MX2014012191A - Tuberia de acero sin soldadura y metodo para producir la misma. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una tubería de acero sin soldadura que tiene alta resistencia y alta tenacidad incluso si tiene una pared gruesa. Una tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad consiste en: en % de masa, C: 0.03 al 0.08%, Si: no más del 0.25%, Mn: 0.3 al 2.0%, P: no más del 0.05%, S: no más del 0.005%, Al: 0.001 al 0.10%, Cr: 0.02 al 1.0%, Ni: 0.02 al 1.0%, Mo: 0.02 al 0.8%, N: 0.002 al 0.008%, Ca: 0.0005 al 0.005%, y Nb: 0.01 al 0.1%, el balance es Fe e impurezas, y tiene un grosor de pared no menor de 50mm. En una sección transversal perpendicular a una dirección axial de la tubería de acero sin soldadura, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos previos de austenita en una porción cercana a la superficie es menor a 80 µm, por consiguiente es la porción cercana a la superficie un área de 500 µm x 500 µm centrada en una posición con una profundidad de 2 mm desde una superficie, y una diferencia entre el tamaño de grano de cristal promedio de los granos previos de austenita en la porción cercana a la superficie y el tamaño de grano de cristal promedio de los granos previos de austenita en una porción central del grosor de una pared en la sección transversal es menor a 50 µm, por consiguiente es la porción central un área de 500 µm x 500 µm centrada en una posición central del grosor de la pared.

Description

TUBERÍA DE ACERO SIN SOLDADURA Y MÉTODO PARA PRODUCIR LA MISMA Campo Técnico La presente invención se relaciona a una tubería de acero sin soldadura y a un método para producir la misma .

Técnica Previa En los últimos años se están secando los pozos de petróleo y los pozos de gas en la tierra y en mar poco profundo. Por esa razón, se han desarrollado los pozos de petróleo submarinos y los pozos de gas submarinos (el pozo de petróleo submarino y el pozo de gas submarino, en lo sucesivo serán denominados colectivamente como "pozos de petróleo submarino") de aguas marinas profundas.

En el pozo de petróleo submarino, una tubería de producción y una tubería de elevación están colocadas desde una boca del pozo dispuesto en el lecho marino hasta una plataforma mar adentro. Un fluido de producción que contiene petróleo crudo o gas natural es transportado del pozo de petróleo submarino hacia la plataforma a través de la tubería de producción o de la tubería de elevación. La tubería de producción significa una tubería de conducción colocada a lo largo de las características geográficas de la superficie de la tierra o de la superficie submarina. La tubería de elevación significa una tubería de conducción dispuesta de tal manera que se levanta en dirección de la plataforma (en otras palabras, en dirección ascendente) desde la superficie submarina.

El fluido de producción fluye en una tubería de acero que constituye estas tuberías de conducción (la tubería de producción y la tubería de elevación) tiene una presión alta. Aún más, en el caso donde una operación es detenida, el agua marina aplica una presión a la tubería de producción y a la tubería de elevación desde el exterior. Todavía más, una presión repetida también es aplicada a la tubería de producción y a la tubería de elevación por las olas y la corriente marina. Por esa razón, una tubería de acero de alta resistencia que tiene una pared gruesa es requerida para la tubería de conducción tales como la tubería de producción y la tubería de elevación.

Sin embargo, cuando una tubería de acero tiene el grosor de su pared y resistencia aumentados, la tubería de acero tiene su tenacidad reducida y por lo tanto causa fácilmente fractura frágil. Por esa razón, se requiere que la tubería de acero de alta resistencia con pared gruesa tenga una excelente tenacidad.

De este modo, se requiere de una tubería de acero con pared gruesa para un ducto submarino que tenga una alta resistencia y una alta tenacidad. Una tubería soldada tiene una porción soldada (la parte de la costura) a lo largo en la dirección longitudinal- y por consiguiente es de menor tenacidad que un material base. Por esa razón, una tubería de acero sin soldadura es más adecuada para el ducto submarino que la tubería de acero soldada.

JP9-287028A (Literatura de Patentes 1) propone un método para producir una tubería de acero sin soldadura. En la Literatura de Patentes 1, una tubería de acero sin soldadura producida por laminación en caliente es enfriada a una temperatura no mayor a un punto de transformación AR3 a un índice de enfriamiento no menor a 80°C/min y entonces es templada y revenida. Se describe que la tubería de acero sin soldadura producida por el método de producción de la Literatura de Patente 1, tiene granos de cristal finos y por lo tanto tiene una alta resistencia y alta tenacidad.

Descripción de la Invención Sin embargo, en el caso donde, por ejemplo, una tubería de acero sin soldadura de pared gruesa que tenga un grosor de pared tan grande como pero no menor de 50 mm es producida por el método de producción divulgado en la Literatura de Patente 1, la tubería de acero sin soldadura podría ser de tenacidad variada y de tenacidad reducida. Con el fin de aumentar la resistencia, el Nb es efectivo, pero en el caso donde una tubería de acero sin soldadura contiene Nb, la tubería de acero sin soldadura podría ser más reducida en tenacidad en una porción cercana a la superficie y su tenacidad podría ser enormemente variada en la porción cercana a la superficie y en una porción central del grosor de una pared.

Un objetivo de la presente invención es el proporcionar una tubería de acero sin soldadura que tenga alta resistencia y alta tenacidad incluso si tiene una pared gruesa.

Una tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad consiste en: en % de masa, C: 0.03 al 0.08%, Si: no más del 0.25%, Mn: 0.3 al 2.0%, P: no más del 0.05%, S: no más del 0.005%, Al: 0.001 al 0.10%, Cr: 0.02 al 1.0%, Ni: 0.02 al 1.0%, Mo: 0.02 al 0.8%, N: 0.002 al 0.008%, Ca: 0.0005 al 0.005%, y Nb: 0.01. al 0.1%, el balance es Fe e impurezas, y tiene un grosor de pared no menor de 50mm. Además, en una sección transversal perpendicular a una dirección axial de la tubería de acero sin soldadura, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos previos de austenita en una porción cercana a la superficie es menor a 80 µ??, por consiguiente es la porción cercana a la superficie un área de 500 um x 500 um centrada en una posición con una profundidad de 2 nrai desde una superficie, y la diferencia entre el tamaño de grano de cristal promedio de los granos previos de austenita en la porción cercana a la superficie y el tamaño de grano de cristal promedio en una porción central del grosor de una pared en la sección transversal es menor a 50 µp?, por consiguiente es la porción central un área de 500 µ?? x 500 µp? centrada en una posición central del grosor de la pared de la tubería de acero sin soldadura.

Además, una tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad puede contener Ti: no más de 0.010%, en lugar de una parte de Fe. Todavía más, una tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad puede contener por lo menos uno seleccionado de un grupo que consiste de: V: no más de 0.1%, y Cu: no más de 1.0%, en lugar de una parte de Fe.

