BRPI0609605A2 - método de fabricação de tubo sem costura - Google Patents

Abstract

MéTODO DE FABRICAçãO DE TUBO SEM COSTURA. A presente invenção refere-se a um método de fabricação de tubos sem costura compreendendo as etapas de: a primeira etapa de revestimento para a formação de um revestimento resistente à água pela aplicação de um primeiro líquido sobre uma superfície de uma barra de mandril imediatamente após o processo prévio de laminação com alongamento; uma etapa de resfriamento em água para resfriamento em água da barra de mandril tratada pela primeira etapa de revestimento; uma segunda etapa de revestimento para aplicação de um segundo líquido contendo um lubrificante inorgânico o qual é excelente em fluidez à alta temperatura na superfície da barra de mandril tratada pela etapa de resfriamento em água, então, fazer o segundo líquido permear no revestimento resistente à água para proporcionar a ele uma adesão à alta temperatura, e uma etapa de laminação com alongamento. Esta etapa de laminação com alongamento é caracterizada pelo fato de a laminação com alongamento de uma casca oca deve ser começada em 10 segundos após a segunda etapa de revestimento pelo uso da barra de mandril.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DEFABRICAÇÃO DE TUBO SEM COSTURA".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um método de fabricação decanos ou tubos sem costura (a partir deste ponto, refira-se a "tubos" como"canos ou tubos"), de acordo com o processo de laminação com mandril daMannesmann. Especificamente, a presente invenção refere-se a um métodode fabricação de tubos sem costura, o qual permite efetivamente inibir umacorrosão entre uma casca oca e uma barra de mandril como uma ferramentapara a formação de uma superfície interna de tubos e para se inibir efetiva-mente a ocorrência de falhas na superfície interna dos tubos, quando umacasca oca de cujo material é aço de liga alta, tal como aço inoxidável ou aço13 Cr estiver em um processo de laminação com alongamento.

Antecedente da Técnica

Os tubos sem costura são usados em muitos campos industriais,tais como energia, automóveis, química, maquinário industrial e construção.Os tubos sem costura são pesadamente usados em especial para elementostubulares de poço de petróleo e para o transporte de óleo bruto e gás. As-sim, esses tubos têm um papel importante no campo relacionado ao desen-volvimento de recursos energéticos mundial.

O método de fabricação de tubos sem costura de acordo com oprocesso de laminação com mandril da Mannesmann é, por exemplo, reali-zado com base no processo mostrado na Figura 3. Em primeiro lugar, umtarugo 1 como uma matéria-prima de um tubo sem costura é inserido em umforno de aquecimento do tipo de soleira rotativa 2 e aquecido. O tarugo 1aquecido no forno de aquecimento do tipo de soleira rotativa 2 é retirado doforno, após isso, ele sendo perfurado e alongado por um perfurador (apare-lho de perfuração - laminação) 3 para se tornar uma casca oca 4. Então, apartir do lado de extremidade traseira da casca oca 4, uma barra de mandril5a é inserida em um orifício passante da casca oca 4, e a casca oca 4 é a-longada e laminada para se tornar um tubo elementar 4a. Mais tarde, a barrade mandril 5a é retirada do tubo elementar 4a.Na fabricação de tubos sem costura de acordo com o processode laminação com mandril da Mannesmann acima, em um momento de la-minação com alongamento da casca oca 4 pela laminação com mandril, abarra de mandril 5a normalmente é inserida em uma casca oca 4 de umatemperatura de 1100 a 1200°C e é exposta em um estado em que a barra 5atende a emperrar. Portanto, lubrificantes são revestidos sobre a superfícieexterna da barra de mandril 5a. Os lubrificantes podem trabalhar como umrevestimento de proteção, o qual inibe uma corrosão entre a barra de man-dril 5a e a casca oca 4. Como tais lubrificantes revestidos sobre a superfícieda barra de mandril 5a, são usados lubrificantes para laminação a quente, osquais são excelentes na performance de lubrificação em uma condição aquente. Do ponto de vista de custo mais baixo e excelente performance delubrificação, por exemplo, um lubrificante do tipo de grafita aquoso princi-palmente contendo grafita é pesadamente usado. Este lubrificante usual-mente é suprido a partir de um tanque de armazenamento para linhas deprodução. O lubrificante é injetado como com um chuveiro na superfície dabarra de mandril 5a para passar para dentro da casca oca 4 a partir de umbocal em formato de anel disposto em uma posição imediatamente antes dabarra de mandril 5a ser inserida na casca oca 4. Desta forma, uma certaquantidade determinada empiricamente de lubrificantes é aplicada sobre asuperfície da barra de mandril 5a.

O formato de diâmetro externo e espessura de parede do tuboelementar alongado e laminado por uma laminação com mandril são influen-ciados pelo número de revolução de cada gaiola e pelo formato de orifíciosde rolos. Eles também são influenciados por mudanças de coeficiente deatrito entre uma barra de mandril 5a e uma casca oca 4. Em outras palavras,como um lubrificante a ser revestido para a barra de mandril 5a, pelo uso dolubrificante o qual seja capaz de reduzir o coeficiente de atrito entre a barrade mandril 5a e a casca oca 4, a casca oca 4 é uniformemente deformadana direção circunferencial e na direção longitudinal durante a laminação comalongamento. Portanto, é possível obter tubos elementares tendo um forma-to estável de diâmetro externo e variações locais estáveis na espessura deparede.

