BRPI0419204B1 - tubo de aço revestido com metal e processo para a sua produção.. - Google Patents

Abstract

processo para a produção de tubo de aço revestido com metal, com aspersão térmica. a presente invenção refere-se a um processo para a produção de um tubo de metal para proporcionar um processo para a produção de um tubo de aço revestido com metal, aspergido termicamente, tendo uma camada de metal substancialmente uniforme e favorável por toda a superfícies etapas de formar continuamente uma placa de metal composta de um primeiro componente em um formato tubular e soldar continuamente suas extremidades unidas para formar o tubo de metal, em que, após a soldagem contínua, uma camada de metal composta de um segundo componente, que é diferente do primeiro componente, é formada pela aspersão térmica diretamente sobre a superfície do tubo de metal, sendo que a camada de metal não tem descontinuidades nas direções circunferencial e longitudinal. especialmente, prefere-se que o processo compreenda uma etapa de processo de tornar a distribuição de espessura da camada de metal mais uniforme após a formação da camada de metal aspergida termicamente sobre a superfície externa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TUBO DE AÇO REVESTIDO COM METAL E PROCESSO PARA A SUA PRO- DUÇÃO".

Campo Técnico A presente invenção refere-se a um processo para a produção de um tubo de aço revestido com metal, compreendendo uma etapa de as- persão térmica na superfície interna ou externa do tubo de aço.

Antecedentes da técnica Tradicionalmente, são conhecidos processos para a produção de tubos de aço revestidos com metal que compreendem uma etapa de for- mar continuamente uma placa de aço que tem, em ambos os lados, um re- vestimento de metal heterogêneo (tipicamente, zinco) em um formato tubular usando conformação por cilindros, uma etapa de soldar continuamente a placa de aço com revestimento tubular assim formada em suas faces de ex- tremidade de modo a formar um tubo, uma etapa de cortar continuamente as bordas soldadas que são formadas na superfície externa do tubo de aço du- rante a etapa anterior e uma etapa de aspersão térmica de partes, onde par- te da camada revestida foi removida devido ao corte com o mesmo metal utilizado para o revestimento ou com um metal heterogêneo (Referência de Patente 1).

Em tais etapas, também se contempla que o revestimento por aspersão térmica final das partes sem revestimento pode ser substituído por revestimento fundido contínuo (Pedido de Patente Japonês No. 2002- 225668, pelo requerente (não publicado)).

Referência de Patente 1: Patente Japonesa não examinada Publicação No. 1993-148607 Em tal campo da técnica, a aspersão térmica é usada exclusi- vamente para aplicações de reparo. Isso significa que existe a ideia de as- pergir termicamente tubos de metal parcialmente com um metal sobre suas partes sem revestimento, de modo a proteger tais partes contra a atmosfera ambiente. No entanto, tal ideia que, de modo a modificar toda uma camada com revestimento, aspergindo termicamente um tubo inteiro ao invés de par- tes específicas do mesmo, para formar uma camada de metal sobre todo o tubo, não existe.

Por outro lado, com a finalidade de modificar toda uma camada revestida ao invés de reparar, são conhecidas etapas em que o revestimento fundido também é aplicado usando um metal similar ou dissimilar ao do tubo de aço produzido de acordo com as etapas para a produção descrita acima.

Por exemplo, é sabido que por meio da incorporação de alumínio a revesti- mento de zinco, a resistência à corrosão que pode não ser obtida com o zin- co sozinho, pode ser realizada. Como os ambientes onde os produtos são usados se tornam cada vez mais severos, ano após ano, sendo desejado o prolongamento de alta resistência à corrosão e da vida em serviço, existe uma necessidade de novo revestimento de liga. Como tal, as características requeridas incluem resistência ao desgaste, resistência ao calor, isolamento elétrico, blindagem eletromagnética e condutividade elétrica, em adição à resistência à corrosão, sendo que todos podem ser realizados por meio de revestimento com outros materiais metálicos e não metálicos de uma manei- ra compósita.

Convencionalmente, a etapa de revestir com múltiplos metais heterogêneos envolve a formação de uma placa de aço com revestimento de zinco em ambos os lados com o uso de conformação com cilindros e simila- res, seguido por soldagem contínua e remoção de bordas e similares, antes do revestimento fundido com zinco ou um metal diferente (alumínio, por e- xemplo). No entanto, proporcionar um novo banho de revestimento fundido ao longo de uma linha existente apresentará uma dificuldade em termos de projeto do processo e arranjo e o investimento inicial será substancial.

