Bedre dreis på rustfri sveis

Stålarbeider i Nordsjøen kan stå foran betydelige innsparinger. En ny stålkvalitet kan bety billigere sveis i ekstremt korrosjonsutsatte miljøer. Det er imidlertid usikkert hvor billig løsningen er, hele levetiden tatt i betraktning. Det dreier seg om sveising på supermartensittisk stål. Metoden er utviklet ved forskningsinstitutter i Nederland og Sverige.

Rustfritt

I offshoreinstallasjoner brukes kostbare rustfrie stålkvaliteter i hydrokarbonberørte systemer for å holde korrosjon og erosjon i sjakk. Bruken er fremtredende særlig i rør og rørsystem.

En ofte brukt ståltype er de kostbare dupleks/ferrittisk-austenittiske legeringene. Betegnelse ferrittisk og austenittisk beskriver stålets metallurgiske struktur. Begrepet dupleks indikerer at stålet har en dobbeltstruktur: De er både austenittiske og ferrittiske. Dette gjør stålet kostbart og komplisert å sveise.

Nye stål

Nye, sveisbare supermartensittiske stål blir ifølge sivilingeniør Wouter Bruins, som er forsker ved Filarc Welding Industries i Utrecht, tatt i bruk i økende omfang. Disse har en annen metallurgisk struktur – en martensittisk – men skal kunne gi praktisk talt samme korrosjonsbeskyttelse som dupleks-familien. Stålene har «tilstrekkelig korrosjonsmotstand mot søt og mildt sur korrosjon» og oppfattes som billigere enn dupleks.

Men det er uklart hvorvidt økonomien er like god gjennom hele levetiden. Dette henger sammen med hvor korrosjonsbeskyttende løsningene virkelig er, og hvor godt og pålitelig de har latt seg sammenføye.

Tilsetninger

Tråd og stenger smeltes ned i sveisebadet og gir nye sveiselegeringer. Tilsetningene størkner sammen med mormetall som er smeltet av lysbuen, hvilket Bruins hevder gir sikker og god sveis i de nye materialene. De supermartensittiske, fylte sveisetrådene OK Tubrod 15.53 og 15.55 har i realistiske feltforsøk vist seg ikke å svekke stålets motstandskraft mot sur og søt korrosjon.

Tilsetningene er dessuten tilpasset feltforhold ved at det ikke skal være nødvendig med omfattende etterbehandling av det varmepåkjente området (Heat Affected Zone – HAZ). Ifølge Bruins inneholder tilsetningene svært lite karbon for å øke styrken i sveist tilstand, og er tilsatt ekstra molybden og kopper for å øke korrosjonsmotstanden.

Klare fordeler

Forsøk utført hos Filarc i Utrecht og hos Esab i Göteborg, viser at man kan sveise de nye materialene med myk-martensittisk tråd type 13Cr4NiM. Sammenliknet med denne kvaliteten, og med normert dupleks og superdupleks tråd, gir de nye supermartensittiske tilsetningene et antall fordeler:

Sveisemetallets fasthet, hardhet og korrosjonsmotstand er lik mormetallets.

Mormetall og sveis reagerer likt på termisk/mekanisk etterbehandling av HAZ, hvorfor faren for forsprødning i HAZ er eliminert.

Redusert risiko for spenningsoppbygging og formforandring idet den termiske utvidelseskoeffisienten er lik i sveist metall og mormetall.

Bruins sier at Tubrod 15.53 er utviklet for stål tilsatt inntil en og en halv prosent molybden, og at Tubrod 15.55 er laget for stål med Mo opp til to og en halv prosent. Karboninnholdet i tilsetningsmaterialene er under 0,01 prosent.

Stålet er rustfritt fordi innholdet av krom og nikkel prøver å forsegle stålet mot omverdenen ved å danne beskyttende oksider. Sveising er en smeltende sammenføyningsmetode som har en tendens til å endre strukturen i stål, også slik at korrosjonsmotstanden svekkes. Graden av endring og egenskapsødeleggelse avhenger av energitilførsel pr. tidsenhet og av før- og etterbehandling av sveisepåkjent sone.

Sveising av rustfritt stål krever andre metoder enn sveising av normalt stål. Man må dessuten ofte bruke andre apparater, og alltid andre tilsetningsstoffer, for ikke å svekke rustbeskyttelsen.