BRPI0922682B1 - aço de baixa liga com alto limite de escoamento e alta resistencia a trinca induzida por sulfeto sob tensao" - Google Patents
aço de baixa liga com alto limite de escoamento e alta resistencia a trinca induzida por sulfeto sob tensao" Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0922682B1 BRPI0922682B1 BRPI0922682A BRPI0922682A BRPI0922682B1 BR PI0922682 B1 BRPI0922682 B1 BR PI0922682B1 BR PI0922682 A BRPI0922682 A BR PI0922682A BR PI0922682 A BRPI0922682 A BR PI0922682A BR PI0922682 B1 BRPI0922682 B1 BR PI0922682B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- steel
- content
- fact
- range
- steel according
- Prior art date
Links
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 43
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 C 6 carbides Chemical class 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
(54) Título: AÇO DE BAIXA LIGA COM ALTO LIMITE DE ESCOAMENTO E ALTA RESISTÊNCIA A TRINCA INDUZIDA POR SULFETO SOB TENSÃO (51) Int.CI.: C22C 38/22; C22C 38/26 (30) Prioridade Unionista: 09/12/2008 FR 08 58390 (73) Titular(es): VALLOUREC OIL AND GAS FRANCE (72) Inventor(es): ALFREDO FIGUEIREDO DE LIMA
1/12
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para AÇO DE
BAIXA LIGA COM ALTO LIMITE DE ESCOAMENTO E ALTA RESISTÊNCIA A TRINCA INDUZIDA POR SULFETO SOB TENSAO.
[001] A presente invenção refere-se aos aços de baixa liga com alto limite de escoamento que têm alta resistência à trinca induzida por sulfeto sob tensão. Em particular, a invenção é de aplicação em produtos tubulares para reservatórios de hidrocarboneto contendo sulfeto de hidrogênio (H2S).
[002] Explorar e desenvolver reservatórios de hidrocarboneto sempre e cada vez mais profundos que são submetidos a pressões cada vez mais elevadas em temperaturas sempre maiores e em meios cada vez mais corrosivos, em particular quando carregados com sulfeto de hidrogênio, significa que a necessidade de utilizar tubos de baixa liga tanto com alto limite de escoamento, quanto uma alta resistência a trinca induzida por sulfeto (hidrogênio) sob tensão é sempre crescente. [003] A presença de sulfeto de hidrogênio ou H2S é responsável por uma forma perigosa de trincamento em aços de baixa liga com alto limite de escoamento que é conhecida como SSC (trinca induzida por sulfeto sob tensão), que pode afetar tanto o revestimento, quanto os tubos de produção,tubos ascendentes ou tubos de perfuração e produtos associados. O sulfeto de hidrogênio também é um gás que é fatal para o homem em doses de algumas dezenas de partes por milhão (ppm). A resistência à trinca induzida por sulfeto sob tensão é, portanto, de importância particular para as empresas petrolíferas, visto que é de grande importância para a segurança tanto do equipamento quanto do pessoal.
[004] As últimas décadas viram o sucessivo desenvolvimento de aços de baixa liga que são altamente resistentes ao H2S com limites de escoamento mínimos específicos, que são cada vez maiores: 551 MPa (80 ksi), 620 MPa (90 ksi), 655 MPa (95 ksi) e mais recentemenPetição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 8/25
2/12 te, 758 MPa (110 ksi).
[005] Os reservatórios de hidrocarboneto atualmente atingem profundidades de milhares de metros e o peso das colunas tratadas é muito elevado para os níveis padrões de limite de escoamento. Além disso, as pressões nos reservatórios de hidrocarboneto podem ser muito elevadas, da ordem de várias dezenas de MPa, e a presença de H2S, mesmo em níveis relativamente baixos, da ordem de 10 a 100 ppm, resulta em pressões parciais da ordem de 0,1kPa a 10kPa (0,001 a 0,1 bar), que são suficientes quando o pH é baixo para provocar os fenômenos de SSC se o material dos tubos não for adequado. Além disso, a utilização de aços de baixa liga que combinam com um limite de escoamento específico mínimo de 861 MPa (125 ksi) com boa resistência à trinca induzida por sulfeto sob tensão, deve ser particularmente bem-vinda em tais colunas.
