WO2008127084A2 - Un tubo de acero sin costura para la aplicación como columnas ascendientes de work-over y método para fabricar el mismo - Google Patents

Un tubo de acero sin costura para la aplicación como columnas ascendientes de work-over y método para fabricar el mismo Download PDF

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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01—Risers

Definitions

  • This invention relates to a seamless steel tube for risers (rising columns) used in conditioning operations.
  • the requirements to operate a well on the seabed involve a plurality of systems and equipment that includes risers (ascending columns) for drilling, production and conditioning.
  • a riser (ascending column) for drilling is a pipe between a seabed anti-suppression device (BOP) and a floating drilling carriage that is a drilling unit not permanently fixed to the seabed as a drilling unit, a semi-submersible unit or a unit of cats. It is assumed that the floating drilling car is the mobile arm crane and its associated machinery.
  • BOP seabed anti-suppression device
  • a production riser (rising column) is a pipeline that transports oil or gas that joins a marine wellhead to a production platform or a tank loading platform.
  • a riser (ascending column) for conditioning is a flow line that is used to perform a well conditioning, which is done in an existing well and may involve re-evaluating the production formation, cleaning the sand of the production areas, jetting, replacement of equipment at the bottom of the well, deepening wells, acidification or fracturing or improvement of the impulse mechanism.
  • the pipes need to have a good welding performance to be welded to welded connectors to build the column.
  • a first object of the invention is to provide a seamless access pipe that will be used as a riser (ascending column) in conditioning operations with a specific chemical design and microstructure consisting of a geometry in which the ends of the tube have a increased wall thickness and external diameter to reduce the weight of the riser column (ascending column).
  • a second object will provide a seamless steel tube for the application as a riser (ascending column) of conditioning with a specific chemistry design and a microstructure consisting of a geometry in which the ends of the tube have a wall thickness and an increased external diameter to reduce bending loads at the head of the well and at the interface of the platform.
  • a third object of the invention is to provide a method for manufacturing a seamless steel tube for Ia application as a riser (ascending column) of conditioning with a specific chemical design and microstructure consisting of a geometry in which the ends of the tube have an increased wall thickness and an external diameter using alteration techniques.
  • a fourth object of the invention is to provide a method for manufacturing a seamless steel tube for the application as a riser (ascending column) of conditioning with a specific chemical design and microstructure consisting of a geometry in which the ends of the tube have a wall thickness and external diameter increased using machining techniques.
  • a fifth object of the invention is to provide a method for manufacturing a seamless steel tube for application as a riser (ascending column) of conditioning with a specific chemical design and microstructure consisting of a geometry in which the ends of the tube have a increased wall thickness and external diameter capable of guaranteeing the mechanical characteristics to have a high resistance to wear and corrosion and good welding performance.
  • Figure 1 illustrates a preferred embodiment of the riser (ascending column) for conditioning the present invention with pointed ends.
  • Figure 2 shows a graphical representation of the results of the Tensile Test (YS and UTS) of the sections of the stressed pipe body of the material in the tempering and tempering condition of the different industrial tests.
  • Figure 3 shows a graphical representation of the HRC hardness values of the body sections of cutlery and highlighting that show the achievement of the minimum percentage of martensitic transformation of the material in the temperate condition of the production of both dimensions.
  • Figures 4 and 5 show a graphical representation of the HRC hardness values of the rework sections and pipe body that show the dispersion of individual hardness readings as a function of the location across the thickness (OD, MW & ID) of the material in the condition of overheating of the production of the WT dimension of 7 "OD x 17.5 mm WT and the WT dimension of 8 5/8" OD x 15.9mm, respectively.
  • Figure 6 shows the graphic representation of the results of the CVN cross-sectional impact test at -20 ° C from the highlighting and tube body sections of Ia production of both dimensions that show the dispersion of individual hardness values according to the specification of the material in the temperate condition.
  • Figure 7 shows the austenitic grain size reported in ASTM 9/10 in the tube body and ASTM 8/9 at the stressed end.
  • Figure 8 shows photomicrographs in cross-section showing a microstructure constituted by martensite through the wall thickness of the section of the body of the tube of tempered material for Nital 2% in magnification at 300X.
  • Figure 9 shows cross-sectional photomicrographs showing a microstructure consisting of martensite at the pointed end of the 2% Nital tempered material in 300X magnification.
  • Figure 10 shows cross-sectional photomicrographs, showing a microstructure consisting of tempered martensite in the body of the tempered and tempered tube for 2% Nital in magnification of 300X.
  • Figure 10 shows cross-sectional photomicrographs, showing a microstructure consisting of tempered martensite at the stressed end of the tempered and tempered material for 2% Nital in 300X magnification.
  • Figure 12 shows microstructural observations of tempered material in the mechanized body of the tube and the end areas that relieve an austenitic grain size of 8/9 in both zones measured by the saturation method according to ASTM E-112.
  • Figure 13 shows cross-sectional photomicrographs showing a microstructure constituted by martensite through the wall thickness of the body section of the machined tube of tempered material for Nital 2% in magnification at 300X.
