BRPI1008592B1

BRPI1008592B1 - método de produção de chapa de aço pesada resistente a ácido para uso em tubulação de linha

Info

Publication number: BRPI1008592B1
Application number: BRPI1008592-0A
Authority: BR
Inventors: Hitoshi Asahi; Taro Muraki; Mitsuru Sawamura; Takuya Hara
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2021-01-26
Also published as: KR101331976B1; KR20110098929A; BRPI1008592A2; WO2010095755A1; JP4700741B2; JP2010189722A; CN102325908A

Abstract

MÉTODO DE PRODUÇÃO DE CHAPA DE AÇO PESADO PARA TUBULAÇÃO DE LINHA RESISTENTE A ÁCIDO A presente invenção refere-se à chapa de aço para uso em tubulação de linha de uma espessura de chapa de 25 mm ou mais com tenacidade e resistência a ácido excelentes que é produzida utilizando uma chapa de aço que contém C, Si, Mn, Nb e Ti, restringindo AI, P e N e, além disso, contendo Ca: 0,001 a 0,004%, restringindo S: 0,0008% ou menos e 0: 0,0030% ou menos, e que possui teores de Ca, O e S satisfazendo [Ca](1- 124[0])/1 ,25[S]>3,0, aquecimento até uma temperatura de aquecimento Ti de 1000 a 1150°C na faixa satisfazendo T1~-7970/(log([Nb]x[C])-3,31)-170, laminação grosseira e laminação final, então realizando resfriamento acelerado. Naquela ocasião, a laminação final é realizada de modo que a espessura da chapa se torne 25 mm ou mais se obtendo a temperatura de acabamento de 800°C ou mais e obtendo a proporção da redução a 950°C ou menos 3 ou mais. Obtendo-se a taxa de resfriamento do resfriamento acelerado de 1 O a 30°C/s e obtendo-se a temperatura de interrupção de 200 a 500°C, torna-se possível conseguir tanto uma boa característica de resistência a ácido como uma queda de (...).

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se ao uso de um método de produção de chapa de aço para tubulação de linha com excelente resistência a rachaduras induzidas por hidrogênio em um ambiente que inclui sulfeto de hidrogênio (H2S), isto é, a "resistência a ácido"e que também apresenta excelente tenacidade.

Técnica Antecedente

[002] O tubo de aço usado para linhas de tubulação que transportamóleo ácido e gás ácido que incluem sulfeto de hidrogênio e a chapa de aço usada para instalações auxiliares de linhas de tubulação requerem resistência a ácido. Observa-se que, a "resistência a ácido" é a resistência a rachaduras induzidas por hidrogênio (resistência a HIC) em ambientes corrosivos que contém sulfeto de hidrogênio.

[003] Sabe-se que a resistência a ácido piora devido à formação de MnS que se alonga na direção da laminação ou na formação de inclusões semelhantes a aglomerados. Além disso, para melhorar a resistência a ácido em um ambiente corrosivo extremamente rigoroso, foi proposto o método de laminação controlado e resfriamento com água de um material de aço do qual foram diminuídos os teores de P, S, O e N, aos quais é adicionado Ca e que é controlado no estado de MnS (por exemplo, PLT 1).

[004] Além disso, do ponto de vista da melhoria da eficiência de transporte das linhas de tubulação e da redução de custos por maior espessura etc., está sendo demandada uma resistência mais alta da chapa de aço para uso de tubulação de linha. Para satisfazer esta demanda, por exemplo, foi proposto o método de produção de chapa de aço que possui uma resistência a X70 ou similar, que possui uma mi- croestrutura do metal uniforme na direção da espessura da chapa e compreendida de bainita fina e que possua excelente resistência a ácido (por exemplo, PLT 2).

[005] Além disso, quando se coloca tubulação de linha em regiões árticas, é necessário melhorar a tenacidade à baixa temperatura da chapa de aço para uso na tubulação de linha. Para enfrentar tais problemas, foi proposto o método de produção de chapa de aço de grande resistência que é melhorado em tenacidade à baixa temperatura e resistência a ácido (por exemplo, PLT's 3 a 5).

[006] Estes objetivos visam reduzir a quantidade de C de modo a suprimir uma elevação na dureza, reduzindo a quantidade de S e adicionando Ca de modo a controlar o estado de MnS, e reduzindo a quantidade de Al de modo a controlar o estado dos óxidos de modo a atingir tanto resistência a ácido como a tenacidade à baixa temperatura.

