BRPI0608953B1

BRPI0608953B1 - métodos de produção de tubo de aço sem costura para tubulação, com espessura de parede de 25 mm ou mais, com alta resistência e tenacidade aumentada.

Info

Publication number: BRPI0608953B1
Application number: BRPI0608953A
Authority: BR
Inventors: Kunio Kondo; Nobuyuki Hisamune; Yuji Arai
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp; Nippon Steel Corp; Sumitomo Metal Ind
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2016-10-11
Also published as: NO340772B1; BRPI0608953A2; BRPI0608953B8; AU2006229079C1; NO20074257L; CN101151387A; EP1876254B1; AR052706A1; AU2006229079A1; CN100543167C; US20080047635A1; EP1876254A4; US20100236670A1; EP1876254A1; WO2006103894A1; JP4792778B2; AU2006229079B2; JP2006274350A; CA2602526A1; CA2602526C

Abstract

tubo de aço sem costura de parede espessa para tubulações e um método de sua produção. a presente invenção refere-se a um tubo de aço sem costura de parede espessa para tubulação com uma alta resistência e uma tenacidade aumentada, que tenha uma composição química, em % em massa, que consiste em c: 0,03 a 0,08%, si: não mais que 0,25%, mn: 0,3 a 2,5%, aí: 0,001 a 0,10%, cr: 0,02 a 1,0%, ni: 0,02 a 1,0%, mo: 0,02 a 1,2%, ti: 0,004 a 0,010%, n: 0,002 a 0,008%, e 0,0002 a 0,005%, no total, de pelo menos um elemento selecionado entre ca, mg e rem, e o saldo sendo fe e impurezas, opcionalmente incluindo v: o a 0,08%, nb: o a 0,05% ou cu: o a 1,0%, e que p e 5 entre as impurezas sejam não mais que 0,05% e não mais que 0,005% respectivamente. ele pode conter 0,0003 a 0,01 % de boro. um método de sua produção é caracterizado pela taxa de resf riamento, condições de aquecimento para perfuração, e tratamento térmico após a produção do tubo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE TUBO DE AÇO SEM COSTURA PARA TUBULAÇÃO, COM ESPESSURA DE PAREDE DE 25 MM OU MAIS, COM ALTA RESISTÊNCIA E TENACIDADE AUMENTADA".

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um tubo de aço sem costura de parede espessa para tubulações excelente em resistência mecânica, tenacidade e soldabilidade, e um método de sua produção. O tubo de aço sem costura de parede espessa significa um tubo de aço sem costura tendo uma espessura de parede de 25 mm ou mais. O tubo de aço sem costura da presente invenção é um tubo de aço sem costura de paredes espessas de alta resistência mecânica, alta tenacidade, para tubulações, tendo uma resistência mecânica de não menos que X70 regulamentada pela norma API (American Petroleum Ins-titute), isto é, uma resistência mecânica de X70 (limite de elasticidade de 482 MPa ou mais), X80 (limite de elasticidade de 551 MPa ou mais), X90 (limite de elasticidade de 620 MPa ou mais), X100 (limite de elasticidade de 689 MPa ou mais), e X120 (limite de elasticidade de 827 MPa ou mais), que são particularmente usadas adequadamente para linhas de fluxo submarinas.

Antecedentes da Técnica [002] Em anos recentes, as fontes de petróleo e de gás dos campos de petróleo localizados em terra ou em áreas superficiais do mar estão secando, e o desenvolvimento de campos de petróleo em alto mar em áreas de mar profundo tem sido crescentemente ativado. Em campos de petróleo em mar profundo há a necessidade do transporte do óleo bruto ou de gás da perfuração do poço de petróleo ou do poço de gás ajustado no fundo do mar até uma plataforma no oceano pelo uso de uma linha de fluxo ou um condutor.

[003] A parte interna de um tubo constituinte da linha de fluxo co- locado no mar profundo sofre uma alta pressão fluida interna em adição a uma pressão de camada profunda, e é também submetida a pressões repetidas pelas ondas do oceano e influenciada pela pressão da água no fundo do mar no momento do fechamento. Portanto, um tubo de aço de parede espessa com alta resistência mecânica e tenacidade é desejado como tubo usado para esse propósito.

[004] Tal tubo de aço sem costura com alta resistência mecânica e tenacidade foi produzido perfurando-se uma barra aquecida até alta temperatura em um laminador mandrilador, conformado em forma de um produto tubo por laminação e estiramento, e então executando-se o tratamento térmico. Em anos recentes, entretanto, a simplificação do processo de produção pela aplicação de um tratamento térmico na linha foi examinado a partir do ponto de vista de economia de energia e de processamento. Particularmente, prestando-se atenção ao uso efetivo do calor possuído pelo material após o trabalho a quente, foi apresentado um processo para a execução de resfriamento sem antes res-friá-lo até a temperatura ambiente. De acordo com esse método, uma economia substancial de energia e uma crescente eficiência do processo de produção podem ser obtidos, permitindo significativa redução no custo de produção.

[005] Um tubo de aço produzido no processo de execução de resfriamento diretamente após a laminação de acabamento com tratamento térmico na linha não foi submetido à transformação e à transformação inversa uma vez que, diferentemente de antes, não é rea-quecido após ser resfriado uma vez até a temperatura ambiente e laminado. Portanto, os grãos estão aptos para serem embrutecidos, e não é fácil garantir-se a tenacidade e a resistência à corrosão. Algumas técnicas foram propostas para tornar finos os grãos de um tubo de aço laminado e acabado e garantir a tenacidade ou a resistência à corrosão mesmo se os grãos não forem tão finos.

[006] Por exemplo, o Documento de Patente 1 a seguir {Japane-se Patent Unexamined Publication 2001-240913) descreve uma técnica para produzir grãos finos ajustando-se o tempo de processamento para deixá-lo no forno de reaqueci mento após a laminação de acabamento. O Documento de Patente 2 a seguir (Japanese Patent Unexamined Publication 2000-104117) descreve uma técnica para ajustar-se a composição química, particularmente os teores de Ti e S para fornecer uma performance satisfatória mesmo com um tamanho de grão relativamente grande.

[007] Entretanto, a técnica descrita no Documento de Patente 1 não pode responder pela produção de um tubo de aço de parede espessa com alta resistência mecânica para campos de petróleo em alto mar em profundidade, que têm sido crescente mente demandados em anos recentes. Por exemplo, o tubo de aço de paredes espessas requer uma alta temperatura de laminação de acabamento, e leva um tempo excessivo para garantir uma temperatura pretendida no forno de reaquecimento, e reduz seriamente a eficiência de produção. O método descrito no Documento de patente 2 é também dificilmente aplicável a materiais de paredes espessas. Uma vez que a taxa de resfriamento no tratamento térmico na linha é reduzida no caso de materiais de paredes espessas, a tenacidade é deteriorada mesmo se o aço da composição descrita no Documento de Patente 2 for aplicada.

[008] Documento de Patente 1 - Publicação não Examinada da Patente Japonesa 2001-240913.

[009] Documento de Patente 2 - Publicação não Examinada da Patente Japonesa 2000-104117.