Descrição da Invenção Problemas a Serem Solucionados pela Invenção Os tubos de aço com revestimento de metal, conforme produzi- dos por processos usando aspersão térmica contínua, sofrem desvantagens, conforme a seguir. Como a resistência à união de camadas de metal asper- gidas termicamente na interface com os tubos de aço é mais fraca, em com- paração àquela das camadas revestida fundidas, quando um processamen- to, tal como o dobramento, é aplicado, as camadas de metal aspergidas ter- micamente desenvolverão delaminação e/ou trincas, potencialmente cau- sando problemas na resistência à corrosão dos tubos de aço. Além disso, é difícil controlar de maneira precisa a espessura das camadas de metal as- pergidas termicamente, tornando difícil formar camadas de metal aspergidas termicamente de uma maneira uniforme.

Proposta à luz do que foi dito acima, a presente invenção tem um objetivo de proporcionar um processo para a produção de um tubo de aço com revestimento de metal, com aspersão térmica, tendo uma camada de metal favorável e substancialmente uniforme sobre toda a superfície de uma maneira altamente produtiva. A presente invenção tem um outro objeti- vo de formar uma camada de metal tendo resistência de união suficiente com uma camada de metal de uma camada eletro depositada.

Meios para Solucionar os Problemas De modo a atingir os objetos descritos, um processo para a pro- dução de um revestimento de metal aspergido termicamente de acordo com a presente invenção, compreende uma etapa de aspergir termicamente con- tinuamente uma placa de aço, uma etapa de formar continuamente a placa de aço, uma etapa de soldar continuamente a placa de aço formada em um formato tubular na junta das faces de extremidade no sentido do comprimen- to para formar um tubo de aço, uma etapa de revestimento fundido contínuo da superfície externa do tubo de aço e uma etapa de aspersão térmica con- tínua da superfície externa do tubo de aço. A presente invenção pode ser representada de uma maneira mais funcional conforme a seguir. Especificamente, a presente invenção re- fere-se a um processo para a produção de um tubo de metal compreenden- do formar continuamente uma placa de metal composta de um primeiro componente em um formato tubular e soldar continuamente suas extremida- des unidas para formar o tubo de metal, em que, antes da soldagem contí- nua, uma camada de metal composta de um segundo componente, que é diferente do primeiro componente, é formada pela aspersão térmica sobre pelo menos uma superfície da placa de metal, sendo que a camada de metal não tem descontinuidades na direção circunferencial e no sentido do com- primento.

Além disso, a presente invenção se refere ao processo para a produção de um tubo de metal, em que, após a soldagem contínua, a cama- da de metal composta de um segundo componente, que é diferente do pri- meiro componente, é formada por aspersão térmica diretamente sobre a su- perfície do tubo de metal, sendo que a camada de metal não tem desconti- nuidades na direção circunferencial e no sentido do comprimento.

Além disso, a presente invenção se refere ao processo para a produção de um tubo de metal, em que, após a soldagem contínua, a cama- da de metal que não tem descontinuidades na direção circunferencial e no sentido do comprimento, é formada por aspersão térmica através de uma camada de metal composta de um componente que é diferente do primeiro componente, sobre a superfície do tubo de metal.

De acordo com a presente invenção, a formação da camada de metal por aspersão térmica é realizada, de preferência, na superfície interna antes da soldagem contínua e na superfície do tubo, após a soldagem contí- nua e também pode ser realizada em combinação.

De acordo com o processo da presente invenção, um tubo de metal compreendendo uma primeira parte de tubo de metal composta de um primeiro componente, a primeira parte de tubo de metal tendo uma seção unida fundida contínua no sentido do comprimento em pelo menos parte da seção transversal da primeira parte do tubo de metal, e uma segunda cama- da de metal formada diretamente ou através de uma camada de metal com- posta de um componente que é diferente do primeiro componente sobre qualquer das superfícies da primeira parte do tubo de metal, a segunda ca- mada de metal sendo formada por aspersão térmica contínua na direção da seção transversal, pode ser produzido.

Adicionalmente, a presente invenção pode ser caracterizada pe- lo fato de que resistência de união suficiente com a camada de metal que compõe a camada eletro depositada é proporcionada realizando-se asper- são térmica quando a superfície da camada revestida não está completa- mente resfriada ou, de preferência, está semifundida. O termo "semifundida" significa uma condição a meio caminho da coagulação a uma temperatura a partir do ponto de fusão até cerca de 80% do ponto de fusão, por exemplo, a partir do ponto de fusão até 400°C no caso de zinco, como uma camada ele- tro depositada. A camada revestida para o tubo de metal obtida por meio da pre- sente invenção é caracterizada pelo fato de que o metal que tem um segun- do componente é disperso no formato de ilhas no metal que tem um primeiro componente e pelo fato de que o metal que tem o segundo componente é distribuído em forma de camadas no metal que tem o primeiro componente.

