BRPI0712692B1 - processo para produzir um tubo de aço inoxidável sem costura - Google Patents
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Abstract
ambiente decomputação independente e provisionamento de funcionalidade de dispositivo de computação. são descritas técnicas que proporcionam um ambiente de computação independente. o ambiente de computação independente está contido pelo menos em parte em um conjunto de um ou mais componentes de hardware e configurado para hospedar um módulo de provisionamento que pode ser executado para aprovisionar funcionalidade do dispositivo de computação de acordo com uma ampla variedade de fatores. em uma implementação, quando o módulo de provisionamento determina que funcionalidade particular é referenciada em uma lista de inclusão, é permitido ao dispositivo de computação acessar a funcionalidade particular. quando a módulo de provisionamento determina que a funcionalidade particular é referenciada em uma lista de exclusão, o dispositivo de computação é impedido de acessar a funcionalidade particular.
Description
PROCESSO PARA PRODUZIR UM TUBO DE AÇO INOXIDÁVEL SEM COSTURA.
CAMPO DA TÉCNICA
[0001] A presente invenção refere-se a um processo para produzir um tubo de aço inoxidável sem costura que compreende conduzir uma etapa de laminação com perfuração, uma etapa de laminação com alongamento que utiliza uma barra de mandril, por exemplo, uma etapa de laminação em laminador com mandril, e uma etapa de laminação por dimensionamento, por exemplo, uma laminação redutora de estiramento, e subsequentemente conduzir um tratamento térmico de produto ou conduzir um tratamento térmico de produto após o trabalho a frio, se necessário. Mais particularmente, essa se refere a um processo para produzir um tubo de aço inoxidável sem costura de acordo com a invenção mesmo no caso de formação de camada carburizada na superfície interna do tubo como resultado da contaminação com grafite do lubrificante aplicado a barra de mandril em laminação com alongamento, por exemplo, em laminação em laminador com mandril, ou da linha de produção, a camada carburizada pode ser descarburizada no tratamento térmico do produto subsequente, ou no tratamento térmico de recozimento de tubo principal antes do trabalho a frio, ou no tratamento térmico do produto após o trabalho a frio.
ANTECENDENTES DA TÉCNICA
[0002] Os tubos sem costura são produzidos ao conduzir a laminação com perfuração, laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril, por exemplo, laminação em laminador com mandril, e laminação por dimensionamento, por exemplo, laminação redutora de estiramento e, ainda, ao submeter os tubos obtidos dessa maneira, como tubos principais, para trabalho a frio, se necessário, geralmente da maneira descrita abaixo. Na seguinte descrição, tal processo de produção é explicado em conjunto com o caso de aplicar a laminação em laminador com mandril e laminação redutora de estiramento como a laminação por dimensionamento.
[0003] Um bloco de aço redondo (tarugo) é aquecido a uma temperatura predeterminada (geralmente 1150 a 1250°C) utilizando um fomo de aquecimento, tal como, um tipo soleira rotativa, e esse tarugo é passado através de uma máquina de perfuração/laminação tipo cilindro inclinado para formar um invólucro oco. Então, uma barra de mandril coberta com um lubrificante é inserida no invólucro oco e o invólucro oco é passado, de maneira com passe, através de um laminador de mandril composto de 7 a 9 passes formadores para a laminação de aspereza de modo a obter um tubo cego que possui um tamanho predeterminado para laminação de acabamento, ou seja, um tubo cego para laminação de acabamento.
[0004] Após essa laminação de aspereza, o tubo cego para laminação de acabamento é alimentado em um fomo de reaquecimento e reaquecido (geralmente a 900 a 1000° C), a superfície externa do tubo separada é desincrustada ao injetar um jato de água de alta pressão, e o tubo cego é submetido a uma máquina de laminação redutora de estiramento. Ademais, de acordo com a necessidade, o tubo obtido par laminação redutora de estiramento é usado como um tubo principal que será trabalhado a frio e submetido a trabalho de estiramento utilizando uma máquina de estiramento ou para trabalho a frio por laminação a frio utilizando um cilindro de calibre, tal como, uma máquina de laminação com laminador Pilger para obter o tubo sem costura do produto.
[0005] No caso de laminação a quente mencionada acima de tubos sem costura, a barra de mandril que será usada na etapa de laminação de aspereza sobre um laminador de mandril é inserida no invólucro oco em uma condição de alta temperatura (geralmente 1100 a 1200°C) e, assim, exposta a uma condição que causa facilmente a captura pelo invólucro oco. O perfil do tubo e espessura da parede após a laminação em laminador com mandril é influenciado pela velocidade de rotação do cilindro e o perfil de calibre do cilindro na etapa de laminação e adicionalmente pelo atrito entre a barra de mandril e o invólucro oco. Portanto, para impedir a captura do mandril pelo invólucro oco e para causar o atrito com o invólucro oco apropriado para obter o perfil de tubo e espessura de parede desejados, um lubrificante é aplicado à superfície externa da barra de mandril.
[0006] Por exemplo, um lubrificante solúvel em água à base de grafite e conhecido como tal lubrificante, que é econômico e possui propriedades lubrificantes muito boas, como descrito na Publicação de Patente japonesa n° 5937317, e esse lubrificante à base de grafite foi frequentemente usado até agora. Entretanto, especialmente quando a matéria prima for aço inoxidável contendo 10 a 30% por massa de Cr e a laminação de aspereza utilizando uma barra de mandril coberta com um lubrificante à base de grafite, o fenômeno de carburização ocorre durante a laminação e uma camada carburizada que possui uma concentração de carbono maior do que o teor de carbono no material de substrato é formada sobre o lado da superfície interna do tubo.
[0007] A causa principal da formação de uma camada carburizada na superfície interna do tubo e a entrada de gás CO na matriz de aço, sendo que o gás CO é formado de uma parte de grafite que é o componente principal do lubrificante da superfície interna, bem como de uma parte de carbono no aglutinante orgânico usado nessa, durante a laminação de laminador com mandril. Como resultado, a concentração de carbono em uma parte que varia da superfície interna até cerca de 0,5 mm de profundidade dessa no sentido da espessura, as vezes, se toma maior em cerca de 0,1 % por massa do que o teor de carbono no material de base, de modo que essa possa ultrapassar o limite de teor de C superior prescrito em Standard ou similares em alguns casos.
[0008] Na camada carburizada que permanece em um nível que excede o limite prescrito, Cr, que é o componente principal que forma uma película de passivação, ou seja, uma película anticorrosiva, em aço inoxidável, é imobilizado sob a forma de carbonetos, de modo que a resistência à corrosão da superfície interna do tubo seja visivelmente deteriorada.