Lista de Citação Literatura de Patente

[007] PLT 1: Publicação da Patente Japonesa (A) N°. 62-112722

[008] PLT 2: Publicação da Patente Japonesa (A) N°. 61-165207

[009] PLT 3: Publicação da Patente Japonesa (A) N°. 03-236420

[0010] PLT 4: Publicação da Patente Japonesa (A) N°. 05-295434

[0011 ] PLT 5: Publicação da Patente Japonesa (A) N°. 07-242944

Sumário da Invenção Problema Técnico

[0012] Para garantir a característica de resistência a ácido, é necessário aquecer a chapa de aço até uma alta temperatura e fazer com que o NbC e outros precipitados grosseiros que precipitaram e cresceram na ocasião de fundição se dissolvam. No entanto, se o aquecimento da chapa de aço for feito até uma alta temperatura, o tamanho do grão de cristal se torna grosseiro.

[0013] Em particular, quando se produz uma chapa de aço com uma espessura da chapa de 25 mm ou mais, a redução na região de recristalização e na região de não recristalização se torna insuficiente e a tenacidade, em particular, uma boa característica de rompimento de queda de peso (também denominada característica de DWTT) que é avaliada por um teste de rompimento de queda de peso (DWTT), não pode ser garantida.

[0014] A presente invenção foi obtida para resolver este problema e tem como seu objetivo fornecer um método de produção de chapa de aço para uso em tubulação de linha com excelente resistência a ácido e tenacidade que permita atingir tanto uma boa característica de resistência a ácido como a característica de DWTT para chapa de aço com uma espessura de chapa de 25 mm ou mais.

Solução para o Problema

[0015] A presente invenção foi realizada baseada na descoberta de que limitando estritamente os teores de S e O, adição de Ca, controle do valor de ESSP, que é expresso pela fórmula a seguir, [Ca](1-124[O])/1,25[S] é alto para controlar o estado de sulfetos, limitando mais ainda a quantidade de C para que seja baixa, o controle da temperatura de aquecimento da chapa de aço de acordo com os teores de Nb e C, e também o controle da temperatura e a proporção de redução da laminação a quente, tornando maiores as partículas de carburetos de Nb e outros precipitados são suprimidos, o tamanho do grão de cristal se torna mais fino, e é possível produzir uma chapa de aço na qual são conseguidas tanto uma excelente resistência a ácido como uma grande tenacidade. O fundamento é o seguinte:

[0016] 1) Um método de produção de chapa de aço pesada resis tente a ácido para uso em tubulação de linha com excelente tenacidade caracterizado pelo processamento de uma chapa de aço que con- tenha, em % em massa, C: 0,01 até 0,08%, Si: 0,1 até 0,5%, Mn: 1,0 até 1,5%, Nb: 0,010 até 0,040%, Ca: 0,001 até 0,004% e Ti: 0,005 até 0,030%, cujos limites Al: 0,08% ou menos, P: 0,015% ou menos, S: 0,0008% ou menos, O: 0,0030% ou menos, e N: 0,0050% ou menos, que possui teores de Ca, O e S satisfazendo [Ca](1-124[O])/1,25[S]>3,0 por aquecimento de modo que uma temperatura de aquecimento Ti na faixa de 1000 até 1150°C e teores de Nb e C satisfazem T1 £-7970/(log([Nb]x[C])-3,31)-170, também realizando uma laminação final a uma temperatura de acabamento de 800°C ou mais e uma proporção de redução a 950°C ou menos de 3 ou mais de modo a fornecer uma espessura de chapa de 25 mm ou mais, realizando resfriamento acelerado com uma taxa de resfriamento de 10 a 30°C/s, e interrompendo o resfriamento acelerado a 200 a 500°C.

[0017] 2) Um método de produção de chapa de aço pesada resis tente a ácido para uso em tubulação de linha com excelente tenacidade como apresentado em 1 acima caracterizado pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, um ou mais de Ni: 0,5% ou menos, Cu: 0,5% ou menos, Cr: 0,5% ou menos, e Mo: 0,3% ou menos.

