BRPI0807036B1

BRPI0807036B1 - método de operação de um endireitador

Info

Publication number: BRPI0807036B1
Application number: BRPI0807036A
Authority: BR
Inventors: Osako Hajime
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp; Nippon Steel Corp; Sumitomo Metal Ind
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2020-02-04
Also published as: US8006528B2; EP2116316A1; US20100005848A1; WO2008087929A1; EP2116316A4; JP2008173643A; EP2116316B1; BRPI0807036A2; CN101626849A

Abstract

método para produzir cano de aço inoxidável duplex, método de endireitamento, método de regulagem de resistência e método de operação do endireitador trata-se de endireitar um cano de aço inoxidável duplex em um endireitador de canos de múltiplos roletes, sendo que o valor de a definido pela fórmula (1) é ajustado para não mais do que 2,0%, quando não é necessário aumentar a resistência mecânica do cano, e o valor de a é ajustado para mais de 2,0%, mas não mais do que 3%, quando é necessário aumentar a resistência mecânica do cano. deste modo, a resistência mecânica do cano de aço inoxidável duplex é regulada. a= (di- hi)/di ... 1 onde cada um dos símbolos da fórmula (1) indica o seguinte: di: o diâmetro externo (mm) do cano no lado da entrada de um iésimo suporte do endireitador hi: o espaço (mm) entre as partes inferiores com ranhuras dos roletes em um iésimo suporte do endireitador.

Description

MÉTODO DE OPERAÇÃO DE UM ENDIREITADOR.

Campo da Técnica [0001] A presente invenção diz respeito a um método para operação de um endireitador em um processo de produção de um cano de aço inoxidável duplex.

Antecedentes [0002] O aço inoxidável duplex é um material de grande resistência, em comparação com um aço inoxidável austenítico ou um aço inoxidável ferrítico, pois a fase ferrítica e a fase austenítica estão uniformemente dispersas no aço inoxidável duplex. O aço inoxidável duplex é facilmente processável para a obtenção de grandes deformações, e por isso vem sendo largamente utilizado por motivos econômicos relativos à processabilidade. Em particular, o aço inoxidável duplex com alto teor de Cr e alto teor de Mo também possui excelente resistência à corrosão, e por isso este aço é utilizado em diversas áreas como material para canos de processamento e canos de sistema hidráulico em permutadores de calor, e nas indústrias química e de petróleo.

[0003] Por exemplo, o documento JP S62-56556 A apresenta um aço inoxidável duplex de alta resistência que contém elementos com capacidade de fortalecimento de solução sólida, como o Cr, Mo e N, e com excelente resistência à água do mar. Os documentos de patente 2 e 3 apresentam um aço inoxidável duplex de alta resistência com alta resistência à corrosão aprimorada pelo acréscimo de W, além do Cr, Mo e N.

[0004] O documento JP 2002-241838 A apresenta um método para produção de um cano de aço inoxidável duplex. Este método possui etapas para a preparação do aço inoxidável duplex com uma composição química predeterminada e um parâmetro de PI (=10C + 16N + Si + 1,2Mn + Ni + Co +Cr + 3Mo) de 35 ou mais, produzindo um cano não-tratado através de trabalho a quente, submetendo o cano não-tratado ao trabalho a frio ou trabalho a morno com uma taxa de redução da área de seção cruzada de

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10% ou mais, e efetuando um tratamento a calor com solução. O tratamento a calor com solução é efetuado elevando-se a temperatura com uma taxa de aquecimento predeterminada na faixa entre 600° C e 900° C, aquecendo uniformemente na faixa entre 1020° C e 1180° C durante 1 minuto ou mais, seguido de esfriamento rápido.

[0005] Conforme descrito nos documentos acima, a resistência mecânica do aço inoxidável duplex vem sendo regulada, convencionalmente, através do ajuste da composição química, controle das condições do tratamento a calor com solução, etc.

[0006] Um cano de aço inoxidável duplex é produzido através do ajuste do tamanho de um cano não-tratado por um dimensionador, cortador ou similar e da correção de uma parte deformada do cano para endireitar o cano em um endireitador, ao mesmo tempo em que é ajustado o perímetro exterior do cano de formato elíptico.

