DE3311629C2 - Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Stahlrohren - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von nahtlosen StahlrohrenInfo
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-
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Description
dadurch gekennzeichnet,
- daß der Stahl
0,02 - 0,12% Kohlenstoff, 1,3 - 2,2% Mangan,
0,001 - 0,01% Schwefel,
0,01 - 0,04% Titan,
0,02 - 0,06% Niob,
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0,01 - 0,04% Titan,
0,02 - 0,06% Niob,
0,003 - 0,008% Stickstoff, 0,03 - 0,05% Aluminium,
einzeln oder in beliebiger Kombination
bis 0,3% Molybdän,
bis 0,5% Nickel,
einzeln oder in beliebiger Kombination
bis 0,3% Molybdän,
bis 0,5% Nickel,
0,001 - 0,003% Bor übliche Verunreinigungen und Rest Eisen enthält,
- daß das Produkt mit einer Ziehtemperatur zwischen 1150 und 12200C der Vorverformung
zugeführt und
- daß das Ausgleichsglühen direkt aus der Verformungshitze für 5-20 min. durchgeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Längswalzen
das fertige Rohr auf eine Temperatur zwischen 600 und 45O0C mit mindestens 6 K/s beispielsweise
durch Wasser und weiter an Luft abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt nach dem Abkühlen auf
Raumtemperatur auf eine Temperatur zwischen 400 und 650°C angelassen und für 20 min. in dem
angegebenen Temperaturbereich gehalten wird.
55
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Stahlrohren gemäß dem Gattungsbegriff.
Nahtlose Rohre mit den genannten Festigkeitseigenschäften
werden aus Stählen mit ca. 0,4% C und ggf. härtesteigenden Legierungselementen hergestellt und
als Fertigrohre vergütet. Die Herstellung ist wegen der Legierungselemente und der Vergütung aufwendig und
wärmeintensiv.
Aus der DE-OS 3127 373 ist ein Herstellungsverfahren
für Stahlrohre bekannt mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Verfahrensschritten.
Bedingt durch eine andere Zusammensetzung ergeben sich aber abweichende Festigkeitseigenschaften.
Andererseits ist eine vergleichbare Stahlzusammensetzung - ebenfalls für in der Erdölindustrie einsetzbare
Rohre - aus der DE-OS 29 13 584 bekannt. Das dort zur Erzielung eines feinkörnigen, bainitischen
Gefüges vorgeschlagene Wärmebehandlungsverfahren verläuft aber anders als das im Oberbegriff des Patentanspruchs
erwähnte Verfahren.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von nahtlosen Stahlrohren zu vereinfachen und daneben
auch qualitativ noch zu verbessern. Die Verbesserung wird durch die entstehende besonders feinkörnige
Gefügestruktur bewirkt.
Der Anmeldegegenstand löst die Aufgabe.
Das Verfahren ist auf allen einschlägigen Anlagen zur Herstellung von nahtlosen Rohren durchführbar. Das
Lochen der Stangen kann im Schrägwalzwerk oder in der Lochpresse bei der angegebenen Ziehtemperatur
erfolgen. Die Ausstreckung des Lochstückes erfolgt in derselben Hitze auf einer Kontistraße oder einer
Stopfenstraße. Möglich ist es auch die Ausstreckung auf einer Pilgerstraße vorzunehmen. Die Ausstreckung, bei
der vor allem die Wanddicke bei etwa gleichbleibendem Rohrinnendurchmesser reduziert wird, ergibt einen
mehrfach längeren Hohlkörper als das Lochstück lang ist. In allen Fällen ist sicherzustellen, daß eine
Verformung von etwa 40% erreicht wird. Bei dem nachfolgenden Längswalzen wird in der Regel der Durchmesser
bei etwa gleichbleibender Wanddicke reduziert. Für das Verfahren ist auch die Strangpresse
geeignet, wenn der entstehende Rohrstrang noch längsgewalzt wird.
Für das Verfahren ist das Einhalten der Temperaturen und der Analysengrenzen unbedingt Voraussetzung.
Schon verhältnismäßig geringe Abweichungen können erhebliche Erzeugnisabweichungen bewirken.
Die Ziehtemperatur gilt als Kalteinsatz. Die Liegezeit ist entsprechend der Dicke der Stangen zu wählen.
Besondere Bedeutung kommt der Nachwärmung (Ausgleichsglühen) zu. Es ist beabsichtigt, daß die
Perlitbildung nach der Vorverformung nicht voll zur Auswirkung kommt und daß der im Ferrit nicht lösbare
Kohlenstoff im Restaustenit während der Nachwärmzeit ausgeglichen wird und damit die Vorbereitungen
für eine sehr feinkörnige Gefugeausbildung beim Abkühlen nach dem Längswälzen getroffen wird. Außerdem
ist die Nachwärmetemperatur eine vorteilhafte Verformungstemperatur für das Längswalzen als weiterer
Beitrag zur Erzeugung eines feinkörnigen Gefüges nach dem Längswalzen.
