MX2014012428A

MX2014012428A - Tuberia de acero galvanizado por inmersion en caliente y metodo para fabricar la misma.

Info

Publication number: MX2014012428A
Application number: MX2014012428A
Authority: MX
Inventors: Hiroshi Takebayashi; Kouichi Okamoto; Yoshitaka Soga
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2015-01-19
Also published as: KR20140133859A; CA2869838C; KR101626701B1; US9593796B2; CN104245998A; WO2013161122A1; EP2843078A4; JP2013227594A; MX353008B; BR112014024599B8; BR112014024599B1; US20150090359A1; EP2843078B1; EP2843078A1; CA2869838A1

Abstract

Se proporciona una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente en donde su capa de revestimiento es menos susceptible a desprender incluso si se trabaja el tubo de acero, y un método para fabricar el tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente. El tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente incluye un tubo de acero y la capa de revestimiento formada en la superficie del tubo de acero. A través de toda la profundidad de la capa de revestimiento, fn definido por la siguiente fórmula es al menos 99.9: fn = Fe + Al + Zn en donde el símbolo de un elemento en la fórmula representa el contenido (% en masa) de ese elemento en la capa de revestimiento.

Description

TUBERÍA DE ACERO GALVANIZADA POR INMERSIÓN EN CALIENTE Y MÉTODO PARA FABRICAR LA MISMA Campo Técnico La presente invención se refiere a una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente y a un método para fabricar la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente.

Técnica Previa La galvanización por inmersión en caliente se ha empleado ampliamente como una técnica para mejorar la resistencia a corrosión de un material de acero.

JP2009-221601A, JP2009-221604A, JP2009-197328A, JP2011-26630A, y JP2009-221605A describen métodos para fabricar un material galvanizado por inmersión en caliente en donde incluso si un baño de zinc fundido en el que el contenido de Pb se restringe cuando más a 0.1% en masa y el contenido de Cd se restringe a cuando más 0.01% en masa se emplea en conformidad con las instrucciones RoHS, ocurre deficiente revestimiento en forma infrecuente. En los métodos descritos de fabricación de un material galvanizado por inmersión en caliente en estos Documentos de Patente, un metal tal como Sn, Sb, Bi, o In se agrega al baño de zinc fundido en pequeñas cantidades.

JP2006-307316A describe una composición para un baño de galvanización por inmersión en caliente para formar una película de galvanización en la superficie de un material de acero mediante un proceso de inmersión. La composición del baño de galvanización con inmersión en caliente consiste de 0.01 a 0.05% en peso de Ni, 0.001 a 0.01% en peso de Al, y 0.01 a 0.08% en peso de Bi, el resto es Zn e impurezas inevitables y no contiene Pb.

JP2011-26632A describe un material de acero galvanizado por inmersión en caliente, en donde la composición de la capa de revestimiento contiene cuando más 0.010% en masa de Pb y 0.04 a 0.50% en masa de Sb.

JP10-140316A describe un método para fabricar un material de acero galvanizado por inmersión en caliente en donde una placa de acero, que se reviste al utilizar un baño de galvanización por inmersión en caliente contiene 0.1 a 0.3% en peso de Al y cuando más 0.01% en peso en total de Pb, Sn, Cd y Sb como impurezas, se somete a laminado con un peso de laminado de 50 a 500 toneladas por 1 m de ancho de placa de acero que está en contacto con un rodillo.

JP2011-89175A describe una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente en donde la concentración de plomo en una película de galvanización por inmersión en caliente es cuando más 0.1% en masa, la concentración de cadmio es cuando más 0.01% en masa, y la dureza Vickers de una parte de capa de aleación de la película de galvanización por inmersión en caliente es cuando más 110 Hv.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En recientes años, con el amplio uso de ensanchado, se ha demandado mejora de la aptitud para moldeo de una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente. El ensanchado es un tratamiento en el que la parte que abertura de la porción de extremo de una tubería de acero se propaga hacia el exterior para formar un abocinamiento en forma de anillo (collar) .

Cuando la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente se somete a ensanchamiento, la capa de revestimiento es susceptible a desprenderse. Como un método para reducir el desprendimiento de la capa de revestimiento, se ha conocido el utilizar una capa de revestimiento más delgada. Con una capa de revestimiento más delgada, disminuye la tensión aplicada a la capa de revestimiento al tiempo de trabajar. Sin embargo, si la capa de revestimiento se hace delgada, no puede lograrse resistencia a corrosión predeterminada en algunos casos.

