Zur Gewährleistung der Sicherheit von Ankerketten für Meereskonstruktionen werden die metallurgischen und fertigungstechnischen Anforderungen untersucht, um die notwendigen mechanischen Eigenschaften in den abbrennstumpfgeschweißten Verbindungen zu erreichen. Als Werkstoffe werden legierte C-arme Stähle mit einer sorgfältig ausgewählten Kombination der Legierungselemente Mn, Cr, Ni und Mo eingesetzt. Der S-Gehalt sollte unter 50 ppm liegen; die Obergrenzen für O2 und H2 sind < 10 ppm bzw. < 1,1 ppm; der N2-Gehalt sollte die Anwesenheit kornverfeinernder Partikel gewährleisten. Der H2-Gehalt wird durch einen Zugversuch ermittelt: zwei Proben, eine nach 5 h bei -60 Grad und die andere nach 4 h bei 250 Grad C, werden mit einer Geschwindigkeit von < 0,0003 s(exp-1) gebrochen; das Verhältnis der Einschnürung der beiden Proben ohne und mit Erwärmung muß mindestens 0,85 betragen. Ti-Zugaben in geringen Mengen mit Partikelgrößen bis zu 0,003 mm begünstigen die Festigkeit; größere Ti-Mengen sind abträglich. Die Prüfung der geschweißten Proben erfolgt durch Zugversuche am Grundwerkstoff (GW) sowie Charpy-Spitzkerbschlag- und Rißausbreitungsversuche (CTOD-Messungen) an der Schweißnaht (SN). Die doppelte Vergütung der geschweißten Proben bei Austenisierungstemperaturen (ATs) von 940 Grad C und 890 Grad C, gekoppelt mit dem Wasserabschrecken, und das nachfolgende Anlassen bei 660 Grad C (3 h) führen gegenüber dem einmaligen Vergüten bei einer AT von 980 Grad C zu einem drastischen Anstieg der Kerbschlagarbeit der Schweißnaht von 47 J auf 71 J und der Bruchzähigkeit von 70,5 J auf 125,8 J bei jeweils -20 Grad C. Ursächlich dafür ist die verbesserte Homogenisierung der Struktur. Die entsprechenden Veränderungen beim GW sind gering. Das doppelte Vergüten bewirkt eine Kornverfeinerung und begünstigt die Ausbildung nadelförmigen Bainits. In einem Duaerschwingversuch versagt eine bolzenlose Kette (Durchmesser 102 mm) aus R4-Stahl nach 839462 Lastwechseln zwischen 500 kN und 2000 kN bei 0,6 Hz. (Proc.-95, 'Safety in application of high strength steel', Trondheim, N, 01.-02. 07. 1997) (Görges, U.)
Metallurgical acceptance criteria to assure the level of safety of flash welding alloy steels, for offshore mooring chain. Session 3.5
Metallurgische Anforderungen zur Qualitätssicherung beim Abbrennstumpfschweißen von legierten Stählen für Offshore-Verankerungsketten. Tagungsabschnitt 3.5
1997
12 Seiten, 9 Bilder, 3 Tabellen, 15 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Englisch
Meereskonstruktion , Abbrennstumpfschweißen , legierter Stahl , Anlassen (Wärmebehandlung) , Vergüten (Metall) , Härten (Metall) , Dauerschwingversuch , Wasserabschrecken , kohlenstoffarmer Stahl , Spezifikation (Normung) , Zugversuch , Charpy-Spitzkerbschlagversuch , Rissausbreitungsversuch , COD-Messung , Schweißnaht , Grundwerkstoff , Streckgrenze , Zugfestigkeit , Bruchzähigkeit , Dehnung , Einschnürung (Zugeigenschaft) , Bainit , Nadelgefüge , Dauerfestigkeit , Austenitisierungstemperatur , Chrom-Molybdän-Stahl
Acceptance criteria for offshore platforms
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