BR112019016071A2

BR112019016071A2 - Tubo de aço soldado com costura longitudinal

Info

Publication number: BR112019016071A2
Application number: BR112019016071-0A
Authority: BR
Inventors: Fujiyama Naoto; Kojima Kazuhiro; Shinohara Yasuhiro
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2020-03-31
Also published as: EP3608433A4; US20200032931A1; CN110475887A; CA3057607A1; JP6308337B1; RU2019131168A3; EP3608433A1; RU2019131168A; JPWO2018185851A1; KR20190124253A; WO2018185851A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um tubo de aço do grau x60 ? x70 que tenha sido soldado a arco submerso na direção longitudinal a partir tanto de uma superfície interna quanto de uma superfície externa e que tenha partes do metal da solda que tenham excelente tenacidade a baixas temperaturas. este tubo de aço tem partes de solda nas quais uma superfície interna e uma superfície externa foram soldadas na direção longitudinal e é caracterizado pelo fato de que: a resistência à tração do seu material de origem é de 480 ? 620 mpa; o material da solda tem uma composição de componente prescrita; e quando %x representa o teor de x do metal da solda, pcm=%c+%si/30+(%mn+%cu+%cr)/20+%ni/60+%mo/15+%v/10+5%b é não mais do que 0,2%, ceq, ceq=%c+%mn/6+(%cr+%mo+ %v)/5+(%ni+%cu)/15 é 0,35 a 0,45%, ¿', ¿'=(1,5¿(%o-0,89%al)+ 3,4¿%n-%ti)¿1000 é -20 a 40, e %al/%o é 0,3 a 0,8.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TUBO DE AÇO SOLDADO COM COSTURA LONGITUDINAL.

Campo [001] A presente invenção refere-se a um tubo de aço que é soldado por soldagem a arco submerso na direção longitudinal a partir das superfícies interna e externa e que tem uma resistência da classe API5L X60 a X70 (limite de escoamento mínimo padrão de 413 MPa e 482 MPa).

Antecedentes [002] Como um método de transporte a longa distância de petróleo bruto e gás natural, o tubo em linha está crescendo em importância. Como tubo em linha tronco para transporte a longa distância, o padrão American Petroleum Institute (API) 5L X65 (limite de escoamento padrão mínimo de 448 MPa) se tornou a base do projeto. A quantidade real de uso é também grande.

[003] O tubo de aço para uso em tubo em linha é geralmente produzido conformando-se uma placa de aço e soldando-se com costura as partes adjacentes da placa de aço na direção longitudinal desde as superfícies interna e externa. A soldagem com costura é geralmente completada soldando-se por pontos parte da ranhura por soldagem a arco de metal e gás, então usando a soldagem a arco submerso para soldar o tubo de aço uma camada de cada vez a partir da superfície interna e da superfície externa. A soldagem por pontos é completamente apagada pela soldagem a arco submerso executada subsequentemente.

[004] Como exemplos de tubos de aço assim produzidos, o tubo de aço UOE e o tubo de aço JCOE podem ser mencionados. As juntas soldadas do tubo em linha precisam ter uma maior tenacidade do ponto de vista de melhoria da eficiência do transporte devido a locais de perfuração mais frios e maiores pressões.

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2/30 [005] A PTL 1 refere-se a um tubo de aço soldado da classe do padrão API X65 a X70 e descreve fazer-se o metal da solda uma microestrutura ferrita acicular fina obtida por transformação usando-se um grande número de TiO como núcleos e alcançando tanto alta resistência quanto excelente tenacidade.

Lista de citações

Literatura de Patente [006] PTL 1 Publicação de Patente Não Examinada Japonesa N^Q. 2013-49895

Sumário

Problema Técnico [007] O tubo de aço para uso em tubo em linha é frequentemente usado para poços de petróleo em mar profundo e locais frios e está sendo crescentemente tornado mais espesso. Para soldar placa de aço grossa, uma soldagem com grande entrada de calor como soldagem a arco submerso é necessária. Em soldagem com grande entrada de calor, geralmente a queda da tenacidade na zona afetada pelo calor (referida abaixo como a ΉΑΖ) é um problema que requer uma solução.

[008] A presente invenção cobre um tubo de aço soldado com costura longitudinal tendo uma resistência da classe do padrão API X60 a X70 obtido conformando-se uma placa de aço grossa com espessura de 6 a 40 mm e tendo zonas de soldagem soldadas com costura na direção longitudinal a partir das superfícies interna e externa e tem como seu problema técnico obter um tubo de aço com excelente tenacidade da parte do metal da solda a uma baixa temperatura mesmo se se fizer o tubo de aço soldando-se uma placa de aço grossa com uma entrada de calor de soldagem de 15 a 110 kJ/cm.

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Solução para o Problema [009] Na soldagem a arco submerso, os constituintes do metal da solda da parte da costura longitudinal são afetados pela diluição do metal base, então os constituintes de parte do metal da solda têm que ser projetados em combinação com os constituintes do metal base. Especificamente, o controle da quantidade de Al, da quantidade de Ti, da quantidade de O e da quantidade de N se torna importante.

[0010] A microestrutura do metal da solda é determinada substancialmente pelas quantidades dos elementos de ligação. Considerando-se os constituintes do metal base, se o metal base tem uma resistência da classe X60 a X70, ao metal da solda é dada uma estrutura principalmente de ferrita acicular. Note que, se a resistência do metal base se tornar maior, ao metal da solda é dada uma estrutura bainita. Se a resistência do metal base for da classe X60 a X70, para melhorar a tenacidade da parte do metal da solda, por exemplo, é necessário conduzir estudos sobre o projeto pensando de maneira diferente do caso em que a resistência do metal base é da classe X80. [0011] Os inventores descobriram que fazer-se os constituintes do metal da solda considerando-se o efeito da diluição pelo metal base ser adequado e fazer-se um parâmetro a', que é descoberto com base nas razões estequiométricas de Al, O, Ti, e N e mostrar a capacidade efetiva para formar ferrita acicular, e a razão da quantidade de Al e da quantidade de O serem valores adequados correspondentes à quantidade de O no metal da solda, é possível melhorar a tenacidade da parte do metal da solda. Eles também prosseguiram com os estudos e completaram a presente invenção. A essência é como segue:

(1) Um tubo de aço soldado com costura longitudinal tendo zonas de solda soldadas em uma superfície interna e em uma superfície externa em uma direção longitudinal, uma composição química do metal base do tubo de aço contendo, em % em massa, C:

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0,01 a 0,1%, Si: 0,03 a 0,5%, Mn: 0,5 a 2,0%, P: 0,015% ou menos, S: 0,01% ou menos, Al: 0,01 a 0,05%, Ti: 0,005 a 0,03%, N: 0,002 a 0,006%, O: 0,005% ou menos, Mg: 0 a 0,01%, Ca: 0 a 0,03%, Ni: 0 a 0,6%, Cr: 0 a 0,5%, Cu: 0 a 0,5%, Mo: 0 a 0,4%, Nb: 0 a 0,06%, B: 0 a 0,002%, V: 0 a 0,06% e o saldo de Fe e impurezas, uma resistência à tração do metal base sendo 480 a 630 MPa, uma composição química de um metal da solda do tubo de aço contendo, em % em massa, C: 0,03 a 0,1%, Si: 0,03 a 0,5%, Mn: 0,5 a 2,0%, P: 0,015% ou menos, S: 0,01% ou menos, Al: 0,001 a 0,03%, Ti: 0,005 a 0,04%, N: 0,002 a 0,006%, B: 0 a 0,035%, O: 0,015 a 0,055%, Ni: 0 a 0,6%, Cr: 0 a 0,5%, Cu: 0 a 0,5%, Mo: 0 a 0,4%, V: 0 a 0,06%, Ca: 0 a 0,005%, Mg: 0 a 0,01%, Nb: 0 a 0,06% e o saldo de Fe e impurezas, onde quando %X expressa o teor de um elemento X no metal da solda, Pcm definida por Pcm=%C+%Si/30+(%Mn+%Cu+%Cr)/20+%Ni/60+%Mo/15+%V/10+5 %B é 0,2% ou menos, Ceq definido por Ceq=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+ (%Ni+%Cu)/15 é 0,35 a 0,45%, α definido por α'=(1,5x(%0-0,89%AI)+3,4x%N-%Ti)x1000 satisfaz 1000χ%0-10<α'<1000χ%0+1, e %AI/%O satisfaz 0,3 a 0,8.

