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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein durch
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Elektro-Widerstandsschweißen geschweißtes (ERW) Ölbohrungsrohr mit
geringer Härte und hoher Streckgrenze und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Die Forderung nach Typen von Öl rohren mit hoher Beständigkeit gegenüber
sauerer Umgebung und hoher Zusammenbruchsfestigkeit wurde von Jahr zu Jahr gleichzeitig
mit den größeren Tiefen, auf die die Gas- oder Ölbohrungen in den letzten Jahren
durchgeführt wurden, erhöht. All diese tiefen Ölbohrungen sind wiederholt sauerer
Gas-Umgebung ausgesetzt. Z.B. beträgt der hydrostatische Druck bei ei-2 ner Untergrundtiefe
von 9000 m ungefähr 900 kg/cm (900 Atmosphären). Entsprechend der Definition von
National Association of Chemical Engineers (NACE) ist eine Umge-2 bung, in der der
Hydrogensulfid-Partialdruck 0,035 kg/cm (0,05 psi) oder mehr beträgt, "sauer". Folglich
macht ein Hydrogensulfidgehalt von 5 ppm oder mehr eine Umgebung sauer, da der Hydrogensulfid-Partialdruck
bei einem Druck von 900 kg/cm (900 Atmosphären) 0,00448 kg/cm (0,064 psi) beträgt.
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Es ist deshalb für Ölbohrungsrohre, die in einer Tiefenbohrung verwendet
werden, unerläßlich, sowohl ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber sauerer Umgebung
als auch ausgezeichnete Zusammenbruchsbeständigkeit zu haben.
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Die Beständigkeitgegenüher sauerer Umgebung wird durch Verringerung
der Härte und Festigkeit erhöht, während die Zusammenbruchsbeständigkeit erhöht
wird durch Erhöhung der Festigkeit insbesondere der Streckgrenze. In der iapanischen
ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) No.
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53-138 916 wird ein Verfahren zur Herstellung eines ERW-Rohres beschrieben,
das ein Abschrecken und Tempern verwendet. In diesem Verfahren wird ein ERW-Rohr
mit Schweißungen von einer Temperatur von 800 bis 10000C abgeschreckt und bei einer
Temperatur von 550"C zum A -cl Punkt getempert. Es ist jedoch sehr schwierig ausgezeichnete
Beständigkeit gegenüber sauerer Umgebung und Bruchbeständigkeit durch Abschrecken
und Tempern miteinander vereinbar zu erhalten. Auch die Deformation der Rohre durch
das Abschrecken und Tempern muß durch Richten korrigiert werden, um die Geradheit
und Rundheit zu verbessern. Die Deformation der Rohre durch Abschrecken und Tempern
macht die Ausbeute an Rohren gering.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ERW-Ölbohrungsrohr
zu schaffen, das sowohl verbesserte Beständigkeit gegenüber sauerer Umgebung als
auch verbesserte Zusammenbruchbeständigkeit, das heißt eine geringe Härte und eine
hohe Streckgrenze aufweist.
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Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ERW-Ölbohrungsrohr
mit einem hohen Streckverhältnis (yield ratio) und einer befriedigenden hohen Festigkeit
zu schaffen.
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Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung eines ERW-Ölbohrungsrohrs zu schaffen, das von Abschrecken und Tempern
verschieden ist.
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Ein ERW-Ölbohrungsrohr nach der vorliegenden Erfindung besteht aus
0,22t oder weniger Kohlenstoff, 0,50g oder weniger Silicium)von von 1,0 bis 2,0°
Mangan, 0,05da oder weniger Niob und einem Rest von Eisen und unvermeidbaren Begleitelementen
einschließlich Stickstoff. Es ist dadurch
gekennzeichnet, daß es
in einen reckgealterten Zustand versetzt werden kann, um die geforderte Härte und
Streckgrenze zu haben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines ERW-Ölbohrungsrohrs
umfaßt die Besonderheiten: Ausführen des Warmwalzens bei einer geringen Temperatur,
um die Kri-Stall-Körner zu feinen; nach dem Warmwalzen schnelles Abkühlen und Aufrollen
bei einer niedrigen Temperatur, um den gelösten Stoff Kohlenstoff und Stickstoff
in der Matrix des Stahles stabil zu halten; Einbringen von Formstrecken in das Rohrmaterial
während der Bildung des Rohres aus dem Band in einem Ausmaß das größer ist als das
im Stand der Technik, um die Anzahl der Versetzungen zu erhöhen; und Fixieren des
gelösten Stoffes Kohlenstoff und Stickstoff an die Versetzungen durch Wärmebehandlung
während einer kurzen Zeitperiode bei niedriger Temperatur.
