ES2711667T3 - Conducto de aleación de sistema austenítico y método de fabricación del mismo - Google Patents
Conducto de aleación de sistema austenítico y método de fabricación del mismo Download PDFInfo
- Publication number
- ES2711667T3 ES2711667T3 ES12759950T ES12759950T ES2711667T3 ES 2711667 T3 ES2711667 T3 ES 2711667T3 ES 12759950 T ES12759950 T ES 12759950T ES 12759950 T ES12759950 T ES 12759950T ES 2711667 T3 ES2711667 T3 ES 2711667T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- conduit
- alloy
- duct
- elastic limit
- axial direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 141
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 135
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 116
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 49
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 claims description 27
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 6
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 claims description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 47
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 15
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 13
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 7
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000012345 traction test Methods 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/02—Rigid pipes of metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/10—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
- B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
- B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D3/00—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
- B21D3/02—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
Un método para producir un conducto de aleación austenítica, que comprende: un proceso de producción de un conducto de material de aleación austenítica que consiste, en porcentaje en masa, en C: a lo sumo 0,03 %, Si: 0,10 a 1,0 %, Mn: 0,3 a 5,0 %, Ni: 23 a 52 %, Cr: 20 a 30 %, N: 0,005 a 0,50 %, Mo: 1,5 a 9 % y Cu: 0,5 a 3 %, y opcionalmente al menos un tipo seleccionado entre un grupo que consiste, en porcentaje en masa, en Ca: a lo sumo 0,01 %, Mg: a lo sumo 0,01 %, y MTR (metales de las tierras raras): a lo sumo 0,20 %, siendo el resto Fe e impurezas; un proceso de trabajo en frío del conducto de material; y un proceso de producción de un conducto de aleación austenítica, en el que al someter el conducto de material trabajado en frío a un enderezado con una relación de aplastamiento máxima de 2,0 a 15,0 % y a un tratamiento térmico a baja temperatura de 300 a 550 ºC durante al menos 5 minutos, el conducto de aleación está provisto de un límite elástico en tracción LELT de al menos 689,1 MPa en una dirección axial de conducto del conducto de aleación, y en el que para el conducto de aleación, el límite elástico en tracción LELT, un límite elástico en compresión LELC (MPa) en la dirección axial del conducto, un límite elástico en tracción LECT (MPa) en la dirección circunferencial del conducto y un límite elástico en compresión LECC (MPa) en la dirección circunferencial del conducto cumplen con las Fórmulas (1) a (4),
Description
DESCRIPCION
Conducto de aleacion de sistema austenftico y metodo de fabricacion del mismo
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un conducto de aleacion y a un metodo para producir el mismo y, mas particularmente, a un conducto de aleacion austenftica y a un metodo para producir el mismo.
Antecedentes de la tecnica
Para los pozos petroleros y los pozos de gas (en esta descripcion, los pozos petroleros y los pozos de gas se denominan generalmente "pozos petroleros"), se utilizan materiales tubulares para pozos de petroleo. Dado que los pozos petroleros tienen ambientes corrosivos, se requiere que los materiales tubulares para pozos de petroleo sean resistentes a la corrosion. Por otra parte, una aleacion austenftica representada por un acero inoxidable austenftico tiene una excelente resistencia a la corrosion. Por lo tanto, el conducto de aleacion austenftica se utiliza como los materiales tubulares para pozos de petroleo.
Los materiales tubulares para pozos de petroleo incluyen dos tipos: tuberfa de entubado y tuberfa de produccion. La tuberfa de entubado se inserta en el pozo. Entre la tuberfa de entubado y una pared del pozo, se rellena cemento y, por lo tanto, la tuberfa de entubado se fija en el pozo. La tuberfa de produccion se inserta en la tuberfa de entubado para permitir que fluya un fluido producido, tal como aceite o gas.
Los materiales tubulares para pozos de petroleo tambien deben tener una alta resistencia ademas de la excelente resistencia a la corrosion. El grado de resistencia de los materiales tubulares para pozos de petroleo se define generalmente en terminos de lfmite elastico en traccion en la direccion axial del conducto. El usuario de materiales tubulares para pozos de petroleo deduce los ambientes (presion de estrato, temperatura y presion del fluido producido) del pozo a perforar a partir de una perforacion con caracter exploratorio y un estudio geologico, y selecciona materiales tubulares para pozos de petroleo de un grado de resistencia duradero.
"Temperature and texture effects on properties for CRA's, Corrosion 92 The NACE Annual Conference and Corrosion Show Paper No. 58" describe que para el conducto de aleacion resistente a la corrosion trabajado en frfo, el lfmite elastico en compresion en la direccion axial del conducto es inferior al lfmite elastico en traccion en la direccion axial del conducto. Como se ha descrito anteriormente, el grado de resistencia de los materiales tubulares para pozos de petroleo se define generalmente en terminos de lfmite elastico en traccion. Por lo tanto, la diferencia entre el lfmite elastico en compresion y el lfmite elastico en traccion es preferentemente menor.
Los documentos JP10-80715A y JP11-57842A proponen producir metodos para mejorar el lfmite elastico en compresion en la direccion axial del conducto.
El documento JP10-80715A se describe como se describe a continuacion. En el metodo para producir un tubo de acero descrito en este documento de patente, la relacion Q de la relacion de trabajo del espesor de la pared a la relacion de trabajo del diametro exterior (Q = Rt/Rd: Rt es la reduccion del area del espesor de la pared, Rd es la reduccion del area del diametro exterior) en el tiempo de trabajo en frfo se regula a 1,5 o menos. De este modo, se puede obtener un tubo de acero con una excelente resistencia a la compresion en la direccion axial del tubo. Especfficamente, la resistencia a la compresion en la direccion axial del tubo del tubo de acero es del 80 % o mas de la resistencia a la traccion (0,2 % de lfmite elastico).
El documento JP11-57842A se describe como se describe a continuacion. En el metodo para fabricar un conducto de acero desvelado en este documento de patente, un conducto de acero trabajado en frfo se somete a un tratamiento termico a una temperatura de 200 a 400 °C. La resistencia a la compresion en la direccion axial del conducto se mejora con el tratamiento termico ya que la dislocacion introducida en el acero por trabajo en frfo se reubica mediante el tratamiento termico. Especfficamente, con el metodo de fabricacion de este documento de patente, la resistencia a la compresion en la direccion axial del conducto del conducto de acero llega a ser de 80 % o mas de la resistencia a la traccion (0,2 % de lfmite elastico).
El documento EP-A1-1.541.252 desvela un conducto de acero UOE formado por el metodo de produccion UOE y un metodo para formar este conducto de acero UOE, dicho conducto de acero UOE en el que una relacion entre la compresion y la traccion del lfmite elastico en la direccion circunferencial esta al menos 1,05 cerca de la superficie interior y esta al menos 0,9 a no mas de 1,0 desde el centro del espesor de la placa hasta la superficie exterior. El documento JP 2005-015823 desvela un conducto de acero de alta resistencia para una canalizacion que tiene una excelente capacidad de deformacion, en el que la relacion entre el lfmite elastico LEl en la direccion longitudinal del conducto de acero y el lfmite elastico LEc en la direccion circunferencial, LEl/NSc , es del 70 al 95 %. El conducto de acero comprende cantidades adecuadas de C, Si, Mn, P, S, Nb, Ti, LC Al y N, y comprende ademas uno o mas tipos de metales seleccionados entre Ni, Mo, Cr, Cu, V, B, Ca, metales de las tierras raras y Mg. El conducto de
acero tiene una microestructura que consiste en 30 a 80 % de ferrita en una relacion de area, y el resto de martensita y/o bainita, y preferentemente tiene un LEc de >80 psi. En el metodo de produccion, una plancha se calienta a >850 °C, se lamina en caliente, se enfrfa con aire a <500 °C, se recalienta a partir de entonces de 740 a 850 °C, y se enfrfa a <400 °C a >10 °C/s. El conducto puede ser expandido de 0,8 a 3 %.
El documento EP-A1-2.163.655 desvela un metodo para fabricar un conducto de alta aleacion que comprende conformar, mediante trabajo en caliente, un conducto de material de alta aleacion que tiene una composicion qufmica que consiste, en porcentaje en masa, en C: 0,03 % o menos, Si: 1,0 % o menos, Mn: 0,05 a 1,5 %, P: 0,03 % o menos, S: 0,03% o menos, Ni: mas del 22 % y no mas del 40 %, Cr: 20 a 30 %, Mo: no menos de 0,01 % y menos de 4,0 %, Cu: 0 a 4,0 %, Al: 0,001 a 0,30 %, N: mas de 0,05 % y no mas de 0,30 %, y O: 0,010 % o menos, el resto es Fe e impurezas, y que cumple con la formula (1) para el producto del contenido de N y el contenido de O, y posteriormente se realiza el trabajo en frfo para formar el conducto de alta aleacion, en el que el proceso de trabajo en frfo final se realiza bajo la condicion de que una relacion de trabajo Rd en la reduccion de areas cumple con la formula (2):
N X O < 0 ,001 ( 1 )
15 < Rd (%) < 370 x (C+N) . . . (2)
en la que N, O y C son los contenidos (en porcentaje de masa) de los elementos respectivos, y Rd es la relacion de trabajo (%) en la reduccion de areas. El conducto de alta aleacion tambien puede contener uno o mas de Ca, Mg y elementos de tierras raras.