JP2009-221601A, JP2009-221604A, JP2009-197328A, JP2011-26630A, JP2009-221605A, JP2006-307316A, y JP2011-26632A no describen la tendencia a desprendimiento de la capa de revestimiento al tiempo de trabajar.

En el método para fabricar una placa de acero galvanizada por inmersión en caliente descrito en JP10-140316A, una gran cantidad de Al se agrega al baño de galvanización por inmersión en caliente. Cuando una gran cantidad de Al se agrega al baño de galvanizado por inmersión en caliente, es posible que ocurra un deficiente revestimiento a cuenta de los óxidos de Al. Por lo tanto, en el caso en donde una gran cantidad de Al se agrega, la atmósfera debe ser controlada a través de todo el proceso para evitar que se formen óxidos en la superficie del material de acero y una superficie del baño de galvanización por inmersión en caliente. Sin embargo, en el proceso de fabricar una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, es difícil llevar a cabo este control .

La tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente descrita en JP2011-89175A debe someterse a un tratamiento especial para disminuir las durezas de la capa de aleación y la capa de zinc solidificada de la película de galvanización por inmersión en caliente.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente en donde la capa de revestimiento es menos susceptible a desprenderse, incluso si la tubería de acero se trabaja, y un método para fabricar la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente.

La tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente de acuerdo con la presente invención incluye una tubería de acero y una capa de revestimiento formada en la superficie de la tubería de acero, en donde por toda la profundidad de la capa de revestimiento, fn definido por la siguiente fórmula, es cuando menos 99.9: fn = Fe + Al + Zn en donde, el símbolo de un elemento en la fórmula anterior representa el contenido en por ciento en masa de ese elemento en la capa de revestimiento.

El método para fabricar una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente de acuerdo con la presente invención, incluye una etapa de sumergir un material de tubería en un baño de galvanización por inmersión en caliente, en donde el baño de galvanización por inmersión en caliente contiene 0.002 a 0.01% en masa de Al, el resto es Zn e impurezas y el contenido total de Pb, Sn, Cd, Sb, Bi, Cu, Ni, y In de las impurezas es cuando más 0.1% en masa .

En la tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente y en la tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente fabricada por el método para fabricar la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, la capa de revestimiento es menos susceptible a desprenderse incluso si se trabaja la tubería de acero.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1A es una microfotografia de barrido de electrones, que muestra en forma amplificada una capa de revestimiento que incluye una capa de Zn que tiene baja pureza .

La Figura IB es una microfotografía de barrido de electrones que muestra en forma agrandada una capa de revestimiento que incluye una capa de zinc que tiene alta pureza .

La Figura 2 es un diagrama de flujo de un método para fabricar una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 3A es una gráfica que muestra una distribución de elementos en una capa de revestimiento de una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, fabricada al utilizar un baño de galvanizado por inmersión en caliente de una cierta condición.

La Figura 3B es una gráfica que muestra una distribución de elementos en una capa de revestimiento de una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, fabricada al utilizar un baño de galvanizado por inmersión en caliente de otra condición.

La Figura 3C es una gráfica que muestra una distribución de elementos en una capa de revestimiento de una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, fabricada al utilizar un baño de galvanización por inmersión en caliente de todavía otra condición.

La Figura 3D es una gráfica que muestra una distribución de elementos en una capa de revestimiento de una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, fabricada al utilizar un baño de galvanización por inmersión en caliente de todavía otra condición.

La Figura 4A es una microfotografía óptica de una sección transversal longitudinal de una porción ensanchada de una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, fabricada al utilizar un baño de galvanización por inmersión en caliente de una cierta condición.

La Figura 4B es una microfotografía óptica de una sección transversal longitudinal de una parte ensanchada de una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, fabricada al utilizar un baño de galvanizado por inmersión en caliente de otra condición.

MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN [Tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente] Los presentes inventores estudiaron la aptitud para moldeo de una tubería de acero galvanizado por inmersión caliente y obtuvieron los hallazgos descritos a continuación. La capa de revestimiento incluye una capa de aleación Zn-Fe formada en la inferíase con un metal base, y una capa Zn (capa ?) formada en la superficie. De estas capas, la capa de aleación Zn-Fe tiene baja ductilidad. En la capa de aleación Zn-Fe, por lo tanto, es susceptible que ocurra agrietamiento a cuenta del trabajo de doblado tal como ensanchamiento. Si una grieta generada en la capa de aleación Zn-Fe se propaga a la capa de Zn en la superficie, la capa de revestimiento se desprende.