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Das Verfahren zur Herstellung eines ERW-Ölbohrungsrohrs entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch Warmwalzen des Stahles bei einer
Endtemperatur von 740"C bis 8300C, Abkiihlen des Stahls bei einer durchschnittlichen
Abkühltemperatur von 150C/s oder mehr bis zur Aufrolltemperatur, Aufrollen des Stahles
bei einer Temperatur von 5000C oder weniger und; Anwendung einer hohen Reduktion
während eines anschließenden ERW-Rohrumformungsverfahrens, um eine 3t-ige oder größere
Streckung in Längsrichtung zu bewirken. Das Rohr wird anschließend auf eine Temperatur
von 100 bis 550"C während eines Zeitraumes von 30 Sekunden bis 30 Minuten erwärmt.
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine grafische
Darstellung der Streckgrenze auf der Abszisse und der Härte (HRc) auf der Ordinate,
Fig. 2 eine grafische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Längsdehnung eines
Rohres auf der Abszisse und dem Sc-Wert und dem Zusammenbruchsdruck auf der Ordinate.
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Die Grundlage der vorliegenden Erfindung liegt in der Reckalterung
des ERW-Rohrmaterials, in dem der gelöste Stoff Kohlenstoff und der gelöste Stoff
Stickstoff. die in dem ERW-Rohrmaterial verblieben sind, an die Versetzungen anhaften
und mit ihnen verbunden sind, die in das Rohrmaterial während der Umformung des
Rohres eingebracht wurden.
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Die Reckalterung schafft miteinander vereinbar ausgezeichnete Beständigkeit
gegenüber sauerer Umgebung und Zusammenbruchsbeständigkeit.
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Die Reckalterung bezieht sich auf Veränderungen in den mechanischen
Eigenschaften der Metalle als ein Ergebnis von Raum- oder gemäßigt erhöhten Temperaturen
nach der plastischen Formänderung. Die Reckalterung wird gewönlich für Stahl vermieden,
da sie seine mechanischen Eigenschaften stark schädigt, insbesondere die Schlag-Eigenschaften.
Reckalterung bedeutet hierbei, daß der gelöste Stoff Kohlenstoff und der gelöste
Stoff Stickstoff an die Versetzungen anhaftet und mit ihnen verbunden ist, die in
den Stahl eingebracht wurden, was zurückzuführen ist auf das Umformen, insbesondere
auf die Kalt-Umformtechnik. Ein reckgealterter Zustand bedeutet hierbei der Zustand
des Stahles eines ERW'-Rohres, in dem der gelöste Stoff Kohlenstoff und Stickstoff
anhaftet und verbunden ist mit den Versetzunen, die durch die Umformtechnik
induziert
wurden.