Após o processo de laminação com alongamento, a barra demandril 5a é retirada de um tubo elementar 4a com o uso de um removedorde barra. Contudo, se a lubricidade do lubrificante revestido na superfícieexterna da barra de mandril 5a for insuficiente, o tubo elementar 4a (cascaoca 4) e a barra de mandril 5a emperrariam um no outro, desse modo falhasocorrendo na superfície interna do tubo elementar 4a. Ou a corrosão impedea barra de mandril 5a de ser retirada.

Em geral, em um trabalho com metal a quente, a carepa oxidadaé produzida na superfície da ferramenta e na superfície interna do material aser processado. Um revestimento de oxido de ferro consiste nesta carepaoxidada; particularmente um revestimento consiste em um material denso ede dureza relativamente baixa incluindo FeO e Fe3Ü4 proporciona uma influ-ência favorável para lubricidade durante a fabricação do tubo. Não obstante,diferentemente de um aço normal como aço-carbono, um aço inoxidável, talcomo da série SUS 304, da série SUS 316, da série SUS 347, da série SUS410 e da série SUS 430 ou um aço-liga, tal como STBA 25 e STBA 26, res-pectivamente definidos na Norma Industrial Japonesa (JIS) não produz fa-cilmente tal carepa oxidada. Além disso, como estes aços têm propriedadesmecânicas tais como alta resistência e alta tenacidade, a ferramenta corres-pondente ao aço acima precisa ser feita de uma liga baixa resistente a calor,tal como uma liga de série Co-Mo e de série Cr-Mo-V, JIS-SKD 61. Mais a-inda, a ferramenta feita destes materiais não proporciona facilmente carepaoxidada. Assim, a carga de laminação e o coeficiente de atrito durante o pro-cesso se tornando mais altos, a barra de mandril 5a e a casca oca 4 tendema emperrar uma na outra. Estes fatores freqüentemente produzem falhas nasuperfície interna do tubo elementar. Uma textura de superfície altamenteacurada é requerida para a produção de tubo de aço inoxidável ou de aço-liga. Quando essas falhas de superfície são produzidas, embora elas sejamdanos suaves, o tubo obtido em si não pode ser remetido como um produtofinal. Portanto, um pós-tratamento, tal como um polimento de superfície, énecessário. Por outro lado, quando uma falha profunda é feita na superfíciede tubo, o tubo é defeituoso. Assim sendo, em uma fabricação de tubos semcostura de acordo com o processo de laminação com mandril da Mannes-mann, a performance de lubrificantes revestidos sobre a superfície da barrade mandril 5a proporciona um impacto grande não apenas na qualidade doproduto, mas também em sua produtividade.

Normalmente, uma barra de mandril é inserida em uma cascaoca de uma temperatura de 1100 a 1200 °C, e a casca oca tendo a barra demandril ali é tratada por um processo de laminação com alongamento. En-tão, a temperatura da barra de mandril imediatamente após uma laminaçãocom alongamento é alta na faixa de 100 a 400 °C. Uma barra de mandrilcomo essa é resfriada, e os lubrificantes são revestidos sobre ela de novo,antes do uso para uma laminação com alongamento da casca oca seguinte.

Sobre os lubrificantes a serem aplicados na barra de mandril, odocumento de Patente 1 mostra uma técnica a qual inibe uma corrosão entreuma casca oca e uma barra de mandril pelo método a seguir: reação quími-ca de dois líquidos contendo o primeiro líquido pó de grafita e resina aquosatendo uma propriedade de cura de reação e o segundo líquido contendo áci-do bórico e assim por diante; então, colocação do revestimento de lubrifican-te endurecido para intervir entre a casca oca e a barra de mandril.

O documento de Patente 2 mostra um lubrificante do tipo de umcomponente do primeiro líquido do documento de Patente 1 acima do qual aresina aquosa é alterada por um copolímero e ainda incluindo mica.

Ainda, o documento de Patente 3 mostra uma técnica a qual ini-be uma corrosão pela aplicação de um lubrificante em particular por mais deuma vez para se garantir a espessura predeterminada de revestimento delubrificante.

Documento de Patente 1: Pedido de Patente Japonesa Aberto(JP-A) N9 63-230797.

Documento de Patente 2: JP-A N9 8-165489.

Documento de Patente 3: JP-A N9 2004-34072.

Exposição da Invenção

Problemas a Serem Resolvidos pela InvençãoUma barra de mandril retirada de um tubo elementar é reusada(o assim denominado "uso cíclico") para a laminação com alongamento dacasca oca após ser transportada para a zona de resfriamento de barra paraser resfriada para a certa temperatura. Na zona de resfriamento de barra, osmétodos adotáveis de forma prática de resfriamento no campo são o resfri-amento em ar e o resfriamento em água. Se um espaço suficiente não puderser assegurado para a colocação de muitas barras de mandril para resfria-mento em ar, um resfriamento em água será adotado, por causa de um perí-odo curto de tempo de resfriamento. Nesse caso, a barra de mandril é provi-da para a laminação com alongamento da casca oca seguinte logo após oresfriamento em água.