Um metal a ser usado para aspersão térmica e revestimento de metal fundido pode ser, de preferência, zinco, mas também pode ser uma liga contendo alumínio ou outros metais além do zinco ou pode ser um outro metal, tal como estanho. O termo "aspersão térmica", conforme usado no contexto, está de acordo com definições gerais baseadas em tecnologia metalúrgica bem conhecida. Como uma de tais definições, o termo se refere a um processo para o aquecimento de um material a ser aspergido termicamente usando combustão ou energia elétrica e soprando partículas tornadas fundidas ou substancialmente fundidas a um substrato para formar uma película revesti- da (referência a JIS Handbook: Metal Surface Treatment H8200).

Efeito da Invenção De acordo com a presente invenção, uma camada de metal é formada sobre a superfície interna ou externa de um tubo de metal por meio de aspersão térmica, ao invés de uma etapa de revestimento convencional, tal como revestimento fundido, com um resultado que instalação e manuten- ção altamente custosa de camadas revestidas pode ser dispensada, uma ampla variedade de camadas de metal pode ser formada com investimento inicial de baixo custo e o grau de liberdade para projetar tubos de metal pode ser aumentado.

De acordo com a presente invenção, em contraste à restauração local convencional de um tubo de metal por meio de aspersão térmica, uma camada de metal que é contínua na direção da seção transversal ou circun- ferencial, tal como toda a superfície de um tubo de metal, é formada por as- persão térmica. O uso de aspersão térmica não destinada a restauração lo- cal não é familiar àqueles que são versados na técnica.

De acordo com a presente invenção, um tubo de aço com reves- timento de metal, aspergido termicamente, que é excelente na resistência à corrosão e eficaz na prevenção de ferrugem, pode ser obtido por meio da formação de uma camada de alumínio e uma liga de metal contendo alumí- nio no revestimento de zinco usando um dispositivo de aspersão térmica.

De acordo com a presente invenção, a relação posicionai entre um metal do substrato e um metal aspergido termicamente (relação de dis- tribuição) pode ser controlada quando uma camada eletro depositada é composta de uma liga contendo múltiplos metais ou composições.

Os efeitos e outras características da presente invenção, con- forme descrita aqui, não devem ser considerados como limitantes do escopo de direitos da presente invenção. Não é necessário dizer que modalidades que compreendam alguns, mas não todos, tais efeitos e características, também podem estar dentro do escopo de direitos da presente invenção com base na interpretação dos direitos estabelecidos em leis e práticas na- cionais.

Melhor Modo de Realizar a Invenção Uma modalidade da presente invenção será descrita abaixo em detalhes.

Um processo para a produção de um tubo de aço com revesti- mento de metal, aspergido termicamente, de acordo com a modalidade, compreende uma linha de produção, conforme é mostrado na Figura 1. A linha de produção inclui, pelo menos, um desenrolador 2 para alimentar uma placa de aço contínua enrolada em torno de uma bobina 1, um dispositivo de formação 5 para formar continuamente a placa de aço alimentada a partir do desenrolador 2 em um formato tubular, um dispositivo de aspersão térmica de superfície interna 4 para aspergir termicamente a placa de aço com um metal desejado imediatamente antes da formação contínua da placa de aço em um formato tubular, um dispositivo de soldagem 7 para soldar a junta das faces de extremidade no sentido do comprimento da placa de aço eletro de- positada formada em um formato tubular para formar um corpo tubular, um dispositivo de corte 8 para cortar continuamente as bordas soldadas forma- das na superfície externa do corpo tubular e um dispositivo de revestimento de zinco fundido 11 para revestir continuamente zinco fundido na superfície externa do corpo tubular para formar um tubo de aço revestido com zinco fundido.

Também é possível eliminar o dispositivo de aspersão térmica da superfície interna 4 do arranjo acima e proporcionar, ao invés disso, um dispositivo de aspersão térmica da superfície externa 12 para aspersão tér- mica, subseqüentemente ao dispositivo de revestimento de zinco fundido 11, se necessário.

Também é possível proporcionar o dispositivo de aspersão tér- mica da superfície interna 4 em conjunto com o dispositivo de aspersão tér- mica de superfície externa 12 ao longo do processo de produção. Tal arranjo depende das especificações de tubos de aço a serem produzidos.

Se necessário, um dispositivo de aplicação de fluxo 9 para apli- car continuamente um fluxo líquido para limpar e antioxidar a superfície ex- terna do corpo tubular e um dispositivo de preaquecimento 10 para secar simultaneamente a superfície externa do corpo tubular e preaquecer o corpo tubular, também podem ser proporcionados. Além disso, um dispositivo de dimensionamento 13 para conformar o tubo de aço revestido com zinco fun- dido assim produzido em dimensões especificadas e um dispositivo para seccionar 14 para seccionar o tubo de aço revestido com zinco fundido em um comprimento predeterminado, também pode ser proporcionado.