El documento JP 63-210236 desvela una tarraja de pozo petrolero de tubo de acero sin soldadura o conducto soldado por resistencia que se somete a un tratamiento de enfriado y templado y que luego se somete a un enderezado a una aspiracion <5 % y a un tratamiento termico a 200-500 °C o, en lugar de enderezado en frfo y tratamiento termico, para calentar el enderezado a 200-500 °C. Mediante estos tratamientos anteriores, se puede mejorar en gran medida una alta relacion de rendimiento asegurada por medio del tratamiento de enfriado y templado, y se puede obtener el tubo de pozo petrolero de alto colapso que tiene una resistencia acida en la que la resistencia de SSC se une a la resistencia al colapso a un nivel elevado.
Divulgacion de la invencion
En el caso de que un conducto de aleacion austenftica se utilice como materiales tubulares para pozos de petroleo, la distribucion de las tensiones aplicadas a los materiales tubulares para pozos de petroleo varfa de acuerdo con el entorno de uso de los materiales tubulares para pozos de petroleo. Por lo tanto, incluso si se utilizan los materiales tubulares para pozos de petroleo cuyo lfmite elastico en compresion en la direccion axial del conducto se ha mejorado mediante los metodos de produccion descritos en los documentos de patentes descritos anteriormente, dependiendo del entorno de uso de los materiales tubulares para pozos de petroleo, se puede aplicar una mayor tension desde una direccion diferente a la direccion axial del conducto. Por lo tanto, es preferible que los materiales tubulares para pozos de petroleo sean duraderos contra tal tension. Ademas, en los metodos de produccion descritos en los documentos de patentes descritos anteriormente, la diferencia entre el lfmite elastico en compresion y el lfmite elastico en traccion en la direccion axial del conducto del conducto de aleacion austenftica puede no ser lo suficientemente pequena en algunos casos.
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo para producir un conducto de aleacion austenftica que sea duradero incluso si se aplica una distribucion de tension diferente de acuerdo con el entorno de uso.
El conducto de aleacion austenftica descrito en lo sucesivo tiene un lfmite elastico de al menos 689,1 MPa. El lfmite elastico en traccion LElt (MPa) en la direccion axial del conducto de la aleacion, el lfmite elastico en compresion LElc (MPa) en la direccion axial del conducto del mismo, el lfmite elastico en traccion LEct (MPa) en la direccion circunferencial del conducto del conducto de aleacion, y el lfmite elastico en compresion LEcc (MPa) en la direccion circunferencial del mismo cumple con las formulas (1) a (4),
en la que la reduccion de areas en el momento del trabajo en frfo es 15,0 % o mas.
El conducto de aleacion austenftica tiene una baja anisotropfa de lfmites elasticos debido a que se cumplen con las Formulas (1) a (4). Por lo tanto, el conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion es duradero incluso si se aplica una distribucion de tension diferente de acuerdo con el entorno de uso.
El conducto de aleacion austenftica tiene una composicion qufmica que comprende, en porcentaje en masa, C: a lo sumo, 0,03 %, Si: a lo sumo, 1,0 %, Mn: 0,3 a 5,0 %, Ni: 23 a 52 %, Cr: 20 a 30 %, N: 0,005 a 0,50 %, Mo: a lo sumo 9 % y Cu: a lo sumo 3 %, el resto es Fe e impurezas.
El conducto de aleacion austenftica puede comprender, en lugar de una determinada cantidad de Fe, uno o mas tipos seleccionados entre un grupo que consiste, en porcentaje en masa, en Ca: a lo sumo 0,01 %, Mg: a lo sumo 0,01 % y metales de las tierras raras (MTR): a lo sumo 0,20 %.
El metodo para producir un conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion incluye: un proceso de produccion de un conducto de material de aleacion austenftica que consiste, en porcentaje en masa, en: C: a lo sumo 0,03 %, Si: 0,1 a 1,0 %, Mn: 0,3 a 5,0 %, Ni: 23 a 52 %, Cr: 20 a 30 %, N: 0,005 a 0,50 %, Mo: 1,5 a 9 %, y Cu: 0,5 a 3 %, y opcionalmente al menos un tipo seleccionado entre un grupo que consiste, en porcentaje en masa, en Ca: a lo sumo 0,01 %, Mg: a lo sumo 0,01 %, and MTR (metales de las tierras raras): a lo sumo 0,20 %, el resto es Fe e impurezas; un proceso para el trabajo en frfo del conducto de material y un proceso de produccion de un conducto de aleacion austenftica, en el cual al someter el conducto de material trabajado en frfo a un enderezado con una relacion de machacado de 2,0 a 15,0 % a un tratamiento termico a baja temperatura de 300 a 550 °C durante al menos 5 minutos, el conducto de aleacion es proporcionado con un lfmite elastico en traccion LElt de al menos 689,1 MPa en una direccion axial del conducto del conducto de aleacion, y en el que para el conducto de aleacion, el lfmite elastico en traccion LElt, un lfmite elastico en compresion LElc (MPa) en la direccion axial del conducto, un lfmite elastico en traccion LEct (MPa) en la direccion circunferencial del conducto, y un lfmite elastico en compresion LEcc (MPa) en la direccion circunferencial del conducto cumple con las Formulas (1) a (4),
en la que el proceso de produccion del conducto de material de aleacion austenftica esta comprendido por trabajo en frfo, y el conducto de material se produce a partir de una palanquilla redonda (i) por un metodo de produccion del conducto de extrusion representado por el proceso de Ugine-Sejournet o (ii) por el proceso de fabricacion de un conducto de Mannesmann, el proceso de trabajo en frfo del conducto de material se realiza bien por estirado en frfo o bien por laminacion en frfo, y la reduccion del area en el momento del trabajo en frfo es 15,0 % o mas.
El conducto de aleacion austenftica producido por el metodo de la presente invencion tiene una baja anisotropfa de lfmites elasticos, y por lo tanto es duradero incluso si se aplica una distribucion de tension diferente de acuerdo con el entorno de uso.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una vista esquematica de un pozo petrolero y materiales tubulares para pozos de petroleo;
La Figura 2 es una vista en seccion de los materiales tubulares para pozos de petroleo que se muestran en la Figura 1;
La figura 3 es otra vista en seccion de los materiales tubulares para pozos de petroleo que se muestran en la Figura 1, que es diferente de la Figura 2;
La Figura 4 es una vista esquematica para explicar el trabajo en frfo de un conducto de aleacion;
La Figura 5 es una vista esquematica para explicar el comportamiento de la dislocacion dentro de un grano de cristal del conducto de aleacion mostrado en la Figura 4;
La Figura 6 es una vista esquematica para explicar el comportamiento de la dislocacion dentro de un grano de cristal cuando se aplica una carga de compresion a un conducto de aleacion trabajado en frfo;
La Figura 7 es una vista esquematica para explicar el comportamiento de la dislocacion dentro de un grano de cristal cuando se realiza un enderezado en un conducto de aleacion trabajado en frfo;
La Figura 8 es un grafico que muestra la relacion entre la temperatura del tratamiento termico en el tratamiento termico a baja temperatura y el lfmite elastico en traccion y el lfmite elastico en compresion en la direccion axial del conducto;
La Figura 9 es una vista esquematica de una enderezadora; y
La Figura 10 es una vista frontal de un soporte de la enderezadora que se muestra en la Figura 9.
Mejor modo de llevar a cabo la invencion
Una realizacion de la presente invencion se describira ahora en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Los mismos sfmbolos se aplican a elementos iguales o equivalentes, y la explicacion de los mismos no se repite. En adelante, el sfmbolo "%" relativo al contenido de cada elemento significa "porcentaje en masa".
Los presentes inventores realizaron varios estudios y examenes y obtuvieron los hallazgos descritos a continuacion. Los materiales tubulares para pozos de petroleo utilizados como una tuberfa de entubado o de produccion reciben una carga de traccion y una carga de compresion en la direccion axial del conducto. La Figura 1 es una vista esquematica de un pozo petrolero y materiales tubulares para pozos de petroleo. Con referencia a la Figura 1, se insertan materiales tubulares para pozos de petroleo 101 en un estrato 100. El extremo inferior de los materiales tubulares para pozos de petroleo 101 esta dispuesto en un pozo petrolero 102. En este momento, los materiales tubulares para pozos de petroleo 101 reciben una carga de traccion en la direccion axial del conducto debido al peso propio del conducto. Ademas, un fluido 103 producido fluye en los materiales tubulares para pozos de petroleo 101. Dado que el fluido 103 producido tiene una temperatura elevada, los materiales tubulares para pozos de petroleo 101 se expanden termicamente. Por lo general, los extremos superior e inferior de los materiales tubulares para pozos de petroleo 101 son fijos. Por lo tanto, cuando se hace que el fluido 103 producido fluya en los materiales tubulares para pozos de petroleo 101, los materiales tubulares para pozos de petroleo 101 reciben una carga de compresion en la direccion axial del conducto. Por ende, los materiales tubulares para pozos de petroleo reciben la carga de traccion y la carga de compresion en la direccion axial del conducto.
