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DE3004758C2 - Druckbehälter mit einer Basisschicht aus Kohlenstoff- oder niedriglegiertem Stahl - Google Patents

Druckbehälter mit einer Basisschicht aus Kohlenstoff- oder niedriglegiertem Stahl

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Publication number
DE3004758C2
DE3004758C2 DE3004758A DE3004758A DE3004758C2 DE 3004758 C2 DE3004758 C2 DE 3004758C2 DE 3004758 A DE3004758 A DE 3004758A DE 3004758 A DE3004758 A DE 3004758A DE 3004758 C2 DE3004758 C2 DE 3004758C2
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DE
Germany
Prior art keywords
layer
welded
pressure vessel
austenite
martensite
Prior art date
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Expired
Application number
DE3004758A
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English (en)
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DE3004758A1 (de
Inventor
Takao Adachi
Ryuichi Hokkaido Chiba
Akiyoshi Fuji
Katsuyuki Yokohama Naitoh
Hachiro Tokyo Okada
Keizo Onishi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Steel Works Ltd
Chiyoda Corp
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd, Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
Publication of DE3004758A1 publication Critical patent/DE3004758A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3004758C2 publication Critical patent/DE3004758C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einer Basisschicht aus Kohlenstoff- oder niedriglegiertem Stahl, auf welchen eine Schicht aus nichtrostendem Stahl mit einer Austenitstruktur aufgeschweißt ist.
Druckbehälter, welche beispielsweise bei Krackprozessen in Ölraffinerien Verwendung finden, sind in der Regel auf der Innenseite im Hinblick auf die Vermeidung von Korrosionserscheinungen mit einer 4,5 bis 8 mm starken Beschichtung aus nichtrostendem Stahl versehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Verwendung von Druckbehältern aus derartigen plattierten Stahlblechen es zu einer Ablösung bzw. Abtrennung der aufgeschweißten Schicht aus nichtrostendem Stahl kommen kann, wodurch die Funktionssicherheit der betreffenden Anlage gefährdet wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckbehälter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem selbst bei langem Betrieb mit höheren Drücken und Temperaturen eine ungewünschte Ablösung bzw. Abtrennung der aufgebrachten nichtrostenden Innenschicht verhindert wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht daß der Aufschweißvorgang unter Verwendung einer entsprechenden Ausgangslegierung derart durchgeführt ist, daß bei dem fertiggestellten Stahlblech die aufgeschweißte Schicht eine Austenit-Matrix besitzt in welcher in 4 bis 40% der Gesamtfläche eine Martensit-Struktur eingebettet ist
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt daß das Abtrennen bzw. Ablösen der aufgeschweißten Innenschicht durch atomaren Wasserstoff verursacht wird, der von innen heraus durch die einzelnen Schichten des Stahlbleches hindurch diffundiert Dieser Diffusionsvorgang des atomaren Wasserstoffs hat dabei für das plattierte Stahlblech deshalb nachteilige Folgen, weil die Löslichkeit des Wasserstoffs in den beiden Schichten des Stahlbleches unterschiedlich ist was dazu führt daß es beim Abschalten der Anlage, d. L, beim Abkühlen des plattierten Stahlbleches zu einer Ansammlung bzw. einem Stau der eindiffundierten Wasserstoffatome im Bereich der Grenzschicht kommt, die im Laufe der Zeit zu einer Versprödung desselben führt Es bilden sich somit im Bereich der Grenzschicht kleine Haarrisse und Sprünge, in welchen sich atomarer Sauerstoff ansammeln kann. Diese Haarrisse und Sprünge erweitern sich im Laufe der Zeit so daß es zu der erwähnten Blasenbildung bzw. Abtrennung bzw. Abstoßung der aufplattierten Innenschicht kommt
Aufgrund von im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen konnte jedoch festgestellt werden, daß dieser ganze Ablösevorgang dadurch verhindert werden kann, indem die Mikrostruktur im Bereich der Grenzschicht so beeinflußt wird, daß der oben beschriebene Mechanismus nicht mehr in dieser Weise ablaufen kann. Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes plattiertes Stahlblech besitzt dabei folgende Mikrostrukturen:
1. eine grobgekörnte austenitische MikroStruktur mit einem intergranularen Karbidniederschlag
2. eine Martensitstruktur in der Fusionszone und
3. eine grobgekörnte MikroStruktur in der wärmebeeinflußten Zone des dekarburierten Basismetalls.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß innerhalb der Austenit-Matrix der aufgeschweißten Schicht neben der Martensit-Struktur eine Ferrit-Struktur von weniger als 8% der Gesamtfläche auftritt.