[0018] 3) Um método de produção de chapa de aço pesada resis tente a ácido para uso em tubulação de linha com excelente tenacidade como apresentado em 1 ou 2 acima caracterizado pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, V: 0,06% ou menos.

[0019] 4) Um método de produção de chapa de aço pesada resis tente a ácido para uso em tubulação de linha com excelente tenacidade como apresentado em 1 ou 2 acima caracterizado pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, B: 0,0020% ou menos.

[0020] 5) Um método de produção de chapa de aço pesada resis tente a ácido para uso em tubulação de linha com excelente tenacidade como apresentado em 1 ou 2 acima caracterizado pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, Mg: 0,01% ou menos. Efeitos Vantajosos da Invenção

[0021] De acordo com a presente invenção, em particular, é possível fornecer chapa de aço pesado para uso em tubulação de linha que possua uma espessura de chapa de 25 mm ou mais e que possua excelente tenacidade, em particular, característica DWTT e resistência a ácido. A contribuição na indústria é extremamente notável.

Descrição das Modalidades

[0022] Os inventores usaram aços com nos quais foram variados os teores de Ca, de S e de O e o valor de ESSP controlado encontrado pela fórmula a seguir, [Ca](1-124[O])/1,25[S] para produzir chapas de aço com espessuras de chapa de 25 mm ou mais e avaliaram a sua resistência a ácido e a tenacidade. Observe-se que [Ca], [O] e [S] são os teores dos respectivos elementos expressos por % em massa. Além disso, o mesmo se aplica a outras fórmulas.

[0023] A resistência a ácido foi avaliada realizando-se um teste baseado na NACE (National Association of Corrosion and Engineer) TM0284 e examinando a ocorrência de HIC (rachadura induzida por hidrogênio). Se a proporção da área de HIC for de 5% aproximadamente ou menor, a características de resistência a ácido é considerada boa. Além disso, a tenacidade foi avaliada realizando-se um teste DWTT a -40 °C, descobrindo a percentagem de fratura dúctil, e usando-se 85% como os critérios para julgamento de passagem etc.

[0024] O teste NACE é um método do teste que investiga se a rachadura ocorre depois de 96 horas em uma solução de 5% de NaCl + 0,5% de ácido acético com um pH 2,7 com sulfeto de hidrogênio gasoso.

[0025] Os inventores investigaram a microestrutura e precipitados das amostras em que ocorreu HIC e descobriram que a chapa de aço na qual a resistência a ácido ficou prejudicada tinha precipitado grosseiro de NbC. A seguir, os inventores descobriram que na chapa de aço na qual a característica DWTT tinha diminuído, o tamanho do grão de cristal tornou-se mais grosseiro.

[0026] Além disso, os inventores analisaram a relação entre o estado de precipitação e o tamanho do grão da chapa de aço e as condições de produção e como um resultado descobriram que a chapa de aço na qual o NbC grosseiro precipitou tinha uma baixa temperatura de aquecimento, ao passo que a chapa de aço na qual os grãos de cristal se tornaram grossos tinha uma alta temperatura de aquecimento.

[0027] Além disso, a chapa de aço que possui excelente resistência a ácido e tenacidade em que o aumento do tamanho do grão foi suprimido por certa diminuição da temperatura de aquecimento e fa- zendo com que o NbC formasse uma solução sólida por controle das quantidades de C e Nb até faixas adequadas.

[0028] Os inventores ajustaram a proporção de redução a 800 a 950°C até 3, produziram a chapa de aço de 25 mm ou mais e investigaram a relação entre a temperatura de aquecimento e a característica DWTT.

[0029] Como resultado, eles se deram conta de que se a temperatura de aquecimento estiver acima de 1150°C, aumenta o tamanho do grão de cristal e a característica DWTT diminui. Por outro lado, eles se deram conta de que se a temperatura de aquecimento se tornar menor do que 1000°C, o NbC grosseiro faz com que a característica DWTT diminua.

[0030] A seguir, os inventores ajustaram a temperatura de aquecimentoaté 1000 a 1150°C na faixa e estudaram a relação entre os teores adequados de Nb e C para Nb e C para formar soluções sólidas no aço e a temperatura de aquecimento. Como um resultado, eles se deram conta de que se Nb e C formarem soluções sólidas no aço ou precipitarem como NbC no aço isto é afetado pelo produto da solubilidade, assim o valor de log([Nb]x[C]) é importante.