Se uma barra de mandril for resfriada em água, presumivelmen-te, em geral, pode haver dois sincronismos de revestimento de lubrificantessobre a superfície da barra, isto é: imediatamente após o término da lamina-ção com alongamento da casca oca prévia (pré-resfriamento em água); e umperíodo após a evaporação completa da água na superfície de uma barraresfriada em água e imediatamente antes da laminação com alongamentoda casca oca seguinte. Quando um lubrificante é revestido imediatamenteapós a laminação com alongamento, como a barra de mandril a ser revesti-da pelo lubrificante está a uma temperatura alta de 100 a 400 °C e resfriadaem água após a etapa seguinte, são requeridos lubrificantes que tenhamresistência a calor e resistência à água, bem como resistência a corrosão. Apropósito, quando um lubrificante é revestido sobre a superfície da barra a-pós seu resfriamento em água e imediatamente antes da laminação comalongamento da casca oca a seguir, de modo a se elevar a eficiência de fa-bricação, é necessário formar um revestimento de lubrificante tendo umaresistência a corrosão suficiente em um período curto após o revestimentodo lubrificante. Em outras palavras, é requerido que o lubrificante tenha umapropriedade de secagem rápida.

O lubrificante descrito no documento de Patente 1 não é projeta-do para ter resistência à água e resistência a calor, desse modo sendo ne-cessário aplicar lubrificantes após o resfriamento em água e antes da lami-nação com alongamento. Contudo, não é possível formar um revestimentoseco sobre a espessura inteira do revestimento de lubrificante em um perío-do curto, de modo a se ter uma resistência a corrosão favorável. Por outrolado, leva um tempo longo para se obter um revestimento de lubrificantetendo uma resistência a corrosão favorável por secagem suficiente. Assimsendo, há um problema de o tempo de operação para um alongamento setornar maior, de modo que a eficiência de fabricação declina.

Enquanto isso, o lubrificante mostrado no documento de Patente2 é projetado para ser usado basicamente à temperatura ambiente e a resis-tência à água não é de preocupação; é necessário usá-lo após o resfriamen-to em água. Contudo, não se concerne à propriedade de secagem rápida,desse modo o lubrificante tendo um problema similar àquele mostrado nodocumento de Patente 1.

Ainda, no documento de Patente 3 que mostra uma técnica, nãohá descrição sobre a resistência a calor e a resistência à água requeridaspara que o lubrificante seja aplicado antes do resfriamento em água e sobreuma propriedade de secagem rápida após um resfriamento em água. Então,não há uma sugestão sobre como um lubrificante deve ser usado em deta-lhes, quando a barra de mandril for resfriada em água.

Assim sendo, um objetivo da presente invenção é prover um mé-todo de fabricação de tubos sem costura no caso de se ter um processo defabricação incluindo um resfriamento em água de barras de mandril, ondeuma produtividade suficiente seja mantida, e é possível efetivamente inibir aocorrência de falhas na superfície dos tubos, mesmo quando os materiais aserem trabalhados forem aço inoxidável ou aço de liga alta, pela formaçãode um revestimento de lubrificante tendo excelente resistência a corrosão nasuperfície das barras de mandril.

Meios para Resolução de Problemas

Os presentes inventores realizaram estudos sérios. Como resul-tado, os presentes inventores adquiriram as idéias a seguir para resoluçãodos problemas acima.

(1) Pelo revestimento de um lubrificante sobre uma barra demandril quente imediatamente após uma laminação com alongamento e an-tes de um resfriamento em água, se é capaz de obter um revestimento tendoespessura suficiente e secar suficientemente o revestimento em um períodode tempo curto.

(2) É requerido que o lubrificante a ser revestido antes do resfri-amento em água (a partir deste ponto, refira-se ao "primeiro líquido") tenharesistência a calor à temperatura de até 400 °C e resistência à água paranão ser lavado pela etapa de resfriamento em água seguinte.

(3) Contudo, embora o primeiro líquido tenha a resistência a calor acima, o revestimento a ser formado tende a ser poroso devido à altatemperatura, de modo que sua adesão à superfície da barra de mandril nãoé suficiente. Portanto, sem qualquer pós-tratamento, a resistência a corrosãoda barra de mandril não é suficiente. Essa insuficiência pode ser notadamen-te observada em particular nos materiais de trabalho como aço inoxidável eaço de liga alta. Mais ainda, o revestimento pode ser parcialmente descas-cado em contato com membros periféricos, antes do próximo processo delaminação com alongamento.

(4) De modo a se cobrirem os inconvenientes, pelo revestimentode um lubrificante (a partir deste ponto, refira-se ao "segundo líquido") tendouma viscosidade relativamente baixa sobre o primeiro líquido após o resfri-amento em água, o segundo líquido permeia no revestimento poroso, dessemodo sendo capaz de tornar o revestimento de lubrificante denso. Além dis-so, pela adição de um componente que proporciona resistência a corrosãocom o segundo líquido, se é capaz de melhorar a resistência a corrosão dorevestimento. Como visto acima, ele é capaz de melhorar a adesão entre orevestimento de lubrificante e a barra de mandril e é também capaz de au-mentar a resistência de corrosão. Também é possível reforçar a lubricidadede uma área em que um revestimento de lubrificante é parcialmente descas-cado.