Si un metal diferente ha entrado en forma mezclada en la capa de Zn, la grieta es susceptible adicionalmente de propagarse. Por lo tanto, si un metal diferente ha entrado en forma mezclada en la capa de Zn, la capa de revestimiento es susceptible a desprenderse. En otras palabras, al mejorar la pureza de la capa Zn, la capa de revestimiento puede ser restringida de desprendimiento, y la aptitud para moldeo de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente puede mejorarse.

La Figura 1A es una microfotografia de barrido de electrones de la capa de revestimiento incluyendo la capa Zn que tiene baja pureza. La Figura IB es una microfotografia de barrido de electrones de la capa de revestimiento que incluye la capa Zn que tiene alta pureza. Como se muestra en la Figura IA, en la capa de revestimiento incluyendo la capa Zn que tiene baja pureza, una grieta generada en la capa de aleación Fe-Zn se propaga a la capa Zn en la superficie. Por otra parte, como se muestra en la Figura IB, en la capa de revestimiento que incluye la capa Zn que tiene alta pureza, una grieta generada en la capa de aleación Fe-Zn se tiene en la capa Zn en la superficie.

Los presentes inventores encontraron que si fn definido por la Fórmula (1) es al menos 99.9 a través de toda la profundidad de la capa de revestimiento, la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente es menos susceptible a desprenderse: fn = Fe + Al + Zn ... (1) en donde, el símbolo de un elemento en la Fórmula (1) representa el contenido (% en masa) de ese elemento en la capa de revestimiento. fn se mide por el siguiente método. En una región arbitraria (área de descarga: 4-mm de diámetro, a continuación referida como una región específica) de la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, el análisis elemental en la dirección de profundidad se realiza al utilizar un aparato espectroscopio, de emisión óptica con descarga luminiscente de alta frecuencia tipo Markus (fabricado por Horiba, Ltd., GD-Profiler2) . Las condiciones de medición en este momento son como se da en la Tabla 1. De esta manera, la distribución de elementos en toda la profundidad de la región específica puede obtenerse. Con base en la ¦distribución de elementos obtenida, se determina el valor fn en cada profundidad (distribución de fn) .

[Tabla 1] TABLA 1 En la presente invención, en la distribución fn obtenida cada uno de los valores fn es cuando menos 99.9. fn involucra hierro (Fe) . Fe forma aleación con zinc para constituir la capa de aleación Zn-Fe. Por lo tanto, una gran cantidad de Fe está contenida en la capa de revestimiento. Sin embargo, la capa de aleación Zn-Fe está presente separada de la capa Zn. Por lo tanto, Fe no entra en forma mezclada en la capa Zn. Por esta razón, incluso si la capa de revestimiento contiene hierro, la aptitud para moldeo de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente no disminuye.

El término fn involucra aluminio (Al) . Al mejorar la capacidad de flujo del baño de galvanización por inmersión en caliente. Si Al está contenido en el baño de galvanización por inmersión en caliente, Al también está contenido en la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente. Sin embargo, Al está presente en forma concentrada a una profundidad de aproximadamente una miera desde la superficie de revestimiento. Por lo tanto, incluso si la capa de revestimiento contiene Al, la aptitud para moldeo de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente no disminuye .

Como se describió anteriormente, si fn es al menos 99.9 por toda la profundidad de la capa de revestimiento, la capa de revestimiento es menos susceptible a desprenderse, incluso si se realiza trabajo tal como ensanchamiento .

La tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente puede ser fabricada por inmersión de un material de tubo en un baño de galvanización por inmersión en caliente que contiene 0.002 a 0.01% en masa de Al, el resto es Zn e impurezas, en donde el contenido total de Pb, Sn, Cd, Sb, Bi, Cu, Ni, y In de las impurezas es cuando más 0.1% en masa .

A continuación, se describe en detalle un método para fabricar un tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente de acuerdo con una modalidad de la presente invención .