Besondere Bedeutung kommt deswegen auch der Abkühlung nach dem bei einer Temperatur zwischen
700 und 85O0C beginnenden Fertigwalzen (Längswalzen) zu. Die Abkühlung soll vorteilhaft mit einer
Mindestgeschwindigkeit von 6 K/s erfolgen. Diese ist allerdings nicht so groß, daß unbedingt mit Wasser
abgeschreckt werden muß. Mit Abkühlung an ruhender Luft lassen sich nur Eigenschaften erreichen, die im
unteren Teil des angestrebten Bereiches liegen. So ist sichergestellt, daß bei Einhaltung der Analysenwerte
sehr feinkörniger Bainit entsteht.
Die Abkühlung von einer Temperatur zwischen 600-4500C kann beliebig erfolgen. Es besteht wegen
des geringen Kohlenstoffgehaltes der Legierung keine Gefahr, daß Martensit entsteht, wenn bis auf Raumtemperatur
abgekühlt wird; aber die Abkühlung an Luft ist wegen des geringen Aufwandes zu bevorzugen.
Das Verfahren wird noch dadurch fortentwickelt und die Festigkeitseigenschaften der nahtlosen Rohre noch
dadurch verbessert, daß die Rohre nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur gemäß dem Anspruch 3 angelassen
werden.
Die Eigenschaften von nach dem Verfahren hergestellten Rohren werden an Ausführungsbeispielen dargelegt.
Ein Stranggußblock mit 175 mm Außendurchmesser der folgenden Zusammensetzung:
0,032% C; 1,92% Mn; 0,0024% S; 0,043% Al; 0,021% Ti;
0,27% Mo; 0,0023% B; 0,051 Nb; 0,0056% N; übliche. Verunreinigungen und Rest Eisen
wird kalt in einem Drehherdofen eingesetzt und nach ausreichender Durchwärmung bei 11500C gezogen. Es erfolgt ein Lochen auf einem Schrägwalzwerk und ein Ausstrecken auf einer zylindrischen Stange in sogenanntem Kontiwalzwerk auf die Abmessung 152 mm Außendurchmesser, 14 mm Wanddicke. Dies ist eine Vorverformung von 75% und die Verformung ist so zügig vorzunehmen, daß der Hohlkörper möglichst wenig unter Ar 1 abkühlt, sondern eher mit einer etwas höheren Temperatur in den Ausgleichsofen eingesetzt wird. Der Hohlkörper wird bei 78O0C für 12 min. ausgleichend geglüht. Bei dieser Temperatur erfolgt auch das Fertigwalzen auf einem Reduzierwalzwerk auf die Fertigabmessung 110,6 mm Außendurchmesser, 16 mm Wanddicke. Das sind 30% Fertigverformung.
wird kalt in einem Drehherdofen eingesetzt und nach ausreichender Durchwärmung bei 11500C gezogen. Es erfolgt ein Lochen auf einem Schrägwalzwerk und ein Ausstrecken auf einer zylindrischen Stange in sogenanntem Kontiwalzwerk auf die Abmessung 152 mm Außendurchmesser, 14 mm Wanddicke. Dies ist eine Vorverformung von 75% und die Verformung ist so zügig vorzunehmen, daß der Hohlkörper möglichst wenig unter Ar 1 abkühlt, sondern eher mit einer etwas höheren Temperatur in den Ausgleichsofen eingesetzt wird. Der Hohlkörper wird bei 78O0C für 12 min. ausgleichend geglüht. Bei dieser Temperatur erfolgt auch das Fertigwalzen auf einem Reduzierwalzwerk auf die Fertigabmessung 110,6 mm Außendurchmesser, 16 mm Wanddicke. Das sind 30% Fertigverformung.
Beim Beispiel A erfolgt die Abkühlung an Luft. Anschließend ist 20 min. bei 55O0C angelassen worden.
Im Beispiel B erfolgte die Abkühlung mit Wasser bei etwa 15 K/s auf 5000C und danach an Luft auf Raumtemperatur.
Beispiel A Beispiel B
Streckgrenze N/mm2: 605 693
Zugfestigkeit N/mm2: 749 828
Bruchdehnung %: 22 20
Kerbschlagarbeit J bei O0C: 230 272
Das Gefüge in beiden Beispielen ist vollständig von bainitischer Struktur.
SO
60
65
Claims (1)
1. Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Stahlrohren mit einer Streckgrenze von mindestens
600 N/mm2 und Kerbschlagarbeit von mindestens 210 J bei 0°C an Längsproben (iso-v), insbesondere
für die Erdölindustrie, aus gewalzten oder im Strang gegossenen Stangen
10
- durch Erwärmen,
- durch Vorverformen in einer oder mehreren
Fertigungsstufe zu einem Hohlkörper mit annähernd Fertigrohrwanddicke,
- durch Ausgleichsglühen bei einer Temperatur zwischen 700 und 85O0C,
- durch Längswalzen mit einer Verformung von mindestens 6% zum fertigen Rohr und
- durch darauf folgendes Abkühlen mit Wasser und/oder Luft auf Raumtemperatur,
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