[0009] Portanto, aqueles tubos de aço inoxidável sem costura que permitiram a formação de uma camada carburizada na superfície interna do tubo não podem ser lançados como produtos em uma condição tal, de modo que meios para fazer com que a camada carburizada desapareça sejam obtidos. Por exemplo, a superfície interna do tubo onde uma camada carburizada se situa é completamente polida ou, na Publicação de Pedido de Patente japonesa n° 09201604, um método de tratamento térmico especial que e proposto compreende submeter o tubo após a laminação de acabamento à desincrustação para reduzir a espessura da camada de carepa oxidada na superfície interna do tubo e então manter o mesmo durante 3 a 20 em uma atmosfera oxidante a 1050 a 1250°C para descarburização. Entretanto, esses métodos para fazer com que a parte de camada carburizada desapareça possuem o problema que inúmeras etapas e um custo considerável são requeridos para o tratamento.
[0010] Ademais, na Publicação de Pedido de Patente japonesa n° 0890043, propõe-se que, no tratamento de reaquecimento do tubo cego de laminação de acabamento, o tubo cego interno seja preenchido com uma atmosfera gasosa que contém vapor em uma quantidade não menor que 10% por volume, seguido por 2 a 10 minutos de aquecimento a 980 a 1080°C. E, na seção de Exemplo, descreve-se que quando o teor de vapor estiver dentro da faixa de 0 a 9%, tende a ocorrer uma fissuração no teste de corrosão. Entretanto, o processo de produção de acordo com a Publicação de Pedido de Patente japonesa n° 08090043 requer um aparelho de produção de vapor em grande escapa para fornecer vapor continuamente em uma quantidade de 10% ou mais através do tubo interno; esse não é adequado para produção em massa. Ademais, toma-se necessário conduzir o tratamento térmico de solução para descarburização após a laminação de acabamento.
[0011] Ademais, a Publicação de Pedido de Patente japonesa n° 04168221 propõe um processo para produzir tubos de aço inoxidável austenítico que compreende submeter um tubo cego de laminação de acabamento, que é obtido por laminação com mandril utilizando um lubrificante à base de grafite, à laminação de acabamento após 10 a 30 minutos de retenção desse em uma atmosfera que possui uma concentração de oxigênio de 6 a 15° dentro da faixa de temperatura de 950 a 1200°C. Entretanto, o processo de produção proposto na Publicação de Pedido de Patente japonesa n° 04168221 é impraticável do ponto de vista de rendimento vista que a perda por carepa é grande devido ao longo período de tempo requerido para aquecer o tubo cego de laminação de acabamento.
[0012] Portanto, recentemente, esforços positivos foram feitos para desenvolvimento de lubrificantes isentos de grafite e métodos para utilizar os mesmos, em vez do lubrificante à base de grafite acima, e a Publicação de Pedido de Patente japonesa n° 0978080, por exemplo, descreve um lubrificante que compreende, como ingredientes principais, óxidos em camadas, especialmente, mica, e um sal de borato e é completamente isento de carbono ou, se houver algum, contém apenas o carbono em um componente aglutinante orgânico e assim possui um teor de carbono reduzido o quanto possível. O método para aplicar esse lubrificante isento de grafite é o mesmo no caso de lubrificantes à base de grafite, e a composição do lubrificante é projetada de modo que a performance do lubrificante possa ser igual àquela de lubrificantes à base de grafite.
[0013] Entretanto, visto que tal lubrificante isento de grafite como descrito na Publicação de Pedido de Patente japonesa n° 09078080 é dispendioso comparado com lubrificantes à base de grafite, esse não é aplicado, por razões econômicas, em laminação de tais materiais que não requerem qualquer consideração do problema de formação de camada de carburização na superfície interna do tubo. Na maior parte da área de produto recente onde são exigidos tubos de aço sem costura, não há a necessidade de consideração da carburização de superfície interna e, portanto, em laminação com alongamento que utiliza uma barra de mandril, por exemplo, em laminação por esmerilhamento com mandril, os lubrificantes à base de grafite são geralmente usados a partir do ponto de vista econômico.
[0014] No caso de produzir tubos de aço inoxidável de baixo teor de carbono, entretanto, é necessário levar o problema de carburização de superfície interna em consideração. Em tal caso, se a mesma barra de mandril que aquela já usada na laminação com alongamento da maior parte dos outros aços for usada, o grafite sempre permanece sobre e é aderido à superfície daquela barra de mandril mesmo quando um lubrificante isento de grafite for usado apenas na produção de tubos de aço inoxidável de baixo teor de carbono.
[0015] O grafite aplicado a superfície da barra de mandril em laminação com alongamento de tubos de aço de carbono ou tubos de aço de baixa liga é abundantemente espalhado sobre a linha de transferência de barra de mandril, em particular a linha de transferência entre a área de aplicação de lubrificante e a área de inserção de barra de mandril no invólucro oco. Entretanto, uma vez que um aparelho de modo inesperado em grande escala é requerido para lavar a linha de produção, nenhuma lavagem suficiente é geralmente feita e a contaminação com grafite da linha de produção é inevitável.
[0016] Portanto, mesmo quando um lubrificante isento de grafite for aplicado à superfície da barra de mandril para utilização da mesma em laminação com alongamento de tubos de aço inoxidável de baixo teor de carbono, a superfície dessa (especialmente, a superfície da película de lubrificante isento de grafite) é parcial mente contaminada com o grafite já espalhado sobre a linha de transferência, independente se a barra de mandril foi submetida ou não à laminação com alongamento com um lubrificante à base de grafite aplicado à mesma.
[0017] Esse grafite que se adere parcialmente à superfície de película de lubrificante isento de grafite entra em contato direto com o objeto a soldar, ou seja, o invólucro oco; isso causa a formação de uma camada parcialmente carburizada na superfície interna do tubo após a laminação. Assim, a formação de uma camada carburizada é ocasionada embora haja uma diferença em extensão comparada com o caso de utilizar um lubrificante à base de grafite.
[0018] Por outro lado, em casos onde uma barra de mandril já submetida à laminação com alongamento com um lubrificante à base de grafite aplicado à mesma é usada, o grafite permanece aderido à mesma sob a película de lubrificante isento de grafite recentemente aplicada e, como resultado de trabalho severo sobre um laminador com laminação com alongamento, o grafite que permanece abaixo da película também entra em contato direto com o objeto a usinar e causa a formação de uma camada carburizada parcial na superfície interna do tubo durante a laminação e nas etapas subsequentes.
[0019] Dessa maneira, mesmo quando um lubrificante isento de grafite for usado em laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril, uma camada carburizada é formada na superfície interna do tubo e causa a deterioração em resistência à corrosão.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[0020] Como mencionado acima, mesmo quando um lubrificante isento de grafite for usado na laminação com alongamento utilizando um uma barra de mandril na loja de produção, a superfície da barra de mandril é geralmente contaminada com grafite e surge o problema de formação de camada carburizada na superfície interna, que resulta em deterioração em resistência à corrosão.
[0021] Consequentemente, um objetivo da presente invenção é proporcionar um processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura excelentes em qualidade de superfície interna de acordo com o qual o problema de tal formação de camada carburizada na superfície interna do tubo pode ser superado e mesmo que a contaminação de grafite seja produzida pelo lubrificante e/ou linha de produção em laminação com alongamento utilizando um laminador de mandril, por exemplo, em laminação por esmerilhamento com mandril, em laminação a quente de tubos de aço inoxidável e o trabalho a frio subsequente que será conduzido de acordo com a necessidade, a parte carburizada pode ser descarburizada pelo tratamento térmico subsequente e assim a camada carburizada formada na superfície interna no tubo pode ser reduzida.
