BRPI0709841B1

BRPI0709841B1 - Método de aplicação de barra de mandril revestida de cr para laminação a quente

Info

Publication number: BRPI0709841B1
Application number: BRPI0709841-3A
Authority: BR
Inventors: Sumio Iida
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2020-08-11
Also published as: CN101500719B; BRPI0709841A2; JP2008302420A; US20090013750A1; EP2060334A4; EP2060334A1; JP5076659B2; US7661284B2; EP2060334B1; CN101500719A; BRPI0709841A8; WO2008152747A1

Abstract

método de aplicação de barra de mandril revestida de cr para laminação a quente. a presente invenção refere-se a um método de aplicação de uma barra de mandril revestida de cr usada repetidamente em um laminador de mandril no processo mannesmann de produção de tubos. um tratamento de regeneração é executado para usar novamente a barra de mandril como ferramenta do mesmo tamanho quando uma largura da abertura h de um defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril for de não menos que 1,5 mm e a profundidade do defeito de superfície estiver na faixa de 0,3 mm a menos de 2,0 mm. alternativamente, um tratamento de redução de tamanho é executado para usar a barra de mandril novamente como ferramenta de um tamanho menor quando a profundidade do defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril for não menos que 2,0 mm. o tratamento de regeneração ou o tratamento de redução de tamanho é executado de acordo com as condições ou com uma configuração do defeito de superfície para alcançar a aplicação repetida no laminador de mandril, permitindo o prolongamento da vida útil da barra de mandril e a melhoria da sua performance de custo.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Cr a ser usada em um laminador de mandril no processo Mannesmann de produção de tubos, particularmente a um método de aplicação da barra de mandril revestida de Cr, que pode ser empregada repetidamente na laminação, o método compreendendo a execução de um tratamento de regeneração ou a um tratamento de redução do tamanho conforme uma configuração de um defeito de superfície provocado pela corrosão ou desgaste mesmo se o mencionado defeito de superfície for gerado pela laminação com mandril.

Antecedentes da Técnica

[0002] O processo Mannesmann de produção de tubo pela laminação com mandril é amplamente adotado como um método para produção de um tubo sem costura por trabalho a quente. Na laminação com mandril, a laminação é executada usando-se cilindros de calibragem de múltiplas cadeiras, que fornecem movimentos em uma direção axial até uma carapaça oca, enquanto força/define uma superfície interna da carapaça oca. Portanto, a barra de mandril é uma ferramenta importante que determina a qualidade da superfície interna da carapa-ça oca laminada.

[0003] Geralmente, aços ferramenta de trabalho a quente tais como SKD6 e SKD61 (norma JIS) são usados como materiais para barras de mandril. Um lingote fundido e preparado com uma composição química relevante de um aço ferramenta de trabalho a quente é transformado em blocos e laminado, e um tratamento térmico predeterminado é executado para se obter um material de barra (um material bru- to a ser processado). Uma vez que o material da barra é dobra- do/curvado devido ao tratamento térmico, os dobramentos são corrigi- dos/retificados por um retificador giratório, e um dispositivo de usina- gem externo é usado para usinar o material da barra em um diâmetro externo predeterminado. E então, o acabamento-polimento ou tratamento da superfície é executado na superfície do corpo de prova e o chapeamento é executado, enquanto o processo pode ser aplicado repetidamente à laminação com mandril.

[0004] Conforme descrito acima, no processo Mannesmann de produção de tubos com mandril, uma carapaça oca grossa que é obtida por perfuração através da peça de aço redonda (tarugo) usando-se um perfurador é laminada em uma carapaça oca fina por várias cadeiras de laminação, cada uma compreendendo cilindros de calibragem que são alinhados como opostos uns aos outros, enquanto a barra de mandril, que força a superfície interna da carapaça oca, é inserida. A carapaça oca, na qual a laminação com mandril é executada, é rea- quecida se necessário e laminada até um diâmetro predeterminado para produzir um produto final laminado a quente usando um redutor de estiramento ou um calibrador.

[0005] Geralmente, na barra de mandril empregada na laminação com mandril, uma película lubrificante compreendendo principalmente lubrificantes em estado sólido é formada previamente na superfície da barra de mandril para diminuir a força de fricção incorrida na superfície de contato entre a barra de mandril e a carapaça oca, enquanto a geração de defeitos ou na superfície da ferramenta ou na superfície interna da carapaça oca é evitada.

