BRPI0415211B1 - Tubo de aço inoxidável martensítico e método para sua produção - Google Patents

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Abstract

"tubo de aço inoxidável martensítico e método para sua produção". a presente invenção refere-se a um tubo de aço inoxidável martensítico, em que é determinado o teor para cada um dos elementos c, si, mn e cr, e a razão de teor de bolhas é também prescrita de acordo com a espessura da carepa na superfície externa do tubo de aço, de forma que defeitos possam ser detectados com alta precisão na inspeção não-destrutiva, tais como teste ultra-sônico ou similar. isto permite que a inspeção não-destrutiva possa ser executada com alta eficiência. além disso, há outra vantagem que a resistência ao tempo pode ser aumentada. o tubo de aço conforme a presente invenção e o seu método de produção podem ser usados adequadamente em todos os campos técnicos nos quais um tubo de aço inoxidável martensítico tendo igual composição química seja tratado.

Description

(54) Título: TUBO DE AÇO INOXIDÁVEL MARTENSÍTICO E MÉTODO PARA SUA PRODUÇÃO (51) Int.CI.: C22C 38/00; C22C 38/18; C22C 38/42; C21D 9/08; B21B 45/00; B21B 45/04; B21B 45/08 (30) Prioridade Unionista: 10/10/2003 JP 2003-352943 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): MUTSUMI TANIDA
1/35
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TUBO DE AÇO INOXIDÁVEL MARTENSÍTICO E MÉTODO PARA SUA PRODUÇÃO.
CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um tubo de aço inoxidável martensítico que seja capaz de fornecer uma razão reduzida de teor de bolha/vazio na carepa formada em uma superfície, juntamente com uma alta precisão para detecção de defeitos em uma inspeção nãodestrutiva. A presente invenção também se refere a um método para produção de tal tubo de aço inoxidável martensítico.
TÉCNICA ANTERIOR [002] Ao produzir-se tubos de aço inoxidável o controle de qualidade é geralmente executado de forma a suprimir ou eliminar defeitos prejudiciais, juntamente com uma inspeção para garantir a qualidade, usando-se um aparelho de inspeção não-destrutiva, tal como um aparelho de detecção ultra-sônica de defeito ou similar. Entretanto, carepas na superfície do tubo de aço geram ruído, e portanto a razão da intensidade de sinal representando os defeitos para a intensidade do ruído (doravante referida como razão S/N) é deteriorada (diminuída) aumentando com isso o trabalho de reinspeção.
[003] Em particular, no caso em que é aplicado um resfriamento brusco com ar (resfriamento brusco por resfriamento com ar) para suprimir as trincas por endurecimento de na produção de tubos de aço inoxidável martensítico, são formadas carepas espessas e soltas (isto é, carepas contendo um número de bolhas e vazios), de forma que é obtida uma magnitude reduzida da razão S/N, se comparado com tubos de aço carbono comuns. Adicionalmente, um aumento recente no nível de detecção de defeitos é mais e mais fortemente necessário para detectar defeitos que tenham cada um uma profundidade rasa, uma vez que um poço de petróleo é projetado com base na dureza de trinPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 7/47
2/35 ca. Portanto, no campo de produção de tubos de aço para um poço de petróleo, é de nova e central importância que a precisão da detecção de defeitos na inspeção não-destrutiva (NDI) seja aumentada (isto é, a razão S/N seja melhorada).
[004] Tradicionalmente tem sido apontado que o sinal de ruído na inspeção não-destrutiva resulta das carepas na superfície de um tubo de aço. De fato, há muitas etapas de aquecimento no processo de produzir-se o tubo de aço, tornando portanto impossível reduzir-se significativamente a quantidade de carepa em uma operação real. Embora seja possível suprimir-se a geração de carepas, usando-se um forno de atmosfera controlada, tal instalação requer um custo de instalação extremamente grande.
[005] Um número de pesquisas e desenvolvimentos foi feito na carepa a partir do ponto de vista da sua estrutura bem como da prevenção da geração de defeitos resultantes da carepa. Um método de produção de um tubo de aço inoxidável martensítico sem costura foi descrito, por exemplo, na Publicação de Pedido de patente japonês n° 2001-96304, onde a geração de defeitos na superfície externa pode ser significativamente reduzida perfurando-se uma barra sob condições tais que a espessura e a taxa de vazio de uma camada interna de carepa (carepa interna) gerada na barra sejam mantidas dentro de faixas predeterminadas.
[006] Além disso, na Publicação de Pedido de patente japonês n°
5-269507 foi descrito um método de produção de um tubo de aço sem costura, onde um produto semi-acabado de aço inoxidável, isto é, uma barra contendo Cr a 12% em peso ou mais, é laminada após o aquecimento em um forno de aquecimento, e posteriormente após aquecimento em um forno de reaquecimento, e a espessura da carepa no material laminado é mantida em 10 - 100 mm no lado de entrada de cada cadeira de laminação, de forma que defeitos de emperramento e
Petição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 8/47
3/35 defeitos em forma de listras possam ser suprimidos.
[007] Na Publicação de Pedido de patente japonês n° 6-15343, foi descrito um método de remoção de carepas, no qual é pulverizada água em alta pressão na superfície externa de um material laminado de esboço, e as carepas são removidas com uma escova metálica de forma a reduzir o número de defeitos de pites que são gerados a partir da intrusão de carepas na superfície do material laminado de esboço. [008] Além disso, na Publicação de Pedido de patente japonês n° 10-60538, foi descrito um método de produção de tubos de aço inoxidável sem costura 13 Cr, onde o tubo de aço tem uma camada de oxidação tendo uma alta resistência à corrosão e uma rugosidade de superfície reduzida, em cujo caso as camadas de carepa externas são removidas por água em alta pressão, após conformar as camadas de carepa interna e externa tendo uma espessura total de 100 mm ou mais. Adicionalmente foi descrito um método de produção de tubos de aço inoxidável sem costura 13 Cr na Publicação de Pedido de patente japonês n° 10-128412, onde o tubo de aço é revestido por superfícies no estado formadas na laminação a quente, em cujo caso o tubo é laminado após remover-se uma camada externa de carepa com um removedor de carepas e manter-se a carepa interna a uma espessura de 0,1 - 50 mm, de forma que podem ser obtidas excelentes propriedades de superfície e resistência à corrosão.
[009] Entretanto, foi verificado que há poucas tecnologias nas quais a espessura da carepa e/ou a razão do teor de bolhas/vazio é especificada de forma a aumentar a precisão na detecção de defeitos ao reduzir grandemente a intensidade do ruído detectado na inspeção não-destrutiva, especialmente no teste ultra-sônico (UST).
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0010] A presente invenção pretende resolver os problemas acima da técnica anterior. Consequentemente, é um objetivo da presente inPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 9/47
4/35 venção fornecer um tubo de aço inoxidável martensítico e um método para a produção de tal tubo de aço inoxidável, onde a razão S/N pode ser melhorada na inspeção não-destrutiva, tal como no teste ultrasônico, permitindo portanto que a precisão na detecção de defeitos seja melhorada.
[0011] Os presentes inventores executaram várias investigações para resolver os problemas acima, e foi verificado que a deterioração da razão S/N no teste ultra-sônico resultou da espessura da carepa na superfície do tubo e das bolhas e/ou vazios (doravante referidos como bolhas, inclusive os vazios, e a sua taxa de existência é denotada como razão do teor de bolhas) nas carepas, e que a razão S/N é significativamente deteriorada, quando a razão do teor de bolhas for maior que ou igual a um valor específico que é determinado pela espessura da carepa na superfície, em particular na superfície externa do tubo. [0012] Além disso, os presentes inventores executaram várias investigações quanto ao método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico tendo uma razão S/N melhorada, e foi verificado que tal tubo de aço pode ser obtido resfriando-se na sequência de refrigeração a água, refrigeração a ar e refrigeração a água, cada uma das quais é executada dentro de uma faixa de temperaturas especificada a partir da alta temperatura sob condições de resfriamento brusco, em particular sob condições de resfriamento após o resfriamento brusco, no tratamento térmico após a produção do tubo de aço. [0013] A figura 9(a) é uma microfotografia seccional de uma carepa na superfície de um aço inoxidável martensítico, que foi obtida pelo método de produção da técnica anterior, e a figura 9(b) é uma microfotografia seccional de uma carepa na superfície de um aço inoxidável martensítico que foi obtido pelo método de produção conforme a invenção. Das microfotografias das figuras 9(a) e 9(b) é verificado que existe um número de bolhas nas carepas obtidas pelo método de proPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 10/47
5/35 dução da técnica anterior, enquanto que tais bolhas são significativamente reduzidas na carepa obtida pelo método de produção conforme a invenção.
[0014] Na base do conhecimento experimental acima, a presente invenção fornece o tubo de aço inoxidável martensítico a seguir descrito em (1) e (2), e um método de produção de tal tubo de aço inoxidável, método esse descrito em (3), e um sistema para produção de tal tubo de aço inoxidável, sistema esse descrito em (4).