[0022] Para alcançar o objetivo acima, os presentes inventores fizeram investigações detalhadas referentes ao comportamento de carburização da superfície interna de tubos de aço produzidos através das etapas de laminação com perfuração, laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril, por exemplo, laminação por esmerilhamento com mandril, e laminação por dimensionamento, e foi revelado que o comportamento de carburização no equipamento de produção comercial é influenciado pela quantidade de carbono que se adere à superfície de barra de mandril.
[0023] Mais especificamente, o peso equivalente de carbono (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril foi medido no equipamento de produção comercial, e tentativas foram feitas para quantificar o efeito do peso equivalente de carbono (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril sobre a extensão e profundidade de carburização na superfície interna do tubo de aço. 1. Resultados de medidas reais de peso equivalente de carbono (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril [0024] Embora possa ser estimado que o comportamento de carburização no equipamento de produção comercial será influenciado pela quantidade de carbono que se adere à superfície da barra de mandril, a condição de aderência de carbono à superfície da barra de mandril no equipamento de produção comercial não foi mostrada em detalhes. Consequentemente, foram feitas medidas de produção comercial das quantidades de carbono que se aderem à barra de mandril usada em laminação por esmerilhamento com mandril entre técnicas de laminação com alongamento que utilizam uma barra de mandril.
[0025] A barra de mandril que será empregada em um equipamento de produção comercial foi passada através do equipamento sem conduzir a laminação por esmerilhamento com mandril e, diretamente após a passagem através do laminador de mandril, a barra de mandril foi extraída utilizando um guindaste. As substâncias aderentes foram coletadas da superfície da barra de mandril como amostras, pesadas e submetidas à análise de teor de carbono. Esse método torna possível medir a soma da quantidade de carbono que se adere originalmente à superfície da barra de mandril e a quantidade de carbono aderida da linha de produção antes da inserção sobre o laminador com mandril.
[0026] Para as condições de superfície da barra de mandril e condições de linha de transferência de barra de mandril, as três seguintes categorias, 1 a 3, das condições foram empregadas naquela ocasião.
[0027] Condição 1: A superfície da barra de mandril não foi limpa, porém foi coberta com um lubrificante à base de grafite, e a linha de transferência de barra de mandril não foi limpa (a autodenominada condição de laminação ordinal).
[0028] Condição 2: A superfície da barra de mandril foi limpa e coberta com um lubrificante isento de grafite, porém a linha de transferência de barra de mandril não foi limpa.
[0029] Condição 3: A superfície da barra de mandril foi limpa e coberta com um lubrificante isento de grafite, e a linha de transferência de barra de mandril foi limpa.
[0030] Para estabelecer as Condições 2 e 3 acima, a superfície da barra de mandril foi limpa utilizando uma máquina para lavagem com pressão de água ultraelevada e, após a lavagem, a ausência substancial de carbono (abaixo 1,0 g/m2) sobre a superfície da barra de mandril foi confirmada por análise.
[0031] Para as medidas de quantidades de carbono que se aderem à superfície da barra de mandril, cada amostra das substâncias que se aderem à superfície da barra de mandril foi coletada, sem omissão, de uma parte predeterminada da superfície da barra de mandril par polimento com uma lima de metal até a exposição do metal de base, e a quantidade total das substâncias aderentes foi determinada e avaliada por medida de peso e análise quantitativa de carbono. Oito a dez amostras foram coletadas de cada barra de mandril e submetidas à medida de peso e análise quantitativa e a quantidade das substâncias que se aderem à superfície da barra de mandril foi determinada em termos de peso equivalente de carbono; os valores máximos para as respectivas categorias de Condições, tais como, as condições de superfície da barra de mandril são mostrados na Tabela 1.
[0032] O peso equivalente de carbono (g/m2), mencionado aqui, significa o peso total equivalente de carbono, por unidade de área da camada de lubrificante que se adere à superfície da barra de mandril, de grafite e o teor equivalente de carbono do aglutinante orgânico no lubrificante.
Tabela 1 Nota: Sob Condição 2, a barra de mandril separada foi limpa.
[0033] Como mostrado na Tabela 1, pode ser compreendido que, em laminação por esmerilhamento com mandril de produção comercial, o peso equivalente de carbono sobre a superfície da barra de mandril varia de 80 a 12 g/m2 sob a condição de laminação normal, em que a Condição 1 corresponde a uma condição de laminação normal, a Condição 3 indica que a quantidade de carbono aderente pode ser reduzida como era de se esperar sobre o nível de tecnologia de laminação atual, e a Condição 2 é considerada intermediária entre essas. 2. Nível de influência do peso equivalente de carbono (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril sobre a extensão de carburização e a profundidade de camada carburizada na camada de superfície interna.
[0034] Para avaliar de maneira quantitativa a influência do peso equivalente de carbono na superfície da barra de mandril (g/m2) que varia dentro da faixa mostrada acima na Tabela 1 sobre o comportamento de carburização, foram feitas investigações referentes ao aumento causado por carburização na concentração de carbono (ou seja, nível de carburização) e a profundidade de carburização na superfície interna do tubo em um teste de equipamento de produção comercial enquanto varia de maneira intencional o peso equivalente de carbono sobre a superfície da barra de mandril.
[0035] Conforme no procedimento no teste de equipamento de produção comercial, tarugos de aço SUS 304 (200 mm de diâmetro, 3000 mm de comprimento) que possuem a composição química de Aço Grau A mostrada na Tabela 3, dada a seguir, foram aquecidos na faixa de temperatura de 1150 a 1250°C em um forno de aquecimento tipo soleira rotativa e perfurados sobre um perfurador Mannesmann para fornecer invó1ucros ocos com um diâmetro externo de 200 mm e uma espessura de parede de 16 mm, que foram então laminados por aspereza sobre um laminador de mandril para obter tubos cegos por laminação de acabamento com um diâmetro externo de 110 mm e uma espessura de parede de 5,5 [0036] Nesse caso, devido aos resultados de investigação mostrados acima na Tabela 1, o peso equivalente de carbono sobre a superfície da barra de mandril foi ajustado dentro da faixa de 10 a 80 g/m2 ao misturar um lubrificante à base de graite com um lubrificante isento de grafite em uma proporção constante e aplicar o lubrificante preparado dessa maneira.
[0037] A linha de transferência e cada barra de mandril foram limpas antecipadamente utilizando uma máquina de lavagem com pressão de água superelevada até o teor de carbono aderente atingir um nível não maior que 1 g/m2. Após a laminação foi reaquecido em um forno de reaquecimento em uma temperatura de aquecimento de 1000°C durante um tempo de retenção de 20 minutos e então submetido à laminação de acabamento sobre um redutor de estiramento para obter um tubo de aço com um diâmetro externo de 45 mm e uma espessura de parede de 5 mm.