(2) O tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com (1), em que a microestrutura do metal da solda compreende, em razão de área, ferrita acicular 70% ou mais, ferrita na borda do grão 15% ou menos, e constituinte martensita-austenita 3% ou menos.

(3) O tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com (1) ou (2), em que a resistência à tração do metal da solda é 1,05 vez ou mais a resistência a tração do metal base.

(4) O tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com qualquer um de (1) a (3), em que uma energia de absorção Charpy a -10°C do metal da solda é 100 J ou mais.

(5) O tubo de aço soldado com costura longitudinal de

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5/30 acordo com qualquer um de (1) a (4), em que a energia de absorção Charpy a 1300x%0-60(°C) do metal da solda é 100J ou mais.

Efeitos Vantajosos da Invenção [0012] De acordo com a presente invenção, é possível obter tubo de aço soldado com costura longitudinal tal como um tubo de aço UOE e um tubo de aço JCOE tendo uma resistência do padrão API da classe X60 a X70 e excelente em tenacidade da parte do metal da solda a uma baixa temperatura.

Breve Descrição dos Desenhos [0013] A Figura 1 mostra vistas explicando as quantidades no metal da solda e tenacidade à baixa temperatura, em que (a) mostra a relação entre a quantidade de O e a' e (b) mostra a relação entre α e a energia de absorção a -10°C.

[0014] A Figura 2 mostra exemplos de estruturas do metal da solda, em que (a) e (b) mostram as estruturas do metal da solda dos tubos de aço soldados com costura longitudinal da presente invenção e (c) e (d) mostram as estruturas do metal da solda dos tubos de aço soldados com costura longitudinal de exemplos convencionais. Descrição de Modalidades [0015] Abaixo, as modalidades da presente invenção serão explicadas em detalhes.

[0016] Para iniciar, a composição química do metal da solda será explicada. Note que, abaixo, o % em relação à composição química é considerado como indicando % em massa.

C: 0,03 a 0,10% [0017] C é um elemento necessário para garantir a resistência do aço. 0,03% ou mais deve estar contido. Se a quantidade de C for grande, na parte da costura da solda, a fratura na solda à alta temperatura ocorre facilmente, então o limite superior é feito ser 0,10%. C é preferivelmente 0,05% a 0,065%.

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Si: 0,03 a 0,50% [0018] Si evita bolhas, então 0,03% ou mais devem estar contidos. Se a quantidade de S for grande, o constituinte martensita-austenita se forma facilmente e a tenacidade à baixa temperatura deteriora notavelmente, então o limite superior é feito ser 0,50%. Si é preferivelmente 0,15% a 0,25%.

Mn: 0,5 a 2,0% [0019] Mn age como um elemento para melhorar a capacidade de endurecimento. Para fazer do metal da solda uma estrutura de ferrita principalmente acicular, 0,5% ou mais tem que estar contido. Se a quantidade de Mn for grande, MnS bruto é formado e se torna pontos de partida de fratura, então o limite superior é feito ser 2,0%. Mn é preferivelmente 1,2% a 1,5%.

P: 0,015% ou menos (incluindo 0%) S: 0,010% ou menos (incluindo 0%) [0020] P e S são ambos impurezas e elementos que causam a deterioração da tenacidade da junta. P é restrito a 0,015% ou menos, enquanto S é restrito a 0,010% ou menos. Os teores desses são preferivelmente tão baixos quanto possível. Preferivelmente, P é 0,008% ou menos. Preferivelmente, S é 0,003% ou menos.

Al: 0,001 a 0,030% [0021] Al age como um elemento desoxidante e é necessário para controlar a quantidade de oxigênio para causar a dispersão de óxidos de Ti eficazes como locais para formação de núcleos de ferrita acicular. Considerando-se a diluição pelo metal base, 0,001% ou mais tem que estar contido. Se a quantidade de Al estiver acima de 0,030%, a formação de óxidos é inibida e a tenacidade não pode ser garantida, então o limite superior é feito ser 0,030%. Preferivelmente, o teor de Al é 0,010% a 0,015%.

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Ti: 0,005 a 0,040% [0022] Ti reage com o oxigênio no metal da solda para formar óxidos de Ti que agem como núcleos para ferrita acicular. Esses óxidos são feitos dispersar finamente em grandes números no metal da solda, então 0,005% ou mais tem que estar contido. Se a quantidade de Ti se tornar excessiva, os óxidos de Ti aglomeram e embrutecem e a capacidade de formar núcleos de ferrita acicular cai. Além disso, os óxidos de Ti se tornam pontos de partida de fratura resultando no fato de que a tenacidade não é mais capaz de ser obtida, então o limite superior é feito ser 0,040%. Preferivelmente, o teor é 0,009% a 0,015%.

N: 0,002 a 0,006% [0023] N é um elemento eficaz para ajustar a quantidade de Ti eficaz para formar estruturas de ferrita acicular, então 0,002% ou mais tem que estar contido. Entretanto, se estiver acima de 0,006%, a solução sólida de N que permanece sem reagir com o Ti faz a tenacidade cair notavelmente, então o limite superior é preferivelmente feito ser 0,006%. Preferivelmente, o teor é 0,003% a 0,004%.

B: 0 a 0,035% ou menos [0024] B promove a formação de ferrita acicular pelo B no estado de solução sólida suprimindo a formação de ferrita na borda do grão do metal da solda. B não precisa estar contido, mas para obter esse efeito, 0,0001% ou mais está preferivelmente contido. Se a quantidade de B exceder 0,035%, a resistência se torna muito alta e a tenacidade cai, então o limite superior do teor de B é feito ser 0,035%. B pode ser adicionado ao metal da solda a partir de qualquer metal base de placa grossa, fluxo, ou fio. Por exemplo, se o metal base for aço o qual B não é adicionado, um fluxo contendo óxidos de B pode ser usado. B é preferivelmente 0,0005% a 0,010%.

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Ο: 0,015 a 0,055% [0025] Ο é um elemento necessário para a formação de óxidos que agem como núcleos para ferrita acicular. Por essa razão, 0,015% ou mais tem que estar contido. Se a quantidade de O estiver acima de 0,055%, a tenacidade cai devido à formação excessiva, aglomeração e embrutecimento dos óxidos, então o limite superior é feito ser 0,055%. Preferivelmente, o teor é 0,020% a 0,030%.

Ni: 0 a 0,60% [0026] Ni é um elemento capaz de melhorar a resistência do metal da solda sem provocar uma queda na tenacidade. Ni não está necessariamente contido. Se exceder 0,60%, o efeito se torna saturado, então o limite superior é feito ser 0,60%.

Cr: 0 a 0,50% [0027] Cr é um elemento capaz de melhorar a resistência do metal da solda. A inclusão de Cr não é essencial. Se estiver acima de 0,50%, o efeito se torna saturado, então o limite superior é feito ser 0,50%.

Cu: 0 a 0,50% [0028] Cu é um elemento capaz de melhorar a resistência do metal da solda. A inclusão de Cu não é essencial. Se estiver acima de 0,50%, o efeito se torna saturado, então o limite superior é feito ser 0,50%.

Mo: 0 a 0,40% [0029] Mo é um elemento capaz de melhorar a resistência do metal da solda. A inclusão de Mo não é essencial. Se estiver acima de 0,40%, o efeito se torna saturado, então o limite superior é feito ser 0,40%.

V: 0 a 0,06% [0030] V é um elemento capaz de melhorar a resistência do metal da solda. A inclusão de V não é essencial. Se estiver acima de 0,06%, o efeito se torna saturado, então o limite superior é feito ser 0,06%.

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Ca: 0 a 0,005% [0031] Ca é um elemento eficaz para a melhoria da ductilidade e o refino da estrutura pelo controle da morfologia. A inclusão de Ca não é essencial. Se a quantidade de Ca for grande, os sulfetos e óxidos se tornam mais brutos e a ductilidade e a tenacidade deterioram, então o limite superior é feito ser 0,005%.

Mg: 0 a 0,010% [0032] Mg forma MgS ou MgAhCri que agem como partículas fixadoras. A inclusão de Mg não é essencial. Para suprimir o crescimento dos grãos de austenita no metal da solda, 0,001% ou mais está preferivelmente incluído. Se estiver acima de 0,010%, o efeito se torna saturado, então o limite superior é feito ser 0,010%. Preferivelmente, o teor é 0,0015% a 0,0025%.

