WO2008127084A4 - Un tubo de acero sin costura para la aplicación como columnas ascendientes de work-over y método para fabricar el mismo - Google Patents
Un tubo de acero sin costura para la aplicación como columnas ascendientes de work-over y método para fabricar el mismo Download PDFInfo
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Abstract
La presente invención describe una tubería de acero sin costuras para risers ( columnas ascendentes ) de acondicionamiento que comprende en porcentaje en peso, carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0. 1 5-0.35, cromo 0.90- 1.20, molibdeno 0.70-0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.015 max, titanio 0.005 -0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.1 5 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables, consistentes en una geometría en Ia que los extremos del tubo tienen un grosor de pared incrementado y diámetro externo y tienen un límite de elasticidad de por lo menos 620 M Pa ( 90 ks i ) através de toa Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo. La presente invención también describe métodos para fabricar una tubería de acero sin costuras para risers ( columnas asce ndentes ) de acondicionamiento que tienen un límite de elasticidad de por lo menos 620 M Pa ( 90 ks i ) tanto en un cuerpo de tubo como en extremos de tubo.
Claims
1.- Un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento que comprende en porcentaje en peso, carbono 0.25-0.28, manganeso 0.48-0.58, silicio 0.20-0.30, cromo 1.05-1.15, molibdeno 0.80- 0.83, níquel 0.10 max, nitrógeno 0.008 max, boro 0.0016-0.0026, aluminio 0.015-0.045, azufre 0.0030 max, fósforo 0.010 max, titanio 0.016-0.026, niobio 0.025-0.030, cobre 0.10 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.015 max, hidrógeno 2.0 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables que consisten en una geometría en Ia cual los extremos del tubo tienen un grosor de pared incrementado y diámetro externo y que tiene un límite de elasticidad de por Io menos 620 MPa (90 ksi) a través de toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo.
2.- Un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 1, en donde las siguientes propiedades mecánicas en Ia condición templada 90% de transformación martensítica cuando se evalúa de acuerdo con Ia siguiente fórmula: HRCmin = (58 x %C) + 27, tamaño de grano austenítico de acuerdo con el mínimo ASTM 5 o más fino en Ia condición templada y revenida, Prueba de Tracción Longitudinal (especímenes estándar redondos cuando el grosor de Ia pared es igual o superior a 1" y especímenes de columna 34
longitudinal cuando el grosor de pared está por debajo de 1"), por Io menos Resistencia a Ia Tracción de 620 MPa (90ksi), Máximo límite de elasticidad de 724 MPa (105ksi), Resistencia Final Mínima a Ia Tracción, 690 MPa (100 ksi), Alargamiento Mínimo (L = 4D), 18%, Proporción de Elasticidad a Ia Tracción <_ 0.92, Prueba Charpy Transversal, Energía Absorbida Individual Mínima: 30 Joules, Energía Absorbida Promedio Mínima: 40 Joules, Valor de Dureza Máximo, 25.4 HRC (valor de acuerdo con API 5CT significa promedio por hilera), Criterios de aceptación de microlimpieza de acuerdo con ASTM E-45 A: A, B, C, D todos por debajo de 2, pasar Ia prueba del Método A de SSC de acuerdo con NACE TM0177-2005, usando solución de prueba (A), probar a 85% SMYS1 periodo de prueba de 720 horas, en toda Ia longitud del cuerpo del tubo y en extremos de tubo.
3.- Un tubo acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 1, en donde las siguientes propiedades mecánicas en Ia condición templada por Io menos 90% de transformación martensítica cuando se evalúa de acuerdo con Ia siguiente fórmula: HRCmin = (58 x %C) + 27, tamaño de grano austenítico de acuerdo con el mínimo de 5 de ASTM o más fino en Ia condición templada y revenida, Prueba de Tracción longitudinal (especímenes estándar redondos cuando el grosor de pared es igual o mayor que 1" y especímenes de columna longitudinal cuando el grosor de pared está por debajo de 1"), por Io menos una Resistencia a Ia Elasticidad de 620 MPa (90ksi), Máximo Límite de Elasticidad de 724 MPa (105ksi), una Resistencia Final Mínima a Ia Tracción, 690 MPa (100 ksi), un Alargamiento Mínimo (L = 4D), 18%, Proporción de Elasticidad a Tracción <. 0.92, Prueba Charpy Transversal, Mínima Energía Absorbida individual: 30 Joules, Mínima Energía Absorbida Promedio Mínima: 40 Joules, Máximo Valor de Dureza; 25.4 HRC (valor de acuerdo con API 5CT significa promedio por hilera), Los criterios de aceptación de microlimpieza de acuerdo con ASTM E-45 A: A, B1 C, D todos por debajo de 2, Pasar Ia prueba A del Método SSC de acuerdo con NACE TM0177-2005, usando Ia solución de prueba (A), probar a 85%SMYS, periodo de prueba de 720 horas, en toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo.