[006] Por este motivo, procura-se desenvolver um aço de baixa liga com tanto um limite de escoamento específico mínimo de 861 MPa (125 ksi), quanto bom comportamento de SSC.
[007] Apesar do fato de que é bem conhecido que a resistência de SSC de aços de baixa liga reduz quando seu limite de escoamento aumenta, a técnica anterior propõe, no pedido de patente EP-A-1 862 561, uma composição química associada com um tratamento térmico que permite obter um aço de baixa liga que possa satisfazer as exigências atuais de campo petrolífero.
[008] O pedido de patente EP-1 862 561 propõe um aço de baixa liga com alto limite de escoamento (861 MPa ou mais) e uma excelente resistência de SSC, divulgando uma composição química que é vantajosamente associada com um tratamento térmico de transformação bainítica isotérmica na faixa de temperatura de 400 a 600 oC.
[009] A fim de obter um aço de baixa liga com alto limite de escoamento, é bem conhecido realizar um tratamento térmico de têmpera e
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 9/25
3/12 revenimento em uma temperatura relativamente baixa (menos do que 700 oC) sobre um aço de liga de Cr-Mo. No entanto, de acordo com o pedido de patente EP-1 862 561, um revenimento em baixa temperatura promove uma alta densidade de discordância e a precipitação de carbonetos M23C6 não refinados nos contornos do grão, resultando em comportamento de SSC fraco. O pedido de patente EP-1 892 561 propõe, desta forma, melhorar a resistência de SSC mediante o aumento da temperatura de revenido para reduzir a densidade de discordâncias e para limitar a precipitação de carbonetos não refinados nos contornos do grão, mediante a limitação do teor de liga (Cr + Mo) para um valor na faixa de 1,5% a 3%. No entanto, visto que existe, então, um risco de que o limite de escoamento do aço caia por causa da alta temperatura de revenimento, o pedido de patente EP-1 862 561 propõe aumentar o teor de C (entre 0,3% e 0,6%), associado com a adição suficiente de Mo e V (respectivamente 0,5% ou mais e entre 0,05% e 0,3%) para precipitar os carbonetos finos MC.
[0010] No entanto, há, então, um risco de que um tal aumento no teor de C provocar trincas de resfriamento brusco ou têmpera com os tratamentos térmicos convencionais (têmpera com água + revenimento) que são aplicados, e então o pedido de patente EP-1 862 561, propõe um tratamento térmico de transformação bainítica isotérmica na faixa de temperatura entre 400 a 600 oC, que permite prevenir o trincamento durante a têmpera com água dos aços com altos teores de carbono e também estruturas de martensita-bainita misturadas, que são consideradas serem nocivas para o SSC no caso de uma têmpera mais suave, por exemplo, com óleo.
[0011] A estrutura bainítica obtida (equivalente, de acordo com o EP-1 862 561, para a estrutura martensítica obtida por têmpera + revenimento convencionais) possui um alto limite de escoamento (861 MPa ou mais ou 125 ksi) associado com o excelente comportamento
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 10/25
4/12 de SSC testado usando os métodos NACE TM0177 A e D (National
Association of Corrosion Engineers - Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão).
[0012] No entanto, o uso industrial de uma tal transformação bainítica isotérmica exige que a cinética do tratamento seja muito bem controlada de modo que outras transformações (martensítica ou perlítica) não sejam ativadas. Além disso, dependendo da espessura do tubo, a quantidade de água utilizada para a têmpera varia, o que significa que o monitoramento de tubo por tubo das taxas de esfriamento é necessário para obter uma estrutura bainítica monofásica.
[0013] O objetivo da presente invenção é produzir uma composição de aço de baixa liga:
• que pode ser tratada termicamente para produzir um limite de escoamento de 861 MPa (125 ksi) ou mais;
• com uma resistência de SSC, testada usando o método A da especificação NACE TM0177, que é excelente especialmente nos limites de escoamento acima indicados;
• e que não exige a instalação industrial de uma têmpera bainítica, assim significa que os custos de produção para tubos sem costura são mais baixos do que aqueles associados com o pedido EP1 862 561.
