BR112012031310B1 - método para a produção de tubos sem costura - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS SEM COSTURA. A presente invenção refere-se a um método para a produção de tubos sem costura de blocos de metal maciço aquecido, por meio de um mandril (4) que está fixado a uma haste de laminação (5), no caso de que um material de revestimento é aplicado sobre a lado interno do bloco oco (3) durante o processo da formação por meio da influência da haste de laminação (5) a partir do bloco de metal maciço para um bloco oco (3), que é criado durante a formação.
Description
[0001] A invenção se refere a um método para a produção de tubos sem costura a partir de blocos de metal maciços aquecidos, compreendendo especificamente uma laminadora cruzada, no caso do qual o bloco é impulsionado por meio de cilindros, que estão dispostos em um ângulo, e é laminado através de uma ferramenta interna, que consiste de um mandril que é preso a uma haste de cilindro de tal modo a ser capaz de ser separado, se necessário.
[0002] Durante a laminação, a haste de laminação se sustenta por si própria contra um bloco de garantia do mandril com a sua extremidade que fuça virada para fora do mandril. Um bloco de metal maciço e em sua maior parte arredondado, que é aquecido pata uma temperatura de laminação, é perfurado e estirado no processo seguinte para a formação de um tubo sem costura. O furo é criado por esse meio em que o bloco arredondado é impulsionado por meio dos cilindros, que são ajustados em um ângulo, e é laminado através de um mandril. É por isso o objetivo do mandril a perfuração da zona do núcleo do bloco, para alisar a superfície interna do bloco oco criado e levando a espessura da parede no mesmo para a medida desejada.
[0003] Esse método, bem como um dispositivo para a execução do método é conhecido a partir da DE 2 96 04 969 C2, por exemplo. Esta publicação trata de forma especifica com o desgaste das ferramentas de formação e a necessidade de resfriar as mesmas bem como o impacto do refrigerados sobre o próprio material de laminação.
[0004] Quando o bloco de metal aquecido está em contato com o oxigênio da atmosfera ou o oxigênio de outras fontes, tais como a água de resfriamento, por exemplo, uma carepa que tem que ser idealmente descolada antes da formação que se segue, porem não mais tarde do que durante a formação de modo a impedir erros de superfície no lado interno do tubo sem costura finalmente criado, são criados ma superfície interna do bloco oco, e também nas etapas de deformação, que se seguem ao primeiro processo de formação, se necessário.
[0005] Depois da modalidade do bloco oco e antes da futura formação do bloco oco em um tubo sem costura, o método que é tipicamente usado para isso proporciona a insuflação para fora a carepa já afrouxada por meio de nitrogênio ou ar bem como para a introdução em seguida dos por que contém borato tais como o bórax, por exemplo,. Em sua maior parte, esse bórax funde a superfície do bloco oco, afrouxa as carepas no grau em que elas podem ser expelidas por insuflação para fora do interior do bloco oco de forma confiável e converte a carepa em uma forma liquida. A introdução dos pós que contém o borato leva de 4 a 10 segundos. Finalmente a descarga da carepa que pode ser necessária, que tinha sido amaciada, liquefeita ou afrouxada através dos pós que continham o borato, requer um adicional de 1 a 8 segundos.
[0006] Os métodos conhecidos a partir do estado da técnica dessa forma não somente resultam em um atraso indesejado do processo de produção como um todo, porem também uma descarga considerável de bórax e a queima do mesmo no interior do ambiente, devido ao uso de tipicamente aproximadamente 2 kg de bórax para cada tonelada de material para laminação. Finalmente, a temperatura do bloco oco também é abaixada de uma maneira indesejável nessa etapa deste método, que era necessário até agora.
[0007] Para superar as influências interferentes da carepa da perfuração à jusante do processo de perfuração, a JP 63-154207A propõe adicionalmente a introdução de um lubrificante feito de grafite no interior da área entre um mandril alongado e a superfície interna do bloco oco. A formação de carepa, no entanto, não é significativamente evitada com isso.
