BRPI0710119A2 - método de fabricação de tubulação e tubo sem costura - Google Patents
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Abstract
<B>MéTODO DE FABRICAçãO DE TUBULAçãO E TUBO SEM COSTURA<D>A presente invenção refere-se a um método de fabricação de tubos sem costura tendo propriedades mecânicas melhores, por meio de um método de fabricação de tubo com grande efeito de economia de energia para executar continuamente desde processos de perfuração-laminação até tratamento de calor. Um método de fabricação de um tubo sem costura incluindo as etapas de um processo de perfuração-laminação, processo de laminação de alongamento, processo de igualamento, processo de reaquecimento, processo de resfriamento brusco e processo de revenido, em que o processo de igualamento é completado com uma temperatura do tubo sem costura não menor do que 6OO<198>C mas menor do que 8OO<198>C, o tubo sem costura é carregado em um forno de reaquecimento com uma temperatura não menor do que 400<198>C e é reaquecido com uma temperatura não menor do que a tem- peratura de transformação Ac~ 3~ mas não maior do que 1000<198>C no processo de reaquecimento.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DEFABRICAÇÃO DE TUBULAÇÃO E TUBO SEM COSTURA".
Campo Técnico
A presente invenção refere-se a uma técnica de fabricação de tubulações e tubo sem costura (a seguir descritos como "tubos") e, mais par-ticularmente, a um método de fabricação de tubos sem costura de alta resis-tência e alta dureza.Antecedentes da Invenção
As indústrias de aço, que têm grandes instalações e grandes quantidades de consumo de energia, estão sob a necessidade de um pro-cesso contínuo, com a finalidade de economia de processamento e econo-mia de energia. Em um campo de tubos sem costura, por exemplo, está sobconsideração, uma tecnologia de tratamento de calor, como "resfriamentobrusco" e "revenido", que até agora foi provida por uma instalação de outralinha é executada continuamente depois do processo de laminação.
É necessário selecionar cuidadosamente as condições de pro-cesso a fim de materializar o processo contínuo, já que os tubos sem costuratêm demandas extremamente severas para confiabilidade dos produtos. Osseguintes presentes solicitantes descrevem algumas condições de processo em termos de economia de energia.
[Documento de Patente 1] Pedido de Patente RepublicadoW01996/12574-B
[Documento de Patente 2] Publicação de Patente Japonesa Não
Examinada N0. 1996-311551-A [Documento de Patente 3] Publicação de Patente Japonesa Não
Examinada N0. 2001 -240913-A
Em anos recentes, desempenho excelente foi requerido, para ostubos sem costura. Em uma laminação de acabamento de temperatura rela-tivamente alta como descrita nos acima mencionados documentos, porém, torna-se claro que o grão de cristal está ainda grosso até quando é conduzi-do subseqüente e simultâneo aquecimento e tratamento de calor e que édifícil lidar com demandas mais altas especialmente relativas a dureza dosprodutos.
Descrição da Invenção
Os problemas a serem resolvidos pela Invenção
Um objetivo da presente invenção é prover um método de fabri-car tubos sem costura com processo contínuo desde processo de perfura-ção-laminação a tratamento de calor.Meios para resolver os Problemas
Como o acima mencionado, os presentes inventores examina-ram as técnicas convencionais como descritas nos documentos de patente 1a 3 em detalhes e verificaram que o tamanho de grão em produtos, fabricadono processo contínuo, podia não ser suficientemente refinado.
A presente invenção é completada selecionando ótimamentecada condição desde o processo de perfuraração-laminação até tratamentode calor com base nas descobertas acima mencionadas. O assunto de inte-resse da presente invenção é um método de fabricação de tubos sem costu-ra descrito abaixo.
Um método de fabricação de tubulações e tubos sem costuraincluindo as etapas de um processo de perfuração-laminação, processo delaminação de alongamento, processo de igualamento, processo de reaque-cimento, processo de resfriamento brusco e processo de revenido, em que oprocesso de igualamento é completado com uma temperatura do tubo semcostura não menor do que 6009C mas menor do que 800QC, o tubo sem cos-tura é carregado em um forno de reaquecimento com uma temperatura nãomenor do que 400SC e é reaquecido com uma temperatura não menor doque a temperatura de transformação Ac3 mas não maior do que IOOO9C noprocesso de reaquecimento.Efeito da Invenção
De acordo com a presente invenção, tubos sem costura de altaresistência e alta dureza podem ser fabricados no processo contínuo desdeo processo de perfuração/laminação até tratamento de calor.Melhor Modo para Executar a Invenção
A figura 1 é uma vista mostrando uma configuração de linha pa-ra executar o método de acordo com a presente invenção. Como mostradona figura 1, aparelhos de um forno de aquecimento de tarugo 1 até máquinade endireitar 8 são colocados em uma linha contínua única. Enquanto refe-rindo-se a Figurai, é descrito cada processo da presente invenção.
(1) Processo de perfuração-laminação, processo de laminaçãode alongamento, e processo de igualamento.