  • Figure 14 shows photomicrographs in cross-section showing a microstructure constituted by martensite through the wall thickness of the end section of the tube of tempered material for Nital 2% in magnification at 300X.
  • Figure 15 shows cross-sectional photomicrographs showing a microstructure constituted by tempered martensite through the thickness of the tempered and tempered pipe body section for 2% of Nital in magnification at 300X.
  • Figure 16 shows cross-sectional photomicrographs showing a microstructure constituted by tempered martensite through the thickness of the pipe end section of tempered and tempered material for 2% Nital in magnification at 300X.
  • the present invention describes a seamless steel tube to be used as a riser (rising column) in conditioning operations with a specific chemical design and a microstructure consisting of a geometry in which the ends of the tube have a wall thickness and external diameter increased.
  • the alloy design is based on high strength requirements.
  • the main characteristics of the chemical composition of the tube include 0.23-0.28% by weight of Carbon, 0.45 -0.65% by weight of Mn, and other alloy elements such as Mo, and Cr to achieve the required percentage of martensitic transformation.
  • microalloy element such as Ti and Nb are used as grain refiners.
  • the low content of residual elements such as S and residual elements such as Cu and P are used to avoid the corrosion problem related to the promotion of inclusions and segregation in grain boundaries that decrease the corrosion performance, the hydrogen content was maintained by below 2.4 ppm to avoid any problem related to the inclusion of hydrogen and the decrease in corrosion performance.
  • the production route to manufacture the seamless seamless pipe for the application of the riser (rising column) Conditioning includes the following steps: steel molding (continuous molding bar, pipe lamination without sewing (MPM process), highlighting of pipe ends, heat treatment, destructive tests (including microlleaning, austenitic grain size, calculation of the percentage of martensitic transformation, tensile tests, hardness, resistance, SSC), dimensional control of the body of pipe and pointed ends (external diameter, roundness defect, eccentricity, straight edge, internal diameter, length), external and internal highlighting end machining, dimensional control (internal diameter, external diameter and machining length), drag tests at the ends of highlighting, non-destructive tests (NDT) of ends of highlighting, weight, measurement and marking, visual inspection of external surface, UT inspection of the tube body and UT inspection of the stressed ends (cylindrical section only).
  • the production route for manufacturing the seamless machining pipe for the application of riser (rising column) Conditioning includes the following steps: steel molding (continuous molding bar), seamless pipe rolling (MPM process), treatment thermal, destructive tests (including microlleaning, austenitic grain size, calculation of the percentage of martensitic transformation, tensile tests, hardness, resistance, SSC), dimensional control of the pipe body (external diameter, roundness defect, straightness in edges, diameter internal, length), machining of the external surface of the entire length of the pipe when programming the CNC lattice machine in order to achieve the final dimensions at the ends, dimensional control (internal diameter, external diameter, roundness defect, straightness in edges and long itud) of the pipe body and machining ends, drag tests at the ends, non-destructive tests (NDT) of ends, weight, measurement and marking, visual inspection of external surface, UT inspection of machined tube body e UT end inspection (cylindrical section only).
  • the present invention comprises percentage by weight: carbon 0.23-0.29, manganese 0.45-0.65, silicone 0.1 5-0.35, chromium 0.90-1 .20, ibidine mol 0.70-0.90, ID No. 0.20 max, nitrogen 0.01 0 max, boron 0.0010 -0.0030, alum inio 0.010-0.045, sulfur 0.005 max, phosphorus 0.01 5 max, titanium 0.005-0.030, niobium 0.020- 0.035, copper 0.15 max, arsenic 0.020 max, calcium 0.0040 max, tin 0.020 max, hydrogen 2.4 ppm max, the rest are iron and inevitable impurities.
  • a more preferred composition comprises: carbon 0.25-0.28, manganese 0.48-0.58, silicone 0.20-0.30, chromium 1.05-1.15, molybdenum 0.80-0.83, nickel 0.10 max, nitrogen 0.008 max, boron 0.0016-0.0026, aluminum 0.015-0.045, sulfur 0.0030 max, phosphorus 0.010 max, titanium 0.016-0.026, niobium 0.025-0.030, copper 0.10 max, arsenic 0.020 max, calcium 0.0040 max, tin 0.015 max, hydrogen 2.0 ppm max, the rest are iron and inevitable impurities.
  • Seamless steel tubes have a geometry, in which the ends of the tubes have an increased wall thickness and external diameter, and the following mechanical properties:
  • API 5CT means average per row
  • the geometry of the seamless steel tube of the present invention and the mechanical characteristics are obtained by two manufacturing methods: highlighting and machining.