[0038] As peças de teste para análise de carburização foram tiradas do tubo de aço submetidos à laminação de acabamento em intervalos de 1 metro, a carepa sobre a superfície interna do tubo de aço foi removida por polimento com uma lixa de esmeril e, após o desengorduramento, as medidas de concentração de carbono foram feitas em 20 pontos utilizando um aparelho Quantovac; o valor máximo foi registrado como a concentração máxima de C (% por massa). Na descrição abaixo, "%", significa "% par massa", e o valor de {concentração máxima de C (%) sobre a superfície interna - o teor de C no meio da espessura de parede} é mostrado como o nível máximo de carburização sobre a superfície interna do tubo, especialmente em termos de AC.
[0039] A Figura 1 é uma representação gráfica do nível de influência do peso equivalente de carbono (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril sobre o nível máximo de carburização, AC, sobre a superfície interna do tubo. Como mostrado na Figura 1, a influência do peso equivalente de carbono C (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril sobre o nível máximo de carburização, AC, sobre a superfície interna do tubo pode ser quantificada pela seguinte equação (5): AC = 6,25C x 10-4 (5) [0040] A Figura 2 é; uma representação gráfica do nível de influência do peso equivalente de carbono (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril sobre a profundidade carburizada na superfície interna do tubo. Como mostrado na Figura 2, a influência do peso equivalente de carbono C (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril sobre a profundidade carburizada, H (pm), na superfície interna do tubo pode ser quantificada pela seguinte equação (6): H = 2,5 x C (6) [0041] Os comportamentos do peso equivalente de carbono C (g/m2), e a superfície da barra de mandril como mostrado nas Figuras 1 e 2 mencionados acima indicam que há uma correlação entre o nível máximo de carburização sobre a superfície interna do tubo, AC, e a profundidade carburizada, H, e, quando C derivado da equação (5) for substituído por C na equação (6), revela-se que quanto menor for o nível máximo de carburização sobre a superfície interna do tubo, AC, menor será a profundidade carburizada na superfície interna do tubo, H, como indicado pela equação (7) dada abaixo. H = 2,5 x C = 2,5 x { AC/(6,25 x 10-4)} = 4000 x AC (7) [0042] Se a profundidade carburizada, H, puder ser estimada a partir do nível máximo de carburização, AC (%) sobre a superfície interna do tubo, ou o peso equivalente de carbono C (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril, a profundidade de camada carburizada que será descaburizada no caso de tratamento térmico de tubos de aço pode ser estimada, como mencionado acima. Então, mesmo que a adesão de carbono à superfície interna do tubo for causada pelo lubrificante residual à base de grafite e/ou pela transferência desse a partir da linha de produção em laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril, por exemplo, na laminação por esmerilhamento com mandril, a camada carburizada pode ser descarburizada no tratamento térmico subsequente em resposta ao peso equivalente de carbono C (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril e, além disso, ao nível de carburização máximo AC (%) sobre a superfície interna do tubo; os inventores perceberam isso.
[0043] O fundamento da presente invenção, que foi completado com base nos resultados de investigação mencionados acima, consiste em um processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura como definido abaixo em qualquer um de (1) a (6).
[0044] (1) Um processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de: laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; e laminação por dimensionamento, seguido por tratamento térmico do produto, caracterizado pelo fato de que quando o peso equivalente de carbono, ou seja, a soma do peso de grafite e o teor de carbono do aglutinante orgânico em um lubrificante usado para a barra de mandril, por unidade de área do lubrificante que se adere à superfície da barra de mandril na etapa mencionada acima de laminação com alongamento, é C (g/m2), e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico mencionado acima é T (°C), um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimada t1 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (1) dada abaixo: 2,5 x C = (1,326 x 108 x ti x EXP (-37460/1,987/(T+273))}1/2 (1) [0045] (2) Um processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; e laminação por dimensionamento, seguido por tratamento térmico do produto, caracterizado pelo fato de que quando o nível máximo de carburização na superfície interna do tubo que será tratado, porém antes do tratamento térmico mencionado acima é AC (%), e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico mencionado acima é T (°C), um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t2 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (2) dada abaixo: 4000 x ÁC = {1,326 x 108 x t2 x EXP (-37460/1,987/(T+273))}1/2 (2) [0046] (3) Um processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; e laminação por dimensionamento, seguido por tratamento a frio, caracterizado pelo fato de que quando o peso equivalente de carbono, ou seja, a soma do peso de grafite e o teor de carbono do aglutinante orgânico em um lubrificante usado para a barra de mandril, por unidade de área do lubrificante que se adere a superfície da barra de mandril na etapa mencionada acima de laminação com alongamento, é C (g/m2), e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico antes do trabalho a frio mencionado acima e/ou no tratamento térmico após o trabalho a frio e T (°C), um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t1 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (1) dada acima.
[0047] (4) Um processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; e laminação por dimensionamento, seguido por tratamento a frio, caracterizado pelo fato de que quando o nível máximo de carburização na superfície interna do tubo que será tratado termicamente, porém antes do tratamento térmico e/ou após o trabalho a frio mencionado acima é ÁC (%), e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico mencionado acima é T (°C), um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t2 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (2) dada acima.
[0048] (5) Um processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; laminação por dimensionamento e trabalho a frio, seguido por tratamento térmico, caracterizado pelo fato de que quando o peso equivalente de carbono, ou seja, a soma do peso de grafite e o teor de carbono do aglutinante orgânico em um lubrificante usado para a barra de mandril, por unidade de área do lubrificante que se adere à superfície da barra de mandril na etapa mencionada acima de laminação com alongamento, é C (g/m2), a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico após o trabalho a frio mencionado acima é T (°C), a espessura da parede do tubo antes do trabalho a frio é Wo e a espessura da parede do tubo após o trabalho a frio é Wi, um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t3 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (3) dada abaixo. (Wi/Wo) x 2,5 x C = {1,326 x 108xt3xEXP (-37460/1,987/(T+273)1/2 (3) [0049] (6) Um processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de: laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; laminação por dimensionamento e trabalho a frio, seguido por tratamento térmico, caracterizado pelo fato de que quando o nível máximo de carburização na superfície interna do tubo que será tratado termicamente antes do trabalho a frio mencionado acima for AC (% por massa), a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico após o trabalho a frio mencionado acima é T (°C), a espessura de parede do tubo antes do trabalho a frio é Wo e a espessura de parede do tubo após o trabalho a frio é Wi, um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo maior que o tempo de sopro de gás estimado t4 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (4) dada abaixo: (Wj/Wo) x 4000 x AC = 1,326 χ 108 x t4 x EXP -37460/1,987/(T+273))}1/2 (4) [0050] A “laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril” mencionada aqui não se limita a laminação por esmerilhamento com mandril mencionada acima a título de exemplo, porém inclui métodos de laminação para realizar a laminação com alongamento com uma barra de mandril inserida na parte interna de um invólucro oco produzido por laminação com perfuração, representada, por exemplo, por laminação de laminador Pilger ou laminação de laminador Assel, também, Em cada caso, o problema de carburização na superfície interna do tubo surge devido ao lubrificante aplicado à superfície da barra de mandril.
