NO305689B1

NO305689B1 - FremgangsmÕte for gassdekket buesveising av r°r samt sveisetrÕd for anvendelse ved fremgangsmÕten

Info

Publication number: NO305689B1
Application number: NO923354A
Authority: NO
Inventors: Shigeru Endo; Moriyasu Nagae; Motokiyo Itoh; Toshihiko Nakano; Masato Konishi
Original assignee: Nippon Kokan Kk; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1999-07-12
Also published as: NO923354D0; GB9217614D0; US5300751A; CA2076435A1; GB2259881B; DE4228249A1; NO923354L; GB2259881A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for gassdekket buesveising av et rør beregnet for transport av CO2holdig petroleum eller naturgass eller transport av COg.

Mere spesielt angår oppfinnelsen en omkretssveisemetode som gir utmerkede resultater særlig når det gjelder korrosjonsresistens, lav-temperaturseighet og bruddresistens i sveisemetallet.

Oppfinnelsen angår også en sveisetråd for gjennomføring av metoden.

Det er publisert litteratur som angår korrosjon på en sveis med lavlegert stål som følger. (1) Det er bekreftet at forskjellen mellom Ni-innholdet i basismaterlalet og Ni-innholdet i sveisemetallet samvirker på lokal korrosjon av en sveiseforbindelse i et område med frosne sjøer (av Takashi Abe et al.; "Iron and Steel", vol. 72, nr. 12, s. 1266, 1986). (2) Det er videre bekreftet at Ni og Cu representert ved

3,8 A Cu+1,1 A Ni+0,3

har påvirkning på preferensielle korrosjonsegenskaper når det gjelder lokale korrosjon av en sveiset del av stål i et område med frosne sjøer (av Kitaro Ito et al.; "Iron and Steel", vol. 72, nr. 12, s. 1265, 1986). (3) Det er fastslått at anvendelse av en lavlegert sveisestav som inneholder Cu og Ni er effektiv når det gjelder forhindring av den preferensielle korrosjon på en omkretssveisedel av et karbonstålrør (av Hideaki Ko; "Material" vol. 38, nr. 424, s. 62-68, 1989). (4) Det er fastslått at tilsetning av Ni og Mo har innvirkning på prevensjonen av den preferensielle korrosjon for en vertikal sømsveisedel i et sveiset rør (av Suga et al.; Japansk utlagt patent nr. 3-170641).

Som angitt ovenfor er det funnet en fremgangsmåte for tilsetning av Ni og Cu for å forbedre den preferensielle korrosjon av sveisemetall i en korroderende omgivelse av sjøvann inneholdende oksygen, f.eks. frosset sjøvann, og en fremgangsmåte for tilsetning av Ni og Mo for å forbedre de preferensielle korrosjonsegenskaper for en vertikal sømdel av et sveiset stålrør.

Til nu har det ikke vært noen viten om at tilsetning av Ni og Mo har innvirkning på prevensjon av den preferensielle korrosjon i en omkretssveisedel i en rørledning som benyttes i en korroderende omgivelse inneholdende COg- Det finnes ennu ingen gassdekket buesveisemetode som er basert på betraktninger om hårdhet i det sveisede metall, sprekkresistensen i dette og lignende. Videre foreligger det til nu heller ingen metode som løser det spesifikke problem som ligger i forholdet mellom sveisemetallet og basismetarialet.

Når et sveiset stålrør eller et sømfritt stålrør benyttes for transport av COg holdig olje eller naturgass eller transport av COg, kan det inntre såkalt preferensiell korrosjon av en sveisedel der omkretssveisemetallet preferen-sielt korroderes. Dette er et fenomen som skyldes at forskjellen i kjemiske komponenter og struktur mellom sveisemetallet og basismaterlalet gjør sveisemetalldelen elektro-kjemisk dårlig og dermed gir opphav til preferensiell korrodering av sveisemetalldelen.

Når at et ledningsrør anvendes i det ovenfornevnte miljø, har det ikke vært diskutert omkretssveisemetoder basert på betraktninger om preferensiell korrosjon. I det virkelige miljø er denne korrosjonen ofte et problem som fremdeles venter på en løsning.

Foreliggende oppfinnelse innebærer således en grundig undersøkelse når det gjelder preferensielle korrosjonsegenskaper, mekanisk styrke, bruddresistens og lignende av en sveisedel i et korrosjonsmiljø som inkluderer COg og sjøvann under varierende endring av kjemiske komponenter av omkretssveisemetall og mengder av disse.