[0008] Com base no estado da técnica discutido acima, foi dessa forma o objetivo da invenção o de especificar um método para a produção de tubos sem costura, que seja capaz de prevenir de forma confiável as desvantagens conhecidas a partir do estado da técnica. Este objetivo é resolvido por meio de um método que compreende as características da invenção. Modalidades vantajosas da invenção são apresentadas nas concretizações.
[0009] A invenção é baseada no conhecimento de que a formação de carepas na superfície interna do bloco oco, e se necessário, também no lado interno do tubo sem costura, que pé criado mais tarde a partir do bloco oco, pode então ser evitada de forma confiável quando um material de revestimento (assim chamado de "Piercer Shell Inner Surface Treatment Product" ou se forma resumida "Produto") é aplicado sobre o lado interno do bloco oco já durante o processo de formação sob a influência do mandril sobre o bloco de metal maciço e durante todo o processo de perfuração.
[00010] A formação de carepas pode ser desacelerada efetivamente, se não evitada completamente por meio do revestimento completo de preferência da superfície interna do bloco oco. Em termos da invenção, é tornado possível através disso funcionar completamente sem a etapa de afrouxamento da carepa e da descarga da mesma a partir do bloco de metal oco formado, sem ter que aceitar as desvantagens com referência com relação à qualidade da superfície interna do bloco oco.
[00011] O uso se substancias que contém borato e a descarga das mesmas dentro do ambiente podem ainda mais serrem limitadas a um mínimo e podem ser evitadas completamente, se necessário. Quando da utilização de bórax como um componente do material de revestimento, o uso do material e consequentemente a descarga do mesmo dentro do meio ambiente é somente de 10 a 20% quando comparada com os métodos padrão acima definidos, devido às quantidades requeridas, que são consideravelmente menores.
[00012] A invenção gerada dessa forma para impedir de forma confiável o contato do lado interno do bloco oco com o oxigênio, especificamente com o oxigênio da atmosfera. No entanto, em uma alternativa especifica vantajosa do método de acordo com a invenção, um gás inerte, de preferência o nitrogênio, é usado para deslocar o ar dentro do bloco oco e/ou do tubo sem costura. Isso pode ter lugar de preferência, por exemplo, em que o gás inerte é guiado para dentro do interior do bloco oco junto com o material de revestimento e através das mesmas linhas e aberturas.
[00013] No entanto, uma modalidade do método de acordo com a invenção também é de preferência no caso em que o gás inerte, de preferência o nitrogênio, é suprido através de linhas separadas e aberturas, por mio do que um não acoplamento do suprimento de nitrogênio e do suprimento do material de revestimento é conseguido.
[00014] Finalmente, uma modalidade também é de preferência, no caso em que o gás inerte, de preferência o nitrogênio, é suprido junto com o material de revestimento, e o nitrogênio á suprido de forma adicional a qualquer localização no interior do bloco oco, se necessário através de linhas separadas e/ou aberturas separadas.
[00015] É de preferência que quando o material de revestimento seja aplicado sobre o lado interno do bloco oco, pelo menos quase que imediatamente depois do afrouxamento do lado interno do bloco oco a partir do mandril. A idéia da invenção dessa forma também compreende métodos, no caso do qual o material de revestimento já tenha sido introduzido entre o mandril e o bloco oco, mesmo antes que a superfície interna do bloco oco ele eleve ela própria a partir do mandril, e ocasione o avanço do bloco contra o mandril. UM contato do oxigênio com o lado interno do bloco oco pode ser completamente evitado através disso.
[00016] No entanto, um método, no caso em que o material de revestimento seja aplicado somente depois do afrouxamento do lado interno do bloco oco a partir do mandril, também é de preferência, Passa sem ser informado que a aplicação do material de revestimento deve ter lugar tão cedo quanto possível em um tal caso, ou que a formação da carepa permaneça limitada a um mínimo, que seja considerável como sendo aceitável.