Ademas, se requiere que los materiales tubulares para pozos de petroleo tengan resistencia a la presion interna y una resistencia a la presion externa. La Figura 2 es una vista en seccion de los materiales tubulares para pozos de petroleo 101 que se muestran en la Figura 1. Con referencia a la Figura 2, cuando se hace que el fluido 103 producido fluya en los materiales tubulares para pozos de petroleo 101, se aplica una presion interna PI a los materiales tubulares para pozos de petroleo 101 mediante el fluido 103 producido. Por medio de esta presion interna PI, se aplica una carga de traccion FT en la direccion circunferencial del conducto de los materiales tubulares para pozos de petroleo 101. Es mas, debido a la carga de traccion FT en la direccion circunferencial del conducto, se aplica una carga de compresion en la direccion axial del conducto.
Del mismo modo, en referencia a la Figura 3, en el caso de que los materiales tubulares para pozos de petroleo 101 sean una tuberfa de entubado, se aplica una presion de estrato PO, que es una presion externa, a la superficie exterior de los materiales tubulares para pozos de petroleo 101. Mediante este estrato de presion PO, se aplica una carga de compresion FI en la direccion circunferencial del conducto de los materiales tubulares para pozos de petroleo 101. Debido a la carga de compresion FI, se aplica una carga de traccion en la direccion axial del conducto. Dicha distribucion de tension tambien cambia en funcion del lugar de disposicion de los materiales tubulares para pozos de petroleo. Por ejemplo, en el momento de la perforacion, se excava una tuberfa de produccion y esta avanza hacia adelante en el terreno mientras gira alrededor del eje del conducto. En este momento, la parte mas frontal del borde de la tuberfa de produccion recibe repetidamente una carga de traccion y una carga comprimida en la direccion axial del conducto. Ademas, los materiales tubulares para pozos de petroleo dispuestos cerca de la superficie de la tierra estan sujetos a una carga de traccion en la direccion axial del conducto, y tambien reciben una alta presion interna.
Por lo tanto, se requiere que el conducto de aleacion austenftica utilizada como materiales tubulares para pozos de petroleo no solo tenga lfmites elasticos equilibrados en la direccion axial del conducto, sino tambien que tenga resistencia a la presion interna y resistencia a la presion externa.
Para que el conducto de aleacion austenftica logre estas propiedades, la anisotropfa del lfmite elastico en traccion y el lfmite elastico en compresion en la direccion axial del conducto y la direccion circunferencial del conducto de la aleacion solo tiene que reducirse.
Para que la anisotropfa sea inferior, el enderezado se realiza en el conducto de aleacion trabajado en frfo utilizando una enderezada con rodillo de inclinacion, y el tratamiento termico a baja temperatura se realiza a una temperatura de 300 a 550 °C. Al realizar un enderezado y un tratamiento termico a baja temperatura, la anisotropfa de los lfmites elasticos del conducto de aleacion austenftica producido se reduce. Especfficamente, el lfmite elastico en traccion LElt (MPa) en la direccion axial del conducto del conducto de aleacion, el lfmite elastico en compresion LElc (MPa) en la direccion axial del conducto del mismo, el lfmite elastico en traccion LEct (MPa) en la direccion circunferencial del conducto del conducto de aleacion, y el lfmite elastico en compresion LEcc (MPa) en la direccion circunferencial del conducto del mismo cumplen con las formulas (1) a (4)
0,90 < LEx /LE lt < 1, 11 (1)
0,90 < LE;C LE • < 1, 11 (2)
0,90 < LE;c,LElt < 1, 11 (3)
0,90 < LE /LE lt < 1, 11 (4)
La razon por la cual la anisotropfa de los lfmites elasticos del conducto de aleacion austenftica se reduce al realizar un enderezado utilizando una enderezada con rodillo de inclinacion y el tratamiento termico a baja temperatura se supone como se describe a continuacion.
El trabajo en frfo alarga el conducto de aleacion en la direccion axial al tiempo que reduce el diametro del mismo. Por lo tanto, el trabajo en frfo introduce una deformacion por traccion en la direccion axial del conducto de aleacion, e introduce una deformacion por compresion en la direccion circunferencial. Como se muestra en la Figura 4, se presta atencion a cualquier grano de cristal 10 en un conducto de aleacion 1. Cuando se realiza el trabajo en frfo, se aplica una carga de traccion FT en la direccion axial del conducto del conducto de aleacion 1. Como resultado, como se muestra en la Figura 5, una pluralidad de dislocaciones 12 ocurren en un sistema de deslizamiento 11. Las dislocaciones 12 se mueven en la direccion X1 que se muestra en la Figura 5 en el sistema de deslizamiento 11, y se acumulan cerca de un lfmite de grano LG. Entre las dislocaciones acumuladas 12, actua una fuerza repulsiva FR. A continuacion, se aplica una carga de compresion FI en la direccion axial del conducto del conducto 1 de aleacion trabajado en frfo. En este caso, como se muestra en la Figura 6, las dislocaciones 12 se mueven en la direccion X2 opuesta a la direccion X1 en el sistema de deslizamiento 11 debido al uso de la fuerza repulsiva FR ademas de una tension de carga ofi basada en la carga de compresion FI. En este caso, el verdadero lfmite elastico at se define mediante la siguiente formula.
at - ofi + FR
Por lo tanto, debido a la fuerza repulsiva FR introducida de antemano por trabajo en frfo, las dislocaciones 12 comienzan a estar activas debido a la tension de carga ofi inferior al verdadera lfmite elastico at. De hecho, el efecto Baushinger es provocado por el trabajo en frfo, y el lfmite elastico en compresion LElc en la direccion axial del conducto disminuye.
El enderezado que utiliza la enderezadora con rodillo de inclinacion suprime el efecto Baushinger y mejora el lfmite elastico en compresion LElc en la direccion axial del conducto del conducto de aleacion de austenftica. La razon de esto no es cierta, pero se presume que es como se describe a continuacion.
En el enderezado utilizando la enderezadora con rodillo de inclinacion, el conducto de aleacion 1 se mantiene entre los rodillos de inclinacion y avanza mientras gira alrededor del eje del conducto. En este momento, el conducto de aleacion 1 recibe una fuerza externa de la direccion diferente de la direccion de trabajo en frfo (principalmente de la direccion radial) a causa de los rodillos de inclinacion. Por lo tanto, en el enderezado, como se muestra en la Figura 7, debido a una fuerza externa FO, las dislocaciones 14 se producen en un sistema de deslizamiento 13 diferente del sistema de deslizamiento 11 introducido por trabajo en frfo, y se activan.
Las dislocaciones 14 introducidas por enderezado funcionan como dislocaciones de monte en relacion con las dislocaciones 12. Ademas, las dislocaciones 12 y 14 se entrecruzan entre sf y se cortan entre sf. Como resultado, se forman las dislocaciones 12 y 14 que tienen una parte de torsion y una parte de desplazamiento. La parte de torsion y la parte de desplazamiento se forman en una superficie de deslizamiento diferente de otras partes de dislocacion. Por lo tanto, los movimientos de las dislocaciones 12 y 14 que tienen la parte de torsion y la parte de desplazamiento estan restringidos. Como resultado, incluso si la carga de compresion Fl se aplica como se muestra en la Figura 6,
las dislocaciones 12 son menos propensas a moverse, y la disminucion del limite elastico en compresion LElc esta restringida.
Ademas, si se realiza un tratamiento termico a baja temperatura de 300 a 550 °C, la anisotropfa de los lfmites elasticos en la direccion axial del conducto y la direccion circunferencial del conducto del conducto de aleacion austenftica trabajado en frfo se vuelve baja. Se presume que la razon de esto es como se describe a continuacion. El conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion contiene carbono (C) y nitrogeno (N). Cada uno de estos elementos es mas pequeno que los elementos de Fe, Ni y similares. Por lo tanto, C y N se dispersan en la aleacion debido al tratamiento termico a baja temperatura y se adhieren a una parte cerca del nucleo de dislocacion. El C y N que se adhieren a la parte cerca del nucleo de dislocacion dificultan la actividad de las dislocaciones debido al efecto Cottrell.
La Figura 8 es un grafico que muestra la relacion entre el limite elastico en traccion LElt y el limite elastico en compresion LElc en la direccion axial del conducto del conducto de aleacion austenftica y la temperatura de tratamiento termico (°C). La Figura 8 se obtuvo mediante el metodo descrito a continuacion.
Una palanquilla con la composicion qufmica de la aleacion A en la Tabla 1, descrita mas adelante, se trabajo en caliente para producir un conducto de material. El conducto de material fue sometido a un estiramiento en frfo. La reduccion del area en este momento fue del 24 %. La reduccion del area descrita en la presente memoria se definio por la Formula (I).
Reduccion del area = (Area de la seccion transversal del conducto de material antes del trabajo en frfo - Area de la seccion transversal del conducto de material despues del trabajo en frfo)/Area de la seccion transversal del conducto de material antes del trabajo en frfo x 100 (I)
El conducto de aleacion trabajado en frfo se sometio a un tratamiento termico a baja temperatura a diversas temperaturas de tratamiento termico. El tiempo de remojo fue de 10 minutos. Despues del tratamiento termico, se tomaron muestras de un especimen de ensayo de traccion y un especimen de ensayo de compresion del conducto de aleacion. El tamano del especimen de ensayo se determino de conformidad con las normas ASTM-E8 y ASTM-E9. Al utilizar los especfmenes de ensayo muestreados, se llevaron a cabo un ensayo de traccion y un ensayo de compresion a temperatura normal (25 °C) en la atmosfera para determinar el limite elastico en traccion LElt (MPa) y el limite elastico en compresion LElc (MPa) en la direccion axial del conducto, por lo que se obtuvo la Figura 8. En la Figura 8, la marca indica el limite elastico en traccion LElt en la direccion axial del conducto, y la marca "■" indica el limite elastico en compresion LElc en la direccion axial del conducto. Con referencia a la Figura 8, si se realiza un tratamiento termico a baja temperatura, el limite de elasticidad en compresion LElc en la direccion axial del conducto aumenta por el efecto Cottrell. Por otra parte, el limite elastico en traccion LElt en la direccion axial del conducto es casi constante a una temperatura de tratamiento termico de 550 °C o inferior.