Für die Herstellung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Druckbehälters erweist es sich als vorteilhaft, wenn als Ausgangsmaterial für die aufgeschweißte Schicht eine Legierung verwendet wird, welche im wesentlichen aus folgenden Legierungselementen besteht: bis zu 0,1 Gew.-% C, bis zu 1,0 Gew.-% Si, bis zu 2,OGew.-°/o Mn, 7 bis 12Gew.-% Ni, 12 bis 18Gew.-°/o Cr, bis zu l,0Gew.-% Mo und bis zu 0,1 Gew.-% Al, wobei der Rest Fe ist
Um den Ablösevorgang noch weiterhin eindämmen zu können, erweist es sich fernerhin als zweckmäßig, wenn die für den Aufschweißvorgang verwendete Legierung zusätzlich Niob enthält, wobei der Nb-Gehalt mehr als acht Mal so groß ist wie der C-Gehalt jedoch 1 Gew.-% der Gesamtlegierung nicht übersteigt.
Falls eine relativ große Dicke der aufgeschweißten Innenschicht gewünscht ist, erweist es sich schließlich als zweckmäßig, wenn auf der aufgeschweißten Schicht mit der Mehrphasenstruktur eine weitere Schicht aus. einem nichtrostenden Stahl mit einer Austenit- bzw. Austenit-Ferritstruktur aufgeschweißt ist.
Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden,
wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen
Fig. IA, IB schematische Schnittansichten von zwei Aasführungsformen der Erfindung; und
F i g. 2 einen Ausschnitt eines Schaefi er-Diagramms zur Erläuterung der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung.
Fig. IA zeigt eine Querschnittsansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Druckbehälters. Seine Wandung besitzt eine etwa 80 bis lOömm starke iu BasisschLcht 1 aus einem Stahl mit 2,25 Gew.-% Cr und 1 Gew.-% Mo, auf dessen Innenseite unter Verwendung von Blechstreifen mit einer Breite von 75 mm und einer Dicke von 0,4 mm aus Stahl AISI 308 bzw. 309 eine Innenschicht 2 aufgeschweißt ist Entsprechend der in Fig. IB dargestellten Ausführungsform kann an diese Innenschicht 2 eine weitere Schutzschicht 3 unter Verwendung von Blechstreifen mit einer Breite von 75 mm und einer Dicke von 0,4 mm aus einem nichtrostenden Stahl des Typs AISI 347 aufgeschweißt werden. Der Aufschweißvorgang der Schichten 2 und 3 wurde dabei mit Schweißströmen im Bereich zwischen 1000 und 2000 Ampere durchgeführt, wobei die Schweißgeschwindigkeit zwischen 5 und 50 cm pro Minute variiert wurde. Aufgrund von entsprechenden Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß die Innenschicht 2 eine MikroStruktur besitzt, welche in eine der vier Kategorien eingeteilt werden kann:
a) austenitische Struktur
b) austenitische plus ferritische Struktur
c) austenitische und martensitische Struktur und
d) austenitische plus martensitische plus ferritische Struktur.
