BRPI0910031B1

BRPI0910031B1 - Método de produção de um tubo sem costura

Info

Publication number: BRPI0910031B1
Application number: BRPI0910031-8A
Authority: BR
Inventors: Takateru Inage; Tomio Yamakawa; Kazuhiro Shimoda
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2020-07-14
Also published as: MX2010010439A; JP4471134B2; EP2281641A1; WO2009119245A1; EP2281641A4; JPWO2009119245A1; US20110023569A1; BRPI0910031A2; CN101980802A

Abstract

método de produção de um tubo sem costura trata-se de um método para produzir um tubo sem costura mediante a utilização de um laminador perfurador que perfura e lamina um tarugo redondo aquecido a 1300°c ou menos, sendo que o laminador perfurador é composto por um par de roletes oblíquos disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem, um par de dispositivos guia disposto voltado um para o outro ao redor da linha de passagem e um plugue disposto ao longo da linha de passagem entre o par dos roletes oblíquos e também entre o par dos dispositivos guia, sendo que a laminação-perfuração é realizada sob as condições que satisfazem as fórmulas 1 a 3 a seguir para evitar os defeitos do tubo sem costura: -1,0< delta teta (1) delta teta = teta p - teta r (2) -0,37 x delta teta + 1,47 menor igual a rn menor igual a 0,37 x delta teta+ 2,67 (3) em que os significados dos símbolos individuais nas fórmulas descritas acima são como segue: teta r: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem e a face do rolete principal com a condição do ângulo de alimentação dos roletes principais ser zero; teta p: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem e a seção de rolamento do plugue; rn: o número de vezes do rolamento do plugue.

Description

A presente invenção se refere a um método para produzir um tubo sem costura.

Antecedentes da invenção

Como um método para produzir um tubo sem costura, o processo Mannesmann é conhecido no qual um tubo sem costura é obtido mediante a sujeição de um tarugo redondo aquecido a uma laminação-perfuração com um laminador perfurador, em seguida à laminação de alongamento com um laminador de mandril, uma laminação automática ou similares e adicionalmente à engomagem com uma laminador calibrador para render o tubo sem costura.

Em geral, o laminador perfurador é uma máquina de perfuração que tem roletes de laminação que consistem em um par de roletes principais em formato de cilindro ou em formato de cônico (também chamado de roletes oblíquos), dispositivos guia, tal como uma sapata guia, roletes de disco, um guia tipo laminador ou similares e uma ferramenta de regulação da superfície interna chamada de plugue.

A figura 1 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo de um laminador perfurador obliquo que utiliza os roletes oblíquos em formato de cônico; e a figura 2 é uma vista esquemática compreendida em direção de A-A na figura 1. A figura 3 é uma vista que ilustra de maneira esquemática o formato do plugue.

Como mostrado na figura 1, em um laminador perfurador, por exemplo, um par de roletes principais 1 é disposto voltado um para o outro assim como para cada uma das linhas centrais axiais do rolete para formar um ângulo transversal de g em relação à linha de passagem X-X do tarugo redondo B como uma peça de trabalho. Adicionalmente, como mostrado na figura 2, um dos roletes principais 1 é disposto de modo a formar um ângulo de alimentação b em relação à linha de passagem X-X. O outro rolete principal 1 não mostrado na figura 2 é disposto voltado para um dos roletes principais 1 com a linha de passagem X-X disposta entre os mesmos no ângulo de alimentação b em relação à linha de passagem X-X. Os roletes principais 1 são diretamente conectados aos dispositivos de direcionamento 4, respectivamente, para exercerem o movimento espiral ao tarugo redondo B de modo a girarem ao redor das linhas centrais axiais dos roletes como linhas centrais rotativas.

Além disso, como mostrado na figura 2, um par de roletes de disco 2 é disposto voltado um para o outro ao redor da linha de passagem com um deslocamento de fase de 90° a partir do par de roletes principais 1. O par de roletes de disco 2 é acionado de maneira rotacional na mesma direção que a direção de movimento da peça de trabalho em uma velocidade predeterminada para ter uma importante função ao fazer com que a peça de trabalho seja redonda em formato mediante a supressão do aumento do comprimento circunferencial da peça de trabalho durante o processamento de espessura de parede.