[0006] Entretanto, a barra de mandril é usada repetidamente enquanto que a película lubrificante formada desaparece após o uso uma vez da barra de mandril na laminação com mandril, de forma que a película de lubrificação precisa ser formada novamente na superfície da barra de mandril na próxima laminação. Consequentemente, após a barra de mandril ser usada uma vez na laminação, a barra de mandril é resfriada por resfriamento à água por chuveirada ou similar, os lubrificantes são revestidos sobre sua superfície, e os lubrificantes são completamente secados para formar uma película lubrificante.

[0007] Conforme descrito acima, a barra de mandril é feita de um aço ferramenta trabalhado a quente tal como SKD6 ou SKD61, e obtido por meio de usinagem, resfriamento e revenido adequados. Uma vez que a superfície da barra de mandril sofre uma grande pressão na superfície e é exposta a uma grande carga de calor durante a laminação, a lubrificação estável é dificilmente mantida. Portanto, os defeitos de superfície são suscetíveis de ocorrer na superfície da barra de mandril em associação com o uso repetido da barra de mandril no la- minador de mandril.

[0008] Convencionalmente, vários contra-recursos são estudados contra a geração de defeitos de superfície da barra de mandril. Por exemplo, a Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 8-243610 descreve um método de extensão da vida útil no qual, após uma superfície externa de uma barra de mandril que está deteriorada quanto às características de superfície ser polida em cerca de 0,04 mm usan- do-se um "belter", uma operação de enferrujamento é aplicada na su-perfície da barra de mandril à temperatura ambiente ou aquecendo-se a barra de mandril até 100°C, e a barra de mandril é usada novamente como barra de mandril de tamanho semelhante.

[0009] Entretanto, a barra de mandril pretendida da Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 8-243610 é aquela que tem como premissa um tratamento de descamação. Uma vez que recentemente a barra de mandril à qual é aplicado um tratamento de chapeamento de Cr duro é usada principalmente para melhorar a propriedade de resistência ao desgaste, o método de extensão de vida útil descrito na Publi- cação do Pedido de Patente Japonesa n° 8-243610 não pode ser aplicado em tal caso. É considerado o embrutecimento da superfície na barra de mandril na qual o tratamento de descamação é executado, enquanto a geração de defeitos de superfície é considerada na barra de mandril na qual é executado o tratamento de chapeamento de Cr.

[00010] A Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 07-214116 propõe uma barra de mandril para laminação de tubos sem costura na qual, mesmo se forem gerados desgaste ou defeitos de superfície da barra de mandril, onde a barra de mandril não é parcialmente disposta, e é configurada de forma que uma parte do corpo da barra de mandril seja coberta com muitas mangas para assim permitir que a barra de mandril seja usada novamente tornando possível a troca dessa(s) manga(s) quando necessário na geração de danos à mesma, permitindo assim melhorar a performance de custo da ferramenta, ou os custos da ferramenta por unidade de produção.

[00011] Entretanto, na barra de mandril proposta na Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 07-214116, uma vez que a porção do corpo da barra de mandril é coberta por muitas mangas, o custo de produção da barra de mandril é grandemente aumentado, e um sério acidente tal como deformação/distorção e/ou o desprendimento des- sa(s) manga(s) é possivelmente induzido durante a laminação.

Descrição da Invenção

[00012] Conforme descrito acima, recentemente a barra de mandril na qual é executado o tratamento de chapeamento de Cr para formar a película de chapeamento de Cr duro é usada para melhorar a propriedade de resistência ao desgaste. Entretanto, quando o tratamento de chapeamento de Cr é executado na barra de mandril, embora a geração de defeitos de superfície torne-se problemática na barra de mandril, convencionalmente não foi desenvolvida uma técnica para evitar efetivamente tais problemas.

[00013] Por outro lado, uma razão de custos da ferramenta, particularmente uma razão do custo para produzir uma barra de mandril é aumentada no custo de produção para produzir um tubo sem costura pelo processo Mannesmann de produção de tubo por laminador de mandril. Portanto, a extensão da vida da barra de mandril e a melhoria do custo da ferramenta por unidade de produção tornam-se um ponto importante na produção do tubo sem costura pelo processo Mannesmann de produção de tubo por laminador de mandril.

