ES2623027T3 - Método para producir tubos sin soldadura - Google Patents

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ES2623027T3 ES11726339.2T ES11726339T ES2623027T3 ES 2623027 T3 ES2623027 T3 ES 2623027T3 ES 11726339 T ES11726339 T ES 11726339T ES 2623027 T3 ES2623027 T3 ES 2623027T3
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Abstract

Método para producir tubos sin soldadura de bloques metálicos macizos calentados por medio de un mandril (4), que está sujeto en un vástago (5) de laminado, en el caso de que se aplique un material de recubrimiento que impide la aparición de escoria sobre el lado interior del bloque (3) hueco durante el proceso de conformado por medio de la influencia del vástago (5) de laminado del bloque metálico macizo en un bloque (3) hueco, que se crea durante el conformado.

Description

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DESCRIPCION
Metodo para producir tubos sin soldadura
1. Campo de la invencion
La invencion se refiere a un metodo para producir tubos sin soldadura de bloques metalicos macizos calentados, que comprende en particular un tren de laminacion de rodillos cruzados, en el caso de que el bloque se conduzca por medio de los rodillos, que estan ajustados en angulo, y se lamina por medio de una herramienta interior, que consiste en un mandril, que esta sujeto en un vastago de laminado para poder separarse, en caso de ser necesario.
Durante el laminado, el vastago de laminado se soporta de este modo por si mismo contra un bloque de empuje de mandril con su extremo, que esta orientado en sentido contrario al mandril. Un bloque metalico macizo y en su mayorla redondo, que se calienta hasta el calor de laminacion, se perfora y se estira en el proceso adicional para conformar un tubo sin soldadura. Mediante esto se crea el agujero porque el bloque redondo se conduce por medio de los rodillos, que estan ajustados en angulo, y se lamine por medio de un mandril. De este modo, el objeto del mandril es perforar la zona de nucleo del bloque, para alisar la superficie interior del bloque hueco creado y para impartir la medida deseada al grosor de pared del mismo.
Un metodo de este tipo as! como un dispositivo para llevar a cabo el metodo se conoce por el documento DE 1 96 04 969 C2, por ejemplo. Esta publicacion trata en particular del desgaste de las herramientas de conformado y la necesidad de refrigerarlas as! como del impacto del refrigerante en el propio material laminado.
Cuando el bloque metalico calentado esta en contacto con el oxlgeno atmosferico o el oxlgeno de otras fuentes, tales como el agua de refrigeracion, por ejemplo, se crea escoria, que debe separarse de manera ideal antes del conformado adicional, pero no mas tarde que durante el conformado para impedir errores superficiales en el lado interior del tubo sin soldadura finalmente creado, en la superficie interior del bloque hueco y tambien en las etapas de deformacion, que siguen al primer proceso de conformado, en caso de ser necesario.
Despues de la realization del bloque hueco y antes del conformado adicional del bloque hueco en un tubo sin soldadura, el metodo, que se usa normalmente para esto, permite la purga de la escoria ya desprendida por medio de nitrogeno o aire as! como la introduction posterior de polvos que contienen borato, tales como borax, por ejemplo. En su mayorla, este borax se funde sobre la superficie del bloque hueco, desprende la escoria hasta el punto de que puede escapar repentinamente del interior del bloque hueco de manera fiable y convierte la escoria en una forma llquida. La introduccion de los polvos que contienen borato lleva de 4 a 10 segundos. Finalmente, la descarga, que puede ser necesaria, de la escoria, que se ha ablandado, licuado o desprendido mediante el polvo que contiene borato, requiere de 1 a 8 segundos adicionales.
Por tanto, los metodos conocidos por el estado de la tecnica no solo dan como resultado un retraso indeseado de la totalidad del proceso de production, sino tambien una descarga considerable de borax y la disipacion del mismo al ambiente, debido al uso por lo general de aproximadamente 2 kg de borax por cada tonelada de material laminado. Finalmente, la temperatura del bloque hueco se hace descender tambien de manera indeseable mediante esta etapa de metodo, que se requerla hasta ahora.
Para vencer las influencias de interferencia de la escoria de laminacion aguas abajo del proceso de perforation, el documento JP 63-154207A propone adicionalmente la introduccion de un lubricante realizado en grafito en la zona entre un mandril alargador y la superficie interior del bloque hueco. Sin embargo, la formation de escoria no esta impedida significativamente por esto.