Un método para producir una tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad incluye: un paso de calentar un material inicial que consiste de: en % de masa, C: 0.03 a 0.08%, Si: no más de 0.25%, Mn: 0.3 a 2.0%, P: no más de 0.05%, S: no más de 0.005%, Al: 0.001 a 0.10%, Cr: 0.02 a 1.0%, Ni: 0.02 a 1.0%, Mo: 0.02 a 0.8%, N: 0.002 a 0.008%, Ca: 0.0005 a 0.005%, y Nb: 0.01 a 0.1%, el balance es Fe e impurezas; un paso de trabajar en caliente el material inicial calentado para de ese modo producir una tubería de material; un paso de enfriar de una manera acelerada la tubería de material trabajado en caliente; un paso de recalentar la tubería de material enfriado de una manera acelerada y después uno de estabilización térmica de la tubería de material a una temperatura de 990 a 1100 °C; un paso de enfriar rápidamente la tubería de material estabilizado térmicamente para de ese modo templar la tubería de material; y un paso de revenir la tubería de material templado.

La tubería de acero sin soldadura acorde con la presente modalidad tiene una excelente resistencia y excelente tenacidad incluso al tener una pared gruesa.

Breve Descripción de las Figuras .

[Figura 1] La Figura 1 es una gráfica que muestra una relación entre el tamaño promedio de un grano de cristal y una temperatura de recalentamiento cuando el acero que tiene una composición química de la presente modalidad se calienta a varias temperaturas a 5°C/min después de que el acero es templado.

[Figura 2] La Figura 2 es un diagrama de distribución que muestra el ejemplo de un equipo para la producción de una tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad.

[Figura 3] La Figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un ejemplo de un método para producir una tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad.

Mejor modo de llevar a cabo la Invención En lo sucesivo, una modalidad de la presente invención será descrita a detalle con referencia a las figuras. Las piezas iguales o las piezas equivalentes en las figuras serán designadas por los mismos símbolos de referencia y sus descripciones no se harán de manera repetida. En lo sucesivo, un porcentaje (%) en relación a un elemento significa "un % de masa".

Los presentes inventores han completado una tubería de acero sin soldadura acorde con la presente modalidad en base a los siguientes hallazgos.

En una tubería de acero sin soldadura que tiene una pared de grosor no menor que 50 mm, Nb se combina con el carbono para formar NbC, por consiguiente aumenta de ese modo la resistencia del acero. Por lo tanto, con el fin de producir una tubería de acero sin soldadura que tenga una pared gruesa y que tenga alta resistencia, especialmente, una resistencia de no menos que clase X 80 (la resistencia elástica es no menor que 551 MPa) especificada en. los estándares del Instituto Americano del Petróleo (API, American Petroleum Institute por sus siglas en inglés), la tubería de acero sin soldadura contiene preferiblemente Nb.

Sin embargo, en el caso donde una tubería de acero sin soldadura que tiene una pared gruesa y contiene Nb es producida, hay casos donde: un grano previo de austenita (que en lo sucesivo será referido a como "grano ? previo") después del templado y revenido podría no ser fino; y un grano ? previo en una porción cercana a la superficie, en particular, podría convertirse en un grano grueso. Aquí, la porción cercana a la superficie significa un área con una profundidad de 1 a 3 mm desde la superficie de la tubería de acero sin soldadura.

La razón por la cual el grano ? previo se convierte en grano grueso en la tubería de acero sin soldadura que tiene una pared gruesa y contiene Nb (que en lo sucesivo será referida a como "tubería de pared gruesa Nb") es porque NbC inhibe el crecimiento de un grano ? granular transformado inversamente cuando el grano ? es recalentado. Este punto será descrito a detalle a continuación .

Cuando una tubería de pared gruesa Nb trabajada en caliente es templada y después recalentada, la tubería de pared gruesa Nb la cual se recalienta tiene granos ? aciculares transformados inversamente y granos ? granulares transformados inversamente producidos en la porción cercana a la superficie de la misma. Aquí, la ? transformada inversamente significa ? producida en un proceso de calentamiento. Entonces, las orientaciones de los cristales de los granos ? aciculares transformados inversamente y las orientaciones de los cristales en los granos ? granulares transformados inversamente se midieron por un método de Difracción de Electrones por Retro dispersión (EBSD, Electron Back Scattering Diffraction por sus siglas en inglés) . Como un resultado, se encontró que las orientaciones de los cristales en una pluralidad -de granos ? aciculares transformados inversamente producidos en el mismo grano ? previo eran iguales unas a otras. Por otra parte, las orientaciones de los cristales en los granos ? granulares transformados inversamente fueron diferentes de aquellas en los granos ? aciculares transformados inversamente.

De este resultado, se presume lo siguiente. La pluralidad de granos ? aciculares transformados inversamente tiene las mismas orientaciones de los cristales y por consiguiente crecen y se unen fácilmente unos a otros. En este caso, se forman granos ? gruesos. Por otra parte, los granos ? granulares transformados inversamente tienen las orientaciones de los cristales diferentes a los granos ? aciculares transformados inversamente y por consiguiente su dificultad para unirse a los granos ? aciculares transformados inversamente. Por esta razón, cuantos más granos ? granulares transformados inversamente sean producidos, más granos ? finos son formados.

NbC desarrolla un efecto de fijación en el proceso de recalentamiento e inhibe el crecimiento de granos ? granulares transformados inversamente. Por esta razón, en el proceso de recalentamiento, aumenta el índice de granos ? aciculares transformados inversamente. Como resultado, los granos ? previos se convierten fácilmente en granos gruesos en la porción cercana a la superficie de la tubería de pared gruesa Nb después del revenido.

Cuando los granos ? previos se convierten en granos gruesos, la tenacidad se reduce. Aún más, en el caso de una tubería de pared gruesa, las variaciones en el tamaño del grano ? previo son causadas en una porción central del grosor de una pared y en la porción cercana a la superficie, lo cual por consiguiente también causa variaciones en la tenacidad.

Por lo tanto, en la tubería de pared gruesa Nb, al retinar el tamaño de los granos derivados de los granos ? previos en la porción central del grosor de la pared y en la porción cercana a la superficie para de ese modo reducir las variaciones, la tubería de pared gruesa puede tener excelente resistencia y excelente tenacidad. Específicamente, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos en la porción cercana a la superficie es menor que 80 µp? y la diferencia en el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos entre los de la porción cercana a la superficie y los de la porción central del grosor de la pared es menor que 50 um lo cual, por lo tanto, puede hacer que la tubería de pared gruesa tenga una excelente resistencia elástica y una excelente tenacidad y puede prevenir las variaciones de la tenacidad en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared.

Con el fin de inhibir que los granos ? previos en la porción cercana a la superficie de la tubería de pared gruesa Nb sean engrosados, se usa una temperatura de calentamiento de 990 °C a 1100 °C cuando la tubería de pared gruesa Nb es recalentada. La Figura 1 es una gráfica que muestra una relación entre el tamaño promedio de un grano de cristal y una temperatura de recalentamiento cuando el acero que tiene una composición química de la presente modalidad, que contiene Nb, es calentado a varias temperaturas después del templado. La Figura 1 fue obtenida por el siguiente método.