Um plugue 3 tem um formato tipo granada cuja extremidade da base é sustentada pela extremidade frontal de uma barra de mandril M; o plugue e a barra de mandril M são dispostos sobre a linha de passagem X-X. Como o material para o plugue 3, os aços fracamente ligados de Cr-Ni são geralmente utilizados, e uma camada de óxido é formada no plugue pelo pré-tratamento térmico de modo a acentuar a durabilidade.

Por exemplo, como mostrado na figura 3, o plugue 3 é composto, principalmente, de uma seção de laminação 31, uma seção de rolamento 32 e uma seção de reforço 33 e tem o diâmetro máximo de Pd no contorno entre a seção de rolamento 32 e a seção de reforço 33. A seção de laminação 31 desempenha principalmente uma função de perfurar o tarugo sólido e a seção de rolamento 32 desempenha uma função de equalizar a espessura da parede do invólucro oco e ao mesmo tempo desempenha uma função de regularizar a superfície interna do invólucro oco. A seção de rolamento 32 tem um meio ângulo 6p em relação ao centro axial do plugue, ou seja, a linha de passagem do tarugo redondo (vide a figura 5).

Em um laminador perfurador constituído como descrito acima, o tarugo redondo aquecido B é alimentado à direita na linha de passagem X-X na figura e laminado enquanto o tarugo redondo está sendo sujeitado ao processamento de espessura de parede com os roletes principais 1 e o plugue 3 durante a passagem do tarugo redondo através do vão entre os roletes oblíquos. Nesse caso, o tarugo redondo B se move em espiral sobre a linha de passagem X- X e a parte central axial do tarugo redondo é perfurada com o plugue 3 a ser convertido em um invólucro oco.

Durante a laminação-perfuração com o laminador perfurador, as asperezas formadas sobre a superfície interna do invólucro oco são alisadas pelas ferramentas de regulação da superfície interna no processo inferior tal como o plugue do prolongador, a barra do laminador de mandril e o plugue de uma laminação automática, e então as asperezas se tornam defeitos de vincos (defeito de erupção). Em outras palavras, a ocorrência dos defeitos dos sólidos finos na superfície interna em produtos finais é atribuída às propriedades e às condições (aspereza) da superfície interna do invólucro oco após a perfuração com um laminador perfurador.

Em particular, nos tubos de aço sem costura que são submetidos a altas pressões sobre as superfícies internas dos mesmos, tais como um tubo de injeção de combustível, a ocorrência de defeitos tipo grão de arroz nos sólidos finos poderia levar a um acidente sério através do esguicho inesperado do tubo admitido por tais defeitos. Quando o diâmetro interno do tubo é grande, é possível remover de maneira mecânica os defeitos de superfície interna com um triturador ou similares, entretanto, quando o diâmetro interno do tubo é pequeno, torna-se difícil remover completamente os defeitos de superfície interna. Mesmo se a remoção dos defeitos de superfície interna de um tubo que tem um diâmetro pequeno for possível, o número de etapas de trabalho aumenta de maneira natural e os problemas a partir do ponto de vista de um produto podem não ser resolvidos de maneira que a espessura da parede da parte com o defeito removido fica fina.

Com o propósito de resolver tais problemas como descritos acima, o presente inventor descreveu no Documento de Patente 1 um método para produzir um tubo de aço sem costura mediante a utilização de um plugue onde a camada revestida por carepa da seção de rolamento é tornada mais fina que aquela da seção de laminação.

Documento de Patente 1: JP10-249412A

Descrição da Invenção

Problemas a serem resolvidos pela Invenção

De acordo com a invenção descrita no Documento de Patente 1, a ocorrência de erupção com formato de grão de arroz pode ser evitada. Entretanto, exige-se que a quantidade de remoção da camada revestida por carepa seja estritamente regulamentada e quando o controle da espessura da camada revestida não é realizado de maneira adequada tornando a espessura da camada revestida muito fina, os problemas, tais como arranhões da seção de rolamento e redução da vida útil da ferramenta do plugue, podem aumentar.

A presente invenção tem como objetivo prover um método para produzir um tubo sem costura capaz de aperfeiçoar as propriedades e as condições da superfície interna de um invólucro oco após a laminação-perfuração e suprimir os defeitos de vinco de um tubo sem costura.