Descrição da Invenção Problemas a Serem Resolvidos pela Invenção [0010] Para resolver os problemas acima mencionados, é objetivo da presente invenção fornecer um tubo de aço sem costura para tubu- lações tendo alta resistência mecânica e tenacidade estável, particularmente em um tubo de aço com uma parede espessa e também um método para a sua produção.

Meios para Resolver os Problemas Análise Fundamental e Descobertas [0011] Fatores que controlam a tenacidade de um tubo de aço sem costura de parede espessa foram analisados em primeiro lugar. Como resultado, foi descoberta a informação a seguir.

[0012] As condições de resfriamento na solidificação do aço fundido e após a mesma influencia grandemente a tenacidade. Uma vez que uma menor taxa de resfriamento provoca a redução na tenacidade, o resfriamento deve ser executado a não menos que uma taxa de resfriamento específica.

[0013] Um processo de desbaste para aquecer um lingote até uma faixa de alta temperatura para trabalho a quente não tem uma boa influência na tenacidade.

[0014] A redução na tenacidade acima mencionada é provocada pela precipitação na forma de carbonitreto de Ti devido às taxas de resfriamento na solidificação e após a mesma. Para evitar a redução na tenacidade, é importante precipitar finamente o carbonitreto de Ti.

[0015] O fortalecimento da precipitação deteriora o equilíbrio entre resistência mecânica e tenacidade no caso de materiais com tratamento térmico na linha. Embora seja desvantajoso para se obter uma alta resistência mecânica, é desejável utilizar-se a resistência de transformação e a resistência da solução sólida, sem se utilizar a resistência de precipitação, para se obter uma alta tenacidade.

[0016] É necessário evitar-se a geração de austenita retida e de uma martensita transformada a baixa temperatura para se obter uma microestrutura metálica homogênea.

[0017] Em relação à composição química, é desejável reduzir-se os teores de Si, P e S, e controlar-se os teores de Nb e V de forma a não excederem os limites superiores específicos, e também incluir uma quantidade adequada de Ti, em adição à quantidade adequada de pelo menos um elemento selecionado entre Ca, Mg e REM. Con-seqüentemente, a tenacidade de materiais de parede espessa será significativamente melhorada.

[0018] As descobertas descritas nos itens (1) a (6) acima foram obtidas na suposição de tratamento térmico na linha. Entretanto, se ela for aplicada a um tubo de aço submetido a um tratamento térmico fora da linha, uma tenacidade aumentada pode ser obtida. Portanto, as descobertas acima mencionadas podem também ser usadas para produção de um material de alta resistência mecânica por um tratamento térmico fora da linha.

Teste Básico e resultado [0019] Uma vez que um tratamento térmico na linha não possui um processo de produção de grãos finos pela "transformação- transformação invertida" diferentemente do tratamento térmico fora da linha, um grão fino por si mesmo é necessário no final da laminação para garantir a tenacidade.

[0020] É geralmente dito que embora os grãos conforme solidificados sejam brutos, os grãos tornam-se finos pelo reaquecimento de modo a executar o desbaste. Portanto, a otimização do processo de desbaste nos materiais de tratamento térmico na linha foi examinado sob experiências de laboratório. Como resultado, foi descoberto que, quando o desbaste não é executado, os grãos tendem a ser finos no material de tratamento térmico na linha, melhorando a tenacidade. A saber, foi descoberto que o conhecimento geral convencional não está sempre correto.

[0021] Para se entender esse inesperado resultado, um teste de simulação foi também executado em experiências de laboratório. No processo incluindo o processo de desbaste, um lingote foi aquecido até 1250Ό e trabalhado a quente para formar um blo co, que foi então também aquecido até 1250Ό para executar a laminação a quente e resfriamento a água, onde o processo de perfuração e o processo de tratamento térmico na linha foram simulados.

[0022] No processo sem inclusão do processo de desbaste, um bloco do mesmo tamanho do bloco formado pelo trabalho a quente acima foi cortado do lingote por usinagem, e esse bloco foi aquecido até 1250^ para executar a laminação a quente e o resfriamento a á-gua, onde o processo de perfuração e o processo de tratamento térmico na linha foram simulados.

[0023] Como os resultados dos dois testes de simulação, o tamanho do grão não submetido ao desbaste foi preponderantemente fino e a tenacidade foi melhorada.

[0024] Entretanto, a tentativa similar para os dois testes de simulação executados em equipamentos reais, e não em experiências de laboratório, resultaram no fato de que os grãos não submetidos ao desbaste não eram mais finos do que o esperado.

[0025] Portanto, os inventores examinaram porque o tamanho do grão não submetido ao desbaste diferiam extremamente daquele submetido ao desbaste em cerca de dois testes de simulação sob experiências de laboratório.

[0026] Como resultado, eles descobriram que a maioria do Ti adicionado precipitou como carbonitretos de Ti no processo de simulação de desbaste em experiências de laboratório, e que o número de grãos precipitados reduziu com o crescimento do grão do carbonitreto de Ti durante o aquecimento e o trabalho a quente no processo de simulação de desbaste. A redução do número de grãos precipitados deteriorou a capacidade de segurar o crescimento do grão na fase mãe, o que resultou na não supressão dos grãos brutos durante o subseqüen- te aquecimento do bloco para simulação de perfuração.

[0027] Ao contrário, eles descobriram que, na simulação de teste sem o processo de desbaste em experiências de laboratório, o carbo-nitreto de Ti finamente precipitado durante o aquecimento no processo de perfuração porque nenhuma precipitação de carbonitreto foi gerada dentro do lingote, e o carbonitreto de Ti segurou o crescimento de grão na fase mãe, onde grãos notavelmente finos foram produzidos.

[0028] A razão porque os grãos não submetidos ao desbaste nos testes de simulação em equipamento real não foram mais finos que o esperado, foi descoberto que o carbonitreto de Ti já estava precipitado durante o lingotamento porque a taxa de resfriamento durante o lingo-tamento não foi suficientemente alta para dissolver o Ti no estado sólido.

[0029] O carbonitreto de Ti que precipitou durante o lingotamento está apto a embrutecer com um número reduzido de grãos precipitados, uma vez que a precipitação é provocada a uma alta temperatura. Portanto a capacidade de fixação dos grãos da fase mãe é reduzida. Por outro lado, se uma quantidade suficiente de Ti dissolvido é garantida durante o lingotamento com precipitação minimizada de carbonitreto de Ti, o carbonitreto de Ti é finamente precipitado com um número aumentado de grãos precipitados durante o aquecimento da barra no subseqüente processo de fabricação do tubo porque a precipitação ocorre a uma baixa temperatura. Se o número de grãos precipitados for grande, o efeito de fixação dos grãos de cristal da fase mãe é aumentado para suprimir a granulação bruta da fase mãe. Conseqüen-temente, é extremamente importante controlar-se adequadamente a taxa de resfriamento durante o lingotamento.