(5) Após o revestimento do segundo líquido, não há uma etapade resfriamento em água. Portanto, não é requerido que o segundo líquidotenha resistência à água.(6) Contudo, como uma etapa de laminação com alongamento érealizada logo após o revestimento, o segundo líquido precisa ter uma pro-priedade de secagem rápida. Se for um segundo líquido sem ter uma propri-edade de secagem rápida, um revestimento não seco será formado no mo-mento da laminação com alongamento; esse revestimento proporciona umaadesão insuficiente. No entanto, caso se espere até o revestimento estarsuficientemente seco, o atraso terá um impacto negativo na produtividade defabricação de tubos.

A presente invenção é completada com base nas idéias acima, osumário da invenção sendo conforme se segue.

O primeiro aspecto da invenção é um método de fabricação detubos sem costura que compreende as etapas de: a primeira etapa de reves-timento para a formação de um revestimento resistente à água pela aplica-ção de um primeiro líquido sobre uma superfície de uma barra de mandrilimediatamente após o processo prévio de laminação com alongamento; aetapa de resfriamento em água para resfriamento em água da barra demandril tratada pela primeira etapa de revestimento; a segunda etapa derevestimento para aplicação de um segundo líquido contendo um lubrificanteinorgânico o qual é excelente em fluidez à alta temperatura na superfície dabarra de mandril tratada pela etapa de resfriamento em água, então, fazer osegundo líquido permear no revestimento resistente à água para proporcio-nar a ele uma adesão à alta temperatura, e uma etapa de laminação comalongamento, onde a etapa de laminação com alongamento é caracterizado-ra pelo fato de a laminação com alongamento de uma casca oca dever sercomeçada em 10 segundos após a segunda etapa de revestimento pelo usoda barra de mandril.

A expressão "uma barra de mandril (quente) imediatamente a-pós o processo prévio de laminação com alongamento" significa uma barrade mandril inserida em uma casca oca de uma temperatura de 1100 a 1200°C e retirada do tubo elementar recém feito (originalmente uma casca oca)após a laminação com alongamento. A temperatura da barra usualmente éde 100 a 400 °C. Também, a expressão "resistência à água" significa que,normalmente, mesmo se um lubrificante na superfície da barra de mandril foraspergido com água, mais da metade (50% em massa) do lubrificante podepermanecer sem ser lavado. O método de avaliação em detalhes será des-crito mais tarde. Ainda, a expressão "adesão à alta temperatura" significaque um revestimento de lubrificante aderido na superfície da barra de man-dril não pode sair facilmente pelo contato com uma casca oca, embora a bar-ra seja inserida na casca oca de uma temperatura de 1100 a 1200°C. A ava-liação em detalhes é feita com base em ocorrer ou não uma corrosão entreuma barra de mandril e a superfície interna de uma casca oca.

O segundo aspecto da invenção é um método de fabricação detubos sem costura de acordo com o primeiro aspecto da invenção, onde oprimeiro líquido é uma solução aquosa ou uma dispersão aquosa contendode 20 a 40% em massa de um lubrificante sólido e de 10 a 30% em massade uma resina dispersível em água, e o segundo líquido é uma solução a-quosa ou uma dispersão aquosa contendo de 5 a 30% em massa de um oumais selecionados de um grupo consistindo em borato de amina, borato depotássio, molibdato de potássio (ou de sódio) e carbonato de potássio (ou desódio), em conjunto com de 0 a 30% em massa de um lubrificante sólido.

O terceiro aspecto da invenção é um método de fabricação detubos sem costura de acordo com o segundo aspecto da invenção, onde olubrificante sólido é grafita, mica ou uma mistura dos mesmos.

O quarto aspecto da invenção é um método de fabricação detubos sem costura de acordo com qualquer um do primeiro ao terceiro as-pecto da invenção, onde a primeira etapa de revestimento é realizada comuma barra de mandril de 100 a 400 °C e a segunda etapa de revestimento érealizada com uma barra de mandril de 60 a 150 °C.

O quinto aspecto da invenção é um método de fabricação detubos sem costura de acordo com qualquer um do primeiro ao quarto aspec-tos da invenção, onde o material da casca oca é um aço-liga contendo 5%em massa ou mais de Cr ou aço inoxidável.

Efeitos da Invenção

De acordo com a presente invenção, se é capaz de prover ummétodo para fabricação de tubos sem costura no caso de se ter um proces-so de fabricação que inclui um resfriamento em água de barras de mandril,onde uma produtividade suficiente é mantida, e é possível efetivamente inibira ocorrência de falhas na superfície dos tubos, mesmo quando os materiaisa serem usinados forem aço inoxidável ou um aço de liga alta, pela forma-ção de um revestimento de lubrificante tendo excelente resistência a corro-são na superfície das barras de mandril.

Esses efeitos e vantagens da invenção serão tornados evidentesa partir do melhor modo para realização da invenção, ò que será descritoconforme se segue.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 (A) é uma vista esquemática que mostra um ciclo deoperação de uma barra de mandril da presente invenção;

a Figura 1(B) é uma vista esquemática que mostra um ciclo deoperação de uma barra de mandril da técnica anterior para referência;

a Figura 2 é uma vista diagramática de uma máquina de testepara medição de resistência a corrosão; e

a Figura 3 é uma vista esquemática que mostra as etapas defabricação de um tubo sem costura.