A partir de los resultados anteriores, se presume que si el tratamiento termico a baja temperatura se realiza en el intervalo de temperatura de 300 a 550 °C, las dislocaciones introducidas al trabajar antes del tratamiento termico (en este ejemplo, trabajo en frfo) se vuelven menos propensas a ser activas debido al efecto Cottrell. Por lo tanto, el tratamiento termico a baja temperatura restringe la disminucion del limite elastico causado por el efecto Baushinger. Como se ha descrito anteriormente, al realizar un enderezado y un tratamiento termico a baja temperatura, se puede restringir la disminucion del limite elastico causado por el efecto Baushinger, que se produce en el tiempo de trabajo en frfo. Especfficamente, como se muestra en la Figura 7, al enderezarse, las dislocaciones 14 se forman en el sistema de deslizamiento 13 diferente del sistema de deslizamiento 11 en el tiempo de trabajo frfo, por lo que la actividad de las dislocaciones 12 se ve obstaculizada. Ademas, mediante el tratamiento termico a baja temperatura, se hace que C y N se adhieran a una parte cerca del nucleo de dislocacion para impedir la actividad de las dislocaciones. Sobre la base de los hallazgos descritos anteriormente, se completo la presente invencion. A continuacion, se describe en detalle el conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion. El conducto de aleacion de acuerdo con esta realizacion es un conducto de aleacion austenftica. En la aleacion austenftica, la microestructura de la misma consiste esencialmente en austenita. Especfficamente, la microestructura de la aleacion austenftica consiste en austenita e inclusiones y/o precipitados.
Preferentemente, el conducto de aleacion austenftica tiene una composicion qufmica que se describe a continuacion.
[Composicion qufmica preferible del conducto de aleacion austenftica]
C: a lo sumo 0,03 %
El carbono (C) aumenta la resistencia de la aleacion. Sin embargo, si C esta contenido en exceso, los carburos de
Cr se forman en los limites de grano cristalino. Los carburos de Cr aumentan la sensibilidad al agrietamiento de la aleacion en los limites de grano. Por lo tanto, el contenido de C es a lo sumo de 0,03 %. El contenido de C es preferentemente inferior al 0,03 %, mas preferentemente, a lo sumo de 0,02 %. El limite inferior del contenido de C es preferentemente del 0,001 %, mas preferentemente del 0,003 %.
Si: 0,10 a 1,0 %
El silicio (Si) es un elemento selectivo. Es decir, Si no necesita necesariamente ser contenido. El silicio desoxida una aleacion. Sin embargo, si Si esta contenido en exceso, la trabajabilidad en caliente de la aleacion disminuye. Por lo tanto, el contenido de Si es a lo sumo de 1,0 %. El contenido de Si preferible es inferior al 1,0 %. El limite superior del contenido de Si es preferentemente del 0,5 %, mas preferentemente del 0,4 %. El limite inferior del contenido de Si es preferentemente del 0,10 %.
Mn: 0,3 a 5,0 %
El manganeso (Mn) desoxida una aleacion. Ademas, Mn es un elemento formador de austenita, y estabiliza una fase austenftica. Ademas, Mn aumenta la solubilidad de N en una aleacion. Por lo tanto, particularmente cuando se aumenta el contenido de N para mejorar la resistencia de la aleacion, Mn impide que se formen aberturas muy pequenas cerca de la superficie. Sin embargo, si Mn esta contenido en exceso, la trabajabilidad en caliente de la aleacion disminuye. Por lo tanto, el contenido de Mn es de 0,3 a 5,0 %. El contenido de Mn preferible es superior al 0,3 % e inferior al 5,0 %. El limite superior del contenido de Mn es preferentemente del 3,0 %, mas preferentemente del 1,0 %. El limite inferior del contenido de Mn es preferentemente del 0,4 %.
Ni: 23 a 52 %
El nfquel (Ni) es un elemento formador de austenita y estabiliza una fase austenftica. Ademas, Ni forma una pelfcula de sulfuro de Ni en la superficie de la aleacion y mejora la resistencia al agrietamiento por corrosion del sulfuro (resistencia de SSC) de la aleacion. Sin embargo, si el contenido de Ni es excesivo, los efectos se saturan. Por lo tanto, el contenido de Ni es de 23 a 52 %. El contenido de Ni preferible es superior al 23 % e inferior al 52 %. El limite superior del contenido de Ni es preferentemente del 50 %, mas preferentemente del 40 %. El limite inferior del contenido de Ni es preferentemente del 25 %, mas preferentemente del 29 %.
Cr: 20 a 30 %
El cromo (Cr) mejora la resistencia del SSC en coexistencia con Ni. Ademas, Cr aumenta la resistencia de la aleacion debido al fortalecimiento del solido-solucion. Por otra parte, si Cr esta contenido en exceso, los efectos se saturan y la trabajabilidad en caliente de la aleacion disminuye. Por lo tanto, el contenido de Cr es de 20 a 30 %. El contenido de Cr preferible es superior al 20 % e inferior al 30 %. El limite superior del contenido de Cr es preferentemente del 27 %, mas preferentemente del 26 %. El limite inferior del contenido de Cr es preferentemente del 23 %, mas preferentemente del 24 %.
Mo: 1,5 a 9 %
El molibdeno (Mo) es un elemento selectivo. Por lo tanto, Mo no necesita necesariamente ser contenido. Mo mejora la resistencia de SSC de la aleacion bajo coexistencia con Cr y Ni. Ademas, Mo aumenta la resistencia de la aleacion debido al fortalecimiento del solido-solucion. Sin embargo, si Mo esta contenido en exceso, los efectos se saturan y la capacidad de trabajo en caliente de la aleacion disminuye. Por lo tanto, el contenido de Mo es a lo sumo del 9 %. El contenido de Mo preferible es inferior al 9 %. El limite superior del contenido de Mo es preferentemente del 4 %. El limite inferior del contenido de Mo es del 1,5%.
Cu: 0,5 a 3 %
El cobre (Cu) es un elemento selectivo. Por lo tanto, no es necesario que el Cu este contenido. Cu aumenta la resistencia de SSC de la aleacion en un ambiente de sulfuro de hidrogeno. Sin embargo, si Cu esta contenido en exceso, el efecto se satura y, ademas, la trabajabilidad en caliente disminuye. Por lo tanto, el contenido de Cu es a lo sumo del 3 %. El contenido de Cu preferible es inferior al 3 %. El limite superior del contenido de Cu es preferentemente del 2 %. El limite inferior del contenido de Cu es del 0,5 %.
N: 0,005 a 0,50 %
El nitrogeno (N) aumenta la resistencia de la aleacion debido al fortalecimiento del solido-solucion. Para el conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion, como se ha descrito anteriormente, el contenido de C se suprime para mejorar la resistencia a la corrosion. Por lo tanto, al contener mucho N en lugar de C, se mejora la resistencia de la aleacion. Si se contiene N y se realiza un tratamiento termico con solucion solida, se puede obtener un conducto de aleacion con una alta resistencia. Si se utiliza el conducto de aleacion que tiene una alta resistencia, incluso si se realiza un trabajo en frfo con una relacion de trabajo baja, se puede dar una resistencia deseada al
conducto de aleacion trabajado en frfo. Sin embargo, si contenido de N es excesivo, las aberturas muy pequenas pueden formarse cerca de la superficie en el momento de la solidificacion de la aleacion. Ademas, N disminuye la trabajabilidad en caliente de la aleacion. Por lo tanto, el contenido de N es de 0,005 a 0,50 %. El contenido de N preferible es superior al 0,005 % e inferior al 0,50 %. El lfmite superior del contenido de N es preferentemente del 0,30 %, mas preferentemente del 0,22 %. El lfmite inferior de contenido de N es preferentemente del 0,05 %, mas preferentemente del 0,06 %, y todavfa mas preferentemente del 0,16 %.
El conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion puede contener ademas, en lugar de una cierta cantidad de Fe, uno o mas tipos seleccionados entre un grupo que consiste en Ca, Mg y metales de las tierras raras (MTR). Todos estos elementos mejoran la trabajabilidad en caliente de la aleacion.
Ca: a lo sumo 0,01 %
El calcio (Ca) es un elemento selectivo. El calcio se adhiere a S como sulfuros y mejora la trabajabilidad en caliente de la aleacion. Sin embargo, si Ca esta contenido en exceso, se forman oxidos gruesos y la trabajabilidad en caliente de la aleacion disminuye. Por lo tanto, el contenido de Ca es a lo sumo de 0,01 %. El contenido de Ca preferible es inferior al 0,01 %. El lfmite inferior del contenido de Ca es preferentemente de 0,0005 %.
