning är mer resistent mot korrosion än referensrörét som ligger utanför föreliggande uppfinning.

Med hänsyn till undersökningen av korrosionsbeständigheten hos svetssträngzonen och den svetsvärmepåverkade zonen för bekläd- nadsplåtarna för de böjda beklädda stålrören inom föreliggande uppfinning utskars ett teststycke innehållande en svetssträngzon och en svetsvärmepåverkad zon från var och en av de böjda beklädda stålrören nr 3-7 enligt föreliggande uppfinning och utsattes för ovannämnda korrosionstest. Som ett resultat bekräftades det att svetssträngzonen och den svetsvärmepåverkade zonen hade en korro- sionsbeständighet som var väsentlig lika med den i de andra delarna.

Förfarandet för framställning av ett böjt beklätt stålrör omfattande en beklädd plåt av ett högkorrosionsbeständigt stål som den inre plåten och en substratplåt av låglegerat höghållfast stål som den yttre plåten har beskrivits ovan i detalj. Vid användning av ett böjt beklätt stålrör i en fluid innehållande en korrosiv gas såsom svavelvätegas eller koldioxidgas kan det böjda beklädda stålröret formas med den beklädda plåten på utsidan och substrat- plåten på insidan, dvs med en substratplåt av ett lâglegerat hög- hållfast stål som den inre plåten och en beklädd plåt av ett hög- korrosionsbeständig stål som den yttre plåten. 20 462 102' Enligt föreliggande uppfinning såsom beskrivits ovan i detalj är det möjligt att erhålla inte endast ett böjt stålrör gjort av en stålplåt omfattande ett enda skikt med en höghållfast och en hög lågtemperaturseghet utan också ett böjt beklätt stål- rör omfattande en beklädd plåt med en hög korrosionsbeständighet och en substratplåt med en hög hållfasthet och en hög lâgtempera- turseghet och åstadkommmer på detta sätt sålunda industriellt användbara effekter.

Claims (6)

11 462 102 Patentkrav

1. Förfarande för framställning av ett böjt stålrör med utmärkt hàllfasthet jämte làgtemperaturseghet, varvid böj- ningsbehandling vidtas med avseende pá ett stålrör som till- verkats av stàlplàt med ett eller två skikt och stàlröret värmebehandlas under följande betingelser: upphettningstemperatur : mellan 900 och 1150°C varmhallningsperiod : upp till 15 minuter samt nedkylningshastighet : mellan 5 och 100°C/sek., k ä n n e t e c k n a t av att: böjningsbehandlingen vidtas utan tidigare eller efterföljande upphettningssteg samt att minst ett stàlplàtsskikt i huvudsak består av: kol : mellan 0,002 och 0,050 viktprocent kisel : mellan 0,05 och 0,80 viktprocent mangan : mellan 0,80 och 2,20 viktprocent niob : mellan 0,002 och 0,100 viktprocent aluminium : mellan 0,01 och 0,08 viktprocent kväve : mellan 0,002 och 0,010 viktprocent samt en restmängd järn och tillfälliga föroreningar.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att i ett enda stàlplatsskikt även ingar en extra tillsatt mängd av minst ett element valt inom gruppen pá basis av: koppar : mellan 0,05 och 1,00 viktprocent nickel : mellan 0,05 och 3,00 viktprocent krom : mellan 0,05 och 1,00 viktprocent molybden : mellan 0,03 _ och 0,80 viktprocent vanadin : mellan 0,01 och 0,10 viktprocent bor : mellan 0,0003 och 0,0030 viktprocent titan : mellan 0,005 och 0,100 viktprocent samt kalcium : mellan 0,0002 och 0,0100 viktprocent.

3. Förfarande för framställning av ett böjt stålrör med utmärkt hàllfasthet och làgtemperaturseghet enligt krav 1, 462 102 22 varvid böjbehandling vidtas av ett stålrör, som framställts av stal- plàt i tva skikt i form av en substratplàt och en beläggnings- plåt med hög korrosionsbeständighet, vilken anbringats vid _ ytan av substratpláten och stalröret samtidigt får undergà värmebehandling under följande betingelser: och 1150°C upphettningstemperatur mellan 900 varmhàllningsperid : upp till 15 minuter samt nedkylningshastighet : mellan 5 och 100°C/sek., k ä n n e t e c k n a t av att värmebehandlingen vidtas utan tidigare och senare upphett- ningssteg samt substratplàten huvudsakligen består av: kol Ä : mellan 0,002 och 0,050 viktprocent kisel mellan 0,05 och 0,80 viktprocent mangan : mellan 0,80 och 2,20 viktprocent niob : mellan 0,002 och 0,100 viktprocent aluminium : mellan 0,01 och 0,08 viktprocent kväve : mellan 0,002 och 0,010 viktprocent samt en restmängd järn jämte tillfälliga föroreningar.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att i substratplàten som extra tillsats ingår minst ett element valt inom gruppen på basis av: koppar : mellan 0,05 och 1,00 viktprocent nickel : mellan 0,05 och 3,00 viktprocent krom : mellan 0,05 och 1,00 viktprocent molybden : mellan 0,03 och 0,80 viktprocent vanadin : mellan 0,01 och 0,10 viktprocent bor : mellan 0,0003 och 0,0030 vikprocent titan : mellan 0,005 och 0,100 viktprocent samt kalcium mellan 0,0002 och 0,0100 viktprocent.

5. Förfarande enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k - 1: ,,L3 462 102 n a t av att stálröret framställes med en inre beläggnings- plåt och en yttre substratplát.

6. Förfarande enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k - n a t av att stàlröret framställes med en invändig substrat- plåt och en utvändig beläggningsplát.