[0051] Ademais, a "laminação por dimensionamento" mencionada aqui é uma operação de laminação para ajustar o diâmetro externo e a espessura de parede do tubo cego de laminação de acabamento como obtido pela "laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril" as dimensões desejadas; a laminação redutora de estiramento e a laminação por dimensionamento correspondem a essas.
[0052] o "trabalho a frio" mencionado aqui inclui, dentro de seu significado, estiramento a frio utilizando uma máquina de estiramento e trabalho a frio por laminação a frio utilizando cilindros de calibre, por exemplo, uma máquina de laminação com laminador Pilger.
[0053] De acordo com o processo de produção do tubo de aço inoxidável sem costura de acordo com a presente invenção, a profundidade carburizada, H, pode ser estimada a partir do peso equivalente de carbono C (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril e/ou o nível máximo de carburização, AC (%), sobre a superfície interna do tubo, mesmo quando o lubrificante à base de grafite residual e/ou a transferência e espalhamento desse a partir da linha de produção causa a adesão de carbono à superfície interna do tubo em laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril, por exemplo, em laminação por esmerilhamento com mandril e, portanto, ao controlar a temperatura de aquecimento T (°C) do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico subsequente bem como o tempo de sopro de gás descarburizante t1, t2, t3 ou t4; (segundos), torna-se possível reduzir a camada carburizada por descarburização da parte carburizada e obter tubos de aço inoxidável sem costura excelentes em qualidade de superfície interna.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0054] A Figura 1 é uma representação gráfica do nível de influência do peso equivalente de carbono (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril sobre o nível máximo de carburização, AC, sobre a superfície interna do tubo.
[0055] A Figura 2 é uma representação gráfica do nível de influência do peso equivalente de carbono (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril sobre a profundidade carburizada na superfície interna do tubo.
MELHORES MODOS PARA REALIZAR A INVENÇÃO
[0056] O processo para produção de tubo de aço inoxidável sem costura de acordo com a presente invenção é caracterizado pelo fato de que o peso equivalente de carbono sobre a superfície da barra de mandril, a partir do qual a profundidade carburizada no tratamento térmico subsequente pode ser estimado em casos onde a adesão de carbono vem do lubrificante e/ou linha de produção em laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril, por exemplo, na laminação por esmerilhamento com mandril, é C (g/m2) , e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico mencionado acima é T (°C), um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t1 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (1) dada posteriormente aqui.
[0057] Em outro aspecto, o processo para a produção de for tubo de aço inoxidável sem costura de acordo com a presente invenção é caracterizado pelo fato de que quando o nível máximo de carburização, AC, sobre a superfície interna do tubo, a partir do qual a profundidade carburizada no tratamento térmico subsequente nos mesmos casos mencionados acima pode ser estimado, for AC (%), e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico mencionado acima for T (°C), um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t2 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (2) dada posteriormente aqui.
[0058] Ainda em outro aspecto, o processo para a produção de tubo de aço inoxidável sem costura de acordo com a presente invenção é caracterizado pelo fato de que quando, no caso de conduzir o trabalho a frio e então tratamento térmico, o peso equivalente de carbono sobre a superfície da barra de mandril, a partir do qual a profundidade carburizada no tratamento térmico subsequente pode ser estimada, é C (g/m2), ou o nível máximo de carburização sobre a superfície interna do tubo, a partir do qual a profundidade carburizada no tratamento térmico subsequente pode ser estimado, é AC (%), a espessura de parede do tubo antes do trabalho a frio é determinada por W0 e a espessura de parede do tubo após o trabalho a frio por Wb sendo que ambas tornam possível estimar a profundidade carburizada no tratamento térmico subsequente quando a redução na espessura de parede na etapa de trabalho a frio for levada em consideração, e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico após o trabalho a frio mencionado acima é T (°C), um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t3 ou t4 (segundos) que satisfaz a relação definida pela equação (3) ou (4) dada posteriormente aqui.
[0059] Ao realizar o processo de produção de acordo com a presente invenção, é necessário soprar um gás descarburizante para dentro do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico e produzir uma atmosfera descarburizante sobre o lado da superfície interna do tubo para descarburizar a camada carburizada resultante da adesão de carbono à superfície interna do tubo. Para esse propósito, um meio para soprar diretamente um gás descarburizante de um bocal em direção à superfície interna do tubo pode ser empregado, ou um gás descarburizante usado como o gás atmosférico do forno pode ser soprado no tubo que será tratado par calor de modo que passe através do mesmo de uma extremidade para outra utilizando a diferença de pressão entre as extremidades opostas do tubo devido à pressão do forno no forno de tratamento térmico.
[0060] Utilizável como o "gás descarburizante" na prática da presente invenção consiste em gases descarburizantes, inclusive em gases oxidantes, tais como, oxigênio, dióxido de carbono e vapor, e esses gases podem ser usados em mistura com um gás não-oxidante, tal como, gás nitrogênio, gás hidrogênio e/ou gás nobre.
[0061] No processo de produção de acordo com a presente invenção, o efeito descarburizante no tratamento térmico utilizando o " gás descarburizante" pode ser definido com base no comportamento de difusão de carbono (C) em γ-Fe. Assim, o coeficiente de difusão D (cm2/segundo) de carbono (C) é determinado pela seguinte equação (8), onde T (°C) é a temperatura de aquecimento do material que será tratado termicamente: D = 0,663-EXP (-37460/1,987/(T+273)) (8) [0062] Então, a distancia X (cm) ao longo de cada carbono (C) se difunde através do material que será tratado durante o tempo t (segundos) é determinada pela seguinte equação (9): X = (2Dt)1/2 (9) [0063] No processo de produção de acordo com a presente invenção, a profundidade carburizada, H (pm), que será descarburizada no tratamento térmico, corresponde à distância de difusão, X (cm), como indicado pela equação acima (9), e a substituição das equações acima (8) e (9) na equação (6) mostrada na Figura 2 mencionada acima fornece a relação representada pela seguinte equação (1a): H = 2,5 x C = X x 104 = (2Dt)1/2 x 104 = {2 x 0,663 x 108 t -EXP (-37460/1,987/(T+273))}1/2 (1a) [0064] Aqui, quando, na relação representada pela equação acima (1a), o peso equivalente de carbono, ou seja, a soma do peso de grafite e o teor de carbono do aglutinante orgânico em um lubrificante usado para a barra de mandril, par unidade de área do lubrificante que se adere à superfície da barra de mandril, é expressa como C (g/m2), a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico como T (°C) e o tempo durante o qual um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo que será tratado termicamente como t1 (segundos), a relação representada pela seguinte equação (1) pode ser satisfeita. 2,5 x C = 11,326 x 108 x t1 x EXP (-37460/1,987/(T+273))}1/2 (1) [0065] Ademais, quando, baseado na correlação entre o nível máximo de carburização, AC, sobre a superfície interna do tubo e a profundidade carburizada, H, como indicado pela equação (7) determinada acima, a relação 2,5C = 4000 x AC for substituído na equação acima (1) e o nível máximo de carburização na superfície interna do tubo que será tratado termicamente, porém antes do tratamento térmico é expresso como AC (%), a temperatura de aquecimento no tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico como T (°C) e o tempo durante o qual um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo que será tratado termicamente como t2 (segundos), a relação representada pela seguinte equação (2) pode ser satisfeita: 4000 x AC = {1,326 x 108 x t2 x EXP (-37460/1,987/(T+273))}1/2 (2) [0066] Portanto, no processo de produção de acordo com a presente invenção, a parte carburizada formada na superfície interna do tubo pode ser descarburizada e a camada carburizada pode ser reduzida ao empregar um tempo de sopro mais longo do que o tempo ti ou t2 (segundos) determinado a partir da equação acima (1) ou (2) como o tempo de sopro de gás descarburizante real no tratamento térmico.