Mg: a lo sumo 0,01 %
El magnesio (Mg) es un elemento selectivo. Al igual que Ca, Mg se adhiere a S como sulfuros y mejora la trabajabilidad en caliente de la aleacion. Sin embargo, si Mg esta contenido en exceso, se forman oxidos gruesos y la trabajabilidad en caliente de la aleacion disminuye. Por lo tanto, el contenido de Mg es a lo sumo de 0,01 %. El contenido de Mg preferible es inferior al 0,01 %. El lfmite inferior del contenido de Mg es preferentemente del 0,0005 %.
Metales de las tierras raras (MTR): a lo sumo 0,20 %
Los metales de las tierras raras (MTR) es un elemento selectivo. Al igual que Ca y Mg, MTR se adhiere a S como sulfuros y mejora la trabajabilidad en caliente de la aleacion. Sin embargo, si MTR esta contenido en exceso, se forman oxidos gruesos y la trabajabilidad en caliente de la aleacion disminuye. Por lo tanto, el contenido de MTR es a lo sumo de 0,20 %.
MTR es el termino general de 17 elementos que consiste en 15 elementos de lantanoides, itrio (Y) y escandio (Sc). El conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion puede contener uno o mas tipos de estos 17 elementos como MTRs. El contenido de MTR significa el contenido total de uno o mas tipos de estos 17 elementos. Como metodo de adicion, se pueden agregar uno o mas tipos de MTR, o en una base industrial, se pueden agregar como un metal mixto.
El contenido de MTR preferible es inferior al 0,20 %. El lfmite inferior del contenido de MTR es preferentemente de 0,001 %.
El resto de la composicion qufmica del conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion consiste en Fe e impurezas. Las "impurezas" descritas en la presente memoria significan elementos que se introducen de manera mixta a partir del mineral o desecho utilizado como materia prima de aleacion, el entorno del proceso de produccion, o similares. Preferentemente, de las impurezas, P, S y O tienen un contenido restringido como se describe a continuacion.
P: a lo sumo 0,03 %
El fosforo (P) es una impureza. P mejora la susceptibilidad al agrietamiento por corrosion bajo tension de la aleacion en un ambiente de sulfuro de hidrogeno. Por lo tanto, el contenido de P es preferentemente lo mas bajo posible. El contenido de P es preferentemente a lo sumo del 0,03 %, mas preferentemente inferior al 0,03 %, y aun mas preferentemente a lo sumo del 0,025 %.
S: a lo sumo 0,03 %
El azufre (S) es una impureza. S disminuye la trabajabilidad en caliente de la aleacion. Por lo tanto, el contenido de S es preferentemente lo mas bajo posible. El contenido de S es preferentemente a lo sumo del 0,03 %, mas preferentemente inferior al 0,03 %, y aun mas preferentemente a lo sumo de 0,005 %.
O: a lo sumo 0,010 %
El oxfgeno (O) es una impureza. O disminuye la trabajabilidad en caliente de la aleacion. Por lo tanto, el contenido de O es preferentemente lo mas bajo posible. El contenido de O es preferentemente a lo sumo del 0,010 %, mas preferentemente inferior al 0,010 %.
[Metodo de produccion]
Se explica un ejemplo del metodo para producir el conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la presente invencion.
En primer lugar, una aleacion austenftica se funde para producir una aleacion fundida. Para fundir la aleacion, se puede usar un horno electrico, un horno de descarburacion que sopla de gas de fondo mezclado con Ar-O2 (horno AOD), un horno de descarburacion al vado (horno VOD) o un horno similar.
Un material colado se produce utilizando la aleacion fundida. El material colado es, por ejemplo, un lingote, una plancha o una impresion. Espedficamente, un lingote es producido por el proceso de fabricacion de lingotes. Alternativamente, se produce una plancha o una impresion por el proceso de colada continua.
El material colado se somete a un trabajo en caliente para producir una palanquilla redonda. El trabajo en caliente es, por ejemplo, laminacion en caliente o forja en caliente. La palanquilla redonda producida se trabaja en caliente para producir un conducto de material. Espedficamente, el conducto de material se produce a partir de la palanquilla redonda mediante el metodo de produccion del conducto de extrusion representado por el proceso de Ugine-Sejournet. Alternativamente, el conducto de material se produce a partir de la palanquilla redonda mediante el proceso de fabricacion de conductos de Mannesmann.
El conducto de material producido se somete a un trabajo en fno. La razon de esto es que la resistencia del conducto de aleacion austemtica aumenta y el ftmite elastico en traccion LElt en la direccion axial del conducto aumenta a 689,1 MPa o mas.
El trabajo en fno incluye el estiramiento en fno y la laminacion en fno representado por laminacion Pilger. En la presente invencion, se puede adoptar cualquiera de los estiramientos en fno y laminacion en fno. El estiramiento en fno le da al conducto de aleacion una deformacion por traccion alta en la direccion axial del conducto en comparacion con laminacion en fno. La laminacion en fno le da al conducto de aleacion una deformacion por traccion alta no solo en la direccion axial del conducto sino tambien en la direccion circunferencial del conducto de material. Por lo tanto, la laminacion en fno le da al conducto de aleacion una alta deformacion por compresion en la direccion circunferencial del conducto del material en comparacion con el estiramiento en fno.
La reduccion preferible de area en el momento del trabajo en fno es del 15,0 % o mas. La reduccion de area esta definida por la Formula (I). Si el trabajo en fno se realiza en la reduccion del area descrita anteriormente, el ftmite elastico en traccion LElt puede aumentarse a 689,1 MPa o mas. El ftmite inferior preferible de la reduccion de area es 20,0 %. Si la reduccion de area es demasiado alta, la redondez del conducto de aleacion disminuye. Por lo tanto, el ftmite superior preferible de reduccion de area en el estiramiento en fno es 50,0 %, y el ftmite superior preferible de reduccion de area en laminacion en fno es 80,0 %.
Entre el trabajo en caliente y el trabajo en fno, se puede realizar cualquier otro tratamiento. Por ejemplo, el conducto de material trabajado en caliente se somete a un tratamiento termico con solucion solida. El conducto de material sometido a tratamiento termico con solucion solida se descalcifica para eliminar la incrustacion. El conducto de material descalcificado se somete a trabajo en fno.
Ademas, el trabajo en fno puede realizarse una pluralidad de veces. En el caso de que el trabajo en fno se realice una pluralidad de veces, entre el trabajo en fno y el siguiente trabajo en fno, se puede realizar un tratamiento termico con solucion solida como tratamiento termico suavizante. En el caso de que el trabajo en fno se realice varias veces, despues del trabajo en fno final, el conducto de material se somete a los tratamientos descritos a continuacion. El conducto de material laminado en fno se somete a enderezado utilizando una enderezadora con rodillo de inclinacion y un tratamiento termico a baja temperatura. Cualquiera de los estiramientos y el tratamiento termico a baja temperatura se pueden realizar primero. Es decir, el enderezado se realiza despues del trabajo en fno, y posteriormente se puede realizar el tratamiento termico a baja temperatura. Alternativamente, el tratamiento termico a baja temperatura se realiza despues del trabajo en fno, y posteriormente se puede realizar el enderezado. Ademas, el enderezado puede realizarse una pluralidad de veces, o el tratamiento termico a baja temperatura puede realizarse una pluralidad de veces. Por ejemplo, el trabajo en fno, el primer enderezado, el tratamiento termico a baja temperatura y el segundo enderezado pueden realizarse en ese orden, o el trabajo en fno, el primer tratamiento termico a baja temperatura, el enderezado y el segundo tratamiento termico a baja temperatura se pueden realizar en ese orden. A continuacion, se explican los detalles del enderezado y el tratamiento termico a baja temperatura.
[Enderezado]
La Figura 9 es una vista esquematica de una enderezadora 200. Con referencia a la Figura 9, la enderezadora 200 utilizada en este ejemplo es del tipo de rodillo de inclinacion. La enderezadora 200 mostrada en la Figura 9 tiene una pluralidad de soportes ST1 a ST4. La pluralidad de soportes ST1 a ST4 estan dispuestos en una fila.
Cada uno de los soportes ST1 a ST4 esta provisto de un par de rodillos de inclinacion 22 o un rodillo de inclinacion 22. Espedficamente, el soporte ST4 ultimo esta provisto de un rodillo de inclinacion 22, y los otros soportes ST1 a ST3 cuentan con un par de rodillos de inclinacion que estan dispuestos hacia arriba y hacia abajo.
Cada uno de los rodillos de inclinacion 22 incluye un eje de rodillo 221 y una superficie de rodillo 222. El eje del rodillo 221 se inclina oblicuamente con respecto a una lmea de paso LP. Los ejes de rodillo 221 de los rodillos de inclinacion emparejados 22 en cada uno de los soportes ST1 a ST3 se intersecan entre sf. Dado que los ejes de los rodillos 221 de los rodillos de inclinacion 22 dispuestos en la parte superior e inferior se inclinan oblicuamente con respecto a la lmea de paso LP y se intersecan entre sf, los rodillos de inclinacion 22 pueden ofrecer a un conducto de material 30 rotaciones en la direccion circunferencial del conducto. La superficie del rodillo 222 tiene una forma concava.
El centro P0 de un espacio entre los rodillos de inclinacion 22 en el soporte ST2 esta dispuesto de manera que se compense con la lmea de paso LP. Por lo tanto, los soportes ST1 y ST2 doblan el conducto de material 30, y los soportes ST2 y ST3 doblan hacia atras el conducto de material 30. De este modo, la enderezadora 200 endereza la curva del conducto de material 30.