Foreliggende oppfinnelse er basert på den viten som ble oppnådd som et resultat av undersøkelsen og den har som mål å skaffe tilveie en fremgangsmåte for gassdekket buesveising av et rør og omfatter justering av basismaterlalet, sveisematerialet og sveiseanordningene for å justere kjemiske komponenter av en sveisemetalldel for dermed ikke bare å forhindre preferensiell korrosjon av omkretssveisemetalldelen men å oppnå omkretssveisemetall som har tilstrekkelig styrke, tilstrekkelig seighet og tilstrekkelig bruddresistens, og å skaffe tilveie en sveisetråd som ble anvendt i sveisemetoden.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for gassdekket buesveising av et rør for gjennomføring av omkretssveising på et rørbasismateriale under betingelser som angitt under (1), ved at det anvendes en sveisetråd og det oppnås en sone av et sveiset metall i en omkretssveising av et rør og

(1) det anvendes følgende sveisebetingelser:

Dekkgass 100$ C02eller Ar + (fra 5 til 40$) C02Sveisetråd tråddiameter 0,8 til 1,6 mm

Sveisestrøm 100 til 500 A

Buespenning 15 til 45 V

Sveisehastighet 5 til 150 cm/min.

Sveisestilling : alle posisjoner,

og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at det anvendes

(2) kjemiske komponenter av rørbasismaterialet som inneholder i vekt-*: C : 0,03 til 0,15*

Si : 0,05 til 0,50*

Mn : 0,50 til 2,00*

Al : 0,005 til 0,10*

og rest Fe og uunngåelige urenheter,

(3) kjemiske komponenter av sveisetråden anvendes i vekt-*: C : 0,01 til 0,15*

Si : 0,20 til 1,20*

Mn : 0,60 til 2,50*

Cu : 0,00 til 3,00*

Ni ; 0,50 til 3,00*

eventuelt Mo og Ti,

og rest Fe og uunngåelige urenheter som tilfredsstiller følgende maksimumsgrenser: P : £0,03* S : £0,03* Al : £0,05*

N : £0,01* Nb : £0,02* V : £0,02*

Cr : £0,05* Zr : £0,05* 0 : £0,02*

B : £0,002*. (4) kjemiske komponenter i sveisemetallet som oppnås inneholder i vekt-*: C : 0,01 til 0,15*

Si : 0,20 til 1,00*

Mn : 0,40 til 2,00*

Cu : 0,00 til 2,50*

Ni : 0,50 til 2,50*

ACu + ANi: 0,50 til 5,00

(A : innhold i sveisemetall - innhold i basismateriale)

Pcm : £0,25* hvori

PCM C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15

+ V/10 + 5B

og Fe og uunngåelige urenheter som:

P : £0,03* S : £0,03* Al : £0,05*

N : £0,05* Nb : £0,10* V : £0,10*

Cr : £1,00* Ca : £0,0025* 0 : £0,10*

Zr : £0,05* B : £0,002*.

Som antydet ovenfor angår oppfinnelsen også en sveisetråd for anvendelse i en fremgangsmåte som beskrevet ovenfor for gassdekket buesveising av et rør og denne sveisetråd karakteriseres ved at den inneholder

C : 0,01 til 0,15*

Si : 0,20 til 1,20*

Mn : 0,60 til 2,50*

Cu : 0,00 til 3,00*

Ni ; 0,50 til 3,00*

og eventuelt Mo og Ti,

og Fe og uunngåelige urenheter som tilfredsstiller følgende maksimumsgrenser: P : £0,03* S : £0,03* Al : £0,05*

N : £0,01* Nb : £0,02* V : £0,02*

Cr : £0,05* Zr : £0,05* 0 : £0,02*

B : £0,002*.

Sveisetråd for den gassdekkede buesveising kan i tillegg til de ovenfornevnte kjemiske komponenter inneholde minst et medlem valgt fra gruppen som består av Mo£l,10* og Ti£0,30*.

I foreliggende oppfinnelse som beskrevet over er de kjemiske komponentene i sveisemetallet begrenset ved de begrensende områdene av kjemiske komponenter av basismaterlalet og sveisetråden og sveisebetingelsene, slik at det kan oppnås en omkretssveising som er fordelaktig når det gjelder korrosjonsresistens, styrke, seighet og bruddresistens.

De kjemiske komponentene i sveisemetallet er henholdsvis begrenset av følgende årsaker.