Um processo, de acordo com a presente invenção, utilizando a linha de produção acima, será descrito então.

Primeiro, uma placa de aço enrolada como uma bobina é conti- nuamente alimentada a partir do desenrolador 2 a jusante ao longo da linha. A placa de aço alimentada é introduzida no dispositivo de forma- ção 5, sendo simultaneamente aspergida termicamente pelo dispositivo de aspersão térmica 4, para ser conformada a frio para ser tubular. A aspersão térmica deve ser aplicada, de preferência, a uma das superfícies da placa de aço e a superfície aspergida termicamente deve, de preferência, ser a super- fície interna do tubo formado. A aspersão térmica pode ser realizada antes ou depois do início da formação. Subseqüentemente, a junta das faces de extremidade no sentido do comprimento é soldada continuamente pelo dis- positivo de soldagem 7 para formar um corpo tubular contínuo único 6.

Então, o corpo tubular 6 é alimentado no dispositivo de corte 8 compreendendo uma lâmina presa que se conforma ao contorno do corpo tubular 6. As bordas soldadas formadas na superfície externa do corpo tubu- lar 6 são então raspadas pela lâmina do dispositivo de corte 8 para alisar a superfície externa do corpo tubular 6. O corpo tubular é subseqüentemente alimentado no dispositivo de aplicação de fluxo 9 para tomar uma aplicação de fluxo líquido para lim- peza e antioxidação da superfície externa do corpo tubular. O corpo tubular 6 é alimentado no dispositivo de preaquecimento 10 para ser preaquecido, enquanto a superfície externa é seca.

Depois disso, o corpo tubular é alimentado no dispositivo de re- vestimento de zinco fundido 11, onde o corpo tubular 6 é imerso em um ba- nho de revestimento superior, que é preenchido com zinco fundido bombea- do de tal modo que toda a superfície externa pode ser eletro depositada com o zinco fundido. O corpo tubular 6 que foi imerso no banco de revestimento superior é dotado de uma camada eletro depositada de zinco fundido tendo uma benéfica camada de liga e agora é um tubo de aço revestido com zinco fundido. Então, o excesso de revestimento de zinco fundido é removido em um dispositivo de limpeza por esfregação (não mostrado) e então, um tubo de aço revestido com metal, aspergido termicamente 40 é completado pelo dispositivo de aspersão térmica de superfície externa 12. Então, é realizado o resfriamento.

Durante este tempo, a aspersão térmica pelo dispositivo de as- persão térmica da superfície externa 12 precisa ser realizada antes da tem- peratura da superfície da camada eletro depositada de zinco fundido cair até a temperatura ambiente. Em geral, uma camada de metal aspergida termi- camente formada sobre uma superfície de metal resfriada é formada unifor- memente ao longo de irregularidades sobre a superfície de metal e, deste modo, segura a resistência de união somente através do efeito âncora de tais irregularidades. No entanto, quando a aspersão térmica é realizada em condições tais em que a temperatura da superfície de uma camada eletro depositada com zinco fundido pode não cair até a temperatura ambiente como na presente invenção, parte do metal aspergido termicamente pode se infiltrar na camada eletro depositada de zinco fundido, ou uma camada de liga ou uma camada de difusão de elemento pode ser formada entre a ca- mada eletro depositada de zinco fundido e a camada aspergida termicamen- te, de tal modo que a resistência de união pode ser melhorada por outros fatores que não o efeito âncora.

De acordo com a presente invenção, é preferível realizar a as- persão térmica em condições tais em que a temperatura da superfície de uma camada eletro depositada de zinco fundido seja mais alta do que a temperatura ambiente. É mais preferível que a superfície de uma camada eletro depositada de zinco fundido esteja semifundida. Um semifundido refe- re-se a uma condição em temperaturas que variam de uma temperatura de região de coexistência de sólido-líquido a diversas dezenas de °C ou, quan- do muito, 100°C mais baixo do que a temperatura da zona de coexistência de sólido-líquido, quando uma camada de metal de uma camada revestida é de um metal com uma composição que tem uma tal região de coexistência de sólido-líquido. Quando um metal puro compõe tal camada revestida, não existe tal temperatura de região de coexistência de sólido-líquido. No entan- to, neste caso também, substancialmente o mesmo se manterá verdadeiro.

Temperaturas de uma condição semifundida, preferível para a presente in- venção, podem variar dependendo da combinação de uma camada eletro depositada e uma camada de metal aspergida termicamente. Em geral, qualquer temperatura alta capaz de produzir resistência de união através de difusão de elemento e/ou formação de liga entre uma camada revestida e uma camada aspergida termicamente ou outros mecanismos que não o efei- to âncora, são aplicáveis para a finalidade da presente invenção.