La enderezadora 200 presiona aun mas el conducto de material 30 en la direccion radial utilizando los rodillos de inclinacion 22 emparejados de cada soporte STi (i = 1 a 3). De este modo, la redondez del conducto de material 30 aumenta y la enderezadora 200 disminuye la anisotropfa de los lfmites elasticos del conducto de material 30.
La Figura 10 es una vista frontal de los rodillos de inclinacion 22 y el conducto de material 30 en el soporte STi que tiene los rodillos de inclinacion emparejados 22. Mediante los rodillos de inclinacion emparejados 22, el conducto de material 30 es presionado (laminado). Cuando el diametro exterior de un conducto de material 30A antes de laminarse en el soporte STi se toma como DA, y el diametro exterior de un conducto de material 30B despues de laminarse en el soporte STi se toma como DB, una cantidad de aplastamiento AC (mm) se define por Formula (II).
AC = DA - DB (II)
Ademas, la relacion de aplastamiento RC (%) se define por la Formula (III).
RC = DA - DB/DA x 100 (III)
Cada soporte STi lamina el conducto de material 30, que gira en la direccion circunferencial, en la cantidad de aplastamiento establecida por AC para cada soporte, lo que le da una deformacion al conducto de material 30. Las dislocaciones que ocurren en el conducto de material 30 debido a la laminacion estan activas en un sistema de deslizamiento diferente al de las dislocaciones que ocurren en el momento del trabajo en fno, como se muestra en la Figura 7. Por lo tanto, las dislocaciones que ocurren en el momento del enderezado y las dislocaciones que ocurren en el momento del trabajo en fno chocan entre sf y se cortan entre sf, y como resultado, las dislocaciones se vuelven menos propensas a moverse. Por lo tanto, el enderezado restringe el lfmite elastico en compresion LElc en la direccion axial del conducto para que no disminuya por el efecto Baushinger.
Como se ha descrito anteriormente, con el fin de disminuir la anisotropfa de los lfmites elasticos, especialmente, la anisotropfa de los lfmites elasticos en la direccion axial del conducto, la laminacion con los rodillos de inclinacion 22 es efectiva. Como la relacion de aplastamiento RC es mayor, se puede aplicar deformacion a la direccion radial del conducto de material 30. El maximo de las relaciones de aplastamiento Rc de los soportes STi se define como la relacion de aplastamiento maxima. La laminacion en la relacion de aplastamiento maxima puede dar al conducto de material 30 la deformacion mas alta. Por lo tanto, se presume que la relacion de aplastamiento maxima es efectiva para disminuir la anisotropfa de los lfmites elasticos en la direccion axial del conducto. La relacion maxima de aplastamiento es de 2,0 a 15,0 %. El lfmite inferior de la relacion de aplastamiento maxima es, ademas, preferentemente 5,0 %, y el lfmite superior de la relacion de aplastamiento maxima es, preferentemente, 12,0 %. En la Figura 9, la enderezadora 200 esta provista de siete rodillos de inclinacion 22 y cuatro soportes ST1 a ST4. Sin embargo, el numero de rodillos de inclinacion 22 no se limita a siete, y el numero de posiciones no se limita a cuatro. El numero de rodillos de inclinacion 22 puede ser diez o cualquier otro numero plural. En el caso de que el numero de rodillos de inclinacion sea un numero impar, el soporte ultimo esta provisto de un rodillo de inclinacion, y los otros soportes cuentan con un par de rodillos de inclinacion. En el caso de que el numero de rodillos de inclinacion sea un numero par, todos los soportes cuentan con un par de rodillos de inclinacion.
[Tratamiento termico a baja temperatura]
En el tratamiento termico a baja temperatura, el conducto de material se carga en un horno de tratamiento termico. En el horno, el conducto de material se empapa a una temperatura de 300 a 550 °C. Al sumergirse en el intervalo de temperatura descrito anteriormente, C y N en el conducto de material se dispersan y se hace que se adhieran a una parte cerca del nucleo de dislocacion. Como resultado, las dislocaciones se vuelven menos propensas a moverse y disminuyen la anisotropfa de los lfmites elasticos en la direccion axial del conducto y la direccion circunferencial del
conducto.
Si la temperature del tratamiento termico excede los 550 °C, el limite elastico disminuye. Se supone que la razon de esto es que la temperature es alta y, por lo tanto, las dislocaciones se incorporan entre si y desaparecen.
La temperature de tratamiento termico preferible es de 400 a 500 °C. En el caso de este intervalo de temperature, el limite elastico en compresion, especialmente en la direccion axial del conducto aumenta. Por lo tanto, la anisotropia de los limites elasticos en la direccion axial del conducto disminuye. El tiempo de remojo preferible es de cinco minutos o mas. En el caso de este tiempo de remojo, C y N en la aleacion se dispersan suficientemente. El limite superior preferible de tiempo de remojo es de 60 minutos. Dado que la temperatura del tratamiento termico en el tratamiento termico a baja temperatura es baja, es menos probable que se produzca la curvatura del conducto de material tratado termicamente.
Mediante los procesos descritos anteriormente, se produce el conducto de aleacion austenftica que cumple con las Formulas (1) a (4).
Como se ha descrito anteriormente, el orden de enderezado y el tratamiento termico a baja temperatura no esta sujeto a ninguna restriccion especial. Preferentemente, sin embargo, el enderezado se realiza despues del trabajo en frfo, y el tratamiento termico a baja temperatura se realiza despues del enderezado. En este caso, C y N se adhieren no solo a las dislocaciones que se producen debido al trabajo en frfo, sino tambien a las dislocaciones que se producen debido al enderezado, y se logra el efecto Cottrell. Por lo tanto, la anisotropia de los limites elasticos en la direccion axial del conducto y la direccion circunferencial del conducto tambien es probable que disminuya.
Ejemplos
Se fabricaron varios conductos de aleacion austenftica bajo diferentes condiciones de produccion. Se examinaron las anisotropfas de los limites elasticos de los conductos de aleacion producidos.
Las aleaciones A a D que tienen cada una la composicion qufmica dada en la Tabla 1 se fundieron para producir lingotes.
[Tabla 1]
TABLA 1
Las composiciones qufmicas de todas las aleaciones A a D estaban dentro del intervalo preferible de la presente invencion. En las aleaciones A a D, el contenido de P era a lo sumo del 0,03 %, el contenido de S era a lo sumo del 0,03 % y el contenido de O era a lo sumo del 0,010 %.
Los lingotes producidos se extruyeron en caliente para producir una pluralidad de conducto de material para el trabajo en frfo. Los conductos de material para el trabajo en frfo se sometieron a los procesos de produccion dados en la Tabla 2 para producir conductos de aleacion austenftica de la marca 1 a la marca 21.
[Tabla 2]
Con referencia a la Tabla 2, en la columna "Aleacion", se describe el tipo (aleaciones A a D) de la palanquilla utilizada. En la columna "Diametro exterior", se describe el diametro exterior del conducto de aleacion austenftica producido.
En la columna "Proceso de produccion", se describe el proceso de produccion realizado en el conducto de material para el trabajo en frfo. Refiriendose a la columna del proceso de produccion, el sfmbolo "P/D" significa estiramiento en frfo. El sfmbolo "LF" significa laminacion en frfo. El sfmbolo "END" significa enderezado. "Tratamiento termico" significa tratamiento termico a baja temperatura.
En los ejemplos, la reduccion del area en el estiramiento en frfo fue del 24 %, y la reduccion del area en laminacion en frfo fue del 34 %. La reduccion del area (%) se determino mediante la Formula (I) mencionada anteriormente. En la columna "Temperatura de tratamiento termico", se describe la temperatura de tratamiento termico del tratamiento termico a baja temperatura realizado durante el proceso de produccion. En la columna "Numero de rodillos", se describe el numero de rodillos con inclinacion de la enderezadora utilizada para enderezar. En la columna "Relacion de aplastamiento max.", se describe la relacion de aplastamiento maxima en el tiempo de enderezado.
Especfficamente, los conductos de material para el trabajo en frfo (en adelante, denominados simplemente conductos de material) se sometieron a los procesos de produccion descritos a continuacion. El conducto de material de la marca 1 se sometio a estiramiento en frfo solo para producir un conducto de aleacion austenftica. Es decir, el conducto de aleacion austenftica de la marca 1 era un material estirado en frfo. Los conductos de material de las marcas 2 y 3 se sometieron a laminacion en frfo solo para producir conductos de aleacion austenftica.
Los conductos de material de las marcas 4 y 5 se sometieron a laminacion en frfo y, posteriormente, se sometieron a enderezado a la relacion de aplastamiento maxima dada en la Tabla 2. Los conductos de material de las marcas 6 a 9 se sometieron a estiramiento en frfo, y posteriormente se sometieron a tratamiento termico a baja temperatura a las temperaturas de tratamiento termico descritas en la Tabla 2.
Los conductos de material de las marcas 10 a 12 y 15 a 17 se sometieron a estiramiento en frfo. Los conductos de material estirado en frfo se sometieron a tratamiento termico a baja temperatura. Los conductos de material tratado termicamente fueron sometidos a enderezado. Los conductos de material de las marcas 13 y 14 se sometieron a estiramiento en frfo, y posteriormente se sometieron a enderezado. Despues de ser enderezados, los conductos de material se sometieron a un tratamiento termico a baja temperatura.