[0030] Se a taxa de resfriamento após a solidificação for baixa, o carbonitreto de Ti se precipita a uma faixa de altas temperaturas durante o resfriamento. Entretanto, esse precipitado em uma faixa auste- nita com deslocamento relativamente baixo provoca locais de nuclea-ção, que levam a um estado brutamente disperso. Uma vez precipitado brutamente, o carbonitreto de Ti não pode ser disperso finamente uma vez que ele é dificilmente dissolvido em uma fase sólida.

[0031] Se a taxa de resfriamento após a solidificação for ajustada para uma taxa que não provoque nenhuma precipitação de carbonitreto de Ti, o lingote lingotado não tem nenhum carbonitreto de Ti, mas o Ti em um estado dissolvido. O carbonitreto de Ti se precipita a uma temperatura relativamente baixa durante o subseqüente aquecimento para trabalho a quente. Assim, durante o aquecimento, o carbonitreto de Ti se precipita a uma baixa temperatura em uma estrutura bainita com alto deslocamento, o carbonitreto de Ti se precipita como sendo finamente disperso com muitos locais de nucleação. Foi também descoberto que uma taxa de aquecimento excessivamente alta torna difícil a precipitação fina devido à precipitação a uma alta faixa de temperatura.

[0032] É também eficaz para a precipitação suficientemente fina de carbonitreto de Ti executar-se tratamento isotérmico em uma faixa de temperatura adequada durante o aquecimento. O carbonitreto de Ti uma vez finamente precipitado é dificilmente embrutecido, e mesmo se for executado o desbaste, o efeito de suprimir a granulação bruta pode ser apresentado. Entretanto, uma vez que uma leve granulação bruta de carbonitreto de Ti seja ocasionado no desbaste, o Ti dissolvido na solidificação deve preferivelmente estar presente mais que no caso de execução sem o desbaste.

[0033] Uma vez que o fortalecimento da precipitação pelo V ou Nb torna mais fácil a obtenção de alta resistência mecânica, o fortalecimento da precipitação tem sido freqüentemente aplicado a produtos de aço, o que requer soldabilidade em adição à alta resistência mecânica. Entretanto, é melhor não se usar o fortalecimento da precipitação tanto quanto possível, uma vez que ele provoca séria deterioração da tenacidade em um material de parede espessa com tratamento térmico na linha. Particularmente, o Nb deteriora seriamente a tenacidade do material com tratamento térmico na linha. Portanto, se o Nb for incluído, é necessário ajustar estritamente um limite superior. Em relação ao V, é também necessário executar-se um projeto de liga para garantir a resistência mecânica com base no fortalecimento da transformação e no fortalecimento da solução sólida pela restrição do limite superior do teor de V, embora não seja tão estrito quanto np caso do Nb.

[0034] Além disso, no caso de material de parede espessa, é difícil obter-se uma estrutura metálica homogênea no tratamento de resfriamento durante a primeira etapa do tratamento térmico, e a tenacidade tende a se deteriorar. Uma vez que a taxa de resfriamento é reduzida no material de parede espessa, é difícil obter-se uma estrutura transformada homogênea. Quer dizer, embora ele seja transformado sucessivamente para martensita ou bainita durante o resfriamento, o C é condensado para austenita não transformada se a difusão do C for possível até certo grau com uma baixa taxa de resfriamento, e essa parte é trocada para martensita ou bainita com um alto teor de C ou para austenita retida com um alto teor de C após a transformação final. Conseqüentemente, é desejável executar-se o resfriamento forçado até uma temperatura tão baixa quanto possível, a uma taxa de resfriamento tão grande quanto possível.

[0035] Entretanto, há limites para o aumento da taxa de resfriamento no caso de tubos de aço de paredes espessas. Portanto, foram feitas análises para desenvolver uma técnica capaz de formar uma estrutura homogênea a uma taxa de resfriamento que seja alcançável mesmo nos materiais de parede espessa. Conseqüentemente, os inventores descobriram que minimizando-se o teor do elemento Carbono a ser condensado e também suprimindo-se o teor de Si pode levar à redução da condensação do C na segunda fase.

[0036] Com base nas descobertas acima, idéias básicas do projeto da liga e do processo de produção foram esclarecidas como segue para completar a presente invenção. Na descrição a seguir,"%" representa "% em massa", a menos que especificado de maneira diversa.

[0037] O teor de C é limitado para não mais que 0,08%. O limite superior do teor de Si é ajustado para não mais que 0,25%, preferivelmente para não mais que 0,15%, e mais preferivelmente para não mais que 0,10%. O teor de Ti precisa ser controlado em uma faixa estreita de 0,004 a 0,010% adequada para se precipitar como carbonitre-tos finos de Ti, sem precipitação na solidificação, durante o subse-qüente aquecimento da barra. Além disso, uma adição de Nb não é executada no caso de um tratamento térmico na linha uma vez que ele provoca dispersão da resistência mecânica em adição à deterioração da tenacidade, e o limite superior como impureza é preferivelmente ajustado para não mais que 0,005%. Uma vez que ο V também deteriora a tenacidade, ele não é adicionado, ou pode ser controlado para não mais que 0,08% se incluído.

[0038] Outros elementos são ajustados do ponto de vista de equilíbrio entre alta resistência mecânica e tenacidade satisfatória. Para o P e o S que afetam adversamente a tenacidade, os valores de limite superior permissíveis são ajustados, respectivamente. Mn, Cr, Ni, Mo e Cu devem ser ajustados seletivamente de acordo com a resistência mecânica pretendida, considerando-se a tenacidade e a soldabilidade. O Al é adicionado para desoxidação. É também eficaz adicionar-se seletivamente pelo menos um entre Ca, Mg e REM para garantir as características de lingotamento ou melhorar a tenacidade. Além disso, o teor de N precisa ser controlado em uma faixa estreita para precipitar um carbonitreto de Ti estável.

[0039] Para o processo de produção, é importante obter-se um lingote solidificado no qual é garantido o Ti dissolvido enquanto se suprime a precipitação de carbonitreto de Ti. Os presentes inventores descobriram que o carbonitreto de Ti não é precipitado imediatamente após a solidificação se os teores de C, Ti e N forem ajustados para as faixas acima. Entretanto, uma vez que um carbonitreto de Ti de grãos brutos é precipitado se a subseqüente taxa de resfriamento for baixa, o resfriamento após a solidificação precisa ser executado a uma taxa específica ou mais.

[0040] Em relação ao método de lingotamento, um lingotamento contínuo para uma barra com uma seção transversal circular (doravante referida como "barra redonda") é ideal, mas um processo de lingotamento contínuo até um molde quadrado ou um lingote, e então pode ser adaptado o desbaste para a barra redonda. Nesse caso, é importante também controlar estritamente a taxa de resfriamento após o lingotamento para garantir uma quantidade suficiente de Ti dissolvida enquanto se suprime a precipitação de um TiN de grãos embrutecidos.