[0007] Com respeito ao método de endireitamento de canos de aço inoxidável, o documento JP 2005-138164 A apresenta um método de endireitamento para melhorar a retidão de um cano em toda a sua extensão com o uso de um endireitador de múltiplos roletes composto de diversos suportes, sendo que os roletes reentrantes são colocados de frente um para o outro ou em zigue-zague, e um endireitador de 2 roletes composto de um par de roletes reentrantes ou um par com um rolete reentrante e um convexo de modo a reduzir a margem da extremidade do cano a ser cortada na etapa de corte.

[0008] A Figura 1 é um diagrama de padrão que mostra um exemplo de um endireitador de canos de roletes múltiplos. Conforme mostra a Figura 1, o endireitador de roletes múltiplos possui três ou mais suportes, cada um equipado com um par de roletes com orifício R e R. Os roletes com orifício R e R ficam dispostos um de frente para o outro a um ângulo de inclinação predeterminado. Os pares de roletes com orifício são dispostos de modo que o eixo do centro do orifício de pelo menos um dos suportes (no

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3/9 exemplo da Figura 1, o suporte No. 2) não esteja alinhado com o eixo do centro do orifício dos outros suportes (doravante, esta disposição será chamada de “desalinhamento”). O espaço entre as ranhuras das partes inferiores do par de roletes com orifício R e R em cada um dos suportes é ajustado para ser menor do que o diâmetro externo de um cano P no lado da entrada de cada suporte. Desta maneira, o cano P é comprimido quando passa por cada um dos suportes. No endireitador de canos com roletes múltiplos, visto que o cano P é girado na direção de sua circunferência enquanto é inserido na direção da seta da Figura 1, a parte deformada do cano é endireitada e a forma seccional do mesmo é ajustada.

[0009] As quantidades de desalinhamento e compressão nos endireitadores de cano com roletes são fatores importantes para se obter o endireitamento do cano P. O requerente propõe diversos métodos para a definição da quantidade de desalinhamento e de compressão.

[0010] Por exemplo, o requerente propõe, no documento JP 2001-179340 A, um método que inclui: medir uma carga a ser aplicada aos roletes com orifício dispostos em cada suporte e definir a proporção de desalinhamento e a proporção de compressão de modo que a carga medida seja igual a uma carga predeterminada.

[0011] O requerente propõe, no documento JP H02-207921 A, um método que inclui: fazer uma estimativa do desgaste de um rolete com orifício e definir as quantidades de desalinhamento e compressão dependendo da proporção de desgaste estimada. No documento JP H0472619 B, o requerente propõe um método que inclui a definição da quantidade de desalinhamento e da quantidade de compressão com base em uma fórmula teórica sobre o comportamento de deformação de um cano em uma etapa de endireitamento.

[0012] O documento JP S55 103222 A descreve um tubo de aço inoxidável sem costura de austenita, mas não descreve um tubo de aço

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4/9 inoxidável duplex, que é pretendido pela presente invenção. Um tubo de aço inoxidável duplex é totalmente diferente de um tubo de aço inoxidável de austenita.

Apresentação da Invenção

Problemas a Serem Solucionados pela Invenção [0013] Os inventores conduziram um estudo a respeito de como regular a resistência mecânica dos canos de aço inoxidável duplex através de um meio que não fosse o ajuste da composição química ou o controle das condições do tratamento a calor com solução. Como resultado do estudo, os inventores tiveram a idéia de utilizar um endireitador para assegurar a retidão e a circularidade de canos de aço. Como resultado de uma pesquisa extensa, os inventores descobriram que a resistência mecânica dos canos de aço inoxidável duplex pode ser regulada através do ajuste da quantidade de compressão de um endireitador, e elaboraram a presente invenção.

[0014] Conforme descrito acima, os documentos de patente de 5 a 8, referentes a um endireitador, investigaram questões como a melhoria do efeito de endireitamento e da estabilidade, mas não fizeram investigações referentes ao uso de um endireitador para regular a resistência mecânica dos canos de aço inoxidável duplex.

[0015] Um dos objetivos da presente invenção é fornecer um método para a operação de um endireitador para uma produção de um cano de aço inoxidável duplex que seja capaz de regular a resistência mecânica deste através de um meio que não seja o ajuste da composição química ou o controle do tratamento a calor com solução. Meios para Solucionar os Problemas [0016] A essência da presente invenção é um método para operar um endireitador a fim de melhorar a resistência mecânica do cano (P) com as etapas de:

uso de um endireitador de roletes múltiplos,

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5/9 endireitamento de um cano de aço inoxidável duplex em um par de roletes com orifício situados em lados opostos, caracterizado por:

ajustar o valor de A definido pela fórmula (1) em uma faixa de mais do que 2,5% mas não mais do que 3% quando for necessário melhorar a resistência mecânica do cano,

A = (Di - Hi)/Di ...1 onde cada um dos símbolos da fórmula (1) indica o seguinte:

Di: o diâmetro externo (mm) do cano no lado da entrada de um iésimo suporte do endireitador

H_i: o espaço (mm) entre as partes inferiores com ranhuras dos roletes em um iésimo suporte do endireitador.