[0014] De acordo com a invenção, o aço contém, em peso:
C: 0,2% a 0,5%
Si: 0,1% a 0,5%
Mn: 0,1% a 1%
P: 0,03% ou menos
S: 0,005% ou menos
Cr: 0,3% a 1,5%
Mo: 0,3% a 1%
Al: 0,01% a 0,1%
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 11/25
5/12
V: 0,1% a 0,5%
Nb: 0,01% a 0,05%
Ti: no máximo 0,01%
W: 0,3% a 1%
N: 0,01% ou menos [0015] O restante da composição química deste aço é constituído por ferro e impurezas, ou resíduos resultantes ou necessários para a produção de aço e processos de fundição.
[0016] A influência dos elementos da composição química sobre as propriedades do aço é como segue:
CARBONO: 0,2% a 0,5% [0017] A presença deste elemento é vital para melhorar a temperabilidade do aço e permite que as características mecânicas de alto desempenho desejadas sejam obtidas. Um teor de menos do que 0,2% não pode produzir a temperabilidade suficiente e assim, não pode produzir o limite de escoamento desejado (125 ksi ou mais). Por outro lado, se o teor de carbono excede a 0,5%, a quantidade de carbonetos formados resultaria em uma deterioração na resistência de SSC. Por esta razão, o limite superior é fixado em 0,5%. Os limites inferiores e superiores preferidos são 0,3% e 0,4%, respectivamente, e mais preferivelmente 0,3% e 0,35%, respectivamente.
SILÍCIO: 0,1% a 0,5% [0018] O silício é um elemento que desoxida o aço líquido. Além disso, se opõe ao amaciamento no revenimento e assim contribui para melhorar a resistência de SSC. Ele deve estar presente em uma quantidade de pelo menos 0,1% de modo a ter este efeito. No entanto, além de 0,5%, resulta na deterioração da resistência de SSC. Por esta razão, o seu teor é fixado entre 0,1% e 0,5%. Os limites inferiores e superiores preferidos são 0,2% a 0,3%, respectivamente.
MANGANÊS: 0,1% a 1%
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 12/25
6/12 [0019] O manganês é um elemento que melhora a forjabilidade do aço e favorece a sua temperabilidade. Deve estar presente em uma quantidade de, pelo menos, 0,1% de modo a ter este efeito. No entanto, além de 1%, dá origem à segregação que é deletéria a resistência ao SSC. Por esta razão, o seu teor é fixado entre 0,1% e 1%. Os limites inferiores e superiores preferidos são 0,3% e 0,6%, respectivamente.
FÓSFORO: 0,03% ou menos [0020] O fósforo é um elemento que degrada a resistência ao SSC pela segregação nos contornos do grão. Por esta razão, o seu teor é limitado a 0,03% ou menos, e de preferência a um nível extremamente baixo.
ENXOFRE: 0,005% ou menos [0021] O enxofre é um elemento que forma inclusões que são prejudiciais à resistência ao SSC. O efeito é particularmente substancial além de 0,005%. Por esta razão, o seu teor é limitado a 0,005%, e de preferência a um nível extremamente baixo tal como 0,003%.
CROMO: 0,3% a 1,5% [0022] O cromo é um elemento que é útil na melhora da temperabilidade e da resistência mecânica do aço e no aumento de sua resistência ao SSC. Ele deve estar presente em uma quantidade de, pelo menos, 0,3% a fim de produzir estes efeitos e não deve exceder a 1,5%, de modo a evitar a deterioração da resistência ao SSC. Por esta razão, o seu teor é fixado entre 0,3% e 1,5%. Os limites inferiores e superiores preferidos são 0,4% e 0,6%, respectivamente.