El conducto de material de la marca 18 se sometio a enderezado dos veces. Especfficamente, despues de someterse a estiramiento en frfo, el conducto de material se sometio a un primer enderezado. La relacion maxima de aplastamiento en el primer tiempo de enderezado fue de 6,7 %. Despues de someterse a un primer enderezado, el conducto de material se sometio a un tratamiento termico a baja temperatura. El conducto de material tratado termicamente se sometio a un segundo enderezado. La relacion maxima de aplastamiento en el segundo tiempo de enderezado fue de 11,2 %.
Los conductos de material de las marcas 19 a 21 se sometieron a laminacion en frfo, y posteriormente se sometieron a enderezado. Despues de ser enderezados, los conductos de material se sometieron a un tratamiento termico a baja temperatura.
Del conducto de aleacion austenftica producida de cada marca, se tomaron muestras de los especfmenes de ensayo de compresion y del ensayo de traccion. Especfficamente, se tomaron muestras de un especimen de ensayo de traccion y un especimen de ensayo de compresion que se extendfan en la direccion axial del conducto de cada marca, y se tomaron muestras de un especimen de ensayo de traccion y un especimen de ensayo de compresion que se extendfan en la direccion circunferencial del conducto de cada marca.
Las dimensiones de cada especimen de prueba fueron conformes a las normes ASTM-E8 y ASTM-E9. Los diametros exteriores de los especfmenes de ensayo de compresion y los especfmenes de ensayo estandar de los especfmenes de ensayo de compresion fueron de 6,35 mm, y las longitudes de calibre de los mismos fueron de 12,7 mm. En cada marca, cuando el especimen de ensayo estandar no pudo ser muestreado, se tomo una muestra de un especimen de ensayo proporcional.
Al utilizar los especfmenes de ensayo de compresion muestreados y los especfmenes de ensayo de traccion, se realizo un ensayo de compresion y un ensayo de traccion a temperatura normal (25 °C) en la atmosfera para determinar los lfmites elasticos en compresion y los lfmites elasticos en traccion. Especfficamente, al utilizar el especimen de ensayo de traccion que se extiende en la direccion axial del conducto, se obtuvo el lfmite elastico en traccion LElt (MPa) en la direccion axial del conducto. Al utilizar el especimen de ensayo de traccion que se extiende en la direccion circunferencial del conducto, se obtuvo el lfmite elastico en traccion LEct (MPa) en la direccion circunferencial del conducto. Al utilizar el especimen de ensayo de compresion que se extiende en la direccion axial del conducto, se obtuvo el lfmite elastico en compresion LElc (MPa) en la direccion axial del
conducto. Al utilizar el especimen de ensayo de compresion que se extiende en la direccion circunferencial del conducto, se obtuvo el lfmite elastico en compresion LEcc (MPa) en la direccion circunferencial del conducto. Cada lfmite de elasticidad se definio en terminos del 0,2 % de tension del lfmite elastico en el ensayo de traccion y en el ensayo de compresion. Los lfmites elasticos obtenidos (LElt, LEct, LElc y LEcc) se dan en la Tabla 2.
Usando los lfmites elasticos obtenidos, se determinaron F1 a F4 que se describen a continuacion para cada marca.
F1 = LElc/LElt
F2 = LEcc/LEct
F3 = LEcc/LElt
F4 = LEct/LElt
Los F1 a F4 obtenidos se dan en la Tabla 2.
[Resultados de los examenes]
Con referencia a la Tabla 2, para los conductos de aleacion austemtica de las marcas 10 a 21, los valores de F1 a F4 cumplen con las formulas (1) a (4). En particular, en las marcas 13, 14, 19, 20 y 21, dado que el tratamiento termico a baja temperatura se realizo despues del enderezado, la anisotropfa de los lfmites elasticos en la direccion axial del conducto fue extremadamente baja.
Por otra parte, para los conductos de aleacion austemtica de las marcas 1 a 9, uno o mas de F1 a F4 no cumplfan con las Formulas (1) a (4). Espedficamente, el valor F1 de la marca 1 fue inferior a 0,90. Se presume que la razon de esto es como se describe a continuacion. El conducto de material de la marca 1 se alargo en direccion axial mediante estiramiento en fno; por lo tanto, debido al efecto Baushinger, el lfmite elastico en compresion LElc en la direccion axial del conducto se volvio excesivamente mas bajo que el lfmite elastico en traccion LElt en la direccion axial del conducto.
El valor F1 y el valor F4 de las marcas 2 y 3 fueron inferiores a 0,90, y el valor F2 del mismo excedio 1,11. Los conductos de material de las marcas 2 y 3 se sometieron a laminacion en fno solamente. El conducto de material durante la laminacion en fno se deforma de modo tenso en la direccion axial y se deforma de modo comprimido en la direccion circunferencial. En particular, la deformacion por compresion en la direccion circunferencial del conducto de material en la laminacion en fno es mayor que en el estiramiento en fno. En las marcas 2 y 3, debido al efecto Baushinger, el lfmite elastico en compresion LElc en la direccion axial del conducto se volvio excesivamente mas bajo que el lfmite elastico en traccion LElt en la direccion axial del conducto, y el lfmite elastico en traccion LEct en la direccion circunferencial del conducto se volvio excesivamente inferior al lfmite elastico en compresion LEcc en la direccion circunferencial del conducto. Por lo tanto, se presume que las Formulas (1), (2) y (4) no se cumplieron. En las marcas 4 y 5, el valor F2 y el valor F4 no cumplfan con las Formulas (2) y (4), respectivamente. Se presume que al realizar el enderezado, se mejoro el lfmite elastico en compresion LElc en la direccion axial del conducto; sin embargo, la anisotropfa de los lfmites elasticos en la direccion circunferencial del conducto no mejoro, por lo que las Formulas (2) y (4) no se cumplieron.
En las marcas 6 a 9, el valor F1 no cumplio con la formula (1). Se presume que aunque el lfmite elastico en compresion en la direccion axial del conducto mejoro con el tratamiento termico a baja temperatura, el valor F1 no resulto satisfactorio para la Formula (1).
Lo anterior es la explicacion de una realizacion de la presente invencion. La realizacion es simplemente una ilustracion para llevar a cabo la presente invencion. Por lo tanto, la presente invencion no se limita a la realizacion, y la realizacion se puede llevar a cabo cambiando de acuerdo con sea apropiado.
Aplicabilidad industrial
El conducto de aleacion austemtica de acuerdo con la presente invencion se puede usar ampliamente como materiales tubulares para pozos de petroleo. Especialmente, se puede utilizar como una tubena de entubado y una tubena de produccion.
Claims (2)
1. Un metodo para producir un conducto de aleacion austenftica, que comprende:
un proceso de produccion de un conducto de material de aleacion austenftica que consiste, en porcentaje en masa, en C: a lo sumo 0,03 %, Si: 0,10 a 1,0 %, Mn: 0,3 a 5,0 %, Ni: 23 a 52 %, Cr: 20 a 30 %, N: 0,005 a 0,50 %, Mo: 1,5 a 9 % y Cu: 0,5 a 3 %, y opcionalmente al menos un tipo seleccionado entre un grupo que consiste, en porcentaje en masa, en Ca: a lo sumo 0,01 %, Mg: a lo sumo 0,01 %, y MTR (metales de las tierras raras): a lo sumo 0,20 %, siendo el resto Fe e impurezas;
un proceso de trabajo en frfo del conducto de material; y
un proceso de produccion de un conducto de aleacion austenftica, en el que al someter el conducto de material trabajado en frfo a un enderezado con una relacion de aplastamiento maxima de 2,0 a 15,0 % y a un tratamiento termico a baja temperatura de 300 a 550 °C durante al menos 5 minutos, el conducto de aleacion esta provisto de un lfmite elastico en traccion LElt de al menos 689,1 MPa en una direccion axial de conducto del conducto de aleacion, y en el que para el conducto de aleacion, el lfmite elastico en traccion LElt, un lfmite elastico en compresion LElc (MPa) en la direccion axial del conducto, un lfmite elastico en traccion LEct (MPa) en la direccion circunferencial del conducto y un lfmite elastico en compresion LEcc (MPa) en la direccion circunferencial del conducto cumplen con las Formulas (1) a (4),
0,90 < LElq/L E lt — 1 ,11 ( 1 )
0,90 < LEcc/LE < 1 , 11 ( 2 )
0,90 < LEcc/L E lT < 1 , 11 (3)
0,90 < LE ./LE lT < 1 , 11 (4)
en el que el proceso de produccion del conducto de material de aleacion austenftica comprende el trabajo en caliente, y el conducto de material se produce a partir de una palanquilla redonda (i) por un metodo de produccion de conducto de extrusion representado por el proceso de Ugine-Sejournet, o (ii) por el proceso de fabricacion de conducto de Mannesmann,
el proceso de trabajo en frfo del conducto de material es estiramiento en frfo o laminacion en frfo y
la reduccion de un area en el momento del trabajo en frfo es del 15,0 % o mas.