C ; 0,01 til 0,15*. C-innholdet i sveisemetallet er begrenset til et område fra 0,01 til 0,15* for å oppnå god bearbeidbarhet og gode mekaniske egenskaper i sveisemetallet. Hvis C-innholdet er mindre enn 0,01*, vil størrelsen av ferrittpartikler i sveisemetallet bli øket så grundig at både styrke og seighet blir senket og dette gjør de mekaniske egenskapene utilstrekkelige for basismaterlalet. Hvis C-innholdet er større enn 0,15*, blir styrken av sveisemetallet så mye større enn den til basismaterlalet at det forekommer en senkning av seighet. Videre blir hardheten øket så kraftig at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitivitet blir øket.

Si ; 0,20 til 1,00*.

Si-innholdet i sveisemetallet er begrenset til et område fra 0,20 til 1,00* for å oppnå god bearbeidbarhet og gode mekaniske egenskaper i sveisemetallet. Hvis Si-innholdet er mindre enn 0,20*, blir tilpasning av sveisemetallet til basismaterlalet senket slik at man gjør perleformen så dårlig at defekter som mangel på smelting kan forekomme. Spesielt i det tilfellet der Si-innholdet er ekstremt lite, kan det forårsake "blærehull" på grunn av mangel på desoksidering. Med hensyn på mekaniske egenskaper er videre styrken på sveisemetallet ekstremt mindre enn den til basismaterlalet. Hvis Si-innholdet til sveisemetallet er større enn 1,00*, er styrken på sveisemetallet så mye større enn den til basismaterialet at det forårsaker mangel på seighet. Videre blir hardheten øket i så stor grad at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitivitet blir øket.

Mn ; 0,40 til 2,00*

Mn-innholdet i sveisemetallet er begrenset til et område fra 0,40 til 2,00* for å oppnå god bearbeidbarhet og gode mekaniske egenskaper. Hvis Mn-innholdet er mindre enn 0,40*, øker slaggmengden når verdien av Mn/Si nærmere seg 1 eller når verdien avtar til under 1. Økning av slaggmengden forårsaker slagginvolvering og lignende. Særlig i det tilfellet der Mn-innholdet er ekstremt lite, forårsakes "blærehull" på grunn av mangel på desoksidering. Med hensyn på mekaniske egenskaper, er videre styrken på sveisemetallet ekstremt mindre enn den til basismaterlalet, eller bråkjø-lingsherdingsegenskapene derav blir senket slik at seigheten blir forringet. Hvis Mn-innholdet i sveisemetallet er større enn 2,00*, blir styrken av sveisemetallet så mye større enn den til basismaterlalet at det forårsaker mangel på seighet. Videre blir hardheten øket så mye at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitivitet blir øket.

Cu ; £2,50*

Ni ; 0,50 til 2,50*

For å forbedre seigheten i sveisemetallet og de preferensielle korrosjonsegenskapene derav (se fig. 1), blir Cu og Ni tilsatt sveisemetallet i en mengde (Cu) som ikke er større enn 2,50* og mengden (Ni) fra 0,50 til 2,50*. Cu gir forbedrede korrosjonsegenskaper til sveisemetallet. Hvis Cu-innholdet er større enn 2,50*, blir sensitivitet for høytemperaturbrudd øket. Ni gir også en forbedring av korrosjonsegenskaper. Der det ikke er noe tilsetning av Cu, er et Ni-innhold ikke lavere enn 0,50* nødvendig for å oppnå gode korrosjonsegenskaperk. Hvis Ni-innholdet er større enn 2,50*, blir styrken på sveisemetallet så mye større enn den til basismaterlalet at det forårsaker en mangel på seighet. Hardheten blir videre øket i stor grad at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitiviteten blir øket.

For særlig å forhindre forekomst av stresskorrosjonsbrudd, er Ni-innholdet begrenset til en mindre verdi enn 1,00*. Enten plettering eller smelting blir anvendt som en metode for tilsetning av Cu og Ni til tråden. For å oppnå bedre fordelaktige korrosjonsegenskaper, er det fordelaktig at forskjellenA(Cu+Ni) mellom Cu/Ni-innhold i sveisemetall og Cu/Ni-innhold i basismaterlalet ikke er mindre en 0,5* som vist i fig. 1.

Fig. 1 er en graf som viser influering avA(Cu+Ni) på korrosjonsegenskaper. I grafen representerer ordinaten korrosjonsstrøm (>jA) som strømmer inn mellom basismaterialet og sveisemetallet, og abscissen representererA(Cu+Ni) (*). Når korrosjonsstrømmen tar en plussverdi, er det ingen korrosjon av sveisemetallet. NårA(Cu+Ni) ikke er mindre enn 0,5*, tar korrosjonsstrømmen en plussverdi.