MOLIBDÊNIO: 0,3% a 1% [0023] O molibdênio é um elemento útil para melhorar a temperabilidade do aço e também pode aumentar a temperatura de revenimento do aço. Ele deve estar presente em uma quantidade de, pelo menos, 0,3% (de preferência, pelo menos 0,4%), de modo a ter este
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 13/25
7/12 efeito. No entanto, se o teor de molibdênio excede a 1%, ele tende a favorecer a formação de carbonetos não refinados M23C6 e fase KSI após o revenimento prolongado o que causa a redução da resistência ao SSC, e então um teor de 0,6% ou menos, é preferível. Por esta razão, o seu teor é fixado entre 0,3% e 1%. Os limites inferiores e superiores preferidos são 0,4% e 0,6% respectivamente, e mais preferivelmente 0,4% e 0,5%, respectivamente.
ALUMÍNIO: 0,01% a 0,1% [0024] O alumínio é um desoxidante de aço poderoso e sua presença também contribui para a dessulfurização do aço. Ela deve estar presente em uma quantidade de, pelo menos, 0,01% a fim de ter o seu efeito. No entanto, este efeito fica estagnado além de 0,1%. Por esta razão, o seu limite superior é fixado em 0,1%. Os limites inferiores e superiores preferidos são de 0,01% e 0,05%, respectivamente.
VANÁDIO: 0,1% a 0,5% [0025] Como o molibdênio, o vanádio é um elemento que é útil na melhora da resistência ao SSC mediante a formação de microcarbonetos finos, MC, que permitem elevar a temperatura de revenimento do aço. Ele deve estar presente em uma quantidade de, pelo menos, 0,1% de modo a ter o seu efeito, e o seu efeito fica estagnado além de 0,5%. Por esta razão, o seu teor é fixado entre 0,1% e 0,5%. Os limites inferiores e superiores preferidos são 0,1% e 0,2%, respectivamente.
NIÓBIO: 0,01% a 0,05% [0026] O nióbio é um elemento de adição que, junto do carbono e nitrogênio, forma carbonitretos, cujo efeito de ancoragem efetivamente contribui para o refinamento do grão durante a austenitização. Ele deve estar presente em uma quantidade de, pelo menos, 0,01%, para que ele tenha o seu efeito. No entanto, seu efeito fica estagnado além de 0,05%. Por esta razão, seu limite máximo é fixado em 0,05%. Os limites inferiores e superiores preferidos são 0,01% e 0,03% respectiPetição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 14/25
8/12 vamente.
TITÂNIO: no máximo 0,01% [0027] O teor de Ti de mais do que 0,01% favorece a precipitação de nitretos de titânio TiN na fase líquida do aço e resulta na formação de precipitados de TiN não refinados, que são prejudiciais à resistência ao SSC. Os teores de Ti de 0,01% ou menos, podem resultar da produção de aço líquido (constituindo impurezas ou resíduos) e não da adição deliberada. No entanto, tais pequenas quantidades não possuem um efeito substancial sobre o aço. Por esta razão, o teor de Ti está limitado a 0,01%, e, preferivelmente, a menos do que 0,005%.
TUNGSTÊNIO: 0,3% a 1% [0028] Como o molibdênio, o tungstênio é um elemento que melhora a temperabilidade e a resistência mecânica do aço. É um elemento que é importante para a invenção, o qual não só permite que um teor de Mo substancial seja tolerado sem causar a precipitação de M23C6 não refinado e fase KSI durante o revenimento prolongado, com a vantagem de precipitação fina e homogênea de microcarbonetos MC, mas também para limitar o aumento do tamanho dos microcarbonetos MC devido ao seu baixo coeficiente de difusão. Desta forma, o tungstênio permite aumentar o teor de molibdênio para elevar a temperatura de revenimento e assim reduzir a densidade de deslocação e melhorar a resistência ao SSC. Ele deve estar presente em uma quantidade de, pelo menos, 0,3% para ter o seu efeito. Além de 1%, seu efeito fica estagnado. Por esta razão, o seu teor é fixado entre 0,3% e 1%. Os limites inferiores e superiores preferidos são 0,3% e 0,6%, respectivamente.
NITROGÊNIO: 0,01% ou menos [0029] Um teor de nitrogênio de mais do que 0,01% reduz a resistência aoSSC do aço. Assim, ele está preferivelmente presente em uma quantidade de menos do que 0,01%.