De acordo com esta modalidade, uma camada de metal por as- persão térmica tem que ser formada circunferencialmente por toda a superfí- cie de um tubo. Como tal, de acordo com esta modalidade, o dispositivo de aspersão térmica da superfície externa é dotado de três bocais de aspersão térmica separados a 120° na direção um do outro para realizar a aspersão térmica de um metal. Uma camada de metal aspergida termicamente pode ser formada com aspersão térmica a partir de duas direções a 180° uma da outra; no entanto, os bocais de aspersão térmica devem ser proporcionados, desejavelmente, em três ou mais direções para formar uma camada de me- tal aspergida termicamente. O tubo de aço com revestimento de metal, aspergido termica- mente 40 é então laminado a frio no dispositivo de dimensionamento 13 de modo a produzir o formato externo adequado às dimensões especificadas. A laminação a frio é uma etapa necessária nesta modalidade para formar a camada aspergida termicamente com uma espessura relativamente unifor- me na direção circunferencial. Em outras palavras, mesmo quando a cama- da de metal aspergida termicamente tem espessura desigual na direção cir- cunferencial imediatamente após ser formada pelo dispositivo de aspersão térmica de superfície externa, a laminação a frio subsequente e similares podem uniformizar a camada de metal aspergida termicamente com uma espessura relativamente uniforme. Assim, de acordo com a modalidade pre- ferida da presente invenção, uma etapa de dimensionamento, tal como lami- nação a frio, uma camada de metal aspergida termicamente após a forma- ção da camada de metal aspergida termicamente pelo dispositivo de asper- são térmica de superfície externa, para proporcionar a camada de metal as- pergida termicamente com uma espessura relativamente uniforme (uma eta- pa de tornar a distribuição de espessura mais uniforme do que aquela imedi- atamente após a formação da camada de metal aspergida termicamente) pode ser adotada desejavelmente. O tubo de aço com revestimento de metal, aspergido termica- mente, é seccionado pelo dispositivo de secção 14 em um comprimento pre- determinado para ser um produto de tubo de aço 15.

De acordo com o processo para a produção de um tubo de aço com revestimento de metal, aspergido termicamente, conforme designado acima, um tubo de aço com revestimento de metal, aspergido termicamente, que é excelente na resistência à corrosão e eficaz na prevenção de ferru- gem, pode ser obtido continuamente proporcionando-se o corpo tubular 6 que tem sobre ele uma camada revestida de zinco fundido com uma camada de metal aspergida termicamente M sobre a superfície interna e uma cama- da de metal aspergida termicamente O sobre a superfície externa. Na Figura 2, a camada de metal aspergida termicamente O é formada externamente em torno de uma camada revestida de zinco N. A presente invenção não está limitada à modalidade acima. Por exemplo, na modalidade acima, as camadas de metal aspergidas termica- mente são formadas por um dispositivo de aspersão térmica sobre ambas as superfícies, externa e interna; no entanto, uma camada de metal aspergida termicamente pode ser proporcionada por um dispositivo de aspersão térmi- ca apenas sobre uma ou outra dentre as superfícies externa e interna. Além disso, quando uma camada de metal aspergido termicamente é proporcio- nada apenas sobre a superfície externa, o uso de uma placa de aço com revestimento em ambos os lados pode produzir um tubo de aço dotado de uma camada eletro depositada sobre a superfície interna e uma camada de metal dupla (camada revestida mais camada de metal aspergida termica- mente) sobre a superfície externa. Além do mais, quando uma placa de aço com revestimento de metal, que tem uma camada revestida sobre um lado é usada, uma camada de metal aspergida termicamente pode ser formada sobre a outra superfície sem revestimento de metal, tal que tanto a superfí- cie interna quanto a externa de um tubo podem ter uma camada de metal para melhorar o efeito anticorrosivo.

Além disso, a superfície de topo da camada de metal aspergida termicamente pode ser revestida com uma película protetora de uma resina sintética e similar. Deste modo, o efeito de prevenção de ferrugem do tubo revestido com metal, aspergido termicamente, pode ser adicionalmente me- Ihorado.

Adicionalmente nesta modalidade, o zinco fundido é utilizado como um revestimento a ser aplicado a um tubo de aço; no entanto, se for necessário, outros metais também podem ser utilizados. Também nesta mo- dalidade, a descrição foi feita assumindo-se que é usada uma placa de aço; no entanto, pode-se admitir na presente invenção o uso de outras placas de metal. Tais placas de metal incluem, mas não estão limitadas a, fitas de co- bre, fitas de alumínio e similares. O processo de tratamento de superfície, de acordo com a pre- sente invenção, é aplicável não apenas a tubos de metal como também a qualquer elemento de metal. Tais elementos de metal têm superfícies de metal produzidas por revestimento de uma superfície de metal com um metal fundido tendo um primeiro componente para produzir uma primeira superfí- cie de metal e aspergindo-se termicamente a superfície da primeira camada de metal com um metal tendo um segundo componente para proporcionar uma camada superficial em que os metais que têm os primeiro e segundo componentes são misturados homogeneamente.