El documento JP-Hei-2-224805 A describe un dispositivo para y un metodo para lubricar el mandril de perforacion durante la produccion de un bloque hueco a partir de un bloque metalico macizo. Para este fin, se aplica un agente lubricante y refrigerante a traves de orificios alrededor de partes de un mandril de perforacion en su espacio entre la superficie del mandril y la superficie del bloque perforado, eliminando de este modo los defectos superficiales o incluso las deformaciones del cuerpo perforado.
2. Objeto de la invencion
Basandose en el estado de la tecnica comentado anteriormente, el objeto de la invencion es por tanto especificar un metodo para producir tubos sin soldadura, que puede impedir de manera fiable las desventajas conocidas por el estado de la tecnica. En terminos de la invencion, este objeto se alcanza por medio de un metodo, que comprende las caracterlsticas segun la revindication 1. Realizaciones ventajosas de la invencion se presentan en las reivindicaciones dependientes.
3. Sumario de la invencion
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La invention se basa en el conocimiento de que la formation de escoria en la superficie interior del bloque hueco y, en caso de ser necesario, tambien en el lado interior del tubo sin soldadura, que se crea mas tarde a partir del bloque hueco, puede impedirse entonces de manera fiable cuando se aplica un material de recubrimiento (denominado “producto para el tratamiento de la superficie interior de la carcasa de perforador” o abreviado “producto”) sobre el lado interior del bloque hueco ya durante el proceso de conformado bajo la influencia del mandril sobre el bloque metalico macizo y durante todo el proceso de perforation.
La formacion de escoria puede aminorarse de manera eficaz, si no impedirse completamente por medio del recubrimiento preferiblemente completo de la superficie interior del bloque hueco. En terminos de la invencion, se hace posible a traves de esto la realization completa sin la etapa de ablandar escoria y la descarga de la misma del bloque hueco conformado, en caso de ser necesario, sin tener que aceptar desventajas con referencia a la calidad de la superficie interior del bloque hueco.
El uso de sustancias que contienen borato y la descarga de las mismas al ambiente puede limitarse ademas a un mlnimo y puede impedirse completamente, en caso de ser necesario. Cuando se usa borax como un componente del material de recubrimiento, el uso del material y por consiguiente tambien la descarga del mismo al ambiente es solo de un 10-20% en comparacion con los metodos normalizados definidos anteriormente, debido a las cantidades requeridas, que son considerablemente mas pequenas.
Por tanto, la invencion esta preparada para impedir de manera fiable el contacto del lado interior del bloque hueco con oxlgeno, en particular el oxlgeno atmosferico. Sin embargo, en una alternativa particularmente ventajosa del metodo segun la invencion, se usa un gas inerte, preferiblemente nitrogeno, para desplazar el aire dentro del bloque hueco y/o el tubo sin soldadura. Esto puede tener lugar, por ejemplo, porque el gas inerte se gula al interior del bloque hueco junto con el material de recubrimiento y a traves de las mismas llneas y aberturas.
Sin embargo, tambien se prefiere una realizacion del metodo segun la invencion en el caso de que el gas inerte, preferiblemente nitrogeno, se suministre a traves de llneas y aberturas independientes, mediante lo cual se obtiene un desacoplamiento del suministro de nitrogeno y el suministro de material de recubrimiento.
Finalmente, tambien se prefiere una realizacion en el caso de que el gas inerte, preferiblemente nitrogeno, se suministre junto con el material de recubrimiento, y el nitrogeno se suministre adicionalmente a cualquier ubicacion en el interior del bloque hueco, en caso de ser necesario, a traves de llneas independientes y/o aberturas independientes.
Se prefiere que el material de recubrimiento se aplique sobre el lado interior del bloque hueco al menos casi inmediatamente despues del desprendimiento del lado interior del bloque hueco del mandril. Por tanto, la idea de la invencion tambien comprende metodos, en el caso de que el material de recubrimiento ya este introducido entre el mandril y el bloque hueco, incluso antes de que la propia superficie interior del bloque hueco se eleve del mandril, debido a la forma del mandril, y provoque el avance del bloque contra el mandril. Mediante esto, puede impedirse completamente un contacto del oxlgeno con el lado interior del bloque hueco.
