SE504191C2

SE504191C2 - Chain with high resistance to corrosion and good strength

Info

Publication number: SE504191C2
Application number: SE9302657A
Authority: SE
Inventors: Bjoern E S Lindblom
Original assignee: Bjoern E S Lindblom
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1993-08-17
Publication date: 1996-12-02
Also published as: SE9302657L; SE9302657D0

Abstract

The material choice is focussed on gap corrosion resistance between link gaps and on the chain links themselves. In the prodn. of the links and the welding procedure, welding occurs in a fixture eliminating springing out of the strong material and the separately produced links or link parts are welded together at one or two points. Welding occurs with protective gas and/or separate after-treatments are used.

Description

504 191 A Materialvalsförnyelse Det är känt att rostfria stål kanangripas i trånga kanaler av sk spaltkorrosion,där den passiverande hinnan lättare bryts ned. Däremot är det okänt att hängande kätting förvånande nog ger tillräckligt åtsnörpta utrymmen mellan länkarna för att i korrosiv miljö ge upphov till spaltangrepp (6). Detta har ob- serverats vid prov såväl i havsvatten som vid laboratorieprov. 504 191 A Material selection renewal It is known that stainless steels can be gripped in narrow channels so-called crevice corrosion, where the passivating membrane breaks more easily down. However, it is unknown that hanging chain surprisingly enough provides sufficiently narrow spaces between the links to i corrosive environment give rise to cleft palate (6). This has ob- served in tests both in seawater and in laboratory tests.

Flera korrosionstyper har tidigare ej förutsetts vid material- valet. Således har man ej uppmärksammat spänningskorrosionsris- ken i länkarna där restspänningar förekommer som isvets-(4,5) och bockningsområdena (7), ej heller erosions- och nötnings- korrosionen mellan länkarna (6), likaså ej att beväxning (8) ger upphov till avlagrings- och spaltkorrosion under belägg- ningen (9) eller att spaltkorrosion uppstår i svetsområdet(4,5) vid otillräcklig ytbehandling men framför allt har man ej haft möjlighet att förusäga spaltkorrosionsförkomst mellan länkar- na (6), varför korrosionsproblemet ej gått att lösa trots upp- repade försök.Several types of corrosion have not previously been foreseen in valet. Thus, no attention has been paid to stress corrosion resistance. in the links where residual stresses occur as ice welding (4,5) and bending areas (7), nor erosion and abrasion corrosion between the links (6), as well as not overgrowth (8) gives rise to deposit and crevice corrosion during coating (9) or that crevice corrosion occurs in the welding area (4,5) in case of insufficient surface treatment but above all you have not had possibility to predict the occurrence of crevice corrosion between link- (6), which is why the corrosion problem could not be solved despite scratched attempts.

B Länktillverkningsförnyelse Ett sätt att minska behovet av förnyelse vid denna operation är att använda sig av sk utskiljningshärdbara legeringar. De kan då länkas och svetsas i mjukt tillstånd(upplösningsbehand- lat) och därefter hållfasthetshöjas genom åldringsglödgning.B Link manufacturing renewal A way to reduce the need for renewal in this operation is to use so-called precipitation-harden alloys. The can then be linked and welded in a soft state (dissolution treatment lat) and then strength is increased by aging annealing.

Det finns sådana legeringar exempelvis nickel- och titanlege- ringar som klararspaltkorrosionskriteriet men de är kostsamma och tämligen svårtillgängliga. En teknologisk-ekonomisk bättre idé är att använda hållfasta rostfria stål med hög korrosions- beständighet främst de ferrit-austenitiska stålen som förbätt- rats starkt under senare tid eller att utnyttja austenitiska rostfria stål isläckglödgat ellerkallbearbetat tillstånd, vil- ka senare dock har sämre spänningskorrosionsmotstånd. För båda stålsorterna gäller att de normalt inte kan hållfasthetshöjas genom värmebehandling, varför de måste länkas i det hållfasta tillståndet som ger en besvärande utfjädring (10) med dålig centrering (1) som följd, vilket omöjliggör nuvarande svets- operation. Denna problematik har man hitintills ej förmått be- mästra trots omfattande försöksverksamhet. 504 191 C Svetsprocedursförnyelse En hållfast kätting provdras till över halva brottkraften och får vid användning ej utsättas för mer än ungefär halva prov- kraften. Detta ger en god säkerhet ur hållfasthetssynpunkt.There are such alloys such as nickel and titanium alloys. rings as the clearance gap corrosion criterion but they are costly and rather inaccessible. A technological-economic better idea is to use strong stainless steels with high corrosion resistance mainly the ferrite-austenitic steels which improve rats strongly in recent times or to take advantage of austenitic stainless steel ice-annealed or cold-worked condition, which ka later, however, has poorer stress corrosion resistance. For both the steel grades apply that they cannot normally be increased in strength by heat treatment, which is why they must be linked in the solid the condition which gives a troublesome suspension (10) with poor centering (1) as a result, which makes the current welding Operation. To date, this problem has not been resolved. master despite extensive experimental work. 504 191 C Welding procedure renewal A strong chain is tested to over half the breaking force and may not, during use, be subjected to more than about half the the power. This provides good safety from a strength point of view.

