BRPI0921647B1

BRPI0921647B1 - Método para produção de chapa de aço e tubo de aço para oleoduto

Info

Publication number: BRPI0921647B1
Application number: BRPI0921647-2A
Authority: BR
Inventors: Takuya Hara; Taishi Fujishiro; Yoshio Terada; Yasuhiro Shinohara; Atsushi Shimizu; Yuu Uchida
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2018-01-09
Also published as: CN102203302B; RU2458996C1; JP4837789B2; WO2010052927A1; BRPI0921647A2; CN102203302A; JPWO2010052927A1

Description

(54) Titulo: MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE CHAPA DE AÇO E TUBO DE AÇO PARA OLEODUTO (51) lnt.CI.: C21D 8/02; B21B 3/00; B21C 37/08; C21D 8/10; C21D 9/08; C21D 9/50; C22C 38/00; C22C 38/14; C22C 38/58 (30) Prioridade Unionista: 06/11/2008 JP 2008-285837 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): TAKUYA HARA; TAISHI FUJISHIRO; YOSHIO TERADA; YASUHIRO SHINOHARA; ATSUSHI SHIMIZU; YUU UCHIDA

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE CHAPA DE AÇO E TUBO DE AÇO PARA OLEODUTO.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da invenção

A presente invenção refere-se a um método de produção de uma chapa de aço para uso em uma tubulação de resistência ultra-alta tendo uma resistência à tração (TS) de 625 MPa ou maior na direção circunferencial do tubo de aço bem como uma excelente capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura e a um método de produção de um tubo de aço a ser usado como um tubo de oleoduto de resistência ultra-alta produzido usando-se essa chapa de aço. Particularmente, o tubo de aço obtido pelo método de produção da presente invenção pode ser amplamente usado em uma tubulação de transporte de gás natural e petróleo.

É reivindicada prioridade sobre a Pedido de Patente Japanesa n° 2008-285837, registrada em 6 de novembro de 2008, cujo teor está aqui incorporado como referência.

Descrição da Técnica Relativa

Em anos recentes, a importância dos oleodutos aumentou como método de transporte a longa distância de óleo e gás natural. Atualmente, o padrão X65 do American Petroleum Institute (API) chegou a formar a base do projeto dos principais tubos para oleodutos para transporte a longa distância, e a quantidade atual de uso de tubos para oleodutos X65 é extremamente grande. Entretanto, há uma demanda para tubos para oleodutos com maior resistência para alcançar (1) melhoria na eficiência do transporte através do aumento da pressão e (2) melhoria na eficiência de construção in loco através da redução do diâmetro externo e do peso dos tubos para oleoduto. Até aqui, tubos para oleoduto de até X120 (com uma resistência à tração de 915 MPa ou mais) foram colocados em uso na prática.

Por outro lado, em anos recentes, o conceito de projeto de tubo para oleoduto mudou. No passado, tubos para oleoduto eram projetados com uma tensão constante (projeto com base na tensão); entretanto, re2/30 centemente, um projeto no qual as zonas de soldagem circunferenciais ou os tubos de aço não são fraturadas nos próprios tubos não se curvam mesmo quando uma tensão é aplicada aos tubos de oleoduto (projeto com base na tensão) está ganhando aceitação. Até agora, em relação a tubos para oleoduto de alta resistência X80 ou maiores, foram estudadas as composições químicas ou as condições de produção que possam garantir tenacidade a baixa temperatura dos materiais de origem ou tenacidade nas zonas afetadas pelo calor. Entretanto, no caso de projeto com base na tensão há uma outra demanda quanto à capacidade de deformação nos materiais de origem ou capacidade de deformação nos tubos de aço após o revestimento. Sem resolver os problemas em relação à tenacidade ou capacidade de deformação, não é possível produzir tubos de aço para oleodutos de X80 ou maior usando o projeto com base na tensão. Para alcançar tubos para oleoduto com resistência ultra-alta, são necessárias condições de produção que possam garantir o equilíbrio entre a resistência e a tenacidade a baixa temperatura dos materiais de origem, a tenacidade dos metais de soldagem e das zonas afetadas pelo calor (HAZ), a capacidade de soldagem in loco, a resistência ao amolecimento da junta, a resistência à fratura do tubo conforme o ensaio de ruptura, ou similares, e que posas também produzir tubos de aço que sejam excelentes em termos da capacidade de deformação dos materiais de origem. Como resultado, há a demanda para desenvolvimento de tubos de oleoduto espessos com resistência ultra-alta do grau X80 ou maior que atinjam as características de tubo para oleoduto mencionadas acima.

Até aqui, em relação aos métodos de produção para tubos de aço para oleodutos, por exemplo, os métodos a seguir foram sugeridos para melhorar as características acima mencionadas dos tubos de aço. Para melhorar a capacidade de deformação de tubos de aço, a Pedido de Patente Japanesa não examinado, primeira publicação n° 2004-131799 e a Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° 2003-293089 sugerem métodos nos quais as chapas de aço são resfriadas lentamente em uma primeira etapa até 500°C a 600°C e então resfriadas a uma taxa de resfriamento mais rápida em uma segunda etapa que na primeira etapa. Com

3/30 esses métodos é possível controlar as microestruturas das chapas de aço e dos tubos de aço. Além disso, na Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° H11-279700 e na Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° 2000-178689, para melhorar a resistência ao empeno dos tubos de aço, chapas de aço com espessura de 16 mm são produzidas executando-se resfriamento a uma taxa de resfriamento constante de 15°C/s ou mais.

Citação de Patente 1 Pedido de Patente Japonesa não examinado, First Publication n° 2004-131799

Citação de Patente 2 Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° 2003-293089

Citação de Patente 3 Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° H11-279700

Citação de Patente 4 Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° 2000-178689

Entretanto, os métodos descritos na Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° 2004-131799 e na Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° 2003-293089 têm enormes variações nas temperaturas nas quais o resfriamento a água é interrompido, e portanto há um problema pelo fato de que a qualidade das chapas de aço varia significativamente. Em adição, mesmo os métodos descritos na Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° H11-279700 e na Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação n° 2000-178689 têm enormes variações nas temperaturas nas quais o resfriamento a água é interrompido, e, portanto, há problemas pelo fato de que a resistência das chapas de aço varia significativamente em adição ao fato de que é difícil garantir a capacidade de deformação das chapas de aço.