Sin embargo, tambien se prefiere un metodo en el caso de que el material de recubrimiento solo se aplica despues del desprendimiento del lado interior del bloque hueco del mandril. Ni que decir tiene que la aplicacion del material de recubrimiento debe tener lugar tan pronto como sea posible en un caso de este tipo, de modo que la formacion de escoria permanece limitada a un mlnimo, que se considera que es aceptable.
Para la aplicacion del material de recubrimiento de la manera especificada anteriormente, se prefiere que las aberturas en el propio mandril y/o vastago de laminado esten unidas de manera que el material de recubrimiento puede aplicarse al lado interior del bloque hueco a traves de estas aberturas. De este modo, se prefieren particularmente una pluralidad de aberturas, que estan dispuestas a lo largo de la periferia de la herramienta, preferiblemente de manera equidistante, para garantizar una distribution completa y preferiblemente uniforme del material de recubrimiento sobre la superficie interior del bloque hueco mediante esto junto con la rotation del mandril y/o vastago de laminado en relacion con el bloque hueco.
Solo tienen que realizarse un pequeno numero de requisitos mlnimos en el propio material de recubrimiento. Tiene que garantizarse que, despues del contacto con el lado interior del bloque hueco, este material de recubrimiento se adhiere al menos hasta el punto de que se crea un recubrimiento, mediante el cual se obtiene al menos considerablemente la formacion de escoria, preferiblemente de al menos un 50%, mas preferiblemente de al menos un 80% en comparacion con los metodos normalizados definidos anteriormente. Para esto, se considera actualmente ventajosa la formacion de una pellcula de recubrimiento continua que comprende un grosor mlnimo de al menos 1 pm.
Se prefiere particularmente un metodo en el caso de que el material de recubrimiento realice una capa de cobertura impermeable al aire en el lado interior del bloque hueco as! como en el lado interior del tubo sin soldadura. De este
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modo, se prefiere extremadamente que la capa de cobertura en el lado interior del bloque hueco tenga un grosor de menos de 100 pm, en particular preferiblemente de menos de 10 pm por termino medio. Mediante esto, se garantiza que se impide de manera fiable el contacto del lado interior del bloque hueco con el oxlgeno atmosferico, que puede estar presente, u otro oxlgeno, que entra en las etapas de proceso.
En una realizacion preferida del metodo segun la invencion, el material de recubrimiento se aplica sobre el lado interior del bloque hueco en forma de polvo por medio de un gas portador. En particular se usan para esto preferiblemente tuberlas, que dirigen a la abertura a traves del vastago de laminado y posiblemente tambien a traves del mandril, para garantizar mediante esto de manera fiable la aplicacion del material de recubrimiento sobre el lado interior del bloque hueco. De este modo, se prefiere particularmente que la mezcla de gas portador y material de recubrimiento se introduzca en la llnea a una presion de menos de 20 bar, pero preferiblemente de 1-5 bar, para garantizar mediante esto una presion suficiente en las aberturas.
Se prefiere particularmente que el tamano de grano de al menos un 90% del polvo sea de menos de 840 pm, preferiblemente de menos de 250 pm y mas preferiblemente entre 30 y 50 pm. Mediante esto, se garantiza que no debe temerse que existan obstrucciones dentro de los tubos o aberturas de suministro dentro el vastago de laminado o el mandril, y que la formacion de una pellcula de recubrimiento continua que comprende tales tamanos de grano se soporta de una manera particularmente ventajosa.
En una realizacion alternativa e igualmente preferida del metodo segun la invencion, tiene lugar la aplicacion del material de recubrimiento, sin embargo, en forma llquida, preferiblemente como polvo, que esta disuelto en agua y/o mezclado con agua. Mediante esto, el suministro del material de recubrimiento sobre el lado interior del bloque hueco a traves del vastago de laminado y el mandril esta disenado para ser particularmente sencillo. Ademas, la forma llquida del suministro del material de recubrimiento tambien soporta la formacion de la pellcula de recubrimiento en el lado interior del bloque hueco de manera particularmente ventajosa.
En una realizacion particularmente preferida de esta alternativa del metodo segun la invencion, la fraccion en volumen del llquido, preferiblemente de agua, es de un 60-90% en la mezcla o disolucion. Ademas, es particularmente preferible que el material de recubrimiento se suministre a traves de las llneas en forma llquida a una presion de 5-50 bar, mas preferiblemente de 10-25 bar.