[00014] Em vista de tal problema, um objetivo da presente invenção é fornecer um método de aplicação da barra de mandril revestida de Cr que possa ser empregada repetidamente à laminação para a extensão da vida e a melhoria da performance dos custos da barra de mandril pela execução do tratamento de regeneração ou tratamento de redução de tamanho conforme uma configuração de cada defeito de superfície, mesmo se os defeitos de superfície são gerados na superfície da barra de mandril pela laminação no laminador de mandril.

[00015] Como resultado de vários estudos para resolver o problema acima, os inventores descobriram que o emperramento ou o desgaste na superfície da barra de mandril provocada pela laminação repetida era atribuída principalmente à deterioração das condições de superfície e/ou à geração de defeitos de superfície na barra de mandril. Os inventores notaram que mesmo se defeitos de superfície fossem gerados na barra de mandril pelo emperramento ou desgaste, a extensão da vida da barra de mandril era alcançada executando-se um tratamento de condicionamento conforme a configuração de cada um desses defeitos de superfície.

[00016] A Figura 1 é uma vista mostrando uma configuração típica de um defeito de superfície provocado pelo emperramento da barra de mandril, enquanto a Figura 1(a) mostra a aparência de uma configuração do defeito de superfície na superfície da barra de mandril, e en- quanto Figura 1(b) mostra uma configuração da seção transversal axial do defeito de superfície. Um defeito de superfície 2 na Figura 1 é também chamado de defeito rabo de cometa, e o defeito de superfície 2 e gerado em uma forma de estrela cadente, enquanto começa em um ponto de trinca P existente na superfície de uma barra de mandril 1. As condições ou a configuração do defeito de superfície 2 podem ser expressas por um comprimento da abertura N (mm), uma largura da abertura H (mm), e uma profundidade máxima D (mm).

[00017] Quando defeitos de superfície gerados na superfície da barra de mandril tornam-se gravemente evidentes, defeitos do tipo inchação são gerados na superfície interna da carapaça oca pela laminação com mandril, e esses defeitos tipo inchação não podem ser melhorados por uma subsequente laminação de redução de diâmetro usando- se um redutor de estiramento ou um calibrador. Portanto, esses defeitos do tipo inchação permanecem no produto final laminado a quente. Em tal caso, após a carapaça oca ser acabada no produto laminado a quente, esse defeito do tipo inchação é detectado como um defeito de superfície interno por um teste ultrassónico, e o produto tendo defeitos do tipo inchação é rejeitado.

[00018] Os inventores obtiveram descobertas (a) e (b) como resultado do estudo detalhado dos defeitos de superfície que são gerados pelo uso repetitivo e pelo limite da vida útil de uma barra de mandril. (a) Uma largura de abertura H e uma profundidade D de um defeito de superfície em uma barra de mandril têm grande influência nos defeitos de superfície internos dos produtos laminados a quente, e a geração desses defeitos de superfície internos torna-se evidente quando a largura da abertura H e a profundidade D do defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril são de não menos que 1,5 mm e não menos que 0,3 mm, respectivamente.

[00019] Entretanto, quando a largura da abertura H do defeito de superfície não for menor que 1,5 mm e a sua profundidade D não for menor 0,3 mm, o uso da barra de mandril no laminador de mandril é suspenso e um tratamento de regeneração é executado na barra de mandril, permitindo que a geração de defeitos de superfície internos devido ao defeito de superfície acima seja suprimida. (b) Geralmente, uma programação de produção de tubos padronizada é estabelecida na produção de tubos sem costura pelo processo Mannesmann de produção de tubos por laminador de mandril onde tamanhos padrão para barras de mandril são ajustados em si mesmas, enquanto barra(s) de mandril de certo(s) tamanho(s) são usadas mais frequentemente. Portanto, é preferível que a configuração dos defeitos de superfície seja controlada e o tratamento de regeneração seja executado tanto quanto possível para usar a barra de mandril como ferramenta de tamanhos semelhantes. Entretanto, o tratamento de regeneração dificilmente pode ser executado quando a profundidade do defeito de superfície torna-se não menor que 2,0 mm devido ao uso no laminador de mandril.