[00017] Para a aplicação do material de revestimento da maneira acima especificada, é de preferência quando as aberturas no mandril e/ou da haste da laminação ela própria estejam fixados de tal forma que o material de revestimento possa ser aplicado no lado interno do bloco oco através de tais aberturas. Uma pluralidade de aberturas, que estão dispostas através da periferia da ferramenta, de preferência de uma maneira eqüidistante, são nesse contexto de preferência especifica, de modo a garantir uma distribuição completa e de preferência uniforme do material de revestimento sobre a superfície interna do bloco oco através dessa cooperação com a rotação do mandril e/oi do cilindro de laminação com relação ao bloco oco.
[00018] Somente um pequeno número de demandas mínimas deve ser feito sobre o próprio material de revestimento. Deve ser assegurado que depois do contato com o lado interno do bloco oco, este material de revestimento adira, pelo menos no grau em que um revestimento seja criado, através do qual a formação de carepas seja conseguida pelo menos consideravelmente, de preferencia de pelo menos 50%, de mais preferencia de pelo menos 80% quando comparado ais métodos padrão acima definidos. Para isso, a formação de uma película de revestimento continuo que compreenda uma espessura mínima de pelo menos 1 μm seja correntemente considerada como sendo vantajosa.
[00019] Um método, no caso do qual, o material de revestimento incorpora uma camada de cobertura impermeável ao ar no lado interno do bloco oco, bem como no lado interno do tubo sem costura, e de preferência especifica. É extremamente de preferência nesse contexto quando a camada de cobertura sobre o lado interno do bloco oco tenha uma espessura de menos do que 100 μm em media, è assegurado através disso que o contato do lado interno do bloco oco com o oxigênio da atmosfera que pode estar presente ou outro oxigênio, que entre dentro da etapa do processo, seja relativamente prevenido.
[00020] Em uma modalidade de preferência do método de acordo com a invenção, o material de revestimento é aplicado sobre o lado interno do bloco oco na forma de pó por meio de um gás transportador. De preferência especifica, as tubulações que levam a abertura através de uma haste rotativa e possivelmente também através do mandril, sejam usadas para isso, de modo a assegurar de forma confiável a aplicação do material de revestimento sobre o lado interno do bloco oco através disso. É de preferência especifica neste contexto quando a mistura do grãs de transporte e o material de revestimento sejam introduzidos dentro da linha em uma pressão de menos do que 20 bar, porem de preferência de 1 a 5 bar, de tal forma a assegurar uma pressão suficiente nas aberturas através disso.
[00021] É de preferência especifica quando o tamanho de grão de pelo menos 90% do pó é de menos do que 840 um, de preferência de menos do que 250 um e de mais preferência entre 30 e 50 um. É assegurado através disso que nenhum bloqueio deve ser temido dentro dos tubos de suprimento ou das aberturas dentro da haste de laminação ou do mandril, e que a formação de uma película de revestimento continuo que compreenda esses tamanhos de grãos seja suportada de uma maneira especificamente vantajosa.
[00022] Em uma modalidade alternativa e da mesma forma de preferência do método de acordo com a invenção, a aplicação do material de revestimento, no entanto, aconteça na forma liquida, de preferência como um pó, que seja dissolvido em água e/ou misturado com a água. Através disso o suprimento do material de revestimento sobre o lado interno do bloco oco através da haste de laminação e o mandril é projetado de forma a ser especificamente simples
[00023] Além disso, a forma liquida do suprimento do material de revestimento sustenta a formação da película de revestimento sobre o lado inferno do bloco oco de uma maneira especificamente vantajosa.
[00024] Em uma modalidade de preferência especifica desta alternativa do método de acordo com a invenção, a fração de volume do liquido, de preferência de água, é de 60 a 90% na mistura ou solução. É alem disso de preferência especifica quando o material de revestimento é suprido através das linhas em forma liquida em uma pressão de 5 a 50 bar, de mais preferência de 10 a 25 bar.