[0067] No caso de conduzir um trabalho a frio, a profundidade carburizada da superfície interna também diminui pela redução (proporção) em espessura de parede como causado pelo trabalho a frio, de modo que o tempo de sopro de gás possa ser reduzido no tratamento térmico após o trabalho a frio. Mais especificamente, quando a espessura de parede do tubo antes do trabalho a frio for expressa como W0 e a espessura de parede após o trabalho a frio como W1, a camada carburizada pode ser reduzida ao empregar um tempo de sopro mais longo que o tempo t3 ou t4 determinado a partir da equação (3) ou (4) mostrada abaixo como o tempo de sopro de gás descarburizante real no tratamento térmico. (W1/W0) x 2,5 x C = {1,326 x 108 x t3 x EXP (-37460/1,987/(T+273))}1/2 (3) (W1/W0) x 4000 x AC = {1,326 x 108 x t4 x EXP (-37460/1,987/(T+273))}1/2 (4) [0068] No processo de produção de acordo com a presente invenção, a temperatura de aquecimento T (°C) do tubo que será tratado no tratamento térmico é desejavelmente não menor que 1000°C, com mais preferência, não menor que 1050°C, uma vez que o tratamento térmico é pertinente ao tratamento térmico da solução como um tratamento térmico de produto ou tratamento térmico de recozimento antes do trabalho a frio. Embora nenhum limite superior à temperatura de aquecimento T (°C) seja prescrito, um limite superior é desejavelmente ajustado a um nível de 1300°C uma vez que, em temperaturas de aquecimento que excedem 1300°C, a perda por carepa aumenta, não só reduzindo a produção do produto como também aumentando o consumo de energia da unidade.
[0069] Uma vez que o processo de produção de acordo com a presente invenção serve para evitar tal problema de corrosão como fissuração por corrosão sob tensão devido à camada carburizada na superfície interna do tubo por meio de descarburização, os alvos da presente invenção são aqueles aços inoxidáveis que são transformados em uma fase austenítica mediante aquecimento a 1000°C ou mais. Como exemplos específicos, podem ser mencionados SUS 405, SUS 410, SUS 304, SUS 309, SUS 310, SUS 316, SUS 347, SUS 329, NCF 800 e NCF 825, e aços inoxidáveis equivalentes a esses.
[0070] O tratamento térmico proporcionado pela presente invenção pode ser aplicado não só em um tratamento térmico de produto de tubos de aço laminados por acabamento a quente ou de tubos de aço derivados, por trabalho a frio, de tubos principais laminados a quente que serão trabalhados a frio como também em um tratamento térmico para recozimento de tubo principal quando os tubos principais laminados a quente que serão trabalhados a frio forem submetidos a um tratamento térmico para recozimento, e também, quando um tratamento térmico para recozimento é realizado em uma etapa intermediária entre as etapas de trabalho a frio, em tal tratamento térmico para recozimento. Ademais, esse também pode ser aplicado tanto no tratamento térmico para recozimento de tubo principal de tubos principais que serão trabalhados a frio como no tratamento térmico de produto após o trabalho a frio.
[0071] Assim, o tratamento térmico proporcionado pela presente invenção pode ser aplicado, em tais processos de laminação a quente e trabalho a frio como mostrado a titulo de exemplo na Tabela 2, no tratamento térmico de produto sublinhado e/ou tratamento térmico para recozimento de tubo principal. Em cada tal etapa de tratamento térmico, é possível descarburizar a parte carburizada e reduzir a carburização de superfície interna no estágio de tubos de aço de produto ao soprar um gás descarburizante como aconselhado pela presente invenção. Ademais, no caso de aplicação no tratamento térmico de produto após o trabalho a frio ou no tratamento térmico para recozimento intermediário entre as etapas de trabalho a frio, o tempo de sopro de gás descarburizante pode ser determinado levando em consideração a redução de espessura de parede em trabalho a frio até o tratamento térmico. [Tabela 2] Tabela 2 EXEMPLOS (Exemplo 1) [0072] Os tarugos que possuem um diâmetro de 200 mm e um comprimento de 3000 mm e feios de aço SUS 304 ou aço SUS 316, cujas composições são como mostradas na Tabela 3, foram preparados como matéria-prima, aços inoxidáveis, que será laminada. [Tabela 3] [0073] Esses dois tipos de tarugo foram aquecidos em um forno de aquecimento tipo soleira rotativa dentro da faixa de temperatura de 1150 a 1250°C, e cada tarugo foi alimentado em um perfurador Mannesmann para obter um invólucro oco com um diâmetro externo de 200 mm e uma espessura de parede de 16 mm, e o invólucro oco foi então alimentado em um laminador de mandril para obter um tubo cego de laminação de acabamento com um diâmetro externo de 110 mm e uma espessura de parede de 5,5 mm.
[0074] Nesse caso, a barra de mandril usada para laminação com alongamento foi coberta com um lubrificante preparado ao misturar um lubrificante à base de grafite e um lubrificante isento de grafite em uma razão adequada de modo que a quantidade de carbono que se adere à superfície da barra de mandril possa atingir um nível dentro da faixa de 10 a 80 g/m2. Após a laminação com alongamento sobre um laminador de mandril, cada tubo cego foi reaquecido em um fomo de reaquecimento a uma temperatura de aquecimento de 1000°C durante um tempo de retenção de 20 minutos. Então, o tubo cego foi alimentado em um redutor de estiramento para obter um tubo de aço de acabamento a quente com um diâmetro externo de 45,0 mm e uma espessura de parede de 5,0 mm.
[0075] Os tubos de aço obtidos dessa maneira foram desincrustados por decapagem, ou seja, durante 60 minutos de imersão em uma solução de ácido nítrico-ácido hidrofluórico e, então, aquecidos em um forno de tratamento térmico de produto enquanto ar, como um gás descarburizante, foi soprado para dentro do tubo de aço que será tratado termicamente sob várias condições; nesse caso, a temperatura de aquecimento T (°C) e o tempo de sopro (segundos) variaram. Os tubos foram imersos novamente em uma solução de ácido nítrico-ácido hidrofluórico durante 60 minutos para desincrustação, para obter os produtos finais.