[0015] (1) Um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo C:
0,15 - 0,22%, Si: 0,1 - 1,0%, Mn: 0,30 - 1,00% e Cr: 12,00 - 16,00% em percentual em massa, caracterizado pelo fato de que a espessura da carepa na superfície externa do tubo de aço é de 150 mm ou menos, e a razão do teor de bolhas satisfaz a equação (1) a seguir:
Teor de razão de bolhas (%) < -6,69 x ln(ds) + 40,83 (1) [0016] onde ds: espessura da carepa (mm), e [0017] ln(x): logaritmo natural de x.
[0018] É possível que o tubo de aço inoxidável martensítico descrito em (1) também inclua pelo menos um entre Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos e Cu: 0,25% ou menos em percentual em massa. [0019] (2) Um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo C:
0,15 - 0,22%, Si: 0,1 a 1,0%, Mn: 0,30 - 1,00% e Cr: 12,00 - 16,00% em percentual em massa, caracterizado pelo fato de que a espessura da carepa na superfície externa do tubo de aço é de 5 - 100 mm, e a razão do teor de bolhas satisfaz a equação (2) a seguir:
Teor de razão de bolhas (%) < -5,20 x ln(ds) + 30,20 (2) [0020] onde ds: espessura da carepa (mm), e [0021] ln(x): logaritmo natural de x.
[0022] É possível que o tubo de aço inoxidável martensítico descrito em (2) também inclua pelo menos um entre Al: 0,1% ou menos,
Ni: 1,0% ou menos e Cu: 0,25% ou menos em percentual em massa.
Petição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 11/47
6/35 [0023] (3) Um método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo C: 0,15 - 0,22%, Si: 0,1 - 1,0%, Mn: 0,30 1,00% e Cr: 12,00 - 16,00% em percentual em massa ou um tubo de aço inoxidável martensítico também incluindo um grupo ou mais entre Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos, e Cu: 0,25% ou menos em percentual em massa em adição aos mencionados componentes, caracterizado por compreender as seguintes etapas de aquecer-se um tubo de aço no processo por um período entre 5 minutos ou mais e 30 minutos ou menos a uma temperatura de ponto Ac3 + 20°C até 980°C ou menor em uma atmosfera contendo uma quantidade de oxigênio de 2,5% em volume ou menos e uma quantidade de vapor d'água de 15,0% em volume ou menos, resfriar-se bruscamente o tubo de aço a uma taxa de resfriamento de 1 - 40°C/s de 980°C até o ponto A, a uma taxa de resfriamento de menos de 1 °C/s do ponto A a té o ponto B e a uma taxa de resfriamento de 5 - 40°C/s do ponto B até a temperatura ambiente, onde o ponto a é 680 - 350°C, e o ponto B é 300 - 150°C, e pulverizando-se água à alta pressão tendo uma pressão de 490 N/mm2 ou maior na superfície externa do tubo de aço durante pelo menos parte da duração do resfriamento de 900°C até o ponto A do mencionado resfriamento brusco.
[0024] No método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico, método esse descrito em (3), não apenas a razão S/N pode ser melhorada, mas também a resistência à corrosão e a resistência ao tempo são eficientemente melhoradas, quando é usado um forno de resfriamento brusco, que tenha uma atmosfera incluindo uma quantidade de oxigênio de 1,5% em volume ou menos e uma quantidade de vapor d'água de 3 - 10,0% em volume.
[0025] Além disso, a dureza é aumentada se o processo de revenido é executado a uma temperatura de 630°C ou mais após o processo de resfriamento brusco.
Petição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 12/47
7/35 [0026] Além disso, a razão S/N é também melhorada se o processo de desescamação por meio de escova ou jateamento de granalha for executado a uma faixa de temperaturas de 700 - 250°C na etapa de resfriamento do processo de revenido.
[0027] Além disso, a razão S/N é também melhorada se água à alta pressão, tendo uma pressão de 30 N/mm2 ou maior, for pulverizada na superfície externa do tubo de aço, após revenir o tubo de aço inoxidável martensítico descrito nos itens (1) e (2) acima.
[0028] (4) Um sistema para produzir-se um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo C: 0,15 - 0,22%, Si: 0,1 - 1,0%, Mn: 0,30 1,00% e Cr: 12,00 - 16,00% em percentual em massa ou um tubo de aço inoxidável martensítico também incluindo um grupo ou mais entre Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos e Cu: 0,25% ou menos em percentual em massa em adição aos mencionados componentes, caracterizado por compreender: um forno de resfriamento brusco; um removedor de carepa disposto no lado da saída do mencionado forno de resfriamento brusco; um aparelho de resfriamento a ar disposto no lado de saída do mencionado removedor de carepa por água à alta pressão; um aparelho de resfriamento a água disposto no lado de saída do aparelho de resfriamento a água; e um forno de revenido.
[0029] No sistema de produção descrito em (4), é preferível que um ou mais termômetros estejam dispostos em pelo menos uma posição entre aquelas tais como: no lado de entrada e no lado de saída do aparelho de resfriamento a ar; no lado de entrada e no lado de saída do aparelho de resfriamento a água; e no lado de entrada do mencionado forno de revenido, porque a temperatura do tubo de aço pode ser sentida no processo de resfriamento.
[0030] Além disso, é preferível que uma escova ou um aparelho de jateamento de granalha estejam dispostos no lado de saída do mencionado forno de revenido, ou que um aparelho de pulverização de água
Petição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 13/47
8/35 por pressão para pulverizar água à alta pressão na superfície externa do mencionado tubo de aço esteja disposto no lado de saída do forno de revenido, ou uma escova ou um aparelho de jateamento com granalha esteja disposto no lado de saída do mencionado forno de revenido e um aparelho de pulverização de água à alta pressão esteja também disposto após o seu lado seguinte.
[0031] O termo razão de teor de bolhas usado aqui significa a razão da área de superfície das bolhas para a área seccional (a área seccional na direção vertical para o eixo do tubo) das carepas formadas na superfície do tubo de aço. Conforme descrito acima, as bolhas incluem vazios.
[0032] De acordo com a invenção, o tubo de aço inoxidável martensítico descrito em (1) e (2) acima fornece uma razão de teor de bolhas reduzido nas carepas formadas na superfície do tubo de aço, e também melhora a razão S/N na inspeção não-destrutiva, tal como o teste ultra-sônico ou similar, assegurando portanto uma alta precisão na detecção de defeitos. Tal tubo de aço pode ser produzido pelo método de produção descrito no item (3) acima e pelo sistema de produção descrito no item (4) acima.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0033] A figura 1 é uma vista mostrando um exemplo estrutural esquemático de um sistema para execução do método de produção de um tubo de aço inoxidável martensítico conforme a presente invenção. [0034] A figura 2 é uma vista mostrando um exemplo estrutural esquemático de outro sistema para execução do método de produção de um tubo de aço inoxidável martensítico conforme a presente invenção, onde uma escova ou um aparelho de jateamento de granalha é disposto no lado de saída de um forno de revenido;
[0035] A figura 3 é uma vista mostrando um exemplo estrutural esquemático de outro sistema para execução do método de produção
Petição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 14/47
9/35 de um tubo de aço inoxidável martensítico conforme a presente invenção, onde um aparelho de pulverização de água à alta pressão é disposto no lado de saída de um forno de revenido;
[0036] A figura 4 é uma vista mostrando um exemplo estrutural esquemático de outro sistema para execução do método de produção de um tubo de aço inoxidável martensítico conforme a presente invenção, onde uma escova ou um aparelho de jateamento de granalha e um aparelho de pulverização de água à alta pressão são dispostos no lado de saída de um forno de revenido;
[0037] A figura 5 é uma vista mostrando a influência da pulverização por pressão de água à alta pressão na razão S/N nos resultados experimentais;
[0038] A figura 6 é uma vista mostrando a relação entre a espessura da carepa e a razão do teor de bolhas para razões S/N variadas sem pulverização de água à alta pressão nos resultados experimentais;
[0039] A figura 7 é uma vista mostrando a relação entre a espessura da carepa, a razão do teor de bolhas e as razões S/N com pulverização de água à alta pressão nos resultados experimentais;
[0040] A figura 8 é uma vista mostrando a relação entre a espessura da carepa, a razão do teor de bolhas e a resistência ao tempo em pulverização com água à alta pressão nos resultados experimentais; [0041] A figura 9(a) é uma microfotografia seccional de uma carepa em uma superfície de um aço inoxidável martensítico produzido pelo método de produção da técnica anterior; e [0042] A figura 9(b) é uma microfotografia seccional de uma carepa na superfície de um aço inoxidável martensítico produzido pelo método de produção conforme a presente invenção.