Siempre que este previsto que contenga borax, el material de recubrimiento consiste en o bien una mezcla de borax y tripolifosfato de sodio (NaTTP), preferiblemente junto con jabon y/o mica, o bien de borax y sulfatos de sodio, preferiblemente anadiendo grafito. Las porciones preferidas individuales de los componentes respectivos, en cada caso especificadas en porcentaje en peso, se especifican en la siguiente tabla 1 junto con la informacion con respecto al efecto de los componentes individuales.
En cuanto a la mica, se entiende que son silicatos, particularmente silicatos estratificados, que tienen la formula qulmica general DG2,3[T4O10]X2, donde D significa cationes dodecacoordinados (K, Na, Ca, Ba, Rb, Cs, NH4+), G significa cationes hexacoordinados (Li, Mg, Fe2+, Mn, Zn, Al, Fe3+, Cr, V, Ti), T significa cationes tetracoordinados (Si, Al, Fe3+, B, Be) y X significa aniones (OH- ,F',Cl',O2',S2').
Segun la invencion, se prefiere mica que tiene sodio y/o potasio as! como calcio y/o bario y silicio y/o aluminio y/o hierro y/o titanio como componentes principales.
Tabla 1
N°
Componente Porcion en la mezcla % Fin
1
jabon 0-10 humectacion
borax 52-80 desprendimiento de escoria
NaTTP 20-40 desprendimiento de escoria + cobertura superficial
mica 0-20 lubricacion
2
grafito 0-35 lubricacion
borax 25-65 desprendimiento de escoria
sulfatos de sodio 20-60 humectacion + cobertura superficial
Sin embargo, en el caso de que el material de recubrimiento deba estar completamente libre de borato, lo que se prefiere particularmente, la mezcla para el material de recubrimiento consiste sustancialmente en tripolifosfato de sodio (NaTTP) y N-metafosfato de sodio, preferiblemente Phoskadent M®, en el que el componente principal consiste en dimetafosfato de sodio, al que tambien se anade grafito de manera particularmente ventajosa. Las 5 porciones individuales del porcentaje en peso, que estan especificadas en cada caso para los componentes, estan especificadas en la tabla 2 especificada a continuacion junto con los efectos de los componentes individuales.
Tabla 2
Componente
Porcion en la mezcla %
grafito
0-10
NaTTP
20-50
Phoskadent M®
10-56
Fin
lubricacion
desprendimiento de escoria + cobertura superficial desprendimiento de escoria + cobertura
Mediante esto, puede verse que el material de recubrimiento segun la invencion no tiene que prestar 10 necesariamente un efecto lubricante, incluso si este puede considerarse de hecho como ventajoso. En particular, puede ser util el efecto lubricante de una pellcula de recubrimiento compuesta adecuadamente para las etapas de proceso posteriores, en particular la produccion del tubo sin soldadura a partir del bloque hueco.
Un metodo, en el caso de que la pellcula de recubrimiento permanezca en el bloque hueco una vez que se ha aplicado durante la produccion de los bloques huecos, e impide de manera fiable la aparicion de escoria en la 15 totalidad del proceso de produccion de tubos sin soldadura.
4. Breve descripcion de las figuras
La invencion se definira en detalle a continuacion con referencia a la figura 1.
La figura 1 muestra una vista esquematica de un dispositivo para el suministro de nitrogeno a traves del vastago de laminado y para el suministro de material de recubrimiento a traves del vastago de laminado. El material de 20 recubrimiento se aplica por medio de un sistema de aplicacion controlado por PLC usando un dispositivo distribuidor ajustable.