Exemplos Os exemplos de trabalho de processos para a produção de tu- bos de aço com revestimento de metal, aspergidos termicamente, serão ilus- trados abaixo.

Exemplo 1 Foi usado alumínio como um metal a ser aspergido termicamen- te. Uma placa de aço laminada contínua com uma espessura de 1,2 mm e com uma largura de 59,5 mm foi ajustada em uma linha de produção con- forme é mostrado na Figura 1 e foi processada com jateamento de granalha na superfície interna com um jateador de granalha, a seguir sendo aplicada uma camada de metal aspergida termicamente sobre a superfície interna com um dispositivo de aspersão térmica. Além disso, após um dispositivo de revestimento de zinco fundido, o alumínio foi aspergido termicamente com um dispositivo de aspersão térmica de superfície externa.

De acordo com a presente invenção, condições tais como as temperaturas da superfície de zinco no momento da aspersão térmica (tem- peratura comum até 450°C), velocidades da linha (0 a 400 m/min) e ângulos de aspersão (0 a 90°C), podem ser combinadas, conforme for apropriado.

Concorrentemente, as concentrações de união e a distribuição de alumínio podem ser controladas por meio do ajuste das quantidades de alumínio as- pergido termicamente. A Figura 5 mostra, em comparação, aparências de um tubo de aço produzido pelo Exemplo 1 e um tubo de aço produzido por um processo de revestimento fundido, como uma técnica anterior. De acordo com os pro- cessos de revestimento fundido, como uma técnica anterior, a superfície exi- be um padrão (reluzente) que reflete seu contorno único de grão (Figura 5(a)), enquanto a superfície do tubo de aço produzido por meio da aspersão térmica do Exemplo 1, é grosseiramente granular (Figura 5(b)). Tubos de aço com revestimento que exibem tais superfícies granulares grosseiras não eram conhecidos no momento de depósito do presente pedido e, conse- qüentemente, assume-se que o tubo de aço com revestimento que tem tal superfície foi produzido pelo processo de acordo com a presente invenção.

Em adição, é mostrada uma aparência de um tubo de aço produzido por meio do Exemplo 1 que foi polido com uma lixa ( Figura 5(c)). O tubo de aço lixado é metalicamente lustroso com recessos puntiformes ou depressões que são únicos à aspersão térmica e, consequentemente, assume-se que o tubo que tem tal aparência também foi produzido pelo processo de acordo com a presente invenção. A Figura 3 mostra esquematicamente o resultado da análise e- lemental de Al para o produto produzido no Exemplo 1. Como resultado da análise elemental na camada de metal aspergida termicamente sobre a su- perfície externa, observa-se que o metal aspergido termicamente (alumínio) está disperso no formato de ilhas através da camada de zinco, 20. Além dis- so, a Figura 4 mostra o resultado de análise elemental de Al quando a as- persão térmica foi realizada sob um outro conjunto de condições. Ao contrá- rio da Figura 3, Al é segregado na vizinhança do fio de aço (St) e distribuído em forma de camada na vizinhança do fio de aço em uma localização que é diferente do Zn e é mais afastada, conforme visto ao longo da direção da aspersão térmica. Deste modo, a camada revestida produzida pelo proces- so, de acordo com a presente invenção, é caracterizada pelo fato de que um metal aspergido termicamente é disperso no formato de ilhas e/ou é distribu- ído em forma de camadas em um substrato de metal. Em adição, no exem- plo 1, está aparente que a camada revestida e a camada aspergida termi- camente não são unidas apenas através do efeito de âncora.

Tal distribuição no formato de ilhas ou em forma de camadas é uma das características quando o processo, de acordo com a presente in- venção, é usado; no entanto, tal característica pode desaparecer quando é aplicado tratamento térmico ou similar após o processo, de acordo com a presente invenção. Pode-se assumir que a camada revestida que tem tal característica foi produzida pelo processo de acordo com a presente inven- ção.

Inferindo-se detalhes do princípio para tal distribuição, o proces- so de acordo com a presente invenção, adota a aspersão térmica em que um metal que é diferente de um metal de substrato com revestimento é as- pergido através de força física, ao contrário do revestimento fundido conven- cional em múltiplas vezes e, conseqüentemente, a distribuição entre o metal de substrato com revestimento e o metal aspergido termicamente, é influen- ciado pelo menos pela temperatura do metal do substrato com revestimento no momento da aspersão térmica (o que influencia a dureza da superfície e similar), a temperatura do metal aspergido termicamente no momento da aspersão térmica (o que influencia a dureza do metal aspergido termicamen- te) e a taxa na qual o metal aspergido termicamente alcança o metal do substrato com revestimento (energia cinética). Com base nestes fatores, a distribuição, conforme é mostrado na Figura 3, é formada sob as condições onde o metal aspergido termicamente faz convecção na vizinhança relativa da superfície. Por outro lado, a distribuição, conforme é mostrado na Figura 4, pode ser formada sob as condições onde o metal aspergido termicamente alcança a vizinhança da superfície do fio de aço (St).

