| dc.description.abstract | Problemstillingen for denne oppgaven har vært: «I forbindelse med reparasjonssveising av tetteflater på hubber og flenser i karbonstål, hvilke sveisetekniske parametere har størst innflytelse når målet er å tilfredsstille krav til maksimal hardhet i sveiseområdet?». Dette har blitt løst ved eksperimentelt og teoretisk arbeid på Universitetet i Stavanger sammen med en vurdering av resultater fra testing utført av Exova på oppdrag fra operatør og kontraktør.
Problemstillingen er svært aktuell, da det i dag er flere eldre olje og gass-installasjoner i Nordsjøen der karbonstål er en stor del av materialbildet. Det har vist seg å være vanskelig å kvalifisere sveiseprosedyrer for reparasjonssveising av tetteflater i karbonstål, der det stilles strenge krav til maksimal hardhet. Slike krav stilles til strømningsrør med H2S-holdige produksjonsfluider, ofte omtalt som «sur service». Dette er sure miljøer, grunnet et ugunstig nivå av H2S og blant annet fritt vann1. I slike miljø ligger krav til maksimal hardhet i sveisesone og grunnmateriale på 250 HV10 ved påleggssveising. Hardhetskravet er satt for å minimere sjansen for at H2S-spenningskorrosjon skal oppstå. Denne type spenningskorrosjon fører til hurtigvoksende sprekker i materialet som følge av indre spenninger kombinert med en lite duktil mikrostruktur. De indre spenningene i mikrostrukturen oppstår ved at H-atomer diffunderer inn i overflaten på materialet og re-kombineres til H2, som krever mer plass enn enkeltvis fordelte H-atomer.
Testresultatene som blir presentert i denne oppgaven setter lys på viktigheten av kontrollert avkjølingshastighet i sveisesonen samt kjemisk innhold av sveisetilsett. I tillegg har effekten av spenningsgløding blitt undersøkt i forbindelse med de relevante testmaterialer og sveisekjemier. Teoretiske beregningsmodeller for hardhet er dessuten benyttet for å sammenligne og vurdere ulike scenarioer. Avkjølingshastigheten avhenger av fysiske dimensjoner samt tilført varme til arbeidsstykket. Det kan være vanskelig å forutse avkjølingshastigheten for hele sveiseforbindelsen, da man vil ha et bredt spekter av temperaturgradienter og i tillegg oppnår varmebehandling av foregående sveisestrenger. Valg av kjemisk sammensetning i sveisetilsett har dessuten vist seg å spille en svært viktig rolle. Det vil ofte være mer effektivt å bruke en nøye utvalgt sveisetilsettkjemi som tolererer et større intervall av avkjølingshastigheter for å oppnå mikrostruktur med ønskelige mekaniske egenskaper. Hardheten må holdes på et minimumsnivå, men samtidig ønsker man ikke å svekke styrken i endelig produkt.
Oppgaven avsluttes med en lengre diskusjon som munner ut i en konklusjon der problemstillingen blir besvart. En av sveiseprosedyrene som har blitt testet har gitt hardhetsverdier som ligger like over kravet på maksimalt 250 HV, men dette er begrenset til et mindretall av målingene. Konklusjonen avslutter med noen anbefalinger for ytterligere forbedringer basert på denne, med mål om å kvalifisere en ny sveiseprosedyre som skal kunne gi et tilfredsstillende hardhetsnivå. Det blir foreslått konkrete endringer i sveisetilsettets kjemi, som kan bidra til å løse problemet. | no_NO |