Meios para Solucionar os Problemas

O presente inventor fez um estudo diligente de modo a solucionar tais problemas como descritos acima e consequentemente fez as revelações a seguir: A figura 4 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo do processo de laminação-perfuração na seção transversal perpendicular à linha de passagem. Como mostrado na figura 4, na laminação-perfuração, por exemplo, uma peça de trabalho 5 é pressionada no espaço formado pelo par de roletes principais 1 e o plugue 3 e assim, a peça de trabalho 5 é sujeitada ao processamento de espessura de parede. Consequentemente, o aumento do diâmetro externo é suprimido em uma posição meio virada pelos roletes de disco 2 e o processamento de espessura de parede é conduzido novamente pelo par de roletes principais 1 e o plugue 3. Mediante a repetição de tais operações, um orifício é perfurado na peça de trabalho 5 e ao mesmo tempo a espessura de parede da peça de trabalho 5 é controlada.

Aqui, a superfície interna da peça de trabalho 5 que alcançou a região indicada por "a" na figura 4 é submetida à ação de uma força de contração na direção circunferencial e assim, os vincos podem ocorrer. Subsequentemente, quando a peça de trabalho 5 se move em espiral para alcançar a região indicada por "b" na figura 4, a superfície externa da peça de trabalho é induzida para entrar em contato com os roletes principais 1. Nesse momento, a peça de trabalho 5 é submetida ao processamento de diâmetro externo e, portanto, os vincos de superfície interna formados na região "a" são aprofundados. Subsequentemente, quando a peça de trabalho 5 alcança a região indicada por "c" na figura 4, a superfície interna da peça de trabalho 5 é induzida para entrar em contato com o plugue 3. Nesse momento, os vincos são estendidos na direção circunferencial para se desenvolverem em defeitos de sólidos finos.

O presente inventor investigou os fatores que degradam as propriedades e as condições da superfície interna das peças de trabalho e, consequentemente, fez as revelações a seguir com relação à ocorrência de problemas quanto à perfuração, tais como a rugosidade da superfície interna de um tubo e obstrução da terminação da peça de trabalho (ou seja, a condição na qual no término da laminação-perfuração a peça de trabalho ainda não se desprendeu dos roletes principais ou o plugue permanece na parte de fundo da peça de trabalho).

(a) Com o aumento do número de vezes Rn do rolamento do plugue, a força de acionamento na direção do movimento adiante da peça de trabalho é diminuída. Consequentemente, a velocidade da peça de trabalho no término da laminação-perfuração é diminuída e os problemas quanto à perfuração, tais como obstrução da terminação, tendem a ocorrer. Entretanto, com o aumento de AO (= 0p - 0r, em que 0r: o meio ângulo entre a linha de passagem e a face do rolete principal na condição em que o ângulo de alimentação dos roletes principais é zero, Ôp: o meio ângulo entre a linha de passagem e a seção de rolamento do plugue), a redução de laminação no lado de saída da fenda é aumentada e a pressão interfacial é aumentada para minimizar os problemas quanto à perfuração. Consequentemente, o grau de liberdade (principalmente o grau de liberdade do limite superior) do número de vezes Rn do rolamento do plugue é aumentado.

(b) Com o aumento do número de vezes Rn do rolamento do plugue, o número de vezes da laminação aplicada à peça de trabalho é aumentado e, portanto, a aspereza da superfície interna do invólucro perfurado tende a ser reduzida. Tal efeito de redução de aspereza é acentuado com o aumento de A0 (= 0P - 0r). Consequentemente, o grau de liberdade (principalmente o grau de liberdade do limite inferior) do número de vezes Rn do rolamento do plugue é aumentado.

(c) Com o aumento de D2/D1, a velocidade circunferencial do rolete no lado de saída da fenda é aumentada e, portanto, a expansão do diâmetro externo na região indicada por "b" na figura 4 pode ser suprimida. Consequentemente, mesmo quando o número de vezes Rn do rolamento do plugue é diminuído, também é possível evitar a ocorrência de vincos e o grau de liberdade (principalmente o grau de liberdade do limite inferior) do número de vezes Rn do rolamento do plugue é aumentado.