Zur Prüfung des Abtrennwiderstandes der aufgeschweißten Innenschicht 2 wurden Teststücke in einen Autoklaven getan und einer Wasserstoffumgebung unter einem Druck von 150 bar bei einer Temperatur von 4000C über 24 Stunden ausgesetzt. Die Teststücke hatten Abmessungen von 45 mm Dicke (einschließlich der Dicke der verschweißten Überzugsschicht von 4 bis 7 mm), 55 mm Breite und 110 mm Länge und wurden einem Material entnommen, welches bei 68O0C für 16 Stunden oder bei 69O0C für 30 Stunden nachgetempert worden war. Mit Hilfe eines Ultraschall-Prüfgerätes wurde dann in der Folge die Übergangsschicht zwischen den beiden Schichten 1 und 2 untersucht. Die auf diese Weise festgestellten Resultate über die Relation zwischen dem Abtrennverhalten und der Mikrostruktur der ersten verschweißten Überzugsschicht sind in dem Schaeffler-Diagramm in Fig.2 dargestellt Dabei bedeutet A Austenit, M Martensit und FFerrit
Anhand der F i g. 2 ist somit erkennbar, daß im Fall einer Innenschicht 2 mit einer 2-Phasen-Mikrostruktur aus Austenit und Martensit oder im Fall einer 3-Phasen-Mirkostruktur aus Austenit, Martensit und Ferrit ein zufriedenstellender Widerstand gegen die ungewünschte Ablösung der Innenschicht 2 erreicht werden kann. Dagegen zeigt eine Innenschicht 2 mit einer einzigen Phase aus Austenit oder einer 2-Phasenstruktur aus Austenit und Ferrit einen relativ geringen Widerstand gegenüber einer ungewünschten Abtrennung der Innenschicht 2.
Anhand der beschriebenen Testresultate ergibt sich, daß der Abtrennvorgang in starkem Maße von der Mikrostruktur der aufgeschweißten Innenschicht 2
30
35
55 abhängt Entsprechend den bisher durchgeführten Schweißbedingungen ergibt sich praktisch durchwegs im Bereich der Übergangsschicht zwischen den beiden Schichten eine grobkörnige Austenit-Mikrostruktur, an deren Korngrenzen während der Temperaturnachbehandlung Karbide zum Ausscheiden gelangen, welche den ungewünschten Abtrennvorgang erst eigentlich möglich machen. Wenn hingegen innerhalb der vorgesehenen Austenitmatrix zusätzlich eine Martensitstruktur im wesentlichen entlang der Korngrenzen zum Entstehen gebracht wird, verhindert dies das ungewünschte Auftreten von Karbiden innerhalb dieser Bereiche, so daß das ungewünschte Abtrennen der Innenschicht 2 verhindert wird. Gleichzeitig unterdrückt die vorhandene Martensitstruktur die Bildung von langgestreckten grobkörnigen Austeniten entlang des Schmelzbereiches, weil innerhalb von Martensit die Löslichkeit von Kohlenstoff größer ist als in Austenit Auch diese Eigenschaft der Martensitstruktur trägt dazu bei, daß ein ungewünschtes Abtrennen der aufgeschweißten Innenschicht 2 nicht stattfinden kann. Eine vorhandene Ferritstruktur ist im Hinblick auf das Verhindern eines Abtrennens der Innenschicht jedoch nicht wirksam, jedoch trägt sie dazu bei, daß bei höhreren Temperaturen innerhalb der Austenitstruktur Mikrorisse entstehen können.
Es wird somit ein Druckbehälter geschaffen, dessen Innenschicht 2 flächenmäßig eine Martensitstruktur zwischen 4 und 40% aufweist. Derartige Druckbehälter können dabei bei Temperaturen bis zu 4500C und Wasserstoffpartialdrücken bis zu 150 bar verwendet werden. Zusätzlich zu dem angegebenen Bereich der Martensit-Mikrostruktur kann gemäß Fig.2 zusätzlich eine Ferrit-Mikrostruktur bis zu 8% vorgesehen sein, wodurch die Haftfähigkeit der Innenschicht 2 nicht nachteilig beeinflußt wird. Auf die Innenschicht 2 kann dann zusätzlich eine weitere Schutzschicht 3 mit einer Austenit- oder Austenit-Ferritstruktur aufgebracht werden, ohne daß dies sich nachteilig bemerkbar macht. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung notwendige Martensitstruktur der Innenschicht 2 kann entweder durch geeignete Wahl der chemischen Zusammensetzung der Innenschicht oder durch Beeinflussung der Schweißbedingungen erreicht werden.