PCM ; £0,25*

Hvis verdien av P^jyj uttrykt ved formel (1) er større enn 0,25*, blir styrken på sveisemetallet så mye større enn den til basismaterialet at det kan forårsake en mangel på seighet. Videre økes hardheten i så stor grad at sveisebrudd og stresskorrosjonssensitivitet økes.

I det andre aspekt ved oppfinnelsen er ikke bare de forannevnte komponentene, men utvalgte komponenter som beskrevet over og mengdene av disse, begrenset.

Mo ;£1,05*

AMo ; ^0,03*

For å forhindre korrosjon av sveisemetall, blir Mo satt til sveisemetallet i mengder ikke er større enn 1,05* slik atAMo ikke er mindre enn 0,03*. Når forskjellenAMo mellom Mo-innholdet i sveisemetallet og Mo-innholdet i basismaterialet ikke er mindre enn 0,03* som vist i fig. 2, kan korrosjon av sveisemetallet i et korrosjonsmiljø som inkluderer COg forhindres. Hvis Mo-innholdet er større enn 1,05*, økes hardheten i sveisemetallet i så stor grad at sensitiviteten for sveising av lav-temperaturbrudd og stresskorrosjonsbrudd økes.

Fig. 2 er en graf som viser inflytelsen avAMo på korrosjonsegenskaper. I grafen representerer ordinatene korrosjons-strømmen (pA) som strømmer inn mellom basismaterialet og sveisemetallet, og abscissen representererAMo (*). Når korrosjonsstrømmen inntar en plussverdi, er det ingen korrosjon i sveisemetallet. NårAMo ikke er mindre enn 0,03*, inntar korrosjonsstrømmen en plussverdi.

Ti ; £0,25*

Hvis nødvendig, kan Ti tilsettes sveisemetallet i et område ikke over 0,25* for å gjøre den først utfelte ferritt fin for å forbedre seighet i sveisemetallet. Hvis Ti-innholdet er større enn 0,25*, kan slaggmengden øke slik at økningen forårsaker defekter som slagginvolvering og lignende. Videre er styrken av sveisemetallet så mye større enn den til basismaterialet at det kan forårsake en manglende seighet. Hardheten blir øket i så stor grad at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitivitet økes.

Uunngåelige urenheter; Når mengden av uunngåelige urenheter er som i de respektive forannevnte områder, er det ingen forringelse av korrosjonsegenskaper og mekaniske egenskaper til sveisemetallet. Hvis mengden av uunngåelige urenheter er større enn de respektive forannevnte områder, kan det fremkomme defekter som senking av sveisebearbeidbarhet (Al, Zr, Ca), forekomst av feil i sveis (P, S, B, N), forringelse av mekaniske egenskaper (Al, Cr, Nb, V, 0, N) og lignende.

De kjemiske komponentene til stålrørbasismaterialet er begrenset av følgende årsaker.

C ; 0,03 til 0,15*

Karbon i stål er et element som er effektiv for økning av styrken i stålet. Omfattende tilsetning av karbon forårsaker imidlertid forringelse av seigheten. Den øvre grensen for karboninnholdet er således satt til 0,15* for å fremstille et stålrør som er ypperlig både når det gjelder styrke og seighet. Reduksjon av karboninnholdet forbedrer seigheten, men hvis karboninnholdet ikke er større enn 0,03*, forringes seigheten. Minst 0,03* karbon er nødvendig for effektiv anvendelse av stabil utfellende herding av Nb, V, Ti og lignende. Den lavere grensen for karboninnhold er således satt til 0,03*.

De andre komponentene er begrenset av følgende årsaker.

Si ; 0,05 til 0,50*

Si er nødvendig for desoksidering, men hvis en stor mengde Si tilsettes, forringes seigheten. Øvre og nedre grenser for Si-innhold er således satt til henholdsvis 0,05* og 0,50*.

Mn ; 0,50 til 2,00*

Minst 0,50* Mn er nødvendig for desoksider ing, men hvis Mn-innholdet er større enn 2,00*, forringes sveiseegenskapene. Øvre grense for Mn-innholdet er således satt til 2,00*.

Al ; 0,005 til 0,10*

Al er nødvendig for desoksidering, men dersom Al-innholdet er mindre enn 0,005*, er desoksideringen utilstrekkelig. Den nedre grensen for Al-innholdet er således satt til 0,005*. Hvis Al-innholdet i motsatt fall er større enn 0,10*, blir både rengjøringsgraden av stålet og HAZ-seigheten forringet. Den øvre grensen for Al-innholdet er således satt til 0,10*.