O descrito acima qr significa o meio ângulo (vide "0r" na figura 5) entre a linha de passagem e a face de rolete principal na condição onde o ângulo de alimentação do rolete principal é zero; e o descrito acima 0P significa o meio ângulo (vide "0P" na figura 5) entre a linha de passagem e a seção de rolamento do plugue. Deve ser observado que o número de vezes Rn do rolamento do plugue é obtido através da fórmula a seguir: Rn = Lp/(π x d x tanβ/2) Nesta fórmula, Lp significa o comprimento (mm) da seção de rolamento, d significa o valor obtido a partir de da fórmula a seguir e b significa o ângulo de alimentação (°) dos roletes principais: d = (d1 + d2)/2 em que, di é o diâmetro externo (mm) do tarugo redondo e d2 é o diâmetro externo do invólucro oco.

A presente invenção foi alcançada com base em tais revelações como descrito acima e envolve um método para produzir um tubo sem costura mostrado nos números 1 a 4 a seguir: Um método para produzir um tubo sem costura mediante a utilização de um laminador perfurador que perfura e lamina um tarugo redondo aquecido a 1300°C ou menos, sendo que o laminador perfurador é composto de: um par de roletes oblíquos disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem; um par de dispositivos guia disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem; e um plugue disposto ao longo da linha de passagem entre o par dos roletes oblíquos e também entre o par dos dispositivos guia, em que a laminação-perfuração é realizada mediante as condições que satisfazem as fórmulas 1 a 3 a seguir: -1,0 < Δθ (1) Δθ = θp - θr (2) 0,37 x Δθ + 1,47 < Rn< 0,37 x Δθ + 2,67 (3)

em que os significados dos símbolos individuais nas fórmulas descritas acima são como segue: Gr: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem e a face do rolete principal com a condição do ângulo de alimentação dos roletes principais ser zero Gp: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem e a seção de rolamento do plugue Rn: o número de vezes do rolamento do plugue Um método para produzir um tubo sem costura mediante a utilização de um laminador perfurador que perfura e lamina um tarugo redondo aquecido a 1300°C ou menos, sendo que o laminador perfurador é composto de: um par de roletes oblíquos disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem; um par de dispositivos guia disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem; e um plugue disposto ao longo da linha de passagem entre o par dos roletes oblíquos e também entre o par dos dispositivos guia, em que a laminação-perfuração é realizada mediante as condições que satisfazem as fórmulas 1, 2 e 4 a seguir: -1,0 <Δθ (1) Δθ = θp-θr (2) 1. -0,24 x Δθ + 1,73 < Rn< 0,37 x Δθ + 2,67 (4)

em que os significados dos símbolos individuais nas fórmulas descritas acima são como segue: : o meio ângulo (°) entre a linha de passagem e a face do rolete com a condição do ângulo de alimentação dos roletes principais ser zero : o meio ângulo (°) entre a linha de passagem e a seção de rolamento do plugue Rn: o número de vezes do rolamento do plugue Método para produzir um tubo sem costura de acordo com 1 ou 2, em que a laminação-perfuração é realizada mediante as condições adicionais que satisfazem a fórmula 5 a seguir: -1,37 x D2/D-I + 2,74 < Rn (5) em que os significados dos símbolos individuais na fórmula descrita acima são como segue: Dv o diâmetro do rolete (mm) na parte de fenda dos roletes principais D2: O diâmetro externo do rolete principal (mm) na posição da parte de diâmetro máximo do plugue Rn: o número de vezes do rolamento do plugue