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Die Reckalterung und der reckgealterte Zustand veranlassen auffallende
Veränderungen in dem Verhältnis zwischen der Härte und der Streckgrenze und im Verhältnis
zwischen der Zugfestigkeit und der Streckgrenze. Das Verhältnis zwischen der Zugfestigkeit
und der Streckgrenze wird häufig durch das Streckverhältnis ausgedrückt, das heißt
(Streckgrenze/Zugfestigkeit) x 100 (o). Wenn das Streckverhältnis hoch ist, sind
die Beständigkeit gegenüber sauerer Umgebung und die Zusammenbruchsbeständigkeit
miteinander vereinbar, da der Zusarrmenbruchsdruck mit einer Erhöhung in der Streckgrenze
erhöht wird und darüberhinaus wird die Beständigkeit gegenüber sauerer Umgebung
mit einer Verringerung in der Zugfestigkeit vergrößert. Im allgemeinen verändern
sich die Härte und die Zugfestigkeit direkt proportional zueinander. Geringe Härte
und folglich geringe Zugfestigkeit schaffen eine hohe Säurebeständigkeit. Der Zusammenbruchsdruck
hängt nicht von der Zugfestigkeit oder Härte ab, hängt aber weitestgehend von der
Streckgrenze ab. Folglich ist ein hohes Streckverhältnis unerläßlich für miteinander
vereinbarte Säurebeständigkeit und Zusammenbruchsbeständigkeit. Die Abweichung im
Streckverhältnis von ERW-Ölbohrungsrohren sollte wünschenwerterweise so gering wie
möglich sein.
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Stahlmaterialien mit einem hohen Streckverhältnis neigen dazu, geringe
Umformbarkeit und Zähigkeit zu zeigen. Die Reckalterung, die mit einer Verschlechterung
der Umformbarkeit, insbesondere der Schlagfestigkeit verbunden ist, wird üblicherweise
nicht für die Verbesserung der Stahleigenschaften eingesetzt.
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Die Zusammensetzung eines ERW-Ölbohrungsrohres entsprechend der vorliegenden
Erfindung wird nun beschrieben.
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Kohlenstoff, der in der Matrix des Stahles gelöst ist und an den Versetzungen
anhaftet, wird verwendet, um sowohl ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber sauerer
Umgebung als auch ausgezeichnete Bruchbeständigkeit zu schaffen.
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Eine Erhöhung im Kohlenstoffgehalt neigt dazu, das Streckverhältnis
zu verringern. Deshalb ist der höchste Kohlenstoffgehalt auf 0,22 begrenzt. Kohlenstoff
verstärkt effektiv den Stahl, wenn der Kohlenstoffgehalt mindestens 0,08Ca beträgt.
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Silicium in einem geringen aber effektiven Gehalt verstärkt ebenfalls
den Stahl. Wenn der Siliciumgehalt jedoch 0,S0-0 übersteigt, wird das Streckverhältnis
verringert.
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Mangan bei einem Gehalt von mindestens 1,0t festigt ebenfalls den
Stahl und erhöht das Streckverhältnis, was zurückzuführen ist auf das Feinen der
Ferritkörner. Der höchste Gehalt von Mangan sollte 2,0t betragen und ist so festgesetzt,
damit er die Umformbarkeit und Zähigkeit nicht verschlechtert.
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Niob vergütet die Ferritkörner und erhöht das Streckverhältnis bei
einem Höchstgehalt von 0,05. Wenn der Niobgehalt O,050a übersteigt, wird die Auflösung
des Niobs in der Matrix schwierig, und folglich können die Ferritkörner durch Ausscheiden
des Niobs nicht vergütet werden.
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Aluminium, Vanadium und Titan sind übliche Legierungselemente und
festigen den Stahl infolge von Ausscheidung innerhalb der Ferritkörner und/oder
Vergütung der Ferritkörner. Diese Elemente erhöhen die Streckgrenze durch Ausscheidungshärten
und/oder Vergütung der Ferritkörner.
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Der höchste Gehalt beträgt 0,050°e für Aluminium, 0,050% für Vanadium
und 0,040 % für Titan. Falls diese Elemente
den höchsten Gehalt
übersteigen, übersteigen sie die Löslichkeitsgrenze.