[00020] Em tal caso, um tratamento de redução de tamanho é executado por usinagem da superfície circunferencial externa da barra de mandril, e a barra de mandril é usada novamente como uma ferramenta de tamanho menor, o que permite que a performance do custo total seja melhorada sobre todos os tamanhos da barra de mandril.

[00021] A presente invenção é completada com base nas descobertas acima descritas, e pertencem principalmente a métodos de aplicação de uma barra de mandril revestida de Cr para laminação a quente conforme descritos nos itens (1) a (3) abaixo. (1) Um método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Cr para laminação a quente usada repetidamente em um laminador de mandril pelo processo Mannesmann de fabricação de tubos, sendo caracterizado pelo fato de que, quando a largura da abertura H de um defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril não é menor que 1,5 mm e a profundidade D do defeito de superfície está na faixa de is 0,3 mm a menos de 2,0 mm, uma película revestida é removida após o defeito de superfície relevante ser condicionado, ser executado um acabamento de polimento ou um tratamento de superfície na superfície da peça de trabalho, e um re-chapeamento a seguir permite o uso da barra de mandril recuperada como ferramenta de tamanho semelhante. (2) No método de aplicação da barra de mandril revestida de Cr para laminação a quente (1), é preferível que a superfície a barra de mandril seja uniformemente arredondada no condicionamento do defeito de superfície de forma que um comprimento condicionado L1 (mm) em uma direção longitudinal da superfície da barra de mandril, um comprimento condicionado L2 (mm) em uma sua direção circunfe- rencial e uma profundidade D (mm) do defeito de superfície satisfazem as equações (1) e (2) a seguir. 50<L1/D (1) 20<L2/D (2) (3) Um método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Cr para laminação a quente usada repetidamente em um laminador de mandril pelo processo Mannesmann de fabricação de tubos, sendo caracterizado pelo fato de que, quando uma profundidade D de um defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril for de não menos que 2,0 mm, após uma superfície circunferencial externa da barra de mandril ser usinada, o acabamento- polimento ou o tratamento de superfície é executado na superfície do corpo de trabalho, e então, um tratamento de redução de tamanho é executado por chapeamento, permitindo assim que a barra de mandril seja novamente usada como ferramenta de menor tamanho.

[00022] Conforme usado aqui, o termo “defeito de superfície” deve ser provocado pelo emperramento gerado apenas durante a laminação no laminador de mandril conforme mostrado na Figura 1, e um defeito de aquecimento na forma de fratura tendo uma largura estreita de abertura é excluída de um item relevante a ser submetido ao tratamento de redução de tamanho mesmo se a profundidade D do defeito for menor que 2,0 mm.

[00023] A “profundidade D (mm) do defeito de superfície” deve significar a profundidade máxima do defeito.

[00024] De acordo com o método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Cr na laminação a quente da presente invenção, a barra de mandril revestida de Cr para laminação a quente pode ser empregada repetidamente no laminador de mandril para alcançar a extensão de vida da barra de mandril e a melhoria de sua performance de custo pela execução do tratamento de regeneração ou pelo tratamento de redução de tamanho conforme a configuração do defeito de superfície, mesmo se o defeito de superfície for gerado na barra de mandril pelo laminador de mandril.

Breve Descrição dos Desenhos

[00025] A Figura 1 é uma vista mostrando uma configuração do defeito de superfície causado pelo emperramento da barra de mandril, enquanto a Figura 1(a) mostra uma configuração da aparência do defeito de superfície na superfície de uma barra de mandril, e enquanto a Figura 1(b) mostra uma configuração seccional do defeito de superfície;

[00026] A Figura 2 é uma vista explicando um método para condicionamento do defeito de superfície adotado no método de aplicação da presente invenção, a Figura 2(a) mostra um método para condicionamento da barra de mandril na direção longitudinal, e a Figura 2(b) mostra um método para condicionamento da barra de mandril e, uma direção circunferencial.

Melhores Formas de Execução da Invenção

[00027] Um método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Cr conforme um aspecto da presente invenção é aquele para uma barra de mandril usada repetidamente no laminador de mandril pelo processo Mannesmann de produção de tubos, e o método é caracterizado pelo fato de que um tratamento de regeneração é executado para usar a barra de mandril novamente como ferramenta de tamanho similar, quando uma largura de abertura H de um defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril é de não menos que 1,5 mm e a profundidade D do defeito de superfície está na faixa de 0,3 mm a menos de 2,0 mm.