La Figura 2 es un diagrama de flujo del método para fabricar un tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El método para fabricar un tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente incluye una etapa de desengrasar un material de tubo (etapa SI) , una etapa de decapado del material de tubo desengrasado (etapa S2), una etapa de tratamiento con flujo del material de tubo decapado (etapa S3) , una etapa de revestir el material de tubo tratado con flujo (etapa S4), y una etapa de enfriar la tubería de acero revestida (etapa S5).

Primero, un material de tubo a revestirse se prepara. Como el material de tubo, puede emplearse en cualquier tubo de acero. El material de tubo por ejemplo es un tubo de acero SGP especificado en JIS G3452 o un tubo de acero STPG especificado en JIS G3454. Como el tubo de acero SGP y el tubo de acero STPG cualquiera de un tubo soldado con resistencia eléctrica, un tubo soldado a tope y un tubo sin soldadura puede emplearse.

A continuación, el material de tubo se sumerge en una solución desengrasante y se desengrasa (etapa SI). El desengrasado por ejemplo es desengrasado con álcali o desengrasado con solvente. De esta manera, se retiran aceites que se pegan a la superficie del material de tubo.

Posteriormente, el material de tubo se lava con agua para retirar la solución de desengrasado que se pega.

A continuación, el material de tubo desengrasado se sumerge en una solución de decapado y es decapado (etapa S2) . La solución de decapado es ácido sulfúrico de 5 a 20% en masa. Es preferible que el ácido sulfúrico se caliente para utilizar a una temperatura de al menos 65°C.

Para reducir el excesivo decapado del material de tubo y corrosión de fronteras de grano, una cantidad adecuada de inhibidor de corrosión ácida (inhibidor) puede estar contenida en la solución de decapado. El tiempo de decapado por ejemplo es de 10 a 60 minutos. De esta manera, se retira la incrustación en la superficie de material de tubo. Posteriormente, el material de tubo se lava con agua para retirar la solución de decapado pegada.

A continuación, el material de tubo decapado se trata con fundente por una solución de fundente (etapa S3) . En el tratamiento con fundente, el material de tubo se sumerge en la solución de fundente. Como la solución de fundente, se emplea una solución acuosa de cloruro de zinc y cloruro de amonio. La proporción en cantidad (proporción molar) de cloruro de zinc y cloruro de amonio de preferencia es 1:1 a 1:5, más preferible 1:2 a 1:4.

La solución de fundente se calienta para utilizar a una temperatura de 70 a 90°C. Como la solución de fundente, se emplea de preferencia una solución de fundente que tiene una alta concentración de al menos 500 g/L. La concentración de solución de fundente además de preferencia es al menos 600 g/L, y está en el intervalo hasta saturación. La concentración de fundente (g/L) se representa por la proporción de masa total (g) del cloruro de zinc y cloruro de amonio contenidos a un litro (L) de agua .

Por el tratamiento con fundente, se forma una película de fundente en el material de tubo. La película de fundente protege a la superficie del material de tubo y evita que se involucre óxido de zinc al tiempo de revestir y evita que ocurra un deficiente revestimiento.

Posteriormente el material de tubo se seca. Si la humedad permanece en el material de tubo, la humedad se evapora cuando entra en contacto con el baño de galvanizado por inmersión en caliente y dispersa zinc fundido, provocando la ocurrencia de un deficiente revestimiento. Para mejorar el drenado de la solución fundente, un agente tensioactivo de preferencia está contenido en la solución de fundente. También, al contener el agente tensioactivo, la película de fundente se forma fácilmente de manera uniforme. El agente tensioactivo por ejemplo es cloruro de lauril trimetil amonio, cloruro de cetil trimetil amonio o cloruro de estearil trimetil amonio.

Si el contenido de agente tensioactivo es muy bajo, no pueden lograrse los efectos anteriormente descritos. Por lo tanto, el limite inferior de la concentración de agente tensioactivo en la solución de fundente es 0.05% en masa. La concentración de agente tensioactivo de preferencia es superior a 0.05% en masa. El limite inferior de la concentración de agente tensioactivo además de preferencia es 0.10% en masa. Por otra parte, si el contenido de agente tensioactivo es muy alto, los efectos se saturan, y el agente tensioactivo actúa como una impureza, con lo que se incrementa más bien un deficiente revestimiento. Por lo tanto, la concentración de agente tensioactivo de preferencia es inferior a 0.3% en masa, más preferible inferior a 0.2% en masa.