Cu ; 0,05 til 2,0*

Ni ; 0,05 til 2,0*

Cu og Ni forbedrer styrke og seighet til basismaterialet uten noen som helst dårlig påvirkning på HAZ-seigheten. Hvis Cu-innholdet eller Ni-innholdet er større enn 2,0*, har Cu eller Ni en dårlig påvirkning på herdingsegenskapene og seigheten til HAZ. Øvre grense for Cu-innhold eller Ni-innhold er således satt til 2,0*.

Cr ; 0,05 til 2,0*

Cr forbedrer styrken av basismaterialet og sveisedelen, men hvis Cr-innholdet er større enn 2,0*, forringes både herdingsegenskapene og seigheten til HAZ. Den øvre grense for Cr-innholdet er således satt til 2,0*.

Mo ; 0,05 til 1,0*

Mo forbedrer styrken og seigheten i basismaterialet, men hvis Mo-innholdet er større enn 1,0*, økes bråkjølingsherde-egenskapene til HAZ slik at sveiseegenskapene forringes. Den øvre grense for Mo-innholdet er således satt til 1,0*.

Den nedre grense for hver av mengdene av disse elementene tilsatt basismaterialet er satt til 0,05* som den minimumsmengde som er nødvendig for å oppnå effekten av materialet.

Nb ; 0,005 til 0,20*

V ; 0,005 til 0,20*

Nb og V utviser en effekt på styrke og seighet, men hvis Nb-eller V-innholdet er større enn 0,02*, forringes seigheten i basismaterialet og sveisedelen. Den øvre grense for Nb- eller V-innholdet er således satt til 0,20*. Den nedre grense for Nb- eller V-innholdet er satt til 0,005* som minimumsmengde som er nødvendig for forbedring av kvaliteten i materialet.

Ti ; 0,005 til 0,20*

Når Ti-innholdet ikke er mindre enn 0,005*, forhindrer Ti den ujevne økningen i størrelsen på austenitt ved oppvarmings-tidspunktet av slagget. Den nedre grense for Ti-innholdet er således satt til 0,005*. Hvis en stor mengde Ti tilsettes, forringes seigheten i sveisedelen. Den øvre grense for Ti-innholdet er således satt til 0,20*.

B ; 0,0005 til 0,0020*

B bevirker en økning av styrken i basismaterialet, men tilsetning av omfattende mengder B forårsaker forringelse av sveiseegenskapene og HAZ-seigheten. Den øvre grense for B-innhold er således satt til 0,0020*. Den nedre grense er satt til 0,0005* som den minimumsmengde som gir en effekt på økning av styrke.

Ca ; 0,0005 til 0,0050*

Tilsetning av Ca forbedrer hydrogenindusert bruddresistens og den nedre grense for Ca-innhold er satt til 0,0005* som den minimumsmengde som gir effekt. Omfattende tilsetning av Ca er skadelig på grunn av at det dannes oksid. Den øvre grense for Ca-innholdet er således satt til 0,0050*.

Kjemiske komponenter (vekt-*) av sveisetråden ifølge foreliggende oppfinnelse er begrenset av følgende årsaker.

C ; 0,01 til 0,15*

C blir tilsatt tråden for å oppnå en god sveisebearbeidbarhet og gode mekaniske egenskaper i sveisemetallet. Hvis C-innholdet er mindre enn 0,1*, blir dråpeoverføringen så ustabil at mengden sprut blir øket. Videre blir partik-kelstørrelsen til ferritt i sveisemetallet øket så ujevnt at både styrke og seighet blir forringet og dette' gjør at de mekaniske egenskapene blir utilstrekkelige for basismaterialet. I motsatt tilfelle og hvis C-innholdet er større enn 0,15*, blir mengden sprut øket ved eksplosjon av COg-gass som blir generert i dråpene. Videre er styrken av sveisemetallet så mye større enn den til basismaterialet at det forårsaker en mangel på seighet. Hardheten blir videre øket i så stor grad at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitiviteten økes. C-innholdet er således begrenset til et område fra 0,01 til 0,15*, fortrinnsvis fra 0,03 til 0,08*.

Si ; 0,20 til 1,20*

Si blir tilsatt tråden for å oppnå god sveisebearbeidbarhet og gode mekaniske egenskaper i sveisemetallet. Hvis Si-innholdet er mindre enn 0,20*, blir tilpasningen av sveisemetallet til basismaterialet forringet og gjør larveformen så dårlig at det kan oppstå defekter som feil i smeltingen. Spesielt der Si-innholdet er ekstremt lite, forårsakes "blærehull" av mangel på desoksidering. Med hensyn på mekaniske egenskaper, er styrken på sveisemetallet ekstremt mindre enn den til basismaterialet. Hvis Si-innholdet i sveisemetallet er større enn 1,20*, er styrken på sveisemetallet så mye større enn den til basismaterialet at det forårsaker mangel på seighet. Hardheten økes i så stor grad at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitivitet økes. Si-innholdet er således begrenset til et område fra 0,20 til 1, 20%, fortrinnsvis fra 0,30 til 0,70*.