Rostfri hållfast kätting skall inte enbart ge fullgott resul- tat vid provdragningen. Svetsarna (4) med intilliggande värme- påverkade zoner (5) skall även ge fullgott korrosionsmotstånd under kättingens användning, eftersom i annat fall hållfasthe- ten nedsätts. Ûaktat många testerhar denna problemställning ej funnit sin lösning. Orsaken till detta är att korrosion tekniskt sett är ett svårbemästrat område som blir än mer komplicerat efter en svetsprocedur. De framtida korrosionsangrepp som svetsningen kan ge upphov till har därför tidigare i detalj ej kunnat för- utses.Stainless steel chain must not only give satisfactory results taken during the test. The welds (4) with adjacent heaters affected zones (5) must also provide adequate corrosion resistance during use of the chain, as otherwise the strength is reduced. Despite many tests, this problem has not been found solution. The reason for this is that corrosion is technically a difficult area to master that becomes even more complicated after one welding procedure. The future corrosion attacks such as welding may therefore have previously not been able to appointed.

Genom att identifiera problemställningarna A,B och C och angri- pa dem med nya tankegångar,som i det följande kommer att beskri- vas, har samtidigt något överraskandeen synergieffekt uppstått, vilken fullständigt övervunnit korrosionsproblemen.By identifying issues A, B and C and addressing on them with new ideas, which will be described in the following vase, at the same time a surprising synergy effect has arisen, which completely overcame the corrosion problems.

Uppfinningen innebär att (a,b och c): a) Materialvalsprocessen förnyas genom att spaltkorrosionsmot- ståndet införs som ett av de viktigaste kriterierna, eftersom en naturlig spalt mellan kättinglänkarna (6) och beväxning(8) på länkarna under vilken spalter förekommer (9), ej kan undvi- kas. Avlagringskorrosion (9) föreligger även under beläggning- ar (8) men täcks av spaltkorrosionskriteriet, vilket är ett betydligt hårdare materialkrav än det tidigare använda punkt- korrosionskriteriet, men nödvändigt genom det nya betraktelse- sättet.The invention means that (a, b and c): a) The material selection process is renewed by crevice corrosion resistance is introduced as one of the most important criteria, since a natural gap between the chain links (6) and vegetation (8) on the links under which columns occur (9), can not be avoided kas. Deposition corrosion (9) is also present during coating ar (8) but is covered by the gap corrosion criterion, which is a significantly stricter material requirements than the previously used the corrosion criterion, but necessary through the new the way.

Materialvalet och behandlingen under kättingtillverkningen skall vidare utföras så att spänningskorrosion ej uppstår där restspänningar föreligger främst i svets- och bockningsområde- na (4,5,7) samt att erosions- och nötningskorrosion mellan län- karna (6) förhindras.Äldre materialvalskriterier som resistens mot interkristallin korrosion i den svetsvärmepåverkade zonen(5) och mot punktfrätning över alla länkytor skall även uppfyllas. 4. 504 191 Korrosionsförsök, sk järnkloridprov enligt ASTM-GQB, vilket är avsett för punkt- och spaltkorrosionsundersökningar och som motsvarar havsvattenmiljö, har bl a utförts med den unika modi- fieringen att den naturliga spalten mellan lodrätt hängande län- kar fick bilda testspalter. Konventionellt tillverkad kätting av stål 552343 enligt Fig.5 visade angrepp i svetsområdet (11) och gav spaltkorrosion mellan länkarna (12) redan vid +5°C,som var lägsta provtemperatur, och följaktligen även spaltangepp vid högre temperaturermedanden nya provkättingen enligt Fig.6 av stål motsvarande SS 2377 var helt fri från korrosion upp till +20°C och för andra extrema materialval ända upp till +40°C, vilket överensstämmer medlitteraturdata *)-SS 2377 har dessutom betydligt bättre resistens än SS 2343 mot de andra Under detta avsnitt nämnda korrosionstyperna - Vid korrosionsförsöken enligt ovan hade den konventionella kättingen efterbehandlats med pole- ring genom trumling medan provkättingen slipats, polerats och passiveringsbetats. b) Länktillverkningen ges fullständig förnyelse för att kunna hantera hållfast återfjädrande material och eliminera utfjäd- ringen (10), vilken utförs så att länkarna av släckglödgat , upplösningsbehandlat ellerkallbearbetat material, i varmt eller kallt tillstånd vidgas något i längsgående led och/eller vrides i sidled och/eller smörjes för att möjliggöra överbockning dvs för att kunna bockas i vinklar större än 1800, varefter länkar- na återslutes genom sidovridning tillbaka med viss övervridning i tvärgående och ihoptryckning i längsgående led för att ge god centrering (1).The choice of material and the treatment during the chain production shall further be performed so that stress corrosion does not occur there residual stresses are mainly present in the welding and bending area (4,5,7) and that erosion and abrasion corrosion between the vessels (6) are prevented. Older material selection criteria such as resistance against intercrystalline corrosion in the welding heat affected zone (5) and against spot corrosion over all link surfaces shall also be met. 4. 504 191 Corrosion tests, so-called iron chloride tests according to ASTM-GQB, which is intended for spot and gap corrosion investigations and which corresponds to the seawater environment, has been carried out with the unique that the natural gap between vertically suspended vessels were allowed to form test columns. Conventionally made chain of steel 552343 according to Fig. 5 shown attack in the welding area (11) and gave crevice corrosion between the links (12) already at + 5 ° C, which was lowest test temperature, and consequently also column infestation at higher temperature messages new test chain according to Fig.6 of steel corresponding to SS 2377 was completely free from corrosion up to + 20 ° C and for other extreme material choices up to + 40 ° C, which corresponds to co-literature data *) - SS 2377 also has significantly better resistance than SS 2343 to the others Under this section mentioned the types of corrosion - In the corrosion tests according to above, the conventional chain had been post-treated with polishing ring by tumbling while the test chain is ground, polished and passivation betats. b) Link manufacturing is given complete renewal to be able to handle strong resilient material and eliminate suspension the ring (10), which is made so that the links are extinguished annealed, solution-treated or cold-processed material, in hot or cold condition widens slightly in the longitudinal direction and / or twists laterally and / or lubricated to enable overbending, ie to be able to bend at angles greater than 1800, after which are closed back by side twisting with some twisting in transverse and compression in longitudinal direction to give good centering (1).

Ett alternativt förfaringssätt är atttilverka länkar/länkdelansom separatbehandlas för att optimera hål1fasthet-,slitage- och kor- rosionsegenskaperna,vilka senare sammanfogaspå ett eller tvåstäl- len (13) varvid länkarna överlappar varandra för att bilda kät- ting. Denna metod medför att länkar/delar lättare kan överbockas och/eller serietillverkas med annan teknik som exempelvis press- smide eller genom pulvermetallurgi med varm-isostatisk pressning till porfritt material,i samtliga fall till rätt form inklusive fogberedningen. *)bl a James D Redmond "Selecting Second Generation DuplexStain- less Steels",Part 1,Chemical Engineering,0ct 27,1986,Part 2, Nov 2&,1986. 5. 504 191 c) Svetsproceduren, till vilken även olika efterbehandlingar räknas, kräver en helt annan grundídé äntidigare. Svetsarna skall inte endast getillräcklig hållfasthet (5-BG)utancmksåﬂdl- ket är minst lika viktigt utföras på ett sådant sätt att ett flertal kritiska korrosionstyper beskrivna under avsnitt a), undvikes vid kättingens användning under lång tid i korrosiv miljö.An alternative approach is to manufacture links / link share treated separately to optimize durability, wear and shortness the erosion properties, which are later combined in one or two (13) with the links overlapping each other to form a chain. thing. This method means that links / parts can be more easily bent over and / or mass-produced with other technology such as forging or by powder metallurgy with hot-isostatic pressing to pore-free material, in all cases to the correct shape including the joint preparation. *) bl a James D Redmond "Selecting Second Generation DuplexStain- less Steels ", Part 1, Chemical Engineering, 0ct 27,1986, Part 2, Nov 2 &, 1986. 5. 504 191 c) The welding procedure, which also includes various finishes counts, requires a completely different basic idea earlier. The welds not only goat-sufficient strength (5-BG) but also ﬂ dl- ket is at least as important to be performed in such a way that a several critical corrosion types described in section a), avoided when using the chain for a long time in corrosive environment.

Svetsningen utföres på ett ställe per länk för centrerade län- kar (1) och för ocentrerade länkar i fixtur för att eliminera utfjädringen (10) samt på två ställen för varje länk (13) då länkdelar användes.The welding is performed at one point per link for centered links. vessels (1) and for uncentrated links in fixture to eliminate the suspension (10) and in two places for each link (13) then link parts were used.

För att optimera hållfasthets-,slitage- och korrosionsegenska- perna skall moderna svetsmetoder med skyddsgas tillämpas som TIG-,MlG-,Plasma-,Elektonstrålesvetsning etc innefattande sär- skild fogutformning beroende på bl a svetsmetod eller om till- satsmaterial användes och/eller att efterbehandling utnyttjas av hela länkar eller delar därav genom kallbearbetning och/el- ler slipning och/eller polering och/eller passiverande betning och/eller av annan ytbehandling i detta syfte och/eller av vär- mebehandling.To optimize strength, abrasion and corrosion properties modern welding methods with shielding gas shall be applied as TIG, MlG, Plasma, Electron beam welding, etc. including special different joint design depending on, among other things, the welding method or batch materials were used and / or post-treatment was used of whole links or parts thereof by cold working and / or grinding and / or polishing and / or passivating pickling and / or of other surface treatment for this purpose and / or of treatment.

Andra fogningsmetoder än svetsning,och/eller i kombinationer, kan utnyttjas där bindkrafterna åstadkommes atomärt,kemiskt, fysikaliskt eller mekaniskt. Exempel på sådan sammanfognings- teknik är explosionsfogning,limning,lödning och gängförband.Jointing methods other than welding, and / or in combinations, can be used where the binding forces are achieved atomically, chemically, physically or mechanically. Examples of such joining technology is explosion joints, gluing, soldering and threaded joints.

Tillämpning av de nya idéerna enligt a),b) och c) leder fram till uppfinningen av en rostfri kätting med högt korrosionsmot- stånd och som dessutom har god hållfasthet.Application of the new ideas according to a), b) and c) leads to to the invention of a stainless steel chain with high corrosion resistance able and also has good strength.

Som exempel anförs dragprovningsförsök med den konventionellt framställda låghållfasta 8mm kättingen i stål SS 2343 enligt Fig.5 som Q klarade högre urottlast eller ca 5 ton än den upp- funna enligt Fig.6,vilken är klenare eller 6.5mm och alltså be- tydligt hållfastare.Idessafigurervisasävenkättingarnasbrott- ställen (14).As an example, tensile test experiments with the conventional one are given manufactured low-strength 8mm chain in steel SS 2343 according to Fig. 5 as Q withstood a higher root load or about 5 tonnes than the found according to Fig.6, which is thinner or 6.5mm and thus clearly stronger.These figures also show the crimes of the chains- places (14).

Claims

n O. 5Ü4191PATENTI Medical method to produce a chain of high-corrosion-resistant material with good strength (5-8G) characterized in that a) the choice of material is such that crevice corrosion does not occur between the links (6,12) or elsewhere (4,5 , 9) and that other critical types of corrosion are avoided by using, for example, ferrite -austenitic stainless steels b) the linkage is made in such a way that bending angles greater than 18Ü ° are allowed in the longitudinal direction, for example by lateral rotation and that the reclining takes place by transverse twisting as well as compression of the joint surfaces, or to eliminate the suspension (10) of solid material and center the joint surfaces (1) by other methods or that links / link parts are manufactured which are treated separately for later joining in one or two places (13) c) the welding procedure is performed so that the links are forced into the fixture for centering (1) to eliminate the suspension (1Ü) when one joint per link is used or that the joining takes place p in two places (13) each link when link parts are used for current strong resilient steels in smaller dimensions and that the joining method includes shielding gas and / or that finishing is used for the entire chain or parts thereof to optimize strength, wear and tear. and the corrosion properties. 2.

Method according to claim 1, characterized in that the material is cold-worked and / or cold-worked during production in whole or in part. 3.

Method according to claim 1, characterized in that the design of the joint surfaces is given favorable geometries for welding, such as, for example, a truncated conical shape. ä.

Method according to claim 1, characterized in that additive material is used in the welding.

5.Method according to patent claim 1 k ä n n e t e c k n a d of modern welding methods were used such as TIG, MIG, Plasma, Electron beam welding etc.

Method according to claim 1, characterized in that the joining takes place by other methods than according to claims 1 and 5, for example by brazing, or that these are combined, where the bonding forces are achieved atomically, chemically, physically or mechanically.

Method according to claim 1, characterized in that special finishing is applied partially or completely to improve the properties by cold working and / or grinding and / or polishing and / or passivating pickling and / or by other surface treatment for this purpose and / or by heat treatment.