Um tarugo é aquecido no forno de aquecimento 1 e perfuradopor uma máquina perfuradora, por exemplo, uma máquina perfuradora decilindro inclinado (perfuradora) 2 para se tornar uma casca oca. Como umprocesso de perfuração-laminação, podem ser aplicados outros vários pro-cessos de perfuração-laminação inclusive o método de perfuração-laminação tipo Mannesmann. Os requisitos de perfuração-laminação nãosão sujeitos a quaisquer restrições. Um tarugo pode ser fabricado de umlingote por uma mandriladora ou, por exemplo, pode ser usado um assimdenominado tarugo redondo, que é fundido continuamente usando um moldede fundir de seção circular.
A casca oca perfurada é laminada usando uma máquina de lami-nação contínua de alongamento 3 e uma máquina de igualamento 4. A má-quina de laminação contínua de alongamento inclui uma mandriladora, e amáquina de igualamento 4 inclui um calibrador, e um redutor de estiramento.
(2) Temperatura do tubo sem costura quando o processo de i-gualamento é completado
A temperatura deve estar em uma faixa de não menos do que600-C mas menos do que 800-C. Porque, sob a condição em que a tempe-ratura do tubo sem costura é mais baixa do que 6009C quando o processode igualamento é completado, é aplicada uma carga excessiva à instalaçãode igualamento, resultando na dificuldade de processo de igualamento.
Por um lado, quando a temperatura do tubo sem costura não é800-C ou maior, existe refinamento estrutural insuficiente de grãos de cristaldos produtos ainda que os tubos sem costura sejam executados reaquecen-do como descrito abaixo e "com resfriamento brusco-revenido direto". Se atemperatura do tubo sem costura pode ser ajustada para estar em uma faixanão menor do que 600°C mas menor do que 800°C quando o processo deigualamento for completado, o crescimento dos grãos da estrutura de produ-to é inibido e é obtida uma estrutura extremamente fina de grão de cristal.Conseqüentemente, como em seguida descrito nas versões, é possível obteros produtos com propriedades excelentes tais como dureza.
(3) Resfriando e reaquecendo depois do processo de igualamento
Depois que o processo de igualamento é completado, os tubossem costura são reaquecidos em um forno de reaquecimento 5. Embora a tem-peratura dos tubos sem costura seja abaixada desde a finalização do processode igualamento até o processo de reaquecimento, a temperatura deve estar emuma faixa não menor do que 400°C mas menor do que 800°C. Em outras pala-vras, os tubos sem costura devem ser carregados dentro do forno de reaque-cimento enquanto a temperatura dos tubos sem costura estiver em uma faixanão menor do que 400°C mas menor do que 800°C.
Quando a temperatura do tubo sem costura é abaixada abaixo de400°C depois do processo de igualamento, é produzida transformação de mar-tensita na estrutura de produto e então reversamente transformado em austeni-ta e durante o sucessivo reaquecimento. Então, os tubos sem costura são cur-vados e deformados. Além disso, já que os tubos sem costura devem perma-necer mais tempo no forno de reaquecimento, não só a produtividade é abaixa-da, mas também a quantidade de energia requerida para reaquecer é aumen-tada.
Com a suposição de que o forno de reaquecimento é disposto emuma linha única, desde que seja possível prevenir a temperatura do tubo semcostura de cair tão pouco quanto possível depois de completar o processo deigualamento para mudar para reaquecimento, os requisitos do acima mencio-nado forno de reaquecimento carregar temperatura podem facilmente ser reali-zados. Além disso, a temperatura do tubo sem costura pode ser prevenida decair provendo uma instalação de transporte, que conecta o processo de igua-lamento e o reaquecimento, com uma cobertura de isolante térmico.
A temperatura de reaquecimento não deve ser menor do que ado ponto de transformação Ac3 e não mais do que 1000°C. Preferencialmen-te, deve estar em uma faixa de 850 a 1000°C. A temperatura de não menosdo que a do ponto de transformação Ac3 é requerida para transformar a es-trutura de produto para austenita antes de continuar para o seguinte proces-so de resfriamento brusco. Além disso, a razão pela qual 1000°C é fixadocomo um limite superior é descrita como segue: porque o grão de cristal naestrutura de produto se torna grosso quando o produto for aquecido a tem-peratura maior do que 1000°C, e isto causa à dureza do produto ser abaixa-do depois do processo de resfriamento brusco. Além disso, já que a ferrite éseparada fora na estrutura de produto anterior ao tratamento de resfriamentode água quando a temperatura de iniciação do processo de resfriamentobrusco é menor do que a do ponto de transformação Ac3, não é obtido sufi-ciente endurecimento de têmpera, e isto causa a deterioração da resistênciae dureza do produto. A razão para que 850°C seja preferível como um limiteinferior da temperatura de reaquecimento é para prevenir os acima mencio-nados efeitos prejudiciais.
O tempo de aquecimento pode ser bastante para formar estrutu-ra de austenita por todo o produto de acordo com a espessura de produto eassim por diante.