Mn ; 0,60 til 2,50*

Mn blir tilsatt tråden for å oppnå god sveisebearbeidbarhet og gode mekaniske egenskaper i sveisemetallet. Hvis Mn innholdet er mindre enn 0,60*, øker slaggmengden (areal) når verdien av Mn/Si nærmere seg 1 eller når verdien avtar og er mindre enn 1. Økningen i slaggmengden forårsaker slagginvolvering og lignende. Spesielt i det tilfellet der Mn-innholdet er ekstremt lite, blir "blærehull" forårsaket ved mangel på desoksidering. Med hensyn på mekaniske egenskaper, er styrken på sveisemetallet ekstremt mindre enn den til basismaterialet eller bråavkjølingsegenskapene derav blir senket slik at seigheten blir forringet. I det motsatte tilfellet, hvis Mn-innholdet i sveisetråden er større enn 2,50*, er styrken til sveisemetallet så mye større enn den til basismaterialet at det forårsaker mangel på seighet. Hardheten økes i så stor grad at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitiviteten økes. Mn-innholdet er således begrenset til et område fra 0,60 til 2,50*. fortrinnsvis fra 1,30 til 1,80*.

Cu ; £3,00*

Ni ; 0,50 til 3,00*

For å forbedre seighet i sveisemetallet og korrosjonsegenskapene til dette, blir Cu og Ni tilsatt sveisetråden. Cu bevirker en forbedring av korrosjonsegenskapene for sveisemetallet, men hvis Cu-innholdet er større enn 3,00*, økes sensitiviteten for høy-temperaturbrudd. Ni gir altså en forbedring av korrosjonsegenskapene. I det tilfellet der det ikke er noe tilsetning av Cu, er Ni-innhold ikke mindre enn 0,50* nødvendig for å oppnå gode korrosjonsegenskaper. Hvis Ni-innholdet er større enn 2,50*, blir styrken i sveisemetallet så mye større enn den i basismaterialet at det forårsaker mangel på seighet. Hardhet økes i så stor grad at sveise brudd og stresskorrosjonsbruddsensitiviteten økes. Cu-innholdet er således begrenset til et område som ikke er større enn 3,00* og Ni-innholdet er begrenset til et område fra 0,50 til 3,00*. Enten plettering eller smelting anvendes som en metode for tilsetning av Cu og Ni til tråden.

Mo ; £1,10*

For å forhindre den preferensielle korrosjon i sveisemetallet, kan Mo tilsettes tråden hvis nødvendig. Hvis Mo-innholdet er større enn 1,10*, blir hardheten i sveisemetallet øket så mye at sensitiviteten for lavtemperaturbrudd og stresskorrosjonsbrudd blir øket. Mo-innholdet er således begrenset til et område som ikke er større enn 1,10*.

Ti ; £0,30*

Hvis nødvendig kan Ti tilsettes tråden for å gjøre begynnende utfelt ferritt fint for å forbedre seigheten i sveisemetallet. Hvis Ti-innholdet er større enn 0,30*, øker slaggmengden slik at en økning i slaggmengden forårsaker defekter som slagginvolvering og lignende. Styrken i sveisemetallet blir så mye større enn den til basismaterialet at det forårsaker mangel på seighet. Hardheten økes videre så mye at sveisebrudd og stresskorrosjonsbruddsensitiviteten økes. Ti-innholdet er således begrenset til et område som ikke er større enn 0,30*.

Uunngåelige urenheter; Det er fordelaktig at mengdene av uunngåelige urenheter er respektivt så små som mulig. Særlig når unngåelige urenheter tilfredsstiller områdene: P£0,030* ; S£0,030* ; Al£0,05* ; N£0,01* ; Nb£0,02* ; V£0,02* ; Cr£0,05* ; Zr£0,05* ; 0£0,02* ; B£0,002*,

er det ingen forringelse av korrosjonsresistens og mekaniske egenskaper i sveisemetall. Hvis mengdene av uunngåelige urenheter er større enn de respektive forannevnte områdene, forkommer defekter som senking av sveisebearbeidbarhet (Al,

Zr), forekomst av feil i sveising (P, S, B, N), forringelse av mekaniske egenskaper (Al, Cr, Nb, V, 0, N) og lignende.

Sveisebetingelsene i oppfinnelsen er begrenset av følgende årsaker.

