BRPI0709841A2 - mÉtodo de aplicaÇço de barra de mandril revestida de cr para laminaÇço a quente - Google Patents
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Abstract
<B>MÉTODO DE APLICAÇçO DE BARRA DE MANDRIL REVESTIDA DE CR PARA LAMINAÇçO A QUENTE<D>A presente invenção refere-se a um método de aplicação deuma barra de mandril revestida de Or usada repetidamente em um laminador de mandril no processo Mannesmann de produção de tubos. Um tratamento de regeneração é executado para usar novamente a barra de mandril como ferramenta do mesmo tamanho quando uma largura da abertura H de um defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril for de não menos que 1,5 mm e a profundidade do defeito de superfície estiver na faixa de 0,3 mm a menos de 2,0 mm. Alternativamente, um tratamento de redução de tamanho é executado para usar a barra de mandril novamente como ferramenta de um tamanho menor quando a profundidade do defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril for não menos que 2,0 mm. O tratamento de rege-neração ou o tratamento de redução de tamanho é executado de acordo com as condições ou com uma configuração do defeito de superfície para alcançar a aplicação repetida no laminador de mandril, permitindo o prolongamento da vida útil da barra de mandril e a melhoria da sua performance de custo.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DEAPLICAÇÃO DE BARRA DE MANDRIL REVESTIDA DE CR PARA LAMINAÇÃO A QUENTE".
Campo Técnico
A presente invenção refere-se a um método de aplicação deuma barra de mandril revestida de Cr a ser usada em um Iaminador de man-dril no processo Mannesmann de produção de tubos, particularmente a ummétodo de aplicação da barra de mandril revestida de Cr1 que pode ser em-pregada repetidamente na laminação, o método compreendendo a execuçãode um tratamento de regeneração ou a um tratamento de redução do tama-nho conforme uma configuração de um defeito de superfície provocado pelacorrosão ou desgaste mesmo se o mencionado defeito de superfície for ge-rado pela laminação com mandril.
Fundamentos da Técnica
O processo Mannesmann de produção de tubo pela laminaçãocom mandril é amplamente adotado como um método para produção méto-do pára produção de um tubo sem costura por trabalho a quente. Na lamina-ção com mandril, a laminação é executada usando-se cilindros de calibra-gem de múltiplas cadeiras, que fornecem movimentos numa direção axialaté uma carapaça oca enquanto força/define uma superfície interna da cara-paça oca. Portanto, a barra de mandril é uma ferramenta importante que de-termina a qualidade da superfície interna da carapaça oca laminada.
A Figura 1 é uma vista explicando um processo de produção deuma barra de mandril usada na laminação com mandril. Geralmente açosferramenta de trabalho a quente tais como SKD6 e SKD61 (norma JIS) sãousados como materiais para barras de mandril. Um lingote fundido e prepa-rado com uma composição química relevante de um aço ferramenta de tra-balho a quente é transformado em blocos e laminado, e um tratamento tér-mico predeterminado é executado para se obter um material de barra (ummaterial bruto a ser processado). Uma vez que o material da barra é dobra-do/curvado devido ao tratamento térmico, os dobramentos são corrigi-dos/retificados por um retificador giratório, e um dispositivo de usinagemexterno é usado para usinar o material da barra em um diâmetro externopredeterminado. E então, o acabamento-polimento ou tratamento da superfí-cie é executado na superfície do corpo de prova e o revestimento é executa-do, enquanto o processo pode ser aplicado repetidamente à laminação commandril.
Conforme descrito acima, no processo Mannesmann de produ-ção de tubos com mandril, uma carapaça oca grossa que é obtida por perfu-ração através da peça de aço redonda (tarugo) usando-se um perfurador élaminada em uma carapaça oca fina por várias cadeiras de laminação, cadauma compreendendo cilindros de calibragem que são alinhados como opos-tos uns aos outros enquanto a barra de mandril, que força a superfície inter-na da carapaça oca, é inserida. A carapaça oca, na qual a laminação commandril é executada, é reaquecida se necessário e laminada até um diâme-tro predeterminado para produzir um produto final laminado a quente usandoum redutor de estiramento ou um calibrador.
Geralmente, na barra de mandril empregada empregada na la-minação com mandril, uma película lubrificante compreendendo principal-mente lubrificantes em estado sólido é formada previamente na superfície dabarra de mandril para diminuir a força de fricção incorrida na superfície decontato entre a barra de mandril e a carapaça oca, enquanto a geração dedefeitos ou na superfície da ferramenta ou na superfície interna da carapaçaoca é evitada.