  • the method of highlighting manufacturing comprises the following steps:
  • (a) provide a steel tube containing a composition in percentage by weight of carbon 0.23-0.29, manganese 0.45-0.65, silicone 0.15-0.35, chromium 0.90-1.20, molybdenum 0.70-0.090, nickel 0.20 max, nitrogen 0.010 max, boron 0.0010-0.0030, aluminum 0.010-0.045, sulfur 0.005 max, phosphorus 0.015 max, titanium 0.005-0.030, niobium 0.020-0.035, copper 0.15 max, arsenic 0.020, calcium 0.0040 max, tin 0.020 max, hydrogen 2.4 ppm max, the rest are iron and inevitable impurities, obtained by the rolling process (MPM process);
  • the method of manufacturing upsetting comprises the following steps: (a) provide a steel tube containing a composition in percentage by weight of carbon 0.23-0.29, manganese 0.45-0.65, silicone 0.15-0.35, chromium 0.90-1.20, molybdenum 0.70 - 0.90, nickel 0.20 max, nitrogen 0.010 max, boron 0.0010-0.0030, aluminum 0.010-0.045, sulfur 0.005 max, phosphorus 0.015 max, titanium 0.005-0.030, niobium 0.020-0.035, copper 0.15 max, arsenic 0.020, calcium 0.0040 max, tin 0.020 max, hydrogen 2.4 ppm max, the rest are iron and unavoidable impurities, obtained by the rolling process (MPM process); (b) heat treatment of pipes (austenitization between
  • NDT non-destructive tests
  • Both methods are also performed by providing a seamless steel pipe with the preferred composition, as disclosed above.
  • the seamless steel pipe of the present invention can be divided into two zones. As shown in Figure
  • both the entire tube body and the ends have the same elasticity limit of at least 620 MPa (90 ksi) (YS) and at much
  • the pipes can be used in corrosive and non-corrosive service.
  • the nominal diameter of the tubes that are going to be stressed ends can be from 414 "up to 10%”.
  • the thickness of the tubes varies from 10 mm to 50 mm.
  • the highlighting manufacturing operation was carried out following the steps of: a) The pipe ends in the rolled up condition were heated to the suitable floor temperature by heating the calculated pipe length. The highlighting operation occurs at a minimum temperature of 1000 c C; b) Once the heating cycle was achieved, the pipe ends were emphasized with the appropriate die and design. tools for each particular dimension; c) Then, the inspection of surfaces of external and internal pipes was made after each stroke in order to find any possible defect generated by the highlighting operation.
  • the heating cuvette was designed to be used during the heat treatment process in the ustenitization furnace (860-940 0 C) and the tempering furnace (640-720 0 C) for the ends Highlights of the 8 5/8 "OD product.
  • the pipe After the austenitization heat treatment process, the pipe must enter the tempering process above AC3 to guarantee the transformation through the guaranteed wall. Then, for the product 7 "OD, a few heat treatment adjustments were made in the heating curves based on the results obtained from the other OD 5 8/8" pipe.
  • the actual temperatures of the pipe body and external surface of the highlighting ends were carefully measured through the test stages just at the entrance of the pipes into the tempering head using a manual pyrometer in addition to the oven pyrometers.
  • Austenitic grain size in tempered material was measured by the saturation method according to ASTM E-112. As shown in Figure 6, the grain size reported in the samples was 9/10 in the body of the pipe which was above the required size because the minimum required was 5. The highlighting samples showed a grain size of 8/9 and 9/10 complying with the specifications illustrated in Figure 6.
  • the transverse side of the winding axis was prepared metallographically and recorded with Nital 2% to perform microstructural observations with an optical microscope. (Nital: 2% solution of nitric acid in ethyl alcohol).
  • Nital 2% solution of nitric acid in ethyl alcohol.
  • a martensitic structure was observed in OD, ID and MW sections through the thickness, achieving a martensitic transformation of more than 90% measured from the HRC hardness values as shown in Figures 8 and 9.
  • a microstructure consisting of tempered martensite was observed through the thickness as shown in Figures 10 and 11.
  • the microstructures observed in the tempered material were mainly martensitic with a martensitic transformation of more than 95% throughout the entire thickness of the pipe both in the pipe body and the highlighting, which indicates that the temperature at which the pipe entered the tempering stage and the tempering itself were homogeneous.
  • the microstructures observed in the tempered material the tempered martensite was present through the thickness.
  • the material passed the A test of the SSC Method at 85% SMYS according to NACE TM0177-96 reaching 720 hours.
  • the pipe was laminated in a heavy wall condition.
  • the thickness of the wall was approximately 44 mm. After rolling, the heat treatment is performed.
  • Example 1 The dimensional control of the external diameter (OD), roundness defect, internal diameter (ID) and the length of pipes was performed after the UT inspection.
  • the entire length of the pipe body was machined from the external surface Ia to program the CNC lattice machine.
  • Example 1 a mechanical characterization was performed, calculating the percentage of martensitic transformation from the tempered material.
  • microstructural observations of tempered material in the mechanized body of the tube and the end areas reveal an austenitic grain size of 8/9 in both areas measured by the saturation method according to ASTM E-112.
  • the modified end of the analyzed sample showed a grain size of 8/9 complying with the specifications as shown in Figure 12.
  • the transverse side of the rolling axis was prepared in a metallographic manner and recorded with Nital 2% to perform microstructural observations with an optical microscope. (Nital: 2% solution of nitric acid in ethyl alcohol).