(A) Método para produzir um tubo sem costura de acordo com 1 ou 2, em que a laminação-perfuração é realizada mediante as condições adicionais que satisfazem a fórmula 6 a seguir: -1,25x D2/DI + 2,88 < Rn (6) em que os significados dos símbolos individuais na fórmula descrita acima são como segue: Di: o diâmetro do rolete (mm) na parte de fenda dos roletes principais Da’, O diâmetro externo do rolete principal (mm) na posição da parte de diâmetro máximo do plugue Rn: o número de vezes do rolamento do plugue Na presente invenção, a seção de rolamento significa a parte que satisfaz qualquer uma das condições a seguir: A parte na qual o coeficiente de trabalho da espessura de parede obtido a partir de a fórmula a seguir é 5% ou menos: o coeficiente de trabalho da espessura de parede = (Gi - G2)/Gi x 100(%) em que os significados dos símbolos individuais na fórmula são como segue: G-i: a distância (mm) entre o plugue e o rolete na posição de início na parte correspondente do plugue G2: a distância (mm) entre o plugue e o rolete na posição de térmico na parte correspondente do plugue A parte, na proximidade do lado de entrada, da parte de diâmetro máximo do plugue A parte na qual a diferença de ângulo frontal obtida a partir da fórmula a seguir é 2o ou menos quando a seção que corresponde à seção de rolamento não apresentar curvatura: Diferença de ângulo frontal (°) = ângulo frontal da parte relacionada do plugue - ângulo frontal do lado de saída dos roletes: em que, "a posição de início na parte correspondente do plugue" significa, por exemplo, a posição limítrofe entre as seções indicadas por números de referência 31 e 32 na figura 3 e "a posição de término na parte correspondente do plugue" significa, por exemplo, a posição limítrofe entre as seções indicadas por números de referência 32 e 33 na figura 3.

Vantagens da Invenção

De acordo com a presente invenção, as propriedades e as condições da superfície interna de um invólucro oco após a laminação-perfuração podem ser aprimoradas e os defeitos de vinco podem ser evitados em um tubo sem costura que é obtido mediante a realização de laminação de alongamento e engomagem após a laminação-perfuração.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo de um laminador perfurador oblíquo que utiliza os roletes oblíquos em formato cônico; a figura 2 é uma vista esquemática que ilustra uma vista na direção de A-A na figura 1; a figura 3 é uma vista esquemática que ilustra o formato de um plugue; a figura 4 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo de um processo de laminação-perfuração em uma seção transversal perpendicular a uma linha de passagem; a figura 5 é uma vista esquemática que ilustra os roletes principais e o plugue sob as condições de que o ângulo de alimentação b é zero; a figura 6 é um gráfico que mostra a relação entre A0 e Rn; e a figura 7 é um gráfico que mostra a relação entre D2/D1 e Rn. Descrição de Símbolos Rolete principal Rolete de disco Plugue Seção de laminação Seção de rolamento Seção de reforço Dispositivo de direcionamento Peça de trabalho B Tarugo redondo Melhor Maneira de Executar a Invenção Os laminadores perfuradores existentes podem ser empregados no método para produzir os tubos de aço sem costura de acordo com a presente invenção. Em outras palavras, um laminador perfurador pode ser utilizado no qual um plugue é disposto ao longo de uma linha de passagem entre um par de roletes oblíquos e também entre um par de dispositivos guia, os membros em cada um desses pares sendo dispostos voltados uns para os outros ao redor da linha de passagem e que tem os dispositivos guia comuns, tais como as sapatas guia, os roletes de disco ou os guias tipo cilindro. O formato do plugue também não é particularmente limitado. Por exemplo, pode ser utilizado um plugue que tem uma estrutura que consiste na seção de laminação 31, na seção de rolamento 32 e na seção de reforço 33 como mostrado na figura 3 e que tem um diâmetro máximo no contorno entre a seção de rolamento 32 e a seção de reforço 33.

Prefere-se utilizar os roletes de disco como o dispositivo guia, pois os roletes de disco podem aumentar a velocidade do material na direção axial. É preferível também utilizar os roletes em formato cônico como os roletes principais.

O tarugo redondo a ser sujeitado à laminação-perfuração é exigido ser aquecido a 1300°C ou menos. Quando a temperatura do tarugo redondo excede 1300°C, os defeitos de superfície interna ocorrem devido à fusão da superfície interna do tarugo redondo para degradar as propriedades e as condições da superfície interna do tubo. Por outro lado, a resistência quanto à deformação do tarugo redondo se torna maior com o aumento considerável da temperatura para tornar possível a realização de laminação-perfuração ou reduz de forma considerável a vida operacional do plugue e de outras instalações de produção. Portanto, prefere-se ajustar a temperatura do tarugo redondo a 1150°C ou mais alta.