[00025] Desde que é para conter o bórax, o material de revestimento tanto consiste de uma mistura de bórax e tripolifosfato de sódio (NaTTP), de preferência junto com um sabão e/ou mica ou de bórax e sulfatos, de preferência através da adição de grafite. As porções individuais de preferência dos respectivos componentes, em cada caso especificadas em percentagens por peso, estão especificadas na tabela 1 que se segue junto com a informação com relação ao efeito para os componentes individuais.
[00026] Com relação à mica, essa é entendida como sendo silicatos, especificamente silicatos em camadas, que tenham a fórmula química geral DG2[T4O10] X2, na qual D significa 12 cátions coordenados (K, Na, Ca, Ba, Rb, Cs, NH4), G significa 6 cátions coordenados (L1, Mg, Fe2+, Mn, Zn, Al, Fe3+,Cr, V, Ti), T significa 4- cátions coordenados (s1, Al, Fe3+, B, Be) e x significa os anions (OH’, F’, Cl1, O2, S2 ).
[00027] De acordo com a invenção, as micas que tenham sódio e/ou potássio bem como Cálcio e/pó bário e Sílica, e/ou Alumínio e/ou Ferro e/ou Titânio como o componente principal são as de preferência. Tabela 1 N°componenteparte na mistura %Finalidade l.sabãoO - 10umidificação bórax52 - 80afrouxar carepas NaTPP20 - 40afrouxar carepas + cobertura da superfície micaO - 20lubrificação 2.grafite0 - 35lubrificação bórax25 - 65afrouxar carepas sulfato de sódio20 - 60umidificação + cobertura da superfície
[00028] No caso em que i material de revestimento, no entanto é para ser completamente isento de borato, o que é de preferência especifica, a mistura para o material de revestimento consiste substancialmente de tripolifosfato de sódio (NaTPP) e N-meta fosfato de sódio, de preferência Phoskadent M®, no qual o componente principal consiste de dimetafosfato de sódio, ao qual a grafite também é adicionada de uma maneira especificamente vantajosa. As partes individuais com relação aos percentuais em peso, que estão em cada caso especificadas com relação ao componente, estão especificadas na tabela 2 abaixo especificada junto com os efeitos dos componentes individuais. Tabela 2 ComponenteParte na mistura (%) Finalidade grafiteO - 10 lubrificação NaTTP20 - 50afrouxar carepas + cobertura da superfície Phoskadent M®,10 - 546 afrouxar carepas + cobertura
[00029] Pode ser observado através disso que o material de revestimento de acordo com a invenção não tem que necessariamente apresentar um efeito lubrificante, mesmo se isso possa por certo ser considerado como sendo vantajoso. Especificamente, o efeito lubrificante de uma película de revestimento composta de forma adequada para as etapas que se seguem no processo, especificamente a produção de tubos sem costura a partir do bloco oco, pode ser útil.
[00030] Um método, no caso do qual a película de revestimento permanece no bloco oco uma vez que ela tenha sido aplicada uma vez durante a produção dos blocos ocos, e impeça de forma confiável o aparecimento de carepas durante todo o processo de produção pata os tubos sem costura.
[00031] A Invenção será definida em detalhe abaixo com referencia a Figura 1.
[00032] A figura 1 mostra uma vista esquemática de um dispositivo para o fornecimento de nitrogênio através da haste de laminação e para o fornecimento de material de revestimento através da haste de laminação. O material de revestimento é aplicado por meio de um sistema de aplicação controlado por PLC usando um dispositivo medidor ajustável.