2. El metodo para producir un conducto de aleacion austenftica de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que someter el conducto de material al tratamiento termico a baja temperatura se produce despues del enderezado del material de conducto.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011065895 | 2011-03-24 | ||
| PCT/JP2012/057041 WO2012128258A1 (ja) | 2011-03-24 | 2012-03-19 | オーステナイト系合金管及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2711667T3 true ES2711667T3 (es) | 2019-05-06 |
Family
ID=46879404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES12759950T Active ES2711667T3 (es) | 2011-03-24 | 2012-03-19 | Conducto de aleación de sistema austenítico y método de fabricación del mismo |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9429254B2 (es) |
| EP (1) | EP2690188B1 (es) |
| JP (1) | JP5137048B2 (es) |
| CN (1) | CN103443318B (es) |
| BR (1) | BR112013023620B1 (es) |
| ES (1) | ES2711667T3 (es) |
| RU (1) | RU2552805C2 (es) |
| WO (1) | WO2012128258A1 (es) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2623731T3 (es) * | 2012-08-31 | 2017-07-12 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Tubo de acero inoxidable dúplex y método de fabricación del mismo |
| JP6303737B2 (ja) * | 2014-04-03 | 2018-04-04 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼管用鋳片の連続鋳造方法 |
| DE102015102255A1 (de) * | 2015-02-17 | 2016-08-18 | Sandvik Materials Technology Deutschland Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Strangs aus Edelstahl sowie Strang aus Edelstahl |
| CA3002285C (en) | 2015-10-19 | 2024-03-12 | Sandvik Intellectual Property Ab | New austenitic stainless alloy |
| CN105543711B (zh) * | 2015-12-22 | 2017-06-20 | 东北大学 | 抑制超级奥氏体不锈钢的铬和钼元素中心偏析的铸轧方法 |
| CN108472701B (zh) * | 2015-12-30 | 2020-02-18 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 生产双相不锈钢管的方法 |
| KR102583353B1 (ko) * | 2015-12-30 | 2023-09-26 | 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 | 오스테나이트계 스테인리스 강 튜브의 제조 방법 |
| WO2018172437A1 (en) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | Sandvik Intellectual Property Ab | A powder and a hip:ed object and the manufacture thereof |
| CA3066342C (en) * | 2017-06-09 | 2021-07-13 | Nippon Steel Corporation | Austenitic alloy pipe and method for producing same |
| EP3797180A1 (en) * | 2018-05-23 | 2021-03-31 | AB Sandvik Materials Technology | New austenitic alloy |
| CN115151353A (zh) * | 2020-02-26 | 2022-10-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 无缝管及其制造方法 |
| WO2021171837A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ステンレス鋼管およびその製造方法 |
| JP7095811B2 (ja) * | 2020-06-19 | 2022-07-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 合金管およびその製造方法 |
| CN112522619B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-04-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种耐浓硝酸腐蚀高强度奥氏体不锈钢及其制备方法 |
| JP7397391B2 (ja) | 2022-01-06 | 2023-12-13 | 日本製鉄株式会社 | Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ合金材 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4018634A (en) * | 1975-12-22 | 1977-04-19 | Grotnes Machine Works, Inc. | Method of producing high strength steel pipe |
| JPS613832A (ja) * | 1984-06-16 | 1986-01-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性のすぐれた高強度油井管用オーステナイト系材料の製造方法 |
| JPS63210236A (ja) * | 1987-02-25 | 1988-08-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐サワ−用高コラプス油井管の製造法 |
| JPH0570831A (ja) * | 1991-03-08 | 1993-03-23 | Nippon Steel Corp | 高強度鋼管の製造法 |
| JPH06218431A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管の温間矯正法 |
| DE19622350A1 (de) | 1996-06-04 | 1997-12-11 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung einer Düsenplatte |
| JPH1080715A (ja) | 1996-09-05 | 1998-03-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 冷間加工のままで使用される鋼管の製造方法 |
| JPH1157842A (ja) | 1997-08-27 | 1999-03-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 管軸長方向の圧縮強度に優れた鋼管の製造方法 |
| JP3589846B2 (ja) * | 1998-01-07 | 2004-11-17 | 山陽特殊製鋼株式会社 | シャー切断性に優れた冷鍛用フェライト系ステンレス鋼材の製造方法 |
| SE513235C2 (sv) * | 1999-06-21 | 2000-08-07 | Sandvik Ab | Användning av en rostfri stållegering såsom umbilicalrör i havsmiljö |
| EP1541252B1 (en) | 2002-05-24 | 2011-05-18 | Nippon Steel Corporation | Uoe steel pipe with excellent crash resistance, and method of manufacturing the uoe steel pipe |
| JP4276480B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2009-06-10 | 新日本製鐵株式会社 | 変形性能に優れたパイプライン用高強度鋼管の製造方法 |
| RU2276695C1 (ru) * | 2004-11-16 | 2006-05-20 | Закрытое акционерное общество "Трубная Металлургическая Компания" | Нержавеющая сталь для производства труб и способ производства труб из нержавеющей стали |
| JP2008173643A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 二相ステンレス鋼管の製造方法、矯正方法および強度調整方法、ならびに、二相ステンレス鋼管の矯正機の操業方法 |
| JP5176561B2 (ja) * | 2007-07-02 | 2013-04-03 | 新日鐵住金株式会社 | 高合金管の製造方法 |
| JP5211843B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2013-06-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐圧潰性に優れた溶接鋼管およびその製造方法 |
| CN101613834A (zh) * | 2008-06-25 | 2009-12-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 高酸性深井用Fe基奥氏体合金油套管及制造方法 |
| CN101633999B (zh) * | 2009-05-26 | 2011-06-01 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种奥氏体不锈钢及其钢管和钢管的制造方法 |
| CN101671773A (zh) * | 2009-09-17 | 2010-03-17 | 苏州贝思特金属制品有限公司 | 无缝钢管的制造方法 |
-
2012
- 2012-03-19 BR BR112013023620-5A patent/BR112013023620B1/pt active IP Right Grant
- 2012-03-19 US US14/006,156 patent/US9429254B2/en active Active
- 2012-03-19 CN CN201280014939.2A patent/CN103443318B/zh active Active
- 2012-03-19 RU RU2013147418/02A patent/RU2552805C2/ru active
- 2012-03-19 WO PCT/JP2012/057041 patent/WO2012128258A1/ja active Application Filing
- 2012-03-19 EP EP12759950.4A patent/EP2690188B1/en active Active
- 2012-03-19 ES ES12759950T patent/ES2711667T3/es active Active
- 2012-03-19 JP JP2012530026A patent/JP5137048B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20140083576A1 (en) | 2014-03-27 |
| BR112013023620B1 (pt) | 2019-03-26 |
| EP2690188A4 (en) | 2015-06-24 |
| US9429254B2 (en) | 2016-08-30 |
| CN103443318A (zh) | 2013-12-11 |
| JPWO2012128258A1 (ja) | 2014-07-24 |
| JP5137048B2 (ja) | 2013-02-06 |
| WO2012128258A1 (ja) | 2012-09-27 |
| RU2552805C2 (ru) | 2015-06-10 |
| EP2690188B1 (en) | 2019-01-23 |
| BR112013023620A2 (pt) | 2016-12-06 |
| EP2690188A1 (en) | 2014-01-29 |
| RU2013147418A (ru) | 2015-04-27 |
| CN103443318B (zh) | 2015-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2711667T3 (es) | Conducto de aleación de sistema austenítico y método de fabricación del mismo | |
| ES2703049T3 (es) | Acero inoxidable para pozos petrolíferos y tubería de acero inoxidable para pozos petrolíferos | |
| JP4930654B2 (ja) | 油井用ステンレス鋼、油井用ステンレス鋼管及び油井用ステンレス鋼の製造方法 | |
| JP4911265B2 (ja) | ラインパイプ用継目無鋼管及びその製造方法 | |
| RU2584100C1 (ru) | Высокопрочная бесшовная труба из нержавеющей стали нефтепромыслового сортамента и способ её изготовления | |
| EP2918697B1 (en) | High-strength stainless steel seamless pipe for oil wells and method for producing same | |
| ES2708945T3 (es) | Procedimiento para producir una tubería de acero inoxidable dúplex | |
| CA2795326C (en) | High-strength stainless steel for oil well and high-strength stainless steel pipe for oil well | |
| JP5500324B1 (ja) | 二相ステンレス鋼管及びその製造方法 | |
| ES2726767T3 (es) | Tubo de acero para airbags y un proceso para la fabricación del mismo | |
| JP6686320B2 (ja) | ステンレス鋼管の製造方法 | |
| ES2807000T3 (es) | Material de acero y tubo de acero para pozos de petróleo | |
| ES2708942T3 (es) | Producto de aleación de Cr-Ni de gran resistencia y tuberías sin soldaduras para pozos de petróleo, fabricadas con dicho producto | |
| JPWO2008117680A1 (ja) | 坑井内で拡管される拡管用油井管及び拡管用油井管に用いられる２相ステンレス鋼 | |
| WO2015064006A1 (ja) | 継目無鋼管製造用装置列およびそれを利用した油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法 | |
| JP7425360B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼材、及び、マルテンサイト系ステンレス鋼材の製造方法 | |
| JP7201094B2 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JPWO2008123025A1 (ja) | 坑井内で拡管される拡管用油井管及びその製造方法 | |
| JP2015101763A (ja) | フェライト・マルテンサイト二相鋼及び油井用鋼管 | |
| JP2008297602A (ja) | 拡管性に優れる油井用ステンレス鋼管およびその製造方法 | |
| ES2659008T3 (es) | Tubo de acero sin costura y método para la producción del mismo | |
| JP2008291322A (ja) | 拡管性に優れた油井用鋼管およびその製造方法 | |
| WO2016079922A1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法 | |
| JP6672620B2 (ja) | 油井用ステンレス鋼及び油井用ステンレス鋼管 | |
| JP7135708B2 (ja) | 鋼材 |