[00028] No método de aplicação da presente invenção, quando a largura da abertura H do defeito de superfície gerado na barra de mandril é de não menos que 1,5 mm e a profundidade D do defeito de superfície está na faixa de 0,3 mm a menos de 2,0 mm, é necessário que o uso da barra de mandril na laminação seja suspenso e o tratamento de regeneração seja aplicado a ela. Isto se dá porque a largura da abertura H e da profundidade D do defeito de superfície na barra de mandril tem uma grande influência nos defeitos da superfície interna do produto laminado a quente que são feitos através de um processo de redução de diâmetro, e a influência torna-se evidente quando a largura da abertura H do defeito de superfície relevante é de não menos que 1,5 mm e sua profundidade é de não menos que 0,3 mm.

[00029] No método de aplicação da presente invenção, um julgamento se a largura da abertura H é ou não relevante nos defeitos de superfície excedendo 1,6 mm, ou o julgamento se a profundidade do defeito de superfície excede ou não 0,3 mm é feito basicamente pela medição real em exames minuciosos periódicos ou similares. Os exames periódicos podem ser ajustados previamente a julgar pelos produtos da laminação (tais como material de laminação, número de tubos laminados, e comprimento laminado).

[00030] A barra de mandril empregada no método de aplicação da presente invenção pode ser feito de um material geralmente usado como material de barra no processo Mannesmann de produção de tubos por laminador de mandril. Por exemplo, o aço ferramenta para trabalho a quente tal como SKD6 e SKD61 definido pela JIS é usado preferivelmente como material para a barra de mandril.

[00031] No método de aplicação da presente invenção, quando a largura da abertura H do defeito de superfície gerado na barra de mandril por seu uso no laminador de mandril é não menos de 1,5 mm e a sua profundidade está na faixa de 0,3 mm a menos de 2,0 mm o uso da barra de mandril no laminador de mandril é suspenso para execução do seu tratamento de regeneração. No tratamento de regeneração, o defeito de superfície relevante na barra de mandril é condicionado, a sua película revestida é removida, um acabamen- to/polimento ou tratamento de superfície é executado na superfície do corpo de trabalho, e é executado um re-chapeamento. Portanto, a barra de mandril de tamanho semelhante pode ser novamente usada repetidamente.

[00032] Na presente invenção, a película revestida é removida, por exemplo, por fusão eletroquímica da película revestida usando uma solução alcalina tal como soda cáustica ou um método mecânico usando uma máquina de polimento ou uma máquina de moagem.

[00033] No tratamento de chapeamento e no tratamento de re- chapeamento após o acabamento-polimento ou tratamentos de superfície tais como jateamento com granalha é executado na superfície do corpo de trabalho, é formada uma película revestida de cromo tendo uma espessura de cerca de 50 pm.

[00034] A Figura 2 é uma vista explicando um método para condicionamento do defeito de superfície adotado no método de aplicação da presente invenção, enquanto a Figura 2(a) mostra um método para condicionamento da barra de mandril em uma direção longitudinal, e enquanto a Figura 2(b) mostra um método para condicionamento da barra de mandril em uma direção circunferencial. Nas Figuras 2(a) e 2(b), para alcançar a profundidade D (mm) e remover o defeito de superfície relevante 2 mostrado por uma linha quebrada, os comprimentos condicionados L1 e L2 são garantidos na superfície da barra de mandril mostrada por uma linha sólida, e a parte condicionada é uniformemente arredondada para a superfície da matriz da barra de mandril.

[00035] No método de aplicação da presente invenção é preferível que a superfície da barra de mandril seja uniformemente arredondada para se obter a parte condicionada uniforme de forma que as relações entre os comprimentos condicionados L1 (mm) em uma direção longitudinal da superfície da barra de mandril, o comprimento condicionado L2 (mm) em sua direção circunferencial, e a profundidade D (mm) do defeito de superfície satisfazem as equações (1) e (2) a seguir. 50<L1/D (1) 20<L2/D (2)

[00036] A superfície da barra de mandril é uniformemente arredondada de forma que as equações (1) e (2) sejam satisfeitas, e a porção condicionada é formada uniformemente, enquanto a deterioração das condições da superfície, o emperramento e a geração do desgaste na barra de mandril pode significativamente ser suprimida mesmo se a barra de mandril for usada repetidamente nas laminações posteriores. Por outro lado, quando a porção condicionada não satisfaz a relação da equação (1), uma configuração de seção transversal da porção condicionada vem a conter uma etapa aguda, onde o fluxo metálico do material laminado ocorre para provavelmente danificar a barra de mandril.