[0076] Para a medida do peso equivalente de carbono C (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril, 8 a 10 amostras da superfície da barra de mandril que se aderem às substâncias foram coletadas sem omissão das localizações relevantes sobre cada barra de mandril per polimento com uma lima de metal até a exposição do metal de base e avaliadas por análise quantitativa e de medida de peso de carbono para determinar o valor máximo do peso de carbono que se adere à superfície da barra de mandril.
[0077] O nível máximo de carburização, AC, na superfície interna do tubo de aço foi determinado ao tirar espécimes de teste para teste de análise de carburização das extremidades do tubo de uma pluralidade de tubos de teste antes do tratamento térmico de produto como produzidos sob as mesmas condições, submetendo os mesmos a um espectrofotômetro de emissão para a determinação de concentrações de C em uma pluralidade de locais sobre a superfície interna do tubo de aço, e calcula-se a diferença entre o valor máximo entre esses e o teor de C no meio da espessura de parede do tubo.
[0078] Ademais, o nível máximo de carburização, AC, após o tratamento térmico de produto foi avaliado da mesma maneira ao tirar espécimes de teste para teste de análise de carburização das extremidades de tubo de uma pluralidade de tubos de teste após o tratamento térmico de produto, submetendo os mesmos a um espectrofotômetro de emissão para a determinação de concentrações de C em uma pluralidade de locais sobre a superfície interna do tubo de aço, e calcula-se a diferença entre o valor máximo entre esses e o teor de C no meio da espessura de parede do tubo. Os resultados desses testes são mostrados na Tabela 4.
[0079] Como mostrado na Tabela 4, os níveis máximos de carburização, AC, após o tratamento térmico do produto foram satisfatoriamente menores em valor do que os níveis máximos de carburização, AC, antes do tratamento térmico de produto e a camada carburizada da superfície interna do tubo poderia ser reduzida nos produtos finais quando, no tratamento térmico de produto, as condições de sopro de gás descarburizante prescritas pela presente invenção forem satisfeitas, ou seja quando, naqueles casas onde as equações (1) e (2) determinadas acima forem satisfeitas respectivamente, cada tempo de sopro de gás descarburizante real foi mais longo do que o tempo t1 e tempo t2 (segundos) respectivamente derivado das equações (1) e (2) determinadas acima. Mesmo em casos onde o nível máximo de carburização, AC, antes do tratamento térmico do produto é tão baixo quanta cerca de 0,01 %, o nível máximo de carburização, AC, após o tratamento térmico de produto pode se tornar menor ao aplicar a presente invenção. (Exemplo 2) [0080] Os tarugos que possuem um diâmetro de 200 mm e um comprimento de 3000 mm e feitos de aço SUS 304 ou aço SUS 316, cuja composição foi mostrada acima na Tabela 3, foram aquecidos em um forno de aquecimento tipo soleira rotativa dentro da faixa de temperatura de 1150 a 1250°C, e cada tarugo foi alimentado em um perfurador Mannesmann para obter um invólucro oco com um diâmetro externo de 200 mm e uma espessura de parede de 16 mm, e o invólucro oco foi então alimentado em um laminador de mandril para obter um tubo cego de laminação de acabamento com um diâmetro externo de 110 mm e uma espessura de parede de 5,5 mm.
Tabela 4 Notas: Na tabela, o símbofo * indica que cada valorTião Eõnsegue satisfazer a exigência prescrita pela presente invenção. O valor 0% de ÁC após o tratamento térmico indica que rião houve carburização sobre a superfície interna do tubo.
[0081] Nesse caso, a barra de mandril usada para laminação com alongamento foi coberta com um lubrificante preparado ao misturar um lubrificante à base de grafite e um lubrificante isento de grafite em uma razão adequada de modo que a quantidade de carbono que se adere à superfície da barra de mandril possa atingir um nível dentro da faixa de 10 a 80 g/m2. Após a laminação com alongamento sobre um laminador de mandril, cada tubo cego foi reaquecido em um forno de reaquecimento a uma temperatura de aquecimento de 1000°C durante um tempo de retenção de 20 minutos. Então, o tubo cego foi alimentado em um redutor de estiramento para obter um tubo principal que será trabalhado a frio, com um diâmetro externo de 45,0 mm e uma espessura de parede de 5,0 mm.
[0082] Os tubos principais obtidos dessa maneira que serão trabalhos a frio foram desincrustados por decapagem, ou seja, durante 60 minutos de imersão em uma solução de ácido nítrico-ácido hidrofluórico e, então, submetidos a estiramento a frio sobre uma máquina de estiramento a frio utilizando uma matriz e um peregrino em um diâmetro externo de 38,0 mm e uma espessura de parede de 4,0 mm (taxa de redução de espessura de parede: 20%). Os tubos foram aquecidos em um fomo de tratamento térmico de produto enquanto ar, como um gás descarburizante, foi soprado para dentro do tubo de aço que será tratado termicamente sob várias condições; nesse caso, a temperatura de aquecimento T (°C) e o tempo de sopro (segundos) variaram. Os tubos foram imersos novamente em uma solução de ácido nítrico-ácido hidrofluórico durante 60 minutos para desincrustação, para obter os produtos finais.
[0083] A medida do peso equivalente de carbono C (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril foi realizada da mesma maneira que no Exemplo 1. O nível máximo de carburização, AC, sobre a superfície interna do tubo de aço foi avaliado ao tirar espécimes de teste para teste de análise de carburização das extremidades do tubo de uma pluralidade de tubos de teste antes e após o tratamento térmico de produto como produzidos sob as mesmas condições, submetendo os mesmos a uma análise da mesma maneira que no Exemplo 1 e calcula-se a diferença entre o valor máximo entre esses e o teor de C no meio da espessura de parede do tubo. Os resultados obtidos dessa maneira são mostrados na Tabela 5.
[0084] Como mostrado na Tabela 5, os níveis máximos de carburização, AC, após o tratamento térmico do produto foram satisfatoriamente menores em valor do que os níveis máximos de carburização, AC, antes do tratamento térmico de produto e a camada carburizada da superfície interna do tubo poderia ser reduzida nos produtos finais quando, no tratamento térmico de produto após o trabalho a frio, as condições de sopro de gás descarburizante prescritas pela presente invenção forem satisfeitas, ou seja quando, naqueles casos onde as equações (1) e (2) determinadas acima forem satisfeitas respectivamente, cada tempo de sopro de gás descarburizante real foi mais longo do que o tempo t1 e tempo t2 (segundos) respectivamente derivado das equações (1) e (2) determinadas acima. Mesmo em casos onde o nível máximo de carburização, AC, antes do tratamento térmico do produto é tão baixo quanto cerca de 0,01 %, o nível máximo de carburização, AC, após o tratamento térmico de produto pode se tornar menor ao aplicar a presente invenção.