4.- Un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento que tienen un límite de elasticidad de por Io menos 620 MPa (90ks¡) tanto en un cuerpo de tubo como en extremos de tubo que comprenden los siguientes pasos de:
(a) proporcionar un tubo de acero que contiene una composición en porcentaje en peso de carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0.15-0.35, cromo 0.90-1.20, molibdeno 0.70- 0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, 36
fósforo 0.015 max, titanio 0.005-0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.15 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro y purezas inevitables; (b) recalcado de extremos de tubo;
(c) austenitización entre 850-9300C de Ia longitud total del tubo; y
(d) templado y revenido entre 630-7200C
5.- Un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 4, que adicionalmente comprende los siguientes pasos:
(e) pruebas destructivas (incluyendo microlimpieza, tamaño de grano austenítico, cálculo de porcentaje de transformación martensítica, tracción, dureza, resistencia, pruebas SSC)
(f) control dimensional del cuerpo de tubería y extremos de recalcado (diámetro externo, fuera de redondez, excentricidad, rectitud, diámetro interno, longitud) (g) mecanizado de extremo recalcado externo e interno
(h) control de dimensión (diámetro interno, diámetro externo y extremo de mecanizado)
(i) prueba de escurrido en los extremos de recalcado
(j) pruebas no destructivas de extremos recalcados, calibración, medición y marcado, inspección visual de 37
superficie externa, inspección UT de cuerpo de Ia tubería e inspección UT de extremos recalcados.
6.- Un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento que tienen un límite de elasticidad de por Io menos 620 MPa (90ksi) tanto en un cuerpo de tubo y en extremos de tubo que comprenden los siguientes pasos de:
(a) proporcionar un tubo de acero que contiene una composición en porcentaje en peso de carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0.15-0.35, cromo 0.90-1.20, molibdeno 0.70- 0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.015 max, titanio 0.005-0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.15 max, arsénico 0.020, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables, obtenidas mediante el proceso de laminado (proceso MPM);
(b) tratamiento térmico de tuberías (austenitización entre 850-9300C Ia longitud total del tubo; y templado y revenido entre 630-7200C);
(c) pruebas destructivas (incluyendo microlimpieza, tamaño de grano austenítico, cálculo del porcentaje de transformación martensítica, tracción, dureza, resistencia, pruebas SSC); 38
(d) control dimensional de cuerpo de tubería (OD, defecto de redondez, rectitud, ID, longitud); y
(e) mecanizado de Ia superficie externa de Ia longitud completa de Ia tubería al programar Ia máquina de enrejado CNC con el fin de lograr dimensiones finales en los extremos.
7.- Un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 6, que adicionalmente comprende los siguientes pasos: (f) control dimensional (ID, OD, defecto de redondez, rectitud y longitud) del cuerpo de tubería y extremos mecanizados;
(g) prueba de escurrido en los extremos; y
(h) pruebas no destructivas (NDT) de extremos, calibración, medición y marcado, inspección visual de Ia superficie externa, inspección UT de cuerpo de tubería mecanizado e inspección UT de extremos mecanizados
(secciones cilindricas solamente).
8.- Un tubo de acero sin costuras para riser (columna ascendente) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 1, en donde el material templado y revenido tiene una microestructura constituida por martensita templada a través del grosor, a través de toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo. 39
9.- Un tubo de acero sin costuras para riser (columna ascendente) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 1, en donde el material templado y revenido tiene una microestructura constituida por martensita templada a través del grosor, a través de toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo.
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