Dekkgass: Man benytter sammensetningen av en tilgjengelig dekkgass som ble anvendt for COg-sveising eller MAG (metallaktiv gass) sveising ble benyttet.

Tråddiameter: Man benytter diameteren til en tilgjengelig sveisetråd tilsvarende åpen-toppformen og den benyttede sveisestilling.

Sveisestrøm, buespenning, sveisehastighet: Sveisestrøm,

buespenning og sveisehastighet anvendes generelt i overensstemmelse med åpen-toppformen, sveisestillingen og tråddiameteren.

Sveisestilling: Alle posisjoner

"Alle posisjoner" blir benyttet under vurdering av omkretssveising av røret.

Som beskrevet over justeres ifølge foreliggende oppfinnelse, de kjemiske komponenter i et sveisemetall på basis av basismaterialet, sveisematerialet og sveiseanordningen. Således kan en omkretssveisemetalIdel som har tilstrekkelig styrke og seighet og som er utmerket i sveisebruddresistens og korrosjonsresistens oppnås ved å spesifisere forskjeller mellom Cu, Ni og Mo mellom sveisemetalldelen og basismaterialet på samme måte som beskrevet over i forbindelse med korrosjon av omkretssveisedelen som eksponert til et COg-holdig sjøvannsmiljø.

Fig. 1 er en graf som viser relasjon mellom korrosjonsstrøm

(jjA) som strømmer inn mellom et basismateriale og et sveisemetall og A (Cu+Ni); og

Fig. er en graf som viser relasjon mellom korrosjonsstrøm (jjA) som strømmer inn mellom basismateriale og sveisemetallet ogAMo.

Eksempler på foreliggende oppfinnelse blir i det følgende beskrevet.

Eksempel 1

De kjemiske komponentene (vekt-*) av prøvebasismaterialer er vist i tabell 1. Efter at sveisestålrør som hver har en ytre diameter på 96,5 cm og en samlet lengde på 12 m ble fremstilt av forskjellige typer stål A til D som vist i tabell 1, ble rørene omkretssveiset ved gassdekket buesveising ved anvendelse av en tråd som vist i tabell 2. Rørene som er sveiset slik ble utsatt for målinger av "styrke", "seighet" og "korrosjonshastighet i sjøvannsmiljø (C02-bobling)" av sveisemetallet.

Tabell 3 viser de kjemiske komponentene til sveisemetallet og sveisebetingelsene. Tabell 4 viser "korrosjonshastighet", "styrke", "seighet" og "tilstedeværelse (eller fravær) av brudd" i sveisemetallet. "Utbyttestyrke" og "seighet" ble vurdert ved absorpsjonsenergi ved 0°C hhv. ved anvendelse av nr. 3 (6 mm diameter) teststykke ifølge JIS Z2201 og nr. 4 teststykke ifølge JIS Z3128. "Nærvær (eller fravær) av brudd" ble vurdert ved observasjon av fem seksjoner efter sveising. "Korrosjonshastighet" ble evaluert ved å registrere forskjellen mellom tykkelsen på basismaterialet og tykkelsen på sveisemetalldelen efter at det anbringes kunstig sjøvann på innsiden av et 50 cm langt stålrør som inkluderer omkretssveisedelen og så blåses inn COg gass.

Som vist i tabell 3 og 4 ble det bekreftet at omkretssveisedelen der de kjemiske komponentene til sveisemetallet tilfredsstiller de definerte områdene i kravene har en utbyttestyrke som ikke er mindre enn 350 N/mm^ og en seighet som ikke er mindre enn 50 J og de er utmerket i korrosjonsegenskaper ("fordelaktig korrosjonshastighet" blir uttrykt som "0,0" i tabell 4 når sveisemetalldelen ikke er fordelaktig korrodert), lavere når det gjelder hardhet (ikke mindre enn Hv300) og utmerket når det gjelder bruddresistens.

Eksempel 2

Efter at de sveisede rørene med samme størrelse som beskrevet over ble fremstilt ved å anvende forskjellige typer prøvestål som har kjemiske komponenter som vist i tabell 5, ble rørene omkretssveiset med en gassdekket buesveising og ved anvendelse av sveiseståltråd som har kjemiske komponenter som vist i tabell 6. Diameteren for tråden som ble anvendt var 1,2 mm. Ved å anvende 80* Ar + 20* COg (for et begynnende lag og et siste lag) og COg (for lagene med unntak av det første og det siste laget) som dekkgass, ble rørene sveiset ved en sveisestrøm på 200 til 240 A.