Aqui, Δθ definido pela fórmula (a) a seguir é exigido ser ajustado a - 1,0 ou mais: Δθ = θP - θr (a) em que os significados dos símbolos individuais na fórmula descrita acima são como segue: θr: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem e a face do rolete principal com a condição do ângulo de alimentação dos roletes principais ser zero θP: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem e a seção de rolamento do plugue Especificamente, a superfície interna do invólucro oco após a laminação-perfuração é regularizada mediante o aumento do número de vezes Rn do rolamento do plugue; entretanto, dependendo do valor do ângulo frontal do plugue 0P com relação àquele do ângulo frontal do lado de saída 0r dos roletes principais, alguns problemas podem ocorrer, incluindo a regularização insuficiente e as falhas, tais como a obstrução da terminação e a irregularidade da espessura de parede. Esta tendência é acentuada com a diminuição do Δθ descrito acima e quando Δθ é menor que -1,0, mesmo o aumento do número de vezes Rn do rolamento do plugue fracassa na regularização da superfície interna do invólucro oco após a laminação-perfuração. Portanto, Δθ é ajustado a -1,0 ou mais.

Quando o número de vezes Rn do rolamento do plugue é muito pequeno, a aspereza de superfície da superfície interna do invólucro oco após a laminação-perfuração é alta; e quando o número de vezes Rn do rolamento do plugue é muito alto, o problema da obstrução da terminação tende a ocorrer. Entretanto, com o aumento de Δθ, todos esses problemas dificilmente ocorrem. Isto porque o aumento de Δθ aumenta a redução de laminação no lado de saída da fenda e assim, a pressão interfacial é aumentada para minimizar o problema quanto à perfuração. Em outras palavras, o processamento com a seção de rolamento pode ser concentrado na segunda metade da operação e assim, mesmo com o mesmo número de vezes do rolamento do plugue, um invólucro oco satisfatório quanto às propriedades e condições da superfície interna pode ser obtido. Consequentemente, o número de vezes Rn do rolamento do plugue é exigido para satisfazer a relação representada pela fórmula (b) a seguir em termos de Δθ. Mais preferível é o caso onde a fórmula (b1) a seguir é satisfeita: -0,37 x Δθ + 1,47 < Rn< 0,37 x Δθ + 2,67 (b) -0,24 x Δθ + 1,73 < Rn< 0,37 x Δθ + 2,67 (b1) O número de vezes Rn do rolamento do plugue de preferência ainda satisfaz a fórmula (c) a seguir. Mais preferível é o caso onde a fórmula (d) a seguir é satisfeita: -1,37 x D2/D1 + 2,74 < Rn (c) -1,25 x D2/D-I + 2,88 < Rn (d) em que os significados dos símbolos individuais nas fórmulas descritas acima são como segue: Di: o diâmetro do rolete (mm) na parte de fenda dos roletes principais D2: O diâmetro externo do rolete principal (mm) na posição da parte de diâmetro máximo do plugue A aspereza da superfície interna do invólucro oco após a laminação- perfuração tende a ser afetada pelo diâmetro do rolete na posição no lado de saída dos roletes principais. Quando o diâmetro externo do rolete principal D2 na posição do diâmetro máximo do plugue é estabelecido para ser maior que o diâmetro da parte da fenda Di dos rolos principais, o alongamento compressivo na direção circunferencial que atua sobre a superfície interna da peça de trabalho tende a ser relaxado e, consequentemente, a supressão dos vincos na superfície interna do tudo é facilitada. Como descrito acima, o valor pequeno de A0 torna difícil regularizar a superfície interna do tubo, entretanto, mediante o ajuste da relação entre D2/DI e Rn de modo a satisfazer as condições representadas pela fórmula (c) descrita acima, a aspereza de superfície da superfície interna do tubo pode ser aperfeiçoada. A aspereza de superfície da superfície interna do tubo é adicionalmente aperfeiçoada mediante o ajuste da relação entre D2/DI e Rn de modo a satisfazer a fórmula (c) descrita acima.

O método para produzir um tubo sem costura de acordo com a presente invenção pode ser aplicada a quaisquer tubos, tais como tubos metálicos, tubos de aço comum, tubos de aço fracamente ligados e tubos de aço altamente ligados e é particularmente adequado para tubos de aço com superfícies regularizadas que são utilizadas para componentes automotivos.