[0041] A barra redonda é reaquecida até uma temperatura traba-Ihável a quente e são executadas perfuração, estiramento e laminação de conformação. Se o Ti dissolvido estiver suficientemente presente, o carbonitreto de Ti é precipitado durante o reaquecimento. Uma vez que a temperatura de precipitação é relativamente baixa, um carbonitreto de Ti notavelmente fino é precipitado, em comparação com a precipitação durante o resfriamento após a solidificação. Uma vez que o número de grãos de carbonitreto de Ti finamente precipitados é grande, a migração de grãos durante o aquecimento ou a manutenção da barra pode ser suprimida para evitar a granulação bruta. Um aquecimento rápido não provoca precipitação fina à baixa temperatura de modo que nenhum efeito de prevenção da granulação bruta pode ser obtido. Portanto um aquecimento brando um uma manutenção em uma etapa intermediária é necessária para promover uma precipitação de carbonitretos de Ti de grãos finos.

[0042] Obter-se uma estrutura homogênea é necessário para garantir a tenacidade no tratamento térmico após a produção do tubo. É importante, portanto, usar-se aço com uma composição química ajustada e resfriá-lo suficientemente em uma temperatura final de resfriamento ajustada tapo baixa quanto possível. Essas idéias resultam na melhoria da tenacidade devido à prevenção da geração de estrutura reforçada de transformação com C parcialmente concentrado ou aus-tenita retida.

[0043] A presente invenção, conforme as idéias básicas mencionadas acima, envolve os tubos de aço sem costura a seguir para tubulações (1) e (2) e os métodos de produção a seguir de um tubo de aço sem costura para tubulação (3) a (6).

[0044] Um tubo de aço sem costura de parede espessa para tubulação com alta resistência mecânica e tenacidade aumentada, que tem uma composição química, em % em massa, que consiste em C: 0,03 a 0,08%, Si: não mais que 0,25%, Mn: 0,3 a 2,5%, Al: 0,001 a 0,10%, Cr: 0,02 a 1,0%, Ni: 0,02 a 1,0%, Mo: 0,02 a 1,2%, Ti: 0,004 a 0,010%, N: 0,002 a 0,008%, e 0,0002 a 0,005%, no total, de pelo menos um elemento selecionado entre Ca, Mg e REM, e o saldo sendo Fe e impurezas, opcionalmente incluindo V: 0 a 0,08%, Nb: 0 a 0,05% ou Cu: 0 a 1,0%, e com P e S entre as impurezas são não mais que 0,05% e não mais que 0,005% respectivamente.

[0045] Um tubo de aço sem costura de parede espessa para tubulação com alta resistência mecânica e tenacidade aumentada, que tem 0,0003 a 0,01% de boro em adição à composição química acima.

[0046] Um método de produção de um tubo de aço sem costura de parede espessa para tubulação com alta resistência mecânica e tenacidade aumentada caracterizado por compreender as seguintes etapas (a) a (e): [0047] Conformar uma barra com uma seca transversal redonda pelo lingotamento contínuo de aço fundido que tenha uma composição química conforme o método 1 ou 2.

[0048] Resfriar a barra até a temperatura ambiente a não menos de 6*C/min de taxa de resfriamento média entre 1400 e 1000*C.

[0049] Aquecer a barra até uma temperatura entre 1150 e 1280*0 a não mais de 15*C/min de taxa média de aquecimento entre 550 e 900*0, e então perfurando-se e laminando-se a mesma para fazer um tubo sem costura.

[0050] Resfriar forçadamente o tubo de aço sem costura até uma temperatura de não mais que 1000 a não menos de 8° C/min de taxa média de resfriamento entre 800 e 5000, imediatame nte após a produção do tubo, ou após o tratamento isotérmico numa temperatura entre 850 e 10000 imediatamente em sucessão à produção do tubo, ou após o aquecimento até uma temperatura entre 850 e 10000 após o resfriamento em sucessão à produção do tubo.

[0051] Revenir o tubo de aço sem costura a uma temperatura entre 500 e 690*C.

[0052] Um método de produção de um tubo de aço sem costura de parede espessa para tubulação com alta resistência mecânica e tenacidade aumentada caracterizado por compreender as seguintes etapas (a) a (f): [0053] Conformar um bloco ou uma placa com uma seção transversal quadrada pelo lingotamento contínuo de um aço fundido que tenha a composição química conforme o método 1 ou 2.

[0054] Resfriar o bloco ou a placa até a temperatura ambiente a não menos de 8*C/min de taxa de resfriamento média entre 1400 e 1000*C.

[0055] Aquecer o bloco ou a placa até uma temperatura entre 1150 e 1280*C a não mais que 15*C/min de taxa média de aqueci- mento entre 550 e 900Ό, para formar uma barra com uma seção transversal redonda por forjamento e/ou laminação.

[0056] Aquecer a barra até uma temperatura entre 1150 e 1280Ό, e então perfurá-la e laminá-la, para produzir um tubo de aço sem costura.

[0057] Resfriar forçadamente o tubo de aço sem costura até uma temperatura não maior que 100Ό a não menos que 8Ό /seg de taxa média de resfriamento entre 800 e 500Ό, imediatame nte após a produção do tubo, ou após o tratamento isotérmico a uma temperatura entre 850 e 1000Ό imediatamente em sucessão à produção do tubo, ou após o aquecimento a uma temperatura entre 850 e 1000Ό após o resfriamento em sucessão à produção do tubo.

[0058] Revenir o tubo sem costura a uma temperatura entre 500 e 690Ό.

[0059] Um método de produção de um tubo de aço sem costura de parede espessa para tubulação com uma alta resistência mecânica e tenacidade aumentada caracterizado por compreender as seguintes etapas (a) a (e): [0060] Conformar uma barra com uma seção transversal redonda pelo lingotamento contínuo de um aço fundido que tenha a composição química conforme o método 1 ou 2.

[0061] Resfriar a barra até a temperatura ambiente a não menos que ΘΌ/ΐΎΐιη de taxa média de resfriamento entre 140 0 e 1000Ό.

[0062] Tratar isotermicamente a barra durante não menos que 15 minutos a uma temperatura entre 550 e ΙΟΟΟΌ, e aquecimento a uma temperatura entre 1150 e 1280Ό, e então perfurá-la e lamina-la para produzir um tubo sem costura.

[0063] Resfriar forçadamente o tubo de aço sem costura até uma temperatura não maior que 100*0 a não menos que 8*C /seg de taxa média de resfriamento entre 800 e 500*0, imediatame nte após a pro- dução do tubo, ou após o tratamento isotérmico a uma temperatura entre 850 e 1000Ό imediatamente em sucessão à prod ução do tubo, ou após o aquecimento a uma temperatura entre 850 e 1000^ após o resfriamento em sucessão à produção do tubo.

[0064] Revenir o tubo sem costura a uma temperatura entre 500 e 690^.

[0065] Um método de produção de um tubo de aço sem costura de parede espessa com uma alta resistência mecânica e tenacidade aumentada caracterizado por compreender as seguintes etapas (a) a (f): [0066] Conformar um bloco ou uma placa com uma seção transversal quadrada pelo lingotamento contínuo de um aço fundido que tenha a composição química conforme o método 1 ou 2.

[0067] Resfriar o bloco ou a placa até a temperatura ambiente a não menos que eO/min de taxa média de resfriamento entre 1400 e ΙΟΟΟ'Ο.