Efeito da Invenção [0017] De acordo com a presente invenção, a resistência mecânica dos canos de aço inoxidável duplex pode ser regulada pelo endireitador, obtendo-se assim uma maior flexibilidade de composição química e condições de tratamento a calor.

Descrição Breve dos Desenhos [0018] A Figura 1 é um diagrama de padrão que mostra um exemplo de um endireitador com múltiplos roletes.

[0019] A Figura 2 é um diagrama que mostra os resultados do Exemplo organizados em uma relação entre YS e o valor de A a uma temperatura normal.

[0020] A Figura 3 é um diagrama que mostra os resultados do Exemplo organizados em uma relação entre YS e o valor de A a uma temperatura de 120° C.

Melhor Modo de Execução da Invenção [0021] Na presente invenção, ao endireitar um cano de aço inoxidável em um endireitador de roletes múltiplos (doravante chamado apenas de “endireitador”), o valor de A é estabelecido em uma faixa de mais de 2,0%, mas não mais do que 3% quando é necessário melhorar a

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6/9 resistência mecânica do cano,

D_i: o diâmetro externo (mm) do cano no lado da entrada de um iésimo suporte do endireitador

[0022] O valor de A indica a proporção da quantidade de compressão do cano de aço inoxidável duplex com relação ao diâmetro externo do cano. Se o valor de A não for superior a 2,0%, a resistência mecânica do cano é a mesma antes e depois do endireitamento. Assim, a resistência, que é obtida através do ajuste adequado da composição química e das condições do tratamento a calor, pode ser mantida. Os inventores descobriram que a resistência mecânica do cano de aço inoxidável duplex aumenta se o valor de A for maior do que 2,0%. A quantidade de compressão pode ser controlada de modo que o valor de A seja estabelecido na faixa de mais de 2,0% se for necessário aumentar a resistência mecânica obtida através do ajuste adequado da composição química e das condições do tratamento a calor.

[0023] O valor de A deve ser ajustado de modo a não ser inferior a 2,5%. A resistência à tração a uma temperatura normal e a uma temperatura alta (120° C) pode ser imposta ajustando-se a quantidade de compressão de modo que o valor de A fique estabelecido em não menos do que 2,5%. Esta é uma constatação da pesquisa feita pelos inventores. O limite superior do valor de A não é dado especificamente, mas uma quantidade de compressão excessivamente grande pode deteriorar a resistência à fratura, embora a resistência aumente. Em vista disto, o valor de A deve ser ajustado, preferivelmente, para não mais do que 3,0%.

[0024] O diâmetro externo do cano pode ser medido, por exemplo, através de:

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7/9 um método que utilize um equipamento de medição disposto no lado da entrada do endireitador;

um método que calcule o diâmetro externo do lado da entrada do endireitador com base no diâmetro externo do cano medido no lado da saída do trabalho a quente, etc. Pode-se omitir a medição do diâmetro externo de um cano entre os suportes, levando-se em conta que o diâmetro externo do cano no lado da entrada de cada suporte é igual ao espaço entre as partes inferiores com ranhuras dos roletes do suporte anterior.

[0025] A proporção de desalinhamento (a distância entre os eixos dos orifícios centrais do par de roletes com orifício R e R que estabelecem o desalinhamento e outro par R e R de roletes com orifício) não é limitada especificamente, mas é, preferivelmente, de cerca de 5% do diâmetro externo do cano no lado da entrada do endireitador.

[0026] Assim, de acordo com a presente invenção, é possível endireitar o cano de aço inoxidável duplex e também regular a resistência do cano através do uso de um endireitador. Além disso, é possível produzir canos de aço com diferentes resistências a partir de canos de aço inoxidável duplex não-tratados com a mesma composição química.