[0031] As invenções se ocuparam em um estudo adicional e descobriram que o fato de trazer a temperatura de aquecimento T1 para a faixa de 1000 a 1150°C e de utilizar a temperatura de aquecimento T1 e os teores de Nb e C satisfaz-se T1 £-7970/(log([Nb]x[C])-3,31)-170 por aquecimento da chapa de aço são extremamente importantes para conseguir tanto resistência a ácido como tenacidade.

[0032] A temperatura de aquecimento T1 que satisfaz esta condição corresponde à temperatura à qual o NbC se dissolve no estado de equilíbrio. Portanto, se satisfaz a relação acima, acredita-se que a dissolução de NbC que precipita a chapa de aço seja promovida, não res- ta NbC grosseiro e a ocorrência de HIC pode ser suprimida.

[0033] A seguir, a presente invenção será explicada em detalhe. Primeiro, será explicada a composição do aço usada na presente invenção. Observe-se que, "%" significa % em massa. C: 0,01 a 0,08%

[0034] C é um elemento que melhora a resistência a do aço. Como uma quantidade eficaz, precisa ser adicionado 0,01% ou mais. Por outro lado, se a quantidade de C exceder 0,08%, a formação de carburetosé promovida e a resistência a HIC é prejudicada, assim o limite superior passa a ser 0,08%. Além disso, para eliminar a queda da resistência a HIC, soldabilidade, tenacidade etc., a quantidade de C é de preferência tornada 0,06% ou menor. Si: 0,1 a 0,5%

[0035] Si é um elemento de desoxigenação. É preciso ser adicionado 0,1% ou mais. Por outro lado, se a quantidade de Si exceder 0,5%, cai a tenacidade da zona afetada pelo calor da solda (HAZ), assim o limite superior é tornado 0,5%. A faixa preferível é de 0,15 a 0,35%. Mn: 1,0 a 1,5%

[0036] Mn é um elemento que melhora a resistência a e a tenacidade.É preciso adicionar 1,0% ou mais. Por outro lado, Mn é um elemento que forma MnS para degradar a resistência a ácido, de modo a suprimir a HIC, o limite superior precisa ser de 1,5%. A faixa preferível é de 1,1 até 1,4%. Nb: 0,010 a 0,040%

[0037] Nb é um elemento que aumenta a região da temperatura de não recristalização para tornar mais fino o tamanho do grão de cristal, forma carburetos e nitretos, e contribui para a melhoria da resistência. É preciso adicionar 0,010% ou mais. Por outro lado, na presente invenção, é extremamente importante a prevenção da formação de car- buretos grossos. É preciso que o limite superior seja de 0,040%. A fai-xapreferível é de 0,011 até 0,025%, ao passo que a faixa mais preferível é de 0,012 até 0,020%. Ca: 0,001 a 0,004%

[0038] Ca é um elemento que forma sulfetos CaS, impede a formação de MnS que se alonga na direção da laminação, e contribui notavelmente para a melhoria da resistência a HIC. Se a quantidade de adição de Ca for menor do que 0,001%, o efeito não é obtido, de modo que o limite inferior é tornado de 0,001%. Por outro lado, se a quantidade de adição de Ca for acima de 0,004%, são formados os aglomerados de óxidos e assim a resistência a HIC é prejudicada, de modo que o limite superior é tornado de 0,004%. A faixa preferível é de 0,0025 até 0,0035%. Ti: 0,005 a 0,030%

[0039] Ti é um elemento que é utilizado como um agente de deso- xigenação ou como um elemento de formação de nitreto precisa ser adicionado para aumentar a fineza dos grãos de cristal de 0,005 % ou mais. Por outro lado, se for adicionada uma quantidade excessiva de Ti, a tenacidade cai devido à formação de nitretos grosseiros, de modo que o limite superior é tornado de 0,030%. A faixa preferível é de 0,010 a 0,020%. Al: 0,08% ou menos

[0040] Al é um elemento de desoxigenação. Se a quantidade de adição exceder 0,08%, são formados aglomerados agregados de óxidos de Al e a resistência a ácido é prejudicada, de modo que o teor seja limitado a 0,08% ou menor. Além disso, é demandada a tenacidade, o limite superior da quantidade de Al é de preferência tornado 0,03%. O limite superior mais preferível de Al é de 0,01%. O limite inferior da quantidade de Al não é particularmente limitado, porém, para reduzir a quantidade de oxigênio no aço fundido, é preferível adicionar Al em 0,0005% ou mais. P: 0,015% ou menos