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 15/25
9/12
EXEMPLO DE UMA MODALIDADE [0030] Duas fundições de aço industrial, de acordo com a invenção foram produzidas, depois trabalhadas por laminação quente em tubos sem costura com diâmetro externo de 244,5 e 273,1 mm e com uma espessura de 13,84 mm. Estes tubos foram tratados termicamente mediante a têmpera com água e revenimento de modo que eles tiveram um limite de escoamento de 861 MPa (125 ksi) ou mais.
[0031] Os corpos de prova foram produzidos a partir desses tubos para os testes descritos abaixo.
[0032] Chapas laminadas com espessura de 27 mm de duas fundições que não estavam de acordo com a invenção (teores de Cr e Mo perto de 1%, sem adição de W, teor de V próximo a 0,05%) também foram testadas para propósitos de comparação.
[0033] A tabela 1 mostra a composição química das duas fundições da invenção (referências A e B) e a composição química das duas fundições comparativas que não estavam em conformidade com a presente invenção (referências C e D) (todas as % são expressas como a % em peso).
[0034] A Requerente selecionou um teor de Cr e Mo na faixa de 0,4% a 0,6% para cada um destes dois elementos, tais teores sendo capazes, como determinado por testes preliminares e a experiência da Requerente, de prevenir a formação de carbonetos tipo M23C6 e favorecer a formação de carbonetos tipo MC.
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 16/25
10/12
Tabela 1
| Ref | C | Si | Mn | P | s** | Cr | Mo | Al | Ti |
| A | 0,34 | 0,29 | 0,43 | 0,013 | ND | 0,51 | 0,41 | 0,03 | 0,005 |
| B | 0,35 | 0,31 | 0,45 | 0,010 | ND | 0,49 | 0,41 | 0,04 | 0,008 |
| C* | 0,38 | 0,34 | 0,36 | 0,012 | 0,002 | 1,03 | 0,90 | 0,02 | 0,002 |
| D* | 0,34 | 0,29 | 0,42 | 0,011 | ND | 0,91 | 0,80 | 0,03 | 0,003 |
| Ref | Nb | V | N | W | |||||
| A | 0,021 | 0,17 | 0,006 | 0,46 | |||||
| B | 0,021 | 0,17 | 0,005 | 0,43 | |||||
| C* | 0,002 | 0,07 | 0,003 | <0,01 | |||||
| D* | 0,030 | 0,05 | 0,003 | - |
* exemplo comparativo (nenhum W adicionado) * ND para o elemento S significa um teor de 0,0011% ou menos [0035] A tabela 2 indica os valores do limite de escoamento obtidos após o tratamento térmico do aço da invenção.
Tabela 2
| Ref | Produto e dimensões diâmetro x espessura ou espessura (mm) | Tratamento térmico (**) | Limite de escoamento MPa (ksi) | Resistência mecânica de tração final MPa (ksi) |
| A | Tubo 244,5 x 13,84 mm | TE+R+TE+R | 896 (130) | 985 (143) |
| B | Tubo 244,5 x 13,84 mm | TE+R+TE+R | 930 (135) | 978 (142) |
| C* | Chapa laminada 27 mm | TE+TE+R | 924 (134) | 1012 (147) |
| D* | Tubo 273,1 x 13,84 mm | TE+R+TE+R | 923 (134) | 999 (145) |
* exemplo comparativo ** TE = têmpera com água; R = revenido [0036] A tabela 3 mostra os resultados dos testes para avaliar a resistência ao SSC usando o método A de especificação NACE TM0177.
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 17/25
11/12 [0037] Os corpos de prova de teste eram cilíndricos, tomados longitudinalmente na metade da espessura dos tubos e usinados, de acordo com o método A da especificação NACE TM0177.
[0038] O banho de teste utilizado foi do tipo EFC (European Federation of Corrosion - Federação Europeia de Corrosão). A solução aquosa foi composta de cloreto de sódio a 5% (NaCl) e acetato de sódio a 0,4% (CH3COONa) com uma mistura de gás de 3% H2S/97% CO2, borbulhada continuamente a 24 °C (± 3 °C) e ajusta da para um pH de 3,5, usando ácido clorídrico (HCl).