Se obtuvo un bloque rectangular paralelepípedo a partir de acero cuya composición química está dentro de la composición química descrita anteriormente mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 1 el cual será descrito posteriormente. Del bloque se obtuvo una pequeña muestra de prueba cilindrico (diámetro: 3 mm, altura: 10 mm) para un tratamiento de calor. La muestra de prueba fue estabilizada térmicamente a 1200 °C por 5 minutos y posteriormente fue enfriada rápidamente a temperatura ambiente y subsecuentemente fue calentada a una temperatura entre 950°C y 1200°C. La muestra de prueba fue estabilizada térmicamente en cada temperatura por 5 minutos para luego ser nuevamente enfriada rápidamente a temperatura ambiente. El índice de calentamiento fue de 5°C/min correspondiente a un índice de calentamiento cuando la tubería de acero de pared gruesa es calentada en un horno de calentamiento.

Se obtuvo el tamaño promedio del grano (µt?) de los granos ? previos después del tratamiento con calor basándose en un método para medir el tamaño de grano de cristal promedio, que será descrito posteriormente. La Figura 1 se obtuvo mediante el uso de los tamaños promedio del grano de cristal obtenidos.

Con referencia a la Figura 1, a medida que la temperatura de recalentamiento aumentó desde 950 °C, el tamaño de grano de cristal promedio se hizo menor. En un conocimiento común técnico general, cuando una temperatura de calentamiento es aumentada, un grano de cristal crece para convertirse en grueso. Por consiguiente, en la tubería de pared gruesa Nb se causó un fenómeno diferente del conocimiento común técnico convencional. En el caso donde la temperatura de recalentamiento fue de 990°C a 1100°C, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos se mantuvo pequeño, mediante la cual los granos ? previos fueron refinados. Por otra parte, cuando la temperatura de recalentamiento fue mayor a 1100°C, los granos y previos nuevamente fueron engrosados.

El fenómeno mostrado en la Figura 1 es específico para la tubería de pared gruesa Nb y puede suponerse 1 la siguiente razón. En el caso donde la temperatura de recalentamiento es menor a 990°C, NbC inhibe el crecimiento de los granos ? granulares transformados inversamente en el proceso de recalentamiento. Por esta razón, el índice de los granos ? aciculares transformados inversamente aumenta y por lo tanto los granos ? aciculares transformados inversamente se unen unos a otros para de esa manera engrosar los granos ? previos después del revenido.

Por otra parte, en el caso donde la temperatura de recalentamiento es de 990°C a 1100°C, NbC se disuelve en el proceso de recalentamiento. Por esa razón, los granos ? granulares transformados inversamente son producidos y se hacen crecer. Como resultado, los granos ? previos se convierten en finos después del revenido. Aún más, una diferencia en el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos entre los de la porción cercana a la superficie y los de la porción central del grosor de la pared se hace pequeña, lo que produce una tenacidad excelente. Además, el NbC disuelto se precipita de nuevo finamente después del revenido. Por esa razón, también puede obtenerse una alta resistencia.

Cuando la temperatura de recalentamiento es incrementada aún más y es mayor que 1100 °C, los granos ? finos se hacen crecer. Como resultado, los granos ? previos después del revenido son engrosados.

Una tubería de acero sin soldadura acorde con la presente modalidad se terminó con base en los hallazgos descritos anteriormente. Los detalles de la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad serán descritos a continuación.

[Composición química] La composición química de la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad contiene los siguientes elementos.

C: 0.03 a 0.08% El carbono (C) aumenta la resistencia del acero. Sin embargo, cuando el contenido de C es excesivamente alto, la tenacidad del acero es disminuida. Por consiguiente, que el contenido de C es del 0.03 a 0.08%.

Si: no más del 0.25% El silicio (Si) no solo se añade con el propósito de desoxidar el acero sino que también contribuye en aumentar la fuerza y aumentar la resistencia al ablandamiento cuando es revenido. Sin embargo, cuando un contenido de Si es excesivamente alto, la tenacidad del acero es disminuida. Por consiguiente, el contenido de Si no es mayor que 0.25%. Un límite inferior preferible del contenido de Si es de 0.05%.

Mn: 0.3 al 2.0% El manganeso (Mn) aumenta la templabilidad del acero. Por esa razón, Mn puede aumentar la resistencia de la porción central del grosor de la pared. Sin embargo, cuando un contenido de Mn es excesivamente alto, la tenacidad del acero es disminuida. Por consiguiente, el contenido de Mn es de 0.3 a 2.0%. Un limite inferior preferible del contenido de Mn es mayor que 0.3%, más preferible de 0.5%, y todavía más preferible de 1.0%.

P: no más del 0.05% El fosfato (P) es una impureza. P disminuye la tenacidad del acero. Por consiguiente es preferible que el contenido de P sea bajo El contenido de P no es mayor que 0.05%. Un contenido de P preferible no es mayor que 0.02%, y aún más preferible no más que 0.01%.

S: no más del 0.005% El azufre (S) es una impureza. S disminuye la tenacidad del acero. Por consiguiente, es preferible que el contenido de S sea bajo. El contenido de S no es mayor del 0.005%. Un contenido de S preferible no es mayor que 0.003%, y más preferible no mayor que 0.001%.

Al: 0.001 al 0.10% Un contenido de aluminio (Al) en la presente invención significa un contenido de Al soluble en ácido (llamada Al Sol.). El Al desoxida el acero. Sin embargo, cuando un contenido de Al es excesivamente alto, una inclusión tipo racimo se forma para de ese modo disminuir la tenacidad del acero. Por consiguiente, que el contenido de Al es del 0.001 al 0.10%. Un limite inferior preferible del contenido de Al es mayor que 0.001%, y más preferiblemente 0.01%. Un limite superior preferible del contenido de Al es menor que 0.10%, y más preferiblemente 0.07%.

Cr: 0.02 al 1.0% El cromo (Cr) aumenta la templabilidad del acero y aumenta la resistencia del acero. Sin embargo, cuando un contenido de Cr es excesivamente alto, la tenacidad del acero disminuye. Por consiguiente el contenido de Cr es del 0.02 al 1.0%. Un limite inferior preferible del contenido de Cr es mayor que 0.02%, y más preferible de 0.1%. Un limite superior preferible del contenido de Cr es menor que 1.0%, y más preferible 0.8%.

Ni: 0.02 al 1.0% El níquel (Ni) aumenta la templabilidad del acero y aumenta la resistencia del acero. Sin embargo, cuando un contenido de Ni es excesivamente alto, el efecto de Ni se satura. Por consiguiente el contenido de Ni es del 0.02 al 1.0%. Un límite inferior preferible del contenido Ni es mayor que 0.02%, y más preferible 0.1%. o: 0.02 al 0.8% El molibdeno (Mo) aumenta la templabilidad del acero y aumenta la resistencia del acero. Sin embargo, cuando el contenido de Mo es excesivamente alto, la tenacidad del acero disminuye. Por consiguiente el contenido de Mo es del 0.02 al 0.8%. Un limite inferior preferible del contenido Mo es mayor que 0.02%, y más preferible 0.1%. Un limite superior del contenido Mo es menor que 0.8% y más preferible 0.5%.