Entretanto, a barra de mandril é usada repetidamente enquantoque a película lubrificante formada desaparece após o uso uma vez da barrade mandril na laminação com mandril, de forma que a película de Iubrifica-ção precisa ser formada novamente na superfície da barra de mandril napróxima laminação. Conseqüentemente, após a barra de mandril ser usadauma vez na laminação, a barra de mandril é resfriada por resfriamento a á-gua por chuveirada ou similar, os lubrificantes são revestidos sobre sua su-perfície, e os lubrificantes são completamente secados para formar uma pe-lícula lubrificante.
Conforme descrito acima, a barra de mandril é feita de um açoferramenta trabalhado a quente tal como SKD6 ou SKD61, e obtido por meiode usinagem, resfriamento e revenido adequados. Uma vez que a superfícieda barra de mandril sofre uma grande pressão na superfície e é exposta auma grande carga de calor durante a laminação, a lubrificação estável é difi-cilmente mantida. Portanto, os defeitos de superfície são susceptíveis deocorrer na superfície da barra de mandril em associação com o uso repetidoda barra de mandril no Iaminador de mandril.
Convencionalmente, vários contra-recursos são estudados con-tra a geração de defeitos de superfície da barra de mandril. Por exemplo, aJapanese Patent Application Publication Nq 8-243610 descreve um métodode extensão da vida útil no qual, após uma superfície externa de uma barrade mandril que está deteriorada quanto às características de superfície serpolida em cerca de 0,04 mm usando-se um belter, uma operação de enfer-rujamento é aplicada na superfície da barra de mandril à temperatura ambi-ente ou aquecendo-se a barra de mandril até 100°C, e a barra de mandril éusada novamente como barra de mandril de tamanho semelhante.
Entretanto, a barra de mandril pretendida da Japanese PatentApplication Publication n9 8-243610 é aquela que tem como premissa umtratamento de descamação. Uma vez que recentemente a barra de mandril àqual é aplicado um tratamento de revestimento de Cr duro é usada princi-palmente para melhorar a propriedade de resistência ao desgaste, o métodode extensão de vida útil descrito na Japanese Patent Application Publicationn° 8-243610 não pode ser aplicado em tal caso. È considerado o embruteci-mento da superfície na barra de mandril na qual o tratamento de descama-ção é executado, enquanto a geração de defeitos de superfície é considera-da na barra de mandril na qual é executado o tratamento de revestimento deCr.
A Japanese Patent Application Publication n° 07-214116 propõeuma barra de mandril para laminação de tubos sem costura na qual, mesmose forem gerados desgaste ou defeitos de superfície da barra de mandril,onde a barra de mandril não é parcialmente disposta, e é configurada deforma que uma parte do corpo da barra de mandril seja coberta com muitasmangas para assim permitir que a barra de mandril seja usada novamentetornando possível a troca dessa(s) manga(s) quando necessário na geraçãode danos à mesma, permitindo assim melhorar a performance de custo daferramenta, ou os custos da ferramenta por unidade de produção.
Entretanto, na barra de mandril proposta na Japanese PatentApplication Publication ns 07-214116, uma vez que a porção do corpo dabarra de mandril é coberta por muitas mangas, o custo de produção da barrade mandril é grandemente aumentado, e um sério acidente tal como defor-mação/distorção e/ou o desprendimento dessa(s) manga(s) é possivelmenteinduzido durante a laminação.
Descrição da Invenção
Conforme descrito acima, recentemente a barra de mandril naqual é executado o tratamento de revestimento de Cr para formar a películade revestimento de Cr duro é usada para melhorar a propriedade de resis-tência ao desgaste. Entretanto, quando o tratamento de revestimento de Cré executado na barra de mandril, embora a geração de defeitos de superfícietorne-se problemática na barra de mandril, convencionalmente não foi de-senvolvida uma técnica para evitar efetivamente tais problemas.
Por outro lado, uma razão de custos da ferramenta, particular-mente uma razão do custo para produzir uma barra de mandril é aumentadano custo de produção para produzir um tubo sem costura pelo processoMannesmann de produção de tubo por Iaminador de mandril. Portanto, aextensão da vida da barra de mandril e a melhoria do custo da ferramentapor unidade de produção torna-se um ponto importante na produção do tubosem costura pelo processo Mannesmann de produção de tubo por Iaminadorde mandril.