[00037] No condicionamento real do defeito de superfície, é necessário fazê-lo usando-se um esmeril ou similar de tal forma que a por- ção condicionada é uniformemente formada e a sua configuração de seção transversal mostra uma mudança suave e gradativa na forma, permitindo assim que a porção condicionada seja arredondada uniformemente para a superfície da matriz da barra de mandril.

[00038] Um método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Cr conforme um outro aspecto da presente invenção é aquele para uma barra de mandril usada repetidamente no laminador de mandril pelo processo Mannesmann de produção de tubos, e o método é caracterizado pelo fato de que um tratamento de redução de tamanho é executado para se usar a barra de mandril novamente como uma ferramenta para um tamanho menor quando a profundidade D do defeito de superfície gerado na barra de mandril pelo seu uso no laminador de mandril for de não menos que 2,0 mm.

[00039] No método de aplicação da presente invenção, quando a profundidade D do defeito de superfície gerado na barra de mandril no laminador de mandril for de não menos que 2,0 mm, o uso da barra de mandril é suspenso na laminação para execução do seu tratamento de redução de tamanho Conforme descrito acima, é preferível que a barra de mandril seja usada como uma ferramenta de tamanhos similares através do tratamento de regeneração. Entretanto, no caso onde a pro-fundidade D do defeito de superfície relevante é de não menos que 2,0 mm, esse tratamento de regeneração dificilmente pode ser executado.

[00040] No método de aplicação da presente invenção, o julgamento se a profundidade D do defeito de superfície é de não menos de 2,0 mm ou não é feito pela medição real nos exames periódicas ou similares.

[00041] No método de aplicação da presente invenção, quando a profundidade D do defeito de superfície gerado no laminador de mandril é de não menos que 2,0 mm. o tratamento de redução de tamanho é executado de tal forma que após a superfície circunferencial externa da barra de mandril é usinada, o acabamento-polimento ou o trata- mento de superfície é executado na superfície do corpo de trabalho, e então submetido a chapeamento, permitindo assim que a barra de mandril recuperada seja usada novamente como uma ferramenta para tamanhos menores.

[00042] No método de aplicação da presente invenção, quando é executada a usinagem da superfície externa na barra de mandril, é necessário garantir a precisão do diâmetro externo. Uma vez que a barra de mandril geralmente tem um comprimento maior variando de 15 m a 25 m, a usinagem dificilmente pode ser executada por meio do assim chamado torno mecânico e similares, e é necessário fornecer um equipamento de usinagem exclusivo dedicado à usinagem da su-perfície externa do corpo de trabalho de comprimento mais longo.

[00043] É preferível que após a usinagem da superfície externa ser executada na barra de mandril, o tratamento de superfície seja executado por jateamento com granalha para garantir uma boa adesão do chapeamento no re-chapeamento, e o tratamento de chapeamento seja executado para formar a película revestida de Cr na superfície da barra de mandril. Então, é mais preferível que projeções agudas na superfície da barra de mandril sejam removidas por polimento leve usando uma cinta abrasiva ou similar.

Exemplos (Primeiro Exemplo)

[00044] As carapaças ocas foram laminadas pelo laminador de mandril usando barras de mandril (seu grau de material é SKD61 e sua superfície é submetida a um tratamento de chapeamento de Cr) cada uma tendo um diâmetro externo 248 mm e um comprimento de 24 m, as barras de mandril sendo preparadas para ter defeitos de superfície classificados por dimensão em sete condições (Testes nos 1 a 7) mostrados abaixo, e então as carapaças ocas foram laminadas nos produtos finais acabados a quente através de processos de redução do diâmetro. Através do teste de ultrassom para defeitos de superfície interna dos produtos laminados, “x” indica o caso em que foi detectado um defeito do nível de rejeição, “Δ” indica o caso no qual um pequeno defeito ou pequenos defeitos foi(ram) detectado(s) embora não seja rejeitado, e “o” indica o caso no qual nenhum defeito foi detectado. Tabela 1

[00045] Como pode ser visto do resultado mostrado na Tabela 1, em relação às dimensões do defeito de superfície gerado na superfície da barra de mandril, o comprimento do defeito não tem influência no nível de defeito do produto, e o nível de defeito do produto torna-se “x” quando a largura da abertura H é de não menos que 1,5 mm e a profundidade do defeito de superfície relevante é de não menos que 0,3 mm.