  • the material passed the A test of the SSC method to 85% SMYS according to NACE TM0177-2005 achieving 720 hours.

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Abstract

La presente invención describe una tubería de acero sin costuras para risers ( columnas ascendentes ) de acondicionamiento que comprende en porcentaje en peso, carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0. 1 5-0.35, cromo 0.90- 1.20, molibdeno 0.70-0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.015 max, titanio 0.005 -0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.1 5 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables, consistentes en una geometría en Ia que los extremos del tubo tienen un grosor de pared incrementado y diámetro externo y tienen un límite de elasticidad de por lo menos 620 M Pa ( 90 ks i ) através de toa Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo. La presente invención también describe métodos para fabricar una tubería de acero sin costuras para risers ( columnas asce ndentes ) de acondicionamiento que tienen un límite de elasticidad de por lo menos 620 M Pa ( 90 ks i ) tanto en un cuerpo de tubo como en extremos de tubo.

Description

UN TUBO DE ACERO SIN COSTURA PARA LA APLICACIÓN COMO SECCIONES VERTICALES DE WORK-OVER
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se relaciona con un tubo de acero sin costura para risers (columnas ascendentes) utilizados en operaciones de acondicionamiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los requerimientos para operar un pozo en el lecho marino involucran una pluralidad de sistemas y equipo que incluye risers (columnas ascendentes) de perforación, producción y acondicionamiento.
Un riser (columna ascendente) para taladrar es una tubería entre un dispositivo antierupción de lecho marino (BOP) y un carro flotante de barrenado que es una unidad de barrenado fijada de manera no permanente al lecho marino como una unidad de taladro, una unidad semisumergible o una unidad de gatos. Se supone que el carro flotante de barrenado sea Ia grúa de brazo móvil y su maquinaria asociada.
Un riser (columna ascendente) de producción es una tubería que transporta petróleo o gas que une una cabeza de pozo marino a una plataforma de producción o una plataforma de carga de tanque.
Un riser (columna ascendente) de acondicionamiento es una línea de flujo que se usa para realizar un acondicionamiento de pozo, Io cual se realiza en un pozo existente y puede involucrar volver a evaluar Ia formación de producción, limpiar Ia arena de las zonas de producción, sustentación a chorro, reemplazo de equipo en el fondo del pozo, profundización de pozos, acidificación o fracturación o mejoramiento del mecanismo de impulso.
En años recientes, dichas operaciones de acondicionamiento se han realizado cada vez más con el uso de tubería de carrete enrollada o continua como Io señala US4281716 (Standard OiI Co. Indiana).
Sin embargo, de acuerdo con WO9816715 (Kvaerner Eng.), Hay varias ventajas al usar un solo tubo continuo cuando entra a un pozo petrolero o de gas vivo. Esto significa que el pozo no tiene que matarse, (es decir, un fluido pesado no tiene que bombearse hacia Ia tubería de producción para controlar Ia zona de producción de petróleo o gas por el efecto de su presión hidrostática mayor). La tubería continua tiene Ia ventaja de también ser capaz de pasar a través de Ia tubería por Ia que se está produciendo petróleo y/o gas, sin alterar Ia tubería del lugar.
Tomando en cuenta que los risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento están sujetos a desgaste y tensiones de carga además del ataque de Ia corrosión, es probable que las tuberías usadas en este ambiente tengan propiedades de resistencia al desgaste y Ia corrosión para lograr un buen desempeño, reducir ambos, el peso de Ia columna del riser (columna ascendente) y las cargas acodadas en Ia cabeza del pozo y Ia interfaz de Ia plataforma.
Asimismo, las tuberías necesitan tener un buen desempeño de soldadura para ser soldadas a conectores soldados para construir Ia columna.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Un primer objeto de Ia invención es proporcionar una tubería de acceso sin costuras que va a ser utilizado como un riser (columna ascendente) en operaciones de acondicionamiento con un diseño químico y microestructura específicos consistentes en una geometría en Ia que los extremos del tubo tengan un grosor de pared y un diámetro externo incrementados para reducir el peso de Ia columna de riser (columna ascendente).
Un segundo objeto va a proporcionar un tubo de acero sin costuras para Ia aplicación como un riser (columna ascendente) de acondicionamiento con un diseño de química específico y una microestructura consistentes en una geometría en Ia que los extremos del tubo tienen un grosor de pared y un diámetro externo incrementados para reducir las cargas de doblado en Ia cabeza del pozo y en Ia interfaz de Ia plataforma.
Un tercer objeto de Ia invención es proporcionar un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para Ia aplicación como un riser (columna ascendente) de acondicionamiento con un diseño químico y microestructura específicos consistentes en una geometría en Ia que los extremos del tubo tienen un grosor de pared y un diámetro externo incrementados usando técnicas de alteración.
Un cuarto objeto de Ia invención es proporcionar un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para Ia aplicación como un riser (columna ascendente) de acondicionamiento con un diseño químico y microestructura específicos consistentes en una geometría en Ia que los extremos del tubo tienen un grosor de pared y un diámetro externo incrementados usando técnicas de mecanizado.