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Die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen ERW-Ölbohrungsrohres
sind in Fig. 1 gezeigt. Entsprechend Fig. 1 bezieht sich die Linie AB auf y = 2x
+ 33, Linie AD auf y = 55, Linie A'D> auf y = 70, Linie BC auf y = 80 Linie DD'
auf y = 2,14x + 40 und Linie D"C auf y = 2x + 41. Das erfindungsgemäße ERW-Ölbohrungsrohr,
d.h. das reckgealterte Rohr hat eine Härte und eine Streckgrenze, die in das Bereich
fällt, das durch die Punkte A, A>, B, C, D", D> und D definiert ist. Die schwarzen
Punkte oberhalb dieses Bereiches zeigen die Härte und die Streckgrenze eines herkömmlich
abgeschreckten und getemperten ERW-Ölbohrungsrohres. Aus diesem Vergleich der mechanischen
Eigenschaften von abgeschreckten und getemperten ERW-Ulbohrungsrohren mit dem reckgealterten
Rohr wird deutlich, daß eine geringe Härte und eine hohe Streckgrenze genauso wie
ein hohes Streckverhältnis durch die vorliegende Erfindung geschaffen werden.
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Das ERW-Ölbohrungsrohr mit der Härte und der Streckgrenze, die in
das Bereich fällt, das durch die Punkte A, A', D' und D definiert ist (hier weiter
bezeichnet als 562,4 N/mm²-(80 ksi-)ERW-Ölbohrungsrohr) und das ERW-Ölbohrungsrohr
mit der Härte und der Streckgrenze, die in das Bereich fällt, das durch die Punkte
A>, B, C und D defi-2 niert ist (hier weiter bezeichnet als 667,85 N/mm -&5
ksijERW-Ulbohrungsrohr) werden hergestellt durch Einstellen der chemischen Zusammensetzung
und Produktionsbedingungen wie folgt.
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2 562,4 N/mm -ERW-Olbohrungsrohr (80 ksi) Der Kohlenstoffgehalt beträgt
von 0,08 bis 0,19t und die
durchschnittliche Abkühlgeschwindigkeit
beim Warmwalzen beträgt von 15 bis 35"C/s.
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2 667,85 N/mm -ERW-Ölbohrungsrohr (95 ksi) Der Kohlenstoffgehalt beträgt
von 0,12 bis 0,22cm und die durchschnittliche Abkühlgeschwindigke it beim Warmwalzen
beträgt von 25 bis 45"C/s.
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Der oben beschriebene Kohlenstoffgehalt und die durchschnittliche
Abkühlgeschwindigkeit werden in Abhängigkeit von der Dicke und dem äußeren Durchmesser
des ERW-Ulboh-2 rungsrohres eingestellt. Zur Herstellung des 562,4 N/mm -ERW-Ölbohrungsrohres
sollte der Kohlenstoffgehalt so gering wie möglich sein, im Bereich von 0,08 bis
0,12.
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Mindestens 0,12% Kohlenstoff sind für die Herstellung des 667,85 N/mm²-ERW-Ölbohrungsrohres
erforderlich. Wenn der Kohlenstoffgehalt bestimmt wurde, wird danach die durchschnittliche
Abkühlgeschwindigkeit beim Warmwalzen bestimmt.
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Wie es oben beschrieben wurde, resultiert die Reckalterung in einem
hohen Streckverhältnis, d.h. einergeringen Differenz zwischen der Zugfestigkeit
und der Streckgrenze. In anderen Worten, die Zugfestigkeit wird relativ gering.
Dies ist vom Gesichtspunkt der Verfestigung des Stahles nicht von Vorteil. In der
vorliegenden Erfindung können jedoch Kohlenstoff, Silicium und Mangan in dem oben
festgesetzten Gehalt den Stahl befriedigend verfestigen. Zusätzlich wird der Stahl
ebenfalls durch Ferritvergütung gefestigt. Die Ferritkorngröße des erfindungsgemäßen
ERW-Ölbohrungsrohres liegt gewöhnlich im Bereich von ASTM- Nr. 13 bis 14.
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Die Herstellung eines erfindungsgemäßen ERW-Ölbohrungsrohres wird
nun beschrieben.
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Entweder durch das Blockherstellungs- und das Brammenbildungsverfahren
oder durch das Stranggußverfahren werden Brammen hergestellt. Vom Standpunkt des
feinen Körnens ist das Stranggußverfahren bevorzugt.
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Beim Warmwalzen der Brammen, wobei die Endtemperatur so gering wie
möglich sein sollte, 830"C als Maximum, da die Austenitkörner durch Niedrigtemperaturwalzen
vergütet werden, ergibt sich mit geringer Wahrscheinlichkeit eine Zwischenstruktur,
die das Streckverhältnis verringert.
