Corrosion Fatigue of a CrMnNiMoN Austenitic Stainless Steel for Drillcollars

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Die Anwendung von Hochleistungslegierungen in der Öl- und Gasindustrie setzt hohe Ansprüche an das Material. Besonders während der Bohroperation, werden die Komponenten des Bohrstranges hoher Temperatur, hoher Stresskonzentration und korrosiven Bedingungen ausgesetzt. Schoeller-Bleckmann Oilfield Technologie GmbH in Zusammenarbeit mit Böhler Edelstahl entwickeln und produzieren seit Jahren erfolgreich diese Werkstoffe. Spezielles Augenmerk liegt an der Materialauswahl für nicht-magnetische Schwerstangen, die als Teil des Bottom- Hole- Assemblies (BHA) im Bohrstrang mitgeführt werden. Diese Masterarbeit untersucht den Einfluss der Legierungselemente eines CrMnNiMoN Werkstoffs und auf seine Resistenz gegen Schwingungsrisskorrosion. Um diese zu ermitteln, wurden Wöhler Experimente durchgeführt. Die Materialermüdung ist der gängigste Versagensmechanismus für Bohrstrangkomponenten, daher wurden die Proben zyklischen Belastungen ausgesetzt. Ein Probenset bestehend aus 15 Proben wurden in hochkonzentrierter Chlorid- Lösung und hoher Temperatur getestet, das zweite Probenset wurde in inerten Medium Glycerin und hoher Temperatur exponiert. Diese Experimentdurchführung erlaubt, den Einfluss des korrosiven Mediums auf die Beständigkeit des Materials und den Versagensmechanismus zu ermitteln. Die Probenbruchflächen wurden dazu näher unter dem Lichtmikroskop untersucht. Um die Materialeigenschaften gegenüber hochkonzentrierter Chlorid-Lösung und hoher Temperatur weiter zu untersuchen, wurden Stromdichte-Potential-Kurven gemessen. Dabei wird das Korrosions-, Passivierungs- und Repassivierungspotential des Werkstoffs gegen eine Silber/Silberchlorid Referenzelektrode gemessen. Ein Teil der Aufgabenstellung war es, die vorhergehenden Werkstoffe mit dem getesteten Werkstoff P511 zu vergleichen. Es wurde durch diese Arbeit bewiesen, dass der Werkstoff P511 zwar allgemein leicht niedrigere Dauerfestigkeit unter zyklischer Belastung aufweist, jedoch maßgeblich höhere Beständigkeit unter aggressiven Bedingungen aufweist [1].

Details

Titel in ÜbersetzungUntersuchungen zum Schwingungsrisskorrosionverhalten eines CrMnNiMoN Austeniten für nicht-magnetische Schwerstangen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung14 Dez. 2018
StatusVeröffentlicht - 2018