Un quinto objeto de Ia invención es proporcionar un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para la aplicación como un riser (columna ascendente) de acondicionamiento con un diseño químico y microestructura específicos consistentes en una geometría en Ia que los extremos del tubo tienen un grosor de pared y un diámetro externo incrementados capaces de garantizar las características mecánicas para tener una alta resistencia al desgaste y a Ia corrosión y un buen desempeño de soldadura.
Asimismo, los tubos usados como risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento pueden volver a utilizarse, Io cual implica un ahorro. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 ilustra una modalidad preferida del riser (columna ascendente) de acondicionamiento de Ia presente invención con extremos recalcados. La Figura 2 muestra una representación gráfica de los resultados de Ia prueba de Tracción (YS y UTS) de las secciones del cuerpo de tubería recalcadas del material en Ia condición de templado y revenido de las diferentes pruebas industriales. La Figura 3 muestra una representación gráfica de los valores de dureza HRC de las secciones de cuerpo de cubería y recalcado que muestran el logro del porcentaje mínimo de transformación martensítica del material en Ia condición templada de Ia producción de ambas dimensiones. Las Figuras 4 y 5 muestran una representación gráfica de los valores de dureza HRC de las secciones de recalcado y cuerpo de tubería que muestran Ia dispersión de lecturas de dureza individuales como una función de Ia ubicación a través del grosor (OD, MW & ID) del material en Ia condición de recalcadura de Ia producción de Ia dimensión WT de 7"OD x 17.5 mm WT y Ia dimensión WT de 8 5/8" OD x 15.9mm, respectivamente.
La Figura 6 muestra Ia representación gráfica de los resultados de Ia prueba de impacto CVN transversal a -20°C desde las secciones de recalcado y cuerpo del tubo de Ia producción de ambas dimensiones que muestran Ia dispersión de valores de dureza individuales de acuerdo con Ia especificación del material en Ia condición templada.
La Figura 7 muestra el tamaño de grano austenítico reportado en ASTM 9/10 en el cuerpo del tubo y ASTM 8/9 en el extremo recalcado.
La Figura 8 muestra fotomicrógrafos en sección transversal que muestran una microestructura constituida por martensita a través del grosor de pared de Ia sección del cuerpo del tubo de material templado para Nital 2% en magnificación al 300X.
La Figura 9 muestra fotomicrógrafos en sección transversal que muestran una microestructura constituida por martensita en el extremo recalcado del material templado para Nitál 2% en magnificación 300X.
La Figura 10 muestra fotomicrógrafos en sección transversal, que muestran una microestructura constituida por martensita templada en el cuerpo del tubo del material templado y revenido para 2% de Nital en magnificación de 300X.
La Figura 10 muestra fotomicrógrafos en sección transversal, que muestran una microestructura constituida por martensita templada en el extremo recalcado del material templado y revenido para 2% de Nital en magnificación de 300X. La Figura 12 muestra observaciones microestructurales de material templado en el cuerpo mecanizado del tubo y las zonas de extremo que relevan un tamaño de grano austenítico de 8/9 en ambas zonas medidas por el método de saturación de acuerdo con ASTM E-112.
La Figura 13 muestra fotomicrógrafos en sección transversal que muestran una microestructura constituida por martensita a través del grosor de pared de Ia sección del cuerpo del tubo mecanizado de material templado para Nital 2% en magnificación al 300X.
La Figura 14 muestra fotomicrógrafos en sección transversal que muestran una microestructura constituida por martensita a través del grosor de pared de Ia sección de extremo del tubo de material templado para Nital 2% en magnificación al 300X.
La Figura 15 muestra fotomicrógrafos en sección transversal que muestran una microestructura constituida por martensita templada a través del grosor de Ia sección de cuerpo de tubería de material templado y revenido para 2% de Nital en magnificación al 300X.
La Figura 16 muestra fotomicrógrafos en sección transversal que muestran una microestructura constituida por martensita templada a través del grosor de Ia sección de extremo de tubería de material templado y revenido para 2% de Nital en magnificación al 300X. BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe un tubo de acero sin costuras que va a usarse como riser (columna ascendente) en operaciones de acondicionamiento con un diseño químico específico y una microestructura que consiste en una geometría en Ia que los extremos del tubo tienen un grosor de pared y diámetro externo incrementados. El diseño de aleación se basa en requerimientos de alta resistencia. Las características principales de Ia composición química del tubo incluyen 0.23-0.28 % en peso de Carbono, 0.45 -0.65 % en peso de Mn, y otros elementos de aleación como Mo, y Cr para lograr el porcentaje requerido de transformación martensítica. Además, se usan elemento de microaleación como Ti y Nb como refinadores de grano. El bajo contenido de elementos residuales como S y elementos residuales como Cu y P se usan para evitar el problema de corrosión relacionado con Ia promoción de inclusiones y segregación en límites de grano que disminuyen el desempeño en Ia corrosión, el contenido de hidrógeno se mantuvo por debajo de 2.4 ppm para evitar cualquier problema relacionado con Ia inclusión de hidrógeno y el decremento del desempeño de Ia corrosión.