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Zusätzlich ermöglicht das Niedrig-Temperatur-Glühen die Erzeugung
von feinen Ferritkörnern und gewalzten Produkten mit einem hohen Streckverhältnis.
Wenn jedoch die Endtemperatur des Warmwalzens niedriger als 7400C ist, vergröbern
sich die Ferritkörner und folglich wird das Streckverhältnis erhöht.
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Die Abkühlbedingungen nach dem Warmwalzen sind für die Minimierung
der Streuung der Festigkeit und für das Aufrechterhalten des gelösten Stoffes Kohlenstoff
und des gelösten Stoffes Stickstoff in der Matrix des Stahles von Bedeutung. Die
durchschnittliche Abkühlgeschwindigkeit in einer Periode zwischen dem Endwalzen
und dem Aufrollen sollte 15"C/s oder mehr betragen. Solch eine durchschnittliche
Abkühlgeschwindigkeit bewirkt, daß sich die Perlit-Umformung mit einer gegebenen
hohen Geschwindigkeit vervollständigt, während sich der Bandstahl auf dem Auslaufgang
bewegt. Die Vervollständigung der Ferrit-Umwandlung mit einer gegebenen hohen Geschwindigkeit
auf dem Auslaufgang resultiert in einer geringen Streuung der Festigkeit. Zusätzlich
resultiert die oben genannte Abkühlgeschwindigkeit
in einer schnellen
Austenit-Ferritumformung, so daß der gelöste Stoff Kohlenstoff und der gelöste Stoff
Stickstoff der Austenitphase im Ferrit verbleiben. Die durchschnittliche Abkühlgeschwindigkeit
sollte im allgemeinen hoch (gering) für die Herstellung 2 2 von 667,85 N/mm (562,4
N/mm )-ERW-Ölbohrungsrohre sein.
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Die Aufrolltemperatur sollte 5000C oder weniger betragen, um ein stabiles
Verbleiben des gelösten Stoffes Kohlenstoff und des gelösten Stoffes Stickstoff
in der Ferritphase zu sichern. Wenn die Aufrolltemperatur 5000C übersteigt, scheiden
sich Kohlenstoff und Stickstoff durch das Altern während des Aufrollens aus und
werden inaktiv, was das Reckaltern betrifft.
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Nun wird das Umformverfahren beschrieben. "Umform"-Verfahren bezieht
sich hierbei nicht nur auf das Umformen oder Formen des gewalzten Produktes, d.h.
eines Bandes in eine runde Form, sondern auch auf das induzierende Dehnen, in einer
Menge die für das Reckaltern angemessen ist, das später durchgeführt wird als das
Umformverfahren. Das Dehnen ist hierbei eines in der Längsrichtung des ERW-Ölbohrungsrohres.
Bezüglich Fig. 2 werden der Sc-Wert und der Zusammenbruchsdruck durch Längsdehnen
des Rohres erhöht. Der Sc-Wert drückt den Haltbarkeits-Berechnungs-Wert in einem
Shell-Biegeversuch (Shell Bent Beam Test) aus. Ein Längsdehnen eines Rohres von
mindestens 3t ist zum Induzieren einer Anzahl von Versetzungen effektiv, an die
der gelöste Stoff Kohlenstoff und Stickstoff anhaften, um die Beständigkeit gegenüber
sauerer Umgebung und die Zusammenbruchsbeständigkeit zu verbessern.
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Die Längsdehnung wird durch den Dehnungs-Prozentsatz eines ERW-Ulbohrungsrohres
in der Längsrichtung bestimmt,
hier als Längs-Dehnung e bezeichnet.
Die Längsdehnung E 3 3 wird durch die Bandbreite W bestimmt. Die Bandbreite W 0
0 für die Schaffung einer 3zeigen oder größeren Längsdehnung £ 3 wird unterVerwendung'
der folgenden Formeln berechnet.