[0085] Ademais, quando as equações (3) e (4), levando em consideração a redução de espessura de parede na etapa de trabalho a frio, forem satisfeitas e cada tempo de sopro de gás descarburizante real foi mais longo do que o tempo t3 e tempo t4 (segundos) respectivamente derivados das equações (3) e (4), porém o tempo de sopro de gás ti e Í2 respectivamente derivado das equações mencionadas acima (1) e (2) não foi satisfeito (Nos de Teste. 17, 23 e 25), os níveis máximos de carburização, AC, após o tratamento térmico do produto também eram suficientemente pequenos em valor comparados com os níveis máximos de carburização, AC, antes do tratamento térmico do produto e, assim, a carburização do lado da superfície interna do tubo poderia ser reduzida também nos produtos finais após o trabalho a frio.
Tabela 5 APLICABILIDADE INDUSTRIAL
[0086] Uma vez que agora é possível estimar a profundidade carburizada, H, com base no peso equivalente de carbono C (g/m2) sobre a superfície da barra de mandril ou o nível máximo de carburização, AC (%), sobre a superfície interna do tubo, mesmo quando a adesão de carbono sobre a superfície interna do tubo for induzida pelo resíduo do lubrificante à base de grafite usado na laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril, por exemplo em laminação por esmerilhamento com mandril, ou pela transferência de carbono e espalhado pela linha de produção, o processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura de acordo com a presente invenção toma possível reduzir a camada carburizada por descarburização da parte carburizada para obter dessa forma tubos de aço sem costura excelentes em qualidade de superfície interna ao controlar a temperatura de aquecimento T (°C) do tubo que será tratado par calor no tratamento térmico subsequente e o tempo de sopro de gás descarburizante fi ou t2 (segundos) ou, quando o trabalho a frio for conduzido e então o tratamento térmico for realizado, ao controlar o tempo de sopro t3 ou t4 (segundos) calculado levando em consideração a redução de espessura de parede na etapa de trabalho a frio. Assim, o processo é adequado para uso como um processo para produzir tubos de aço inoxidável em que a deterioração causada pela carburização em resistência à corrosão se tornou mais que um problema.
REIVINDICAÇÕES
Claims (6)
1. Processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura, em que o processo inclui as etapas de: laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; e laminação por dimensionamento, seguido por um tratamento térmico de produto, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o peso equivalente de carbono, ou seja, a soma do peso de grafite e o teor de carbono de um aglutinante orgânico em um lubrificante usado para a barra de mandril, por unidade de área do lubrificante que se adere à superfície da barra de mandril na etapa mencionada acima de laminação com alongamento, é C em g/m2, e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico mencionado acima é T em °C, um gás descarburizante é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t1 em segundos que satisfaz a relação definida pela equação (1) dada abaixo: 2,5 x C = {1,326 x 108 x t1 x EXP (-37460/1,987/(T + 273))}1/2 (1)
2. Processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de: laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; e laminação por dimensionamento, seguido por um tratamento térmico de produto, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o nível máximo de carburização na superfície interna do tubo que será tratado termicamente antes do tratamento térmico mencionado acima é AC em % por massa, e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico mencionado acima é T em °C, um gás de descarburização é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t2 em segundos que satisfaz a relação definida pela equação (2) dada abaixo: 4000 x ΔΟ = {1,326 x 108 x t2 x EXP (-37460/1,987/(T + 273))}1/2 (2)
3. Processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de: laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; e laminação por dimensionamento, seguido por trabalho a frio, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o peso equivalente de carbono, ou seja, a soma do peso de grafite e o teor de carbono do aglutinante orgânico em um lubrificante usado para a barra de mandril, por unidade de área do lubrificante que se adere à superfície da barra de mandril na etapa mencionada acima de laminação com alongamento, é C em g/m2, e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico antes do trabalho a frio mencionado acima e/ou no tratamento térmico após o trabalho a frio é T em °C, um gás de descarburização é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t1 em segundos que satisfaz a relação definida pela equação (1) dada abaixo: 2,5 x C = {1,326 x 108 x h x EXP (-37460/1,987/(T + 273))}1/2 (1)
4. Processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de: laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; e laminação por dimensionamento, seguido por trabalho a frio, e CARACTERIZADO pelo fato de que quando o nível máximo de carburização na superfície interna do tubo que será tratado termicamente, porém antes do tratamento térmico antes e/ou após o trabalho a frio mencionado acima é ΔC em % por massa, e a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico mencionado acima é T em °C, um gás de descarburização é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t2 em segundos que satisfaz a relação definida pela equação (2) dada abaixo: 4000 x ΔΟ = {1,326 x 108 x t2 x EXP (-37460/1,987/(T + 273))}1/2 (2)
5. Processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de: laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; laminação por dimensionamento, e trabalho a frio, seguido por tratamento térmico, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o peso equivalente de carbono, ou seja, a soma do peso de grafite e o teor de carbono do aglutinante orgânico em um lubrificante usado para a barra de mandril, por unidade de área do lubrificante que se adere à superfície da barra de mandril na etapa mencionada acima de laminação com alongamento, é C em g/m2, a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico após o trabalho a frio mencionado acima é T em °C e, ainda, a espessura da parede do tubo antes do trabalho a frio é W0 e a espessura da parede do tubo após o trabalho a frio é W1 um gás de descarburização é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t3 em segundos que satisfaz a relação definida pela equação (3) dada abaixo: (W1/W0) x 2,5 x C = {1,326 x 108 x ts x EXP (-37460/1,987/(T + 273))}1/2 (3)
6. Processo para produzir tubos de aço inoxidável sem costura em que o processo inclui as etapas de: laminação com perfuração; laminação com alongamento utilizando uma barra de mandril; laminação por dimensionamento, e trabalho a frio, seguido por tratamento térmico, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o nível máximo de carburização na superfície interna do tubo que será tratado termicamente antes do trabalho a frio mencionado acima é ΔC em % por massa, a temperatura de aquecimento do tubo que será tratado termicamente no tratamento térmico após o trabalho a frio mencionado acima é T em °C e, ainda, a espessura da parede do tubo antes do trabalho a frio é W0 e a espessura da parede do tubo após o trabalho a frio é Wi, um gás de descarburização é soprado para dentro do tubo durante o tratamento térmico mencionado acima durante um período de tempo mais longo do que o tempo de sopro de gás estimado t4 em segundos que satisfaz a relação definida pela equação (4) dada abaixo: (W1/W0) x 4000 x AC = {1,326 x 108 x t4 x EXP (-37460/1,987/(T + 273))}1/2 (4)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B25A | Requested transfer of rights approved |
Owner name: NIPPON STEEL AND SUMITOMO METAL CORPORATION (JP) |
|
| B06T | Formal requirements before examination [chapter 6.20 patent gazette] | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B25D | Requested change of name of applicant approved |
Owner name: NIPPON STEEL CORPORATION (JP) |
|
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/12/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/12/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |
|
| B16C | Correction of notification of the grant [chapter 16.3 patent gazette] |
Free format text: REF. RPI 2553 DE 10/12/2019 QUANTO AO DESENHO. |