N: 0.002 al 0.008% El nitrógeno (N) se combina con Al, Ti o similares para de ese modo formar nitruro. Cuando se contiene una gran cantidad de N, el nitruro es engrosado para producir de ese modo un efecto adverso en la tenacidad. Por otra parte, cuando un contenido de N es excesivamente bajo, la cantidad de nitruro se hace demasiado baja, lo cual dificulta producir el efecto de inhibir que los granos de austenita sean engrosados en el momento del proceso de laminado en caliente. Por consiguiente el contenido de N es del 0.002 al 0.008%. Un limite inferior preferible del contenido de N es mayor que 0.002%, y más preferible 0.004%. Un limite superior preferible del contenido de N es menor que 0.008%, y más preferible 0.007%.

Ca: 0.0005 al 0.005% El calcio (Ca) desoxida al acero. Aún más, Ca se combina con S en el acero para formar CaS. La producción de CaS inhibe la producción de MnS. Dicho 'de otra manera, el Ca inhibe la producción de MnS para de ese modo mejorar la tenacidad y la resistencia al craqueo inducido por hidrógeno (HIC, por sus siglas en inglés) en el acero. Sin embargo, cuando el contenido de Ca es excesivamente alto, se forma una inclusión tipo racimo y por lo tanto la tenacidad y la resistencia al HIC disminuyen.

Nb: 0.01 al 0.1% El niobio (Nb) se combina con C y N en el acero para formar de ese modo un carbonitruro de Nb fino, por consiguiente aumenta asi la resistencia del acero. Aún más, el carbonitruro de Nb fino aumenta la resistencia del acero mediante el fortalecimiento por dispersión. Sin embargo, cuando el contenido de Nb es excesivamente alto, el carbonitruro de Nb se engruesa de ese modo disminuye la tenacidad del acero. Por consiguiente el contenido de Nb es del 0.01 al 0.1%. Un limite superior preferible del contenido de Nb es menor que 0.1%, y más preferible menor que 0.08%.

El balance de la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad es el hierro (Fe) y las impurezas. Las impurezas descritas aquí significan elementos mezclados a partir de los minerales y la pedacería o desechos usados como materias primas del acero o a partir del entorno o los similares en el proceso de producción.

La tubería de acero sin soladura acorde a la presente modalidad también puede contener Ti en lugar de una parte de Fe. El Ti no es un elemento esencial sino un elemento selectivo.

Ti: no más del 0.010% El titanio (Ti) se combina con el N en el acero para formar TiN, por consiguiente inhibe de esa manera una disminución en la tenacidad del acero causada por el N disuelto. Aún más, el TiN fino se dispersa y precipita para de ese modo producir un efecto de inhibir que los granos de austenita sean engrosados en el momento del proceso de laminado en caliente, de ese modo mejora aún más la tenacidad del acero. Cuando el acero contiene aunque sea una pequeña cantidad de Ti, el efecto puede producirse. Sin embargo, cuando un contenido de Ti es excesivamente alto, el TiN es engrosado y se forma TiC grueso, el cual por lo tanto disminuye la tenacidad del acero. Dicho de otra manera, con el fin de dispersar finamente el TiN, el contenido de Ti es limitado. Por consiguiente el contenido de Ti no es mayor del 0.010%. Un límite inferior preferible de Ti es 0.001%, y más preferible 0.004%.

La tubería de acero sin soldadura acorde con la presente modalidad también puede contener por lo menos uno seleccionado de un grupo que consiste de V y Cu en lugar de una parte de Fe. El V y el Cu no son elementos esenciales sino elementos selectivos. Estos dos elementos aumentan la resistencia del acero.

V: no más del 0.1% El vanadio (V) se combina con el C y el N en el acero para formar un carbonitruro fino, por consiguiente aumenta de esa manera la resistencia del acero. Cuando el acero contiene aunque sea una pequeña cantidad de V, el efecto descrito anteriormente puede producirse. Sin embargo, cuando un contenido de V es excesivamente alto, un carbonitruro de V es engrosado para disminuir de ese modo la tenacidad del acero. Por consiguiente el contenido de V no es mayor del 0.1%. Un limite inferior preferible del contenido de V es 0.01%. Un limite superior preferible del contenido V es menor del 0.1%, y más preferible 0.08%.

Cu: no más del 1.0% El cobre (Cu) aumenta la templabilidad del acero y aumenta la resistencia del acero. Sin embargo, cuando el contenido de Cu es excesivamente alto, la tenacidad del acero disminuye. Por consiguiente el contenido de Cu no es mayor del 1.0%. Un limite inferior preferible del contenido de Cu es del 0.1%. Un limite superior preferible del contenido Cu es menor del 1.0%, y más preferible 0.6%.

[Grosor de pared] El grosor de la pared de la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad no es menor' de 50mm. Dicho de otra manera, la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad es una tubería de acero de pared gruesa. Un límite superior del grosor de la pared es preferentemente de 80 mm, y más preferible de 70mm.

[Tamaño del grano previo de austenita (grano ? previo) ] En la tubería de acero de pared gruesa que tiene el grosor de pared descrito anteriormente, generalmente, un tamaño de un grano de cristal varía fácilmente en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared de la tubería de acero. Sin embargo, en la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos en la porción cercana a la superficie es menor a 80 um y la diferencia en el tamaño promedio de los granos ? previos entre en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared es menor a 50 µ??. Por esa razón, la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad tiene excelente tenacidad y puede inhibir variaciones en la tenacidad entre en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared.

Aquí, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos en la porción cercana a la superficie puede ser obtenido por el siguiente método. En un área de medición (500 um x 500 um) centrada a una posición de 2 mm de profundidad desde la superficie (la superficie externa o la superficie interna) de una sección transversal (sección perpendicular a una dirección axial de la tubería de acero sin soldadura) de la tubería de acero sin soldadura se miden los tamaños de los granos ? previos (tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos) . Los limites de los granos ? previos se desarrollan por el uso de una solución acuosa saturada de ácido picrico. La medición del tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos en el área de medición se realiza con base de un método mostrado por JIS G0551 (2005) y una cantidad de tamaños del grano se convierte a un tamaño de grano de cristal promedio y el tamaño de grano de cristal promedio es evaluado. Este tamaño de grano de cristal promedio se define como un tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos de la porción cercana a la superficie.

Similarmente, se selecciona un área de medición de (500 um x 500 um) centrada en una posición central del grosor de la pared en la sección transversal descrita anteriormente, y se calcula un tamaño promedio de grano de cristal de los granos ? previos en el área de medición mediante el mismo método descrito anteriormente. Este tamaño de grano de cristal promedio se define como un tamaño promedio de grano de cristal de los granos ? previos de la porción central del grosor de la pared.

En la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad, se inhibe que los granos ? previos de la porción cercana a la superficie sean engrosados. Por esa razón, la tubería de acero sin soldadura puede mostrar una tenacidad excelente. Aún más, la tubería de acero sin soldadura puede suprimir la dureza de la porción cercana a la superficie y por lo tanto también puede tener una excelente resistencia a gas sulfuroso. Aún más, la diferencia en el tamaño promedio de grano de cristal de los granos ? previos entre en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared es pequeña. Por esa razón, las variaciones en la tenacidad se pueden reducir en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared de la tubería de acero sin soldadura. Con este respecto, el tamaño de grano de cristal promedio es menor en la porción central del grosor de la pared que en la porción cercana a la superficie .

