Zur Verwendung für Pipelines zum Transport und zur Verarbeitung nasser Gase werden drei supermartensitische nichtrostende Stähle mit guter Schweißeignung vorgestellt. Es handelt sich um die Stähle 11Cr-2Ni (1), 12Cr-4,5Ni-1,5Mo (2) und 12Cr-6,5Ni-2,5Mo (3). Zur Optimierung der Eigenschaften werden die Stähle einer Wärmebehandlung bei über 800 Grad C und einer weiteren bei der Umwandlungstemperatur AC1 unterzogen. Die martensitische Umwandlung beim Abkühlen beginnt beim Stahl 1 bei 360 Grad C und endet bei 220 Grad C. Bei den beiden anderen Stählen liegen diese Temperaturen bei 250 Grad C und 120 Grad C (2) bzw. 150 Grad C und 30 Grad C (3). Die Streckgrenzen, Zugfestigkeiten und Dehnungen betragen 641 MPa, 826 MPa und 18 % (1), 738 MPa, 889 MPa und 19 % (2) sowie 705 MPa, 878 MPa und 22 % (3). Die absorbierbaren Schlagenergien (ASEs) bei -120 Grad C betragen 13 J (1), 161 J (2) und 114 J (3). Die Schweißeignung der Stähle wird beim Unterpulverschweißen 6 m langer Rohre geprüft. Als Zusatzwerkstoffe werden Duplex- und Superduplexstähle eingesetzt. Die Schweißproben (SPs) werden durch Charpy-Spitzkerbschlagversuche, Rißspitzenöffnungsversuche und Breitplattentests geprüft. Die ASEs liegen bei 83 J im Schweißgut und 115 J 2 mm von der Schmelzlinie entfernt (1, -20 Grad C). Bei den anderen beiden Stählen liegen die ASEs bei 51 J und 189 J (2, -40 Grad C) bzw. 54 J und 103 J (3, -40 Grad C). Das Rißöffnungsverhalten der SPs der Stähle 2 und 3 zeigt keine sehr großen Unterschiede. Die SPs des Stahls 2 weisen in den Breitplattentests plastische Bruchverformungen von 2,83 % im Schweißgutzentrum und von 1,57 % in der Wärmeeinflußzone auf. In den SPs des Stahls 3 lauten die entsprechenden Werte 2,81 % und 2,50 %. Die Korrosionsprüfungen erfolgen in Kondensationswasser (20 bar CO2, 4 mbar H2S) bei 20 Grad C und in Formationswasser (20 bar CO2, 4 mbar H2S) bei 20 Grad C und 90 Grad C unter konstanter Belastung von 635 N/mm2 und Vierpunktbiegebeanspruchung von 705 N/mm2. Die SPs der Stähle 2 und 3 zeigen unter keiner der genannten Prüfungsbedingungen Risse oder Brüche. (Görges, U.)
New weldable supermartensitic stainless steels for wet gas transport and processing
Neue schweißgeeignete supermartensitische nichtrostende Stähle für den Transport und die Verarbeitung von Nassgas
2000
8 Seiten, 3 Bilder, 10 Tabellen
Conference paper
English
Pipeline , martensitischer nichtrostender Stahl , Schweißeignung , hochlegierter Stahl , Wärmebehandlung , austenitische Umwandlung , martensitische Umwandlung , Umwandlungstemperatur , Zugfestigkeit , Streckgrenze , Dehnung , UP-Schweißen , Rohr , Charpy-Spitzkerbschlagversuch , Kerbschlagzähigkeit , COD-Messung , Schweißgut , Schmelzlinie , plastische Verformung , Wärmeeinflusszone , Korrosionsversuch , Kohlendioxid , Schwefelwasserstoff , Biegeprüfung
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