[00046] Com referência ao tipo de defeito de superfície, o defeito referido como rabo de cometa é gerado nos Testes 1 a 4. O defeito de abrasão tipo "string" é gerado nos testes nos 5 e 6, nos quais o defeito de superfície no Teste n° 5 é excessivamente estreito e o defeito de superfície no Teste n° 6 é excessivamente superficial. Portanto, nos Testes nos 5 e 6, o nível de defeito não alcança a rejeição. Uma vez que o defeito de superfície no Teste n° 7 é uma fratura de aquecimento excessivamente estreita, nenhum defeito de superfície foi encontrado.

(Segundo Exemplo)

[00047] As carapaças ocas foram laminadas sob as sete condições a seguir pelo laminador de mandril usando barras de mandril (grau do material SKD61 e sua superfície é submetida a um tratamento de chapeamento de Cr) tendo um diâmetro externo de 248 mm e um comprimento de 24 m, e então as carapaças ocas foram laminadas nos produtos finais acabados a quente através de processos de redução de diâmetro. Entre as barras de mandril preparadas, duas barras de cada condição foram usadas repetidamente para estudar o tempo de vida útil (o número total de tubos laminados). O aço de baixa liga foi usado como material do tubo laminado.

(Condição 1: Exemplo Comparativo)

[00048] A laminação foi iniciada usando-se uma nova barra de mandril, e a barra de mandril foi usada até que a superfície da barra de mandril estivesse danificada para gerar defeito(s) de superfície no produto.

(Condição 2: Exemplo A)

[00049] Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com uma largura de abertura H de 3,0 mm e uma profundidade D de 0,5 mm foi gerado na sua superfície, após o defeito de superfície relevante ser condicionado usando-se um esmeril, a película revestida foi removida por fusão do chapeamento usando-se a solução alcalina, e o polimento-acabamento e re-chapeamento foram executados, seguido pela laminação novamente como uma ferramenta do mesmo tamanho. Nesse ponto, o comprimento condicionado em uma direção L1 foi 25 mm, e o comprimento condicionado em uma direção L2 foi 10 mm (L1/D=50e L2/D=20).

(Condição 3: Exemplo B)

[00050] Para uma barra de mandril onde um defeito de superfície com o mesmo nível que a condição 2 foi gerado na barra de mandril, foi executado na barra de mandril o mesmo tratamento de regeneração que na condição 2, e a barra de mandril foi usada na laminação como ferramenta do mesmo tamanho. Nesse ponto, o comprimento condicionado em uma direção L1 foi 15 mm, e o comprimento condicionado em uma direção L2 foi 15 mm (L1/D=30 e L2/D=30).

(Condição 4: Exemplo C)

[00051] Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com o mesmo nível da condição 2 foi gerado na barra de mandril, foi executado na barra de mandril o mesmo tratamento de regeneração da condição 2, e a barra de mandril foi usada na laminação como ferramenta tendo o mesmo tamanho. Nesse ponto, o comprimento condicionado em uma direção L1 foi 30 mm, e o comprimento condicionado em uma direção L2 foi 5 mm (L1/D=60 e L2/D=10).

(Condição 5: Exemplo D)

[00052] Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com o mesmo nível da condição 2 foi gerado na barra de mandril, o defeito de superfície não foi condicionado usando-se um esmeril e a película revestida foi removida pela fusão do chapeamento usando-se a solução alcalina. E então, o acabamento-polimento e o re-chapeamento foram executados, e a barra de mandril foi usada na laminação como uma ferramenta do mesmo tamanho.

(Condição 6: Exemplo Comparativo A)

[00053] Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com uma largura de abertura H de 3,0 mm e uma profundidade D de 0,5 mm foi gerado na superfície da barra de mandril, a barra de mandril foi usada diretamente na laminação.