[Método de producción] Será descrito un ejemplo de un método para producir una tubería de acero sin soldadura descrita anteriormente. La tubería de acero sin soldadura descrita anteriormente puede ser producida por el otro método de producción.

[Sistema de equipamiento] La Figura 2 es un plano de distribución que muestra un ejemplo de la cadena de producción de una tubería de acero sin soldadura para una tubería de conducción acorde a la presente modalidad. En referencia a la Figura 2, la cadena de producción incluye un horno de calentamiento 1, una máquina perforadora 2, un tren de trefilado-laminado 3, un tren de calibrado 4, un horno de retención 5, una unidad de enfriamiento por agua 6, una unidad de templado 7, y una unidad de revenido 8. Una pluralidad de rodillos de transferencia 10 está dispuesta entre las unidades respectivas. En la Figura 2, la unidad de templado 7 y la unidad de revenido 8 también son incluidas por la cadena de producción. Sin embargo, la unidad de templado 7 y la unidad de revenido 8 podrían estar colocadas de manera separada de la cadena de producción. En resumen, la unidad de templado 7 y la unidad de revenido 8 pueden colocarse fuera de línea.

[Flujo de Producción] La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un proceso de producción de la tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad.

Con referencia a la figura 3, en el método para producir una tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad, primero, un material inicial se calienta en el horno de calentamiento 1 (SI) . El material inicial es, por ejemplo, una palanquilla redonda. El material inicial puede ser producido por una máquina de colada continua tal como la máquina de colada continua rotatoria. Aún más, el material inicial puede ser producido al forjar o acantonar un lingote o una placa. En el ejemplo presente, al asumir que el material inicial es una palanquilla redonda, la descripción del método será hecho de manera continua. La palanquilla redonda calentada se trabaja en caliente, haciéndola de ese modo una tubería de material (S2 y S3) . La tubería de material producida es calentada a una temperatura especificada por el horno de retención 5 según sea necesario (S4) . Posteriormente, la tubería de material es enfriada con agua por la unidad de enfriamiento por agua 6 (enfriamiento acelerado: S5) . La tubería de material enfriada con agua es templada por la unidad de templado 7 (S6) y después es revenida por la unidad de revenido 8 (S7) . La tubería de acero sin soldadura acorde a la presente modalidad es producida por el proceso descrito anteriormente. En lo sucesivo, los pasos respectivos del proceso se describirán a detalle.

[Paso de calentamiento (SI) ] Primeramente, la palanquilla redonda es calentada en el horno de calentamiento 1. Una temperatura de calentamiento preferible es de 1150 a 1280°C. Cuando la temperatura de calentamiento no es menor a los 1150°C, el material de partida es pequeño en una resistencia a la deformación en el trabajo en caliente y por consiguiente es difícil causar un defecto. Cuando la temperatura de calentamiento no es mayor a los 1280°C, se puede reducir una pérdida de escala y también se reduce el consumo de combustible. Un límite superior preferible de la temperatura de calentamiento es 1200°C. El horno de calentamiento 1 es, por ejemplo, un horno de viga galopante o un horno rotatorio el cual es bien conocido.

[Paso de perforado (S2)] La palanquilla redonda es extraída del horno de calentamiento. Posteriormente, la palanquilla redonda calentada es punzo-laminada por la máquina perforadora 2. La máquina perforadora 2 tiene un par de rodillos oblicuos y un tapón. El tapón está dispuesto entre los rodillos oblicuos. Un tipo preferible de la máquina perforadora 2 es una máquina perforadora de tipo cruzado. Esto es porque la máquina perforadora de tipo cruzado puede punzonar la palanquilla redonda a un alto índice de expansión de la tubería .

[Paso de laminación (S3) ] Después, la tubería de material es laminada.

Específicamente, la tubería de material es extraída y laminada por el tren de trefilado-laminado 3. El tren de trefilado-laminado 3 incluye una pluralidad de cajas de laminación colocadas en serie. El tren de trefilado-laminado 3 es, por ejemplo, un laminador de mandril. Subsecuentemente, a la tubería de material extraída y laminada es laminada para el acabado por el tren de calibrado 4 para producir una tubería de acero sin soldadura. El tren de calibrado 4 incluye una pluralidad de cajas de laminación colocadas en serie. El tren de calibrado es, por ejemplo, un calibrador o un reductor de estiramiento .

Una temperatura de superficie de la tubería de material laminada por una caja de laminación colocada en el extremo final de la pluralidad de cajas de laminación del tren de calibrado 4 es definida como una "temperatura de acabado". La temperatura de acabado es medida, por ejemplo, por un sensor de temperatura colocado en el lado de salida de la caja de laminación colocada en el extremo final del tren laminador de calibrado 4. Una temperatura de acabado preferible es de 900°C a 1100°C. Con el fin de alcanzar la temperatura de acabado preferible, puede colocarse un horno de túnel entre el tren de trefilado-laminado 3 y el tren de calibrado 4 así la tubería de material extraída y laminada por el tren de trefilado-laminado 3 puede ser estabilizada térmicamente .

[Paso de recalentamiento (S4)] Un paso de recalentamiento (S4) se lleva a cabo según sea necesario. En el caso donde el paso de recalentamiento no se realice, en la figura 2, el proceso procede del paso S3 al paso S5. Aún más, en caso de que el paso de recalentamiento no se realice, en la figura 3, el horno de retención 5 no está dispuesto. El horno de retención significa un horno de recalentamiento para mantener una tubería de acero sin soldadura producida a una temperatura de templado sin enfriar la tubería de acero sin soldadura .

La tubería de acero sin soldadura producida es introducida al horno de retención 5 y se calienta. Este procesamiento puede hacer más uniforme la distribución de los granos ? previos. Una temperatura de calentamiento preferible en el horno de retención 5 es de 900°C a 1100°C. Un tiempo preferible de estabilización térmica no es mayor de 30 minutos. Esto es porque cuando el tiempo de estabilización térmica es demasiado largo, los granos ? previos podrían engrosarse.

[Paso de enfriamiento acelerado (S5) ] La tubería de material producida en el paso S3 o la tubería de material recalentada en el paso S4 es enfriada de una manera acelerada. Específicamente, la tubería de material es enfriada con agua por la unidad de enfriamiento por agua 6. La temperatura (temperatura de superficie) de la tubería de material justo antes de ser enfriada con agua es no menor que un punto Ar3, y preferiblemente no menor de 900 °C. En el caso donde la temperatura de la tubería de material que aún no ha sido enfriada de la manera acelerada sea menos que el punto Ar3, la tubería de material es recalentada mediante el uso del horno de retención 5, una unidad de calentamiento por inducción, o similar para de ese modo hacer que la temperatura de la tubería de material no sea menos que el punto Ar3.

Es preferible un índice de enfriamiento de la tubería de material cuando la tubería de material es enfriada de la manera acelerada que sea no menor de 100°C/min y es preferible que la temperatura en la que se detiene el enfriamiento no sea mayor del punto Ari. Una temperatura para detener el enfriamiento con agua más preferida no es mayor de 450°C.