[0068] Tratar isotermicamente o bloco ou a placa durante não menos que 15 minutos a uma temperatura entre 550 e 1000Ό, e aquecer até uma temperatura entre 1150 e 1280Ό, e então forjá-la ou laminá-la para formar uma barra com uma seção transversal redonda e então resfriá-la até a temperatura ambiente.

[0069] Aquecer a barra até a temperatura de 1100 a 1280Ό, e então perfurá-la e laminá-la, para produzir um tubo de aço sem costura.

[0070] Resfriar forçadamente o tubo de aço sem costura até uma temperatura não maior que 100Ό a não menos de 8Ό/ seg de taxa média de resfriamento entre 800 e 500Ό, imediatame nte após a produção do tubo, ou após o tratamento isotérmico a uma temperatura entre 850 e 1000Ό imediatamente em sucessão à produção do tubo, ou após o aquecimento até uma temperatura entre 850 e 1000Ό após o resfriamento em sucessão com a produção do tubo.

[0071] Revenir o tubo de aço sem costura a uma temperatura en- tre 500 e 690Ό.

Melhor Forma de Execução da Invenção Composição Química do Tubo de Aço da Presente Invenção [0072] A razão para a limitação das composições químicas do tubo de aço da presente invenção será descrita a seguir. Conforme descrito acima, "%" mostrando o teor (ou a concentração) de uma composição química significa"% em massa".

[0073] C: 003 a 0,08% [0074] O C é um elemento importante para garantir a resistência mecânica do aço. Um teor de não menos que 0,03% é necessário para melhorar a capacidade de endurecimento e a resistência mecânica em um material de parede espessa. Uma vez que se o seu teor excede 0,08% provoca a deterioração da tenacidade, o teor de C é ajustado para 0,03 a 0,08%.

[0075] Si: 0,25% ou menos [0076] O Si tem um efeito de desoxidante na produção do aço, mas é melhor adicioná-lo tão pouco quanto possível. Porque deteriora se ri a mente a tenacidade, particularmente, de um material de parede espessa. Se o teor de Si exceder 0,25%, a tenacidade do material de parede espessa é notavelmente deteriorada. Portanto, o teor é ajustado para 0,25% ou menos se ele for adicionado como desoxidante. Um teor de 0,15% ou menos permite também a melhoria da tenacidade. O teor é mais desejável mente controlado para menos de 0,10%. Embora seja difícil reduzir extremamente o Si como impureza do ponto de vista do processo de produção do aço, uma tenacidade extremamente satisfatória pode ser obtida se o seu teor for limitado a menos de 0,05%.

[0077] Mn: 0,3 a 2,5% [0078] O Mn precisa ser incluído em uma quantidade relativamente grande uma vez que ele aumenta a capacidade de endurecimento e portanto reforça o centro mesmo em um material de parede espessa e também aumenta a tenacidade. Um teor de menos de 0,3% não pode fornecer esses efeitos, e um teor excedendo 2,5% provoca deterioração da característica de resistência HIC, portanto o teor de Mn é ajustado para 0,3 a 2,5%.

[0079] Al: 0,001 a 0,10% [0080] O Al é adicionado como desoxidante na produção do aço. Para se obter esse efeito, ele precisa ser adicionado de forma a ter um teor de não menos que 0,001%. Por outro lado, se o teor de Al exceder 0,10%, as inclusões são agrupadas, deteriorando, portanto a tenacidade, e defeitos de superfície são freqüentemente gerados durante o trabalho de chanfradura da face de trabalho das extremidades dos tubos. Portanto, o teor de Al é ajustado para 0,001 a 0,10%. Do ponto de vista de evitar-se defeitos de superfície, é desejável fornecer-se um limite superior, e o limite superior é preferivelmente ajustado para 0,03% e mais preferivelmente para 0,02%. Uma vez que um alto efeito de desoxidação pela adição de Si não pode ser esperado no tubo de aço da presente invenção, o limite inferior do teor de Al é preferivelmente ajustado para 0,010% para uma desoxidação suficiente.

[0081] Cr: 0,02 a 1,0% [0082] O Cr é um elemento que melhora a capacidade de endurecimento e a resistência mecânica do aço em um material de parede espessa. O efeito torna-se notável quando 0,02% ou mais de Cr são incluídos. Entretanto, uma vez que um teor excessivo do mesmo provoca alguma deterioração da tenacidade, o teor é limitado a 1,0% ou menos.

[0083] Ni: 0,02 a 1,0% [0084] O Ni é um elemento que melhora a capacidade de endurecimento e a resistência mecânica do aço em um material de parede espessa. O efeito torna-se notável quando 0,02% ou mais de Ni são incluídos. Entretanto, uma vez que o NI é um elemento caro, e o efeito é saturado se ele for excessivamente incluído, o seu limite superior é ajustado para 1,0%.

[0085] Mo: 0,02 a 1,2% [0086] O Mo é um elemento que melhora a resistência mecânica do aço pelo fortalecimento da transformação e pelo fortalecimento da solução sólida. O efeito torna-se notável quando 0,02% ou mais de Mo são incluídos. Entretanto, uma vez que uma adição excessiva do mesmo provoca deterioração da tenacidade, o limite superior é ajustado para 1,2%.

[0087] Ti: 0,004 a 0,010% [0088] O teor de Ti precisa ser controlado em uma faixa estreita de 0,004 a 0,010% adequado para precipitar como carbonitreto fino de Ti, sem precipitação na solidificação, durante o subseqüente aquecimento da barra. Se o teor for menor que 0,004%, um número suficiente de grãos de carbonitreto de Ti precipitado não pode ser garantido, e se ele exceder 0,010%, o carbonitreto de Ti é precipitado brutamente no resfriamento após a solidificação. Portanto, um teor adequado de Ti é 0,004 a 0,010%.

[0089] N: 0,002 a 0,008% [0090] O N precisa ser incluído em um teor de 0,002% ou mais para garantir um carbonitreto de Ti finamente disperso. Uma vez que um teor excedendo 0,008% resulta na precipitação de carbonitreto de Ti com granulação bruta na solidificação, o seu teor precisa ser controlado em uma faixa estreita de 0,002 a 0,008%.

[0091] V: 0 a 0,08% [0092] O vanádio é um elemento cujo teor deve ser determinado dependendo do equilíbrio entre resistência mecânica e tenacidade. Se uma resistência mecânica suficiente puder ser garantida pelos outros elementos de ligação, uma tenacidade aumentada pode ser obtida sem a sua adição. Quando ele é adicionado como um elemento de melhoria da resistência mecânica, o teor é preferivelmente ajustado para 0,02% ou mais. Uma vez que a tenacidade é seriamente deteriorada se o teor exceder 0,08%, o limite superior do teor é ajustado para 0,08% se adicionado.

[0093] Nb: 0 a 0,05% [0094] O Nb é notavelmente eficaz para suprimir a granulação bruta durante o aquecimento para o resfriamento no caso de um tratamento térmico fora da linha. Para se obter esse efeito, p Nb é deseja-velmente incluído em, um teor de 0,005% ou mais.Entretanto, se o teor de Nb exceder 0,05%, um carbonitreto de granulação bruta é precipitado para deteriorar a tenacidade. Portanto o limite superior é ajustado para 0,05%.