Em vista de tal problema, um objetivo da presente invenção éfornecer um método de aplicação da barra de mandril revestida de Cr quepossa ser empregada repetidamente à laminação para a extensão da vida ea melhoria da performance dos custos da barra de mandril pela execução dotratamento de regeneração ou tratamento de redução de tamanho conformeuma configuração de cada defeito de superfície, mesmo se os defeitos desuperfície gerados na superfície da barra de mandril pela laminação no Iami-nador de mandril.
Como resultado de vários estudos para resolver o problema aci-ma, os inventores descobriram que o trincamento ou o desgaste na superfí-cie da barra de mandril provocada pela laminação repetida era atribuídaprincipalmente à deterioração das condições de superfície e/ou à geração dedefeitos de superfície na barra de mandril. Os inventores notaram que mes-mo se defeitos de superfície fossem gerados na barra de mandril pelo trin-camento ou desgaste, a extensão da vida da barra de mandril era alcançadaexecutando-se um tratamento de condicionamento conforme a configuraçãode cada um desses defeitos de superfície.
A Figura 2 é uma vista mostrando uma configuração típica de umdefeito de superfície provocado pelo trincamento da barra de mandril, en-quanto a Figura 2(a) mostra a aparência de uma configuração do defeito desuperfície na superfície da barra de mandril, e enquanto Figura 2(b) mostrauma configuração da seção transversal axial do defeito de superfície. Umdefeito de superfície 2 na Figura 2 é também chamado de defeito rabo decometa, e o defeito de superfície 2 e gerado em uma forma de estrela ca-dente enquanto começa em um ponto de trinca P existente na superfície deuma barra de mandril 1. As condições ou a configuração do defeito de super-fície 2 podem ser expressas por um comprimento da abertura N (mm), umalargura da abertura H (mm), e uma profundidade máxima D (mm).
Quando defeitos de superfície gerados na superfície da barra demandril tornam-se gravemente evidentes, defeitos do tipo inchação são ge-rados na superfície interna da carapaça oca pela laminação com mandril, eesses defeitos tipo inchação não podem ser melhorados por uma subse-qüente laminação de redução de diâmetro usando-se um redutor de estira-mento ou um calibrador. Portanto, esses defeitos do tipo inchação permane-cem no produto final laminado a quente. Em tal caso, após a carapaça ocaser acabada no produto laminado a quente, esse defeito do tipo inchação édetectado como um defeito de superfície interno por um teste ultra-sônico, eo produto tendo defeitos do tipo inchação é rejeitado.Os inventores obtiveram descobertas (a) e (b) como resultado doestudo detalhado dos defeitos de superfície que são gerados pelo uso repeti-tivo e pelo limite de da vida útil de uma barra de mandril.
(a) Uma largura de abertura H e uma profundidade D de um de-feito de superfície em uma barra de mandril têm grande influência nos defei-tos de superfície internos dos produtos laminados a quente, e a geraçãodesses defeitos de superfície internos torna-se evidente quando a largura daabertura Hea profundidade D do defeito de superfície gerado na barra demandril por seu uso no Iaminador de mandril são de não menos que 1,5 mme não menos que 0,3 mm, respectivamente.
Entretanto, quando a largura da abertura H do defeito de super-fície não for menor que 1,5 mm e a sua profundidade D não for menor 0,3mm, o uso da barra de mandril no Iaminador de mandril é suspenso e umtratamento de regeneração é executado na barra de mandril, permitindo quea geração de defeitos de superfície internos devido ao defeito de superfícieacima seja suprimida.
(b) Geralmente, uma programação de produção de tubos padro-nizada é estabelecida na produção de tubos sem costura peço processoMannesmann de produção de tubos por Iaminador de mandril onde tama-nhos padrão para barras de mandril são ajustados em si mesmas, enquantobarra(s) de mandril de certo(s) tamanho(s) são usadas mais freqüentemente.Portanto, é preferível que a configuração dos defeitos de superfície seja con-trolada e o tratamento de regeneração seja executado tanto quanto possívelpara usar a barra de mandril como ferramenta de tamanhos semelhantes.
Entretanto, o tratamento de regeneração dificilmente pode ser executadoquando a profundidade do defeito de superfície torna-se não menor que 2,0mm devido ao uso no Iaminador de mandril.
Em tal caso, um tratamento de redução de tamanho é executadopor usinagem da superfície circunferencial externa da barra de mandril, e abarra de mandril é usada novamente como uma ferramenta de tamanho me-nor, o que permite que a performance do custo total seja melhorada sobretodos os tamanhos da barra de mandril.A presente invenção é completada com base nas descobertasacima descritas, e pertencem principalmente a métodos de aplicação deuma barra de mandril revestida de Cr para laminação a quente conformedescritos nos itens (1) a (3) abaixo.