Der Grund für die Festlegung der oben angegebenen Grenzwerte ist der folgende: Um ein ungewünschtes Ablösen der Innenschicht sowie das Auftreten von Mikrorissen bei höheren Temperaturen zu vermeiden, muß der Martensitgehalt wenigstens 4% der Gesamtfläche betragen. Mit größerem Martensitgehalt werden dabei die gewünschten Wirkungen noch verbessert. Wenn jedoch der Martensitgehalt den Wert 40% der Gesamtfläche übersteigt, dann wird gemäß F i g. 2 der Ablösungswiderstand nachteilig beeinflußt, während gleichzeitig die durch Wasserstoff hervorgerufene Versprödung zunimmt. Aus diesem Grunde wurde der Martensitgehalt auf den Bereich zwischen 4 und 40% festgelegt. Bei Vorhandensein einer Martensitstruktur innerhalb einer Austenitmatrix ist das Vorhandensein von Ferrit zum Verhindern des Auftretens von Mikrorissen bei höheren Temperaturen nicht notwendig. Aufgrund von Untersuchungen konnte jedoch festgestellt werden, daß bei einem relativ niedrigen Martensitgehalt bzw. bei Verwendung eir.es gegenüber Mikrorissen empfindlichen Schweißmetalls eine Ferritstruktur in bezug auf die Unterdrückung von Mikrorissen nützlich ist. Da jedoch bei Überschreitung eines Ferritgehaltes von 8% der Ablösewiderstand verringert
wird und gleichzeitig im Grenzbereich eine Versprödung zustandekommt, wurde der Ferritgehalt auf maximal 8% festgelegt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird fernerhin die chemische Zusammensetzung des Ausgangsmaterials für die aufgeschweißte Innenschicht 2 festgelegt. Auf diese Weise kann die gewünschte Martensit- bzw. Martensit/Ferritstruktur innerhalb der Austenitmatrix festgelegt werden. Jedoch werden dadurch ebenfalls die mechanischen Eigenschaften, der Korrosionswiderstand und die Schweißbarkeit des Ausgangsmaterials in der gewünschten Weise festgelegt. Die Gründe für die Festlegung der angegebenen Grenzwerte des Ausgangsmaterials der aufgeschweißten Innenschicht sind wie folgt: Um den Korrosionswiderstand des nichtrostenden Stahls mögliehst klein zu halten, sollte der Kohlenstoffgehalt so niedrig wie möglich sein. Wegen der nichtvermeidbaren Kohlenstoffwanderung von der Basisschicht 1 in die Innenschicht 2 während der Wärmebehandlung wurde jedoch als obere Grenze der Wert von 0,1% festgelegt.
Als Entoxidationsmittel des Schweißmetalls sind Silizium und Mangan notwendig; beide Stoffe haben jedoch einen Einfluß auf die MikroStruktur der Innenschicht 2, weil sie Ferrit bzw. Austenitbildner sind. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wurde die obere Grenze des Silizium- und Mangangehaltes auf 1 bis 2% festgelegt.
Um einen zufriedenstellenden Korrosionswiderstand der Innenschicht 2 zu erhalten, sind Nickel und Chrom notwendig. In austenitischen nichtrostenden Stählen beträgt der Nickel- und Chromgehalt gewöhnlich mehr als 8 bzw. 18%. Um jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung innerhalb einer Austenitmatrix eine Martensitstruktur zu erhalten, wurde der Nickel- und Chromgehalt auf die Bereiche 7 bis 12 bzw. 12 bis 18% festgelegt.