En el caso donde la tubería de material no es enfriada de la manera acelerada pero que es enfriada naturalmente después de la laminación, el índice de enfriamiento es baja y por lo tanto la tubería de material tiene una estructura formada principalmente de perlitas gruesas de ferrita no homogénea. En este caso, la tubería de material tiene pocos sitios de nucleación de los granos ? transformados inversamente. Por otra parte, cuando la tubería de material es enfriada de la manera acelerada como se describió anteriormente, la tubería de material tiene una estructura de la fase matriz martensificada o bainificada y por lo tanto densificada, que tiene por consiguiente muchos sitios de nucleación de los granos ? transformados inversamente.

La unidad de enfriamiento por agua 6 es construida, por ejemplo, de la siguiente manera. La unidad de enfriamiento por agua 6 incluye una pluralidad de rodillos rotatorios, una sección de flujo laminar de agua, y una sección de flujo en chorro de agua. La pluralidad de rodillos rotatorios se dispone en dos filas. La tubería de material se dispone entre la pluralidad de rodillos rotatorios colocados en las dos filas. En este momento, los rodillos rotatorios dispuestos en las dos filas se ponen en contacto con la parte inferior de la superficie externa de la tubería de material. Cuando se giran los rodillos rotatorios, la tubería de material se gira alrededor de un eje de la misma. La sección de flujo laminar de agua está dispuesta sobre los rodillos rotatorios y vierte agua a la tubería de material desde arriba. En este momento, el agua vertida sobre la tubería de material forma un flujo de agua laminar. La sección de flujo en chorro de agua es colocada cerca del final de la tubería de material dispuesta en los rodillos rotatorios. La sección de flujo en chorro de agua inyecta un flujo en chorro de agua a la tubería de material desde el final de la tubería de material. La superficie externa y la superficie interna de la tubería de material son enfriadas al mismo tiempo por la sección de flujo laminar de agua y la sección de flujo en chorro de agua. La construcción de este tipo de unidad de enfriamiento por agua 6 es particularmente adecuada para el enfriamiento, en la manera acelerada, de la tubería de acero sin soldadura de pared gruesa de la presente modalidad, la cual tiene un grosor de pared no menor de 50mm.

La unidad de enfriamiento por agua 6 podría ser otra unidad distinta de los rodillos rotatorios, la sección de flujo laminar de agua, y la sección de flujo en chorro de agua. La unidad de enfriamiento por agua 6 podría ser, por ejemplo, un tanque de agua. En este caso, la tubería de material producida en el paso S3 es sumergida en el tanque de agua, por consiguiente es enfriada de ese modo. La unidad de enfriamiento por agua 6 puede incluir solo la sección de flujo laminar de agua. En resumen, el tipo de unidad de enfriamiento por agua 6 no está limitado a un tipo específico.

[Paso de templado (S6) ] La tubería de material enfriada por agua por la unidad ¦ de enfriamiento por agua 6 es recalentada y es templada (S6) . Primeramente, la tubería de acero sin soldadura es calentada por la unidad de templado 7 (paso de recalentamiento) . Una temperatura de recalentamiento en este momento es de 990°C a 1100°C. Como se describió anteriormente, en el caso donde la temperatura de recalentamiento es menor de 990°C, el NbC inhibe el crecimiento de los granos ? granulares transformados inversamente los cuales son efectivos para el refinamiento de los granos ? previos mediante un efecto de fijación. Por esa razón, es difícil para los granos ? previos de un producto ser refinados y, en particular, los granos ? previos en la porción cercana a la superficie son engrosados. Por otra parte, en el caso donde la temperatura de recalentamiento es más alta de los 1100°C, los granos ? previos del producto son engrosados tanto en la porción cercana a la superficie como en la porción central del grosor de la pared.

Cuando la temperatura de recalentamiento es de 990°C a 1100°C, el NbC es derretido y tanto el Nb como el C se disuelven. Por esa razón, en el momento del recalentamiento, los granos ? granulares transformados inversamente es fácil que crezcan por lo cual los granos ? previos del producto se inhiben de ser engrosados. De esta manera, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos de la porción cercana a la superficie, en particular, es menor de 80 µtt?, lo cual por lo tanto aumenta la tenacidad. Aún más, la diferencia en el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos entre los de la porción cercana a la superficie y los de la porción central del grosor de la pared es menos de 50 µp?, lo cual inhibe las variaciones de la tenacidad en el acero.

La tubería de material calentada es templada por enfriamiento (paso de enfriamiento) . Por ejemplo, la tubería de material calentada es templada por el enfriamiento por agua. Preferentemente, la temperatura de la tubería de material se enfría a temperatura ambiente. De esta manera, una estructura de la fase matriz es martensificada o bainificada, por consiguiente es densificada de ese modo.

[Paso de revenido (S7)] La tubería de material templada es revenida. Una temperatura de revenido es no mayor que el punto Aci, preferentemente de 550°C a 700°C. Se prefiere un tiempo de retención (tiempo de estabilización térmica) a la temperatura de revenido de 10 a 120 minutos. Por medio de un procesamiento de revenido, puede lograrse que el grado de resistencia de la tubería de acero sin soldadura sea de no menos que un clase X 80 basándose en los estándares de la API, en otras palabras, la tensión o límite de deformación elástica de la tubería de acero sin soldadura no puede ser menor a 551 MPa.

En este sentido, en el paso de revenido, el NbC fino se precipita nuevamente y por consiguiente la resistencia del acero se aumente.

La tubería de acero sin soldadura producida en el proceso de producción descrito anteriormente contiene Nb y por lo tanto adquiere alta resistencia. Aún más, incluso si el grosor de la pared es de no menos de 50 mm, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos en la porción cercana a la superficie es menor que 80 m y la diferencia en el tamaño promedio de los granos ? previos entre en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared se convierte en menos de 50 µ??. Por esa razón, la tubería de acero sin soldadura tiene excelente tenacidad tanto en la porción cercana a la superficie como en la porción central del grosor de la pared y tiene una variación pequeña en la tenacidad.

Ejemplo 1 [Método de examen] [Producción del material de prueba] Una pluralidad de aceros que tienen una composición química mostrada en la Tabla 1 se fundió en un horno de vacuo-fusión y se produjo un lingote de 180 kg por cada número de acero.

Tabla 1 Tabla 1 (continúa) Los lingotes producidos se introdujeron al horno de calentamiento y se sometieron a estabilización térmica a 1250 °C durante 1 hora. Los lingotes extraídos del horno de calentamiento se forjaron en caliente para producir bloques paralelepípedos rectangulares. Los bloques se introdujeron al horno de calentamiento y se sometieron a estabilización térmica a 1250 °C durante 30 minutos. Se realizó un laminado en caliente a los bloques estabilizado térmicamente s para producir placas gruesas cada una de ellas tiene un grosor de 53 mm o 60 mm. Todas las temperaturas de acabado en el laminado en caliente para los respectivos bloques fueron de 1050°C. Las placas gruesas producidas se mantuvieron a 950°C durante 5 minutos. Posteriormente, las placas gruesas fueron templadas en agua (enfriamiento acelerado) .