(1) Um método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Crpara laminação a quente usada repetidamente em um Iaminador de mandrilpelo processo Mannesmann de fabricação de tubos, sendo caracterizadopelo fato de que, quando a largura da abertura H de um defeito de superfíciegerado na barra de mandril por seu uso no Iaminador de mandril não é me-nor que 1,5 mm e a profundidade D do defeito de superfície está na faixa deis 0,3 mm a menos de 2,0 mm, uma película revestida é removida após odefeito de superfície relevante ser condicionado, ser executado um acaba-mento de polimento ou um tratamento de superfície na superfície da peça detrabalho, e um re-revestimento a seguir permite o uso da barra de mandrilrecuperada como ferramenta de tamanho semelhante.
(2) No método de aplicação da barra de mandril revestida de Crpara laminação a quente (1), é preferível que a superfície a barra de mandrilseja uniformemente arredondada no condicionamento do defeito de superfí-cie de forma que um comprimento condicionado L1 (mm) em uma direçãolongitudinal da superfície da barra de mandril, um comprimento condicionadoL2 (mm) em uma sua direção circunferencial e uma profundidade D (mm) dodefeito de superfície satisfazem as equações (1) e (2) a seguir.
50<L1/D (1)
20<L2/D (2)
(3) Um método de aplicação de uma barra de mandril revestidade Cr para laminação a quente usada repetidamente em um Iaminador demandril pelo processo Mannesmann de fabricação de tubos, sendo caracte-rizado pelo fato de que, quando uma profundidade D de um defeito de super-fície gerado na barra de mandril por seu uso no Iaminador de mandril for denão menos que 2,0 mm, após uma superfície circunferencial externa da bar-ra de mandril ser usinada, o acabamento-polimento ou o tratamento de su-perfície é executado na superfície do corpo de trabalho, e então, um trata-mento de redução de tamanho é executado por revestimento, permitindoassim que a barra de mandril seja novamente usada como ferramenta demenor tamanho.
Conforme usado aqui, o termo "defeito de superfície" deve serprovocado pelo trincamento gerado apenas durante a laminação no Iamina-dor de mandril conforme mostrado na Figura 2, e um defeito de aquecimentona forma de fratura tendo uma largura estreita de abertura é excluída de umitem relevante a ser submetido ao tratamento de redução de tamanho mes-mo se a profundidade D do defeito for menor que 2,0 mm.
A "profundidade D (mm) do defeito de superfície" deve significara profundidade máxima do defeito.
De acordo com o método de aplicação de uma barra de mandrilrevestida de Cr na laminação a quente da presente invenção, a barra demandril revestida de Cr para laminação a quente pode ser empregada repe-tidamente no Iaminador de mandril para alcançar a extensão de vida da bar-ra de mandril e a melhoria de sua performance de custo pela execução dotratamento de regeneração ou pelo tratamento de redução de tamanho con-forme a configuração do defeito de superfície, mesmo se o defeito de super-fície for gerado na barra de mandril pelo Iaminador de mandril.
Breve Descrição dos Desenhos
A Figura 1 é uma vista explicando um processo de produção deuma barra de mandril usado na laminação com mandril;
A Figura 2 é uma vista mostrando uma configuração do defeito de su-perfície causado pelo trincamento da barra de mandril, enquanto a Figura2(a) mostra uma configuração da aparência do defeito de superfície na su-perfície de uma barra de mandril, e enquanto a Figura 2(b) mostra uma con-figuração seccional do defeito de superfície;
A Figura 3 é uma vista mostrando um processo de tratamento deregeneração de uma barra de mandril empregado no método de aplicaçãoda presente invenção;
A Figura 4 é uma vista explicando um método para condiciona-mento do defeito de superfície adotado no método de aplicação da presenteinvenção, a Figura 4 (a) mostra um método para condicionamento da barrade mandril na direção longitudinal, e a Figura 4 (b) mostra um método paracondicionamento da barra de mandril e, uma direção circunferencial; e
A Figura 5 é uma vista mostrando um tratamento de redução detamanho de uma barra de mandril adotado no método de aplicação da pre-sente invenção.
Melhores Formas de Execução da Invenção
Um método de aplicação de uma barra de mandril revestida deCr conforme um aspecto da presente invenção é aquele para uma barra demandril usada repetidamente no Iaminador de mandril pelo processo Man-nesmann de produção de tubos, e o método é caracterizado pelo fato de queum tratamento de regeneração é executado para usar a barra de mandrilnovamente como ferramenta de tamanho similar, quando uma largura deabertura H de um defeito de superfície gerado na barra de mandril por seuuso no Iaminador de mandril é de não menos que 1,5 mm e a profundidadeD do defeito de superfície está na faixa de 0,3 mm a menos de 2,0 mm.