A presente invenção fornece métodos de produção para chapas de aço e tubos de aço para tubulação de oleoduto com resistência ultra-alta com uma resistência à tração de 625 MPa ou mais (padrão API X80 ou maior), que são excelentes em termos de resistência, tenacidade a baixa tempe4/30 ratura e capacidade de deformação dos materiais de origem e para os quais a soldagem in loco é fácil.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os inventores conduziram através de estudos nas condições de produção de chapas de aço e tubos de aço para obter chapas de aço e tubos de aço de resistência ultra-alta que tenham uma resistência à tração de 625 MPa ou maior e excelente tenacidade a baixa temperatura. Como resultado, novos métodos de produção para chapas de aço e tubos de aço para oleoduto com resistência ultra-alta foram inventados. O resumo da presente invenção é como segue:

(1) De acordo com um método de produção para chapa de aço para tubos de oleoduto de resistência ultra-alta, o método inclui: preparar um aço fundido incluindo C: 0,03 a 0,08% em massa, Si: 0,01 a 0,50% em massa, Mn: 1,5 a 2,5% em massa, P: 0,01% em massa ou menos, S: 0,0030% em massa ou menos, Nb: 0,0001 a 0,20% em massa, Al: 0,0001 a 0,03% em massa, Ti: 0,003 a 0,030% em massa, N: 0,0010 a 0,0050% em massa, O: 0,050% em massa ou menos, e o saldo composto de Fe e as inevitáveis impurezas; lingotar o aço fundido em uma placa; executar a laminação a quente da placa de modo a formar uma chapa de aço; resfriar a superfície da chapa de aço a uma densidade de água de 0,6 m³/(m²min) ou menos até a temperatura da superfície da chapa de aço atingir uma temperatura predeterminada maior que 540°C; e resfriar a superfície da chapa de aço a uma densidade de água de 1,3 m³/(m² min) ou mais.

(2) No método de produção para a chapa de aço para tubos de oleoduto de resistência ultra-alta conforme o item (1), o aço fundido pode também incluir pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo de: Mo: 0,01 a 1,0% em massa, Cu: 0,01 a 1,5% em massa, Ni: 0,01 a 5,0% em massa, Cr: 0,01 a 1,5% em massa, V: 0,01 a 0,10% em massa, B: 0,0001 a 0,0003% em massa, W: 0,01 a 1,0% em massa, Zr: 0,0001 a 0,050% em massa e Ta: 0,0001 a 0,050% em massa.

(3) No método de produção para uma chapa de aço para tubos de oleoduto com resistência ultra-alta conforme o item (1), o aço fundido po5/30 de também incluir pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo de: Mg: 0,0001 a 0,010% em massa, Ca: 0,0001 a 0,005% em massa, REM: 0,0001 a 0,005% em massa, Y: 0,0001 a 0,005% em massa, Hf: 0,0001 a 0,005% em massa e Re: 0,0001 a 0,005% em massa.

(4) No método de produção para uma chapa de aço para tubos para oleoduto com resistência ultra-alta conforme o item (1), a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço pode ser igual a ou maior que uma temperatura predeterminada maior que 540°C, a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço pode ser 40°C/s ou mais quando a temperatura da superfície da chapa de aço for menor que a temperatura predeterminada.

(5) No método de produção para uma chapa de aço para tubos para oleoduto conforme o item (1), na laminação a quente, a temperatura de reaquecimento da placa pode ser 950°C ou mais, e a redução de laminação da placa na região da temperatura de não-recristalização pode ser 3 ou mais.

(6) No método de produção para uma chapa de aço para tubos para oleoduto com resistência ultra-alta conforme o item (1), o resfriamento pode ser executado a partir a temperatura de início do resfriamento de 800°C ou menos.

(7) De acordo com um método de produção para um tubo de aço para oleoduto com resistência ultra-alta, o método inclui conformar a chapa de aço para tubos para oleoduto com resistência ultra-alta produzida pelo método de produção conforme o item (1) em forma de um tubo por uma prensa UO; executar a soldagem a arco submerso na porção adjacente da chapa de aço para tubos de oleoduto com resistência ultra-alta a partir das superfícies externa e interna usando um cordão de soldagem e fluxos aglomerados ou fundidos, e executando a expansão do tubo.

(8) No método de produção para um tubo de aço para oleodutos com resistência ultra-alta conforme o item (8), a solda pode ser submetida a um tratamento térmico após executar a soldagem a arco submerso e antes da execução da expansão do tubo.

(9) De acordo com o método de produção para uma chapa de

6/30 aço para tubos de oleodutos com resistência ultra-aita conforme o item (8), a solda pode ser submetida a um tratamento térmico em uma faixa de temperatura de 200°C a 500°C.

De acordo com a presente invenção, é possível reduzir a variação na resistência de uma chapa de aço e de um tubo de aço e obter uma capacidade de deformação favorável na chapa de aço e no tubo de aço antes e após o envelhecimento pela laminação a quente de uma chapa de aço com composição química limitada e então executando-se o resfriamento lento em uma primeira etapa antes da temperatura da superfície da chapa de aço atingir a faixa de temperatura de ebulição e um rápido resfriamento na segunda etapa subsequente. Como resultado, a confiabilidade em relação aos tubos para oleoduto é significativamente melhorada.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO

A figura 1 é uma vista esquemática de um exemplo da relação entre o padrão de resfriamento da superfície de uma chapa de aço e o diagrama de transformação do aço.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Doravante, os teores da presente invenção serão explicados em detalhes.

A presente invenção se refere a tubos para oleoduto com resistência ultra-alta com uma resistência à tração (TS) de 625 MPa ou maior e excelente tenacidade a baixa temperatura.

Uma vez que os tubos para oleoduto com resistência ultra-alta com esse grau de resistência podem suportar até 1,2 a 1,8 vezes mais pressão em comparação com a tendência atual do tubo X65, é possível transportar uma maior quantidade de gás enquanto se usa o mesmo tamanho que no passado. Em um caso em que ο X65 é usado sob uma alta pressão, a espessura do tubo para oleoduto precisa ser aumentada. Como resultado, os custos para materiais, transporte e soldagem in loco aumentam e assim os custos para assentamento da tubulação aumentam significativamente Portanto, para reduzir os custos para assentamento da tubulação do oleoduto, há uma demanda para tubos para oleoduto com resistência ultra-alta com

7/30 uma resistência à tração (TS) de 625 MPa ou maior e excelente tenacidade a baixa temperatura Por outro lado, como a resistência dos tubos de aço requisitados aumenta, a produção dos tubos de aço rapidamente se torna difícil. Particularmente, quando o projeto com base na tensão é requisitado, é necessário obter não apenas o equilíbrio entre a resistência e a tenacidade a baixa temperatura dos materiais de origem e a tenacidade nas zonas de soldagem contínua, mas também as características almejadas incluindo a capacidade de deformação após o envelhecimento. Entretanto, é extremamente difícil atingir todas essas características.