MELHOR FORMA PARA EXECUÇÃO DA INVENÇÃO [0043] A seguir, serão descritos de maneira detalhada os tubos de
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10/35 aço inoxidável martensítico conforme a presente invenção (cada um deles está descrito nos itens (1) e (2) anteriormente mencionados), o método para produção dos mesmos (método esse que está descrito no item (3) anteriormente mencionado) e o sistema para produção do mesmo (sistema esse descrito no item (4) anteriormente mencionado). Nesse caso, o símbolo % para cada elemento de liga implica em % em massa.
[0044] Conforme descrito acima em (1), o tubo de aço inoxidável martensítico é um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo C: 0,15 - 0,22%; Si: 0,1 - 1,0%; Mn: 0,30 - 1,00%; e Cr: 12,00 - 16,00%, onde a espessura da carepa na superfície externa do tubo é de 150 mm ou menos e onde a razão de teor de bolhas satisfaz a equação (1) a seguir:
Teor de razão de bolhas (%) < -6,69 x ln(ds) + 40,83 (1) [0045] onde ds significa a espessura da carepa (mm), e ln(x)significa logaritmo natural de x.
[0046] Inicialmente será descrita a razão porque a composição química do tubo de aço inoxidável martensítico é determinada conforme acima:
C: 0,15 - 0,22% [0047] O carbono C é um elemento necessário para aumentar a resistência mecânica do aço. Nesse caso, um teor de C de 0,15% ou mais é necessário para se obter uma resistência de 552 MPa ou maior. Uma vez que, entretanto, um teor de C aumentado excessivamente provoca tanto a redução da resistência à corrosão quanto a redução da dureza, o teor de C deve ser 0,22% ou menos. Uma vez que C é um elemento para gerar austenita, um teor excessivamente reduzido de C ajuda na geração de defeitos na superfície interna devido à ferrita δ após a produção do tubo de aço. Consequentemente, o teor de C deve ser de 0,15 - 0,22%, mais preferivelmente 0,18 - 0,22%.
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Si: 0,1 - 1,0% [0048] O silício Si é usado como desoxidante para o aço. Entretanto, um teor de Si de menos de 0,1% não fornece nenhum efeito de desoxidação, e o teor de Si de mais de 1,0% faz com que a dureza seja deteriorada. Consequentemente, o teor de Si deve ser de 0,1 - 1,0%. Entretanto, o teor de Si deve ser preferivelmente 0,75% ou menos, ou mais preferivelmente 0,20 - 0,35%, de forma a obter-se uma magnitude adequada de dureza.
Mn: 0,30 - 1,00% [0049] O manganês Mn é um elemento eficaz para aumentar a resistência mecânica do aço, e também tem um efeito de desoxidação similar ao Si. Além disso, o Mn permite que o S no aço seja imobilizado na forma de MnS, melhorando portanto a capacidade de trabalho a quente. Um teor de Mn de menos de 0,30% fornece um defeito relativamente pequeno nas propriedades, e a dureza é deteriorada a um teor de Mn de mais de 1,00%. Consequentemente, o teor de Mn deve ser de 0,30 - 1,00%. Entretanto, o teor de Mn deve ser preferivelmente de 0,7% ou menos de forma a se obter uma magnitude adequada de dureza.
Cr: 12,00 - 16.00% [0050] O cromo Cr é um elemento básico para aumentar a resistência à corrosão no aço. Em particular, um teor de Cr de 12,00% ou mais permite que a resistência à corrosão seja melhorada quanto à corrosão por microfissuração e corrosão por fissuração, juntamente com um aumento significativo da resistência à corrosão no ambiente de CO2. Por um lado, o Cr é um elemento para gerar ferrita, e geralmente é gerada ferrita δ em um processo de alta temperatura a um teor de Cr de 16,00% e maior e portanto a capacidade de trabalho a quente é reduzida. Por outro lado, um teor de Cr excessivamente grande faz com que o custo de produção seja aumentado. ConsequenPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 17/47
12/35 temente, o teor de Cr deve ser de 12,00 - 16,00%, ou mais preferivelmente 12,20 - 13,50%.
[0051] Em aditamento aos componentes acima descritos, um grupo ou mais entre Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos e Cu: 0,25% ou menos pode ser incluído no tubo de aço inoxidável martensítico conforme a presente invenção. A razão para especificar-se o teor desses elementos conforme acima é como segue:
Al: 0,1% ou menos [0052] O alumínio Al é eficaz como desoxidante para o aço. Entretanto um teor excessivamente grande de Al deteriora a limpeza do aço, e gera um entupimento em um orifício de imersão no caso de lingotamento contínuo. Consequentemente, o teor de Al deve ser 0,1% ou menos. Embora não haja limitação especial quanto ao limite inferior do teor de Al, é preferível que o Al seja incluído a um teor de 0,001% ou mais para se obter o efeito de desoxidação.
Ni: 1,0% ou menos [0053] O níquel Ni é um elemento para estabilização da austenita e melhora a capacidade de trabalho a quente do aço. Entretanto, uma quantidade excessivamente grande de teor de Ni faz com que a resistência à corrosão por sulfetos seja reduzida. Consequentemente, o teor de Ni deve ser de 1,0% ou menos. Embora não haja limitação especial quanto ao limite inferior do teor de Ni, é preferível que o Ni seja incluído a um teor de 0,05% ou mais para se obter o efeito acima descrito.
Cu: 0,25% ou menos [0054] O cobre Cu é um elemento para aumentar a resistência à corrosão do aço bem como um elemento para estabilizar a austenita, permitindo assim que a capacidade de trabalho do aço a quente seja melhorada. Entretanto, o baixo ponto de fusão do Cu faz com que a capacidade de trabalho a quente seja deteriorada a um alto teor de
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Cu. Consequentemente, o teor de Cu deve ser 0,25% ou menos. Embora não haja limitação especial em relação ao limite inferior do teor de Cu, é preferível que o Cu seja incluído a um teor de 0,005% ou mais para se obter o efeito acima descrito.
[0055] O resíduo inclui Fe e impurezas, tais como P, S, N e outras. Nesse caso, é possível que Ti e V sejam ali incluídos a uma concentração de 0,2% ou menos respectivamente.
[0056] A espessura da carepa (espessura das camadas externa e interna) na superfície externa do tubo de aço inoxidável martensítico incluindo os componentes conforme descrito acima é de 150 mm ou menos. Isto é devido ao fato de que, no caso da espessura da carepa de mais de 150 mm mesmo se a razão do teor de bolhas satisfizer a equação (1), as ondas ultra-sônicas não se propagam no material do tubo de aço mas são por ele refletidas, gerando assim o ruído na inspeção não-destrutiva. Embora não haja limitação especial em relação ao limite inferior da espessura da carepa, é difícil diminuir a espessura da carepa, por exemplo, dentro de menos de 5 mm em um forno de atmosfera controlada usado para a produção do tubo de aço, conforme descrito abaixo, de forma que o limite inferior seja automaticamente determinado.
[0057] Além disso, é necessário que a razão do teor de bolhas satisfaça a equação (1). Isto é devido ao fato de que, quando a razão do teor de bolhas é maior do que um valor específico que é determinado a partir do lado direito da equação (1) dependendo da espessura da carepa, a razão S/N diminui, fazendo portanto com que a precisão na detecção de defeitos seja diminuída na inspeção não-destrutiva. A equação (1) é determinada sob a condição de S/N > 3 a partir de vários resultados experimentais, conforme descrito abaixo nas modalidades. Em outras palavras, o lado direito da equação (1) fornece o limite superior, abaixo do qual a razão do teor de bolhas tem que estar situPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 19/47
14/35 ado de forma a satisfazer a relação S/N > 3.
[0058] Além disso, o tubo de aço inoxidável martensítico descrito em (2) é um tubo de aço inoxidável martensítico, que tem um teor de C de 0,15 - 0,22%, um teor de Si de 0,1 - 1,0%, um teor de Mn de 0,30 - 1,00%, e um teor de Cr de 12,00 - 16,00%, onde a espessura da carepa na superfície externa do tubo é de 5 - 100 mm e onde a razão do teor de bolhas satisfaz a equação (2) a seguir:
Teor de razão de bolhas (%) < -5,20 x ln(ds) + 30,20 (2) [0059] onde ds significa a espessura da carepa (mm), e ln(x) significa logaritmo natural de x.
[0060] Em aditamento aos componentes descritos acima, um grupo ou mais entre Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos e Cu: 0,25% ou menos pode ser incluído no tubo de aço inoxidável martensítico. Além disso, quanto ao residual, a mesma relação que a do tubo de aço inoxidável martensítico descrito no item (1) acima é aplicável. A composição química (elementos e seus teores) e a razão para sua especificação numérica são as mesmas que a do tubo de aço inoxidável martensítico descrito no item (1) acima.
[0061] A espessura da carepa (a espessura da camada externa e da camada interna) na superfície externa do tubo de aço inoxidável martensítico deve ser de 5 - 100 mm. Isto é devido ao fato de que, quando a espessura da carepa for ou menor que 5 mm ou maior que 100 mm, a relação de S/N > 3 não é mantida mesmo se a razão do teor de bolhas satisfizer a equação (2), reduzindo portanto a precisão de detecção de defeitos.