[0095] No caso de um tratamento térmico na linha, basicamente é melhor não adicionar-se Nb uma vez que o carbonitreto de Nb é precipitado de forma não homogênea, o que aumenta a dispersão da resistência mecânica bem como a deterioração da tenacidade. Quando o teor excede 0,005%, a dispersão da resistência mecânica é notável e problemática para a produção. Portanto, quando se aplica o tratamento térmico na linha, o limite superior permissível deve ser ajustado para 0,005%.

[0096] Cu: 0 a 1,0% [0097] O Cu não precisa ser adicionado. Entretanto, ele pode ser adicionado, se for pretendida uma melhoria na característica de resistência HIC (característica de resistência à fratura induzida pelo hidrogênio), uma vez que ele tem um efeito de melhorar a característica de resistência HIC. O teor mínimo que melhora a característica HIC é 0,02%. Uma vez que o efeito é saturado mesmo com um teor que excede 1,0%, o teor pode ser ajustado para 0,02 a 1,0% se adicionado.

[0098] Ca, Mg e REM: 0,0002 a 0,005%, no total de pelo menos um elemento selecionado entre eles.

[0099] Esses elementos são adicionados com o propósito de melhorar a tenacidade e a resistência à corrosão pelo controle das formas das inclusões e com o propósito de suprimir o entupimento dos bocais no lingotamento para melhorar as características de lingotamento. Para se obter tais efeitos, é necessário um teor de 0,0002% ou mais, no total de pelo menos um selecionado entre eles. Se o teor exceder 0,005%, no total de pelo menos um elemento selecionado entre eles, não apenas o efeito é saturado, mas também as inclusões são facilmente agrupadas, deteriorando portanto de certa forma a tenacidade e as características de resistência HIC. Portanto, quando um desses e-lementos é adicionado, cada teor é ajustado para 0,0002 a 0,005%, e quando dois ou mais elementos selecionados entre eles são adicionados, o teor total é ajustado para 0,0002 a 0,005%. REM (metais terras raras) significa 17 elementos que incluem elementos lantanóides, Y e Sc.

[00100] B: 0,0003 a 0,01% [00101] O B não precisa ser adicionado. Entretanto, uma vez que a sua adição leva a uma melhoria na capacidade de endurecimento mesmo se forem traços do elemento, a adição é eficaz quando também uma alta resistência mecânica é necessária. Para se obter esse efeito, um teor de 0,0003% ou mais é desejável. Entretanto, uma vez que uma adição excessiva desse elemento provoca deterioração da tenacidade, o teor de B é ajustado para 0,01% ou menos se adicionado.

[00102] O tubo de aço para tubulação da presente invenção contém a composição acima e o saldo sendo Fé e impurezas. Os limites superiores do teor de P e C entre as impurezas devem ser controlados como a seguir.

[00103] P: Não mais que 0,05%.

[00104] P é um elemento impureza que deteriora a tenacidade, e o teor é preferivelmente tão pouco quanto possível. Uma vez que um teor excedendo 0,05% provoca uma notável deterioração da tenacidade, o limite superior permissível é ajustado para 0,05%. O teor de P é preferivelmente 0,02% ou menos e, também preferivelmente, 0,01 % ou menos.

[00105] S: Não mais que 0,005% [00106] O S é também um elemento impureza que deteriora a tenacidade, e o teor é preferivelmente tão baixo quanto possível. Uma vez que um teor excedendo 0,005% provoca deterioração notável da tenacidade, o limite superior permissível é ajustado para 0,005%. O teor de S é preferivelmente 0,003% ou menos e, também preferivelmente, 0,001% ou menos. Método de Produção [00107] Condições adequadas de produção do método de produção da presente invenção serão descritas a seguir.

Lingotamentoe Resfriamento após a Solidificação [00108] O aço é refinado em um forno de oxigênio básico ou similar de modo a ter a composição acima, seguido de lingotamento e solidificação para se obter um bloco. Nesse momento, é importante obter-se um lingote solidificado no qual a precipitação do carbonitreto de Ti é suprimida. Se os teores de C. Ti e N são restritos conforme acima, basicamente o carbonitreto de Ti não é precipitado durante a solidificação. Entretanto, se a taxa de resfriamento subseqüente for baixa, um carbonitreto de Ti de grãos brutos se precipita, portanto o resfriamento deve ser executado a não menos que uma taxa específica de resfriamento.

[00109] Um lingotamento contínuo para uma forma de barra redonda é ideal para o processo de produção, entretanto um processo de lingotamento continuo até um molde quadrado ou lingotamento como um lingote e então d es baste até a barra redonda pode ser executado.

Nesse caso, é importante controlar também estritamente a taxa de resfriamento após a solidificação para suprimir a precipitação de um TiN de grãos brutos.

[00110] Uma taxa média de resfriamento em uma faixa de temperatura de 1400 a 1000*0, onde o carbonitreto de Ti está apto a ser gerado após a solidificação, é necessário que seja de não menos que SO/min no caso de lingotamento para barra redonda e deve ser de não menos que ÔO/min no caso de execução do desbaste. A taxa média de resfriamento é mais preferivelmente ajustada para ser não menos que SO/min no caso de lingotamento para barra redonda e ser de não menos que KTC/min no caso de execução do desbaste. Em cada caso, não é fornecido nenhum limite superior uma vez que uma maior taxa média de resfriamento é mais desejável.

[00111] A taxa de resfriamento do bloco varia dependendo das porções do bloco. No caso de lingotamento contínuo para o molde circular, a taxa de resfriamento é controlada em um local distante do centro por uma distância de 1/2 do raio. No caso de lingotamento contínuo para um molde quadrado, a taxa de resfriamento é controlada em uma posição média entre o centro de gravidade e a superfície em uma linha passando no centro de gravidade do quadrado em paralelo ao seu lado mais comprido. A temperatura pode ser medida anexando-se um par termelétrico, ou ao invés pela simulação numérica corrigida com a história da temperatura da superfície. (2) Trabalho da Barra ou do Lingote [00112] A barra redonda é reaquecida até uma temperatura traba-Ihável a quente, e são executados a perfuração, o estiramento e a la-minação de conformação. O bloco ou placa lingotado em uma seção transversal quadrada é reaquecido e então transformado em uma barra redonda por forjamento e/ou laminação, e são então executados a perfuração, o estiramento e a laminação de conformação.

[00113] É necessária que a temperatura de reaquecimento seja 1150Ό ou maior uma vez que a resistência à deformação a quente é aumentada a uma temperatura menor que 1150Ό, o que aumenta as falhas. O seu limite superior é ajustado para 1280°C, uma vez que uma temperatura que exceda 12801^ leva a um aumento excessivo na unidade de combustível cru de aquecimento, e uma redução no rendimento pelo aumento da perda de carepa, o que encurtou economicamente a vida útil do forno de aquecimento, e similar. Uma vez que uma menor temperatura de aquecimento produz grãos mais finos e aumenta a tenacidade, uma temperatura de aquecimento preferível é 1200Ό ou menor.

