Steigender H2S-Anteil in Öl und Gas erfordert besondere Rohrstähle

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In den vergangenen Jahren hat Thyssen-Krupp Steel Europe außerdem die Forschungsaktivitäten bei den sauergasbeständigen Rohrstählen (HIC-Grades) intensiviert. Im Mittelpunkt stehen Verbesserungen in den Bereichen Festigkeit, Zähigkeit und Schweißbarkeit.

Stahl-Festigkeit soll von X65 auf X70 erweitert werden

Ziel eines laufenden Entwicklungsprojektes ist es, die verfügbaren Festigkeiten bei HIC-Grade-Werkstoffen von derzeit X65 auf künftig X70 zu erweitern. Dies würde je nach Rohrdurchmesser einer Steigerung des Transportdrucks um rund 7% entsprechen.

Solche Festigkeitssteigerungen erzielt man üblicherweise mit höheren Anteilen an Kohlenstoff, Mangan und Silizium. Als Mikrolegierungselemente kommen Niob, Vanadium und Titan hinzu. Allerdings ist bei HIC-Grade-Stählen nur eine sehr begrenzte Erhöhung festigkeitssteigernder Legierungselemente möglich. Eine zu hohe Dosierung führt im fertigen Material zu Härtungsgefügezeilen und Seigerungen. Wäre das der Fall, würde sich an diesen Stellen Wasserstoff sammeln und Risse im Werkstoff verursachen.

Einhaltung sehr enger Toleranzen beim Aufheizen, Abkühlen und Walzen

Für die vom Markt geforderten höheren Festigkeiten ist vor allem der Warmwalzprozess verantwortlich. Daher müssen sowohl zur Temperaturführung beim Aufheizen der Brammen und beim Abkühlen des Warmbandes als auch zur Steuerung der Walzkräfte in den Vor- und Fertigwalzgerüsten genau definierte, sehr enge Toleranzen eingehalten werden. Thyssen-Krupp Steel arbeitet derzeit an X70-HIC-Grade-Stählen mit Banddicken von 12,7 mm. Das Abmessungsspektrum soll im weiteren Verlauf des Entwicklungsprojektes erweitert werden.

Weil die im Pipelinebau verwendeten Rohre zumeist durch Spiral- oder Längsnahtschweißen gefertigt werden, muss eine ausreichende Schweißbarkeit der Stähle gewährleistet sein. Um in diesem Bereich die Beratungskompetenz zu vertiefen, baut Thyssen-Krupp Steel das Schweißlabor aus.

Stahl-Werkstoffe werden in Schweißversuchen mit den Kunden getestet

Dadurch wird künftig die Möglichkeit geboten, in Zusammenarbeit mit Kunden Schweißversuche durchzuführen und die daraus resultierenden Ergebnisse in die weitere Entwicklung einfließen zu lassen. Daraus können sich Impulse für weitere generelle Qualitätsverbesserungen ergeben.

Erweitert wurde außerdem das Sauergaslabor im Werkstoffkompetenzzentrum. Dort werden Materialproben mehrere Tage lang sauergasgesättigten Lösungen ausgesetzt und anschließend per Ultraschall und mit Hilfe einer von Thyssen-Krupp Steel entwickelten Steuerungs- und Auswertungssoftware untersucht.

Zusätzliche Aufschlüsse über die Beschaffenheit der Gefügestrukturen ergeben sich aus Analysen unter dem Rasterelektronenmikroskop oder aus einer Mikroelektronenstrahlanalyse. Die Prüfbedingungen und -kriterien sind dabei deutlich anspruchsvoller als kundenseitig vorgegeben.

Lutz Hollenberg ist Kundenberater Vertrieb Industrie bei der Thyssen-Krupp Steel Europe AG.

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