No método de aplicação da presente invenção, quando a largurada abertura H do defeito de superfície gerado na barra de mandril é de nãomenos que 1,5 mm e a profundidade D do defeito de superfície está na faixade 0,3 mm a menos de 2,0 mm, é necessário que o uso da barra de mandrilna laminação seja suspenso e o tratamento de regeneração seja aplicado aela. Isto se dá porque a largura da abertura H e da profundidade D do defeitode superfície na barra de mandril tem uma grande influência nos defeitos dasuperfície interna do produto laminado a quente que são feitos através deum processo de redução de diâmetro, e a influência torna-se evidente quan-do a largura da abertura H do defeito de superfície relevante é de não menosque 1,5 mm e sua profundidade é de não menos que 0,3 mm.
No método de aplicação da presente invenção, um julgamentose a largura da abertura H é ou não relevante nos defeitos de superfície ex-cedendo 1,6 mm, ou o julgamento se a profundidade do defeito de superfícieexcede ou não 0,3 mm é feito basicamente pela medição real em examesminuciosos periódicos ou similares. Os exames periódicos podem ser ajus-tados previamente a julgar pelos produtos da laminação (tais como materialde laminação, número de tubos laminados, e comprimento laminado).
A barra de mandril empregada no método de aplicação da pre-sente invenção pode ser feito de um material geralmente usado como mate-rial de barra no processo Mannesmann de produção de tubos por Iaminadorde mandril. Por exemplo, o aço ferramenta para trabalho a quente tal comoSKD6 e SKD61 definido pela JIS é usado preferivelmente como material pa-ra a barra de mandril.
A Figura 3 é uma vista mostrando um processo de tratamento deregeneração da barra de mandril adotado no método de aplicação da pre-sente invenção. No método de aplicação da presente invenção, quando alargura da abertura H do defeito de superfície gerado na barra de mandril porseu uso no laminador de mandril é não menos de 1,5 mm e a sua profundi-dade está na faixa de 0,3 mm a menos de 2,0 mm o uso da barra de mandrilno laminador de mandril é suspenso para execução do seu tratamento deregeneração. No tratamento de regeneração, o defeito de superfície relevan-te na barra de mandril é condicionado, a sua película revestida é removida,um acabamento/polimento ou tratamento de superfície é executado na su-perfície do corpo de trabalho, e é executado um re-revestimento. Portanto, abarra de mandril de tamanho semelhante pode ser novamente usada repeti-damente.
Na presente invenção, a película revestida é removida, por e-xemplo, por fusão eletroquímica da película revestida usando uma soluçãoalcalina tal como soda cáustica ou um método mecânico usando uma má-quina de polimento ou uma máquina de moagem.
No tratamento de revestimento e no tratamento de re-revestimento após o acabamento-polimento ou tratamentos de superfície taiscomo jateamento com granalha é executado na superfície do corpo de traba-lho, é formada uma película revestida de cromo tendo uma espessura decerca de 50 m.
A Figura 4 é uma vista explicando um método para condiciona-mento do defeito de superfície adotado no método de aplicação da presenteinvenção, enquanto a Figura 4 (a) mostra um método para condicionamentoda barra de mandril em uma direção longitudinal, e enquanto a Figura 4(b)mostra um método para condicionamento da barra de mandril em uma dire-ção circunferencial. Nas Figs. 4(a) e 4(b), para alcançar a profundidade D(mm) e remover o defeito de superfície relevante 2 mostrado por uma linhaquebrada, os comprimentos condicionados L1 e L2 são garantidos na super-fície da barra de mandril mostrada por uma linha sólida, e a parte condicio-nada é uniformemente arredondada para a superfície da matriz da barra demandril.
No método de aplicação da presente invenção é preferível que asuperfície da barra de mandril seja uniformemente arredondada para se ob-ter a parte condicionada uniforme de forma que as relações entre os com-primentos condicionados L1 (mm) em uma direção longitudinal da superfícieda barra de mandril, o comprimento condicionado L2 (mm) em sua direçãocircunferencial, e a profundidade D (mm) do defeito de superfície satisfazemas equações (1) e (2) a seguir.