Después del templado en agua, los materiales de prueba en los números de prueba del 1 al 17 fueron recalentados a las temperaturas de recalentamiento (°C) mostradas en la Tabla 2. En este momento, todos los materiales de prueba fueron calentados con un índice de aumento de temperatura de 5°C/min. Un tiempo de estabilización térmica fue de 5 minutos para todos los materiales de prueba. Después de estabilización térmica, se realizó el templado en agua de los materiales de prueba. Se realizó un revenido a 650°C durante 30 minutos a los materiales de prueba templados. De esta manera, fueron obtenidos los materiales de prueba.

Tabla 2 Tabla 2 (continúa) Tabla 2 (continúa) [Prueba de evaluación] [Prueba de medición del tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos] Por cada uno de los materiales de prueba (placas gruesas) de los números de prueba del 1 al 17, se obtuvieron un tamaño de grano de cristal promedio (µp?) de los granos ? previos de una porción cercana a la superficie (un área de 500 um x 500 µp? centrada en una posición con una profundidad de 2 mm desde una superficie (una superficie superior o una superficie inferior) en una sección en una dirección al grosor de la placa gruesa) y un tamaño de grano de cristal promedio (um) de los granos ? previos de una porción central del grosor de la pared (un área de 500 µp? x 500 um centrada en una posición central en una dirección al grosor en la sección en la dirección al grosor de la placa gruesa) con base en los métodos de medición y cálculo descritos anteriormente. Ya que los materiales de prueba del tamaño del grano ? previo fueron las placas gruesas, la posición central del grosor de las placas (en otras palabras, en el caso de que la placa tenga un grosor de 53 mm, una posición de 26.5 mm desde la superficie, mientras que en el caso de que la placa tenga un grosor de 60 mm, una posición de 30 mm desde la superficie) se consideró ser el centro de la porción central del grosor de la pared y se obtuvo el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos de la porción central del grosor de la pared. De acuerdo con el método de medición descrito anteriormente, las uniones de los granos ? previos se desarrollaron mediante el uso de una solución acuosa saturada de ácido picrico, y un tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos fue obtenido al convertir un número del tamaño de grano en un tamaño de grano basándose en el método mostrado por JIS G0551.

[Prueba de tensión] Se obtuvo una muestra 14A de prueba de tensión (D = 8.5 p???f) en cumplimiento con JIS Z2201 (1998) de la porción central del grosor de la placa de cada material de prueba. En cumplimiento con JIS Z2241 (1998) se realizó una prueba de tensión a una temperatura normal (25°C) en la atmósfera mediante el uso de la muestra de prueba obtenida, de la cual se obtuvo una resistencia elástica (0.2% prueba de tensión de carga o limite elástico) .

[Prueba de evaluación de la tenacidad] Una muestra de prueba con entalle en V basado en el cupón de prueba No. 4 de JIS Z2242 fue obtenida de la porción cercana a la superficie y de la porción central del grosor de la pared (porción central del grosor de la placa) de cada material de prueba en los números de prueba del 1 al 17 de tal manera que sean paralelos en dirección a la sección transversal del material de prueba. Cada una de las muestras de prueba con entalle en V de la porción cercana a la superficie incluyó la superficie y tenia una sección transversal de 10 mm x 10 mm y tenía una muesca en V que tiene una profundidad de 2mm. Cada una de las muestras de prueba con entalle en V de la porción central del grosor de la pared tenia un centro en el grosor de la placa localizado en el centro de una sección transversal (10 mm ? 10 mm) y tenía una muesca en V que tiene una profundidad de 2mm.

Una prueba de impacto Charpy en cumplimiento con JIS Z2242 se realiza mediante el uso de las muestras de prueba con entalle en V adquiridas a -40 °C, por lo que se obtuvo una energía absorbida a -40°C por cada una de las muestras de prueba con entalle en V.

[Prueba de dureza de la porción cercana a la superficie] En cada uno de los materiales de prueba en los números de prueba del' 1 al 17, se midió una dureza Vickers de la porción cercana a la superficie mediante el siguiente método. Se seleccionaron tres puntos al azar de medición a una posición con profundidad de 2 mm desde la superficie de cada uno de los materiales de prueba. En cada uno de los puntos de medición, se realizó una prueba de dureza Vickers en cumplimiento con JIS Z2244 (2009) . En este momento, una fuerza de prueba fue de lOkgf. Un promedio de dureza Vickers obtenido en los tres puntos de medición fue definido como la dureza (HV) de la porción cercana a la superficie del material de prueba.

[Resultado de la prueba] Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 2. En referencia a la tabla 2, todos los materiales de prueba de los números de prueba 9, 10, 12, 13 y 16 tuvieron composiciones químicas adecuadas. Por esa razón, la resistencia elástica fue tan alta como no menos de 551 MPa. Aún más, la temperatura de recalentamiento fue adecuada y por lo tanto el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos en la porción cercana a la superficie fue menor de 80 um. Por esa razón, la dureza Vickers de la porción cercana a la superficie fue tan baja como menos de 245 HV.

Además, aunque el grosor de la placa es tan grande como 53 mm y 60 mm, una diferencia en el tamaño promedio de los granos de cristal entre en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared (que en lo sucesivo será referido a como "diferencia en el tamaño del grano") fue de menos de 50 µ?a y las energías absorbidas tanto de la porción central del grosor de la pared como de la porción cercana a la superficie fueron no menores de 100 J. Aún más, una diferencia en la energía absorbida entre en la porción central del grosor de la pared y en la porción cercana a la superficie fue tan baja como menos de 100 J y una variación en la tenacidad fue baja.

Por otra parte, en la composición química de los materiales de prueba del número de acero A usado en los números de prueba del 1 al 3, no se contenía Nb. Por esa razón, las resistencias elásticas de los materiales de prueba en los números de prueba del 1 al 3 fueron menores que las resistencias elásticas de los materiales de prueba en los números de prueba 9, 10, 12, 13 y 16.

En la composición química de los materiales de prueba del número de acero B usado en los números de prueba del 4 al 6, el contenido de Ti era alto. Por esa razón, las energías absorbidas a -40°C en la porción central del grosor de la pared y en la porción cercana a la superficie fueron bajas.

La temperatura de recalentamiento de los materiales de prueba en los números de prueba 7, Q¦ y 11, fue baja. Por esa razón, el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos de la porción cercana a la superficie fue tan grande como no menor de 80 µ?a. Por esa razón, la dureza Vickers de la porción cercana a la superficie fue alta y la energía absorbida a -40 °C de la porción cercana a la superficie fue baja. Además, la diferencia en el tamaño del grano fue tan grande como no menor de 50 µp?, de modo que una diferencia en la energía absorbida entre en la porción central del grosor de la pared y en la porción cercana a la superficie fue tan grande como no menor de 100 J y la variación en la tenacidad fue grande.

En el material de prueba del número de prueba 15, la temperatura de recalentamiento fue baja. Por esa razón, la diferencia en el tamaño del grano entre en la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared fue tan grande como no menor de 50 um. Por esa razón, una diferencia en la energía absorbida a -40°C entre en la porción cercana a la superficie y en la porción central al grosor de la pared fue tan grande como no menor de 100 J y la variación en la resistencia fue grande.