Em tubos para oleoduto que requeiram projeto com base na tensão, a resistência do metal da solda que conecta os tubos para oleoduto (a resistência das zonas de soldagem circunferenciais) deve ser maior que a resistência dos materiais de origem (a chapa de aço ou uma área correspondente à chapa de aço nos tubos de aço) na direção longitudinal (direção do eixo do tubo na direção do oleoduto em ambientes que usem tubos para oleodutos, um solo congelado pode descongelar no verão e o solo pode se recongelar no inverno. Em tal caso, a tensão se aplica nos tubos de oleoduto e a ruptura se inicia a partir das zonas de soldagem circunferenciais. Particularmente, em um caso no qual a resistência das zonas de soldagem circunferenciais é menor que a resistência dos materiais de origem, a fratura é causada por uma menor quantidade de tensão. Portanto, é necessário fazer a resistência do material de origem na direção longitudinal menor que a resistência das zonas de soldagem circunferenciais, e assim o limite superior da resistência dos materiais de origem na direção longitudinal é ajustada pela resistência das zonas de soldagem circunferenciais. Particularmente, cada grau dos tubos de oleoduto tem uma faixa de resistência, e portanto a resistência dos materiais de origem é limitada a uma faixa estreita pelo limite superior para produzir os tubos de oleoduto. Consequentemente, há uma demanda para produzir estavelmente os tubos de oleoduto e os materiais de origem dos tubos de oleoduto, para os quais a variação da resistência foram suprimidas.

Para limitar a resistência à tração de materiais de origem dos tu8/30 bos para oleoduto em 625 MPa ou mais e a uma faixa estreita, os inventores executaram uma pesquisa meticulosa. Como resultado, foi esclarecido que é extremamente importante usar um aço de baixo carbono para a chapa de aço e otimizar as condições de resfriamento da chapa de aço durante a laminação a quente. Por exemplo, se a quantidade de C exceder 0,08%, a capacidade de endurecimento é muito alta e, portanto, a resistência varia significativamente no centro e a superfície da chapa de aço. Como resultado, um aço de baixo carbono é usado para a chapa de aço. Em adição, por exemplo, mesmo quando a quantidade de C for 0,08% ou menos, se o resfriamento for executado sem limite nas condições de resfriamento da superfície da chapa de aço, a martensita é gerada ou não gerada dependendo do método de resfriamento da superfície da chapa de aço. Em tal caso, uma vez que a variação na superfície da chapa de aço ocorre em uma peça da chapa de aço ou entre as chapas de aço produzidas, torna-se impossível produzir tubos para oleoduto tendo uma faixa estreita de resistência.

Os inventores tiveram êxito na supressão da variação de resistência em uma peça da chapa de aço e entre chapas de aço produzidas pelo controle da quantidade de água de resfriamento na primeira etapa antes da temperatura da superfície da chapa de aço alcançar a faixa de temperatura da transição de ebulição e uma quantidade de água de resfriamento na segunda etapa subsequente adequadamente ao invés de executar o resfriamento uma vez. Os inventores consideram que a razão porque a variação de resistência pode ser significativamente suprimida pelo controle adequado das densidades de água ou das taxas de resfriamento na primeira etapa e na segunda etapa como segue.

Quando a chapa de aço é resfriada a partir de uma alta temperatura, o mecanismo de resfriamento da chapa de aço é mudado na ordem de ebulição da película, ebulição de transição, e ebulição de nucleação a partir de alta temperatura. É conhecido que o resfriamento irregular (instável) prossegue na faixa de temperatura (a faixa de temperaturas da ebulição de transição) na qual ocorre a ebulição de transição porque o mecanismo de resfriamento é mudado de ebulição de película para ebulição de nucleação.

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Portanto, se a chapa de aço é resfriada por um longo período de tempo na faixa de temperatura da ebulição de transição, a variação da temperatura na chapa de aço aumenta. Como resultado, nessa faixa de temperatura da ebulição de transição, a temperatura da superfície da chapa de aço está na faixa de 450°C a 580°C e é necessário resfriar rapidamente a chapa de aço. Em adição, a microestrutura na chapa de aço conforme a presente invenção não é uma estrutura martensita, mas uma estrutura mista de bainita e ferrita de modo a obter a chapa de aço tendo uma excelente capacidade de deformação. Portanto, quando a temperatura da superfície da chapa de aço é maior que 540°C, o resfriamento é executado a uma baixa densidade de água ou taxa de resfriamento de forma que ocorre a formação de ferrita. Entretanto, conforme descrito acima, é necessário diminuir o período de resfriamento da chapa de aço na faixa de temperatura da ebulição de transição. Portanto, quando a temperatura de superfície da chapa de aço é 540°C ou menos, o resfriamento é executado a uma alta densidade de água ou taxa de resfriamento de modo que a variação de temperatura na superfície da chapa de aço é diminuída pela ebulição de transição. Nesse método, a resistência da chapa de aço na direção da largura e na direção longitudinal pode ser controlada substancialmente uniformemente porque a temperatura de interrupção do resfriamento da chapa de aço pode ser controlada uniformemente. Como resultado, é necessário que o momento no qual a densidade da água ou a taxa de resfriamento é mudada, isto é, o momento em que a primeira etapa do resfriamento é trocada para a segunda etapa do resfriamento seja uma temperatura predeterminada de 540°C ou mais em relação à temperatura da superfície da chapa de aço. Em relação ao momento no qual a primeira etapa de resfriamento é trocada para a segunda etapa do resfriamento, a temperatura da superfície da chapa de aço é preferivelmente 560°C ou mais, e mais preferivelmente 580°C ou mais.

Doravante será descrita a razão porque a composição química da chapa de aço (material de origem) de acordo com a presente invenção é limitada. Aqui a unidade '%' se refere a '% em massa' em relação à composição química na presente invenção.

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C é indispensável como elemento básico que melhora a resistência do material de origem. Portanto, é necessário adicionar 0,03% ou mais de C. Se uma quantidade excessiva de C, excedendo 0,08%, for adicionada, a capacidade de soldagem ou a tenacidade do aço é degradada. Portanto, o limite superior da quantidade de C adicionada é ajustado para 0,08%.

Si é necessário como um elemento desoxidante durante a produção do aço. Para desoxidação, é necessário adicionar 0,01% ou mais de Si ao aço. Entretanto, quando mais de 0,50% de Si são adicionados, a tenacidade na HAZ do aço é degradada. Portanto, o limite superior da quantidade de Si adicionada é ajustado para 0,50%.

Mn é um elemento necessário para garantir a resistência e a tenacidade do material de origem. Entretanto, se a quantidade de Mn exceder 2,5%, a tenacidade da HAZ do material de origem é notavelmente degradada. Uma vez que se torna difícil garantir a resistência do material de origem com uma quantidade de Mn de menos de 1,5%, a faixa da quantidade de Mn é ajustada para ser de 1,5% a 2,5%.

P é um elemento que afeta a tenacidade do aço. Se a quantidade de P exceder 0,01%, não apenas a tenacidade do material de origem, mas também a tenacidade da HAZ são notavelmente degradadas. Portanto, o limite superior da quantidade de P é ajustado em 0,01%.