5. Descripcion detallada de la invencion
La figura 1 muestra un tren de laminacion de perforacion, en el caso de que un bloque 3 hueco se conduzca entre un rodillo 1 superior, que esta ajustado en angulo, y un rodillo 2 inferior, que esta ajustado en angulo, a traves de un 25 mandril 4, que esta sujeto en un vastago 5 de laminado para poder separarse, en una vista esquematica. El conformado de un bloque metalico macizo en un bloque 3 hueco tiene lugar de este modo visto desde la izquierda hacia la derecha en la figura, en la que la carcasa 3a de bloque hueco se separa del mandril 4 en el proceso de conformado y forma un hueco de aire entre el vastago 5 de laminado y el lado 6 interior del bloque hueco. En terminos de la invencion, el suministro de material de recubrimiento tiene lugar desde una tolva 9 de material de 30 recubrimiento por medio de un dispositivo 10 distribuidor y una llnea 8 de suministro para el material de recubrimiento a traves del vastago de laminado y el mandril, en caso de ser necesario, hacia el lado 6 interior del bloque hueco, para efectuar mediante esto un sellado completo del lado 6 interior del bloque hueco. El material de recubrimiento en polvo se aplica sobre el lado 6 interior del bloque hueco junto con nitrogeno de manera controlada a una presion de 1-5 bar a traves de la llnea 8 de suministro y el vastago 5 de laminado. El oxlgeno atmosferico ya 35 se ha desplazado casi completamente del bloque 3 hueco por medio del exceso de nitrogeno, que no reacciona con el metal calentado al rojo del bloque 3 hueco y que se ha introducido en el presente documento a traves del vastago 5 de laminado y el lado 6 interior del bloque hueco. En caso de ser necesario, puede anadirse nitrogeno adicional al interior del bloque 3 hueco a traves de llneas de suministro adicionales (no mostradas).

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Metodo para producir tubos sin soldadura de bloques metalicos macizos calentados por medio de un mandril (4), que esta sujeto en un vastago (5) de laminado, en el caso de que se aplique un material de recubrimiento que impide la aparicion de escoria sobre el lado interior del bloque (3) hueco durante el proceso de conformado por medio de la influencia del vastago (5) de laminado del bloque metalico macizo en un bloque (3) hueco, que se crea durante el conformado.
  2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se aplica material de recubrimiento sobre el lado (3a) interior del bloque (3) hueco al menos casi inmediatamente despues del ablandamiento del lado interior del bloque (3) hueco del mandril (4).
  3. 3. Metodo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de recubrimiento se aplica sobre el lado (3a) interior del bloque (3) hueco a traves de aberturas, que estan dispuestas en el mandril (4) y/o en el vastago (5) de laminado.
  4. 4. Metodo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de recubrimiento realiza una capa de cobertura preferiblemente impermeable al aire en el lado interior del bloque (3) hueco y en el lado interior del tubo sin soldadura.
  5. 5. Metodo segun la reivindicacion 4, caracterizado porque la capa de cobertura en el lado interior del bloque (3) hueco tiene un grosor de menos de 100 pm, preferiblemente de menos de 10 pm por termino medio.
  6. 6. Metodo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se gula gas inerte, preferiblemente nitrogeno, al interior del bloque (3) hueco y preferiblemente tambien al tubo sin soldadura durante el proceso de conformado.
  7. 7. Metodo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de recubrimiento se aplica sobre el lado (3a) interior del bloque (3) hueco en forma de polvo por medio de un gas portador, preferiblemente nitrogeno.
  8. 8. Metodo segun la reivindicacion 7, caracterizado porque el gas portador se usa con una presion de menos de 20 bar, preferiblemente de 1 a 5 bar.
  9. 9. Metodo segun una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el tamano de grano de al menos un 90% del polvo es de menos de 840 pm, preferiblemente de menos de 250 pm, en particular entre 30 y 50 pm.
  10. 10. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material de recubrimiento se aplica al lado (3a) interior del bloque (3) hueco en forma llquida, preferiblemente como polvo, que esta disuelto en agua o mezclado con agua.
  11. 11. Metodo segun la reivindicacion 10, caracterizado porque la fraccion en volumen del llquido, preferiblemente del agua, es de un 60-90% de la mezcla o disolucion.
  12. 12. Metodo segun una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque el material de recubrimiento se suministra en forma llquida a una presion de 3 a 40 bar, preferiblemente de 5 a 20 bar.
  13. 13. Metodo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de recubrimiento es una mezcla de (a) borax y tripolifosfato de sodio (NaTPP), preferiblemente junto con jabon y/o mica, o (b) borax y sulfatos de sodio, preferiblemente junto con grafito.
  14. 14. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el material de recubrimiento es una mezcla de tripolifosfato de sodio (NaTTP) y N-metafosfato de sodio, que esta preferiblemente libre de borato, preferiblemente junto con grafito.
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