Resultater av målinger av "sveisebearbeidbarhet", "sveise-metallstyrke (utbyttestyrke)", "seighet" og "sveisebrudd" og "korrosjonshastighet i sjøvannsmiljø" er vist i tabell 7. Fremgangsmåter for å undersøke "utbyttestyrke", "seighet", "sveisebrudd" og "korrosjonshastighet" var de samme som beskrevet over.

Som vist i tabell 7 ble det bekreftet at omkretssveisedelen som ble sveiset med gassdekket buesvei setråd har en utbyttestyrke som ikke er lavere enn 350 N/mm^ og en seighet som ikke er lavere enn 50 J og den er utmerket når det gjelder korrosjonsegenskaper og også utmerket når det gjelder sveisebearbeidbarhet og bruddresistens.

Claims

1. Fremgangsmåte for gassdekket buesveising av et rør for gjennomføring av omkretssveising på et rørbasismateriale under betingelser som angitt under (1), ved at det anvendes en sveisetråd og det oppnås en sone av et sveiset metall i en omkretssveising av et rør og

(1) det anvendes følgende sveisebetingelser: Dekkgass 100* C02eller Ar + (fra 5 til 40*) C02Sveisetråd tråddiameter 0,8 til 1,6 mm Sveisestrøm 100 til 500 A Buespenning 15 til 45 V Sveisehastighet 5 til 150 cm/min. Sveisestilling : alle posisjoner,karakterisert vedat det anvendes

(2) kjemiske komponenter av rørbasismaterialet som inneholder i vekt-*: C : 0,03 til 0,15* Si : 0,05 til 0,50* Mn : 0,50 til 2,00* Al : 0,005 til 0,10* og rest Fe og uunngåelige urenheter,

(3) kjemiske komponenter av sveisetråden anvendes i vekt-*: C : 0,01 til 0,15* Si : 0,20 til 1,20* Mn : 0,60 til 2,50* Cu : 0,00 til 3,00* Ni ; 0,50 til 3,00* eventuelt Mo og Ti, og rest Fe og uunngåelige urenheter som tilfredsstiller følgende maksimumsgrenser: P : £0,03* S : £0,03* Al : £0,05* N : £0,01* Nb : £0,02* V : £0,02* Cr : £0,05* Zr : £0,05* 0 : £0,02* B : £0,002*.

(4) kjemiske komponenter i sveisemetallet som oppnås inneholder i vekt-*: C : 0,01 til 0,15* Si : 0,20 til 1,00* Mn : 0,40 til 2,00* Cu : 0,00 til 2,50* Ni : 0,50 til 2,50* ACu + ANi: 0,50 til 5,00 (A : innhold i sveisemetall - innhold i basismateriale) PCM : £0,25* hvori PCM = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B og Fe og uunngåelige urenheter som: P : £0,03* S : £0,03* Al : £0,05* N : £0,05* Nb : £0,10* V : £0,10* Cr : £1,00* Ca : £0,0025* 0 : £0,10* Zr : £0,05* B : £0,002*

2. Fremgangsmåte for gassdekket buesveising av et rør ifølge krav 1,karakterisert vedat det anvendes en sveisetråd som i tillegg til de forannevnte kjemiske komponentene opplistet under (3), inneholder minst en av Mo og Ti i følgende andel (vekt-*): 0* < Mo : £1,10* 0* < Ti : £0,30*

3. Fremgangsmåte for gassdekket buesveising av et rør ifølge krav 1 - 2,karakterisert vedat det anvendes et sveisemetall som i tillegg til de forannevnte kjemiske komponentene opplistet under (4), inneholder minst en av Mo og Ti i følgende andel (vekt-*): 0,05* Mo £ 1,05* 0,005* Ti £ 0,25*.

4 . Sveisetråd for anvendelse i en fremgangsmåte ifølge krav 1 for gassdekket buesveising av et rør ifølge krav 1,karakterisert vedat den innholder C : 0,01 til 0,15* Si : 0,20 til 1,20* Mn : 0,60 til 2,50* Cu : 0,00 til 3,00* Ni ; 0,50 til 3,00* og eventuelt Mo og Ti, og Fe og uunngåelige urenheter som tilfredsstiller følgende maksimumsgrenser: P : £0,03* S : £0,03* Al : £0,05* N : £0,01* Nb : £0,02* V : £0,02* Cr : £0,05* Zr : £0,05* 0 : £0,02* B : £0,002*.

5. Sveisetråd ifølge krav 4,karakterisertved at den videre inneholder minst en av Mo og Ti i følgende andeler (vekt-*):

0* < Mo : £1,10*

0* < Ti : £0,30*.