La ruta de producción para fabricar el tubo sin costuras recalcado para Ia aplicación del riser (columna ascendente) de Acondicionamiento, incluye los siguientes pasos: moldeado de acero (Barra de moldeado continua, laminado de tuberías sin costura (proceso de MPM), recalcado de extremos de tubería, tratamiento térmico, pruebas destructivas (incluyendo microlimpieza, tamaño de grano austenítico, cálculo del porcentaje de transformación martensítica, pruebas de tracción, dureza, resistencia, SSC), control dimensional del cuerpo de tubería y extremos recalcados (diámetro externo, defecto de redondez, excentricidad, rectitud en bordes, diámetro interno, longitud), mecanizado de extremo de recalcado externo e interno, control dimensional (diámetro interno, diámetro externo y longitud de mecanizado), pruebas de arrastre en los extremos de recalcado, pruebas no destructivas (NDT) de extremos de recalcado, peso, medición y marcado, inspección visual de superficie externa, inspección UT del cuerpo del tubo e inspección UT de los extremos recalcados (sólo sección cilindrica).
La ruta de producción para fabricar Ia tubería sin costuras de mecanizado para Ia aplicación de riser (columna ascendente) de Acondicionamiento incluye los siguientes pasos: moldeado de acero (Barra de moldeado continua), laminado de tuberías sin costura (proceso de MPM), tratamiento térmico, pruebas destructivas (incluyendo microlimpieza, tamaño de grano austenítico, cálculo del porcentaje de transformación martensítica, pruebas de tracción, dureza, resistencia, SSC), control dimensional del cuerpo de tubería (diámetro externo, defecto de redondez, rectitud en bordes, diámetro interno, longitud ), mecanizado de Ia superficie externa de toda Ia longitud de Ia tubería al programar Ia máquina de enrejado CNC con el fin de lograr las dimensiones finales en los extremos, control dimensional (diámetro interno, d iámetro externo, defecto de redondez, rectitud en bordes y long itud) del cuerpo de tubería y extremos de mecanizado, pruebas de arrastre en los extremos, pruebas no destructivas (NDT) de extremos, peso, medición y marcado, inspección visual de superficie externa , inspección UT de cuerpo del tubo mecanizado e inspección UT de extremos (sólo sección cilindrica).
La combinación de composición qu ímica y control estrecho de parámetros de tratamiento térmico permite lograr Ia microestructura adecuada después del tem plado y revenido con el fin de lograr propiedades mecánicas y pasar los req uerim ientos de pruebas del Método A SSC descritos anteriormente.
DESC RI PCIÓN DETALLADA DE MODALI DADES PRE FE RIDAS
DE LA I NVENCIÓN La composición qu ímica del tubo de acero sin costuras de
Ia presente invención comprende porcentaje en peso: carbono 0.23-0.29 , manganeso 0.45-0.65 , silicón 0.1 5-0.35, cromo 0.90- 1 .20, mol ibdeno 0.70- 0.90, n íq uel 0.20 max, nitrógeno 0.01 0 max, boro 0.0010-0.0030, alum inio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.01 5 max, titanio 0.005-0.030, niobio 0.020- 0.035, cobre 0.15 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables.
Una composición más preferida comprende: carbono 0.25- 0.28, manganeso 0.48-0.58, silicón 0.20-0.30, cromo 1.05-1.15, molibdeno 0.80- 0.83, níquel 0.10 max, nitrógeno 0.008 max, boro 0.0016-0.0026, aluminio 0.015-0.045, azufre 0.0030 max, fósforo 0.010 max, titanio 0.016-0.026, niobio 0.025-0.030, cobre 0.10 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.015 max, hidrógeno 2.0 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables.
Los tubos de acero sin costuras tienen una geometría, en Ia que los extremos de los tubos tienen un grosor de pared y diámetro externo incrementado, y las siguientes propiedades mecánicas:
En Ia condición templada
90% de transformación martensítica cuando se evalúa de acuerdo con Ia siguiente fórmula: HRCmin = (58 x %C) + 27
Tamaño de grano austenítico de acuerdo con el mínimo de ASTM 5 o más fino
En Ia condición de templado y revenido Prueba de Tracción Longitudinal (especimenes estándar redondos cuando el grosor de pared es igual o mayor que 1" y especimenes de tira longitudinal cuando el grosor de pared está por debajo de 1"). Mínima Resistencia a Ia Tracción: 90ksi (620 MPa) Máxima Resistencia a Ia Tracción: 105ks¡ (724 MPa) Mínima Resistencia a Ia Tensión Última: 100ksi (690 MPa) Mínimo Alargamiento (L = 4D): 18% Proporción de Elasticidad a Tracción <.0.92
Prueba Transversal Charpy (usando espécimen de 10x10 mm)
Energía Absorbida Individual Mínima: 30 Joules Energía Absorbida Promedio Mínima: 40 Joules Valor de Dureza Máximo: 25.4 Hrc (valor de acuerdo con
API 5CT significa promedio por hilera)
Los criterios de aceptación de microlimpieza de acuerdo con ASTM E-45 A: A, B1 C, D todos por debajo del 2
Cumplimiento con NACE, criterios de aceptación: Pasar prueba A del Método SSC A de acuerdo con NACE TM0177- 2005, usando solución de prueba (A), prueba a 85%SMYS, periodo de prueba 720 horas.