(Condição 7: Exemplo Comparativo B)

[00054] Para uma barra de mandril onde o defeito de superfície com uma largura de abertura H de 5 mm e uma profundidade D de 2,0 mm foi gerado na superfície da barra de mandril, após o defeito de superfície ser condicionado usando-se um esmeril, a película revestida foi removida pela fusão do chapeamento usando-se a solução alcalina, e o acabamento-polimento e re-chapeamento foram executados, seguido novamente da laminação como ferramenta do mesmo tamanho. Nesse ponto, um comprimento condicionado em uma direção L1 foi 100 mm, e um comprimento condicionado em uma direção L2 foi 40 mm (L1/D=50e L2/D=20).

(Resultado da Laminação: Número de Passos da Laminação)

[00055] O uso da barra de mandril sob teste foi interrompido no momento em que o dano na sua superfície tornou-se significativo e o defeito da superfície interna tendo um nível de rejeição foi detectado em um teste de ultrassom para o produto pra o qual os processos de redução de diâmetro foram executados. Nesse ponto, a barra de mandril foi avaliada com o número de passos de laminação.

[00056] Supondo que o número de passos de laminação tenha sido ajustado para 100 no Exemplo Convencional (condição 1), o número de passos de laminação foi 80 no Exemplo A (condição 2). Similarmente, os números de passos de laminação no Exemplo B (condição 3), no Exemplo C (condição 4) e no Exemplo D (condição 5) foram 50, 60 e 40, respectivamente.

[00057] Por outro lado, o número de passos de laminação foi zero (conforme descrito no Primeiro Exemplo) no Exemplo Comparativo A (condição 6). No Exemplo Comparativo B (condição 7), uma vez que uma espessura de parede defeituosa foi gerada no produto, embora o dano da barra de mandril não tenha sido gerado no primeiro passo, o número de passos de laminação foi também zero.

[00058] Assim, quando a barra de mandril que satisfaz as condições definidas pela presente invenção é usada, o tempo de vida útil da barra de mandril pode ser grandemente prolongado uma vez que um número relativamente grande de passos de laminação pode ser garantido.

Aplicabilidade Industrial

[00059] De acordo com o método de aplicação de uma barra de mandril revestida de Cr para laminação a quente, a barra de mandril revestida de Cr para laminação a quente pode ser aplicada repetidamente ao laminador de mandril para alcançar o prolongamento da vida útil e a melhoria da performance de custos da barra de mandril pela adoção do tratamento de regeneração ou tratamento de redução de tamanho conforme as condições ou configurações do defeito de superfície na barra de mandril, mesmo se defeitos de superfície relevantes forem gerados na barra de mandril pelo laminador de mandril. Portanto, o método de aplicação da presente invenção pode ser amplamente adotado como o processo Mannesmann de produção de tubo por laminador de mandril.

Claims

1. Método de aplicação de uma barra de mandril (1) revestida de Cr para laminação a quente usada repetidamente no laminador de mandril pelo processo Mannesmann de produção de tubos, caracterizado pelo fato de que: quando uma largura de abertura H de um defeito de superfície (2) gerado na barra de mandril (1) por seu uso no laminador de mandril for não menor do que 1,5 mm e uma profundidade do defeito de superfície (2) estiver na faixa de 0,3 mm a menos do que 2,0 mm, uma película de chapeamento é removida após o defeito de superfície (2) ser condicionado, e o acabamento-polimento ou o trata-mento de superfície é executado na superfície da peça de trabalho, seguido de re-chapeamento, permitindo assim que a barra de mandril (1) recondicionada seja usada novamente como ferramenta do mesmo tamanho.

2. Método de aplicação de uma barra de mandril (1) revestida de Cr para laminação a quente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície da barra de mandril (1) é uniformemente arredondada no condicionamento do defeito de superfície (2) de forma que um comprimento condicionado L1 (mm) em uma direção longitudinal da superfície da barra de mandril (1), um comprimento condicionado L2 (mm) em uma direção circunferencial da mesma, e uma profundidade D (mm) do defeito de superfície (2) da mesma satisfaçam as equações (1) e (2): 50<L1/D (1), e 20 < L2/D (2).

3. Método de aplicação de uma barra de mandril (1) revestida de Cr para laminação a quente, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o defeito de superfície (2) é provocado pelo emperramento gerado durante a laminação do mandril.