Exemplo 2 Foi usado alumínio como um metal a ser aspergido termicamen- te e uma placa de aço laminada continuamente com uma espessura de 1,2 mm e uma largura de 59,5 mm foi ajustada em uma linha de produção, con- forme é mostrado na Figura 1, e foi processada com jateamento de granalha na superfície interna com um dispositivo de jateamento de granalha, seguido por aplicação de uma camada de metal aspergida termicamente sobre a su- perfície interna com um dispositivo de aspersão térmica. Em adição, após o revestimento de zinco fundido, o alumínio foi aspergido termicamente com um dispositivo de aspersão térmica da superfície externa.

Uma fotografia da aparência da seção obtida é mostrada na Fi- gura 6(a) e a análise elemental da seção, conforme determinada por ΕΡΜΑ, é mostrada no quadro da Figura 6(b). Conforme é mostrado na Figura 6 (a), dispersão característica do metal aspergido termicamente no formato de pe- queninas ilhas por todo o metal de substrato é observada também neste e- xemplo. Pode-se ver que pequeninos pontos de alumínio enegrecido estão dispersos por todo o substrato de zinco esbranquiçado. Além disso, confor- me é mostrado na Figura 6(b), o zinco e o alumínio são distribuídos em con- centrações relativamente uniformes no tubo de aço produzido neste exem- plo.

Exemplo 3 Foi usado alumínio como um metal a ser aspergido termicamen- te e uma placa de aço laminada continuamente com uma espessura de 1,2 mm e uma largura de 59,5 mm foi ajustada em uma linha de produção, con- forme é mostrado na Figura 1, e foi processada com jateamento de granalha na superfície interna com um jateador de granalha, com aplicação subse- qüente de uma camada de metal aspergida termicamente sobre a superfície interna com um dispositivo de aspersão térmica. Em adição, após um dispo- sitivo de revestimento de zinco fundido, o alumínio foi aspergido termicamen- te com um dispositivo de aspersão térmica de superfície externa. Neste e- xemplo, o alumínio foi aspergido termicamente a 15 g/min com uma tempe- ratura de superfície de revestimento de zinco de 400°C durante uma baixa taxa de produção de 20 m/min, com um ângulo de aspersão de 90°. O conta- to entre o zinco e o alumínio aspergido termicamente funde para promover a união com o alumínio, de tal modo que a distribuição de uma camada de alumínio na superfície, uma camada de zinco-alumínio entre elas e uma ca- mada de zinco na camada mais interna, pode ser obtida. Este arranjo é pos- sível a uma taxa de produção de média a alta dependendo de uma série de correlações entre as velocidades de linha, temperaturas de superfície do revestimento de zinco, quantidades de alumínio aspergido e similares. A seção obtida é mostrada na Figura 7(a) e a análise elemental da seção, conforme determinada por ΕΡΜΑ, é mostrada no quadro da Figu- ra 7(b). Conforme é mostrado na Figura 7(a), de acordo com a presente in- venção, o alumínio (parte enegrecida) está localizado excentricamente na superfície e o zinco (parte esbranquiçada) está localizado na interface com o núcleo de aço. Examinada mais de perto por meio da análise de elementos, a distribuição exibe uma camada de alumínio substancialmente pura forma- da na superfície e uma reversão gradual nas concentrações de alumínio e zinco, conforme é mostrado na Figura 7. As razoes para tal distribuição de elementos não são claras; no entanto, presumivelmente, pode ser devido à mudança na profundidade de infiltração do alumínio no zinco como uma ca- mada de metal aspergida termicamente, dependendo da temperatura de fu- são do alumínio no momento de aspersão térmica, da temperatura do zinco como uma camada de metal aspergido termicamente e da velocidade inicial (energia cinética) das partículas de metal aspergidas termicamente. Isso su- gere a possibilidade de controlar arbitrariamente a distribuição de elementos em uma camada de metal por meio do ajuste de tais parâmetros. O produto desta modalidade é composto de uma camada de a- lumínio com uma pureza de quase 100% até uma profundidade de 50 pm a partir da superfície e uma camada de liga de alumínio e zinco na seção mais profunda. Em geral, como o alumínio puro é altamente resistente à corrosão, um produto com tal distribuição de elemento é mais resistente à corrosão como um tubo de aço com revestimento. A maior resistência à corrosão po- de ser parcialmente atribuída ao fato de que, mesmo que existam defeitos diminutos (furos minúsculos) que existem na camada de alumínio, a camada de zinco irá proporcionar uma ação preventiva de corrosão sacrificial, osten- tando uma função anticorrosiva através de um mecanismo de ação que é diferente daquela do alumínio. De acordo com a presente invenção, um pro- duto tendo uma camada de alumínio puro na superfície e uma camada de liga de alumínio e zinco ou uma camada de zinco no interior pode ser obtida.