Se uma quantidade excessiva de S, excedendo 0,0030%, for adicionada, são gerados sulfetos brutos. Uma vez que os sulfetos brutos degradam a tenacidade, o limite superior da quantidade de S é ajustado em 0,0030%.

Nb é um elemento que tem um efeito que forma carbonetos e nitretos de modo a melhorar a resistência. Entretanto, a adição de 0,0001% ou menos de Nb não produz tal efeito. Em adição, se mais de 0,20% de Nb for adicionado, é provocada a degradação na tenacidade. Portanto, a faixa da quantidade de Nb é ajustada para ser de 0,0001% a 0m20%.

Al é adicionado como material desoxidante geral. Na presente invenção, se mais de 0,03% de Al forem adicionados, os óxidos à base de Ti

11/30 não são gerados. Portanto, o limite superior da quantidade de Al é ajustado em 0,03%. Em adição, para reduzir a quantidade de oxigênio no aço fundido, é necessário adicionar 0,0001% ou mais de Al. Portanto, o limite inferior da quantidade de Al é ajustado em 0,0001%.

Ti é um elemento que desenvolve um efeito de refino de grão como um material desoxidante e, além disso, como um elemento formador de nitreto. Entretanto, uma vez que a adição de uma grande quantidade de Ti resulta em uma degradação notável de tenacidade devido à formação de carbonetos, o limite superior da quantidade de Ti precisa ser ajustado em 0,030%. Entretanto, para obter os efeitos predeterminados é necessário adicionar 0,003% ou mais de Ti. Portanto, a faixa da quantidade de Ti é ajustada para ser de 0,003 a 0,030%.

N é necessário para precipitar finamente TiN de modo a refinar o diâmetro dos grãos de austenita. Uma vez que uma quantidade de N de 0,0010% não é suficiente para o refino, o limite inferior da quantidade de N é ajustado para ser 0,0010%. Em adição, se a quantidade de N exceder 0,0050%, a quantidade de N soluto aumenta, e a tenacidade a baixa temperatura do material de origem é degradada, e, portanto, o limite superior da quantidade de N é ajustado para 0,0050%.

Se uma quantidade excessiva de O, excedendo 0,0050%, for adicionada, óxidos brutos são gerados e a tenacidade do material de origem é degradada. Portanto, o limite superior da quantidade de O é ajustado em 0,0050%.

Um aço incluindo os elementos acima e o saldo eomposto de ferro (Fe) e as inevitáveis impurezas é uma composição química básica preferível usada para a chapa de aço e o tubo de aço da presente invenção.

Enquanto isso, na presente invenção, é possível adicionar pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo de Mo, Cu, Ni, Cr, V, B, Zr e Ta, de acordo com a necessidade, como um elemento que melhora a resistência e a tenacidade.

Mo é um elemento que melhora a capacidade de endurecimento e, ao mesmo tempo, forma carbonetos e nitretos de modo a melhorar a re12/30 sistência. Para obter tal efeito, é necessário adicionar 0,01% ou mais de Mo. Entretanto, uma adição de uma grande quantidade de Mo, excedendo 1,0%, aumenta a resistência do material de origem mais do que o necessário e também degrada notavelmente a tenacidade. Portanto, a faixa da quantidade de Mo é ajustada para estar entre 0,01% e 1,0%.

Cu é um elemento eficaz para aumentar a resistência sem degradar a tenacidade. Entretanto, uma quantidade de Cu de menos de 0,01% não produz esse efeito e, se a quantidade de Cu exceder 1,5%, fraturas são passíveis de ocorrer durante o aquecimento ou a soldagem de uma placa. Portanto, a quantidade de Cu é ajustada para ser de 0,01% e 1,5%.

Ni é um elemento eficaz para melhorar a tenacidade e a resistência. Para obter tal efeito, é necessário adicionar 0,01% ou mais de Ni. Entretanto, em um caso em que mais de 5,0% de Ni são adicionados, a capacidade de soldagem é degradada. Portanto, o limite superior da quantidade de Ni é ajustado em 5,0%.

Cr é um elemento que melhora a resistência do aço pelo fortalecimento da precipitação. Portanto, é necessário adicionar 0,01% ou mais de Cr. Entretanto, se uma grande quantidade de Cr for adicionada, a capacidade de endurecimento aumenta e, portanto, uma estrutura martensita é gerada e a tenacidade é degradada. Portanto, o limite superior da quantidade de Cr é ajustado para 1,5%.

V é um elemento que tem um efeito que forma carbonetos e nitretos de modo a melhorar a resistência. Entretanto, a adição de 0.01% ou menos de V não produz tal efeito. Em adição, a adição de mais de 0,10% de V resulta na degradação da tenacidade. Portanto, a faixa da quantidade de V é ajustada para ser de 0,01 % a 0,10%.

B é geralmente um elemento que é dissolvido no aço de modo a aumentar a capacidade de endurecimento e suprimir significativamente a formação de ferrita. Portanto, a quantidade de B é ajustada para menos de 0,0003%. Entretanto, 0,0001% ou mais de B podem ser adicionados para garantir um maior grau de capacidade de endurecimento do aço. Portanto, a faixa da quantidade de B é ajustada para ser de 0,0001% a 0,0003%.

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W é um elemento que melhora a capacidade de endurecimento e, ao mesmo tempo, forma carbonetos e nitretos de modo a melhorar a resistência. Para obter tais efeitos, é necessário adicionar 0,01% ou mais de W. Entretanto, a adição de uma quantidade excessiva de W, excedendo 1,0%, aumenta a resistência do material de origem mais do que o necessário e também degrada notavelmente a tenacidade. Portanto, a faixa da quantidade de W é ajustada para ser de 0,01 % a 1,0%.

Similarmente ao Nb, Zr e Ta são elementos que têm um efeito que forma carbonetos e nitretos de modo a melhorar a resistência. Entretanto, a adição de 0,0001% ou menos não produz tal efeito. Além disso, a adição de mais de 0,050% de Zr ou Ta resulta na degradação da tenacidade. Portanto, a faixa da quantidade de Zr ou Ta é ajustada para ser de 0,0001% a 0,050%;

Em adição, na presente invenção, é possível adicionar pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo de Mg, Ca, REM, Y, Hf e Re, conforme a necessidade, para melhorar o efeito de fixação ou a resistência à ruptura lamelar devido aos óxidos.

Mg é adicionado principalmente como material desoxidante. Entretanto, se mais de 0,010% de Mg forem adicionados, óxidos brutos são passíveis de serem gerados e assim a tenacidade do material de origem e da HAZ são degradadas. Em adição, com a adição de menos de 0,0001% de Mg, não é possível esperar suficientemente a transformação intragranular e a geração dos óxidos necessários como partículas de fixação. Portanto, a faixa de adição de Mg é ajustada para ser de 0,0001% a 0,010%.