A continuación, el material de tubo tratado con fundente se sumerge en un baño de galvanización por inmersión en caliente y se reviste (etapa S4) . El baño de galvanización por inmersión en caliente empleado en esta modalidad contiene 0.002 a 0.01% en masa de Al, el resto es Zn e impurezas, en donde el contenido total de Pb, Sn, Cd, Sb, Bi, Cu, Ni, y In de las impurezas es cuando más 0.1% en masa .

Aluminio (Al) mejora la capacidad de flujo del baño de galvanización por inmersión en caliente. Si el contenido de Al en el baño de galvanización por inmersión en caliente es muy bajo, el brillo de la superficie de revestimiento disminuye. Por lo tanto, el limite inferior del contenido de Al es 0.002% en masa. El contenido de Al de preferencia es mayor a 0.002% en masa. El limite inferior del contenido de Al además de preferencia es 0.005% en masa. Por otra parte, si el contenido de Al en el baño de galvanización por inmersión en caliente es muy alto, se disminuye el efecto de tratamiento con fundente y ocurre un deficiente revestimiento. Por lo tanto, el limite superior del contenido de Al de preferencia es 0.01% en masa.

De las impurezas del baño de galvanización por inmersión en caliente, plomo (Pb) , estaño (Sn) , cadmio (Cd) , antimonio (Sb) , bismuto (Bi) , cobre (Cu) , níquel (Ni) , e indio (In) en forma mixta entran en la capa de Zn de la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, provocando que una capa de revestimiento se desprenda fácilmente. Por lo tanto, el contenido total de estos elementos de preferencia es cuando más 0.1% en masa.

La temperatura del baño de galvanización por inmersión en caliente por ejemplo es 450 a 480°C. El período de tiempo para inmersión del material de tubo en el baño de galvanización por inmersión en caliente es por ejemplo 30 a 300 segundos. La temperatura del baño de galvanización por inmersión en caliente y el período de tiempo por inmersión del material de tubo en el baño de galvanización por inmersión en caliente se controlan de acuerdo con el espesor de la capa de revestimiento.

Después de haberse sumergido por un periodo de tiempo predeterminado, el material de tubo se retira del baño de galvanización por inmersión en caliente. El material de tubo se sostiene sobre el baño de galvanización por inmersión en caliente por un cierto periodo de tiempo, de manera tal que el excedente de zinc fundido que se adhiere al tubo de material se escurre. En este momento, el zinc fundido en exceso puede retirarse al soplar aire comprimido o vapor.

Finalmente, el tubo de acero revestido se enfría (etapa S5) . El enfriamiento puede ser enfriamiento con aire, enfriamiento con agua o enfriamiento con aceite. En el caso de enfriamiento con agua, se emplea agua caliente que tiene una temperatura de 40 a 80°C.

A través de las etapas anteriormente descritas, se fabrica el tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente .

Para tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente fabricado utilizando el baño de galvanización por inmersión en caliente, fn definido por la Fórmula (1) es al menos 99.9 a través de toda la profundidad de la capa de revestimiento. Por lo tanto, incluso si el tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente se somete a ensanchamiento, la capa de revestimiento es menos susceptible a desprenderse.

El método para fabricar el tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente de acuerdo con esta modalidad es preferiblemente tal que (A) en la etapa de decapado (etapa S2), el material de tubo es decapado con ácido sulfúrico que tiene una temperatura de al menos 65°C, y (B) en la etapa de tratamiento de fundente (etapa S3) , el tratamiento de fundente se realiza al utilizar una solución de fundente que contiene al menos 600 g/L en total de cuando menos uno cloruro de zinc y cloruro de amonio y 0.05 a 0.3% en masa del agente tensioactivo.

En el baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con esta modalidad, el contenido total de Pb, Sn, Cd, Sb, Bi, Cu, Ni, y In es cuando más 0.1% en masa. Estos elementos mejoran la capacidad de flujo del baño de galvanización por inmersión en caliente. Por lo tanto, si se realiza el revestimiento al utilizar el baño de galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con esa modalidad, es posible que ocurra un deficiente revestimiento .

De acuerdo con esto, al realizar las preparaciones que satisfacen las condiciones de (A) y (B) , se mejora la reactividad de la superficie de material de tubo. De esta manera, incluso si se realiza el revestimiento al emplear el baño de galvanización por inmersión en caliente que contiene pequeñas cantidades de impurezas como en esta modalidad, puede reducirse la ocurrencia de deficiente revestimiento .