[00114] Quando o Ti dissolvido está suficientemente presente, o carbonitreto de Ti é precipitado durante o reaquecimento, entretanto a precipitação ocorre a uma temperatura relativamente baixa, diferentemente da precipitação durante o resfriamento após a solidificação. Portanto, o carbonitreto de Ti precipitado é de grãos muito mais finos que aquele precipitado durante o resfriamento após a solidificação. Um número aumentado de carbonitreto de Ti de grãos finos é formado, e isso suprime a migração de grãos durante aquecimento da barra para evitar granulação bruta. Entretanto, uma vez que o aquecimento rápido incapacita a precipitação rápida a uma baixa temperatura, o efeito de evitar-se granulação bruta não pode ser obtido. É eficaz para a promoção da precipitação rápida a uma baixa temperatura durante o reaquecimento que a taxa média de aquecimento seja de 15°C ou menos a uma temperatura entre 550 e 900Ό ou que o tratamento isotérmico seja executado por 15 minutos ou mais a uma temperatura entre 550 e 1000Ό.

[00115] A perfuração, o estiramento e a laminação de conformação podem ser executados nas condições de produção para um tubo de aço sem costura comum.

Tratamento Térmico após a Produção do Tubo [00116] No tratamento térmico após a produção do tubo, é necessário obter-se uma estrutura homogênea para garantir a tenacidade. O tratamento de resfriamento é baseado no tratamento térmico na linha de execução do resfriamento, sem resfriar-se até a temperatura ambiente, em sucessão à laminação a quente. Entretanto, se o reaqueci-mento e o resfriamento brusco são executados após o resfriamento, são produzidos grãos mais finos, melhorando a tenacidade. Quando o resfriamento brusco é executado em sucessão ao tratamento isotérmi-co em um forno isotérmico após o final do trabalho a quente, pode ser obtido um tubo de aço com dispersão de resistência mecânica minimizada.

[00117] Uma alta resistência mecânica e uma alta tenacidade podem ser obtidas mais facilmente em um material de parede espessa se a taxa de resfriamento no resfriamento brusco for ajustada a maior. À medida que a taxa de resfriamento se aproxima mais a uma taxa de resfriamento teoricamente limitada, uma maior resistência mecânica e uma maior tenacidade podem ser obtidas. A taxa média de resfriamento necessária é de SlC/s ou mais a uma temperatura entre 800 e δΟΟΌ, mais preferivelmente lOTD/s ou mais, e mais preferivelmente ainda não menos de 15O/s.

[00118] A temperatura final de resfriamento é também importante para garantir uma excelente tenacidade, em adição à taxa de resfriamento. É importante usar-se um aço com uma composição química ajustada e forçadamente resfriá-lo até uma temperatura final de não mais que 10ΟΌ. O resfriamento forçado é executado continuamente, preferivelmente até 80Ό ou menos, mais preferivelm ente até 50Ό ou menos, e mais preferivelmente ainda até 30Ό ou menos. De acordo com isso, a geração de transformação de estrutura reforçada na qual o C é parcial mente concentrado ou a austenita é retida pode ser evitada, portanto a tenacidade é significativamente melhorada.

[00119] Após o resfriamento bruto, o revenido é executado a uma temperatura entre 500 e 700Ό. O revenido é executado de modo a ajustar a resistência mecânica e melhorar a tenacidade. O tempo de retenção à temperatura de revenido pode ser determinado adequadamente de acordo com a espessura da parede do tubo de aço ou similar, e é geralmente ajustado para cerca de 10 a 120 minutos.

Exemplo [00120] Aços que tenham a composição química mostrada na Tabela 1 foram fundidos em um conversor. Dois métodos para produção de uma barra redonda foram adotados: um é um método para lingota-mento até um molde contínuo com seção transversal redonda, e o outro é um método de produção para lingotamento até um molde quadrado e então desbaste. As condições de produção no lingotamento para o molde de lingotamento contínuo redondo estão mostrados nas Tabelas 2 e 3. O processo de solidificação é representado como "RCC". O processo para lingotamento até o molde quadrado é representado como "BLCC", e as suas condições de produção estão mostradas nas Tabelas 4 e 5.

[00121] Barras redondas foram aquecidas nas condições de aquecimento da produção de tubos mostradas nas Tabelas 2 a 5, e tubos ocos foram produzidos pelo uso de uma máquina de cilindros alimen-tadores de perfuração. Os tubos ocos foram laminados com acabamento pelo uso de um laminador de mandril e de um calibrador, através do qual foram obtidos tubos de aço tendo espessura de parede de 30 mm a 50 mm. Posteriormente esses tubos foram resfriados nas condições de resfriamento brusco descritas nas Tabelas 2 a 5. Quer dizer, após a produção do tubo, qualquer um dos três processos a seguir foi adotado: o primeiro é o resfriamento imediato; o segundo é carregá-lo imediatamente em um forno de reaquecimento para tratamento isotérmico e então resfriá-lo bruscamente; e o último é o resfriamento uma vez até a temperatura ambiente e o reaquecimento e então o resfriamento novamente. Posteriormente, foi executado o revenido nas condições descritas nas Tabelas 2 a 5 para obter-se os produtos acabados.

[00122] Um corpo de prova para teste de tração JIS (Japan Industrial Standard) n° 12 foi preparado a partir de cada um dos tubos de aço resultante para medição do limite de resistência à tração (TS) e do limite de elasticidade (YS). O teste de tração foi executado conforme a JIS Z 2241. Como corpo de prova de impacto, um corpo de prova com entalhe em V de 10 mm x 10 mm, 2 mm foi preparado a partir da direção longitudinal do centro da parede espessa conforme o corpo de prova n° 4 da JIS Z 2202, e submetido ao teste.

[00123] No Teste n° 1 da Tabela 2, são descritos dois exemplos de números de ramificações de 1 e 2. O aço A, a invenção, é usado em 1-1 e 1-2, e a condição de produção de 1-1 está dentro da faixa restrita pela presente invenção, onde uma tenacidade aumentada é obtida. Por outro lado, a condição de produção de 1-2 é desviada do processo de produção definido pela presente invenção com uma taxa de aquecimento excessivamente alta para produção de tubos, onde a tenacidade aumentada não pode ser obtida. Cada um dos Testes nos 2 a 24 tem também números de ramificações 1 e 2, e o mesmo grau de aço é usado no mesmo número de teste. A condição de produção de cada número de ramificação 1 está dentro da faixa restrita pela presente invenção, onde uma tenacidade aumentada pode ser obtida. Por outro lado, a condição de produção de cada número de ramificação 2 é desviado do processo de produção definido pela presente invenção, onde uma tenacidade aumentada não pode ser obtida.

[00124] Nas Tabelas 4 e 5, o mesmo grau de aço é também usado em um número de teste, e cada ramificação n° 1 corresponde ao pro- cesso de produção dentro da faixa restrita pela presente invenção, onde a tenacidade aumentada é obtida. Por outro lado, uma vez que cada ramificação número 2 é desviada do processo de produção definido pela presente invenção, onde uma tenacidade aumentada não é obtida.