50≤L1/D (1)
20≤L2/D (2)
A superfície da barra de mandril é uniformemente arredondadade forma que as equações (1) e (2) sejam satisfeitas, e a porção condiciona-da é formada uniformemente, enquanto a deterioração das condições dasuperfície, o trincamento e a geração do desgaste na barra de mandril podesignificativamente ser suprimida mesmo se a barra de mandril for usada re-petidamente nas laminações posteriores. Por outro lado, quando a porçãocondicionada não satisfaz a relação da equação (1), uma configuração deseção transversal da porção condicionada vem a conter uma etapa aguda,onde o fluxo metálico do material laminado ocorre para provavelmente dani-ficar a barra de mandril.
No condicionamento real do defeito de superfície, é necessáriofaze-lo usando-se um esmeril ou similar de tal forma que a porção condicio-nada é uniformemente formada e a sua configuração de seção transversalmostra uma mudança suave e gradativa na forma, permitindo assim que aporção condicionada seja arredondada uniformemente para a superfície damatriz da barra de mandril.
Um método de aplicação de uma barra de mandril revestida deCr conforme um outro aspecto da presente invenção é aquele para uma bar-ra de mandril usada repetidamente no Iaminador de mandril pelo processoMannesmann de produção de tubos, e o método é caracterizado pelo fato deque um tratamento de redução de tamanho é executado para se usar a barrade mandril novamente como uma ferramenta para um tamanho menor quan-do a profundidade D do defeito de superfície gerado na barra de mandril peloseu uso no Iaminador de mandril for de não menos que 2,0 mm.
No método de aplicação da presente invenção, quando a pro-fundidade D do defeito de superfície gerado na barra de mandril no Iamina-dor de mandril for de não menos que 2,0 mm, o uso da barra de mandril ésuspenso na laminação para execução do seu tratamento de redução detamanho Conforme descrito acima, é preferível que a barra de mandril sejausada como uma ferramenta de tamanhos similares através do tratamentode regeneração. Entretanto, no caso onde a profundidade D do defeito desuperfície relevante é de não menos que 2,0 mm, esse tratamento de rege-neração dificilmente pode ser executado.
No método de aplicação da presente invenção, o julgamento sea profundidade D do defeito de superfície é de não menos de 2,0 mm ou nãoé feito pela medição real nos exames periódicas ou similares.
A Figura 5 é uma vista mostrando o processo do tratamento deredução de tamanho da barra de mandril adotado no método de aplicaçãoda presente invenção. No método de aplicação da presente invenção, quan-do a profundidade D do defeito de superfície gerado no Iaminador de mandrilé de não menos que 2,0 mm. o tratamento de redução de tamanho é execu-tado de tal forma que após a superfície circunferencial externa da barra demandril é usinada, o acabamento-polimento ou o tratamento de superfície éexecutado na superfície do corpo de trabalho, e então submetido a revesti-mento, permitindo assim que a barra de mandril recuperada seja usada no-vamente como uma ferramenta para tamanhos menores.No método de aplicação da presente invenção, quando é execu-tada a usinagem da superfície externa na barra de mandril, é necessário ga-rantir a precisão do diâmetro externo. Uma vez que a barra de mandril ge-ralmente tem um comprimento maior variando de 15m to 25m, o usinagemdificilmente pode ser executada por meio do assim chamado torno mecânicoe similares, e é necessário fornecer um equipamento de usinagem exclusivodedicado à usinagem da superfície externa do corpo de trabalho de compri-mento mais longo.
É preferível que após a usinagem da superfície externa ser exe-cutada na barra de mandril, o tratamento de superfície seja executado porjateamento com granalha para garantir uma boa adesão do revestimento nore-revestimento, e o tratamento de revestimento seja executado para formara película revestida de Cr na superfície da barra de mandril. Então, é maispreferível que projeções agudas na superfície da barra de mandril sejam re-movidas por polimento leve usando uma cinta abrasiva ou similar.Exemplos
(Primeiro Exemplo)
As carapaças ocas foram laminadas pelo Iaminador de mandrilusando barras de mandril (seu grau de material é SKD61 e sua superfície ésubmetida a um tratamento de revestimento de Cr) cada uma tendo um diâ-metro externo 248 mm e um comprimento de 24m, as barras de mandrilsendo preparadas para ter defeitos de superfície classificados por dimensãoem sete condições (Testes nos 1 a 7) mostrados abaixo, e então as carapa-ças ocas foram laminadas nos produtos finais acabados a quente através deprocessos de redução do diâmetro. Através do teste de ultrassom para defei-tos de superfície interna dos produtos laminados, "x" indica o caso em quefoi detectado um defeito do nível de rejeição, "Δ" indica o caso no qual umpequeno defeito ou pequenos defeitos foi(ram) detectado(s) embora não se-ja rejeitado, e "o" indica o caso no qual nenhum defeito foi detectado.Tabela 1
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Como pode ser visto do resultado mostrado na Tabela 1, em re-lação às dimensões do defeito de superfície gerado na superfície da barrade mandril, o comprimento do defeito não tem influência no nível de defeitodo produto, e o nível de defeito do produto torna-se "x" quando a largura daabertura H é de não menos que 1,5 mm e a profundidade do defeito de su-perfície relevante é de não menos que 0,3 mm.