Este efecto se considera que se basa en la siguiente acción. Primero, por el decapado utilizando ácido sulfúrico a alta temperatura, se reduce la formación de hollín en la superficie del material de tubo, y se obtiene una adecuada rugosidad de superficie. Incidentalmente, el hollín es una sal férrica insoluble en ácido, y se adhiere en negro a la superficie de tubo después de decapado. De esta manera, una gran cantidad de fundente puede dispersarse de manera uniforme en la superficie del material de tubo. Al dispersar una gran cantidad de fundente de manera uniforme, incluso si se realiza revestimiento al utilizar el baño de galvanización por inmersión en caliente que contiene pequeñas cantidades de impurezas, puede reducirse la ocurrencia de un deficiente revestimiento.

Referente al ácido clorhídrico, aunque tiene el efecto de reducir el hollín, es deficiente en reactividad en comparación con ácido sulfúrico a alta temperatura. Consecuentemente, se considera que algunos óxidos de metal permanecen en la superficie en un estado antes de decapado sin reaccionar, y pueden provocar deficiente revestimiento.

Ejemplo 1 A continuación, la presente invención se explica en forma más específica con referencia a los Ejemplos. Estos ejemplos de ninguna manera restringen la presente invención.

[Prueba de análisis de composición de la capa de revestimiento] Tubos de acero galvanizados por inmersión en caliente se producen al utilizar una pluralidad de baños de galvanizado por inmersión en caliente. Después, el análisis de composición de la capa de revestimiento de cada uno de los tubos de acero galvanizados por inmersión en caliente se realizó.

Como material de tubo, se empleó un tubo de acero SGP (C: 0.05% en masa, Si: 0.19% en masa, Mn: 0.34% en masa, tubería soldada con resistencia eléctrica, diámetro exterior: 139.8 mm) . Como se muestra en la Figura 2, se realizaron el desengrasado, decapado y tratamiento con fundente del material de tubo. Como las condiciones del tratamiento de decapado, la condición de decapado 2 del Ejemplo 2 posteriormente descrito se emplea, y como la condición de tratamiento con fundente, se empleó en la condición de fundente 2 del Ejemplo 2 posteriormente descrito. El material de tubos tratado con fundente se sumerge en cuatro tipos de baños galvanizados por inmersión en caliente y se revistió. La Tabla 2 da los contenidos (unidad: % en masa) de Fe, Al, Pb, Sn, Cd, Sb, Bi, Cu, Ni, y In de cada uno de los baños galvanizados por inmersión en caliente (condiciones 1 a 4). El balance de la composición fue Zn e impurezas. En la columna "cantidades de impurezas" en la Tabla 2, el valor total de los contenidos de Pb, Sn, Cd, Sb, Bi, Cu, Ni, y In se describió.

[Tabla 2] Continuación Tabla La temperatura del baño de galvanizado por inmersión en caliente fue 465°C. Cada uno de los materiales de tubos se sumergió en el baño de galvanizado por inmersión en caliente por 60 segundos. El peso de revestimiento de una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente fue aproximadamente 500 g/m2.

Para el tubo de acero galvanizado por inmersión en caliente fabricado al utilizar cada uno de los baños de galvanizado por inmersión en caliente, se realizó el análisis de composición de la capa de revestimiento. Como se describió antes, el análisis de composición de la capa de revestimiento se realiza bajo las condiciones dadas en la Tabla 1 al utilizar el aparato espectroscópico de emisión óptica con descarga luminiscente de alta frecuencia de tipo arkus (fabricado por Horiba, Ltd., GD-Profiler2 ) .

Los resultados de análisis se muestran en las Figuras 3A a 3D. Las Figuras 3A a 3D son gráficas que muestran distribuciones de elementos en las direcciones de profundidad de capas de revestimiento de los tubos de acero galvanizados por inmersión en caliente fabricados al utilizar los baños de galvanizado por inmersión en caliente, la Figura 3A es una gráfica que resulta de la condición 1, la Figura 3B es una gráfica de la condición 2, la Figura 3C es una gráfica de la condición 3, y la Figura 4D es una gráfica de la condición . Las abscisas en cada gráfica de las Figuras 3A a 3D representan la distancia (µp?) en la dirección de profundidad desde la superficie de una capa de revestimiento. Las ordenadas en cada gráfica de las Figuras 3A a 3D representan el contenido (% en peso) de Zn, el contenido (% en peso) de Fe, y el valor total de los contenidos de Zn, Fe, y Al (Zn + Fe + Al = fn, % en peso) de la composición de la capa de revestimiento en cada profundidad representada por las abscisas.