Descrição dos números de referência

1 Tarugo

2 forno de aquecimento do tipo de soleira rotativa

3 aparelho de perfuração - laminação

4 casca oca

4a tubo elementar

5 laminação com mandril

5a barra de mandril

6 laminador calibrador

7 piso de resfriamento

40 aparelho de teste de laminação

41 ferramenta do tipo de placa plana

42 rolo de laminação43 peça de teste

Melhor Modo para Realização da Invenção

A Figura 1 (A) é uma vista esquemática que mostra um ciclo deoperação de uma barra de mandril no método para fabricação de tubos semcostura da primeira modalidade da presente invenção. Como uma referênciapara comparação, a Figura 1(B) é uma vista esquemática que mostra umciclo de operação convencional de uma barra de mandril.

Na Figura 1(A), uma barra de mandril provida para laminaçãocom alongamento de um tubo em uma laminação com mandril é retirada deum tubo elementar, o primeiro líquido é revestido sobre a barra de mandril auma temperatura de 100 a 400 °C (a assim denominada "lubrificação de re-torno"). A barra de mandril revestida é resfriada para de 60 a 150 °C por umchuveiro de água, então, o segundo líquido é revestido sobre a superfície dabarra de mandril resfriada (a assim denominada "lubrificação de insersor").Mais tarde, a barra de mandril revestida pelo segundo líquido é provida denovo para a laminação com alongamento de um tubo em uma laminaçãocom mandril. O período de tempo é em 10 segundos a partir do revestimentodo segundo líquido para começo da próxima laminação com alongamento.

Por outro lado, em um ciclo de operação convencional mostradona Figura 1(B), a solução revestida na etapa do revestimento de primeirolíquido foi usada para fins de resfriamento da barra de mandril uniformemen-te no chuveiro de resfriamento seguinte. A solução foi largamente lavada.Assim, um lubrificante para proporcionar uma função de lubrificação foi apli-cado durante a etapa de revestimento de segundo líquido. Contudo, levatempo para a secagem do revestimento após o revestimento sobre a barrade mandril resfriada, uma área da assim denominada "cabine de lubrifica-ção" tendo sido necessária para retenção de barras de mandril pelo certoperíodo de tempo.

No ciclo de operação de uma barra de mandril no método parafabricação de tubos sem costura da primeira modalidade da invenção, a ca-bine de lubrificação conforme mostrado na Figura 1 (B) não é necessária, ese é capaz de começar a laminação com alongamento seguinte imediata-mente após a lubrificante de insersor; desse modo, é possível melhorar aeficiência de fabricação.

Aqui, o primeiro líquido e o segundo líquido para o uso de ummétodo para fabricação de tubos sem costura da presente modalidade serãoexplicados, conforme abaixo.

(O primeiro líquido)

No primeiro líquido, a substância de base a ser usada é um lubri-ficante sólido que inclui grafita, mica ou uma mistura dos mesmos. O limitesuperior do teor do lubrificante sólido para a quantidade total de lubrificante éde 40% em massa, preferencialmente de 35% em massa. Quando o teor dolubrificante sólido é excessivo, um revestimento por aspersão se torna difícil.Além disso, um lubrificante sólido excessivo torna difícil o suprimento do lu-brificante a partir de um tanque de armazenamento para linhas de produção.No final, uma injeção como com um chuveiro a partir de um bocal para a su-perfície de uma barra de mandril se torna impossível. Por outro lado, o limiteinferior do teor do lubrificante sólido para a quantidade total de lubrificante éde 20% em massa, preferencialmente de 25% em massa. Quando o teor dolubrificante sólido é pequeno demais, uma resistência a corrosão se tornamais baixa. Há um medo de se terem falhas nos tubos, quando os alonga-dos e laminados são cascas ocas feitas particularmente de aço inoxidável eaço de liga alta.

A grafita pode ser grafita natural ou grafita sintética. A pureza dagrafita preferencialmente é de 81% ou mais, e o diâmetro médio de partículaé preferencialmente de 40 um ou menos. Se a pureza da grafita for menordo que 81%, a lubricidade poderá ser bloqueada por impureza principalmen-te incluindo uma substância inorgânica, tais como alumina (AI2O3) e sílica(Si02) como materiais fora do lugar. Também, se o diâmetro médio de partí-cula for de 40 um ou mais, essa grafita não será apropriadamente dispersano primeiro líquido. Portanto, a grafita não pode ser suprida para a superfíciede uma barra de mandril e de uma casca oca, quando usada, e não pode serarmazenada de forma estável sob uma condição de dispersão.

A mica pode ser mica natural ou mica sintética. Como mica natu-ral, os exemplos incluem sericita, muscovita e flogopita. Ainda, os exemplosde mica sintética incluem mica de potássio tetrassilícico, mica de sódio te-trassilícico e micra de flúor-flogopita. A mica deve ser incluída de modo a semelhorar a lubricidade do lubrificante sob uma temperatura alta de em tornode 1000 °C. De modo similar ao efeito de grafita, a mica melhora o efeito delubrificação entre uma barra de mandril e uma casca oca. A grafita diminui ocoeficiente de atrito; enquanto isso, a mica intervém entre uma barra demandril e uma casca oca e inibe sua fusão - ligação uma com a outra. As-sim, a mica proporciona uma função para inibição da ocorrência de falhas nasuperfície interna da casca oca (tubo elementar). O diâmetro médio de partí-cula de mica é preferencialmente de 40 um ou menos, e a pureza da mesmapreferencialmente é de 81% ou mais. Devido a isso, se o diâmetro médio departícula se tornar mais de 40 um, tais partículas não poderão ser apropria-damente dispersas, desse modo um suprimento suave das mesmas para asuperfície de lubrificação se tornando difícil. Também, se a pureza de micafor menor do que 81%, a lubricidade pode ser bloqueada por impureza prin-cipalmente incluindo uma substância inorgânica, tais como alumina (Al203) esílica (SÍO2) como materiais fora do lugar.