(4) Processo de resfriamento brusco e processo de revenido
Os tubos sem costura tirados do forno de reaquecimento sãotrazidos para não terem menos do que a temperatura Ac3 do ponto de trans-formação por meio de reaquecimento. Conseqüentemente, os tubos semcostura são imediatamente introduzidos em uma máquina de resfriamentobrusco 6, por exemplo, "aparelho de resfriamento de água", antes de resfriarbruscamente. Além disso, é preferível usar um aparelho de resfriar brusca-mente capaz de simultaneamente resfriar tanto dentro quanto fora dos tubossem costura, no sentido de resfriar bruscamente uniformemente a espessurados tubos sem costura.
Os tubos sem costura são revenidos por uma máquina de reve-nir 7 depois do resfriamento brusco. A condição de revenido pode ser deci-dida dependendo do material e a qualidade requerida do tubo sem costura.Os tubos sem costura são endireitados pela máquina de endireitar 8 depoisdo acima mencionado tratamento de calor. Além disso, este tratamento deendireitar pode ser executado fora da linha.
(5) Composição química de tubo sem costura
Não existe qualquer restrição na composição química de tubosem costura fabricado de acordo com a presente invenção. Em geral, todotipo de aço usado para poço de petróleo tubular e tubo de linha podem serempregados.
Modalidades
Um tarugo da composição que consiste em C: 0.27%, S: 0.2%,Mn: 0.6%, Cr: 0.6%, Mo: 0.05%, V: 0.05%, e o balanço sendo Fe e impure-zas foram usados para a fabricação de tubos sem costura de 177.8 mm noO.D. e 10.36 mm na espessura em uma linha de fabricação como mostradona figura 1. A temperatura de aquecimento do tarugo, a temperatura do tubosem costura quando o igualamento foi completado, a temperatura do tubosem costura quando o tubo sem costura foi carregado no forno de reaqueci-mento, a temperatura de reaquecimento e temperatura de revenido foi mu-dada como mostrado na Tabela 1. Além disso, o tubo sem costura retiradodo forno de reaquecimento foi imediatamente resfriado bruscamente peloresfriamento de água. Número de tamanho de grão de cristal (de acordocom JIS G 0551) e propriedades mecânicas do tubo sem costura fabricado émostrado na Tabela 1.<table>table see original document page 8</column></row><table>*Numero de Tamanho Grao de Cristal definido pela JIS G 0551Como mostrado na Tabela 1, os Nos. 1 a 3 foram as condições deprocesso de igualamento e subseqüentes tratamentos de aquecimento quesatisfazem a presente invenção. Estes números de tamanho de grão de cris-tal estão em uma faixa de 7.5 a 8.0, isto é os cristais são refinados quanto àestrutura. Então, os tubos sem costura são superiores em dureza como tam-bém alta resistência.
Nos exemplos comparativos, em que a temperatura do tubo semcostura é excessivamente alta quando o processo de igualamento for com-pletado e quando os tubos sem costura forem carregados no forno de rea-quecimento, mostra que a temperatura de transição do teste de impacto deCharpy é significativamente alta por causa do tamanho de cristal grosso. Ouseja, a propriedade física é inferior em dureza.Aplicabilidade Industrial
De acordo com o método da presente invenção, pode ser fabri-cado um tubo sem costura consistindo em grão de cristal fino e tendo propri-edade mecânica significativamente superior. Além disso, de acordo com ométodo da presente invenção, o consumo de energia pode ser reduzido e ocusto de fabricação pode ser muito reduzido, já que todos os processosdesde aquecimento de tarugo até tratamento de calor são executados conti-nuamente em uma única linha de fabricação. Os tubos sem costura fabrica-dos de acordo com o método da presente invenção são preferencialmenteusados para poço de petróleo tubular e assim por diante exigindo durezasuperior de temperatura baixa.Breve Descrição dos Desenhos
A figura 1 é uma vista mostrando um exemplo de uma fila deinstalações de acordo com o método da presente invenção.Listagem de Referência
1. Forno de aquecimento de tarugo
2. Máquina de perfurar de cilindro inclinado (perfuradora)
3. Máquina de laminação contínua de alongamento
4. Máquina de igualamento
5. Forno de reaquecimento6. Máquina de resfriamento brusco
7. Máquina de revenido
8. Máquina de Endireitar
Claims (1)
1. Método de fabricação de uma tubulação e tubo sem costuraincluindo as etapas de um processo de perfuração-laminação, processo delaminação de alongamento, processo de igualamento, processo de reaque-cimento, processo de resfriamento brusco e processo de revenido, em que oprocesso de igualamento é completado com uma temperatura do tubo semcostura não menor do que 600°C mas menor do que 800°C, o tubo sem cos-tura é carregado em um forno de reaquecimento com uma temperatura nãomenor do que 400°C e é reaquecido com uma temperatura não menor doque a temperatura de transformação AC3 mas não maior do que 10OO°C noprocesso de reaquecimento.
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