Nb: 0 a 0,06% [0033] Nb é um elemento eficaz para provocar a presença de solução sólida de B eficaz para melhorar a resistência e suprimir a ferrita na borda do grão. A inclusão de Nb não é essencial. Se a quantidade de Nb exceder 0,06%, o constituinte de martensitaaustenita se forma facilmente e a tenacidade cai, então o limite superior do teor é feito ser 0,06%. Preferivelmente, o teor é 0,02%.

[0034] O saldo do metal da solda é Fe e impurezas. As impurezas significam constituintes que entram a partir do fio de solda, do fluxo, da placa de aço, da atmosfera ambiente, etc. no processo de soldagem e significam constituintes não intencionalmente contidos.

[0035] Especificamente, P, S, N, Sb, Sn, W, Co, As, Pb, Bi, e H podem ser mencionados. Entre esses, P e S, como explicado acima, têm que ser controlados de forma que P: 0,015% ou menos e S: 0,01% ou menos.

[0036] Em relação aos outros elementos, geralmente Sb, Sn, W, Co, e As podem estar contidos em 0,1% ou menos, Pb e Bi podem

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10/30 estar contidos em 0,005% ou menos, e H pode estar contido em 0,0005% ou menos como impurezas inevitáveis, mas se estiverem nas faixas usuais, não têm que ser particularmente controlados.

[0037] Os constituintes do metal da solda na presente modalidade também têm que satisfazer as relações explicadas abaixo.

Pcm: 0,2% ou menos [0038] A composição de constituintes do metal da solda tem que ser uma em que o Pcm expresso pela fórmula a seguir se torne 0,2% ou menos. O %X na fórmula significa o teor (% em massa) do elemento X no metal da solda (o mesmo valendo para a explicação a seguir). Além disso, um elemento não adicionado ao metal da solda é contado como zero (o mesmo valendo para a explicação a seguir).

Pcm=%C+%Si/30+(%Mn+%Cu+%Cr)/20+%Ni/60+%Mo/15+%V/10+5 %B [0039] Pcm é chamado de sensibilidade da solda e avalia quantitativamente os efeitos dos constituintes químicos do material de aço na fratura à baixa temperatura. Se Pcm estiver acima de 0,2%, a fratura à baixa temperatura ocorre facilmente, então seu limite superior é feito ser 0,2%.

Ceq: 0,35 a 0,45% [0040] A composição de constituintes do metal da solda tem que ser uma em que o Ceq expresso pela fórmula a seguir se torne 0,35 a 0,45%.

Ceq=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/15 [0041] Em relação à capacidade de endurecimento devido ao efeito de calor da solda do metal base, o Ceq é obtido convertendo-se respectivamente as capacidades de endurecimento dos diferentes elementos de liga para quantidades de C e totalizando-os. Para fazer o metal da solda alcançar a resistência à tração desejada, Ceq é

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11/30 controlado para 0,35% a 0,45%. Preferivelmente, Ceq é feito ser 0,40 a 0,43%.

a': -20<a'<40 [0042] A composição de constituintes do metal da solda da junta soldada tem que ter um a expresso pela fórmula a seguir de -20 a 40.

a'=(1,5x(%O-0,89%AI)+3,4x%N-%Ti)x1000 a' é um parâmetro que mostra a capacidade efetiva para formr ferrita acicular com base nas razões estequiométricas de Al, O, e Ti, N. Controlando-se a para estar na faixa de -20 a 40, a capacidade para formar ferrita acicular é melhorada.

[0043] Se a' for menor que -20, ou as quantidades de Al e de Ti se tornam excessivamente grandes ou as quantidades de N e O se tornam excessivamente pequenas, de modo que a capacidade de formar ferrita acicular diminui notavelmente. Se a' estiver acima de 40, ou as quantidades de Al e Ti se tornam excessivamente pequenas ou as quantidades de N e O se tornam excessivamente grandes, de modo que a capacidade de formar ferrita acicular diminui notavelmente.

%AI/%O: 0,30 a 0,80 %AI/%O é a razão da quantidade de Al e da quantidade de O e é um indicador que mostra o potencial de oxigênio após o fim da desoxidação do alumínio. Controlando-se %AI/%O para 0,3 a 0,80, a quantidade de formação de ferrita acicular pode ser aumentada.

[0044] Se a razão %AI/%O for menor que 0,30, a quantidade de O se torna excessivamente grande e o oxigênio dissolvido que não forma óxidos de Ti diminui a limpeza do aço, então a tenacidade cai. Por outro lado, se %AI/%O estiver acima de 0,80, a quantidade de Al se torna excessivamente grande, a quantidade de O que se liga com o Ti é diminuída, os óxidos de Ti que agem como núcleos para ferrita

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12/30 acicular são diminuídos, e a tenacidade cai. Consequentemente, %AI/%0 é feito ser 0,30 a 0,80.

[0045] A seguir, a estrutura metálica preferível do metal da solda será explicada.

[0046] Fazendo-se os constituintes e os parâmetros do metal da solda estarem nas faixas acima e soldando-se a placa de aço tendo uma resistência da classe X60 a X70 por soldagem a arco submerso pela entrada de calor da solda de 15 a 110 kJ/cm, a estrutura metálica do metal da solda se torna uma estrutura compreendida principalmente de ferrita acicular. O tubo de aço UO coberto pela presente invenção tem uma espessura de placa de 6 a 40 mm ou mais. Para soldar a placa de aço de tal espessura por soldagem a arco submerso, a soldagem é executada com uma entrada de calor da solda na faixa de 15 a 110 kJ/cm. Sendo assim, a taxa de resfriamento do metal da solda é determinada. A estrutura metálica do metal da solda do passe final se torna a estrutura a seguir. As razões mostradas abaixo são razões de área.

Ferrita acicular: 70% ou mais [0047] A ferrita acicular é uma estrutura ferrita em forma de pinos tendo óxidos à base de Ti como núcleos. Quanto maior a razão, mais finas as unidades de fratura da parte do metal da solda. Para obter esse efeito, a ferrita acicular é preferivelmente feita ser 70% ou mais.

Ferrita na borda do grão: 15% ou menos [0048] A ferrita na borda do grão é um tipo de fase frágil. Ela se torna o ponto de partida de fratura e uma causa da queda na tenacidade. Por essa razão, a ferrita na borda do grão é preferivelmente feita ser 15% ou menos.

Constituinte martensita-austenita: 3% ou menos [0049] O constituinte martensita-austenita é um tipo de fase frágil. Ele tem dureza extremamente alta, então se torna o ponto de partida

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13/30 de fratura e uma causa da queda da tenacidade. Por essa razão, o constituinte martensita-austenita é preferivelmente feito ser 3% ou menos.

Tamanho de grão EBSD: 10 μιτι ou menos [0050] O tamanho da partícula de EBSD (difração de retroespalhamento de elétrons) é o tamanho dos grãos de cristal que formam a base para as unidades de fratura. Se o tamanho de grão de EBSD for 10 μιτι ou menos, as unidades de fratura se tornam mais finas. Isto é preferível do ponto de vista de garantir a tenacidade a baixa temperatura.

[0051] Fazendo-se o metal da solda ser um com os constituintes satisfazem do as condições acima e soldando-se com uma entrada de calor da soldagem de 15 a 10 kJ/cm, é possível obter uma junta soldada a arco submerso com uma resistência à tração do metal da solda de 480 a 620 MPa e uma energia de absorção Charpy a -10°C do metal da solda medida de acordo com a JIS Z2242 de 10 J ou mais.

[0052] A tenacidade à baixa temperatura difere dependendo do parâmetro a' que mostra a capacidade efetiva de formar ferrita acicular. Há uma faixa mais preferível de a' dependendo da concentração de oxigênio no metal da solda. Especificamente é preferível que 1000χ%0-10<α'<1000χ%0+1 (FIG. 1). Ajustando-se α para essa faixa, a capacidade de formar ferrita acicular é melhorada, e a junta soldada a arco submerso com uma energia de absorção Charpy a 1300x%0-60(°C) de 100J ou mais pode ser obtida.

[0053] Além disso, fazendo-se o metal da solda ser um com constituintes que satisfaçam a condição acima e soldando-o com uma entrada de calor da soldagem de 15 110 kJ/cm, a dureza do metal da solda se torna maior que a dureza do metal base. Preferivelmente a diferença se torna 10 Hv ou mais em termos de dureza Vickers. Além

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14/30 disso, a resistência à tração do metal da solda preferivelmente se torna 1,05 vezes ou mais a resistência à tração do metal base.