[0041] P é uma impureza. Se o teor for maior do que 0,015%, a resistência a HIC é prejudicada. Portanto, o limite superior do teor de P é tornado 0,015%. S: 0,0008% ou menos

[0042] S é um elemento que forma MnS que se alonga na direção da laminação na ocasião da laminação a quente e assim faz com que a resistência a HIC diminua. Portanto, na presente invenção, é necessário reduzir a quantidade de S. O limite superior é tornado de 0,0008%. Quanto menor a quantidade de S, mais preferível, porém, é difícil torná-la menor do que 0,0001%. Do ponto de vista dos custos de produção, é preferível 0,0001% ou mais. O: 0,0030 % ou menor

[0043] O é uma impureza. Para suprimir a agregação de óxidos e melhorar a resistência a HIC, o limite superior precisa ser limitado até 0,0030%. Para suprimir a formação de óxidos de modo a melhorar a tenacidade, a quantidade de O é de preferência tornada 0,0020% ou menor. N: 0,0050% ou menos

[0044] N é uma impureza. Se o teor de N exceder 0,0050%, os carbonitretos de Ti e Nb agregam-se facilmente e a resistência a HIC é prejudicada. Portanto, o limite superior da quantidade de N é tornado de 0,0050%. Observe-se que, quando for requerida tenacidade etc., para suprimir o aumento do grão de TiN, o limite superior da quantidade de N é de preferência tornado de 0,0035%. Quando se utilizam TiN, NbN e outros nitretos etc. e experimentando aumentar a fineza de grãos de austenita na ocasião do aquecimento, é de preferência incluído 0,0010% ou mais de N. [Ca](1-124[O])/1,25[S]>3,0

[0045] Na presente invenção, o valor de [Ca](1-124[O])/1,25[S], isto é, o valor de ESSP, precisa ser aumentado. O valor de ESSP é a proporção da quantidade de Ca para a quantidade de S que é necessária para ocasionar a formação de CaS considerando-se o fato de que o Ca forma óxidos. Para adicionar Ca para formar CaS e fixar S, o valor de ESSP precisa ser tornado acima de 3,0.

[0046] Observe-se que, se a quantidade de S se tornar 0, o valor de ESSP se torna infinitamente grande, porém neste caso, o MnS não pode ser formado. Portanto, se a quantidade de Ca estiver na faixa acima, o limite superior do valor de ESSP não precisa ser prescrito. Observe-se que, na presente invenção, como elementos que melhorem a resistência e a tenacidade, é preferível adicionar uma ou mais elementos entre Ni, Cu, Cr, Mo, V, B e Mg. Ni: 0,5% ou menor

[0047] Ni é um elemento eficaz para melhorar a tenacidade e a resistência e contribui da mesma forma para a melhoria da resistência à corrosão, assim 0,01% ou mais é adicionado de preferência. Por outro lado, Ni é um elemento oneroso, de modo a reduzir os custos de produção, o limite superior é de preferência limitado a 0,5%. Cu: 0,5% ou menos

[0048] Cu é um elemento eficaz para aumentar a resistência e contribui da mesma forma para a melhoria da resistência à corrosão, assim 0,01% ou mais é adicionado de preferência. Por outro lado, o Cu também é um elemento oneroso, de modo a reduzir os custos de produção, o limite superior é de preferência limitado a 0,5%. Cr: 0,5% ou menos

[0049] Cr é um elemento eficaz para aumentar a resistência. 0,01% ou mais é adicionado de preferência. Por outro lado, se for adicionada uma grande quantidade, a capacidade de endurecimento se torna maior e a tenacidade à vezes diminui, assim o limite superior é de preferência tornado de 0,5% Mo: 0,3% ou menor

[0050] Mo é um elemento que melhora a capacidade de endurecimento e forma simultaneamente carbonitretos e melhora a resistência. Para obter este efeito, de preferência é adicionado 0,01% ou mais. Por outro lado, Mo é um elemento oneroso, de modo a reduzir os custos de produção, o limite superior é de preferência limitado a 0,3%. Se a resistência do aço for elevada, a resistência a HIC e a tenacidade às vezes diminuem, assim o limite superior é de preferência de 0,2%. V: 0,06% ou menor