Exemplo [0027] Canos não-tratados (diâmetro externo: 219,1 mm, diâmetro interno:159,1 mm, comprimento: 8000 mm) de aço inoxidável duplex, conforme mostra a Tabela 1, foram produzidos de modo a confirmar os efeitos da presente invenção. Então, os canos não-tratados foram submetidos a tratamento com solução (1080° C x 30 minutos), e endireitados em um endireitador. O endireitador foi utilizado com diversas condições de compressão.

Tabela 1

Carga	Composições Químicas (% massa, com o balanço sendo Fe e impurezas)
C	Si	Mn	P	S	Ou	Or	Ni	Mo	Nb	N

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A	0,019	0,33	0,44	0,023	0,0005	0,45	24,78	6,65	3,09	0,012	0,30
B	0,014	0,38	0,45	0,024	0,0009	0,48	24,98	6,61	3,09	0,005	0,30
C	0,014	0,37	0,49	0,025	0,0005	0,52	24,78	6,66	3,11	0,006	0,28

[0028] Os testes de tração à temperatura normal e a uma temperatura de 120° C, bem como testes de Charpy (-50 ° C, entalhe em V de mm) foram executados com várias composições químicas e condições de compressão, e as resistências mecânicas dos canos foram examinadas. Os resultados aparecem na Tabela 2.

Tabela 2

N^o	Carga	Valor de A %	Resistência (Mpa)	Avaliação de resistência a fraturas
Temp. Normal	120° C
YS	TS	YS	TS
1	A	0,6	606	847	461	742	O
2	A	1,3	598	845	455	730	O
3	A	1,3	612	850	457	731	O
4	A	1,3	608	846	458	735	O
5	A	1,3	608	847	462	740	O
6	A	1,3	598	847	462	738	O
7	A	2,1	616	849	456	736	O
8	A	2,1	614	845	461	736	O
9	A	2,6	618	849	472	735	O
10	A	2,6	620	844	459	739	O
11	A	2,8	623	846	475	738	O
12	A	3,2	635	849	490	740	O
13	A	3,2	630	854	490	732	X
14	A	3,2	618	859	478	736	X
15	B	0,6	610	858	468	741	O
16	B	0,6	612	854	469	740	O

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17	B	0,6	608	848	466	738	O
18	B	0,6	608	854	470	741	O
19	C	0,6	604	846	456	721	O
20	O	0,6	610	847	465	733	O

O valor de A é definido pela fórmula (1).

A tenacidade foi avaliada pela percentagem de fratura na direção longitudinal a -50° C.

O: Não houve menos de 50% de fratura no espécime.

X: Houve menos de 50% de fratura no espécime.

[0029] As Figuras 2 e 3 são diagramas organizados dos resultados mostrados na Tabela 2. A Figura 2 mostra a relação entre YS e o valor de A a uma temperatura normal, e a Figura 3 mostra a relação entre YS e o valor de A a uma temperatura de 120° C.

[0030] Como mostram a Tabela 2 e a Figura 2, YS a uma temperatura normal não apresentou nenhuma mudança substancial quando A não era superior a 2,0%, e aumentou gradualmente quando A era superior a 2,0%. Em alguns dos canos (No. 13 e No. 14) nos quais o valor de A estava em uma faixa acima de 3,0%, a resistência a fraturas se deteriorou. Além disso, como mostram a Tabela 2 e a Figura 3, YS a 120° C foi significativamente reforçado quando A era superior a 2,5%.

Aplicabilidade Industrial [0031] De acordo com a presente invenção, a resistência mecânica dos canos de aço inoxidável duplex pode ser regulada pelo endireitador, obtendo-se assim uma maior flexibilidade de composição química e condições de tratamento a calor.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para melhorar a resistênciade um tubo de aço inoxidável duplex (P) com uma microestrutura em que uma fase de ferrita e uma fase de austenita são uniformemente dispersas com as etapas de:

usar um endireitador de cano (P) de roletes múltiplos, endireitar o cano de aço inoxidável duplex (P) em um par de roletes com orifício (R) situados em lados opostos, CARACTERIZADO por:

ajustar o valor de A definido pela fórmula (1) em uma faixa de mais do que 2,5% a não mais do que 3% quando for necessário melhorar a resistência mecânica do cano,

A = (Di - Hi)/Di ...1 onde cada um dos símbolos da fórmula (1) indica o seguinte:

Di: o diâmetro externo (mm) do cano no lado da entrada de um iésimo suporte do endireitador, e

Hi: o espaço (mm) entre as partes inferiores com ranhuras dos roletes em um i-ésimo suporte do endireitador.