Exemplo 1

Uma placa produzida por fundição continua de um aço tendo a composição química mostrada na Tabela 1 foi submetida a laminação e acabada em tarugos redondos de 225 mm no diâmetro externo, e da porção central do lingote redondo, um lingote redondo de 70 mm no diâmetro externo foi maquinado para preparar um material de amostra. Como o dispositivo guia, os roletes de disco foram utilizados; o formato do rolete principal e o formato do plugue são variados e 5 assim, a laminação-perfuração foi realizada mediante a condições de produção mostradas na Tabela 2 ou 3; e a aspereza da superfície interna (a altura máxima Rz definida por JIS-0601) de cada um dos invólucros ocos obtidos foi medida. Tabela 1 Tabela 2 Tabela 3

A figura 6 mostra as propriedades e as condições da superfície interna do invólucro oco produzido mediante as condições mostradas na Tabela 2 com relação a Δθ e Rn e a figura 7 mostra as propriedades e as condições da superfície interna do invólucro oco produzido mediante as condições mostradas na 15 Tabela 3 com relação a D2/D1 e Rn.

Nas figuras 6 e 7, À, A e O significam que a aspereza da superfície interna do invólucro oco é tal que Rz >150 pm, 100 pm < Rz < 150 pm, e Rz < 100 pm, respectivamente. Na figura 6, x significa que ocorreram os problemas quanto à perfuração, tais como obstrução da terminação.

Como mostrado na Figura 6, na região onde AO foi menos que -1.0, a aspereza da superfície interna Rz do invólucro oco excedeu 150 pm ou ocorreu problema de penetração. Embora Δθ foi -1,0, na região onde Rn excedeu "0,37 x Δθ + 2,67", o problema quanto à perfuração ocorreu e na região onde Rn foi menos que "-0,37” x Δθ 1,47", a aspereza de superfície Rz aumentou. Quando as condições de produção foram reguladas de maneira que Rn ficaram na região igual a ou maior que "-0, 24 x Δθ + 1,73", a aspereza de superfície Rz foi capaz de ser diminuída.

Como mostrado na figura 7, na região onde Rn foi menos que "-1,37 x D2/D1 + 2,74", a aspereza de superfície aumentou e na região onde Rn foi igual a ou maior que "-1,37 x D2/DI + 2,74", a aspereza de superfície ficou dentro de uma faixa satisfatória. Na região onde Rn foi igual a ou maior que "-1,25 x D2/DI + 2,88", a aspereza de superfície foi capaz de ser ainda mais diminuída.

Exemplo 2

Uma fundição continua de material tendo a composição química mostrada na Tabela 1 foi convertida em tarugos redondos de 191 mm no diâmetro externo por laminação, então cada um dos tarugos redondos que foram submetidos á perfuração por laminação sob as condições na Tabela 4 e a partir de cada um dos lingotes redondos, 100 tubos de aço sem costura de 73 mm no diâmetro externo e 5,51 mm na espessura de parede foram produzidos, e as propriedades e condições da superfície interna dos tubos de aço sem costura obtidos foram investigadas. Os resultados assim obtidos são mostrados na Tabela 5. Tabela 4 Tabela 5

Nota-se que os significados de A a E na tabela descrita acima são como segue: valor calculado de "Rn - (-0,37 x Δθ + 1,47)" valor calculado de "Rn - (-0,24 x Δθ + 1,73)" valor calculado de "0,37 x Δθ + 2,67 - Rn" 5 D: valor calculado de "Rn - (-1,37 x D2/D-I + 2,74)" E: valor calculado de "Rn - (-1,25 x D2/D1 + 2,88)" Como mostrado na Tabela 5, as taxas de ocorrência dos defeitos de superfície interna foram capazes de serem reduzidas de maneira considerável nos exemplos da presente invenção comparadas àquelas nos Exemplos Comparativos.

Aplicabilidade Industrial De acordo com a presente invenção, as propriedades e as condições da superfície interna de um invólucro oco após a laminação-perfuração podem ser aperfeiçoadas e os defeitos de vinco em um tubo sem costura, que são obtidos mediante a realização de laminação de alongamento e engomagem após a laminação-perfuração, podem ser evitados.