Uma resina dispersível em água a ser misturada no primeiro lí-quido pode tornar o lubrificante sólido como uma substância de base disper-so de forma estável em água. Assim, o primeiro líquido pode ser facilmentesuprido quando usado. Portanto, a resina é incluída de modo a tornar o pri-meiro líquido uniformemente disperso na superfície de uma barra de mandrile de uma casca oca, e para proporcionar lubricidade suplementar para oprimeiro líquido.

Como uma resina dispersível em água a ser misturada no pri-meiro líquido, por exemplo, pode haver um copolímero de acetato de vinila,um copolímero de éster de ácido acrílico, um copolímero de éster de ácidometacrílico, um copolímero de dois ou mais dos mesmos, e um copolímerode etileno - acetato de vinila. O diâmetro médio de partícula dessas resinasdispersíveis em água preferencialmente é de 40 um ou menos. Se o diâme-tro médio de partícula se tornar mais de 40 um, tais partículas não poderãoser apropriadamente dispersas, desse modo um suprimento suave dasmesmas para a superfície de lubrificação se tornando difícil. O limite superiordo teor da resina dispersível em água para a quantidade total de lubrificantesé de 30% em massa, preferencialmente de 25% em massa. Se o teor deresina dispersível em água for excessivo, uma viscosidade do lubrificante setornará alta demais, portanto um revestimento por aspersão se tornando difí-cil. Por outro lado, o limite inferior da mesma é de 10% em massa, preferen-cialmente de 15% em massa. Se o teor da resina dispersível em água forpequeno demais, a adesividade e a resistência à água do primeiro líquidonão serão suficientes, desse modo um revestimento de lubrificação podendoser descascado.

Mais ainda, de modo a se melhorar a adesividade à alta tempe-ratura do primeiro líquido à barra de mandril e para se dispersar adequada-mente e depositar o lubrificante sólido, tais como grafita e mica, um polímerosolúvel em água pode ser misturado em uma faixa na qual a resistência àágua não seja danificada, por exemplo, 3% em massa ou menos. Os exem-plos do polímero solúvel em água incluem metilcelulose e carboximetilcelu-lose, ou um polissacarídeo, tal como alginato.

A água está contida de modo a aplicar uniformemente o lubrifi-cante na superfície da barra de mandril. Quando o teor se tornar menor doque 30% em massa, uma viscosidade do lubrificante se tornará alta demaispara se lidar com isso. Por outro lado, quando o teor se torna de mais doque 70% em massa, um fenômeno de impacto é intensificado, de modo queum revestimento uniforme não pode ser obtido. Mais ainda, a adesividade doprimeiro líquido é deteriorada, desse modo sendo impossível obter a quanti-dade de adesão desejada. Assim, o teor de água é de 30 a 70% em massa,preferencialmente de 40 a 60% em massa.

No lubrificante acima, se necessário, de 0,01 a 2,0% em massados respectivos materiais a seguir podem ser adicionados: um removedor deespuma da série de silicone comercializado geralmente, tal como dimetilsilo-xano; e um agente antisséptico, incluindo um composto da série de tiazolina,tal como 1,2-benzoisotiazolina-3-ona, um composto da série de triazina, talcomo hexahidro-1,3,5-tris (2-hidroxietil)-S-triazina, e um composto da sériede piridina, tal como tiol-1-oxido de 2-piridina de sódio. Quando um remove-dor de espuma é adicionado, ele inibe a formação de espuma do lubrificante;quando um agente antisséptico é adicionado, ele inibe a decomposição domesmo.

Na quantidade do primeiro líquido a ser aderida sobre a superfí-cie da barra de mandril, a quantidade do lubrificante sólido ali é de 50 a 150g/m2, preferencialmente de 80 a 120 g/m2. Quando a quantidade do primeirolíquido é excessiva, um revestimento tendo mais do que a espessura neces-sária para resistência a corrosão é formada, ele é economicamente desvan-tajoso. Enquanto isso, quando a quantidade do primeiro líquido aderido épequena demais, uma performance de resistência a corrosão suficiente nãopode ser obtida.

(O segundo líquido)

O segundo líquido a ser aplicado sobre a superfície da barra demandril após um resfriamento em água é uma solução aquosa ou uma dis-persão aquosa contendo: de 5 a 30% em massa de um ou mais seleciona-dos a partir do grupo que consiste em borato de amina, borato de potássio,molibdato de potássio ou molibdato de sódio, e carbonato de potássio oucarbonato de sódio; e de 0 a 30% em massa de um lubrificante sólido.

O borato de amina disponível pode ser quaisquer aminas asquais possam formar um sal solúvel em água, por exemplo, podendo sermonoetanol amina, monoisopropanol amina, dietanol amina e trietanol ami-na.