Como se muestra en las Figuras 3A a 3D, cuando disminuyen las cantidades de impurezas en el baño de galvanizado por inmersión en caliente, fn aumenta por toda la profundidad de la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente. Como se muestra en las Figuras 3C y -3?, en la condición 3 y la condición 4, fn fue al menos 99.9 en toda profundidad de la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente. Por otra parte, como se muestra en las Figuras 3A y 3B, en la condición 1 y la condición 2, fn fue menor a 99.9 a ciertas profundidades de la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente.

[Prueba de ensanchamiento] Las tuberías de acero galvanizadas por inmersión en caliente, fabricadas al utilizar los baños de galvanizado por inmersión en caliente de las condiciones 1 a 4 se sometieron a ensanchamiento. Además, cada una de las tuberías de acero galvanizadas por inmersión en caliente y ensanchadas se rebanan en paralelo con la dirección axial y la sección transversal longitudinal de la parte ensanchada se observa.

Para las tuberías de acero galvanizadas por inmersión en caliente fabricadas al utilizar los baños de galvanizado por inmersión en caliente de las condiciones 1 y 2, la flotación y desprendimiento de la capa de revestimiento ocurren en grandes cantidades a cuenta del ensanchamiento. Por otra parte, para las tuberías de acero galvanizadas por inmersión en caliente fabricadas al utilizar los baños de galvanizado por inmersión en caliente de las condiciones 3 y 4, incluso si se realizó ensanchamiento, no ocurrió desprendimiento de la capa de revestimiento .

La Figura 4A es una microfotografia óptica de una sección transversal longitudinal de la parte ensanchada de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente fabricada al utilizar el baño de galvanizado por inmersión en caliente de la condición 1. La Figura 4B es una microfotografía óptica de una sección transversal longitudinal de la parte ensanchada de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente fabricada al utilizar el baño de galvanizado por inmersión en caliente de la condición . La Figura 1A es una microfotografía de barrido de electrones que muestra en forma amplificada la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente fabricada al utilizar el baño de galvanizado por inmersión en caliente de la condición 1. La Figura IB es una microfotografía de barrido de electrones que muestra en forma amplificada la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente fabricada al utilizar el baño de galvanizado por inmersión en caliente de la condición 4.

Como se muestra en la Figura 4A, para la tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente fabricada utilizando el baño de galvanizado por inmersión en caliente de la condición 1, la flotación y desprendimiento de la capa de revestimiento ocurren en grandes cantidades a cuenta del ensanchado. Por otra parte, como se demuestra en la Figura 4B, para la tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente fabricada al utilizar el baño de galvanizado por inmersión en caliente de la condición 4, incluso si se realiza ensanchado, el desprendimiento de la capa de revestimiento no ocurre.

Como se muestra en la Figura 1A, en la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente fabricada al utilizar el baño de galvanizado por inmersión en caliente de la condición 1, una grieta generada en la capa de aleación Fe-Zn se propaga a la capa de Zn en la superficie. Por otra parte, como se muestra en la Figura IB, en la capa de revestimiento de la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente fabricada al utilizar el baño de galvanizado por inmersión en caliente de la condición 4, una grieta generada en la capa de aleación Fe-Zn se detiene en la capa Zn en la superficie .

Ejemplo 2 [Examen de condiciones de decapado y condiciones de fundente] El revestimiento se realiza al cambiar las condiciones de decapado y condiciones de fundente, y la presencia y ausencia de un deficiente revestimiento se examinaron. Las condiciones de revestimiento fueron las mismas que las condiciones bajo las cuales la tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente se fabrica en la prueba de análisis de composición de la capa de revestimiento. Como el baño de galvanizado por inmersión en caliente, se utilizó el baño galvanizado por inmersión en caliente de la condición 4 en la Tabla 2.

Como un material de tubería, se empleó una tubería de acero SGP (C: 0.05% en masa, Si: 0.19% en masa, Mn: 0.34% en masa, tubería soldada con resistencia eléctrica, diámetro externo: 139.8 mm) . El desengrasado, decapado y tratamiento con fundente del material de tubería se realizaron. Primero, el examen se realizó al fijar las condiciones de fundente y cambiar las condiciones de decapado .