Claims

1. Método para produzir um tubo sem costura utilizado para componentes automotivos mediante a utilização de um laminador perfurador que perfura e lamina um tarugo redondo aquecido (B) a 1300°C ou menos, o laminador perfurador é composto de: um par de roletes oblíquos (1) disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem (X-X); um par de dispositivos guia (2) disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem (X-X); e um plugue (3) disposto ao longo da linha de passagem (X-X) entre o par dos roletes oblíquos (1) e também entre o par dos dispositivos guia (2), o plugue não possui uma parte de ponteira de laminação compreendendo: uma parte de forma cilíndrica com comprimento axial L2 (mm) possuindo mesmo diâmetro externo d (mm) na direção axial ou possuindo um afunilamento cujo diâmetro d aumenta em direção à extremidade traseira axial e o meio ângulo do afunilamento é 2° ou menos; e uma forma esférica com um raio de curvatura r (mm) e um comprimento axial L1 (mm), CARACTERIZADO pelo fato de que a laminação-perfuração é realizada mediante as condições que satisfazem as fórmulas 1 a 3 a seguir: -1,0 <Δθ (1) Δθ = θP - θr (2) -0,37 x Δθ + 1,47 < Rn < 0,37 x Δθ + 2,67 (3) em que os significados dos símbolos individuais nas fórmulas descritas acima são como segue: 0I-: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem (X-X) e a face (1c) do rolete principal (1) com a condição do ângulo de alimentação dos roletes principais (1) ser zero; 0P: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem (X-X) e a seção de rolamento (32) do plugue; Rn: o número de vezes do rolamento do plugue.

2. Método para produzir um tubo sem costura utilizado para componentes automotivos mediante a utilização de um laminador perfurador que perfura e lamina um tarugo redondo (B) aquecido a 1300°C ou menos, o laminador perfurador é composto de: um par de roletes oblíquos (1) disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem (X-X); um par de dispositivos guia (2) disposto voltado um para o outro ao redor de uma linha de passagem (X-X); e um plugue (3) disposto ao longo da linha de passagem (X-X) entre o par dos roletes oblíquos (1) e também entre o par dos dispositivos guia (2), o plugue não possui uma parte de ponteira de laminação compreendendo: uma parte de forma cilíndrica com comprimento axial L2 (mm) possuindo mesmo diâmetro externo d (mm) na direção axial ou possuindo um afunilamento cujo diâmetro d aumenta em direção à extremidade traseira axial e o meio ângulo do afunilamento é 2o ou menos; e uma forma esférica com um raio de curvatura r (mm) e um comprimento axial L1 (mm), CARACTERIZADO pelo fato de que a laminação-perfuração é realizada mediante as condições que satisfazem as fórmulas 1, 2 e 4 a seguir: -1,O<Δθ (1) Δθ = θP - θr (2) -0,24 x Δθ + 1,73 < Rn< 0,37 x Δθ + 2,67 (4) em que os significados dos símbolos individuais nas fórmulas descritas acima são como segue: 0r: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem (X-X) e a face (1c) do rolete principal (1) com a condição do ângulo de alimentação dos roletes principais (1) ser zero; 0P: o meio ângulo (°) entre a linha de passagem (X-X) e a seção de rolamento (32) do plugue; Rn: o número de vezes do rolamento do plugue.

3. Método para produzir um tubo sem costura utilizado para componentes automotivos de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a laminação-perfuração é realizada mediante as condições adicionais que satisfazem a fórmula 5 a seguir: -1,37 x D2/D1 + 2,74 < Rn (5) em que os significados dos símbolos individuais na fórmula descrita acima são como segue: Di: o diâmetro do rolete (mm) na parte de fenda dos roletes principais (1); D2: o diâmetro externo do rolete principal (mm) na posição da parte de diâmetro máximo do plugue; Rn: o número de vezes do rolamento do plugue.

4. Método para produzir um tubo sem costura utilizado para componentes automotivos de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a laminação-perfuração é realizada mediante as condições adicionais que satisfazem a fórmula 6 a seguir: -1,25 x D2/D1 + 2,88 < Rn (6) em que os significados dos símbolos individuais na fórmula descrita acima são como segue: Di: o diâmetro do rolete (mm) na parte de fenda dos roletes principais (1); D2: o diâmetro externo do rolete principal (mm) na posição da parte de diâmetro máximo do plugue; Rn: o número de vezes do rolamento do plugue.