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In diesen Formeln ist g die Größenverringerung in der kreisförmigen
Umfangsrichtung des Rohres, t2 das Anwach-2 sen der Dicke in der Richtung quer zur
Rohrwand, D der Durchmesser des Rohres, t die Dicke der Rohrwand und W 0 die Bandbreite.
Die Formeln (1) und (3) sind theoretische Formeln, während die Formel (2) eine empirische
Formel einschließlich der Eigenkonstanten einer ERW-Anlage ist.
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Die Längsdehnung wird induziert durch Bearbeiten des Bandes durch
eine ERW-Anlage, einschließlich Vorstreckwalzen, Maßwalzwerken, Grat-Durchgangs-Walzen
(fin-pass rolls) und Abquetschrollen.
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Beim Reckalterungsverfahren verändern sich die Bedingungen der Reckalterungsbehandlung
in Abhängigkeit von der Menge des gelösten Stoffes Kohlenstoff und Stickstoff und
der Längsdehnung e 3. Eine Temperatur von 100 bis 550"C und eine Zeit von 30 Sekunden
bis 30 Minuten sind bevorzugt. Eine niedrige Temperatur und eine lange Zeit in den
oben genannten Bereichen sind bevorzugt. Die Bedingungen der Reckalterungs-Behandlung
müssen zweifelsfrei innerhalb
der oben genannten Temperatur- und
Zeitbereiche eingestellt werden, so daß in Abhängigkeit von der Menge des gelösten
Stoffes Kohlenstoff und Stickstoff und der Längsdehnung & 3 die Spannung, die
in Beziehung steht mit und hervorgerufen wird durch die Dehnung, nicht durch die
Wärmeaktivierung beträchtlich verringert wird. Zusätzlich sollten die Bedingungen
für die Reckalterungsbehandlung vom ökonomischen Gesichtspunkt eingestellt werden
und so eingestellt werden, daß sie die Rundheit und Geradheit des ERW-Ulbohrungsrohres
nicht verschlechtert.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen erläutert.
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Beispiel 1 (562,4 N/mm²-(80 ksi)ERW-Ölbohrungsrohr) ERW-Olbohrungsrohre
mit 13,97 cm Außendurchmesser und 0,92 cm Wanddicke werden unter den in Tabelle
1 aufgezeigten Bedingungen hergestellt. Die Eigenschaften sind ebenfalls in Tabelle
1 gezeigt. Wie aus Tabelle 1 deutlich wird, sind sowohl die Beständigkeit gegenüber
sauerer Umgebung als auch die Zusammenbruchsbeständigkeit der erfindungsgemäßen
Rohre ausgezeichnet im Vergleich mit vergleichbaren ERW-Ölbohrungsrohren.
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TABELLE 1 chem. Zusammensetzung End- # Ab- Auf- # Deh- Wärmebe- Zusam-
Sc-Wert Streck- Härte Nr. (Gew.-%) tempe- kühl- roll- nung in handl. -Bed. menbruchs-
(N/mm²)/ grenze (HRC) Bemerkungen C Si Mn Nb V Ti ratur ge- tem- Längs- Tempe- Zeit
festigkeit. (ksi) (N/mm²) (°C) schwin- pers- richtung ratur (kg/cm²)/ (kgf/mm²)
digk. tur d.Rohres °C (psi) (°C/s) (°C) (%) 1 0,19 0,25 1,65 0,042 ----- ----- 780
28 480 4 450 30min 885,78 91,39 690 660 16,5 15,5 Erfind.