La geometría del tubo de acero sin costuras de Ia presente invención y las características mecánicas se obtienen por dos métodos de manufactura: recalcado y mecanizado.
El método de manufactura de recalcado comprende los siguientes pasos:
(a) proporcionar un tubo de acero que contiene una composición en porcentaje en peso de carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0.15-0.35, cromo 0.90-1.20, molibdeno 0.70- 0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.015 max, titanio 0.005-0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.15 max, arsénico 0.020, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables, obtenidas por el proceso de laminado (proceso MPM);
(b) recalcado de extremos de tubo;
(c) austenitización entre 850-930°C de Ia longitud total del tubo; y
(d) templado y revenido entre 630-7200C
(e) pruebas destructivas (incluyendo microlimpieza, tamaño de grano austenítico, cálculo del porcentaje de transformación martensítica, de acuerdo con Ia fórmula HRCmin = (58 x %C) + 27 , tracción, dureza, resistencia, prueba SSC)
(f) control dimensional del cuerpo del tubo y extremos de recalcado (diámetro externo, defecto de redondez, excentricidad, rectitud, diámetro interno, longitud)
(g) mecanizado de extremo de recalcado externo e interno (h) control dimensional (diámetro interno, diámetro externo y extremo mecanizado)
(i) prueba de escurrido en los extremos recalcados
(j) pruebas no destructivas de extremos recalcados, calibración, medición, medición y marcado, inspección vidual de la superficie externa, inspección de UT del cuerpo de Ia tubería e inspección UT de extremos recalcados.
El método de manufactura de recalcado comprende los siguientes pasos: (a) proporcionar un tubo de acero que contiene una composición en porcentaje en peso de carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0.15-0.35, cromo 0.90-1.20, molibdeno 0.70- 0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.015 max, titanio 0.005-0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.15 max, arsénico 0.020, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables, obtenidas mediante el proceso de laminado (proceso MPM); (b) tratamiento térmico de tuberías (austenitización entre
850-9300C Ia longitud total del tubo; y templado y revenido entre 630-7200C);
(c) pruebas destructivas (incluyendo microlimpieza, tamaño de grano austenítico, cálculo del porcentaje de transformación martensítica de acuerdo con Ia fórmula, tracción, dureza, resistencia, pruebas SSC);
(d) control dimensional del cuerpo de tubería (OD, defecto de redondez, rectitud, ID, longitud); (e) mecanizado de Ia superficie externa de todo el largo de Ia tubería al programar el mecanizado de enrejado CNC con el fin de lograr las dimensionales en los extremos;
(f) el control dimensional (ID, OD, defecto en Ia redondez, rectitud y longitud) del cuerpo de tubos y extremos de mecanizado
(g) prueba de escurrido en los extremos, y
(h) pruebas no destructivas (NDT) de extremos, calibración, medición y marcado, inspección visual de Ia superficie externa, inspección UT de cuerpo de tubería mecanizado e inspección UT de extremos mecanizados (sección cilindrica solamente).
Ambos métodos también se realizan al proporcionar una tubería de acero sin costuras con Ia composición preferida, como se divulga anteriormente.
La tubería de acero sin costuras de Ia presente invención puede ser dividida en dos zonas. Como se muestra en Ia Figura
1, hay un grosor de pared incrementado y un extremo de diámetro con longitud interna y externa (recalcado de Ia zona mecanizada) y el cuerpo de tubería. Debido a una combinación de los métodos de manufactura y el diseño químico, tanto el cuerpo entero del tubo y los extremos tienen Ia misma límite de elasticidad de por Io menos 620 MPa (90 ksi) (YS) y a Io mucho
724 MPa (105 ksi), una Proporción de Elasticidad a Tracción no superior a 0.92, asimismo, Ia misma resistencia final a Ia tracción (UTS) de por Io menos 690 MPa (100 ksi), alargamiento de por Io menos 18%, dureza Rockwell de a Io mucho 25.4 HRC (valor de acuerdo con API 5CT significa promedio por hilera) y resistencia a Ia corrosión (Cumplimiento con NACE, criterios de aceptación: Pasar prueba de Método A SSC de acuerdo con NACE TM0177-2005, usando solución de prueba (a), haciendo pruebas a 85%SMYS, periodo de prueba 720 horas). Antes el Tamaño de Grano Austenítico es de 5 o menos. El producto después del proceso de tratamiento térmico de templado debe cumplir con el Tamaño de Grano Austenítico previo (PAGS) es de 5 o menos una microestructura de por Io menos 90% de martensita en Ia condición templada.