Ca, REM, Y, Hf e Re geram sulfetos de modo a suprimir a geração de MnS, que é passível de alongar na direção de laminação e melhorar a característica do aço na direção da espessura, particularmente a resistência à ruptura lamelar. Com uma quantidade de menos de 0,0001% de qualquer um entre Ca, REM, Y, Hf e Re, tal efeito não pode ser obtido. Portanto, o limite inferior das quantidades de Ca, REM, Y, Hf e Re é ajustado para 0,0001%. Inversamente, se a quantidade de qualquer um entre Ca, REM, Y, Hf e Re exceder 0,0050%, o número de óxidos de Ca, REM, Y, Hf e Re au14/30 menta, e o número de óxidos incluindo Mg ultrafino é diminuído. Portanto, os limites superiores das quantidades de Ca, REM, Y, Hf e Re são ajustados para 0,0050%.

Um aço incluindo os componentes químicos acima é preparado como um aço fundido em um processo de produção de aço e então lingotado por lingotamento contínuo ou processo similar para produzir uma placa. A placa é submetida à laminação a quente (aquecimento e então laminação da placa) de modo a produzir uma chapa de aço. Nesse caso, a placa é aquecida até uma temperatura do ponto A_c3 ou maior (temperatura de reaquecimento) e então são laminadas de modo a ter uma redução de laminação (razão de redução) de 2 ou mais na região da temperatura de recristalização e uma redução de laminação de 3 ou mais na região de temperatura de nãorecristalização. Como resultado, o diâmetro médio dos grãos de austenita anterior da chapa de aço obtida se torna 20 pm ou menos.

A temperatura de reaquecimento da placa é preferivelmente 950°C ou maior. Em adição, se a temperatura de se tornar muito alta, o tamanho dos grãos γ aumenta durante o aquecimento, e, portanto, a temperatura de reaquecimento é preferivelmente 1250°C ou menor.

Em relação à redução da laminação na região de temperatura de recristalização, se a redução da laminação for menor que 2, a recristalização não ocorre suficientemente, e, portanto, a redução de laminação é preferivelmente 2 ou maior.

Se a redução de laminação na região de não-recristalização for 3 ou maior, o diâmetro médio dos grãos da austenita anterior na chapa de aço se torna 20 pm ou menos. Portanto, a redução de laminação na região de não-recristalização é preferivelmente 3 ou mais, e mais preferivelmente 4 ou mais. Nesse caso, é possível fazer o diâmetro médio dos grãos da austenita anterior na chapa de aço ser 10 pm ou menos.

Em relação à temperatura na qual o resfriamento a água é iniciado (temperatura de início do resfriamento a água), é preferível resfriar a chapa de aço a partir da temperatura de início do resfriamento a água de 800°C ou menos. Isto é, o resfriamento da chapa de aço é iniciado no ponto

15/30

Ae3 ou menor. Nesse caso, ocorre a transformação em ferrita e a razão de rendimento da chapa de aço é degradada enquanto a capacidade de deformação da chapa de aço de torna favorável.

Em relação ao método de resfriamento, o resfriamento é executado a uma densidade de água de 0,6 m³/(m².min) ou menos na superfície da chapa de aço até a temperatura da superfície da chapa de aço atingir uma temperatura predeterminada maior que 540°C (na primeira etapa). Quando a densidade de água é maior que 0,6 m³/(m²min), a ferrita não é formada na chapa de aço. Após isto (na segunda etapa), a superfície da chapa de aço é resfriada a uma densidade de água de 1,3 m³/(m² min) ou mais. Quando a densidade de água é menor que 1,3 m³/(m² min), aumenta o período no qual a chapa de aço é mantida na faixa de temperatura da ebulição de transição, a variação de temperatura na chapa de aço aumenta até um grau substancial.

Enquanto isso, a temperatura da superfície da chapa de aço é medida partir do centro da chapa de aço na direção da largura.

Em adição, quando a temperatura da superfície da chapa de aço é igual a ou maior que uma temperatura predeterminada maior que 540°C (na primeira etapa), é preferível que a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço seja 10°C/s ou menos. Nesse caso, se a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço for maior que 10°C/s, a ferrita não é formada na chapa de aço. Por outro lado, quando a temperatura da superfície da chapa de aço é menor que a temperatura predeterminada (na segunda etapa), é preferível que a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço seja 40°C/s ou mais. Nesse caso, se a taxa de resfriamento da superfície for menor que 40°C/s, aumenta o período no qual a chapa de aço é mantida na faixa de temperaturas da ebulição de transição, a variação de temperatura na chapa de aço aumenta até um grau substancial. O equipamento de resfriamento usado na presente invenção tem vários locais (chamados 'zonas') onde são reunidos bocais capazes de executar o controle para tornar a densidade de água idêntica. Na presente invenção, por exemplo, as zonas são classificadas na primeira etapa acima descrita (na faixa de temperaturas

16/30 predeterminada de 540°C ou mais) e a segunda etapa. Após a densidade da água ser ajustada para cada uma entre a primeira etapa e a segunda etapa, a taxa de resfriamento na superfície da chapa de aço pode ser calculada usando-se a temperatura da superfície da chapa de aço antes e após o resfriamento a água real, a velocidade de alimentação e a distância para resfriar a chapa de aço. Em adição, a posição (zona) na qual a primeira etapa é trocada para a segunda etapa pode ser determinada arbitrariamente em consideração do status do resfriamento ou similar da chapa de aço.

Doravante as razões porque o resfriamento é executado nas condições de resfriamento acima serão descritas em detalhes em relação à figura 1. A figura 1 mostra um exemplo da relação entre o padrão de resfriamento da superfície da chapa de aço e o diagrama de transformação do aço. Conforme mostrado pela linha tracejada (i) na figura 1, se a densidade de água ou a taxa de resfriamento da superfície na primeira etapa não satisfaz a condição conforme a presente invenção, a microestrutura da superfície da chapa de aço não é uma estrutura mista de bainita e ferrita, mas substancialmente a estrutura martensita. Portanto, mesmo quando a densidade de água ou a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço na segunda etapa satisfaz a condição conforme a presente invenção, há casos nos quais a tenacidade da superfície da chapa de aço é degradada notavelmente e defeitos de superfície, tais como fraturas de superfície ou similares, ocorrem na superfície da chapa de aço durante a produção dos tubos de aço. Em adição, a variação da resistência na chapa de aço pode ocorrer porque a chapa de aço é resfriada rapidamente antes de iniciar-se a transformação ferrita e a transformação bainita. Além disso, conforme mostrado pela linha tracejada (ii) na figura 1, se a densidade de água ou a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço na segunda etapa não satisfaz a condição conforme a presente invenção, aumenta o período no qual a chapa de aço é mantida na faixa de temperaturas de ebulição de transição, a variação de temperatura na chapa de aço aumenta até um grau substancial. Portanto, mesmo quando a densidade de água ou a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço na primeira etapa é a condição na qual a ferrita é formada

17/30 na chapa de aço, ocorre uma variação na resistência em uma parte da chapa de aço ou entre as chapas de aço produzidas. Por outro lado, conforme mostrado pelas linhas sólidas (iii) e (iv) na figura 1, quando a densidade da água ou a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço na primeira etapa e na segunda etapa satisfaz a condição conforme a presente invenção, a chapa de aço tem uma estrutura mista (microestrutura) de bainita e ferrita conforme a presente invenção.