Ao segundo líquido um lubrificante sólido pode ser adicionado,se necessário. Como lubrificantes sólidos disponíveis, de modo similar aoprimeiro líquido, grafita, mica ou uma mistura dos mesmos pode ser usada.Além destes, ou apenas, é possível usar um silicato em camadas.

O limite superior do teor do lubrificante sólido a ser misturado nosegundo líquido é de 40% em massa para a quantidade total do segundolíquido, preferencialmente de 30% em massa. Quando a quantidade do lubri-ficante sólido acima é excessiva, o segundo líquido tem uma dificuldade depermear no revestimento poroso feito do primeiro líquido. Portanto, a adesi-vidade do revestimento de lubrificante não pode ser suficientemente melho-rada. Por outro lado, quando nenhum lubrificante sólido é usado no segundolíquido, o revestimento de lubrificação a ser formado pode carecer da resis-tência a corrosão.

Exemplos

O primeiro líquido e o segundo líquido descritos acima foramrevestidos sobre a superfície de peças de teste; então, as avaliações a se-guir das mesmas foram realizadas.

(1) Resistência à água

Oito tipos dos primeiros líquidos cuja composição é mostrada naTabela 1 (30% em massa de grafita, de 5 a 40% em massa de resina disper-sível em água) foram respectivamente revestidos por aspersão nas peças deteste de metal aquecidas a 300 °C, de modo que a quantidade de adesãofosse de em torno de 100 g/m2 e deixadas por 5 segundos. Então, as peçasde teste individuais foram expostas a um chuveiro de resfriamento continu-amente, até que a água não viesse a ferver (em torno de 100 °C). A condição do chuveiro de resfriamento é conforme se segue:

Bocal: bocal de chuveiro

Pressão de água: em torno de 0,2 MPa

Fluxo de água: 10 L/min

Temperatura da água: de 20 a 25 °C

A grafita usada foi grafita lamelosa (pureza: 81% ou mais); a re-sina dispersível em água foi uma mistura de uma resina da série de acetatode vinila e uma resina da série de acetato de vinila - acrila a uma relação de1:1. As condições de descascamento do revestimento sob as circunstânciasacima foram avaliadas de acordo com os critérios a seguir.

(Critérios de avaliação de resistência à água)

O: pouco revestimento foi descascado (a porção descascada foimenor do que 15% do total);

A: 15% ou mais e menos de 80% do revestimento foram descas-cados; eX: quase todo o revestimento foi descascado (a porção descas-cada foi de 80% ou mais do total).

Os resultados são mostrados na Tabela 1. Os resultados de ca-pacidade de revestimento por aspersão observada no teste acima tambémsão mostrados na Tabela 1. A capacidade de revestimento por aspersão foiavaliada de acordo com os critérios a seguir.

(Critérios para avaliação de capacidade de revestimento por aspersão)

O: foi possível aspergir uniformemente sobre a superfície inteirapara revestimento;

A: o revestimento se tornou ligeiramente não uniforme pela su-perfície inteira para revestimento; e

X: o revestimento se tornou não uniforme pela superfície inteirapara revestimento.

(Tabela 1)

<table>table see original document page 18</column></row><table>

(2) Testes de avaliação para propriedade de secagem e resistência a corro são

A propriedade de secagem e a resistência a corrosão foram ava-liadas pelo uso de um aparelho de teste de laminação 40 mostrado de formadiagramática na Figura 2. Este aparelho de teste de laminação 40 é parademonstrar uma condição de laminação com alongamento em uma gaiolaúnica de uma laminação com mandril. Uma peça de teste aquecida 43 foilaminada entre um rolo 42 e uma ferramenta do tipo de placa plana 41 dis-posta de forma móvel na direção de laminação (a direção direita e esquerdana Figura 2) e um lubrificante foi revestido sobre a superfície. A situação dedano da ferramenta do tipo de placa plana 41 foi observada após a lamina-ção.

Para uma peça de teste 43, foi usada uma placa de aço inoxidá-vel 18 Cr - 8 Ni (SUS 304) de 20 mm de largura, 10 mm de espessura e 250mm de comprimento. Sobre a ferramenta do tipo de placa plana 41, cincotipos dos primeiros líquidos cujas composições são mostradas na Tabela 2(três tipos de Exemplos e dois tipos de Exemplos comparativos) foram re-vestidos por aspersão, de modo que a quantidade de revestimento fosse deem torno de 35 g/m2, e foi resfriado para 80 °C por água. Mais tarde, o se-gundo líquido de oito tipos de Exemplos (A a H) cujas composições sãomostradas na Tabela 3 e três tipos de Exemplos comparativos (I a K) cujascomposições são mostradas na Tabela 4 foram revestidos por aspersão so-bre o revestimento do primeiro líquido, de modo que a quantidade de reves-timento fosse de em torno de 20 g/m2. Finalmente, de modo a coincidir comum passo de ciclo de operação da laminação com mandril real, a proprieda-de de secagem foi verificada por um toque com dedo após 10 segundos apartir do revestimento de lubrificante, e uma laminação a jusante pelo rolo 42foi realizada.

A condição de alongamento foi conforme se segue.Temperatura de aquecimento: 1000 °CVelocidade circunferencial do rolo: 392,5 mm/sVelocidade do movimento da ferramenta: 15 mm/sRedução de laminação: 30%.