[00125] Os Testes nos 25 a 30 são exemplos de aços comparativos que são desviados a partir da faixa de composição da liga restrita pela presente invenção. Cada um dos aços é insuficiente em tenacidade, e tem performances insuficientes como tubulação que requer uma espessura aumentada e uma alta tenacidade.

Tabeta í Tabeia 1 - continuação Tabela 2 Tabela 2 - continuação *Notg:0 símbolo I mas Ira a invenção e o símbolo C mostra os comparativos.

Tabela 3 Tabela 3 - continuação ’Nüta:0 símbolo I mostra a invenção e o símbolo C mostra os comparath Tabela 4 Tabela 4 - continuação ’Nota:O símbolo I mostra a invenção e o símbolo C mostra os comparativos.

Tabela S

Tabela S - continuação *Nots:0 símbolo I mostra a invenção e o símbolo C mostra os comparativos.

Aplicabilidade Industrial De acordo com a presente invenção, restringindo-se a composição química de um tubo de aço sem costura e o seu método de produção, pode ser produzido um tubo de aço sem costura, mesmo um tubo de aço de parede espessa, para tubulação excelente em tenacidade enquanto tem alta resistência mecânica tal como limite de elasticidade da classe X70 (limite de elasticidade de não menos que 482 MPa), classe X80 (limite de elasticidade de não menos que 551 MPa), classe X90 (limite de elasticidade de não menos que 620 MPa), classe X100 (limite de elasticidade de não menos que 689 MPa), e classe X120 (limite de elasticidade de não menos que 827 MPa). O tubo de aço sem costura da presente invenção é um tubo de aço que pode ser colocado em uma circunstância mais severa do fundo do o-ceano, particularmente para o uso de uma linha de fluxo submarina. A presente invenção é assim grandemente contribuinte para um fornecimento estável de energias.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método de produção de um tubo de aço sem costura para tubulação, com uma espessura de parede de 25 mm ou mais, com alta resistência e tenacidade aumentada, caracterizado por compreender as seguintes etapas (a) a (e): (a) conformar um entre I ou II por lingotamento contínuo de aço fundido, que tenha uma composição química consistindo em, em % em massa, C: 0,03 a 0,08%, Si: não mais que 0,25%, Mn: 0,3 a 2,5%, Al: 0,001 a 0,10%, Cr: 0,02 a 1,0%, Ni: 0,02 a 1,0%, Mo: 0,02 a 1,2%, Ti: 0,004 a 0,010%, N: 0,002 a 0,008%, e 0,0002 a 0,005%, no total, de pelo menos um elemento selecionado entre Ca, Mg e REM, e o saldo sendo Fe e impurezas, opcionalmente incluindo V: 0 a 0,08%, Nb: 0 a 0,05%, B: 0,0003 a 0,01% ou Cu: 0 a 1,0%, e que P e S entre as impurezas sejam não mais que 0,05% e não mais que 0,005% respectivamente; I sendo uma barra com uma seca transversal redonda e II sendo um bloco ou uma placa com uma seção transversal quadrada, (b) resfriar I ou II até a temperatura ambiente; no caso de I a não menos de ΘΌ/ηιϊη de taxa de resfriamento médi a entre 1400 e 10001C, e no caso de II a não menos de eO/min de t axa de resfriamento média entre 1400 e 1000Ό, (c) aquecer I ou II até uma temperatura entre 1150 e 128010 a não mais de lõO/min de uma taxa média de aquecimento entre 550 e 900Ό, e então no caso de I perfurando- se e laminando-se a mesma para fazer um tubo sem costura; e então no caso de II resfriar até a temperatura ambiente, para formar uma barra com uma seção transversal redonda por forjamento e/ou laminação, e então aquecer a barra a uma temperatura entre 1100 e 1280°C, e então perfurando-se e laminando-se a mesma para fazer um tubo sem costura, (d) em ambos os casos I e II resfriar forçadamente o tubo de aço sem costura até uma temperatura de não mais que 100Ό a não menos de eO/seg. de taxa média de resfriamento entre 800 e 500Ό, imediatamente após a produção do tubo, ou após o tratamento isotérmico numa temperatura entre 850 e 1000Ό imediatamente em sucessão à produção do tubo, ou após o aquecimento até uma temperatura entre 850 e 1000Ό após o resfriamento em sucessão à produção do tubo, (e) em ambos os casos I e II revenir o tubo de aço sem costura a uma temperatura entre 500 e 690Ό.

2.

Método de produção de um tubo de aço sem costura para tubulação, com uma espessura de parede de 25 mm ou mais, com alta resistência e tenacidade aumentada, caracterizado por compreender as seguintes etapas (a) a (e): (a) conformar um entre I ou II por lingotamento contínuo de um aço fundido que tenha a composição química consistindo em, em % em massa, C: 0,03 a 0,08%, Si: não mais que 0,25%, Mn: 0,3 a 2,5%, Al: 0,001 a 0,10%, Cr: 0,02 a 1,0%, Ni: 0,02 a 1,0%, Mo: 0,02 a 1,2%, Ti: 0,004 a 0,010%, N: 0,002 a 0,008%, e 0,0002 a 0,005%, no total, de pelo menos um elemento selecionado entre Ca, Mg e REM, e o saldo sendo Fe e impurezas, opcionalmente incluindo V: 0 a 0,08%, Nb: 0 a 0,05%, B: 0,0003 a 0,01% ou Cu: 0 a 1,0%, e que P e S entre as impurezas sejam não mais que 0,05% e não mais que 0,005% respectivamente; I sendo uma barra com uma seção transversal redonda e II sendo um bloco ou uma placa com uma seção transversal quadrada, (b) resfriar I ou II até a temperatura ambiente a não menos que ΘΌ/ηιιη de taxa média de resfriamento entre 140 0 e 1000Ό, e no caso de II a não menos do que 8°C/min a uma taxa média de resfriamento entre 1400 e 1000°C, (c) tratar isotermicamente I ou II durante não menos que 15 minutos a uma temperatura entre 550 e 1000Ό, e aqu ecimento a uma temperatura entre 1150 e 128010, e então no caso de I perfurá-la e laminá-la para produzir um tubo sem costura; no caso de II forjá-la ou laminá-la para formar uma barra com uma seção transversal redonda e então resfriá-la até a temperatura ambiente, seguida de aquecimento da barra até uma temperatura entre 1100 e 12800, então perfurá-la e laminá-la para produzir um tubo sem costura, (d) em ambos os casos I e II resfriar forçadamente o tubo de aço sem costura até uma temperatura não maior que 1000 a não menos que 80/seg de taxa média de resfriamento ent re 800 e 5000, imediatamente após a produção do tubo, ou após o tratamento isotér-mico a uma temperatura entre 850 e 10000 imediatamente em sucessão à produção do tubo, ou após o aquecimento a uma temperatura entre 850 e 1000*0 após o resfriamento em sucessão à produção do tubo. (e) em ambos os casos I e II revenir o tubo sem costura a uma temperatura entre 500 e 6900.