[0054] O metal base não é particularmente limitado quanto à estrutura, desde que seja uma placa de aço tendo uma resistência da classe X60 a X70 (placa de aço com uma resistência à tração do metal base de 480 a 620 MPa). Abaixo estão mostrados os constituintes da placa de aço que tem uma resistência da classe X60 a X70 adequada como metal base do tubo de aço soldado com costura longitudinal da presente invenção.

C: 0,01 a 0,1% [0055] C é eficaz para melhorar a resistência do aço e está incluído em 0,01% ou mais. Se a quantidade de C for muito grande, a tenacidade a baixa temperatura do metal base e da HAZ deterioram e, além disso, a capacidade de soldagem deteriora, então o teor de C é feito ser 0,1% ou menos. Preferivelmente o teor de C é 0,03 a 0,07%.

Si: menos de 0,5% [0056] Si é um elemento necessário para a desoxidação. Se a quantidade de Si for grande, o constituinte martensita-austenita se forma facilmente, e a tenacidade a baixa temperatura é feita deteriorar notavelmente, então a quantidade de Si é feita ser menos de 0,5%. Preferivelmente o teor de Si é menor que 0,35%. A desoxidação é também executada pelo Al e pelo Ti, então a adição de Si não é essencial.

Mn: 0,5 a 2,0% [0057] Mn age como um elemento que melhora a capacidade de endurecimento. Para obter esse efeito, 0,5% ou mais de Mn estão incluídos. Se a quantidade de Mn for grande, a capacidade de endurecimento do aço aumenta e a tenacidade na HAZ e a capacidade de soldagem deterioram. Além disso, a segregação no centro da placa de aço de lingotamento continuo é auxiliada e a

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15/30 tenacidade a baixa temperatura do metal base deteriora, então a quantidade de MN é feita ser 2,0% ou menos. Preferivelmente o teor de Mn é 1,0 a 1,8%.

P: 0,015% ou menos S: 0,01% ou menos [0058] P e S são ambos impurezas e elementos que provocam a deterioração da tenacidade da junta. Os teores desses elementos são preferivelmente tão baixos quanto possível. O teor de P é feito ser 0,015% ou menos, enquanto o teor de S é feito ser 0,01% ou menos. Preferivelmente o teor de P é 0,008% ou menos. Preferivelmente o teor de S é 0,003% ou menos.

Al: 0,01 a 0,05% [0059] Al é um elemento que está contido no material de aço como um material desoxidante. Al também se liga ao N para formar AIN e suprimir o embrutecimento dos grãos de cristal na parte endurecida do material de aço. Se a quantidade de Al for muito baixo, esse efeito não pode ser obtido, então 0,01% ou mais são incluídos. Se a quantidade de Al for muito alto, o endurecimento a alta frequência do material de aço cai, então o teor de Al é feito ser 0,05% ou menos. Preferivelmente o teor de Al é 0,02 a 0,04%.

Ti: 0,005 a 0,03% [0060] Ti forma TiN fino no aço. Esses sozinhos ou em inclusões compostas com óxidos de Mg (MgAhCU) agem como partículas de fixação. Como resultado, o embrutecimento dos grãos de austenita da HA é suprimido, a microestrutura é refinada, e a tenacidade a baixa temperatura é melhorada. Para obter esse efeito, Ti é incluído em 0,005% ou mais. Se a quantidade de TI se tornar maior, os óxidos de TI aglomeram e embrutecem e a tenacidade deteriora, então o teor de TI é feito ser 0,03% ou menos. Preferivelmente, o teor de Ti é 0,01 a 0,02%.

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N: 0,002 a 0,006% [0061] N é um elemento que se liga ao Ti para formar TiN e está incluído em 0,002% ou mais. Se a quantidade de N for grande, a solução sólida N não ligada ao Ti diminui a tenacidade, então a quantidade de N é feita ser 0,006% ou menos. Preferivelmente o teor de N é 0,003 a 0,005%.

O: 0,005% ou menos [0062] O é um elemento que forma partículas fixadoras. Entretanto, se O estiver incluído, a limpeza do aço cai, então quanto menor o teor de O, melhor. O teor de O é feito ser 0,005% ou menos. Preferivelmente, o teor de O é 0,003% ou menos.

Mg: 0 a 0,01% [0063] Mg é um elemento que forma inclusões tais como MgALCU e MgS. MgAl2Ü4 se precipita no TiN. Essas inclusões agem como partículas de fixação. Elas suprimem o embrutecimento dos grãos de austenita da HAZ para refinar a microestrutura e melhorar a tenacidade à baixa temperatura. Se a quantidade de Mg se tornar maior, o efeito se torna saturado. Mg não tem necessariamente que estar contido no metal base do tubo de aço soldado com costura longitudinal. A quantidade preferível de Mg é 0 a 0,01%

Ca: 0 a 0,03%.

[0064] Ca é um elemento que controla a morfologia das inclusões à base de sulfeto e melhora a tenacidade à baixa temperatura. Além disso, ele forma fosfetos e sulfetos para reduzir substancialmente a concentração de P e S e melhorar a resistência à fração de estresse do sulfeto. Se a quantidade de Ca for grande, o CaO-CaS se tornam grupos ou inclusões que são propensas a ter um efeito prejudicial na tenacidade. Ca não tem necessariamente que estar contido no metal base do tubo de aço soldado com costura longitudinal. A quantidade A quantidade preferível de Ca é 0 a 0,03%.

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Ni: 0 a 0,6% [0065] Ni é um elemento capaz de aumentar a resistência do metal base sem provocar uma queda na tenacidade. Se a quantidade de Nl se tornar maior, o efeito de torna saturado. Ni não tem necessariamente que estar contido no metal base do tubo de aço soldado com costura longitudinal. A quantidade A quantidade preferível de Ni é 0 a 0,6%.

Cr: 0 a 0,5% [0066] Cr é um elemento capaz de melhorar a resistência do metal base. Se a quantidade de Cr se tornar maior, o efeito se torna saturado. Cr não tem necessariamente que estar contido no metal base do tubo de aço soldado com costura longitudinal. A quantidade preferível de Cr é 0 a 0,5%.

Cu: 0 a 0,5% [0067] Cu é um elemento capaz de melhorar a resistência do metal base. Se a quantidade de Cu aumenta, o efeito se torna saturado. Cu não tem necessariamente que estar contido no tubo de aço soldado com costura longitudinal, A quantidade preferível de Cu é 0 a 0,5%

Mo: 0 a 0,4% [0068] Mo é um elemento capaz de melhorar a resistência do metal base. Se a quantidade de Mo se tornar maior, o efeito se torna saturado e a tenacidade cai. Mo não tem necessariamente que estar contido no metal base do tubo de aço soldado com costura longitudinal. A quantidade preferível de Mo é 0 a 0,4%.

Nb: 0 a 0,060% [0069] Nb é um elemento que melhora a resistência do metal base. Se a quantidade de Nb se tornar maior, o constituinte martensita-austenita se forma mais facilmente e a tenacidade cai. Nb não em necessariamente que estar contido no meta base do tubo de

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18/30 aço soldado com costura longitudinal. A quantidade preferível de Nb é 0 a 0,40%.

B: 0 a 0,002% [0070] B é um elemento eficaz para melhorar a capacidade de endurecimento do metal base e a supressão da formação de ferrita na borda do grão. Se a quantidade de B se tornar maior, o efeito se torna saturado. B não tem necessariamente que estar contido no metal base do tubo de aço soldado com costura longitudinal. A quantidade preferível de B é 0 a 0,002%.

V: 0 a 0,06% [0071] V é um elemento que melhora a resistência do metal base. Se a quantidade de V se tornar maior, a razão de rendimento pode ser aumentada pelo endurecimento da precipitação. V não tem necessariamente que estar contido no metal base do tubo de aço soldado com costura longitudinal. A quantidade preferível de V é 0 a 0,06%.

[0072] O saldo de elementos diferentes daqueles explicados acima é compreendido de Fe e impurezas. As impurezas significam constituintes contidos nas matérias-primas ou que entram no processo de produção e não incluídos intencionalmente no aço.

[0073] Especificamente, P, S, O, Sb, Sn, W, Co, As, Pb, Bi, e H podem ser mencionados. Entre esses, P, S, e O são preferivelmente controlados de modo a se tornarem as faixas preferíveis acima.