Com referência ao tipo de defeito de superfície, o defeito referidocomo rabo de cometa é gerado nos Testes 1 a 4. O defeito de abrasão tipostrinq é gerado nos testes nos 5 e 6, nos quais o defeito de superfície noTeste ns5é excessivamente estreito e o defeito de superfície no Teste ne 6é excessivamente superficial. Portanto, nos Testes nos 5 e 6, o nível de de-feito não alcança a rejeição. Uma vez que o defeito de superfície no Teste ne7 é uma fratura de aquecimento excessivamente estreita, nenhum defeito desuperfície foi encontrado.
(Segundo Exemplo)
As carapaças ocas foram laminadas sob as sete condições aseguir pelo Iaminador de mandril usando barras de mandril (grau do materialSKD61 e sua superfície é submetida a um tratamento de revestimento de Cr)tendo um diâmetro externo de 248 mm e um comprimento de 24m, e entãoas carapaças ocas foram laminadas nos produtos finais acabados a quenteatravés de processos de redução de diâmetro. Entre as barras de mandrilpreparadas, duas barras de cada condição foram usadas repetidamente pa-ra estudar o tempo de vida útil (o número total de tubos laminados). O açode baixa liga foi usado como material do tubo laminado.(Condição 1: Exemplo Comparativo)
A laminação foi iniciada usando-se uma nova barra de mandril, ea barra de mandril foi usada até que a superfície da barra de mandril esti-vesse danificada para gerar defeito(s) de superfície no produto.(Condição 2: Exemplo A)
Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com umalargura de abertura H de 3.0 mm e uma profundidade D de 0.5 mm foi gera-do na sua superfície, após o defeito de superfície relevante ser condicionadousando-se um esmeril, a película revestida foi removida por fusão do reves-timento usando-se a solução alcalina, e o polimento-acabamento e re-revestimento foram executados, seguido pela laminação novamente comouma ferramenta do mesmo tamanho. Nesse ponto, o comprimento condicio-nado em uma direção L1 foi 25 mm, e o comprimento condicionado em umadireção L2 foi 10 mm (L1/D=50 e L2/D=20).(Condição 3: Exemplo B)
Para uma barra de mandril onde um defeito de superfície com omesmo nível que a condição 2 foi gerado na barra de mandril, foi executadona barra de mandril o mesmo tratamento de regeneração que na condição 2,e a barra de mandril foi usada na laminação como ferramenta do mesmotamanho. Nesse ponto, o comprimento condicionado em uma direção L1 foi15 mm, e o comprimento condicionado em uma direção L2 foi 15 mm(L1/D=30 e L2/D=30).(Condição 4: Exemplo C)
Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com omesmo nível da condição 2 foi gerado na barra de mandril, foi executado nabarra de mandril o mesmo tratamento de regeneração da condição 2, e abarra de mandril foi usada na laminação como ferramenta tendo o mesmotamanho. Nesse ponto, o comprimento condicionado em uma direção L1 foi30 mm, e o comprimento condicionado em uma direção L2 foi 5 mm(L1/D=60 e L2/D=10
(Condição 5: Exemplo D)
Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com omesmo nível da condição 2 foi gerado na barra de mandril, o defeito de su-perfície não foi condicionado usando-se um esmeril e a película revestida foiremovida pela fusão do revestimento usando-se a solução alcalina. E então,o acabamento-polimento e o re-revestimento foram executados, e a barra demandril foi usada na laminação como uma ferramenta do mesmo tamanho.
(Condição 6: Exemplo Comparativo A)
Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com umalargura de abertura H de 3.0 mm e uma profundidade D de 0.5 mm foi gera-do na superfície da barra de mandril, a barra de mandril foi usada diretamen-te na laminação.