[0051] V é um elemento que forma carburetos e nitretos e contribui para a melhoria da resistência. Para obter este efeito, de preferência é adicionado 0,01% ou mais. Por outro lado, se a adição for acima de 0,06% de V, uma queda na tenacidade é às vezes convidada, assim o limite superior é de preferência tornado de 0,06%. B: 0,0020% ou menor

[0052] B é um elemento que é segregado nos limites do grão para contribuir notavelmente para a capacidade de endurecimento. Para obter este efeito, de preferência é adicionado 0,0001% ou mais. Por outro lado, se B for adicionado excessivamente, as segregação nos limites do grão se torna excessiva e uma queda na tenacidade é às vezes convidada, assim o limite superior é de preferência tornado de 0,0020%. Mg: 0,01% ou menor

[0053] Mg é um elemento que age como um agente de desoxige- nação e como um agente de dessulfurização. Em particular, ele forma óxidos finos e elimina o engrossamento do tamanho do grão, assim é eficaz para a melhoria da tenacidade. Para obter este efeito, é de preferência adicionado 0,0001% ou mais. Por outro lado, se for adicionado mais do que 0,01%, de Mg, os óxidos de agregam facilmente e se tornam mais grossos causando uma queda na resistência a HIC e na tenacidade. Portanto, o limite superior da quantidade de Mg é de preferência tornado de 0,01%.

[0054] A seguir, serão explicadas as condições de produção.

[0055] O aço que contém a composição acima é fundido em um método de fabricação de aço, então continuamente moldado em uma chapa de aço. A chapa de aço é aquecida e laminada por laminação de chapa pesada que consiste em laminação grosseira e laminação final para se transformar em chapa de aço. Na presente invenção, as condições da temperatura de aquecimento da chapa de aço, a temperatura e a proporção de redução da laminação final e o resfriamento acelerado após a laminação final são importantes. Temperatura de aquecimento T1: 1000 a 1150°C

[0056] Primeiro, na presente invenção, a faixa da temperatura de aquecimento da chapa de aço é importante. Se a temperatura de aquecimento for menor do que 1000°C, o NbC que precipitou na chapa de aço não irá formar uma solução sólida, o NbC grosseiro irá permanecer na chapa de aço e a resistência a ácido irá diminuir.

[0057] Por outro lado, se a temperatura de aquecimento estiver acima de 1150°C, o tamanho do grão de cristal da chapa de aço se torna maior, a recristalização na região de laminação grosseira se torna insuficiente na chapa de aço de uma espessura acima de 25 mm e o tamanho do grão de cristal da chapa de aço final é bastante influenciado pelo tamanho do grão de cristal na ocasião do aquecimento. Em particular, a característica DWTT é facilmente afetada pelo tamanho do grão de cristal, de modo que se o tamanho do grão de cristal aumentar, a característica DWTT diminui. Portanto, a temperatura de aquecimento T1 da chapa de aço estará na faixa de 1000 a 1150°C. T1 £-7970/(log([Nb]x[C])-3,31)-170

[0058] Além disso, para fazer com que o NbC que precipitou na chapa de aço forme uma solução sólida, é importante controlar de maneira adequadas a temperatura de aquecimento T1 da chapa de aço e a sua relação com os teores de Nb e C. Isto é porque, como explicado acima, a dissolução e a precipitação de NbC são afetadas pela solubilidade do produto, assim o valor de log([Nb]x[C]) se torna importante.

[0059] Na presente invenção, é necessário que a temperatura de aquecimento esteja na faixa de 1000 a 1150°C e, além disso, fazer com que a temperatura de aquecimento T1 da chapa de aço e os teores de Nb e C satisfaçam T1 £-7970/(log([Nb]x[C])-3,31)-170.

[0060] Devido a este fato, não permanece NbC grosso na chapa de aço e a resistência a ácido pode ser melhorada.

[0061] Temperatura de Acabamento: 800°C ou mais

[0062] Depois do aquecimento da chapa de aço para satisfazer as condições acima, a chapa é laminada em bruto e adicionalmente submetida a uma laminação final. Nesta ocasião, a temperatura final da laminação é tornada 800°C ou mais de modo a tornar uniforme a mi- croestrutura.

