[0001] Bekannt Ist ein Stahl mit Legierungsbereichen der Elemente C, Mn, Si, Cr, V, N, von
denen der gegenwärtige eine Auswahl ist (DE-OS 31 27 373). Von derartigen Stählen
Ist es bekannt, daß bei einer besonderen Verformungs- und Temperaturführung das fertige
Produkt eine Streckgrenze zwischen 480 und 650 N/qmm besitzt. Die Besonderheit besteht
darin, daß bei der Rohrherstellung der Hohlkörper vor dem abschließenden Längswalzen
auf eine Temperatur zwischen Acl und plus 500° C abgekühlt und danach zum Streckreduzieren
als letzten Walzabschnitt auf eine Temperatur über Ar3 erwärmt wird. Dieses Produkt
entspricht den Qualitätsbedingungen der API-Spezifikation N 80.
[0002] Von der Gütestufe N 80 wird aber weder verlangt noch gewährleistet, daß das Produkt
in schwefelwasserstoffhaltigen Medien eingesetzt generell hinreichend zuverlässige
Beständigkeit gegen Spannungsrißkorrosion besitzt. Deswegen Ist für den Einsatz unter
Sauergasbedingungen nach API die Gütestufe L 80 vorgeschrieben, die gegenüber der
Gütestufe N 80 eingeschränkte technologische Eigenschaften und eine Begrenzung der
Härte auf maximal HRC 22 und ein Vergütungsgefüge aufweist. Das Vergüten besteht aus
einem Abschreckhärten und nachfolgendem Anlassen. Der hohe Energie- und Zeitaufwand
für die Behandlung und die Nacharbeit des Produktes wird als Nachteil empfunden.
[0003] Die Erfindung geht aus von der vorstehenden Stahllegierung und der Herstellung von
Rohren daraus. Sie hat sich die Aufgabe gestellt, Legierungsbereiche auszuwählen und
die Wärmebehandlung so zu führen, daß ein feinkörniges ferritisches perlitisches Gefüge
erzeugt wird, das vergleichbare Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit wie vergütetes
Gefüge mit vergleichbarer Streckgrenzen aufweist.
[0004] Aufgrund eines höheren Verhältnisses von Streckgrenze zu Zugfestigkeit von vergüteten
im Vergleich zu ferritisch-perlitischen Stählen weisen ferritisch
-perlitische Stähle bei gleicher Streckgrenze eine höhere Zugfestigkeit und damit Härte
auf. Die Gefüge der im Anspruch 1 genannten Stähle weisen maximal Härten von HRC 26
auf. Gleichzeitig besitzen diese Stähle vergleichbare Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit
wie Vergütungsstähle mit HRC 22. Diese Bedingung ist aber mit den bislang üblichen
Werkstoffen, die die außerdem gefor- derte mechanische Festigkeit erreichen, nicht
praktiziert und auch nicht in der Literatur bekanntgeworden.
[0005] Der gegenwärtige Vorschlag vermeidet das nachträgliche Vergüten und benennt eine
Legierungsauswahl für einen Stahl, der aus der Warmformgebungshitze an Luft abgekühlt
und ggf. während der nach dem Warmalzvorgang eine Normalisierungsbehandlung erfährt
und sowohl Forderungen nach einem engen Streckgrenzenbereich als auch nach hoher Beständigkeit
gegen wasserstoffinduzierte Spannungsrißkorrosion erfüllt. Es ergibt sich somit eine
vereinfachte Herstellung eines Produktes für die Verwendung in schwefelwasserstoffhaltiger
Atmosphäre.
[0006] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Ein Stahl mit
der somit unter die in Anspruch 1 genannte Zusammensetzung fällt, ist auf die Walztemperatur
1250° C aufgeheizt und anschließend auf die Rohrabmessung 139,7 x 7,7 mm gewalzt worden.
Vor dem letzten Walzabschnitt ist auf eine Temperatur von unter 550° C bis zur völligen
ümkörnung abgekühlt und anschließend wieder auf eine Walztemperatur von 920° C aufgeheizt
worden. Nach dem Fertigwalzen ist aus der Walzhitze an Luft abgekühlt worden.
[0007] Die Festigkeitskennwerte stellen sich wie folgt dar:
[0008] Die Härte lag bei HRC 23 und die Korngröße betrug im Mittel ASTM 10.
[0009] Die anschließend durchgeführte Prüfung auf Beständigkeit gegen wasserstoffinduzierte
Spannungsrißkorrosion in einer schwefelwasserstoffhaltigen Lösung mit pH = 3 ergab
nach 1000stündiger Versuchsdauer eine kritische Grenzspannung für Spannungsrißkorrosion
von 40 % der Streckgrenze. Diese Grenzspannung liegt somit, wie aus der beigefügten
Figur zu entnehmen ist, im Streuband für vergütete Kohlenstoff-Mangan-Stähle gleicher
Festigkeitsstufe mit HRC ≦ 22.
1. Verwendung eines ferritisch-perlitischen Stahls mit der Zusammensetzung in Massen-Prozenten
wobei für die Niob- und Vanadingehalte die Abhängigkeit % V + 2 x % Nb ≥ 0,1 gilt,
aus den durch Warmformgebung Rohre hergestellt werden, die aus der Warzformgebungshitze
an Luft abgekühlt werden, so daß das Gefüge eine ASTM-Korngröße feiner als 8 und das
Produkt folgende Festigkeitswerte aufweist:
für Rohre, die eine hohe Beständigkeit gegen Spannungsrißkorrosion in schwefelwasserstoffhaltigen
Medien aufweisen sollen.
2. Stahl nach Anspruch 1, bei dem die Rohre aus der Warmformgebungshitze eine Normalisierungsbehandlung
erfahren, wobei sie auf eine Temperatur unter 600° C bis Raumtemperatur abgekühlt
werden, anschließend wieder auf über 850° C erwärmt und dann an Luft abgekühlt werden
für die Verwendung nach Anspruch 1.
3. Stahl nach Anspruch 1, bei dem die Rohre während des Walzvorganges vor dem letzten
Walzabschnitt auf eine Temperatur unter 600° C bis 400° C abgekühlt, von dieser Temperatur
auf über 850° C erwärmt, fertiggewalzt und an Luft abgekühlt werden für die Verwendung
nach Anspruch 1.