[0062] Além disso, a razão do teor de bolhas é determinada de forma a satisfazer a equação (2). Isto é devido ao fato de que, quando a razão do teor de bolhas for maior que um valor específico determinado a partir do lado direito da equação (2) dependendo da espessura da carepa, a razão S/N torna-se menor, fazendo portanto com que a
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15/35 precisão na detecção de defeitos seja diminuída na inspeção nãodestrutiva. Similarmente à equação (1), a equação (2) é determinada a partir de vários resultados experimentais sob a condição da relação S/N > 3.
[0063] No método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico, método esse descrito no item (3) acima, um tubo de aço no processo é aquecido por um período entre 5 minutos ou mais e 30 minutos ou menos em uma atmosfera incluindo oxigênio a uma concentração de 2,5% em volume ou menos e vapor d'água em uma concentração de 15% em volume ou menos a uma temperatura entre 'o ponto AC3 + 20°C' ou maior e 980°C ou menor, e posteriormente ele é resfriado bruscamente a uma taxa de resfriamento de 1 - 40°C/s de 980°C até o ponto A, a uma taxa de menos de 1°C/s d o ponto A até o ponto B e a uma taxa de resfriamento de 5 - 40°C/s do ponto B até a temperatura ambiente, em cujo caso água à alta pressão tendo uma pressão de 490 N/m2 ou maior é pulverizada na superfície externa do tubo por pelo menos parte da duração do resfriamento de 900°C até o ponto A no processo de resfriamento brusco, onde o ponto A é 680 350°C e o ponto B é 300 - 150°C, de forma que o aço inoxidável martensítico descrito no item (1) acima possa ser produzido.
[0064] No processo de produção de tubos, o processo convencional usado para produzir-se tubos de aço inoxidável do tipo Cr pode ser empregado até que o tubo de aço seja produzido em uma forma predeterminada.
[0065] Após produzir-se o tubo de aço, ele é resfriado até a temperatura ambiente por resfriamento a ar, e então é aplicado o processo de resfriamento brusco. Nesse caso, a atmosfera no forno de resfriamento brusco contém uma quantidade de oxigênio de 2,5% em volume ou menos e uma quantidade de vapor d'água de 15,0% em volume ou menos.A atmosfera e as condições de resfriamento no efeito do resfriPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 21/47
16/35 amento brusco a formação das bolhas nas carepas, e é necessário empregar-se a atmosfera acima descrita.
[0066] A temperatura de resfriamento brusco de ponto Ac3 + 20°C ou maior assegura a produção de austenita estável. Entretanto, uma temperatura de resfriamento brusco maior que 980°C provoca o embrutecimento do tamanho de grão e a redução da dureza de um material após o resfriamento brusco e de um produto produzido dele.
[0067] O tempo de enxágue à temperatura de resfriamento brusco é selecionado entre 5 minutos ou mais e 30 minutos ou menos. Isto é devido ao fato de que um tempo de enxágue de menos de 5 minutos fornece uma solução sólida incompleta de carbonetos, fazendo assim com que a magnitude da resistência mecânica seja dispersada, enquanto que um tempo de enxágue de mais de 30 minutos faz com que o tamanho de grão seja embrutecido, de forma que a dureza é diminuída e a intensidade de ruído é aumentada na inspeção não-destrutiva, tal como o teste ultra-sônico ou similar.
[0068] A taxa de resfriamento e as temperaturas após o aquecimento na temperatura de resfriamento brusco são especificadas exatamente de maneira detalhada. Isto é devido ao fato de que a razão do teor de bolhas nas carepas formadas no processo de resfriamento é ajustada a um valor predeterminado ou menos e é importante evitar que as trincas sejam geradas no aço inoxidável martensítico tendo alta concentração de C e alta concentração de Cr conforme a presente invenção. Em outras palavras, quando se supõe que o ponto A é 680 350°C e o ponto B é 300 - 150°C, o tubo de aço é in icialmente resfriado a uma taxa de resfriamento de 1 - 40°C/s de 980° C até o ponto A. No processo de resfriamento, o resfriamento com água por meio de um chuveiro ou similar é desejável.
[0069] Subsequentemente, o tubo de aço é resfriado a uma taxa de resfriamento de menos de 1°C/s do ponto A ao pon to B. No procesPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 22/47
17/35 so de resfriamento, o resfriamento a ar é desejável. Posteriormente, o resfriamento é executado a uma taxa de resfriamento de 5 - 40°C/s do ponto B até a temperatura ambiente. No processo de resfriamento, o resfriamento a água por meio de um chuveiro ou similar é desejável. A restrição ao ponto A em 680 - 350°C é devido ao fat o de que um ponto A de mais de 680°C faz com que se prolongue a duração do resfriamento (resfriamento a ar) na etapa seguinte, de forma que a produtividade seja diminuída, e também tal que o ponto A reduz o efeito de suprimir a geração de carepa, enquanto que o ponto A de menos de 350°C aumenta a taxa de resfriamento, porque teme-s e que as trincas de resfriamento possam ser geradas. É preferível que o mencionado ponto A seja restrito a 600 - 350°C de forma a supr imir mais efetivamente a geração de carepa.
[0070] A restrição do ponto B entre 300 - 150°C é d evido ao fato de que, no caso em que o ponto B é ajustado para mais de 300°C, o resfriamento da temperatura B até a temperatura ambiente é substancialmente o mesmo que o resfriamento do ponto Ms, de forma que as trincas de resfriamento são geradas, enquanto que, no caso em que a temperatura é ajustada para menos de 150°C, a duração do resfriamento (resfriamento a ar) na última etapa é prolongada, provocando assim a diminuição da produtividade.
[0071] Além disso, pelo menos parte da duração do resfriamento de 900°C até o ponto A é executada no processo de resfriamento brusco, pulverizando-se água à alta pressão tendo uma pressão de 490 N/mm2 ou maior na superfície externa do tubo de aço inoxidável. Geralmente, a remoção de carepa das superfícies de um material com um removedor de carepa de água à alta pressão após ser empregado o aquecimento a alta temperatura. Nesse caso, a temperatura é normalmente de 750 - 900°C. Entretanto, mesmo se as carepas forem completamente removidas, a taxa de resfriamento é menor na faixa de
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18/35 temperatura de 350 - 750°C, de forma que carepas secundárias são geradas a menos que a taxa de resfriamento se torne 1 - 40°C/s.
[0072] Para se obter o efeito de remoção de carepa, uma pressão de 490 N/mm2 ou maior é necessária para a água à alta pressão.
[0073] A atmosfera no forno de resfriamento brusco e as condições de resfriamento (inclusive de remoção de carepas pela água à alta pressão a uma alta faixa de temperaturas de 900°C ou menos) são especificadas conforme acima, tornando assim possível produzirse o tubo de aço inoxidável martensítico descrito no item (1) acima. [0074] No método de produção descrito no item (3) acima, o tubo de aço inoxidável martensítico descrito no item (2) acima pode ser produzido, usando-se um forno de resfriamento brusco que é enchido com uma atmosfera incluindo oxigênio a uma concentração de 1,5% em volume ou menos e vapor d'água a uma concentração de 3 10,0% em volume.
[0075] O tubo de aço produzido pelo método acima (o tubo de aço inoxidável martensítico descrito no item (2) acima) tem uma espessura de carepa de 5 - 100 mm, e satisfaz a equação (2) quanto à razão do teor de bolhas nas carepas. De fato, a razão do teor de bolhas tornase menor que aquela das carepas formadas nas superfícies do tubo de aço descrito no item (1) acima.
[0076] As carepas tendo cada uma a espessura de 5 mm ou mais são sempre depositadas nas superfícies do tubo e desempenham um papel como filme de revestimento. Então, não apenas a razão S/N é melhorada, mas também a geração de ferrugem (no estado antes do óleo ser aplicado à superfície) pode ser suprimida no decurso do processo de produção, juntamente com uma deposição firme e à prova de esfoliação das carepas. Como resultado, nem as carepas são descascadas devido ao manuseio após o óleo ser aplicado, nem o efeito da aplicação do óleo é perdido, de forma que a resistência ao tempo é
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19/35 aumentada.
[0077] No método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico, cujo método está descrito no item (3) acima (inclusive o método usando um forno de resfriamento que é enchido com uma atmosfera incluindo uma quantidade de oxigênio de 1,5% em volume e uma quantidade de vapor d'água de 3 - 10,0% em volume), a dureza pode ser aumentada, se um processo de revenido for executado a uma faixa de temperatura de 630°C ou maior após a a plicação do processo de resfriamento brusco acima descrito.