[0063] Isto é porque se for menor do que 800°C, as formas de fer- rita e a microestrutura da chapa de aço após a laminação se tornam associadas. Se a microestrutura se tornar associada, a resistência a ácido às vezes diminui. Além disso, dependendo das condições da la- minação final, às vezes a ferrita trabalhada permanece na chapa de aço e a tenacidade é prejudicada.

[0064] Proporção de Redução a 950°C ou menor: 3 ou mais

[0065] Na laminação final, para tornar mais fino o tamanho do grão de cristal, é necessário controlar a temperatura de laminação e a proporção da redução. Em particular, aumentando a proporção da redução a uma baixa temperatura para realizar a laminação final, é possível tornar mais fina a microestrutura da chapa de aço. Se a temperatu- ra de laminação exceder 950°C, ocorre a recristalização, assim a proporção da redução a 950°C ou menor é importante.

[0066] Se a proporção da redução a 950°C ou menor for menor do que 3, o tamanho do grão irá se tornar mais fino, será difícil obter uma microestrutura uniforme e a tenacidade e a resistência a ácido irão diminuir. Portanto, a proporção da redução de 950°C ou menor até o término da laminação final é tornada 3 ou mais. A proporção da redução de 950°C ou menor até o término da laminação final é a proporção da espessura da chapa depois da laminação para a espessura da chapa a 950°C. Espessura da Chapa: 25 mm ou mais

[0067] A presente invenção torna a chapa de aço, com uma espessura de chapa de 25 mm ou mais, fina e uniforme em microestrutu- ra. Isto é, se a espessura de chapa se tornar de 25 mm ou mais, torna- se difícil garantir uma proporção da redução de laminação final. Para tornar fina a microestrutura, a temperatura de aquecimento precisa ser diminuída. Portanto, no método de produção da presente invenção, a espessura da chapa depois da laminação final é obtida com 25 mm ou mais. Taxa de Resfriamento de Resfriamento Acelerado: 10 a 30°C/s

[0068] Após a laminação final, é realizado um resfriamento acelerado. O resfriamento acelerado é realizado imediatamente após a la- minação final, porém devido à configuração da linha de produção, a temperatura também pode diminuir um pouco. No entanto, para eliminar a formação de ferrita poligonal e evitar a formação de uma estrutura de ferrita em camadas e das fases transformadas a baixa temperatura (bainita ou martensita) se a temperatura cair, a temperatura de início do resfriamento acelerado é de preferência tornada 700°C ou mais.

[0069] O resfriamento acelerado é realizado para se tornar acicular fina a microestrutura da chapa de aço de ferrita ou de ferrita bainítica. Para eliminar a transformação da ferrita poligonal e evitar a formação de pearlita de modo a se obter tal microestrutura, é preciso que se torne a taxa de resfriamento de 10°C/s ou mais.

[0070] Por outro lado, a taxa de resfriamento do resfriamento aceleradoestá acima de 30°C/s, será formada excessivamente martensi- ta, a dureza irá se tornar não uniforme e a resistência a ácido e a tenacidadeirão diminuir. Portanto, a taxa de resfriamento do resfriamento acelerado é ajustada para 10 a 30°C/s. Observe-se que, a taxa de resfriamento é a taxa de resfriamento no centro da espessura da chapa da chapa de aço.

[0071] Temperatura de interrupção de Resfriamento acelerado: 200 a 500°C

[0072] A temperatura de interrupção do resfriamento acelerado foi feita na faixa de 200 a 500°C de modo a suprimir a formação de mar- tensita. Para eliminar a transformação de ferrita poligonal e evitar a formação de pearlita, a temperatura de interrupção do resfriamento acelerado precisa ser a 500°C ou menor.

[0073] Por outro lado, se a temperatura de interrupção do resfriamento acelerado se tornar 200°C ou menor, será formada excessivamente martensita, a dureza irá se tornar não uniforme e a resistência a ácido e a tenacidade irão diminuir.

Exemplos

[0074] Aço que possui cada uma da composição química apresentada na tabela 1, foi fundido em um conversor por refinação secundária e foi continuamente moldado para produzir uma chapa de aço de 250 mm de espessura. A chapa de aço obtida foi laminada a quente sob as condições apresentadas na tabela 2 para obter chapa de aço. A resistência a HIC da chapa de aço depois da produção foi avaliada por um teste NACE.