Em relação à temperatura de interrupção do resfriamento, se o ultimo resfriamento a água (resfriamento a água final) for interrompido a 200°C ou menos, defeitos, que são considerados como sendo induzidos pelo hidrogênio, ocorrem no centro da espessura da chapa de aço. Portanto, o limite inferior da temperatura de interrupção do resfriamento é preferivelmente ajustado em 200°C.

A seguir será descrito um método para produção de tubos para oleoduto através de um processo UO (prensa UO) usando uma chapa de aço para tubos para oleoduto com resistência ultra-alta produzidos pelo método de produção acima. Após a produção de uma chapa de aço com uma espessura de 12 mm a 25 mm, a chapa de aço é conformada em forma de um tubo com uma prensa UO (prensa C, prensa U e prensa O). Então as extremidades da chapa de aço, que é conformada em forma de tubo, são encostadas e submetidas à soldagem por pontos. Para a solda por pontos, é usada uma soldagem MAG ou uma soldagem MIG. Após a soldagem por pontos, é executada a soldagem a arco submerso na porção encostada da chapa de aço conformada na forma de tubo a partir das superfícies externa e interna. Para a soldagem a arco submerso, um cordão de solda e um fluxo aglomerado ou fundido são usados. Finalmente, a expansão do tubo é executada de modo a produzir o tubo de aço.

No método de produção para um tubo de aço para oleoduto de resistência ultra-alta conforme a presente invenção, é preferível executar um tratamento térmico na solda (zona soldada por pontos) após executar a soldagem a arco submerso nas superfícies interna e externa e antes de executar a expansão do tubo. Em adição, como condições de tratamento térmico

18/30 do tubo de aço, é preferível executar um tratamento térmico na solda a uma temperatura de 200°C a 500°C. Com esse tratamento térmico, é possível reduzir a estrutura mista de austenita e martensita (MA) que é gerada na solda (metal de solda) e prejudicial à tenacidade. Se a solda for aquecida a uma temperatura de 200°C a 500°C, MA bruta gerada ao longo dos limites dos grãos da austenita anterior é decomposta em cementita fina. Entretanto, em um caso no qual a solda é submetia a um tratamento térmico a uma temperatura de menos de 200°C, MA bruta não é decomposta em cementita. Portanto, o limite inferior da temperatura de tratamento térmico da solda é 200°C. Em adição, se a solda for submetida a um tratamento térmico a uma temperatura que exceda 500°C, a tenacidade na solda é degradada. Portanto, o limite superior da temperatura de tratamento térmico da solda é 500°C. Exemplos

A seguir, serão descritos exemplos conforme a presente invenção.

Após aquecer placas com 240 mm de espessura com os componentes químicos na Tabela 1 até 1000°C a 1210°C, a laminação a quente foi executada em uma região de temperatura de recristalização de 950°C ou maior até a espessura das placas (espessura intermediária) se tornar 70 mm a 100 mm. Além disso, foi executada a laminação a quente em uma região de temperatura de não-recristalização dentro de uma faixa de 880°C a 750°C até a espessura das placas (espessura da chapa) se tornar 12 mm a 25 mm. Então o resfriamento da chapa de aço (o resfriamento a água inicial) foi iniciado a uma temperatura de 650°C a 795°C, e o resfriamento rápido foi executado a partir de uma temperatura predeterminada maior que 540°C. Após isto, o resfriamento (resfriamento a água na segunda etapa) foi interrompido a uma temperatura de 200°C a 500°C. Enquanto isso, a Tabela 1 também mostra o carbono equivalente C_eq, o índice de sensibilidade à fratura da solda P_cm, a temperatura de início da transformação martensita Ms, e a taxa de resfriamento crítica VC90 na qual a microestrutura tendo 90% de estrutura martensita pode ser obtida como referência.

Para avaliar o limite de elasticidade e a resistência à tração das

19/30 chapas de aço produzidas, corpos de prova com espessura completa, com base no padrão API 5L, foram amostrados de cada uma das chapas de aço, e testes de resistência à tração foram executados à temperatura ambiente. Em relação à direção de amostragem, os corpos de prova com espessura completa foram amostrados. Em adição, os corpos de prova de espessura completa foram amostrados de posições a 1 m da extremidade frontal e da extremidade traseira da chapa de aço na direção longitudinal da chapa de aço de tal maneira que as direções longitudinais dos corpos de prova com espessura completa correspondeu às direções da largura das chapas de aço. Dois corpos de prova de espessura completa foram amostrados de ambos os lados do centro da espessura da chapa de aço em cada uma dessas posições.

A seguir, após conformar a chapa de aço por uma prensa UO, foi executada a soldagem por pontos através de soldagem a arco a gás CO₂nas porções adjacentes das chapas de aço. Após isto, foi executada a soldagem por pontos através da soldagem a arco submerso nas porções adjacentes das chapas de aço a partir das superfícies externa e interna, usando um cordão de soldagem e um fluxo fundido de modo a produzir tubos de aço. A entrada média de calor na soldagem por pontos foi ajustada para ser de 2,0 kJ/mm a 5,0 kJ/mm. Enquanto isso, um tratamento térmico de 250°C a 450°C foi executado nas zonas de soldagem por pontos de uma parte dos tubos de aço. A Tabela 2 mostra as condições de produção das chapas de aço e dos tubos de aço.