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126000 13 69 66 2 " " " " ----- ----- " 28 480 3 500 10min 892,81
98,42 680 690 14,5 15,5 " 127000 14 68 69 3 " " " " ----- ----- " 28 480 3 550 1min
885,78 105,45 660 670 14,0 14,5 " 127000 15 66 67 4 0,18 0,19 1,60 0,038 ----- -----
790 30 500 5 450 10min 885,78 98,42 620 650 13,0 15,0 " 122000 14 62 65 5 " " "
" ----- ----- 790 30 500 3 500 1min 857,66 105,45 650 640 14,5 15,0 " 12200 15 60
64 6 " " " " ----- ----- 790 30 500 3 550 30sec 857,66 105,45 600 600 11,0 11,5
" 12200 15 60 60 7 0,15 0,17 1,70 0,020 0.040 0,015 800 33 490 4 450 10min 864,69
105,45 590 580 9,5 8,5 " 12200 15 59 58 8 " " " " " " 800 33 490 4 500 1min 857,66
103,45 600 610 10,0 10,3 " 12200 15 60 61 9 " " " " " " 800 33 490 4 550 30sec 878,75
105,45 610 600 10,0 10,0 " 12200 15 61 60 10 0,12 0,20 1,70 0,042 ----- 0,015 780
29 480 5 450 30min 857,66 105,57 570 560 10,0 10,0 " 12200 15 57 56 11 " " " " ----
" 780 29 480 5 500 10min 857,66 112,48 590 590 9,5 9,0 12200 16 59 59 12 " " " "
---- " 780 29 480 5 550 30sec 850,63 112,48 580 570 8,5 8,0 12200 16 58 57 13 "
" " " ---- " 780 27 500 5 450 1min 857,66 105,45 560 550 8,5 8,0 12200 15 56 55
14 " " " " ----- " 780 27 500 5 500 30 sec 864,69 119,51 570 560 10,0 9,5 12300
17 57 56
TABELLE 1 chem. Zusammensetzung End- # Ab- Auf- # Deh-
Wärmebe- Zusam- Sc-Wert Streck- Härte Nr. (Gew.-%) tempe- kühl- roll- nung in handl.-Bed
menbruchs- (N/mm²)/ grenze (HRC) Bemerkungen C Si Mn Nb V Ti ratur ge- tem- Längs-
Tempe- Zeitfestigk. (ksi) (N/mm²) (°C) schwin- pera- richtung ratur (kg/cm²)/ (kgf/mm²)
digk. tur d. Rohres °C (psi) (°C/s) (°C) (%) 15 " " " " ----- " 780 27 500 5 550
30sec 857,66 119,51 550 560 8,5 10,0 " 12000 17 55 56 16 0,08 0,26 1,84 0,046 -----
0,017 800 33 480 3 500 1min 857,66 126,34 600 610 13,0 13,0 Vergl.-12200 18 60 61
beispiel 17 " " " " ----- " 800 15 650 5 450 60min 759,24 91,39 490 500 8,5 7,0
" x10800 o 13 49 50 18 " " " " ----- " 780 29 480 2 450 30min 773,30 77,33 550 560
8,5 8,5 " x11000 x 11 55 56 19 " " " " ----- " 780 29 480 4 keine keine 731,12 56,24
520 560 8,5 10,0 " x10400 x 8 52 56 20 " " " " ----- " 780 29 480 4 keine keine
688,94 84,361 480 490 7,0 7,5 " x9800 0 12 48 49 21 " " " " ----- " 780 29 480 4
600 1min 695,97 70,30 490 490 8,0 8,0 " x9900 x10 49 49 Bemerkungen: Sc-Wert ist
eine Kennziffer zur Bewertung der Beständigkeit gegenüber sauerer Umgebung und ergibt
sich als Ergebnis des "Shell Bent-Beam Test".
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Beispiel 2 (667,85 N/mm² - (95 ksi)-ERW-Ölbohrungsrohr ERW-Ölbohrungsrohre
mit 13,97 cm (5-1/2") Außendurchmesser und 0,92 cm (0,361 ") Wanddicke wurden unter
den Bedingungen, die in Tabelle 2 dargestellt sind, hergestellt. Alle Eigenschaften
sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, sind sowohl
die Beständigkeit gegenüber sauerer Umgebung als auch die Zusammenbruchsbeständigkeit
der erfindungsgemäßen Rohre ausgezeichnet im Vergleich mit vergleichbaren ERW-Ölbohrungsrohren.