(Tabela 2)

<table>table see original document page 19</column></row><table>(Tabela 3)

<table>table see original document page 20</column></row><table>

(Tabela 4)

<table>table see original document page 20</column></row><table>

A grafita usada foi grafita lamelosa (pureza: 81% ou mais); a re-sina dispersível em água foi uma mistura de uma resina da série de acetatode vinila e uma resina da série de acetato de vinil - acrila a uma relação de 1:1.

A propriedade de secagem do lubrificante e a situação de corro-são da ferramenta do tipo de placa plana 41 após a laminação foram regis-tradas de acordo com os critérios a seguir.

(Critérios de propriedade de secagem)

Seco: O

A secagem foi ligeiramente incompleta: AA secagem não foi feita: X

(Critérios de corrosão)

Nenhum corrosão foi observado: O

Um pequeno corrosão foi observado: A

Um corrosão foi largamente observado: X

Os resultados da avaliação da propriedade de secagem e daavaliação de resistência a corrosão são mostrados nas Tabelas 5 e 6.

(Tabela 5)

<table>table see original document page 21</column></row><table>

O primeiro líquido 4 não pôde ser testado, devido à não disponi'bilidade de revestimento por aspersão. Os segundos líquidos D e J não fo-ram favoráveis na propriedade de secagem, já que estes continham umagrande quantidade de água. Ainda, os segundos líquidos E e K não foramfavoráveis em sua propriedade de secagem, já que estes continham umagrande quantidade de borato de amina.(Tabela 6)

<table>table see original document page 22</column></row><table> O primeiro líquido 4 não pôde ser testado, devido à não disponi-bilidade de revestimento por aspersão. O primeiro líquido 5 teve uma resis-tência a corrosão insuficiente por causa da pequena quantidade de lubrifi-cante sólido. Os segundos líquidos D e E tiveram uma resistência a corrosãoinsuficiente por causa do declínio da propriedade de secagem. O segundolíquido I não foi bom na permeabilidade, devido à grande quantidade de lu-brificante sólido, desse modo a resistência a corrosão tendo sido insuficien-te. O segundo líquido K não foi bom na permeabilidade devido à grandequantidade de lubrificante inorgânico, desse modo a resistência a corrosãotendo sido insuficiente. O segundo líquido J teve uma resistência a corrosãoinsuficiente por causa da pequena quantidade de lubrificante inorgânico.

O dito acima descreveu a presente invenção associada às mo-dalidades mais práticas e preferidas da mesma. Contudo, a invenção nãoestá limitada às modalidades mostradas no relatório descritivo. Assim, a in-venção pode ser apropriadamente variada, desde que a variação não sejacontrária à substância em questão e à concepção da invenção, a qual podeser lida a partir das reivindicações e do conteúdo inteiro do relatório descriti-vo. Deve ser compreendido que um método de fabricação de tubos sem cos-tura com uma alternância como essa está incluído no escopo técnico da invenção.

Claims (5)

1. Método de fabricação de tubos sem costura, que compreendeas etapas de:uma primeira etapa de revestimento para a formação de um re-vestimento resistente à água pela aplicação de um primeiro líquido sobreuma superfície de uma barra de mandril imediatamente após o processoprévio de laminação com alongamento;uma etapa de resfriamento em água para resfriamento em águada referida barra de mandril tratada pela referida primeira etapa de revesti-mento;uma segunda etapa de revestimento para aplicação de um se-gundo líquido contendo um lubrificante inorgânico o qual é excelente em flui-dez à alta temperatura na superfície da referida barra de mandril tratada pelareferida etapa de resfriamento em água, então, fazer o referido segundo lí-quido permear no referido revestimento resistente à água para proporcionara ele uma adesão à alta temperatura, euma etapa de laminação com alongamento,onde a referida etapa de laminação com alongamento é caracte-rizada pelo fato de a laminação com alongamento de uma casca oca deveser começada em 10 segundos após a referida segunda etapa de revesti-mento pelo uso da referida barra de mandril.

2. Método de fabricação de tubos sem costura, de acordo com areivindicação 1,onde o referido primeiro líquido é uma solução aquosa ou umadispersão aquosa contendo de 20 a 40 em massa de um lubrificante sólido ede 10 a 30% em massa de uma resina dispersível em água, eo referido segundo líquido é uma solução aquosa ou uma dis-persão aquosa contendo de 5 a 30% em massa de um ou mais selecionadosa partir de um grupo que consiste em borato de amina, borato de potássio,molibdato de potássio (ou de sódio) e carbonato de potássio (ou de sódio),em conjunto com de 0 a 30% em massa de um lubrificante sólido.

3. Método de fabricação de tubos sem costura, de acordo com areivindicação 2, onde o lubrificante sólido é grafita, mica ou uma mistura dos mesmos.

4. Método de fabricação de tubos sem costura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, onde a referida primeira etapa de revestimento é realizada com uma barra de mandril de 100 a 400 °C, e a referida segunda etapa de revestimento é realizada com uma barra de mandril de 60 a 150 °C.

5. Método de fabricação de tubos sem costura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, onde o material da referida casca oca é um aço-liga contendo 5% em massa ou mais de Cr ou um aço inoxidável.