Para avaliar o limite de elasticidade e a resistência à tração de cada um dos tubos de aço produzidos, um corpo de prova API foi amostrado de cada um dos tubos de aço, e testes de resistência à tração foram executados. Em relação à direção de amostragem, os corpos de prova API foram amostrados de tal maneira que as direções longitudinais dos corpos de prova API corresponderam às direções dos eixos dos tubos de aço. Em adição, dois corpos de prova API foram amostrados de ambos os lados a uma posição a 1/4 de ciclo de cada uma das zonas de soldagem por pontos do tubo de aço em uma superfície cortada perpendicular ao eixo do tubo. Em adição,

20/30 para avaliar a capacidade de deformação após o envelhecimento como referência, os tubos de aço foram submetidos a um tratamento térmico a 210°C (mantido por 5 minutos e então resfriado a ar), e dois corpos de prova API foram amostrados da mesma posição mencionada acima, e então foram executados testes de tração. O teste de tração é baseado na norma API 2000. Em adição, para avaliar a tenacidade dos tubos de aço, foram executados testes de Charpy a -30°C e testes DWT. Testes de Charpy e testes DWT são também baseados na norma API 2000. Os corpos de prova do teste Charpy e os corpos de prova do teste DWT foram amostrados de posições a 1/2 ciclo da zona de soldagem por pontos do tubo de aço na superfície cortada perpendicular ao eixo do tubo de forma que as direções longitudinais dos corpos de prova corresponderam às direções circunferenciais dos tubos de aço. Dois corpos de prova DWT foram amostrados de cada um dos tubos de aço, e três corpos de prova do teste Charpy foram amostrados do centro de cada um dos tubos de aço.

Além disso, a tenacidade HAZ de cada um dos tubos de aço produzidos foi avaliada. Corpos de prova para a avaliação da tenacidade HAZ foram amostrados a partir da zona afetada pelo calor da soldagem (HAZ) na vizinhança da zona de soldagem por pontos no tubo de aço, e foi formado um entalhe em FL + 1 mm (uma posição a 1 mm da fronteira entre a HAZ e a zona de soldagem por pontos na direção da HAZ). Três corpos de prova foram amostrados de cada um dos tubos de aço. Todos os corpos de prova foram avaliados através de testes Charpy a -30°C.

A Tabela 3 mostra os resultados dos testes. Enquanto isso, a Tabela 3 mostra não apenas a resistência à tração, mas também o limite de elasticidade e a razão de rendimento para referência.

Os aços n^os 1 a 22 indicam os exemplos conforme a presente invenção. Como fica claro da Tabela 3, essas chapas de aço e tubos de aço tiveram uma resistência à tração de X80 ou maior e a variação de resistência nas chapas de aço e nos tubos de aço foi suprimida até 60 MPa ou menos. Em adição, os tubos de aço tiveram uma energia Charpy de 200 J ou maior e uma área de cisalhamento DWTT de 85% ou maior, e a energia absorvida

21/30

Charpy da zona afetada pelo calor (a tenacidade da HAZ) excedeu 50 J. Como tal, os tubos de aço dos exemplos conforme a presente invenção tiveram uma alta tenacidade. Os aços n^os 23 a 35 indicam exemplos comparativos que não satisfazem as condições de produção conforme a presente in5 venção. Isto é, o aço n° 23 teve uma menor quantidade de C no aço que a faixa da presente invenção, e, portanto, apresentaram resistência à tração insuficiente. Os aços n^os 24 a 29 e 31 tiveram pelo menos um elemento de componentes químicos básicos e os elementos seletivos adicionados aos aços em uma quantidade que excedeu a faixa da presente invenção, e, por10 tanto, apresentaram uma tenacidade HAZ insuficiente. Por outro lado, os aços n^os 30 e 32 a 35 não satisfazem a condição de resfriamento conforme a presente invenção. Isto é, nos aços n^os 30 e 33 as chapas de aço são resfriadas rapidamente na primeira etapa. Nos aços n^os 32 e 35, a chapa de aço é resfriada lentamente na segunda etapa. No aço n° 34, as temperaturas de início do resfriamento rápido das chapas de aço são baixas, e o resfriamento rápido na segunda etapa é executado após a temperatura da superfície da chapa de aço atingir a faixa de temperaturas da ebulição de transição. Portanto, os aços n^os 30 e 32 a 35 mostraram grande variação de resistência de 100 MPa ou mais nas chapas de aço e nos tubos de aço.

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25/30

Continuação...

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26/30

Tabela 2

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, TO £ LU ro -σ ro 3 t L-»	2,6	4,0	3,2	2,9	3,6	L³·⁴	2,6	3,0	³·⁴	3,6	2,9	3,0	T“ CO	2,4	3,5	2,4	3,0	3,5	V“ CO
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Densidade da água na segunda etapa (m³/(m²· min))	CN	00 V“	b-_	CO	CM	CD	r- T“	0O_ v~	CD~	CM	r-	b-	OO	σ>	σ>	OO T“	b-_ v~	cd	CN
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0) , _ . •o.<oo~roro-7> χΐ5 ω ro 8 Sp ro £ £ £ Ε φ	0	0	0 -c—	LO	OO	O)	0	0 T~	0	0	CD	0 T“	0	cd	O	0	CD	O T”	0
, (TJ (TJ 03 on tt -σ c co c tn rt> 0 CZ *^· C Φ (0 γ; (Π .£ Q) TJ ZS t -ί3σ> _c	0,6	0,3	°,4 I	0,5	0,6	9‘0	0,3	0,3	tf 0'	0,5	0,6	0,5	0,3	0,5	0,4	0,6 l	0,5	tf 0“	0,6
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fc +± — „ E 0 cno ω 2 <d 5 .9 ό l— g ¹³ 4=	700	670	í ⁷³⁰	750	770	650	790	750	770	760	790	780	795	780	785	730	720	795	790
§ E S ® É \| S o £ ro S S⁵ ® j2 *g >S	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	i ⁵'°	5,0	5,0	5,3	5,6	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
0 ._!. J2 > (0 ώ 2 0 £ oj 0 ín 3 0 & T3 (O — — “ g g <= gg ω φ-g	3,4	tf- Csí	cd	3,2	2,5	2,8	CS_ CQ	3,0	2,4	tf cs	3,2	3,0	2,8	CO tf	2,4	3,0	2,5	2,4	3,0
Λ o <u J, α _ É to ·° o g 0 0 ® hj ro o- E ~ S-	1100	1150	1150Π	1200	1100	1150	O O CS T^-	1150	1200	1100	1150	1200	1100	1150	1200	1100	1150	1000	1200
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Espessura intermediária (mm)	70	100	125	75	95	85	LO b-	08	100	100	75	08	85	09	100	0 00	95	100	80
g 1 m ro g w E nj 0 E 9- <u 0 -g TO c i2 õ.s	240	240	²⁴⁰	240	240	240	0 tf cs	240	240	240	240	240	240	240	240	240	240	240	240
Aço	-	CS	CO	tf·	LO	co	b-	CO	CD	0 V	-	CS	CO T“	tf τ—	m	CD	b- V“	00	CJ)

27/30

Continuação...

tempe- ratura do tra- tamento térmico (°C)

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'Se a chapa de aço foi resfriada rapidamente na primeira etapa, os dados nessa coluna indicam as temperaturas em que a taxa de resfriamento é muda28/30

Tabela 3

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Continuação...