[00033] A figura 1 mostra um moinho de perfuração, no caso do qual um bloco oco 3 é impulsionado entre um cilindro superior 1, que está ajustado em um ângulo, e um cilindro 2 mais baixo que esta ajustado em um ângulo, através de um mandril 4, que está fixado a uma haste de laminação 5 de tal forma que seja capaz de ser destacado em uma visão esquemática. A formação de um bloco massivo de metal em um bloco oco 3 tem lugar nesse contexto visto a partir da esquerda para a direita na figura, na qual a casca do bloco oco 3a se separa do mandril 4 no processo de formação e forma um intervalo de ar entre a haste de laminação 5 e o lado interno do bloco oco 6. Em termos da invenção, o suprimento do material de revestimento tem lugar a partir de um deposito do material de revestimento 9 através de um dispositivo de introdução 10 e uma linha de suprimento 8 para o material de revestimento através da haste de laminação e do mandril, se necessário, na direção do lado interno do bloco oco 5, de tal forma a efetuar uma vedação completa do lado interior do bloco oco 6 através disso. O material de revestimento em forma de pó é aplicado sobre o lado interno do bloco oco 6 junto com nitrogênio de uma maneira controlada em uma pressão de 1 a 5 bar através da linha de suprimento 6 e a haste de laminação 6. O oxigênio da atmosfera já está deslocado quase que completamente a partir do bloco oco 3 por mio do excesso de nitrogênio, que não reage com o metal quente vermelho do bloco oco 3 e que tinha sido introduzido aqui através da haste de laminação 5 e o lado interno do bloco oco 6. Se necessário, pode ser adicionado nitrogênio adicional dentro do interior do bloco oco 3 através de outras linhas de suprimento (não mostradas).
Claims (16)
1. Método para a produção de tubos sem costura de blocos de metal maciços aquecidos por meio de um mandril (4), caracterizado pelo fato de que o mandril (4) é fixado a uma haste de laminação (5), no caso de que um material de revestimento que impede a aparição de carepa é aplicado sobre o lado interno (3a) do bloco oco (3) durante o processo de formação por meio da influência da haste de laminação (5) a partir do bloco de metal maciço para um bloco oco (3), que é criado durante a formação.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que material de revestimento é aplicado sobre o lado interno (3a) do bloco oco (3) pelo menos quase imediatamente depois do afrouxamento do lado interno (3a) do bloco oco (3) a partir do mandril (4).
3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é aplicado sobre o lado interno (3a) do bloco oco (3) através de aberturas, que estão dispostas no mandril (4) e/ou na haste de laminação (5).
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento incorpora uma camada de cobertura de preferência impermeável ao ar sobre o lado interno (3a) do bloco oco (3) e sobre o lado interno do tubo sem costura.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a camada de cobertura sobre o lado interno (3a) do bloco oco (3) tem uma espessura de menos do que 100 μm, de preferência de menos do que 10 μm em média.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que gás inerte, de preferência nitrogênio, é guiado para dentro do bloco oco (3) e de preferência também para dentro do tubo sem costura durante o processo de formação.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é aplicado sobre o lado interno (3a) do bloco oco (3) em forma de pó por meio de um gás transportador, de preferência nitrogênio.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o gás transportador é usado com uma pressão de menos do que 2000 KPa (20 bar), de preferência de 100 KPa (1 bar) a 500 KPa (5 bar).
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o tamanho de grão de pelo menos 90% do pó é de pelo menos 840 μm, de preferência de menos do que 250 μm, em particular entre 30 μm e 50 μm.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 6, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é aplicado ao lado interno (3a) do bloco oco (3) em forma liquida, de preferência como um pó, que é dissolvido em água ou misturado com água.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a fração de volume do liquido, de preferência da água, é de 60 a 90% da mistura ou solução.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é suprido em forma liquida em uma pressão de 300 KPa (3 bar) até 4000 KPa (40 bar), de preferência de 500 KPa (5 bar) até 2000 KPa (20 bar).
13. Método de acordo com qualquer uma das reivin-dicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é uma mistura de bórax e tripolifosfato de sódio (NaTPP), de preferência junto com sabão e mica.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é uma mistura de bórax e tripolifosfato de sódio (NaTPP), de preferência junto com um do grupo formado por sabão e mica.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é uma mistura bórax e sulfatos de sódio, de preferência junto com grafite.
16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é uma mistura de tripolifosfato de sódio (NaTPP) e N- metafosfato de sódio, que é de preferência isenta de borato, de preferência junto com grafite.
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