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TABELLE 2 chem. Zusammensetzung End- # Ab- Auf- # Deh- Wärmebe- Zusam-
Sc-Wert Streck- Härte Nr. (Gew.-%) tempe- kühl- roll- nung in handl.-Bed menbruchs-
(N/mm²)/ grenze (HRC) Bemerkungen C Si Mn Nb V Ti ratur ge- tem- Längs- Tempe- Zeitfestigk.
(ksi) (N/mm²) (°C) schwin- pera- richtung ratur (kg/cm²)/ (kgf/mm²) digk. tur d.
Rohres °C (psi) (°C/s) (°C) (%) 1 0,19 0,25 1,65 0,042 ----- ----- 780 27 500 5
450 10min 956,08 105,45 700 720 15,5 16,0 Erfind 13600 15 70 72 2 " " " " -----
----- 780 27 500 5 500 1min 942,02 98,42 710 710 16,0 16,0 " 13400 14 71 71 3 "
" " " ----- ----- 780 27 500 5 550 30sec 963,11 91,39 730 740 18,5 18,5 " 13700
13 73 74 4 " " " " ----- ----- 780 33 450 4 450 10min 934,99 91,39 740 740 19,0
18,0 " 13300 13 74 74 5 " " " " ----- ----- 780 33 450 4 500 1min 977,17 98,42 740
750 18,0 18,5 " 13900 14 74 75 6 " " " " ----- ----- 780 33 450 4 550 30sec 91,39
98,42 750 740 18,0 18,0 " 1300 14 75 74 7 0,21 0,19 1,70 0,041 ----- 0,015 800 32
490 4 450 1min 977,17 98,42 780 800 18,5 19,5 " 13900 14 78 80 8 " " " " ----- -----
800 32 490 4 500 1min 927,96 98,42 750 750 17,5 20,3 " 13200 14 75 75 9 " " " "
----- ----- 800 32 490 4 550 1min 977,17 98,42 760 770 19,5 20,0 " 13900 14 76 77
10 " " " " ----- ----- 800 34 470 4 450 30min 970,14 91,39 800 790 21,5 21,5 " 13800
13 80 79 11 " " " " ----- ----- 800 34 470 4 500 1min 977,14 91,39 800 790 23,5
19,0 " 13900 13 80 79 12 " " " " ----- ----- 800 34 470 4 550 1min 984,20 91,39
780 790 22,5 19,5 " 14000 13 78 79 13 0,17 0,25 1,80 0,040 0,025 0,015 770 32 480
3 450 30min 913,90 91,39 740 740 18,5 18,5 " 13000 13 74 74 14 " " " " " " 770 32
480 3 500 10min 920,93 91,39 740 750 19,0 19,5 " 12000 13 74 75
TABELLE
2 chem. Zusammensetzung End- # Ab- Auf- # Deh- Wärmebe- Zusam- Sc-Wert Streck- Härte
Nr. (Gew.-%) tempe- kühl- roll- nung in handl.-Bed menbruchs- (N/mm²)/ grenze (HRC)
Bemerkungen C Si Mn Nb V Ti ratur ge- tem- Längs- Tempe- Zeitfestigk. (ksi) (N/mm²)
(°C) schwin- pera- richtung ratur (kg/cm²)/ (kgf/mm²) digk. tur d. Rohres °C (psi)
(°C/s) (°C) (%) 15 0,17 0,25 1,80 0,040 0,025 0,015 770 32 480 3 550 30sec 920,93
91,39 740 730 17,5 17,0 " 13100 13 74 73 16 " " " " " " 900 40 480 3 450 60min 836,57
56,24 690 680 25,0 26,0 Vergl.-x11900 x 8 69 68 beispiel 17 " " " " " " 800 14 650
3 450 60min 759,24 84,36 650 640 17,0 18,0 " x10800 12 65 64 18 " " " " " " 770
32 480 2 450 1min 843,60 70,30 720 730 18,5 19,0 " x12000 10 72 73 19 " " " " "
" 770 32 480 3 600 30sec 794,39 84,36 680 670 18,0 18,5 " x11300 12 68 67 20 " "
" " " " 770 32 480 3 keine 822,51 77,33 670 660 19,0 18,5 " x11700 x11 67 66
-L
e e r s e i t e-