Um den Korrosionswiderstand von nicht rostenden Stählen zu verbessern und um bei hohen Temperaturen eine zufriedenstellende Festigkeit zu erreichen, ist Molybdän erforderlich. Da jedoch Molybdän ein Ferritbildner ist, ergibt sich bei zu hohem Molybdängehalt eine vergrößerte Sigmaphasen-Ausfällung, wodurch die Festigkeit und der Korrosionswiderstand der Innenschicht 2 nachteilig beeinflußt wird. Die obere Grenze des Molybdängehaltes wurde somit auf 1,0% festgelegt
Um die Korngröße der Innenschicht 2 klein zu halten, ist Aluminium erforderlich, welches ebenfalls auch als Entoxidationsmittel wirkt. Bei zu großem Aluminiumgehalt wird jedoch der Korrosionswiderstand nachteilig beeinflußt, so daß als obere Grenze der Wert 0,1% festgelegt warde.
Um im Hinblick auf eine Verbesserung des intergranularen Korrosionswiderstandes den Kohlenstoff in Form von Karbid innerhalb der Innenschicht 2 zu fixieren, erweist sich Niob als vorteilhaft, weil dasselbe ein starkes karbidbildendes Mittel ist Da dasselbe jedoch ebenfalls ein Ferritbildner ist, bewirkt ein zu
Tabelle 1
50 starker Zusatz dieses Elements eine starke Sigmaphasen-Ausfällung, so daß als obere Grenze der Wert 1 % festgelegt wurde.
Einige Ausführungen der Erfindung sollen nunmehr in dem folgenden erläutert werden:
Tabelle 1 zeigt dabei die chemische Zusammensetzung von Innenschichten 2, welche mit Hilfe einer 75 mm breiten Bandeleketrode auf einer Basisschicht 1 aufgebracht wurden, die aus einem Stahl mit 2,25% Cr und 1 % Mo bestand. Unter Verwendung des Schaeffler-Diagramms wurden dann die vorhandenen Mikrostrukturen abgeschätzt. Die chemischen Zusammensetzungen der Ausgangsmaterialien der Proben 1 bis 9 von Tabelle 1 wurden dabei so gewählt, daß in gewünschter Weise innerhalb der vorhandenen Austenit-Matrix eine Martensit- bzw. Martensit/Ferritstruktur gebildet wurde. Bei den Proben 1 bis 5 handelt es sich dabei um Ausgangsmaterialien auf der Basis Ni-Cr-Mo, während es sich bei den Proben 6 bis 9 um Ausgangsmaterialien auf der Basis Ni-Cr-Mo-Nb handelt Bei den Proben 10 bis 13 handelt es sich um Ausgangsmaterialien aus Stahl AISI 309 und 347, welche zu Kontrollzwecken ebenfalls untersucht wurden.
Tabelle 2 zeigt die mit den Proben der Tabelle 1 erzielten Resultate. So wie dies bereits beschrieben worden ist, wurden die Proben bei einem Druck von 150 bar und einer Temperatur von 450° C einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt In Tabelle 2 sind ferner die erzielten Resultate bei Seitenverbiegung angegeben. So wie sich anhand der Tabelle ergibt, wurde bei Verwendung von Ausgangsmaterialien so wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung festgelegt sind, keine ungewünschte Ablösung festgestellt, selbst wenn der Einfluß der Wasserstoffbeaufschlagung noch stärker als beschrieben gemacht wurde. Die erzielten Biegeeigenschaften waren ebenfalls voll zufriedenstellend.