[0075] As condições do teste NACE foram saturação de uma solução de NaCl a 5% + 0,5% de ácido acético, pH 2,7 por sulfeto de hi-drogênio gasoso, um tempo de imersão de 96 horas, exame para existência de rachaduras e medida da taxa de fratura HIC (CAR).

[0076] A tenacidade foi avaliada por um teste DWTT. Com uma chapa de aço, baseada em API 5L3 e ASTM E436, foram fabricados corpos de prova com entalhe usando a direção da largura da chapa como a direção longitudinal e fazendo os entalhes paralelos à direção da largura da chapa. Foi realizado DWTT a - 35°C e foi descoberta a percentagem de fratura dúctil (SA).

[0077] Os resultados são apresentados na tabela 2.

[0078] Observe-se que a tabela 1 apresenta o valor da fórmula [Ca](1-124[O])/1,25[S] como ESSP. As tabelas 1 e 2 apresentam o va-lor da fórmula -7970/ (log([Nb]x[C])-3,31)-170 como T1.

[0079] Os Nos 1 a 9 possuem a composição das chapas de aço e as condições de produção dentro da faixa da presente invenção, possuem CAR's de 5% ou menor e possuem excelente resistência a ácidos.

[0080] Por outro lado, o N° 10 é um exemplo em que o valor de ESSP é menor do que a faixa da presente invenção e a resistência a ácido diminui.

[0081] Além disso, o N° 11 é um exemplo em que a quantidade de C é grande e a temperatura de aquecimento é baixa e não satisfatória, de modo que a resistência a HIC diminui. O N° 12 é um exemplo em que a temperatura de aquecimento é baixa e a tenacidade fica prejudicada.

Aplicabilidade Industrial

[0082] Como explicado acima, de acordo com a presente invenção, em particular, torna-se possível fornecer chapa de aço pesado para uso em tubulação de linha com uma espessura de chapa de 25 mm ou mais e com uma excelente tenacidade, em particular, característica DWTT e resistência a ácido. Portanto, a presente invenção é extremamente notável em contribuição à indústria e grande em aplicabilidade na indústria.

Claims

1. Método de produção de chapa de aço pesada resistente a ácido para uso em tubulação de linha, caracterizado pelo processamento de uma chapa de aço que contenha, em % em massa, C: 0,01 até 0,08%, Si: 0,1 até 0,5%, Mn: 1,0 até 1,5%, Nb: 0,010 até 0,040%, Ca: 0,001 até 0,004%, e Ti: 0,005 até 0,030%, Al: 0,08% ou menos, P: 0,015% ou menos, S: 0,0008% ou menos, O: 0,0030% ou menos, e N: 0,0050% ou menos, que possui teores de Ca, O e S satisfazendo [Ca](1-124[O])/1,25[S]>3,0 por aquecimento de modo que uma temperatura de aque-cimento T1 na faixa de 1000 até 1150°C e teores de Nb e C satisfaçam T1 £-7970/(log([Nb]x[C])-3,31)-170, também realizando uma laminação final a uma temperatura de acabamento de 800°C ou mais e uma proporção de redução a 950°C ou menos de 3 ou mais de modo a fornecer uma espessura de chapa de 25 mm ou mais, realizando resfriamento acelerado com uma taxa de resfriamento de 10 a 30°C/s e interrompendo o dito resfriamento acelerado entre 200 e 500°C.

2. Método de produção de chapa de aço pesada resistente a ácido para uso em tubulação de linha de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita chapa de aço também contém, em % em massa, um ou mais de Ni: 0,5% ou menos, Cu: 0,5% ou menos, Cr: 0,5% ou menos, e Mo: 0,3% ou menos.

3. Método de produção de chapa de aço pesada resistente a ácido para uso em tubulação de linha de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a dita chapa de aço também contém, em % em massa, V: 0,06% ou menos.

4. Método de produção de chapa de aço pesada resistente a ácido para uso em tubulação de linha de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a dita chapa de aço também contém, em % em massa, B: 0,0020% ou menos.

5. Método de produção de chapa de aço pesada resistente a ácido para uso em tubulação de linha de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a dita chapa de aço também contém, em % em massa, Mg: 0,01% ou menos.