[0078] Quando o processo de remoção de carepa por meio de uma escova ou jateamento de granalha é aplicado a uma faixa de temperatura de 700 - 250°C, utilizando-se o calor d o tubo de aço revenido na etapa de resfriamento do processo de revenido, são geradas rachaduras nas carepas e, portanto, um meio de detecção de defeitos é facilmente introduzido nas bolhas, permitindo então que a razão S/N seja grandemente melhorada. É descoberto que o efeito de melhorarse a razão S/N pode ser obtido, se são geradas rachaduras que se estendem da camada externa até a camada interna das carepas a uma profundidade correspondendo a 30% ou mais da espessura total das carepas, e se a área das rachaduras (a área na superfície das carepas) torna-se cerca de 2% ou mais das áreas de superfície de toda a carepa.
[0079] No caso acima, a temperatura é especificada em 700 250°C. Isto é devido ao fato de que, quando se leva em conta a temperatura no caso do processo de revenido, é difícil aplicar-se a temperatura maior que 700°C, e que uma temperatura de me nos de 250°C diminui o efeito da geração de trincas.
[0080] Além disso, a razão S/N pode também ser melhorada até uma maior extensão se uma água à alta pressão, tendo uma pressão de 30 N/mm2 ou maior for pulverizada na superfície externa do tubo de
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20/35 aço após ser resfriado a uma temperatura predeterminada no processo de revenido acima. Isto pode ser devido ao fato de que a aplicação de pressão de água ajuda o meio para detecção de defeitos a introduzir-se facilmente nas bolhas das carepas. Sob as circunstâncias, a água pulverizada sobre a superfície do tubo de aço não deve ser evaporada na operação NDI.
[0081] Nesse caso, o limite superior da razão de teor de bolhas nas carepas formadas na superfície externa do tubo de aço inoxidável martensítico produzido (o limite superior abaixo do qual a razão do teor de bolhas está situado de forma a satisfazer a relação S/N > 3) não é expresso pela equação (1), mas pela equação (3). Da comparação com a equação (1), como é claro, segue que a razão S/N é melhorada mesmo se o limite superior para a razão do teor de bolhas for aumentada até uma certa extensão:
teor da razão de bolhas (%) < -5,9 x ln(ds) + 39,60 (3) [0082] onde ds: espessura das carepas (mm), e [0083] ln(x): logaritmo natural de x.
[0084] A água à alta pressão tendo uma pressão de 30 N/mm2 ou mais pode ser pulverizada na superfície externa do tubo de aço após o processo de revenido ser aplicado e então é aplicado o processo de remoção da carepa por meio de uma escova ou jateamento de granalha. Nesse caso, a razão S/N é mais significativamente melhorada. [0085] O sistema para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico, sistema esse que está descrito acima no item (4), é um sistema para execução do método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico, cujo método está descrito acima no item (3), isto é, um sistema para produzir-se um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo C: 0,15 - 0,22%, Si: 0,1 - 1,0%, Mn: 0,30 - 1,00% e Cr: 12,00 - 16,00%, e um grupo ou mais entre Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos, e Cu: 0,25% ou menos em adição aos elementos
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21/35 acima, onde o mencionado sistema é equipado com um forno de resfriamento brusco, um removedor de carepa por água à alta pressão disposto no seu lado de saída, um aparelho de resfriamento a ar disposto no seu lado da saída, um aparelho de resfriamento a água disposto no seu lado de saída, e um forno de revenido.
[0086] No sistema de produção, é preferível que um ou mais termômetros sejam dispostos em pelo menos uma posição entre aquelas tais como: no lado de entrada e no lado de saída do aparelho de resfriamento a ar; no lado de entrada e no lado de saída do aparelho de resfriamento a água; e no lado de entrada do forno de revenido de forma a medir a temperatura do tubo de aço no processo de resfriamento.
[0087] A figura 1 é uma vista mostrando um exemplo esquemático estrutural de tal sistema, em cujo caso o sistema é equipado com um forno de revenido. Conforme mostrado na figura 1, o sistema inclui um forno de resfriamento brusco 1, um removedor de carepa por água à alta pressão 2, um aparelho de resfriamento a ar 3, um aparelho de resfriamento à água 4 conectado a esse para resfriar a superfície externa do tubo de aço, e um forno de revenido 5. Nesse caso, um termômetro T1 é disposto no lado de entrada do aparelho de resfriamento a ar 3; termômetros T2, T3 e T4 são dispostos no lado de entrada do aparelho de resfriamento à água 4; e um termômetro T5 é disposto no lado de entrada do forno de revenido 5.
[0088] O removedor de carepa de alta pressão de água 2 é conformado na forma de um anel para efetivamente remover a carepa da superfície externa do tubo de aço. Um aparelho de resfriamento à água do tipo chuveiro (não-mostrado) pode ser disposto no lado de corrente abaixo do removedor de carepa por água à alta pressão 2. O termômetro T1 é disposto para medir a temperatura do tubo de aço no lado de saída do removedor de carepa de alta pressão 2 (antes do tuPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 27/47
22/35 bo de aço ser carregado no aparelho de resfriamento a ar 3).
[0089] O aparelho de resfriamento a ar 3 é projetado, por exemplo, de forma que toda a superfície externa do tubo seja resfriada a partir do lado inferior com um ventilador ou um soprador, e que as superfícies internas sejam resfriadas nas extremidades dos tubos com um orifício de ar. O aparelho de resfriamento à água é, por exemplo, um aparelho de resfriamento do tipo chuveiro para resfriar a superfície externa do tubo. Nesse caso, os termômetros T2, T3 e T4 são dispostos para medir as temperaturas predeterminadas do tubo de aço arranjado no lado de entrada do aparelho de resfriamento à água 4.
[0090] Uma desempenadeira (não-mostrada) pode ser disposta no lado de saída do forno de revenido 5. Nesse caso, o termômetro T5 é montado no lado de entrada do forno de revenido 5 para medir a temperatura do tubo de aço.
[0091] O tubo de aço enxaguado sob as condições acima descritas pelo forno de resfriamento brusco 1 tem sua carepa removida pelo removedor de carepa por água à alta pressão 2, e posteriormente resfriado nas temperaturas predeterminadas descritas acima pelo aparelho de resfriamento a ar 3 e pelo aparelho de resfriamento à água 4 de acordo com a temperatura medida pelos respectivos termômetros. Posteriormente, o tubo de aço é transferido para o processo seguinte através do forno de revenido 5.
[0092] No sistema de produção acima, ou uma escova ou um aparelho de jateamento de granalha ou um aparelho de pulverização de água à alta pressão para pulverizar água à alta pressão na superfície externa do tubo de aço podem ser dispostos no lado de saída do forno de revenido 5. Em outra configuração, a escova ou aparelho de jateamento de granalha e o aparelho de pulverização de água à alta pressão podem ser dispostos no lado a favor da corrente do forno de revenido 5.
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23/35 [0093] A figura 2 é uma vista mostrando um exemplo estrutural esquemático de outro sistema de produção, em cujo caso uma escova ou um aparelho de jateamento de granalha 6 é disposto no lado de saída do forno de revenido 5. Uma desempenadeira pode também ser disposta de forma a corrigir simultaneamente a retidão do tubo de aço em relação à etapa frontal ou à etapa traseira da escova ou do aparelho de jateamento de granalha 6, e em relação à escova e ao aparelho de jateamento de granalha no lado de saída do forno de revenido 5. [0094] A figura 3 é uma vista mostrando um exemplo estrutural esquemático de outro sistema de produção, em cujo caso um aparelho de pulverização de água à alta pressão 7 é disposto no lado de saída do forno de revenido 5. Além disso, a figura 4 é uma vista seccional esquemática de outro sistema de produção, em cujo caso tanto a escova quanto o aparelho de jateamento de granalha 6 e um aparelho de pulverização de água à alta pressão 7 são dispostos no lado de saída do forno de revenido 5. Nesses casos, uma desempenadeira pode também ser disposta no lado de entrada do aparelho de pulverização de água à alta pressão 7.
[0095] Utilizando-se um dos sistemas de produção acima, o método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico, método esse descrito no item (3) acima, pode ser executado.
[0096] A seguir, será descrito o teste ultra-sônico que é útil para detectar defeitos prejudiciais, tais como fendas, nos tubos de aço inoxidável martensítico descritos acima ou nos outros tubos de aço.
[0097] No teste ultra-sônico usado então, os defeitos são normalmente inspecionados usando-se um aparelho do tipo de imersão local no qual um fluido, tal como água, é usado como meio de detecção de defeitos. Nesse caso, a precisão na detecção de defeitos pode ser aumentada com a ajuda da razão S/N melhorada pela introdução antecipada do meio de detecção de defeitos nas bolhas das carepas
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24/35 formadas na superfície do tubo de aço. É eficaz empregar-se as medidas a seguir, por exemplo, a pulverização de água à alta pressão na superfície externa do tubo de aço, o processo de remoção de carepa com escova ou jateamento de granalha, e outros, antes da execução do teste ultra-sônico. Além disso, é eficaz usar-se um líquido capaz de diminuir a tensão na superfície quanto ao meio de detecção de defeitos.
[0098] Em tal teste ultra-sônico, há os seguintes dois métodos de testes ultra-sônicos (a) e (b):
[0099] (a) Um método de teste ultra-sônico no qual água à alta pressão tendo uma pressão de 30 N/mm2 ou mais é pulverizado na camada externa de um tubo de aço no qual as carepas estão depositadas.
[00100] Nesse método de teste ultra-sônico o processo de remoção de carepa por meio de escova ou jateamento com granalha a uma faixa de temperatura de 700 - 250°C é útil para melhorar a razão S/N. Se esse processo for aplicado na etapa de resfriamento após o tratamento térmico (por exemplo, tratamento de revenido) do tubo de aço, esse método é eficaz porque o calor sensível pode ser usado.
[00101] (b) Um método de teste ultra-sônico para ou um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo C: 0,15 - 0,22%, Si: 0,1 - 1,0%, Mn: 0,30 - 1,0%, Cr: 12,00 - 16,00%, ou um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo um grupo ou mais entre Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos e Cu: 0,25% ou menos em adição aos componentes acima onde um processo de resfriamento brusco ou um outro processo de revenido é executado após a produção do tubo de aço, e água à alta pressão, tendo uma pressão de 30 N/mm2 ou maior é pulverizado na superfície externa do tubo de aço imediatamente antes da execução do teste ultra-sônico após o resfriamento até a temperatura ambiente.
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25/35 [00102] Nesse método de teste ultra-sônico, a remoção de carepa por meio de uma escova ou jateamento de granalha a uma faixa de temperatura de 700 - 250°C na etapa de resfriamento após o revenido também fornece uma melhoria eficiente da razão S/N. É também eficaz quando a água de alta pressão, tendo uma pressão de 30 N/mm2 ou maior, é pulverizada na superfície externa do tubo de aço imediatamente antes da execução do teste ultra-sônico após o processo de remoção de carepa por meio de escova ou jateamento com granalha. [00103] O termo imediatamente antes da execução do teste ultrasônico significa que o teste ultra-sônico é executado na sequência de tempo antes da evaporação da água após a água à alta pressão ter sido pulverizada.
[00104] A pulverização da água à alta pressão na superfície externa do tubo de aço faz com que a razão S/N seja melhorada. Isto é devido ao fato de que a pressão da água ajuda o meio de detecção de defeitos a se introduzir facilmente nas bolhas das carepas. Nesse caso, é usada a água à alta pressão tendo uma pressão de 30 N/mm2 ou mais, uma vez que ela fornece um efeito mais aumentado que a água à alta pressão tendo uma pressão inferior a 30 N/mm2.
[00105] Além disso, o processo de remoção de carepa pela escova ou jateamento de granalha é executado na faixa de temperatura de 700 - 250°C. Isto é devido ao fato de que o process o provoca trincas a serem geradas nas carepas, e então o meio de detecção de defeitos pode ser facilmente introduzido nas bolhas, tornando portanto possível melhorar significativamente a razão S/N. Foi descoberto que o efeito de melhoria da razão S/N pode ser obtido, se são geradas rachaduras que se estendam da camada externa para a camada interna das carepas a uma profundidade correspondente a 30% ou mais da espessura total das carepas, e se a área das rachaduras (a área na superfície da carepa) tornar-se cerca de 2% ou mais das áreas de todas as superfíPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 31/47
26/35 cies das carepas.
[00106] A seleção da faixa de temperatura acima de 700 - 250°C é devido ao fato de que é difícil ajustar-se a uma temperatura maior que 700°C, quando se leva em conta a temperatura usada no processo de revenido, e uma temperatura inferior a 250°C reduz o efeito de geração das rachaduras.
EXEMPLOS [00107] Usando-se um aço incluindo a composição química mostrada na Tabela 1, foram produzidos tubos de aço sem costura, cada um tendo um diâmetro externo de 139,7 mm e uma espessura de 9,17 mm, por laminação a quente e subsequentemente foram resfriados a ar até a temperatura ambiente. Então, esses tubos do processo foram enxaguados por 15 minutos a 970°C no forno de resfriamento brusco, seguido de resfriamento brusco com água até 560°C (taxa de resfriamento: 22 - 34°C/s). Aqui um removedor de carepa co m água à alta pressão é usado para resfriar os tubos acima de 910°C até 780°C. Em sucessão, os tubos acima foram resfriados a ar até 190°C (taxa de resfriamento: 0,4 - 0,6°C/s). Enquanto isso, a concentração de oxigênio e a concentração de vapor d'água no forno de atmosfera controlada para resfriamento brusco foram variadas juntamente com a pressão da água à alta pressão para resfriamento brusco de forma a preparar várias amostras tendo diferentes espessuras de carepa e uma razão de teor de bolhas diferente (a forma: diâmetro: 139,7 mm, espessura: 9,17 mm, e comprimento: 10 m). A razão S/N dessas amostras foi avaliada no teste ultra-sônico.
TABELA 1
Composição química do tubo de aço testado (Unidade: % em massa)
C Si Mn P S Cr Ni Al N Cu Ti V
0,19 0,25 0,65 0,015 0,002 12,8 0,08 0,032 0,032 0,01 0,01 0,07
[00108] A medição da razão do teor de bolhas foi executada como segue: quatro microfotografias (ampliação: 500x) da região da superfíPetição 870170071426, de 22/09/2017, pág. 32/47
27/35 cie externa para cada seção transversal em ambas as extremidades do tubo bem como no meio de seu comprimento foram respectivamente tiradas; essas microfotografias foram também ampliadas por duas vezes; a representação da rede com espaçamento de 1 mm foi feita em escala; foi sentenciado se a bolha ou a própria carepa ficaram em cada ponto da rede, e o número de pontos da rede para a presença das bolhas ou não foi considerado como o número de bolhas ou carepas; e então a razão de teor de bolhas foi calculada pela equação abaixo:
Razão do teor de bolhas = [número de bolhas / (número de bolhas + número ce carepas)] x 100 [00109] O teste ultra-sônico foi executado cobrindo-se 100% da superfície externa de cada amostra com um ângulo de raio de inspeção na direção L em um aparelho de teste ultra-sônico do tipo de imersão em água local. Nesse caso, a sensibilidade do aparelho de teste ultrasônico foi determinada, em relação a defeitos superficiais localizados a uma profundidade correspondente a 3% da espessura do tubo de aço sem costura a partir de sua superfície externa (método de descarga elétrica (EDM) fenda: profundidade: 0,275 mm, largura: 1 mm, e comprimento: 50,8 mm).
[00110] Na avaliação da razão S/N, a emissão de uma onda ultrasônica na amostra foi repetida dez vezes, e a intensidade do sinal do defeito e a intensidade do ruído foram medidas em cada emissão. A razão S/N foi determinada determinando-se a intensidade média do sinal de defeito assim determinada e as intensidades de ruído assim determinadas. Na avaliação, foi julgado que a precisão da detecção de defeito é boa se S/N > 3 (representado pela marca O nas Tabelas 3 e 4 que serão descritas mais tarde), enquanto que é ruim se S/N < 3 (representado pela marca x).
[00111] Quanto a algumas das amostras, o teste de resistência ao
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28/35 tempo foi executado, usando-se tubos de aço tendo, cada um, um comprimento de 500 mm. Nesse teste, uma amostra foi preparada cortando-se o tubo de aço sem costura na direção vertical ao eixo, e foi aplicado óleo à superfície externa da amostra. Após secar completamente o óleo, uma carga de impacto foi aplicada ao óleo e às carepas da amostra, deixando-se cair um peso de 150 kg tendo um raio de curvatura R de 90 mm de uma altura de 300 mm. Posteriormente, um teste de exposição ao ar livre foi feito por três meses. No teste foi julgado que a amostra era boa se não fosse reconhecida nenhuma ferrugem (representada pela marca O na Tabela 4 que será descrita mais tarde), enquanto que foi julgado que a amostra era ruim se a ferrugem fosse reconhecida (representada pela marca x).
[00112] Usando-se parte das amostras inicialmente preparadas (as mesmas que as amostras D3, D4 e D5 nas Tabelas 3 e 4), foi estudado o efeito da pressão de pulverização de água à alta pressão em relação à razão S/N, pulverizando-se a água à alta pressão imediatamente antes do teste ultra-sônico.
[00113] Os resultados estão listados na Tabela 2. Além disso, a figura 5 ilustra graficamente os resultados da Tabela 2.
TABELA 2
amostra N° Espessura da carepa (mm) razão de Teor de bolhas (%) Pressão de pulverização de água À alta pressão
sem pulverização de 5 10 20 30 50 100
água à alta pressão
D3 115 10 2,9 2,7 2,8 2,8 3,5 3,6 3,9
D4 130 9 2,3 2,4 2,5 2,9 3,2 3,4 3,5
D5 143 12 2,4 2,6 2,4 2,7 2,9 2,8 2,9
[00114] Conforme visto claramente nos resultados, a razão S/N aumenta com um aumento na pressão de pulverização da água de alta pressão, e a relação de S/N > 3 é geralmente mantida a uma pressão de pulverização de 30 N/mm2 ou maior (indicado por uma seta na figura 5).
[00115] A seguir, a razão S/N foi determinada, executando-se o teste ultra-sônico, quanto a ambas as amostras para as quais o processo
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29/35 de revenido foi aplicado, após o processo de resfriamento brusco, e as amostras que foram revenidas após o processo de resfriamento brusco, e então naquelas em que a água à alta pressão foi pulverizada após ser resfriada até a temperatura ambiente. Incidentalmente, a concentração de oxigênio bem como a concentração de vapor d'água durante o aquecimento em um forno de resfriamento brusco, e a pressão da água à alta pressão no resfriamento brusco estão listadas na Tabela 3. Os resultados obtidos estão listados na Tabela 4. Na Tabela 4 os itens Conformidade à Eq. (1) e Conformidade à Eq. (3) significam se a equação (1) for satisfeita e se a equação (3) for satisfeita, respectivamente. Em comparação com o valor calculado do termo do lado direito da equação (1) quanto à razão do teor de bolhas e o valor calculado do termo do lado direito da equação (3) quanto à razão do teor de bolhas com a correspondente razão de teor de bolhas, o caso em que ou a equação (1) ou a equação (3) é satisfeita é representado pela marca O, enquanto que o caso em que ou a eq. (1) ou a eq. (3) não são satisfeitas é representado pela marca x. Além disso, no caso em que a água à alta pressão foi pulverizada, a pressão de pulverização foi de 30 N/mm2. Quanto às amostras preparadas com água pulverizada à alta pressão, foi executado o teste de resistência ao tempo.
TABELA 3
Amostra n° Aquecimento resfriamento brusco
concentração de oxigênio (% em volume) concentração de vapor d'água (% em volume) pressão da água à alta pressão (N/mm2)
A1 1,1 4 760
A2 1,3 5 810
A3 1,4 9 780
A4 1,8 10 800
A5 2,9 8 820
B1 1,0 5 650
B2 1,2 7 680
B3 1,4 9 710
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Amostra n° Aquecimento resfriamento brusco
concentração de oxigênio (% em volume) concentração de vapor d'água (% em volume) pressão da água à alta pressão (N/mm2)
B4 1,8 11 700
B5 2,3 16 690
B6 2,6 17 660
C1 1,2 5 560
C2 1,3 8 570
C3 1,7 11 610
C4 2,6 12 570
C5 2,7 14 580
C6 3,1 18 600
D1 1,4 5 510
D2 1,2 9 530
D3 1,4 11 420
D4 1,6 12 400
D5 2,1 13 480
D6 2,5 14 425
D7 2,6 16 410
D8 2,7 10 510
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TABELA 4
Amostra n° Espessura da carepa (mm) razão do teor de carepas (%) razão S/N (sem pulverização de água a alta pressão) razão do teor de bolhas valor calculado do lado direito da equação (1) Conformidade com a equação (1) razão S/N (com pulverização de água a alta pressão) valor calculado do lado direito da equação (3) Conformidade com a equação (3) teste de resistência ao tempo
A1 30 5 5,9 O 18,08 O 6,2 O 19,53 O O
A2 35 12 4,8 O 17,04 O 5,1 O 18,62 O x
A3 38 15 3,6 O 16,49 O 3,9 O 18,14 O x
A4 29 19 2,9 x 18,30 x 3,2 O 19,73 O x
A5 37 21 2,7 x 16,67 x 2,6 x 18,30 x x
B1 45 7 4,9 O 15,36 O 5,3 O 17,14 O O
B2 44 11 5,2 O 15,51 O 4,7 O 17,27 O x
B3 55 12 3,9 O 14,2 O 4,1 O 16,00 O x
B4 65 14 2,9 x 12,90 x 3,5 O 14,97 O x
B5 58 16 2,6 x 13,67 x 2,9 x 15,64 x x
B6 62 22 2,5 x 13,22 x 2,7 x 15,25 x x
C1 75 7 5,0 O 11,95 O 5,4 O 14,13 O O
C2 85 9 4,2 O 11,11 O 4,2 O 13,39 O x
C3 80 12 2,8 x 11,51 x 3,7 O 13,75 O x
C4 94 14 2,9 x 10,44 x 2,7 x 12,79 x x
C5 78 18 2,8 x 11,68 x 2,7 x 13,90 x x
C6 96 25 2,6 x 10,29 x 2,5 x 12,67 x x
D1 97 6 4,8 O 10,23 O 5,3 O 12,61 O O
D2 120 5 3,9 O 8,80 O 4,1 O 11,35 O x
D3 115 10 2,2 x 9,09 x 3,5 O 11,60 O x
D4 130 9 2,3 x 8,27 x 3,2 O 10,88 O x
D5 143 12 2,4 x 7,63 x 2,9 x 10,32 x x
D6 128 16 2,3 x 8,37 x 2,7 x 10,97 x x
D7 148 18 2,1 x 7,40 x 2,8 x 10,12 x x
D8 134 21 2,2 x 8,06 x 2,5 x 10,70 x x
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32/35 [00116] Dos resultados da Tabela 4, pode ser reconhecido que as amostras obtidas sem pulverização de água à alta pressão mostraram uma relação de S/N > 3, exceto para a amostra A4, quando a equação (1) é satisfeita (marca O) e portanto as amostras são boas. [00117] A figura 6 mostra a avaliação dos resultados da razão S/N na relação entre os parâmetros espessura da carepa e razão do teor de bolhas, quando a pulverização de água à alta pressão não é aplicada. A curva representando um limite entre as duas áreas indicadas com as marcas O e x pode ser expressa pela própria equação (1). Pode ser reconhecido que a razão S/N é satisfatória, quando a razão do teor de bolhas se situa abaixo da curva, isto é, quando a equação (1) é satisfeita.
[00118] Quanto às amostras preparadas com pulverização de água à alta pressão, a razão S/N é 3 ou mais, e portanto satisfatória, quando a equação (3) é satisfeita.
[00119] A figura 7 mostra a avaliação dos resultados da razão S/N no caso de com água pulverizada à alta pressão similarmente ao acima. A curva no diagrama pode ser expressa pela própria equação (3). Foi descoberto que a razão S/N é boa quando a curva se situa abaixo da razão de teor de bolhas. Das posições das curvas nas figuras 6 e 7, pode ser visto que o valor limite da razão do teor de bolhas torna-se de alguma forma maior no caso de com pulverização de água à alta pressão.
[00120] Dos resultados do teste de resistência ao tempo, pode ser notada uma tendência satisfatória, no caso em que a razão do teor de bolhas é particularmente pequena.
[00121] A figura 8 ilustra os resultados do teste de resistência ao tempo em ambas as marcas O e x. O limite entre as áreas respectivas indicadas pelas marcas O e x é expressa por uma linha curva. Uma tendência similar pode ser notada para a avaliação dos resultados de
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33/35 razão S/N.
[00122] Na Tabela 6, os resultados da razão S/N obtidos no teste ultra-sônico estão listados para dois tipos de amostras: As amostras do primeiro tipo foram preparadas pelo processo de revenido a 705°C após o resfriamento brusco, e remoção das carepas por escova da superfície das amostras a 620°C em virtude do calor remanescente do revenido (sem pulverização de água à alta pressão); e as amostras do segundo tipo foram preparadas pela pulverização de água à alta pressão tendo uma pressão de 30 N/mm2 sobre as amostras do primeiro tipo. Na Tabela 5, estão listadas a concentração de oxigênio bem como a concentração de vapor d'água durante o aquecimento no forno de resfriamento brusco, e a pressão da água à alta pressão para resfriamento brusco.
TABELA 5
Amostra n° Aquecimento resfriamento brusco
concentração de oxigênio (% em volume) concentração de vapor d'água (% em volume) pressão da água à alta pressão (N/mm2)
E1 1,2 4 780
E2 1,4 7 820
E3 1,7 8 760
E4 2,2 11 790
E5 2,6 8 800
F1 1,1 6 620
F2 1,5 9 680
F3 1,6 10 640
F4 2,1 13 700
F5 2,8 16 630
G1 1,3 6 580
G2 1,6 9 520
G3 2,1 12 550
G4 2,6 10 560
G5 2,7 13 570
H1 1,3 5 520
H2 1,5 6 450
H3 2,0 12 460
H4 2,6 13 430
H5 2,9 17 510
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TABELA 6
Amostra N° espessura da carepa (mm) razão do teor de bolhas (%) razão S/N após o tratamento com escova sem pulverização de água à alta pressão razão S/N após o tratamento com escova com pulverização de água à alta pressão
E1 29 4 6,0 O 6,0 O
E2 33 13 5,4 O 5,4 O
E3 37 15 4,2 O 4,2 O
E4 31 18 3,7 O 3,7 O
E5 37 20 2,9 x 2,9 x
F1 43 8 5,3 O 5,3 O
F2 43 12 4,6 O 4,6 O
F3 52 13 4,5 O 4,5 O
F4 64 14 3,6 O 3,2 O
F5 61 17 2,7 x 2,7 x
G1 72 8 5,5 O 5,5 O
G2 79 10 4,5 O 4,5 O
G3 84 12 3,8 O 3,8 O
G4 93 15 2,8 x 2,7 x
G5 81 18 2,7 x 2,7 x
H1 94 7 4,7 O 4,7 O
H2 139 9 3,2 O 4,2 O
H3 124 12 2,4 x 3,2 O
H4 148 17 2,6 x 2,9 x
H5 139 20 2,6 x 2,6 x
[00123] Nesse caso, nenhum efeito marcante da água à alta pressão pode ser notado para as amostras que tinham uma espessura de carepa de menos de 100 mm. Entretanto, um efeito significativo pode ser notado para as amostras que tinham uma espessura de carepa de 100 mm ou mais.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL [00124] No tubo de aço inoxidável martensítico conforme a presente invenção, o teor é determinado por cada um dos elementos C, Si, Mn e Cr, e a razão do teor de bolhas é também descrito de acordo com a espessura da carepa na superfície externa do tubo de aço, de forma que os defeitos possam ser detectados com alta precisão na inspeção não-destrutiva, tal como teste ultra-sônico ou similar. Isto permite que a inspeção não-destrutiva seja executada com alta eficiência. Além
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35/35 disso, há a vantagem de que a resistência ao tempo pode ser aumentada. O tubo de aço conforme a presente invenção e seu método de produção podem ser adequadamente usados em todos os campos técnicos nos quais um tubo de aço inoxidável martensítico tendo componentes químicos comparativos seja tratado.
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Claims (6)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Tubo de aço inoxidável martensítico incluindo C: 0,15 0,22%; Si: 0,1 - 1,0%, Mn: 0,30 - 1,00% e Cr: 12,00 - 16,00% em percentual em massa, no qual a espessura da carepa em uma superfície externa do tubo de aço é de 150 mm ou menos, e caracterizado pelo fato de que a razão de teor de bolhas satisfaz a equação (1) a seguir:
    razão do teor de bolhas (%) < -6,69 x ln(ds) + 40,83 (1) na qual ds: espessura da carepa (mm), e ln(x): logaritmo natural de x.
  2. 2. Tubo de aço inoxidável martensítico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda um grupo ou mais dentre Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos e Cu: 0,25% ou menos em percentual em massa.
  3. 3. Método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo
    C: 0,15 - 0,22%, Si: 0,1 - 1,0%, Mn: 0,30 - 1,00% e Cr: 12,00 - 16,00% em percentual em massa ou um tubo de aço inoxidável martensítico incluindo ainda um ou mais grupo de Al: 0,1% ou menos, Ni: 1,0% ou menos e Cu: 0,25% ou menos em percentual em massa em adição aos mencionados componentes, o referido método sendo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas a seguir de:
    aquecer um tubo de aço no processo por um período entre 5 minutos ou mais e 30 minutos ou menos a uma temperatura de ponto Ac3 + 20°C ou maior até 980°C ou menor em uma atmosfe ra contendo oxigênio em uma quantidade de 2,5% a 1,0% em volume, e uma quantidade de vapor d'água de 15,0% a 4,0% em volume;
    resfriar bruscamente o tubo de aço assim aquecido a uma taxa de resfriamento de 1°C/s a 40°C/s de 980°C até o ponto A, a uma
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    2/2 taxa de resfriamento de menos de 1°C/s, sob refrigeração a ar, do ponto A até o ponto B, e a uma taxa de resfriamento de 5°C/s a 40°C/s do ponto B até a temperatura ambiente, sendo que o ponto A é de 680°C a 350°C e o ponto B é 300°C a 150°C; e pulverizar água à alta pressão tendo uma pressão de 490 N/mm2 ou maior na superfície externa do tubo de aço durante pelo menos parte da duração do resfriamento de 900°C até o ponto A do mencionado resfriamento brusco.
  4. 4. Método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o processo de revenido é executado a uma temperatura de 630°C ou maior após o resfriamento brusco, e após o dito revenido, água à alta pressão, tendo uma pressão de 30 N/mm2 ou maior, é pulverizada na superfície externa do tubo de aço inoxidável martensítico, como definido na reivindicação 1 ou 2.
  5. 5. Método para produção de um tubo de aço inoxidável martensítico de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o processo de remoção de carepa por meio de uma escova ou jateamento de granalha é executado a uma faixa de temperaturas de 700 a 250°C na etapa de resfriamento do processo de revenido.
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BRPI0415211-5A 2003-10-10 2004-10-07 Tubo de aço inoxidável martensítico e método para sua produção BRPI0415211B1 (pt)

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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4273338B2 (ja) * 2004-11-26 2009-06-03 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼管及びその製造方法
JP5041282B2 (ja) 2007-03-30 2012-10-03 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
BRPI0822427B1 (pt) 2008-03-27 2017-06-13 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Installation of air cooling for heat treatment of martensitic stainless steel pipes or tubes
DE102009023359A1 (de) * 2008-08-18 2010-02-25 Sms Siemag Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung und Trocknung eines Warmbandes oder eines Bleches in einem Walzwerk
CN103290196B (zh) * 2013-06-17 2015-07-22 攀钢集团成都钢钒有限公司 一种对钢管进行正火冷却的方法
JP6124930B2 (ja) * 2014-05-02 2017-05-10 日新製鋼株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼板およびメタルガスケット
CN106011629A (zh) * 2016-07-06 2016-10-12 安徽红桥金属制造有限公司 一种高强度韧性的汽车悬架弹簧钢及其制备方法
CZ2016839A3 (cs) * 2016-12-29 2018-06-20 Západočeská Univerzita V Plzni Způsob ochrany povrchu proti tvorbě okují při tváření vnitřním přetlakem zatepla
CN108072340B (zh) * 2018-02-12 2023-07-25 辽宁科技大学 一种钢管内表面感应热处理淬硬层深度自动检测装置
CN110643895B (zh) * 2018-06-27 2021-05-14 宝山钢铁股份有限公司 一种马氏体不锈钢油套管及其制造方法
CN109433834A (zh) * 2018-12-14 2019-03-08 南京钢铁股份有限公司 一种高速线材风冷线及灵活有效的冷却保温控制装置
JP7428918B2 (ja) * 2019-03-22 2024-02-07 日本製鉄株式会社 サワー環境での使用に適した継目無鋼管
CN111822528A (zh) * 2020-04-17 2020-10-27 广东韶钢松山股份有限公司 一种中厚板及其生产方法
CN113000613A (zh) * 2021-02-09 2021-06-22 鞍钢股份有限公司 一种避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠的控制方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57124514A (en) * 1981-01-26 1982-08-03 Kawasaki Steel Corp Controlling method of rolling in hot rolling
JPH0382710A (ja) * 1989-08-25 1991-04-08 Nkk Corp 鋼管の熱処理設備
JP2586274B2 (ja) 1992-03-25 1997-02-26 住友金属工業株式会社 クロム含有鉄基合金の継目無鋼管の製造方法
JPH0615343A (ja) 1992-06-30 1994-01-25 Nkk Corp 継目無鋼管圧延素材のデスケーリング方法
JP3024874B2 (ja) * 1992-10-16 2000-03-27 川崎製鉄株式会社 ステンレス熱延鋼板用連続焼鈍酸洗ライン
JPH06170432A (ja) * 1992-12-02 1994-06-21 Kawasaki Steel Corp ステンレス鋼板の脱スケール法
US6090230A (en) * 1996-06-05 2000-07-18 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of cooling a steel pipe
JP3379345B2 (ja) 1996-08-23 2003-02-24 住友金属工業株式会社 酸化層を有する１３Ｃｒ系ステンレス鋼管の製造方法
JP3125692B2 (ja) * 1996-10-25 2001-01-22 住友金属工業株式会社 黒皮被覆１３Ｃｒ系ステンレス継目無鋼管の製造方法
JP4172047B2 (ja) * 1997-04-22 2008-10-29 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼の継目無鋼管の製造方法
JP2996245B2 (ja) * 1998-02-23 1999-12-27 住友金属工業株式会社 酸化スケ―ル層付きマルテンサイト系ステンレス鋼材およびその製造方法
EP1099772B1 (en) * 1999-05-18 2004-12-29 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Martensite stainless steel for seamless steel tube
JP3633434B2 (ja) * 1999-07-26 2005-03-30 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法
JP3738660B2 (ja) * 2000-04-27 2006-01-25 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
DE10133366C2 (de) 2001-07-10 2003-11-06 Horst Ziegler Verfahren zur Erfassung von Zählerstandsdaten und Verbrauchsdaten-Erfassungssystem
JP4186471B2 (ja) * 2002-02-06 2008-11-26 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法

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