La temperatura de recalentamiento de los materiales de prueba en los números de prueba 14 y 17 fue alta. Por esa razón, los tamaños de grano de cristal promedios de los granos ? previos de la porción central del grosor de la pared y de la porción cercana a la superficie fueron tan grandes como no menores de 80 um. Por esa razón, las energías absorbidas a -40°C de la porción central del grosor de la pared y de la porción cercana a la superficie fueron bajas. Además, la dureza Vickers de la porción cercana a la superficie fue alta.

Ejemplo 2 [Producción del material de prueba] Se fundió acero al tener una composición química mostrada en la tabla en un convertidor y posteriormente se produjeron una pluralidad de palanquillas redondas mediante un proceso de fundido continuo.

[Tabla 3] Tabla 3 (continúa) La composición química mostrada en la Tabla 3 fue apropiada. Las palanquillas redondas fueron calentadas a 1250 °C por el horno de calentamiento. Subsecuentemente, las palanquillas redondas fueron punzo-laminadas por un tren de laminación taladrante para producir tuberías de material. Subsecuentemente, las tuberías de material fueron extraídas y laminadas por un laminador de mandril. Entonces, las tuberías de material fueron laminadas para acabado por un calibrador para producir tuberías de material que tienen un grosor de pared de 53 mm.

Justo después del laminado de acabado, las tuberías de material no fueron enfriadas a la temperatura ambiente sino que fueron sometidas a estabilización térmica a una temperatura de 950°C por un horno de retención. Entonces, las tuberías de material fueron templadas en agua. Las tuberías de material templadas en agua fueron recalentadas. En ese momento la temperatura de recalentamiento fue de 1050°C. Después del recalentamiento, las tuberías de material fueron nuevamente templadas en agua. Las tuberías de material templadas fueron revenidas a una temperatura de 600 °C durante 30 minutos para producir tuberías de acero sin soldadura.

[Prueba de evaluación] Como es el caso con el Ejemplo 1, cada una de las muestras de prueba fue sometida a la prueba de medición del tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos, la prueba de tensión, la prueba de evaluación de tenacidad, y la prueba de dureza de la porción cercana a la superficie. En este sentido, en cuanto a la porción cercana a la superficie, en la porción cercana a la superficie de la cara interna de la superficie y en la porción cercana a la superficie de la cara externa de la superficie de la tubería sin soldadura, se obtuvieron respectivamente una dureza Vickers, una energía absorbida y un tamaño de grano de cristal promedio.

[Resultado de la prueba] Un resultado de la prueba se muestra en la Tabla 4.

TABLA 4 TABLA 4 (continúa) TABLA 4 (continúa) Con referencia a la Tabla 4, la composición química del número de prueba 18 fue apropiada. Por esa razón, la resistencia elástica fue tan alta como no menos de 551 MPa . Además, la temperatura de recalentamiento fue adecuada y por lo tanto el tamaño de grano de cristal promedio de los granos ? previos de la porción cercana a la superficie (en la cara interna de la superficie y en la cara externa de la superficie) fue menos de 80 um. Por esa razón, la dureza Vickers en la porción cercana a la superficie fue tan baja como menos de 245 HV. Aún más, la energía absorbida a -40°C fue tan alta como no menos de 100 J.

Además, aunque el grosor de la pared fue tan grande como 53 mm, una diferencia en el tamaño del grano entre la porción cercana a la superficie y en la porción central del grosor de la pared fue menos de 50 um, y una diferencia en la energía absorbida entre la porción central del grosor de la pared y en la porción cercana a la superficie fue tan pequeña como menos de 100 J.

Aunque las modalidades de la presente invención han sido descritas anteriormente, las modalidades descritas anteriormente son solo ejemplos para llevar a cabo la presente invención. Por lo tanto, la presente invención no está limitada a las modalidades descritas anteriormente pero puede ser puesta en práctica mediante la modificación de las modalidades descritas anteriormente según se requiera dentro de un alcance sin apartarse de la esencia de la presente invención.

Aplicabilidad Industrial La tubería de acero sin soldadura acorde a la presente invención puede ser usada, por ejemplo, como una tubería de conducción y, particularmente, es adecuada para una tubería de conducción submarina (tubería de producción y tubería de elevación) .

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Una tubería de acero sin soldadura caracterizada porque consiste de: en % de masa, C: 0.03 al 0.08%, Si: no más del 0.25%, Mn: 0.3 al 2.0%, P: no más del 0.05%, S: no más del 0.005%, Al: 0.001 al 0.10%, Cr: 0.02 al 1.0%, Ni: 0.02 al 1.0%, Mo: 0.02 al 0.8%, N: 0.002 al 0.008%, Ca: 0.0005 al 0.005%, y Nb: 0.01 al 0.1%, el balance es Fe e impurezas, y tiene un grosor de pared de no menos de 50 mm, en donde en una sección transversal perpendicular a una dirección axial de la tubería de acero sin soldadura, un tamaño de grano de cristal promedio de los granos previos de austenita en una porción cercana a la superficie es menor de 80 µp?, la porción cercana a la superficie es de un área de 500 µp? x 500 um centrada en una posición con una profundidad de 2 mm desde una superficie, y; en donde la diferencia entre el tamaño de grano de cristal promedio de los granos previos de austenita en la porción cercana a la superficie y el tamaño de grano de cristal promedio de los granos previos de austenita en una porción central del grosor de una pared en la sección transversal es menor de 50 µp?, la porción central es de un área de 500 µp? x 500 µt? centrada en una posición central del grosor de la pared de la tubería de acero sin soldadura .

2. La tubería de acero sin soldadura de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además contiene: Ti: no más del 0.010%, en lugar de una parte de Fe.

3. La tubería de acero sin soldadura de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque además contiene: por lo menos uno seleccionado de un grupo que consiste de: Cu: no más del 1.0%, y V: no más del 0.1%, en lugar de una parte de Fe.

4. Un método para producir una tubería de acero sin soldadura, el método caracterizado porque comprende: un paso de calentar un material inicial que consiste de: en % de masa, C: 0.03 al 0.08%, Si: no más del 0.25%, Mn: 0.3 al 2.0%, P: no más del 0.05%, S: no más del 0.005%, Al: 0.001 al 0.10%, Cr: 0.02 al 1.0%, Ni: 0.02 al 1.0%, Mo: 0.02 al 0.8%, N: 0.002 al 0.008%, Ca: 0.0005 al 0.005%, y Nb: 0.01 al 0.1%, el balance es Fe e impurezas; un paso de perforación y laminación del material inicial calentado para de ese modo producir una tubería de material; un paso de enfriar de una manera acelerada la tubería de material laminada; un paso de recalentar la tubería de material enfriado aceleradamente y después de estabilización térmica de la tubería de material a una temperatura de 990 °C a 1100 °C; un paso de enfriar rápidamente la tubería de material estabilizado térmicamente para de ese modo templar la tubería de material; y un paso de revenir la tubería de material templada.

5. El método para producir una tubería de acero sin soldadura de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el material inicial además contiene: Ti: no más del 0.010%, en lugar de una parte de Fe.

6. El método para producir una tubería de acero sin soldadura de conformidad con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, caracterizado porque el material inicial contiene además: por lo menos uno seleccionado de un grupo que consiste de: Cu: no más del 1.0%, y V: no más del 0.1%, en lugar de una parte de Fe.