[0074] Em relação a outros elementos, geralmente Sb, Sn, W, Co, e As podem entrar em 0,1% ou menos, Pb e Bi podem entrar em 0,005% ou menos, e H pode entrar em 0,0005% ou menos como impurezas inevitáveis, mas não têm que ser controlados se estiverem nas faixas usuais.

[0075] O método de produção da placa de aço usada como metal base não é particularmente limitado. Um método comum de produção

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19/30 de placa de aço tendo uma resistência da classe X60 a X70 pode ser usado. Um tubo de aço soldado com costura longitudinal é obtido ligando-se as extremidades da placa de aço grossa que serve como metal base tendo uma espessura de 6 a 40 mm por soldagem a arco submerso. Um tubo de aço UOE e um tubo de aço JCOE são exemplos desse método.

[0076] O método de soldagem será explicado em detalhes.

[0077] Inicialmente a placa de aço grossa mencionada acima é conformada com uma ranhura de uma forma predeterminada. A forma da ranhura não é particularmente limitada. Um tubo de aço soldado com costura longitudinal pode ser produzido conformando-se uma forma de ranhura que permita a soldagem a partir de duas superfícies superior e inferior das partes de extremidade da placa de aço grossa, por exemplo, uma ranhura em forma de X, fazendo-se as duas partes de extremidade ficarem adjacentes, completando a soldagem a arco submerso a partir do lado da superfície interna, então executando-se a soldagem a arco submerso a partir do lado da superfície externa na direção longitudinal.

[0078] Além disso, o fluxo é espalhado dentro da ranhura e o fio de aço para uso em soldagem a arco submerso é usado para ligar as extremidades por soldagem a arco submerso com grande entrada de calor por uma entrada de calor de 15 a 110 kJ/cm. O fluxo e o fio de aço não são particularmente limitados. Os conhecidos podem ser usados. Se usar o fio de aço, como o fluxo, um fluxo de ligação conhecido, um fluxo de fundição, etc. podem ser usados. Se for possível obter os constituintes acima do metal de solda dessa forma, um metal de solda excelente em tenacidade é obtido. Além disso, de acordo com a necessidade, o fluxo pode também ser preaquecido antes da soldagem.

[0079] O método de soldagem a arco submerso não é

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20/30 particularmente limitado. A soldagem a arco submerso com múltiplos eletrodos está incluída. Qualquer método de soldagem conhecido pode ser aplicado. As condições de soldagem também não são particularmente limitadas.

Exemplos [0080] A seguir, os exemplos da presente invenção serão explicados. As condições nos exemplos são ilustrações de condições empregadas para confirmar a capacidade de trabalho e efeitos da presente invenção. A presente invenção não é limitada a essas ilustrações de condições. A presente invenção pode empregar várias condições desde que não se desviem da essência da presente invenção e alcancem o objetivo da presente invenção.

[0081] Materiais de aço de várias composições de constituintes foram fundidas e refinadas. O aço fundido foi lingotado continuamente em placas. Essas foram aquecidas até 1100°C, e então laminadas a quente. A temperatura de acabamento da laminação a quente foi feita ser 780°C. Esses aços foram resfriados a ar até 750°C e então resfriados à água desde 750°C até a temperatura comum para assim preparar placas de aço com várias composições de constituintes e resistências da classe X60 a X70. A Tabela 1 mostra as espessuras, as composições de constituintes, e as resistências à tração das placas de aço.

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Tabela 1

Placa de aço	Espessura da placa (mm)	Constituintes químicos (% em massa)	TS (MPa)
C	Si	Mn	P	S	Al	Ti	N	0	Mg	Ca	Cu	Ni	Cr	Mo	V	Nb	B	Ceq	Pcm
A	38	0,060	0,240	1,55	0,008	0,0024	0,039	0,012	0,0048	0,0020			0,30	0,42	0,15	0,010	0,02	0,020		0,40	0,18	523
B	25	0,052	0,193	1,58	0,010	0,0012	0,024	0,011	0,0052	0,0021		0,0023	0,02	0,02	0,29	0,136		0,020		0,40	0,16	524
C	20	0,075	0,050	1,41	0,010	0,0030	0,030	0,013	0,0055	0,0020	0,003		0,35	0,35				0,015		0,36	0,17	499
D	30	0,046	0,220	1,45	0,005	0,0020	0,018	0,025	0,0040	0,0014		0,0016	0,01	0,02	0,20	0,110		0,018		0,35	0,14	492
E	40	0,015	0,200	1,85	0,009	0,0020	0,030	0,012	0,0044	0,0020					0,45	0,100		0,020		0,43	0,14	577
F	6	0,063	0,450	1,25	0,010	0,0020	0,042	0,012	0,0037	0,0019	0,002	0,0020	0,25	0,25		0,300	0,01	0,012		0,37	0,18	513
G	25	0,095	0,200	0,80	0,009	0,0030	0,035	0,014	0,0039	0,0022					0,30	0,300		0,015	0,0005	0,35	0,18	518
H	32	0,030	0,150	1,75	0,007	0,0020	0,015	0,020	0,0042	0,0025				0,30		0,250	0,01	0,012		0,39	0,15	551
I	35	0,055	0,170	1,63	0,010	0,0020	0,010	0,010	0,0040	0,0020		0,0010	0,20	0,20			0,02	0,015		0,36	0,16	500
J	38	0,063	0,200	1,30	0,008	0,0030	0,019	0,006	0,0022	0,0019	0,002	0,0010	0,20	0,20	0,15	0,150	0,04	0,012		0,37	0,17	524
K	20	0,042	0,130	1,20	0,007	0,0002	0,020	0,010	0,0040	0,0020		0,0020		0,30	0,3			0,020		0,32	0,13	501
L	18	0,045	0,180	1,30	0,007	0,0005	0,025	0,009	0,0035	0,0022	0,001	0,0250		0,40		0,250		0,015		0,34	0,14	504
M	18	0,055	0,170	1,75	0,007	0,0009	0,016	0,012	0,0037	0,0023		0,0280			0,25			0,019		0,40	0,16	555
N	20	0,060	0,150	1,25	0,006	0,0006	0,015	0,011	0,0034	0,0020		0,0220		0,35	0,25	0,300	0,05	0,020		0,41	0,17	576

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22/30 [0082] A seguir, uma ranhura em forma de X foi formada em cada placa de aço fabricada. Esta foi conformada em um tubo e soldada por soldagem a arco submerso no lado da superfície interna e no lado da superfície externa do tubo nessa ordem usando-se um fio e um fluxo conhecidos para obter um tubo de aço UO. No momento da soldagem, a velocidade de soldagem, etc., foi ajustada para dar uma entrada de calor de 65 kJ/cm ou mais. As composições de constituintes de cada placa de aço e metal da solda são mostradas usando-se as Tabelas 2 a 4.