[0039] A carga foi fixada em 85% do limite de escoamento mínimo especificado (SMYS), isto é, 85% de 861 MPa. Três corpos de prova foram testados sob as mesmas condições de teste para levar em conta a dispersão relativa deste tipo de teste.
[0040] A resistência ao SSC foi considerada boa (símbolo O) na ausência de ruptura de três espécimes após 720 horas e fraca (símbolo X) se a ruptura ocorreu antes de 720 h na área útil (porção calibrada) de pelo menos um corpo de prova dos três testados.
Tabela 3
| Ref | Método de teste Nace A | ||||
| Ambiente | Tensão aplicada | Resultado | |||
| pH | H2S (%) | Tensão de carga | Valor MPa (ksi) | > 720 h | |
| A | 3,5 | 3 | 85% SMYS | 732 (106,3) | O |
| B | 3,5 | 3 | 85% SMYS | 732 (106,3) | O |
| C* | 3,5 | 3 | 85% SMYS | 732 (106,3) | X |
| C* | 3,5 | 3 | 85% SMYS | 732 (106,3) | X |
* exemplo comparativo [0041] Os resultados obtidos para as referências A e B do aço da invenção foram excelentes, em contraste com as referências C e D para os aços comparativos.
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 18/25
12/12 [0042] O aço da invenção é de aplicação particular para produtos destinados à exploração e produção de campos de hidrocarboneto, tais como revestimento, tubos de produção, tubos ascendentes, tubos de perfuração, anéis de perfuração ou para acessórios para os produtos acima.
Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 19/25
1/2
Claims (10)
- REIVINDICAÇÕES1. Aço de baixa liga com alto limite de escoamento e alta resistência à trinca induzida por sulfeto sob tensão, caracterizado pelo fato de que contém, em peso:C: 0,2% a 0,5%Si: 0,1% a 0,5%Mn: 0,1% a 1%P: 0,03% ou menosS: 0,005% ou menosCr: 0,3% a 1,5%Mo: 0,3% a 1%Al: 0,01% a 0,1%V: 0,1% a 0,5%Nb: 0,01% a 0,05%Ti: 0 a 0,01%W: 0,3% a 0,6%.N: 0,01% ou menos, o restante da composição química do dito aço sendo constituído por Fe e impurezas, ou resíduos resultantes, ou necessários para a produção de aço e processos de fundição, e sendo que a quantidade de tungstênio presente na liga é eficiente para limitar precipitação de M23C6 não refinado e da fase KSI na liga.
- 2. Aço de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que seu teor de C está na faixa de 0,3% a 0,4%.
- 3. Aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que seu teor de Mn está na faixa de 0,3% a 0,6%.
- 4. Aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que seu teor de Cr está na faixa de 0,4% a 0,6%.Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 20/252/2
- 5. Aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que seu teor de Mo está na faixa de 0,4% a 0,6%.
- 6. Aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que seu teor de S é 0,003% ou menos.
- 7. Aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que seu teor de Al está na faixa de 0,01% a 0,05%.
- 8. Aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que seu teor de V está na faixa de 0,1% a 0,2%.
- 9. Aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que seu teor de Nb está na faixa de 0,01% a 0,03%.