Zusammenfassend ergibt sich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Druckbehälter geschaffen worden ist, welcher bei Verwendung bei hohen Temperaturen und Drücken und einer Wasserstoffatmosphäre einen hohen Widerstand gegen ungewünschtes Ablösen der Innenschicht besitzt Diese Eigenschaften können dabei entweder durch geeignete Wahl der chemischen Zusammensetzung des Ausgangsmaterials oder durch Beeinflussung der Schweißbedingungen erreicht werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besitzt die MikroStruktur der aufgebrachten Innenschicht eine 2-Phasen-Austenit-Martensit- bzw. eine 3-Phasen-Austenit-Martensit-Ferritstruktur, wodurch gleichfalls das Auftreten einer grobkörnigen längsgerichteten Austenitstruktur im Bereich der Schmelzzone der aufgebrachten innenschicht verhindert wird. Bei Aufrechterhaltung einer zufriedenstellenden Biegbarkeit des plattierten Stahlbleches kann fernerhin auf diese Weise eine durch Wasserstoff hervorgerufene Versprödung vermieden werden.
Nr. Probe
Hauptsachliche
chemische
Zusammensetzung
Si
Mn Ni Cr
Mo Al
Nb Makrostruktur*)
1 Probe 1 16Cr-8Ni 0,076 0,52 1,43 «,33
2 Probe 2 15Cr-7Ni 0,078 0,46 1,36 7,66
16,14 0,37 0,015 0,01 A+ 5% M
15,32 0,41 0,010 0,01 A+ 25% M
Probe Probe 7 C 30 04 Nb MikroStruktur1 758 8 Cr Mo Al NIi MikmrsIrukUir1) ') keine ί
Abtrennung ■';]
Hauptsächliche Nb keine ■'
Probe 3 Probe 1 chemische 0,057 Si Mn A + 5% M Ni 13,25 0,38 0,035 0,01 A+13% M Abtrennung
Fortsetzung Probe 4 Zus;immcnsel/ung 0,071 -Nb 12,01 0,42 0,040 0,01 A+10% M : keine j!
Nr. Probe 5 Probe 2 13Cr-IONi 0,043 A + 25% M 16,83 0,51 0,015 0,01 A + 22% .Vl + 8% F :;.: Abtrennung *;
Probe 6 12Cr-IlNi 0,063 0,54 1,43 -Nb 10,65 16,40 0,21 0,012 0,55 A+4% M ::! keine |
Probe 7 Probe 3 17 Cr-7Ni 0,061 0,51 1,40 A+13% M 11,14 15,34 0,32 0,011 0,63 A + 5% M I Abtrennung %
3 Probe 8 16Cr-8Ni-Nb 0,067 0,52 1,35 7,55 13,32 0,21 0,043 0,61 A+ 15% M I keine ξ
4 Probe 9 Probe 4 15Cr-9Ni-Nb 0,065 0,29 1,76 Λ+10% M 8,51 12,65 0,19 0,039 0,59 A + 10"/,, M I Abtrennung =
5 Bezugs 13Cr-IONi-Nb 0,061 0,44 1,71 9,24 18,46 0,25 0,010 0,01 A + 1% F I keine \
6 probe 1 Probe 5 12Cr-Il Ni-Nb 0,37 1,62 10,15 Abtrennung ;
7 Bezugs 18Cr-IUNi 0,056 0,46 1,59 18Cr-IONi-Nb 11,32 19,19 0,21 0,011 0,01 A + 2,5% F j keine :
8 probe 2 Probe 6 0,40 i,4i iü,29 Abtrennung
9 Bezugs 19Cr-IONi 0,054 18,47 0.16 0,013 0,56 A + 2% F keine :
10 probe 3 Probe 7 0,57 1,54 20Cr-IlNi-Nb 10,62 Abtrennung
Bezugs 18Cr-IONi-Nb 0,061 20,73 0,16 0,017 0,56 A + 7% F keine
11 probe 4 Probe 8 0,59 1,65 10,64 Abtrennung
\«. »M<< und 20Cr-Il Ni-Nb beachtliche
12 Tabelle 2 Probe 9 0,44 1,70 11,16 Abtrennung 1
Nr. Nachverschweiß- Seilen- Abtrenn beachtliche 1
13 Bezugs »F« bedeuten »Austenit«, »Martensit« und »F erril«. wärme ) Biege- Test4) Abtrennung |
probe 1 Test beachtliche |
·) ·-/ 1 Bezugs ) 680°Cxl6h& gut Abtrennung |
probe 2 Hauptsächliche 6900C x 30 h beachtliche i
2 Bezugs chemische 680°Cxl6h& gut Abtrennung I