Tubos de aço	. n <- CJ Ο Λ -2 CD ° »(0 ηϊ c 55 o o N 2 <U '2 tD T- s? m P & ³ <n £ QZ CD fc CO _σ ⁷³ n co co	85	83	68	00 00	r- 00	87	IO 00	82	00 oo	87	85	83	CD OO	87	98	85	68
'^ra ο ω E’ — - ^ro *ro .O ° n® « õ θ’ S ^φ 0- ^ω C to S- CN 5 <o t ^ra σ έ -Ϊ. (0 to	663	740	671	720	CN δ	1154	CD CN σ»	L953	790	CD O 00	813	686	846	t 778 ¹	696	769	676
θ .Λ — ⁷³ θ ω 55 o o ^ro <0 -£ ·θ ’θ CD v- CL ±± Jg co o. 3 ΣΊ c 15 tj to n-⁰⁴~ CD C0 t0	562	δ	596	632	oo m	1000	ιο δ	778	693	698	688	817	734	674	830	651	009
tenacidade da HAZ vE-30 (J)	100	120	125	o	CD LO	25	LO o	30	20	40	25	06	06	06	95	100	110
o c t- ό ά ω ~£o — $ ω £ S § Ύ g. ° £ O ~	86	cd	06	66	o o	30	o co	20	29	o 00	85	93	93	δ	68	98	68
Ener- gia Charpy (-30°C) (J)	260	275	265	270	o ID CN	00 V	o CD CN	09	25	245	255	245	265	235	245	250	260
Variação de resistência (MPa)	48	38	50	45	ID co	! 48	CN N	38	48	34	45	100	120	110	o	100	130
Razão de rendi- men- to(%)	83	oo	87	98	IO oo	85	CO 00	08	98	85	83	δ	84	i 85	84	83	00
Resistência à tração (MPa)	643	720	651	o o	CN CD LO	1134	CN N σ»	933	770	786	793	696	826	758	949	749	656
Limite de elasticidade (MPa)	534	583	567	602	co o IO	: 964 \|	CN oo	747	662	899	658	785	737	644	797	621	571
Chapas de aço	Variação de resistência (MPa)	48	38	50	45	IO co	00 N*	CN N	38	48	34	45	100	120	o	o	100	130
$ >co -g Έ ® ° £ oc n ⁷³ φ e	72	75	V 00	08	V” 00	79	r- t^-	74	08	79	77	75	08	79	78	77	δ
Resistência à tração (MPa)	631	706	638	687	CD 00 IO	1112	N CN CD	915	755	770	777	950	608	743	930	734	643
Limite de elasti- cidade (MPa)	454	529	517	549	IO l·- N	878	r-'-	677	604	809	598	713	671	587 I	725	565	τ- ΟΝ LD
Aço	cr»	20	T“ CN	22	CO CN	24	LO CN	26	27	28	29	30	co	32	33	34	35

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Aplicabilidade Industrial

É possível fornecer um método de produção para chapas de aço e tubos de aço para oleoduto com resistência ultra-alta para os quais a resistência, a tenacidade a baixa temperatura e a capacidade de deformação dos materiais de origem sejam excelentes, a soldagem in loco seja fácil, e a resistência à tração seja 625 MPa ou maior (padrão API X80 ou maior).

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para produção de uma chapa de aço para tubos para oleoduto, caracterizado pelo fato de que compreende:

preparar um aço fundido compreendendo

C: 0,03 a 0,08% em massa,

Si: 0,01 a 0,50% em massa,

Mn: 1,5 a 2,5% em massa,

P: 0,01% em massa ou menos,

S: 0,0030% em massa ou menos,

Nb: 0,0001 a 0,20% em massa,

Al: 0,0001 a 0,03% em massa,

Ti: 0,003 a 0,030% em massa,

N: 0,0010 a 0,0050% em massa,

O: 0,0050% em massa ou menos, e um saldo composto de Fe e as inevitáveis impurezas;

lingotar o aço fundido em uma placa;

executar a laminação a quente da placa de modo a formar uma chapa de aço;

resfriar a superfície da chapa de aço a uma densidade de água de 0,6 m³/(m²-min) ou menos até que a temperatura de superfície da chapa de aço alcance uma temperatura predeterminada maior que 540Ό; e resfriar a superfície da chapa de aço a uma densidade de água de 1,3 m³/(m² min) ou mais.
2. Método para produção de uma chapa de aço para tubos para oleoduto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aço fundido também inclui pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo de:

Mo: 0,01 a 1,0% em massa,

Cu: 0,01 a 1,5% em massa,

Ni: 0,01 a 5,0% em massa,

Cr: 0,01 a 1,5% em massa,

V: 0,01 a 0,10% em massa,

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Β: 0,0001 a 0,0003% em massa,

W: 0,01 a 1,0% em massa,

Zr: 0,0001 a 0,050% em massa, e

Ta: 0,0001 a 0,050% em massa.
3. Método para produção de uma chapa de aço para tubos para oleoduto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aço fundido também inclui pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em:

Mg: 0,0001 a 0,010% em massa,

Ca: 0,0001 a 0,005% em massa,

REM: 0,0001 a 0,005% em massa,

Y: 0,0001 a 0,005% em massa,

Hf: 0,0001 a 0,005% em massa e

Re: 0,0001 a 0,005% em massa.
4. Método para produção de uma chapa de aço para tubo para oleoduto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço é lOO/s ou menos quando a taxa de resfriamento da superfície da chapa de aço é igual a ou maior que uma temperatura predeterminada maior que 540Ό, a taxa de resfriamento d a superfície da chapa de aço é 40O/S ou mais quando a temperatura da superfície da chapa de aço é menor que a temperatura predeterminada.
5. Método para produção de uma chapa de aço para tubo para oleoduto tendo uma excelente capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na laminação a quente, a temperatura de reaquecimento da placa é 950Ό ou mais, e a redução na laminação da placa em uma região de temperatura de não recristalização é 3 ou mais
6. Método para produção de uma chapa de aço para tubos para oleoduto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o resfriamento é executado a par3/3 tir de uma temperatura de início do resfriamento de 800Ό ou menor.
7. Método para produção de um tubo de aço para oleoduto, caracterizado pelo fato de que compreende:

conformar uma chapa de aço para tubos para oleoduto produzi5 dos pelo método de produção como defnido na reivindicação 1 em forma de um tubo por uma prensa UO;

executar a soldagem a arco submerso em uma porção adjacente da chapa de aço para tubos para oleoduto a partir das superfícies externa e interna usando um cordão de soldagem e um fluxo aglomerado ou fundido, e

10 executar a expansão do tubo.
8. Método para produção de um tubo de aço para oleoduto, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a solda é submetida a um tratamento térmico após executar a soldagem a arco submerso e antes de exe15 cutar a expansão do tubo.
9. Método para produção de um tubo de aço para oleoduto, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a solda é submetida a um tratamento térmico em uma faixa de temperatura de 200Ό a 500Ό.

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