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Tabela 2

	Placa de aço	Constituintes químicos (% em massa)
C	Si	Mn	P	s	Al	Ti	N	O	B	Cu	Ni	Cr	Mo	V	Nb	Mg	Ceq	Pcm	Al/O	oc’
Ex. 1	A	0,060	0,20	1,57	0,010	0,004	0,015	0,0115	0,0038	0,0190	0,0006	0,15	0,30	0,13	0,12		0,006		0,40	0,18	0,79	9,895
Ex.2	A	0,060	0,20	1,57	0,010	0,004	0,0145	0,01	0,0045	0,0200	0,0006	0,15	0,30	0,13	0,12		0,006		0,40	0,18	0,73	15,943
Ex. 3	B	0,060	0,20	1,57	0,010	0,004	0,017	0,006	0,0049	0,0230	0,0006	0,15	0,30	0,13	0,12		0,006		0,40	0,18	0,74	22,465
Ex. 4	A	0,060	0,20	1,57	0,010	0,0040	0,0120	0,025	0,0040	0,0180	0,0006	0,15	0,30	0,13	0,12		0,006		0,40	0,18	0,67	-0,420
Ex. 5	A	0,060	0,25	1,51	0,010	0,0040	0,0130	0,0160	0,0037	0,0280	0,0032	0,20	0,10	0,13	0,01	0,02	0,021		0,36	0,18	0,46	21,225
Ex. 6	B	0,060	0,25	1,51	0,010	0,0040	0,0120	0,0150	0,0046	0,0270	0,0032	0,20	0,10	0,13	0,01	0,02	0,021		0,36	0,18	0,44	25,120
Ex. 7	A	0,060	0,25	1,51	0,010	0,0040	0,0180	0,0140	0,0044	0,0290	0,0032	0,20	0,10	0,13	0,01	0,02	0,021		0,36	0,18	0,62	20,430
Ex. 8	A	0,060	0,25	1,51	0,010	0,0040	0,0110	0,0105	0,0040	0,0300	0,0032	0,20	0,10	0,13	0,01	0,02	0,021		0,36	0,18	0,37	33,415
Ex. 9	A	0,055	0,22	1,41	0,005	0,0030	0,0180	0,0214	0,0055	0,0390	0,0025	0,24	0,40		0,10		0,020		0,35	0,17	0,46	31,770
Ex. 10	B	0,055	0,22	1,41	0,005	0,0030	0,0200	0,0180	0,0044	0,0420	0,0025	0,24	0,40		0,10		0,020		0,35	0,17	0,48	33,260
Ex. 11	A	0,055	0,22	1,41	0,005	0,0030	0,0200	0,0320	0,0058	0,0440	0,0025	0,24	0,40		0,10		0,020		0,35	0,17	0,45	27,020
Ex. 12	A	0,055	0,22	1,41	0,005	0,0030	0,0290	0,0400	0,0032	0,0400	0,0025	0,24	0,40		0,10		0,020		0,35	0,17	0,73	-7,835
Ex. Comp. 1	A	0,060	0,20	1,57	0,010	0,0040	0,0135	0,0390	0,0021	0,0174	0,0006	0,15	0,30	0,13	0,12		0,006		0,40	0,18	0,78	-23,783
Ex. Comp. 2	A	0,060	0,25	1,51	0,010	0,0040	0,0190	0,0390	0,0021	0,0240	0,0032	0,20	0,10	0,13	0,01	0,02	0,021		0,36	0,18	0,79	-21,225
Ex. Comp. 3	B	0,060	0,25	1,51	0,010	0,0040	0,0130	0,0055	0,0055	0,0320	0,0032	0,20	0,10	0,13	0,01	0,02	0,021		0,36	0,18	0,41	43,845
Ex. Comp. 4	A	0,055	0,22	1,41	0,005	0,0030	0,0220	0,0399	0,0021	0,0280	0,0025	0,24	0,40		0,10		0,020		0,35	0,17	0,79	-20,130
Ex. Comp. 5	A	0,055	0,22	1,41	0,005	0,0030	0,0120	0,0210	0,0045	0,0480	0,0025	0,24	0,40		0,10		0,020		0,35	0,17	0,25	50,280

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Tabela 3 (Continuação da Tabela 2)

	Placa de aço	Constituintes químicos (% em massa)
C	Si	Mn	P	S	Al	Ti	N	O	B	Cu	Ni	Cr	Mo	V	Nb	Mg	Ceq	Pcm	Al/O	oc’
Ex, 13	A	0,059	0,18	1,80	0,010	0,0030	0,0140	0,0080	0,0038	0,0180	0,0008	0,15	0,31	0,13	0,14		0,011		0,44	0,19	0,78	13,230
Ex, 14	A	0,056	0,12	1,65	0,010	0,0030	0,0140	0,0100	0,0045	0,0200		0,23	0,50		0,03		0,015		0,39	0,16	0,70	16,610
Ex, 15	B	0,035	0,40	1,48	0,010	0,0030	0,0150	0,0060	0,0055	0,0230	0,0031	0,40	0,30		0,40		0,010		0,41	0,19	0,65	27,175
Ex, 16	A	0,063	0,20	1,50	0,010	0,0040	0,0120	0,0320	0,0030	0,0180				0,30	0,30		0,012	),002	0,43	0,18	0,67	-10,820
Ex, 17	A	0,063	0,24	1,63	0,008	0,0024	0,0120	0,0210	0,0041	0,0270	0,0031	0,40	0,40			0,01	0,015		0,39	0,20	0,44	17,420
Ex, 18	A	0,056	0,18	1,46	0,010	0,0030	0,0150	0,0350	0,0046	0,0270	0,0028	0,30	0,50		0,03		0,015		0,36	0,17	0,56	1,115
Ex, 19	A	0,065	0,17	1,48	0,010	0,0030	0,0170	0,0140	0,0044	0,0290	0,0031	0,30	0,35				0,010		0,36	0,18	0,59	21,765
Ex, 20	B	0,063	0,20	1,50	0,010	0,0040	0,0170	0,0100	0,0040	0,0300				0,30	0,30		0,015	),002	0,43	0,18	0,57	25,905
Ex, 21	A	0,063	0,15	1,60	0,007	0,0030	0,0200	0,0180	0,0044	0,0420	0,0020	0,15	0,10	0,20	0,30		0,020		0,45	0,20	0,48	33,260
Ex, 22	B	0,048	0,28	1,45	0,005	0,0030	0,0110	0,0250	0,0058	0,0370		0,45	0,40		0,20	0,05	0,012	),002	0,40	0,18	0,30	35,535
Ex, 23	A	0,068	0,20	1,50	0,007	0,0030	0,0300	0,0380	0,0032	0,0400				0,30	0,30		0,005		0,44	0,18	0,75	-7,170
Ex, 24	A	0,095	0,20	1,55	0,009	0,0020	0,0180	0,0150	0,0040	0,0350	0,0010	0,15	0,30		0,15	0,01	0,015		0,42	0,21	0,51	27,070
Ex, Comp, 6	A	0,050	0,05	1,60	0,010	0,0030	0,0120	0,0080	0,0038	0,0180	0,0008	0,25	0,30	0,40	0,14		0,020		0,46	0,18	0,67	15,900
Ex, Comp, 7	A	0,085	0,45	1,48	0,010	0,0030	0,0140	0,0100	0,0045	0,0200			0,20	0,20	0,32		0,015		0,45	0,21	0,70	16,610
Ex, Comp, 8	B	0,050	0,15	1,52	0,010	0,0030	0,0250	0,0060	0,0055	0,0230	0,0031	0,40	0,30		0,45		0,010		0,44	0,20	1,09	13,825
Ex, Comp, 9	A	0,063	0,19	1,50	0,010	0,0040	0,0050	0,0250	0,0030	0,0180				0,30	0,30		0,012	),002	0,43	0,18	0,28	5,525
Ex, Comp, 10	A	0,063	0,24	1,63	0,008	0,0024	0,0120	0,0210	0,0041	0,0270	0,0031	0,40	0,40	0,20	0,30	0,01	0,015		0,49	0,23	0,44	17,420
Ex, Comp, 11	A	0,098	0,45	1,46	0,010	0,0030	0,0150	0,0350	0,0046	0,0270	0,0028	0,23	0,50		0,03		0,010		0,40	0,22	0,56	1,115
Ex, Comp, 12	B	0,065	0,17	1,48	0,010	0,0030	0,0250	0,0140	0,0044	0,0290	0,0031	0,40	0,35				0,015		0,36	0,19	0,86	11,085
Ex, Comp, 13	A	0,063	0,20	1,50	0,010	0,0040	0,0060	0,0120	0,0040	0,0300				0,30	0,30		0,012	),002	0,43	0,18	0,20	38,590
Ex, Comp, 14	A	0,045	0,15	0,64	0,007	0,0030	0,0180	0,0150	0,0035	0,0420	0,0020	0,28	0,25	0,28	0,30		0,020		0,30	0,14	0,43	35,870
Ex, Comp, 15	B	0,095	0,45	1,45	0,005	0,0030	0,0250	0,0370	0,0058	0,0370		0,45	0,40		0,20	0,05	0,015	),002	0,44	0,23	0,68	4,845
Ex, Comp, 16	A	0,068	0,20	1,50	0,007	0,0030	0,0290	0,0340	0,0032	0,0350				0,30	0,30		0,012		0,44	0,18	0,83	-9,335
Ex, Comp, 17	A	0,085	0,20	1,55	0,009	0,0020	0,0090	0,0190	0,0040	0,0350	0,0010	0,15	0,30		0,15	0,01	0,010		0,41	0,20	0,26	35,085

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Tabela 4 (Continuação da tabela 3)