probe 3 6900C x 30 h
3 Bezugs Zusammensetzung 680°Cxl6h& gut
probe 4 16Cr-8Ni 6900C x 30 h
4 680°CXl6h& gut
15Cr-7Ni 6900C x 30 h
5 680°CXl6h& gut
13Cr-IONi 6900C x 30 h
6 680°Cxl6h& gut
12Cr 11 Ni A + 22% M + 8% F 6900C x 30 h
7 680°Cxl6h& gut
17Cr-7Ni A+ 4% M 6900C x 30 h
8 680°Cxl6h& gut
16Cr-8Ni- A + 5% M 6900C x 30 h
9 680°Cxl6h& gut
15Cr-9Ni- A+15% M 6900C x 30 h
10 680°CXl6h& gut
13Cr-IONi A+10% M 69O°Cx30h
11 680°Cxl6h& gut
12Cr-H Ni A +1% F 690°Cx30h
12 680°CXl6h& gut
18Cr-IONi A+ 2,5% F 69O°Cx30h
13 680°Cxl6h& gut
19Cr-IONi A+ 2% F 690°Cx30h
A+ 7% F
') »A«, »M« und »F« bedeuten »Austenit«, »Martensit« und »Ferrit«.
2) In Fig. 2 sind die Ergebnisse, die bei einer Wärmebehandlung von 6800C x 16 h erhalten wurden, abgetragen.
3) Der Biegeradius = 20 mm, der Biegewinkel = 180°.
4) Nach Aussetzung in Wasserstoff unter einem Druck von 150 bar und einer Temperatur von 4500C über 24 h, gekühlt in Luft.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
230222/586

Claims (5)

1 Patentansprüche:
1. Druckbehälter mit einer Basisschicht aus Kohlenstoff- oder niedriglegiertem Stahl, auf welchem eine Schicht aus nichtrostendem Stahl mit '-> einer Austenitstruktur aufgeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschweißvorgang unter Verwendung einer entsprechenden Ausgangslegierung derart durchgeführt ist, daß bei dem fertiggestellten Druckbehälter die aufgeschweißte Schicht (2) eine Austenit-Matrix besitzt, in welcher in 4 bis 40% der Gesamtfläche eine Martensit-Struktur eingebettet ist.
2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Austenit-Matrix der aufgeschweißten Schicht (2) neben der Martensit-Struktur eine Ferrit-Struktur von weniger als 8% der Gesamtfläche auftritt
3. Druckbehälter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial für die aufgeschweißte Schicht (2) eine Legierung verwendet wird, welche im wesentlichen aus folgenden Legierungselementen besteht: bis zu 0,1 Gew.-% C, bis zu 1,0 Gew.-% Si, bis zu 2,0Gew.-% Mn, 7 bis 12Gew.-% Ni, )2 bis 18Gew.-% Cr, bis zu l,0Gew.-% Mo und bis zu 0,1 Gew.-% Al, wobei der Rest Fe ist
4. Druckbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Aufschweißvorgang verwendete Legierung zusätzlich Niob enthält, wobei der Nb-Gehalt mehr als acht Mal so groß ist wie der C-Gehalt, jedoch 1 Gew.-% der Gesamtlegierung nicht übersteigt.
5. Druckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der r> aufgeschweißten Schicht (2) mit der Mehrphasenstruktur eine weitere Schicht (3) aus einem nichtrostenden Stahlblech mit einer Austenit- bzw. Austenit-Ferritstruktur aufgeschweißt ist
40
DE3004758A 1979-02-09 1980-02-08 Druckbehälter mit einer Basisschicht aus Kohlenstoff- oder niedriglegiertem Stahl Expired DE3004758C2 (de)

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JP (1) JPS55117562A (de)
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GB (1) GB2041810B (de)

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