Em tais casos, a camada de alumínio puro tem uma espessura de 30% ou mais, de preferência 50% ou mais, da espessura da camada revestida total. A camada de alumínio na superfície não tem necessariamente que ser uma camada de alumínio com uma pureza de 100%, contanto que ela tenha uma resistência à corrosão que seja substancialmente igual àquela de alumínio 100% puro. Deste ponto de vista, a inclusão de outros elementos tais como zinco na ordem de 1 a 5%, é tolerável.

Isso mostra que é possível controlar não apenas a composição como também a distribuição de metal de uma camada revestida por meio da adoção do processo de acordo com a presente invenção.

Embora a descrição tenha sido aqui a guisa de exemplo usando zinco como metal a ser usado para o revestimento de metal fundido, ela não está limitada a isso. Por exemplo, uma liga contendo alumínio ou outros me- tais além do zinco ou um outro metal, tal como estanho, também pode ser usada. Em adição, embora a descrição tenha sido feita a guisa de exemplo usando alumínio como um metal a ser aspergido termicamente, ela não está limitada a isso. Por exemplo, zinco, magnésio ou outros metais também po- dem ser usados. A presente invenção compreende uma invenção que refe- re-se a um processo para a produção, e pelo menos em uma invenção refe- rente a um processo para produção, a identidade de metais ou ligas pode não importar.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma linha de produ- ção de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 2 é uma seção longitudinal de revestimento de metal aspergido termicamente produzido por um processo de acordo com a moda- lidade; A Figura 3 mostra um resultado de análise de superfície do ele- mento Al em uma camada tratada superficialmente de um tubo de metal produzido neste exemplo; A Figura 4 mostra um resultado de análise de superfície de ele- mento Al em uma camada tratada superficialmente de um tubo de metal produzido neste exemplo; A Figura 5 mostra as aparências externas de tubos de metal produzidos no Exemplo 1; A Figura 6 mostra os resultados de análise de linha de uma ca- mada tratada superficialmente de um tubo de metal produzido no Exemplo 2; e A Figura 7 mostra resultados de análise de linha de uma camada tratada superficialmente de um tubo de metal produzido no Exemplo 3.

Claims (4)

1. Tubo de metal (40) revestido com metal compreendendo uma primeira parte de tubo de metal (6) composta de um primeiro componente, a primeira parte de tubo de metal (6) tendo uma seção unida fundida contínua no sentido do comprimento sobre pelo menos parte da seção transversal da primeira parte de tubo de metal (6) e uma segunda camada de metal (O) formada sobre qualquer das superfícies da primeira parte de tubo de metal através de uma camada revestida de metal (N) composta de um componen- te que é diferente do primeiro componente, caracterizado pelo fato de que a segunda camada de metal (O) é formada por uma etapa de aspersão térmi- ca contínua nas direções circunferencial e longitudinal, com a superfície da camada revestida de metal (N) sendo semifundida.

2. Processo para a produção de um tubo de metal (40) compre- endendo formar continuamente uma placa de metal (6) composta de um primeiro componente em um formato tubular e soldar continuamente suas extremidades unidas para formar o tubo de metal conforme definido na rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de que, antes da soldagem contínua, uma camada de metal (O) composta de um segundo componente é formada pela aspersão térmica sobre pelo menos uma superfície da placa de metal por toda a largura da placa de metal através de uma camada de metal reves- tida (N) composta de um componente que é diferente do primeiro componen- te, em que a aspersão térmica é realizada com a superfície da camada de metal revestida sendo semifundida.

3. Processo para a produção de um tubo de metal (40) compre- endendo formar continuamente uma placa de metal (6) composta de um primeiro componente em um formato tubular e soldar continuamente suas extremidades unidas para formar o tubo de metal conforme definido na rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de que, após a soldagem contínua, uma camada de metal (O) sem descontinuidades nas direções circunferen- cial e longitudinal é formada por aspersão térmica sobre uma superfície do tubo de metal através de uma camada revestida de metal (N) composta de um componente que é diferente do primeiro componente, em que a asper- são térmica é realizada com a superfície de metal revestida sendo semifun- dida.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma etapa de laminação à frio para tor- nar a distribuição de espessura da camada de metal mais uniforme após a formação da camada de metal sem descontinuidades nas direções circunfe- rencial e longitudinal.