	Placa de aço	Constituintes químicos (% em massa)
C	Si	Mn	P	s	Al	Ti	N	O	B	Cu	Ni	Cr	Mo	V	Nb	Mg	Ceq	Pcm	Al/O	oc’
Ex. Comp. 18	A	0,020	0,20	1,50	0,010	0,0030	0,0130	0,0135	0,0038	0,0180	0,0008	0,15	0,31	0,13	0,14		0,011		0,35	0,13	0,72	9,065
Ex. Comp. 19	A	0,150	0,12	1,35	0,010	0,0030	0,0120	0,0130	0,0042	0,0190	0,0020	0,40		0,10		0,01	0,011	0,002	0,42	0,26	0,63	13,760
Ex. Comp. 20	A	0,060	0,24	1,63	0,008	0,0024	0,0100	0,0210	0,0041	0,0130	0,0031	0,40	0,40				0,015		0,39	0,19	0,77	-0,910
Ex. Comp. 21	A	0,061	0,18	1,35	0,008	0,0024	0,0180	0,0270	0,0044	0,0590	0,0031			0,50	0,10		0,012		0,41	0,18	0,31	52,430
Ex. Comp. 22	A	0,053	0,24	1,63	0,008	0,0024	0,0120	0,0030	0,0041	0,0270	0,0031	0,50	0,50				0,015		0,39	0,19	0,44	35,420
Ex. Comp. 23	A	0,068	0,18	1,50	0,008	0,0024	0,0100	0,0500	0,0044	0,0280	0,0031			0,40	0,02		0,012		0,40	0,19	0,36	-6,390
Ex. Comp. 24	A	0,040	0,15	1,57	0,010	0,0030	0,0400	0,0135	0,0038	0,0540	0,0008	0,15	0,31	0,20	0,14		0,011	0,002	0,40	0,16	0,74	27,020
Ex. Comp. 25	A	0,045	0,20	1,52	0,010	0,0030	0,0120	0,0135	0,0080	0,0170	0,0008		0,50		0,14		0,011		0,36	0,15	0,71	23,180
Ex. 25	C	0,052	0,12	1,35	0,010	0,0030	0,0070	0,0120	0,0040	0,0200	0,0003	0,40	0,30		0,40		0,010		0,40	0,18	0,35	22,255
Ex. 26	D	0,031	0,22	1,25	0,010	0,0030	0,0090	0,0200	0,0044	0,0210				0,30	0,30		0,012	0,002	0,36	0,14	0,43	14,445
Ex. 27	E	0,063	0,25	1,40	0,010	0,0040	0,0130	0,0180	0,0038	0,0190	0,0010	0,40	0,20	0,35		0,01	0,012		0,41	0,19	0,68	6,065
Ex. 28	F	0,08	0,21	0,60	0,007	0,0030	0,0150	0,0300	0,0042	0,0210	0,0005	0,45	0,45	0,40	0,30	0,01	0,012		0,38	0,19	0,71	-4,245
Ex. 29	G	0,058	0,23	1,35	0,005	0,0030	0,0130	0,0140	0,0025	0,0280	0,0030	0,20		0,30	0,35		0,020		0,43	0,20	0,46	19,145
Ex. 130	H	0,062	0,11	1,65	0,007	0,0030	0,0200	0,0120	0,0034	0,0310	0,0025	0,35	0,30	0,25		0,03	0,012		0,44	0,20	0,65	19,360
Ex. 31	I	0,051	0,26	1,57	0,009	0,0020	0,0100	0,0130	0,0045	0,0290	0,0010	0,15	0,30	0,20	0,19		0,012		0,42	0,18	0,34	32,450
Ex. 32	J	0,070	0,04	1,57	0,010	0,0030	0,0120	0,0210	0,0038	0,0320				0,20	0,19		0,015	0,003	0,41	0,17	0,38	23,900
Ex. 33	K	0,065	0,20	1,51	0,010	0,0030	0,0210	0,0090	0,0042	0,0350	0,0020	0,20	0,30	0,20		0,01	0,012		0,39	0,18	0,60	29,745
Ex. 34	L	0,061	0,15	1,55	0,010	0,0030	0,0120	0,0150	0,0039	0,0380	0,0010	0,15	0,30		0,15		0,012		0,38	0,17	0,32	39,240
Ex. 35	M	0,055	0,23	1,42	0,010	0,0040	0,0200	0,0150	0,004	0,0410	0,0005		0,40		0,40		0,012		0,40	0,17	0,49	33,400
Ex. 36	N	0,052	0,21	1,50	0,001	0,0030	0,0280	0,0200	0,0041	0,0540	0,0003	0,35	0,28	0,30		0,01	0,012		0,41	0,17	0,52	37,560

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26/30 [0083] Após a soldagem por arco submerso, as razões de área (%) da estrutura do metal da solda (total de ferrita acicular, ferrita na borda dos grãos, e constituinte martensita-austenita), o tamanho de grão EBSD da parte do metal da solda, a resistência à tração do metal da solda, a diferença de dureza do metal da solda e do metal base, e a energia de absorção do teste de impacto Charpy. As Tabelas 5 a 7 mostram os resultados. A razão AF, a razão GBF, e a razão MA, nas Tabelas 5 a 7 mostram respectivamente as razões de área da ferrita acicular, da ferrita na borda dos grãos, do constituinte martensitaaustenita na estrutura do metal da solda.

Tabela 5

	Razão AF	Razão GBF	Razão MA	Tamanho do grão EBSD	TS(WM)	ΔΗ(Ην)	-10°C energia de absorção (J)	Energia de absorção Charpy (J)
Ex. 1	91,0	5,0	1,2	5,6	562	13	235	180J (@-30°C)
Ex. 2	90,0	6,0	1,1	5,5	604	27	231	165J (@-30°C)
Ex. 3	85,0	9,0	0,9	7,1	592	23	200
Ex. 4	80,0	10,0	0,8	7,9	575	17	180
Ex. 5	96,0	4,0	0,9	4,9	554	10	246	221J (@-45°C)
Ex. 6	94,5	5,0	1,0	5,3	559	12	225	190J (@-45°C)
Ex. 7	97,0	3,0	1,1	4,3	577	18	239	198J (@-45°C)
Ex. 8	84,0	5,0	0,8	5,9	559	12	178
Ex. 9	82,0	10,0	1,2	8,1	559	12	132	103J (@-20°C)
Ex. 10	81,0	9,5	1,1	7,9	556	10	139	101J (@-20°C)
Ex. 11	78,0	12,0	1,1	8,3	556	11	113
Ex. 12	75,0	12,5	1,2	8,5	559	12	109
Ex. Comp. 1	51,0	20,5	1,3	24,5	562	13	79
Ex. Comp. 2	60,0	18,9	1,4	31,2	554	10	80
Ex. Comp. 3	49,0	23,4	1,2	24,9	561	12	88
Ex. Comp. 4	65,0	22,0	1,1	29,8	559	12	54
Ex. Comp. 5	48,0	19,9	1,0	34,5	554	10	55

Petição 870190074461, de 02/08/2019, pág. 57/66

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Tabela 6 (Continuação da Tabela 5)

	Razão AF	Razão GBF	Razão MA	Tamanho de grão EBSD	TS(WM)	ΔΗ (Hv)	-10°C energia de absorção (J)	Energia de absorção Charpy (J)
Ex. 13	91,0	4,0	1,2	6,8	621	33	235	165J (@-30°C)
Ex. 14	90,0	5,0	1,6	7,5	610	29	229	165J (@-30°C)
Ex. 15	81,0	10,0	1,3	7,1	586	20	153
Ex. 16	83,0	8,0	1,5	8,1	606	28	160
Ex. 17	95,0	3,0	1,1	4,3	586	21	241	179J (@-45°C)
Ex. 18	81,0	9,0	1,2	6,1	572	16	173
Ex. 19	94,0	2,5	1,4	5,0	562	13	245	171J (@-45°C)
Ex. 20	92,0	7,8	1,3	6,3	646	41	237	171J (@-45°C)
Ex. 21	81,0	10,3	1,2	8,9	625	34	135	104J (@-20°C)
Ex. 22	76,0	12,5	1,3	8,5	555	10	107	101J (@-20°C)
Ex. 23	74,0	11,8	1,2	8,3	613	30	125
Ex. 24	83,0	9,7	2,5	7,9	621	33	139	103J (@-20°C)
Ex. Comp. 6	88,0	5,6	1,1	8,1	646	41	81
Ex. Comp. 7	85,0	6,3	2,3	7,9	629	35	90
Ex. Comp. 8	41,0	25,4	1,2	40,0	616	31	41
Ex. Comp. 9	61,0	20,3	1,3	30,0	606	28	43
Ex. Comp. 10	94,0	4,2	1,1	5,6	686	54	89
Ex. Comp. 11	87,0	6,3	3,1	6,0	554	10	93
Ex. Comp. 12	39,0	26,6	1,2	31,0	556	11	33
Ex. Comp. 13	60,0	23,2	1,3	25,0	606	28	40
Ex. Comp. 14	79,0	18,5	1,2	13,5	424	-33	59
Ex. Comp. 15	73,0	13,8	3,3	8,1	621	32	82
Ex. Comp. 16	29,0	26,3	1,4	30,0	613	30	10
Ex. Comp. 17	41,0	22,1	1,3	45,0	567	15	15