La Tabla 3 da las condiciones de decapado (condiciones de decapado 1 a 4), y el espumado durante decapado, apariencia después de decapado, apariencia después de tratamiento con fundente (después de secado de fundente), y apariencia después de revestimiento bajo cada una de las condiciones de decapado. Las condiciones de fundente también se describen a continuación. Como una solución de fundente, una solución acuosa que contiene 625 g/L de una mezcla 1:3 de cloruro de zinc y cloruro de amonio y 0.2% en masa de un agente tensioactivo, se emplea. El material de tubería de decapado se sumerge en la solución de fundente calentada a una temperatura de 75°C. El material de tubería que se ha sumergido en la solución de fundente se secó en una atmósfera de 180°C por cinco minutos. Para el material de tubería en el que se ha producido hollín por decapado, el tratamiento con fundente se realizó después de retirarse el hollín. Después de revestir, el material de tubería revestido se enfría al aire, en donde se fabrica una tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente.

[Tabla 3] Como se da en la Tabla 3, en el material de tubería de decapado bajo la condición de decapado 1, ocurrió un deficiente revestimiento. La causa para esto se considera que es que la temperatura de decapado fue baja.

En el material de tubería decapado bajo la condición de decapado 2, no ocurre deficiente revestimiento.

En los materiales de tuberías decapadas bajo las condiciones de decapado 3 y 4, ocurrió deficiente revestimiento. La causa para esto se considera que el decapado se realiza al utilizar ácido clorhídrico.

A continuación, se realiza examen al fijar las condiciones de decapado a las condiciones de decapado 2 de la Tabla 3 y al cambiar las condiciones de fundente.

La Tabla 4 da las condiciones de fundente (condiciones de fundente 1 a 4), y la presencia y ausencia de agente químico sin disolver, apariencia después de secado de fundente, y apariencia después de revestimiento bajo cada una de las condiciones del fundente. Como una solución del fundente, una solución acuosa que contiene una mezcla de 1:3 de cloruro de zinc y cloruro de amonio se empleó. En la columna "Agente químico sin disolver" en la Tabla 4, se describen la presencia y ausencia de la parte sin disolver de esta mezcla. El material de tubería de decapado se sumerge en la solución del fundente calentada una temperatura de 75°C. El material de tubería ha sumergido en la solución de fundente se secó en una atmósfera de 180°C por cinco minutos.

[Tabla 4] Continuación Tabla 4 Como se da en la Tabla 4, en el material de tubería tratado con fundente bajo las condiciones de fundente 1, ocurrió deficiente revestimiento. La causa para esto se considera es que la concentración de fundente fue baja.

En los materiales de tuberías tratados con fundente bajo condiciones de fundente 2 y 3, ocurre deficiente revestimiento .

En el material de tubería tratado con fundente bajo las condiciones de fundente 4, ocurre deficiente revestimiento. La causa para esto se considera que no contenia agente tensioactivo.

Aplicabilidad Industrial La presente invención puede utilizarse en una base industrial como una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente en donde su capa de revestimiento es menos susceptible a desprender, y como un método para fabricar tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente .

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, caracterizada porque comprende: una tubería de acero; y una capa de revestimiento formada en una superficie de la tubería de acero, en donde por toda la profundidad de la capa de revestimiento, fn definido por la siguiente Fórmula es al menos 99.9: fn = Fe + Al + Zn en donde un símbolo de un elemento en la fórmula anterior representa un contenido en % en masa de ese elemento en la capa de revestimiento.

2. Un método para fabricar una tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente, caracterizado porque comprende una etapa de sumergir una tubería de material en un baño de galvanizado por inmersión en caliente, en donde el baño de galvanizado por inmersión en caliente contiene 0.002 a 0.01% en masa de Al, el resto es Zn e impurezas y un contenido total de Pb, Sn, Cd, Sb, Bi, Cu, Ni, y In de las impurezas es cuando más 0.1% en masa.

3. El método para fabricar una tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende una etapa de decapado del material de tubería mediante ácido sulfúrico que tiene una temperatura de al menos 65°C; y etapa de tratar la tubería de material decapado mediante una solución de fundente antes de la etapa de sumergir el material de tubería en el baño galvanizado por inmersión en caliente, en donde la solución de fundente contiene al menos 600 g/L en total de al menos uno de cloruro de zinc y cloruro de amonio y 0.05 a 0.3% en masa de agente tensioactivo .