- 10. Produto de aço como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele é tratado termicamente de modo que o seu limite de escoamento seja 861 MPa (125 ksi) ou mais.Petição 870170056406, de 07/08/2017, pág. 21/25
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0858390A FR2939449B1 (fr) | 2008-12-09 | 2008-12-09 | Acier faiblement allie a limite d'elasticite elevee et haute resistance a la fissuration sous contrainte par les sulfures. |
| PCT/EP2009/065851 WO2010066584A1 (en) | 2008-12-09 | 2009-11-25 | Low alloy steel with a high yield strength and high sulphide stress cracking resistance |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0922682A2 BRPI0922682A2 (pt) | 2016-01-05 |
| BRPI0922682A8 BRPI0922682A8 (pt) | 2017-10-10 |
| BRPI0922682B1 true BRPI0922682B1 (pt) | 2018-05-08 |
Family
ID=41059739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0922682A BRPI0922682B1 (pt) | 2008-12-09 | 2009-11-25 | aço de baixa liga com alto limite de escoamento e alta resistencia a trinca induzida por sulfeto sob tensao" |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10640857B2 (pt) |
| EP (1) | EP2364379B1 (pt) |
| JP (1) | JP5856846B2 (pt) |
| CN (1) | CN102245790A (pt) |
| AR (1) | AR074419A1 (pt) |
| BR (1) | BRPI0922682B1 (pt) |
| CA (1) | CA2743552C (pt) |
| EA (1) | EA020245B1 (pt) |
| FR (1) | FR2939449B1 (pt) |
| MX (2) | MX2011005714A (pt) |
| SA (1) | SA109300738B1 (pt) |
| WO (1) | WO2010066584A1 (pt) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2960883B1 (fr) * | 2010-06-04 | 2012-07-13 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Acier faiblement allie a limite d'elasticite elevee et haute resistance a la fissuration sous contrainte par les sulfures |
| CN102787274A (zh) | 2012-08-21 | 2012-11-21 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种超高韧性高强度钻杆及其制造方法 |
| CN104651726A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-27 | 江苏常宝钢管股份有限公司 | 射孔枪用无缝钢管 |
| CN104651725B (zh) * | 2015-01-27 | 2017-02-22 | 江苏常宝钢管股份有限公司 | 射孔枪用无缝钢管的制备工艺 |
| CN110616366B (zh) * | 2018-06-20 | 2021-07-16 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种125ksi钢级抗硫油井管及其制造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6164815A (ja) | 1984-09-03 | 1986-04-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐遅れ破壊性の優れた高強度鋼の製造法 |
| MX9708775A (es) * | 1995-05-15 | 1998-02-28 | Sumitomo Metal Ind | Proceso para producir tubo de acero sin costuras de gran solidez teniendo excelente resistencia a la fisuracion por tensiones por sulfuro. |
| JP3562353B2 (ja) * | 1998-12-09 | 2004-09-08 | 住友金属工業株式会社 | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れる油井用鋼およびその製造方法 |
| DE19942641A1 (de) * | 1999-08-30 | 2001-03-22 | Mannesmann Ag | Verwendung einer Stahllegierung zur Herstellung hochfester nahtloser Stahlrohre |
| JP4379550B2 (ja) * | 2000-03-24 | 2009-12-09 | 住友金属工業株式会社 | 耐硫化物応力割れ性と靱性に優れた低合金鋼材 |
| ATE405684T1 (de) * | 2002-03-29 | 2008-09-15 | Sumitomo Metal Ind | Niedrig legierter stahl |
| CN1580310A (zh) * | 2003-08-15 | 2005-02-16 | 安徽天大企业集团天长市无缝钢管厂 | 耐硫化氢应力腐蚀的无缝钢管合金钢及钢管加工工艺方法 |
| JP4609138B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2011-01-12 | 住友金属工業株式会社 | 耐硫化物応力割れ性に優れた油井管用鋼および油井用継目無鋼管の製造方法 |
| DE102005046459B4 (de) * | 2005-09-21 | 2013-11-28 | MHP Mannesmann Präzisrohr GmbH | Verfahren zur Herstellung von kaltgefertigten Präzisionsstahlrohren |
-
2008
- 2008-12-09 FR FR0858390A patent/FR2939449B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-11-25 EA EA201170788A patent/EA020245B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-11-25 MX MX2011005714A patent/MX2011005714A/es active IP Right Grant
- 2009-11-25 WO PCT/EP2009/065851 patent/WO2010066584A1/en not_active Ceased
- 2009-11-25 EP EP09756753.1A patent/EP2364379B1/en not_active Not-in-force
- 2009-11-25 CN CN2009801494044A patent/CN102245790A/zh active Pending
- 2009-11-25 US US13/130,688 patent/US10640857B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-25 MX MX2013010069A patent/MX371046B/es unknown