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Tabela 7 (Continuação da Tabela 6)

	Razão AF	Razão GBF 11,0	Razão MA	Tamanho de grão EBSD 7,8	TS(WM)	ΔΗ(Ην)	-10°C energia de absorção (J)	Energia de absorção Charpy (J)
Ex. Comp. 18	81,0	1,5	497	-9	80
Ex. Comp. 19	86,0	9,0	5,1	8,1	593	23	79
Ex. Comp. 20	68,0	18,0	1,2	18,5	589	22	61
Ex. Comp. 21	71,0	11,0	1,3	9,5	568	15	75
Ex. Comp. 22	67,0	19,0	1,1	19,1	588	22	43
Ex. Comp. 23	73,0	10,0	1,3	9,4	603	27	69
Ex. Comp. 24	71,0	9,0	1,2	9,7	560	12	80
Ex. Comp. 25	80,0	8,0	1,4	8,9	564	13	49
Ex. 25	90,0	5,1	1,3	6,1	619	40	210
Ex. 26	95,0	2,7	1,2	4,3	533	14	241	182J (@-30°C)
Ex. 27	88,0	7,1	1,5	7,0	612	12	208
Ex. 28	90,0	4,8	1,2	5,9	575	20	191
Ex. 29	97,0	1,3	1,1	4,4	607	30	245	192J (@-45°C)
Ex. 30	91,0	4,0	1,2	5,0	621	23	231
Ex. 31	84,0	6,9	1,4	6,9	599	33	155
Ex. 32	95,0	2,0	1,3	4,1	584	20	251	189J (@-45°C)
Ex. 33	83,0	7,1	1,5	5,5	589	29	134	105J (@-20°C)
Ex. 34	71,0	11,8	1,7	8,9	571	22	107
Ex. 35	81,0	9,5	1,5	7,0	588	11	115	109J (@-20°C)
Ex. 36	72,0	14,0	1,5	8,8	608	11	103

[0084] A energia de absorção do teste de impacto Charpy foi medida como a seguir.

[0085] Em uma seção transversal da espessura da placa paralela à direção que inclui a HAZ e o metal da solda, um corpo de prova Charpy foi retirado do centro da parte do metal da solda 2 mm abaixo da camada de superfície da placa de aço. De acordo com a J IS Z2242, um

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29/30 teste de impacto Charpy foi executado a -10°C para medir a energia de absorção. A energia de absorção foi descoberta executando-se o teste de impacto Charpy três vezes e obtendo-se o valor médio. Uma amostra com um valor médio de menos de 100 J foi julgada insuficiente em tenacidade. Algumas amostras foram medidas também quanto à energia de absorção Charpy à temperatura diferente de -10°C.

[0086] As razões de área das estruturas foram medidas como a seguir.

[0087] Uma 1/2 parte da largura da conta de solda na posição a 1/4 da espessura a partir da camada de superfície em um segundo passe foi retirada como corpo de prova. O mesmo foi polido e então corroído por corrosão Nital e por corrosão LePera. A estrutura revelada foi observada em um microscópio ótico em uma faixa de 1000 pm x 1000 pm. 10 campos da estrutura foram medidos. As imagens obtidas foram analisadas e as razões de área médias das estruturas foram calculadas.

[0088] O tamanho de grão EBSD foi obtido por análise EBSD de 20 campos em uma faixa de 500 pm x 500 pm e calculando-se a média dos tamanhos dos grãos de cristal quando divididos em seções com diferença de orientação de cristal de 15°.

[0089] Como mostrado nas Tabelas 5 a 7, os exemplos da invenção que satisfazem a composição de constituintes de uma junta soldada da presente invenção tiveram todos uma energia de absorção Charpy a -10°C de 100 J ou mais e uma excelente tenacidade da parte do metal da solda.

[0090] Em oposição a isso, os exemplos comparativos que não satisfizeram a composição de constituintes de uma junta soldada da presente invenção tiveram uma energia de absorção Charpy a -10°C de menos de 100 J e uma baixa tenacidade da parte do metal da solda e da junta soldada.

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30/30 [0091] Além disso, nos exemplos da invenção, uma alta energia de absorção Charpy foi obtida de acordo com as quantidades de O no metal da solda mesmo a -20°C, -30°C e -45°C.

[0092] A Figura 2 mostra exemplos de estruturas do metal da solda, (a) e (b) mostram as estruturas dos exemplos da invenção, enquanto (c) e (d) mostram as estruturas dos exemplos comparativos. Nos exemplos da invenção, verificou-se que as estruturas do metal da solda foram feitas mais finas.

Aplicabilidade Industrial [0093] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um tubo de aço soldado com costura longitudinal excelente em tenacidade da parte do metal da solda mesmo se for ligada placa de aço grossa por soldagem com grande entrada de calor. Consequentemente, a presente invenção tem alta aplicabilidade industrial

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Tubo de aço soldado com costura longitudinal caracterizado pelo fato de que tem zonas de solda soldadas em uma superfície interna e em uma superfície externa em uma direção longitudinal, uma composição química de um metal base do tubo de aço contendo, em % em massa,

C: 0,01 a 0,1%,

Si: menos de 0,5%,

Mn: 0,5 a 2,0%,

P: 0,015% ou menos,

S: 0,01% ou menos,

Al: 0,01 a 0,05%,

Ti: 0,005 a 0,03%,

N: 0,002 a 0,006%,

O: 0,005% ou menos,

Mg: 0 a 0,01%,

Ca: 0 a 0,03%,

Ni: 0 a 0,6%,

Cr: 0 a 0,5%,

Cu: 0 a 0,5%,

Mo: 0 a 0,4%,

Nb: 0 a 0,06%,

B: 0 a 0,002%,

V: 0 a 0,06% e um saldo sendo Fe e impurezas, uma resistência à tração do metal base sendo 480 a 620 MPa, uma composição química do metal da solda do tubo de aço contendo, em % em massa,

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C: 0,03 a 0,10%,

Si: 0,03 a 0,50%,

Mn: 0,5 a 2,0%,

P: 0,015% ou menos,

S: 0,010% ou menos,

Al: 0,001 a 0,030%,

Ti: 0,005 a 0,040%,

N: 0,002 a 0,006%,

B: 0 a 0,035%,

0:0,015 a 0,055%,

Ni: 0 a 0,60%,

Cr: 0 a 0,50%,

Cu: 0 a 0,50%,

Mo: 0 a 0,40%,

V: 0 a 0,06%,

Ca: 0 a 0,005%,

Mg: 0 a 0,010%,

Nb: 0 a 0,060% e o saldo sendo Fe e impurezas, em que quando %X expressa um teor de um elemento X no metal da solda,

Pcm definido por

Pcm=%C+%Si/30+(%Mn+%Cu+%Cr)/20+%Ni/60 +%Mo/15+%V/10+5%B é 0,2% ou menos,

Ceq definido por

Ceq=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/15 é

0,35 a 0,45%, a definido por α'=(1,5x(%0-0,89%AI)+3,4x%N-%Ti)x1000 é -20 a 40, e %AI/%O é 0,3 a 0,8.

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2. Tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a' satisfaz 1000x%0-10<a'<1000x%0+1.

3. Tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a microestrutura do metal da solda compreende, em razão de área, ferrita acicular 70% ou mais, ferrita na borda do grão 15% ou menos, e constituinte martensita-austenita 3% ou menos e tem um tamanho de grão EBSD de 10 gm ou menos.
4. Tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a resistência à tração do metal da solda é 1,05 vez ou mais da resistência à tração do metal base.
5. Tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a dureza do metal da solda é maior que a dureza do metal base e uma diferença das mesmas é de 10 Hv ou mais.
6. Tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma energia de absorção Charpy a -10°C do metal da solda é 100J ou mais.
7. Tubo de aço soldado com costura longitudinal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que uma energia de absorção Charpy a 1300x%0-60(°C) do metal da solda é 100J ou mais.