(Condição 7: Exemplo Comparativo B)
Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com umalargura de abertura H de 5 mm e uma profundidade D de 2,0 mm foi geradona superfície da barra de mandril, após o defeito de superfície ser condicio-nado usando-se um esmeril, a película revestida foi removida pela fusão dorevestimento usando-se a solução alcalina, e o acabamento-polimento e re-revestimento foram executados, seguido novamente da laminação como fer-ramenta do mesmo tamanho. Nesse ponto, um comprimento condicionadoem uma direção L1 foi 100 mm, e um comprimento condicionado em umadireção L2 foi 40 mm (L1/D=50 e L2/D=20),(Resultado da Laminação: Número de Passes da Laminação)
O uso da barra de mandril sob teste foi interrompido no momen-to em que o dano na sua superfície tornou-se significativo e o defeito da su-perfície interna tendo um nível de rejeição foi detectado num teste de ultras-som para o produto pra o qual os processos de redução de diâmetro foramexecutados. Nesse ponto, a barra de mandril foi avaliada com o número depasses de laminação.
Supondo que o número de passes de laminação tenha sido ajus-tado para 100 no Exemplo Convencional (condição 1), o número de passesde laminação foi 80 no Exemplo A (condição 2). Similarmente, os númerosde passes de laminação no Exemplo B (condição 3), no Exemplo C (condi-ção 4) e no Exemplo D (condição 5) foram 50, 60 e 40, respectivamente.
Por outro lado, o número de passes de laminação foi zero (con-forme descrito no Primeiro Exemplo) no Exemplo Comparativo A (condição6). No Exemplo Comparativo B (condição 7), uma vez que uma espessurade parede defeituosa foi gerada no produto embora o dano da barra demandril não tenha sido gerado no primeiro passe, o número de passes delaminação foi também zero.
Assim, quando a barra de mandril que satisfaz as condições de-finidas pela presente invenção é usada, o tempo de vida útil da barra demandril pode ser grandemente prolongado uma vez que um número relati-vamente grande de passes de laminação pode ser garantido.Aplicabilidade Industrial
De acordo com o método de aplicação de uma barra de mandrilrevestida de Cr para laminação a quente, a barra de mandril revestida de Crpara laminação a quente pode ser aplicada repetidamente ao Iaminador demandril para alcançar o prolongamento da vida útil e a melhoria da perfor-mance de custos da barra de mandril pela adoção do tratamento de regene-ração ou tratamento de redução de tamanho conforme as condições ou con-figurações do defeito de superfície na barra de mandril, mesmo se defeitosde superfície relevantes forem gerados na barra de mandril pelo Iaminadorde mandril. Portanto, o método de aplicação da presente invenção pode seramplamente adotado como o processo Mannesmann de produção de tubopor laminador de mandril.
Claims (4)
1. Método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Crpara laminação a quente usada repetidamente em um Iaminador de mandrilpelo processo Mannesmann de produção de tubos caracterizado pelo fatode que:quando uma largura de abertura H de um defeito de superfíciegerado na barra de mandril for de não menos que 1,5 mm e a profundidadedo mencionado defeito de superfície estiver na faixa de 0,3 mm a menos de 2,0 mm,uma película de revestimento é removida após o mencionadodefeito de superfície ser condicionado, e o acabamento-polimento do trata-mento de superfície ser executado na superfície do corpo de trabalho, se-guido de re-revestimento, permitindo assim que a barra de mandril recondi-cionada seja usada novamente como ferramenta do mesmo tamanho.
2. Método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Crpara laminação a quente conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fatode que a superfície da barra de mandril é uniformemente arredondada nocondicionamento do mencionado defeito de superfície de forma que umcomprimento condicionado L1 (mm) em uma direção longitudinal da superfí-cie da barra de mandril, um comprimento condicionado L2 (mm) em umadireção çircunferencial, e uma profundidade D (mm) do defeito de superfíciesatisfaçam as equações (1) e (2):<formula>formula see original document page 19</formula>
3. Método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Crpara laminação a quente usada repetidamente no Iaminador de mandril peloprocesso Mannesmann de produção de tubos, caracterizado pelo fato deque:quando a profundidade de um defeito de superfície gerado nabarra de mandril por seu uso no Iaminador de mandril for de não menos que 2,0 mm,um tratamento de redução de tamanho 4 executado de tal formaque após uma superfície circunferencial externa da barra de mandril ser usi-nada, o acabamento-polimento ou o tratamento de superfície é executado nasuperfície do corpo de trabalho, seguido de revestimento, permitindo assimque a barra de mandril recondicionada seja usada novamente como umaferramenta de tamanho menor.
4. Método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Crpara laminação a quente conforme qualquer uma das reivindicações 1 a 3,caracterizado pelo fato de que o mencionado defeito de superfície é provo-cado pelo trincamento gerado durante a laminação do mandril.
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