- 2009-11-25 BR BRPI0922682A patent/BRPI0922682B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-11-25 CA CA2743552A patent/CA2743552C/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-25 JP JP2011540005A patent/JP5856846B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-27 AR ARP090104588A patent/AR074419A1/es active IP Right Grant
- 2009-12-08 SA SA109300738A patent/SA109300738B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2364379B1 (en) | 2019-07-03 |
| FR2939449A1 (fr) | 2010-06-11 |
| MX371046B (es) | 2020-01-14 |
| BRPI0922682A2 (pt) | 2016-01-05 |
| US10640857B2 (en) | 2020-05-05 |
| JP2012511630A (ja) | 2012-05-24 |
| JP5856846B2 (ja) | 2016-02-10 |
| CA2743552A1 (en) | 2010-06-17 |
| BRPI0922682A8 (pt) | 2017-10-10 |
| SA109300738B1 (ar) | 2014-09-02 |
| FR2939449B1 (fr) | 2011-03-18 |
| US20110229364A1 (en) | 2011-09-22 |
| WO2010066584A1 (en) | 2010-06-17 |
| EA201170788A1 (ru) | 2011-12-30 |
| CA2743552C (en) | 2016-11-01 |
| EP2364379A1 (en) | 2011-09-14 |
| EA020245B1 (ru) | 2014-09-30 |
| CN102245790A (zh) | 2011-11-16 |
| MX2011005714A (es) | 2011-06-20 |
| AR074419A1 (es) | 2011-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2754123C (en) | Low alloy steel with a high yield strength and high sulphide stress cracking resistance | |
| US9273383B2 (en) | Low-alloy steel having a high yield strength and a high sulphide-induced stress cracking resistance | |
| BR0213378B1 (pt) | aço inoxidável martensìtico. | |
| BR112012024756B1 (pt) | aço inoxidável de alta resistência para poço de óleo e tubo de aço inoxidável de alta resistência para poço de óleo | |
| BR0314819B1 (pt) | tubo de aço sem costura de alta resistência, excelente em resistência à fratura por hidrogênio induzido e seu método de produção. | |
| BR112014019065B1 (pt) | Método para produção de um material de aço resistente com resistência à fratura por tensão de sulfeto | |
| BR112021008164B1 (pt) | Tubo sem costura de aço inoxidável martensítico para produtos tubulares da indústria de petróleo e método para fabricar o mesmo | |
| BR112019007842B1 (pt) | Tubo sem costura de aço inoxidável martensítico para produtos tubulares do setor petrolífero e seu método de produção | |
| BR102014005582B1 (pt) | Tubo de aço sem costura, método de fabricação de um tubo de aço sem costura | |
| BR112017025795B1 (pt) | Aço resistente à corrosão, método de produção do dito aço e uso do mesmo | |
| BRPI0922682B1 (pt) | aço de baixa liga com alto limite de escoamento e alta resistencia a trinca induzida por sulfeto sob tensao" | |
| BR112020023438A2 (pt) | tubo de aço sem costuras de aço inoxidável martensítico para tubos de poço de petróleo e método para produção dos mesmos | |
| BR112020020524A2 (pt) | Aço resistente a rachadura por tensão de sulfeto, produto tubular feito a partir do referido aço, processo para fabricar um produto tubular e uso do mesmo | |
| BR112022016364B1 (pt) | Tubo sem costura de aço inoxidável para produtos tubulares petrolíferos e método para a fabricação do mesmo | |
| BR112020023809B1 (pt) | Tubo de aço inoxidável martensítico sem costura para produtos tubulares da indústria petrolífera, e método para fabricar o mesmo | |
| BR112021019865B1 (pt) | Produto de tira de aço laminado a quente e método para fabricar o produto de aço | |
| BR112020004809A2 (pt) | tubo sem costura de aço inoxidável martensítico para produtos tubulares para regiões petrolíferas, e método para fabricar o mesmo | |
| BRPI0609856B1 (pt) | Stainless steel tube having excellent dilatability for tubular products for petroleum fields |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B25D | Requested change of name of applicant approved |
Owner name: VALLOUREC OIL AND GAS FRANCE (FR) |
|
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] | ||
| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 14A ANUIDADE. |
|
| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2750 DE 19-09-2023 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |