BRPI0612618A2

BRPI0612618A2 - furador, bujço e mÉtodo de fabricaÇço de cano ou tubo sem costura

Info

Publication number: BRPI0612618A2
Application number: BRPI0612618-9A
Authority: BR
Inventors: Kazuhiro Shimoda; Tomio Yamakawa
Original assignee: Sumitomo Metal Ind
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2012-01-03
Also published as: CN101198420A; EP1908533A1; EP1908533B1; EP1908533A4; BRPI0612618B1; JPWO2006134957A1; BRPI0612618A8; WO2006134957A1; CN100551564C; US20100089111A1; US8333092B2; JP4780107B2

Abstract

FURADOR, BUJçO E MÉTODO DE FABRICAÇçO DE CANO OU TUBO SEM COSTURA. A presente invenção refere-se a um bujão 2 usado para um furador de acordo com a invenção que inclui uma porção de extremidade de ponta 23, uma porção cilíndrica 24, uma porção de cilindro 25, uma porção de acopíamento de mandril 22 e um lubrificante fornecido externamente é injetado do furo. Uma folga se forma entre e o material furado e a porção cilíndrica 24. O furo de injeção 21 é formado na porção cilíndrica 24 e, portanto, o material no processo de perfuração não contata o furo de injeção 21. Portanto, um defeito de superfície interna atribuível ao contato entre o material e o furo de injeção 21 pode ser impedido de ser gerado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FURADOR, BUJÃO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE CANO OU TUBO SEM COS- TURA".

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um furador, a um bujão e a um método de fabricação de um cano ou tubo sem costura e, mais particular- mente, a um furador usado para perfurar um material em um cano ou tubo sem costura, um bujão para uso no furador e a um método de fabricação de um cano ou tubo sem costura.

ANTECEDENTE DA TÉCNICA

Um furador usado para produzir um cano ou tubo de metal (da- qui em diante referido como "cano") perfura um lingote redondo como um material e o torna um invólucro oco. O invólucro oco é ainda submetido a trabalho a quente usando, por exemplo, um alongador e um mandrilador, e formado em um cano sem costura .

Conforme mostrado na figura 7, o furador inclui um par de rolos inclinados 1, cada um deles inclinado com relação a uma linha de passagem PL, um bujão 100 e um mandril 3, tendo sua extremidade dianteira acoplada com a extremidade traseira do bujão 100. Enquanto girando um lingote 50 entre os rolos inclinados 1 na direção circunferencial, o furador pressiona o lingote 50 no bujão 100, desse modo, perfura o lingote 50 e o transforma em um invólucro oco 51.

Quando o lingote é perfurado com o furador e formado no invó- lucro oco, um defeito poderia ser formado na superfície interna do invólucro oco (daqui em diante referido como um "defeito de superfície interna") em alguns casos. Os defeitos da superfície interna são gerados pelo seguinte mecanismo. Durante a perfuração, uma fratura devido ao efeito Mannes- mann é causada no centro do lingote, a montante da extremidade de ponta de bujão. A fratura devido ao efeito Mannesmann é submetida à distorção circunferencial por cisalhamento pelos rolos inclinados e o bujão durante a perfuração. Como um resultado, a fratura devido ao efeito Mannesmann se estende na direção circunferencial para formar um defeito da superfície in- terna.

A fim de reduzir, eficazmente, esses defeitos da superfície inter- na, causados pela fratura devido ao efeito Mannesmann, o coeficiente de atrito da superfície do bujão será reduzido. A redução no coeficiente de atrito da superfície do bujão aumenta a velocidade de avanço do lingote no pro- cesso de perfuração; Se a velocidade de avanço aumenta, o efeito de forja- mento giratório é restrito. Além disso, essa redução no coeficiente de atrito pode reduzir a tensão de cisalhamento circunferencial. Portanto, a fratura devido ao eixo mecânico pode ser impedida de ser estendida e os defeitos da superfície interna podem ser restritos.

A redução no coeficiente de atrito impede o bujão de ser gasto ou sofrer com a erosão. Portanto, os defeitos da superfície interna causados por irregularidades formadas na superfície do bujão por meio de irregulari- dades formadas na superfície do bujão por causa do atrito ou da erosão po- dem ser impedidos.

De acordo com uma técnica descrita, um lubrificante é injetado de um furo de injeção proporcionado no bujão, enquanto o lingote é perfura- do, de modo que o coeficiente de atrito do bujão é reduzido. O JP 1-180712 A e o 10-235413 A descrevem, cada um deles, um método de perfuração en- quanto um lubrificante é injetado de um furo de injeção proporcionado na extremidade de ponta do bujão. As extremidades de ponta descritas dos bu- jões, porém, contatam, cada uma delas, o lingote. Portanto, a fim de injetar o lubrificante do furo de injeção proporcionado na extremidade de ponta do bujão, o lubrificante deve ser injetado em pressão de não menos do que a resistência à deformação do lingote em contato com a extremidade de ponta. Além disso, o furo de injeção poderia ser destruído pelo contato com o lingo- te.

O JP 51-133167 A descreve um método de injeção de um lubrifi- cante de um bujão sem dotar o lubrificante de alta pressão adicional. Con- forme mostrado na figura 8, o bujão descrito 101 inclui uma porção de ex- tremidade de ponta 102, tendo uma curvatura elevada na direção axial, uma porção cilíndrica 103 tendo um diâmetro externo fixo e uma porção de cilin- dro 104, tendo um diâmetro externo que aumenta gradualmente de sua ex- tremidade dianteira para a sua extremidade traseira. Um furo de injeção 105 é proporcionado na parte da porção de cilindro 104, adjacente à porção ci- líndrica 103. Quando o lingote 50 é perfurado usando o bujão 101, uma folga prescrita 60 se forma entre a superfície interna do lingote e a superfície do bujão. Durante a perfuração, embora a porção cilíndrica 103 se deforme pa- ra estreitar a folga 60, a folga 60 permite que o furo de injeção seja mantido aberto e uma quantidade fixa de lubrificante seja fornecida.

Contudo, o bujão 101 poderia causar um defeito da superfície interna para o lingote, durante a perfuração, O furo de injeção 105 é propor- cionado na parte da porção de cilindro 104 adjacente à porção cilíndrica 103. Portanto, conforme mostrado na figura 9, o lingote 50 no processo de perfu- ração pode contatar a parte superior da abertura do furo de injeção 105. O contato pode causar um defeito na superfície interna no lingote 50. Além dis- so, se o lingote 50 estiver em contato com a abertura do furo de injeção 105, o furo de injeção 105 pode ser erodido e obstruído.

No bujão 101, o lubrificante pode ser solidificado para obstruir o furo de injeção 105 em alguns casos. Durante a perfuração, o lingote 50 está em contato com uma parte da superfície da porção de cilindro 104 nas pro- ximidades do furo de injeção 105. Portanto, a temperatura da abertura do furo de injeção 105 se aproxima da temperatura do lingote para obter uma alta temperatura. Portanto, se um lubrificante baseado em vidro for usado, o lubrificante pode ser solidificado no furo de injeção 105 e obstruir o furo de injeção 105, em alguns casos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

É um objetivo da invenção proporcionar um furador, um bujão e um método de cano sem costura que permite que um defeito de superfície interna seja impedido de formar em um lingote no processo de perfuração e de laminação por causa de um furo de injeção 105 para um lubrificante pro- porcionado no bujão.

Outro objetivo da invenção é proporcionar um furador, um bujão e um método de fabricação de um cano sem costura que permitem que um furo de injeção proporcionado no bujão seja impedido de ser obstruído.

Um furador de acordo com a invenção é usado para perfurar e laminar um material na direção axial e formar o material em um invólucro oco. O furador inclui um bujão tendo um furo de injeção 105 usado para inje- tar um lubrificante, um mandril tendo um furo passante na direção axial para deixar o lubrificante circular e tendo sua extremidade de ponta acoplada com a extremidade traseira do bujão e um dispositivo de injeção usado para inje- tar o lubrificante do furo de injeção 105 através do furo passante. O bujão inclui uma porção de extremidade de ponta, uma porção cilíndrica, uma por- ção de cilindro e uma porção de acoplamento de mandril. A porção de ex- tremidade de ponta tem uma curvatura elevada na direção axial. A porção cilíndrica fica adjacente à porção de extremidade de ponta e tem uma super- fície substancialmente cilíndrica. A porção de cilindro fica adjacente à porção cilíndrica e tem um diâmetro externo aumentado gradualmente de sua ex- tremidade dianteira para a sua extremidade traseira. A porção de acopla- mento de mandril é proporcionada na extremidade traseira do bujão para acoplar com o mandril. O furo de injeção penetra da superfície da porção cilíndrica para a superfície da porção de acoplamento de mandril e é comu- nicado com o furo passante.

Quando um lingote é perfurado e laminado pelo furador de acor- do com a invenção, o lingote perfurado e laminado não contata a porção ci- líndrica do bujão e a parte da porção de cilindro adjacente à porção cilíndri- ca. Enquanto isso, o furo de injeção é formado na superfície da porção cilín- drica e, portanto, há sempre uma folga entre o furo de injeção e o lingote de modo que o furo de injeção não contata a superfície interna do lingote. Por- tanto, alta pressão não é necessária para injetar o lubrificante.

Além disso, se o furo de injeção for proporcionado na porção de cilindro, o lingote poderia contatar o furo de injeção e causar um defeito de superfície interna, mas o furo de injeção do bujão de acordo com a invenção é formado na porção cilíndrica, de modo que o material não contata o furo de injeção. Portanto, um defeito de superfície interna atribuível a esse contato entre o furo de injeção e o lingote não é gerado. O furo de injeção, de preferência, penetra da parte da superfície da porção cilíndrica adjacente à porção de cilindro para a superfície da por- ção de acoplamento de mandril.

Durante a perfuração e a laminação, na posição da folga entre o lingote e o bujão, particularmente na parte adjacente entre a porção cilíndri- ca e a porção de cilindro, a distância da superfície de bujão para o lingote é a maior. O furo de injeção é formado na parte adjacente da superfície da porção cilíndrica e, portanto, a distância do furo de injeção até o lingote é grande, de modo que o furo de injeção não é facilmente afetado pelo calor do lingote. Portanto, se um lubrificante baseado em vidro for usado, o lubrifi- cante pode ser impedido de ser solidificado no furo de injeção e o furo de injeção pode ser impedido de ser obstruído com o lubrificante solidificado.

Um método de fabricação de um cano sem costura de acordo com a invenção usa o furador descrito acima e inclui as etapas de perfura- ção e laminação de um material na direção axial e injetando um lubrificante do furo de injeção do bujão enquanto o material é perfurado e laminado.

Um bujão de acordo com a invenção é para uso em um furador usado para perfurar e laminar um lingote na direção axial e formar o lingote em um invólucro oco. O bujão inclui uma porção de extremidade de ponta, uma porção cilíndrica, uma porção de cilindro, uma porção de acoplamento de mandril e um furo de injeção. A porção de extremidade de ponta tem uma curvatura elevada na direção axial. A porção cilíndrica fica adjacente à por- ção de extremidade de ponta e tem uma superfície substancialmente cilín- drica. A porção de cilindro fica adjacente à porção cilíndrica e tem um diâme- tro externo aumentado gradualmente de sua extremidade dianteira para sua extremidade traseira. A porção de acoplamento de mandril é proporcionada na extremidade traseira do bujão para acoplar com um mandril. O furo de injeção penetra da superfície da porção cilíndrica para a superfície da porção de acoplamento de mandril e é usado para injetar um lubrificante.

Quando um lingote é perfurado e laminado usando o bujão de acordo com a invenção, o lingote perfurado e laminado não contata a porção cilíndrica do bujão e a parte da porção de cilindro adjacente à porção cilín- drica. O furo de injeção é formado na superfície da porção cilíndrica e, por- tanto, há sempre uma folga entre o furo de injeção e o lingote, de modo que o furo de injeção não contata a superfície interna do lingote. Portanto, alta pressão não é necessária para injetar o lubrificante.

Além disso, se o furo de injeção for proporcionado na porção de cilindro, o lingote poderia contatar o furo de injeção e causar um defeito de superfície interna, mas o furo de injeção do bujão de acordo com a invenção é formado na porção cilíndrica, de modo que o lingote não contata o furo de injeção. Portanto, um defeito de superfície interna atribuível a esse contato entre o furo de injeção e o lingote não é gerado.

O furo de injeção, de preferência, penetra da parte da superfície da porção cilíndrica adjacente à porção de cilindro até a superfície da porção de acoplamento de mandril.

Durante a perfuração e a laminação, na posição da folga entre o lingote e o bujão, particularmente na parte adjacente entre a porção cilíndri- ca e a porção de cilindro, a distância da superfície do bujão até o lingote é a maior. O furo de injeção é formado na parte adjacente da superfície da por- ção cilíndrica e, portanto, a distância do furo de injeção para o lingote é grande, de modo que o furo de injeção não é facilmente afetado pelo calor do lingote. Portanto, se o lubrificante baseado em vidro for usado, o lubrifi- cante pode ser impedido de ser solidificado no furo de injeção e o furo de injeção pode ser impedido de ser obstruído com o lubrificante solidificado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista lateral de um furador de acordo com uma modalidade da invenção;

A figura 2A é uma vista lateral do bujão mostrado na figura 1;

A figura 2B é uma vista seccional longitudinal do bujão na figura 1;

A figura 3 é uma vista esquemática para ilustrar o estado do Iin- gote e o bujão no processo de perfuração;

A figura 4 é uma vista seccional longitudinal de outro bujão tendo uma forma diferente daquela nas figuras 2A e 2B; A figura 5 é uma vista seccional longitudinal de outro bujão tendo uma forma diferente daquela nas figuras 2A, 2B e 4;

A figura 6A é uma vista lateral de um bujão usado em um exemplo;

A figura 6B é uma vista seccional longitudinal do bujão mostran- do a posição de abertura do furo de injeção do bujão usando no exemplo;

A figura 6C é uma vista seccional longitudinal de um bujão tendo uma posição de abertura diferente daquela na figura 6B;

A figura 6D é uma vista seccional longitudinal de um bujão tendo uma posição de abertura diferente daquelas nas figuras 6B e 6C;

A figura 7 é uma vista esquemática para ilustrar como um lingote é perfurado usando um furador convencional;

A figura 8 é uma vista seccional transversal do bujão; e

A figura 9 é uma vista esquemática para ilustrar problemas as- sociados com o bujão mostrado na figura 8.

MELHOR MODO PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Agora, uma modalidade da invenção será descrita em detalhes em conjunto com os desenhos anexos, em que as mesmas porções ou cor- respondentes são denotadas pelos mesmos caracteres de referência e sua descrição não é repetida.

1. Estrutura do Furador

Fazendo referência à figura 1, um furador 10 inclui um par de rolos inclinados 1, um bujão 2, um mandril 3 e um dispositivo de injeção 4.

O bujão 2 tem um furo de injeção 21 usado para injetar um Iubri- ficante. O mandril 3 tem sua extremidade de ponta encaixada em uma por- ção de acoplamento de mandril 22 proporcionada na extremidade traseira do bujão 2. O mandril 3 tem um furo passante 31 penetrando de sua extremida- de dianteira até sua extremidade traseira na direção axial. O furo passante 31 está em comunicação com o furo de injeção 21 quando é acoplado com um bujão 2.

O dispositivo de injeção 4 inclui um tanque 42 que armazena um lubrificante 41 e uma bomba 43. A bomba 43 bombeia o lubrificante 41 no furo passante 31 e o furo de injeção 21 e tem o lubrificante 41 injetado da superfície do bujão 2.

A extremidade traseira do mandril 3 foi acoplada a uma junta rotativa, que não é mostrada. Na ocasião, o mandril 3 é acoplado articula- damente na direção circunferencial. Os rolos inclinados 1 na figura 1 pode ser rolos do tipo cone ou rolos do tipo cilindro. O furador 10 mostrado na fi- gura 1 é um dispositivo do tipo dois rolos, tendo dois rolos inclinados 1, en- quanto um dispositivo do tipo três rolos tendo três rolos inclinados pode ser empregado.

2. Estrutura de um Buião

Fazendo referência às figuras 2A e 2B, o bujão 2 inclui uma por- ção de extremidade de ponta 23, uma porção cilíndrica 24, uma porção de cilindro 25 e uma porção de flanco 26.

A porção de extremidade de ponta 23 é proporcionada na parte dianteira do bujão 2 e tem uma curvatura elevada na direção axial. O lingote é pressionado contra a porção de extremidade de ponta 23 e um furo é for- mado no centro do lingote pela porção de extremidade de ponta 23.

A porção cilíndrica 24 é proporcionada adjacente à porção de extremidade de ponta 23. A porção cilíndrica 24 tem uma superfície subs- tancialmente cilíndrica. O bujão 2 é, assim, dotada da porção cilíndrica 24, de modo que a porção cilíndrica 24 não contata o lingote. Em resumo, uma folga pode ser formada entre a superfície do bujão e a superfície interna do lingote no processo de perfuração.

A porção de cilindro 25 é proporcionada adjacente à porção ci- líndrica 24. A porção de cilindro 25 tem uma seção transversal circular e o diâmetro da porção de cilindro 25 aumenta, gradualmente, da extremidade dianteira para a extremidade traseira da porção de cilindro 25. Como será descrito, a porção de cilindro 25 contata o lingote (invólucro oco) para ex- pandir o diâmetro interno do invólucro oco e tem o lingote laminado entre os rolos inclinados 1, de modo que o invólucro oco tem uma espessura deseja- da.

A porção de flanco 26 é proporcionada adjacente à porção de cilindro 25. O diâmetro da seção transversal da porção de flanco 26 diminui gradualmente da extremidade dianteira para a extremidade traseira da por- ção de flanco 26. Portanto, a porção de flanco 26 não contata a superfície interna do invólucro oco no processo de perfuração e laminação. A porção de flanco 26 serve para impedir a extremidade traseira do bujão de contatar o invólucro oco e produzir os defeitos de superfície interna.

A porção de acoplamento de mandril 22 para acoplar com o mandril 3 é proporcionada na extremidade traseira do bujão 2. A porção de acoplamento de mandril 22 é um furo não penetrante, tendo um comprimen- to prescrito do centro da superfície de extremidade traseira 27 do bujão em direção à extremidade de ponta do bujão. A extremidade de ponta do man- dril 3 é encaixada na porção de acoplamento de mandril 22 de acordo com um método bem conhecido, de modo que o bujão 2 e o mandril 3 são acoplados.

O bujão 2 ainda tem um furo de injeção 21. O furo de injeção 21 penetra da superfície da porção cilíndrica 24 até a superfície de fundo 221 como a superfície da porção de acoplamento de mandril 22. O furo de inje- ção 21 se ramifica em dois cursos a partir de uma metade do caminho entre a superfície de fundo 221 e a superfície da porção cilíndrica 24. Os cursos ramificados alcançam, cada um deles, a superfície da porção cilíndrica 24 e formam uma abertura 211.

Quando o mandril 3 é encaixado na porção de acoplamento de mandril 22, o furo de injeção 21 é acoplado com o furo passante 31 do man- dril 3. Um lubrificante 41 bombeado do dispositivo de injeção 4 é injetado da abertura 211 através do furo passante 31 comunicado e do furo de injeção 21.

Note que o material do bujão 2 é o mesmo que o de um bujão bem-conhecido.

3. Método de Fabricação de Cano sem Costura

Para começar, um lingote (lingote redondo) é inserido em um forno de aquecimento bem conhecido e aquecido. O lingote aquecido é reti- rado do forno de aquecimento. Então, usando o furador 10, mostrado na fi- gura 1, ο lingote 50 retirado é perfurado e laminado em um invólucro oco 51.

Enquanto o lingote 50 é perfurado e laminado, o dispositivo de injeção 4 bombeia o lubrificante 41 e tem o lubrificante injetado da abertura 211 do bujão 2. Fazendo referência à figura 3, enquanto está sendo perfura- do e laminado, o lingote 50 contata a porção de extremidade de ponta 23, é, então, impedido de contatar a porção cilíndrica 24 e a extremidade dianteira da porção de cilindro 25 e, mais uma vez, contata a superfície da porção de cilindro 25 além da extremidade dianteira da porção de cilindro 25. A abertu- ra 211 do furo de injeção 21 é formada na superfície da porção cilíndrica 24 e, portanto, o lubrificante é injetado em direção à folga 60. Portanto, alta pressão não é necessária para injetar o lubrificante.

Conforme mostrado na figura 9, se a abertura do furo de injeção for formada na porção de cilindro de bujão, o lingote 50 contatará a abertura do furo de injeção 105 e um defeito de superfície interna será causado, em alguns casos. Ao contrário, a abertura 211 do bujão 2 é formada na porção cilíndrica 24, de modo que o lingote 50 não contata a abertura 211, conforme mostrado na figura 3. Portanto, um defeito de superfície interna atribuível ao contato da abertura 211 e o lingote 50 não é causado. Além disso, uma vez que a abertura 211 não contata o lingote 50, ela não será destruída pelo contato do lingote 50.

A porção de abertura 211 é formada na parte da superfície da porção cilíndrica 24, adjacente à porção de cilindro 25. Na superfície do bu- jão 2 na folga 60. A parte adjacente P1, entre a porção cilíndrica 24 e a por- ção de cilindro 25 tem a maior distância até o lingote 50. Portanto, a parte adjacente P1 é menos afetada pelo calor irradiado do lingote 50 na superfí- cie da porção cilíndrica 24. Portanto, a abertura 211 formada nas proximida- des da porção adjacente P1 não é facilmente afetada pelo calor do lingote 50, de modo que um lubrificante baseado em vidro não é facilmente solidifi- cado nas proximidades da abertura 211. Em resumo, a abertura 211 é afas- tada do lingote 50 e, portanto, é improvável que seja obstruído.

Note que o lubrificante 41 é injetado enquanto o lingote é perfu- rado e laminado, mas não enquanto o lingote não é perfurado e laminado. O furador 10 inclui um sensor de carga (não mostrado) usado para detectar a carga aplicada nos rolos inclinados 1. O dispositivo de injeção 4 bombeia o lubrificante 41 em resposta a uma saída de sinal de carga, quando o sensor de carga detecta uma carga. Dessa maneira, o lubrificante 41 pode ser inje- tado apenas durante a operação de perfuração e laminação. O sensor de carga é usado no exemplo descrito acima, mas pode ser determinado se a perfuração e laminação estão em progresso usando qualquer outro sensor.

Após o lingote ser perfurado e laminado em um invólucro oco, o invólucro oco é puxado e laminado usando um Iaminador de bujão, um Iami- nador de mandril ou similar. Após a extração e a laminação, o invólucro oco tem sua forma corrigida por um redutor de estiramento, um enrolador, um dimensionador ou semelhante e é formado em um cano sem costura.

O furador, o bujão e o método de fabricação de um cano sem costura de acordo com a modalidade foram descritos no precedente, en- quanto o bujão pode ter uma estrutura diferente da estrutura descrita acima.

Por exemplo, conforme mostrado na figura 4, a forma da parte ramificada no furo de injeção 21 pode ser uma forma de T, em lugar de uma forma em Y. Uma vez que a abertura 211 do furo de injeção 21 é formada na superfície da porção cilíndrica 24, a forma do furo de injeção 21 não é res- tringida.

Se a abertura 211 for formada na superfície da porção cilíndrica 24, os defeitos da superfície interna, causados pelo contato entre a abertura 211 e o lingote 50 podem ser impedidos. Portanto, conforme mostrado na figura 5, a abertura 211 pode ser formada na extremidade dianteira da su- perfície da porção cilíndrica 24. Alternativamente, a abertura 211 pode ser formada na parte central da superfície da porção cilíndrica 24. Conforme mostrado nas figuras 2A e 2B, se a abertura 211 for formada em uma parte da superfície da porção cilíndrica 24 adjacente à porção de cilindro 25, o furo de injeção 21 pode ser impedido mais efetivamente de ser obstruído com o lubrificante 41 solidificado. Aqui, a parte adjacente se refere, por exemplo, a uma parte na faixa do centro da superfície da porção cilíndrica 24 até a ex- tremidade traseira da superfície da porção cilíndrica 24. A abertura 211 é proporcionada, de preferência, em uma parte na faixa de 1/4 de todo o com- primento da porção cilíndrica 24 da extremidade traseira da superfície da porção cilíndrica 24 em direção à extremidade dianteira.

O bujão descrito acima tem duas aberturas 211, mas pode haver apenas uma abertura 211 ou três ou mais dessas aberturas 211 podem ser proporcionadas de acordo com a modalidade.

A superfície da porção cilíndrica 24 pode ser uma forma cilíndri- ca tendo um diâmetro fixo ou uma forma afunilada, tendo um ângulo de afu- nilamento pequeno. Contudo, se tiver a forma afunilada, o ângulo de afuni- lamento deve ser tal que um ângulo que impede a superfície interna do lin- gote no processo de perfuração e laminação de contatar a superfície da por- ção cilíndrica 24. Em resumo, desde que haja a folga 60 entre o lingote 50 e a porção cilíndrica 24, a forma pode ser uma forma afunilada.

Nesta descrição, a forma cilíndrica e a forma afunilada tendo um ângulo afunilado, que impede a porção cilíndrica 24 de contatar o lingote 50, durante a perfuração, são referidas, coletivamente, como "forma substanci- almente cilíndrica".

O comprimento L1 (mm) da porção cilíndrica 24, de preferência, não é menor do que um comprimento prescrito. Se o comprimento L1 for longo até um certo ponto, a capacidade de calor da porção cilíndrica 24 é grande, de modo que a porção cilíndrica 24 pode ser impedida de se defor- mar pelo calor do lingote. Contudo, a porção cilíndrica 24 não contribui para a operação de perfuração e laminação e, portanto, se a porção cilíndrica 24 for longa demais, a operação de perfuração e laminação pode ser instável, o que poderia dar origem às flutuações na espessura e no diâmetro externo. Portanto, o comprimento L1 da porção cilíndrica 24, de preferência, satisfaz a seguinte Expressão (1):

<formula>formula see original document page 13</formula>

onde BD representa o diâmetro (mm) do lingote (lingote redondo).

Exemplo 1

Bujões tendo várias formas foram produzidos, lingotes redondos como o material foram perfurados em invólucros ocos usando-os e, então, os invólucros ocos foram inspecionados para a presença/ausência de defei- tos da superfície interna.

Os tamanhos dos bujões usados para os testes de perfura- ção/laminação foram conforme mostrado na figura 6A. Na figura 6A, a uni- dade de tamanhos é mm. O comprimento L1 da porção cilíndrica 24 na figu- ra 6A foi como mostrado na Tabela 1. <table>table see original document page 15</column></row><table> Conforme mostrado na figura 6B, o bujão com o N9 de teste 1 tinha uma abertura de furo de injeção em uma parte da porção de cilindro adjacente à porção cilíndrica. Conforme mostrado na figura 6C, o bujão com o N- de Teste 2 tinha uma abertura de furo de injeção em uma parte da por- ção cilíndrica adjacente à porção de cilindro. Conforme mostrado na figura 6D, o bujão com o N9 de Teste 3 tinha uma abertura de furo de injeção em uma parte da porção cilíndrica adjacente à extremidade de ponta. Os com- primentos L1 das porções cilíndricas dos bujões com os Nos. de Teste de 1 a 3 eram, cada um, 7,5 mm.

O bujão com o N5 de Teste 4 tinha uma abertura de furo de inje- ção na mesma posição que aquela do bujão com o Ng de Teste 2, mas o comprimento L1 da porção cilíndrica 24 era 3 mm, que era mais curto do que aquele do Teste N9 2. O comprimento L1 da porção cilíndrica do bujão com o N9 de Teste 5 era 22 mm, quer era mais longo do que aquele do Teste N9 2.

Os lingotes redondos a serem perfurados foram produzidos pelo seguinte método. Um aço 2Cr, contendo 2% de Cr em massa, foi fundido e produzido em um lingote 50 redondo, tendo um diâmetro de 225 mm por um método de fundição contínua. Então, a periferia externa do lingote redondo foi cortada até que o diâmetro fosse 70 mm. Uma pluralidade de lingotes redondos, tendo um diâmetro de 70 mm e um comprimento de 300 mm pro- duzido pelo método descrito acima foram preparados.

Esses bujões de teste foram, cada um deles, presos a um fura- dor tendo a mesma estrutura que aquela na figura 1 e cinco lingotes redon- dos, tendo os diâmetros mostrados na Tabela 1 para os respectivos núme- ros de teste foram continuamente perfurados e laminados em invólucros o- cos. Durante a operação de perfuração e laminação, um lubrificante baseado em vidro, tendo uma composição mostrada na Tabela 2, foi injetado dos bu- jões. Note que as condições para o furador 10 para os respectivos números de teste foram como dadas na Tabela 3. Tabela 2

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Tabela 3

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Após a perfuração e a laminação, foi determinado, com os olhos, se havia um defeito de superfície interna nos invólucros ocos produzidos. Foi determinado, com os olhos, se as aberturas dos furos de injeção dos bujões estavam obstruídas após a perfuração.

Para os invólucros ocos com os respectivos números de teste, a estabilidade durante a operação de perfuração e laminação foi examinada pelo seguinte método. O diâmetro externo foi medido em dez pontos na faixa de 20% de todo o comprimento do invólucro oco, à direita e à esquerda do centro do comprimento do invólucro oco como o ponto de referência e a mé- dia dos resultados (diâmetro externo médio) foi calculada. Os diâmetros ex- ternos do invólucro oco em ambas as extremidades (diâmetros extremos externos) foram medidos. Se a diferença entre cada um dos diâmetros ex- ternos extremos e o diâmetro medido não foi mais do que 1,05% do diâmetro médio, foi determinado que a operação de perfuração e laminação foi está- vel ("O" na tabela). Se a diferença excedeu 1,05%, foi determinado que a operação de perfuração e laminação foi instável ("x" na tabela).

Resultados do Teste

Os resultados dos testes são dados na Tabela 1. Na Tabela 1, "O" na coluna "defeito de superfície interna" representa a ausência de um defeito de superfície interna e "x" representa a presença de um defeito de superfície interna. Na Tabela 1, " " na coluna "obstrução de furo" indica que nenhum lubrificante solidificado foi depositado no furo de injeção, "O" indica que uma pequena quantidade do lubrificante foi depositada na superfície do furo de injeção, embora o furo de injeção 21 não estivesse obstruído, e "x" indica que o furo de injeção estava obstruído.

Fazendo referência à Tabela 1, os defeitos da superfície interna foram gerados apenas no invólucro oco 51 com o Teste N9 1. Como um re- sultado da observação da abertura do furo de injeção, o lado superior da abertura foi erodido. É considerado que o lingote redondo contatou a abertu- ra e o defeito de superfície interna foi causado. Além disso, o lubrificante ficou solidificado no furo de injeção. Portanto, foi considerado que o furo de injeção estava obstruído durante a perfuração e o defeito de superfície inter- na, atribuível à fratura devido ao efeito Mannesmann, provavelmente foi cau- sado.

Enquanto isso, os invólucros ocos com os Testes Nos. 2 a 5 não tinha defeito de superfície interna ("O" na tabela). Como um resultado da observação das aberturas dos furos de injeção, o lubrificante solidificado não foi depositado nos bujões com os Nos. de Teste 2, 4 e 5. Enquanto isso, o bujão com o Ns de Teste 3 não teve seu furo de injeção obstruído, mas uma pequena quantidade de lubrificante solidificado foi depositada no interior do furo de injeção.

Os bujões com os respectivos números de teste foram inspecio- nados com os olhos para forma da porção cilíndrica do bujão, após perfura- ção e laminação. Os bujões com os Nos. de teste de 1 a 3 satisfizeram a Expressão (1) e, portanto, nenhuma deformação foi observada na porção cilíndrica ("O" na tabela). Enquanto isso, a porção cilíndrica 24 do bujão com o Nq de Teste 4, que não satisfez a Expressão (1), tinha leve deformação na porção adjacente à extremidade de ponta. A deformação não era grande o bastante para formar um defeito de superfície interna ("Δ" na tabela), mas era esperado que um defeito de superfície interna poderia ter sido causado, se o bujão continuasse a ser usado para perfuração e laminação.

O bujão com o N9 de Teste 5, tendo a porção cilíndrica longa, não satisfez a Expressão (1) e a operação de perfuração e laminação foi instável.

Embora a presente invenção tenha sido descrita e ilustrada em detalhes, é claramente compreendido que a mesma é à guisa de ilustração e de exemplo apenas e não deve ser tomada como limitação. A invenção pode ser concretizada em várias formas modificadas, sem afastamento do espírito e do escopo da invenção.

Claims

1. Furador para perfurar e laminar um material na direção axial para formar o material em um invólucro oco, compreendendo: um bujão tendo um furo de injeção para injetar um lubrificante; um mandril tendo um furo passante na direção axial para forne- cimento do lubrificante através dele e tendo uma extremidade de ponta aco- plada com a extremidade posterior do referido bujão; e dispositivo de injeção injetando o lubrificante do referido furo de injeção através do referido furo passante; o referido bujão compreendendo: uma porção de extremidade de ponta tendo uma curvatura ele- vada na direção axial; uma porção cilíndrica adjacente à referida porção de extremida- de de ponta e tendo uma superfície substancialmente cilíndrica; uma porção cilíndrica adjacente à referida porção cilíndrica e tendo um diâmetro externo gradualmente aumentado de uma extremidade dianteira para uma extremidade traseira da mesma; e uma porção de acoplamento de mandril proporcionada na ex- tremidade traseira do referido bujão para acoplar com o referido mandril; o referido furo de injeção penetrando da referida superfície da referida porção cilíndrica para uma superfície da referida porção de acopla- mento de mandril e sendo comunicado com o referido furo passante.

2. Furador, de acordo com a reivindicação 1, em que o referido furo de injeção penetra de uma parte da superfície da referida porção cilín- drica adjacente à referida porção de cilindro até a superfície da referida por- ção de acoplamento de mandril.

3. Método de fabricação de um cano ou tubo sem costura, usan- do o furador, como definido na reivindicação 1 ou 2, compreendendo as eta- pas de: Perfuração e laminação de um material na direção axial; e Injeção do referido lubrificante do furo de injeção do referido bu- jão enquanto o referido material é perfurado e laminado.

4. Bujão para uso em um furador para perfurar e laminar um ma- terial na direção axial para formar o material em um invólucro oco, compre- endendo: uma porção de extremidade de ponta tendo uma curvatura ele- vada na direção axial; uma porção cilíndrica adjacente à referida porção de extremida- de de ponta e tendo uma superfície substancialmente cilíndrica; uma porção de cilindro adjacente à referida porção cilíndrica e tendo um diâmetro externo gradualmente aumentado de uma extremidade dianteira para uma extremidade traseira da mesma; uma porção de acoplamento de mandril proporcionada na ex- tremidade traseira do referido bujão para acoplar com um mandril; e um furo de injeção penetrando da superfície da referida porção cilíndrica para a superfície da referida porção de acoplamento de mandril e injetando um lubrificante.

5. Bujão, de acordo com a reivindicação 4, em que o referido furo de injeção penetra de uma parte da superfície da referida porção cilín- drica adjacente à referida porção de cilindro para a superfície da referida porção de acoplamento de mandril.