Los tubos pueden utilizarse en servicio corrosivo y no corrosivo. El diámetro nominal de los tubos que van a ser extremos recalcados puede ser desde 414" hasta 10 %".
El diámetro nominal de los tubos cuyos extremos van a maquinarse desde 4 14" a 18" debido a las instalaciones de manufactura. El grosor de los tubos varía de 10 mm a 50 mm.
Ejemplos
Ejemplo 1
Se realizaron dos pruebas de desarrollo industrial para dos d imensiones de tubos (8 5/8" OD x 15.9 mm WT y 7" OD x 1 7.5 m m WT). El diseño qu ímico se m uestra en Ia Tabla 1 y los rangos deseados de propiedades mecánicas se muestran en Ia
Tabla 2.
Tabla 1
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Figure imgf000020_0001
Tabla 2
Figure imgf000020_0002
La operación de manufactura de recalcado se realizó siguiendo los pasos de: a ) Los extremos de tubería en Ia cond ición enrol lada se calentaron hasta Ia temperatura de forjado adecuada calentando Ia longitud de tubería calculada . La operación de recalcado ocurre a una temperatura m ínima de 1000cC; b) Una vez que se logró el ciclo de calentamiento, los extremos de tubería se recalcaron con el dado apropiado y diseño de. herramientas para cada d i mensión particular; c) Luego, se hizo Ia inspección de superficies de tuberías externas e internas después de cada golpe con el fin de encontrar cualq uier posible defecto generado por Ia operación de recalcado.
Se tuvo consideración especial cuando se d iseñó Ia cu rva de calentam iento para usarse durante el proceso de tratamiento térmico en el horno de a ustenitización (860-9400 C) y el horno de templado (640-7200C) para los extremos recalcados del prod ucto de 8 5/8" OD. Después del proceso de tratamiento térmico por austenitización , Ia tubería debe entrar al proceso de templado por encima de AC3 para garantizar Ia transformación a través de Ia pared garantizada. Después, para el prod ucto 7"OD, se h icieron unos cuantos aj ustes de tratam iento térm ico en las curvas de calentamiento con base en los resultados obtenidos de Ia otra tubería OD de 8 5/8". Las temperaturas reales del cuerpo de tubería y superficie externa de los extremos de recalcado se midieron con cuidado a través de las etapas de prueba justo en Ia entrada de las tuberías dentro de Ia cabeza de templado usando un pirómetro manual además de los pirómetros de horno.
Después de los tratamientos térmicos, se realizó una caracterización mecánica . Desde el material templado , se calculó el porcentaje de transformación martens ítica . Se realizaron pruebas de tracción , dureza y resistencia en el materia l tem plado y revenido tanto en secciones de cuerpo de recalcado y de tubería . Se cumplió con las especificaciones; buena d ureza, va lores de l ím ite de elasticidad de valores H RC tem plados de más de 92 ksi por debajo del máximo perm itido (25.4 H RC) y energ ía a bsorbida superior a 100 Joules en Ia temperatura especificada de -200C.
También se realizaron pruebas exhaustivas destructivas de caracterización y corrosión SSC Método A (Prueba de Tracción Estándar NACE, TMO 1 77-96 ). Los resultados de homogeneidad en propiedades de tracción , dureza y resistencia son consecuencia de u na m icroestructura m uy homogénea a través de Ia pared tanto en el extremo de recalcado y en el cuerpo de tubería en Ia condición templada y revenida . Las Figuras 2 a 5 ilustran varias representaciones gráficas de las propiedades mecánicas incluyendo Ia dureza.
Se midió en tamaño de grano austenítico en material templado mediante el método de saturación de acuerdo con ASTM E-112. Como se muestra en Ia Figura 6, el tamaño de grano reportado en las muestras era de 9/10 en el cuerpo de Ia tubería el cual estaba por encima del tamaño requerido debido a que el mínimo requerido era de 5. Las muestras de recalcado mostraron un tamaño de grano de 8/9 y 9/10 cumpliendo con las especificaciones ilustradas en Ia Figura 6.
La cara transversal al eje de enrollamiento se preparó metalográficamente y se grabó con Nital 2% para realizar observaciones microestructurales con un microscopio óptico. (Nital: Solución de 2% de ácido nítrico en alcohol etílico). En muestras templadas, se observó una estructura martensítica en secciones OD, ID y MW a través del grosor logrando una transformación martensítica de más de 90% medida desde los valores de dureza HRC como se muestra en las Figuras 8 y 9. En el material templado y revenido, se observó una microestructura constituida por martensita templada a través del grosor como se muestra en las Figuras 10 y 11.
Las microestructuras observadas en el material templado fueron principalmente martensíticas con una transformación martensítica de más de 95% a través de todo el grosor de Ia tubería tanto en el cuerpo de tubería y el recalcado, Io cual indica que Ia temperatura a Ia que Ia tubería entró a Ia etapa de templado y el templado mismo fueron homogéneos. Por otro lado, las microestructuras observadas en el material templado, Ia martensita templada estaba presente a través del grosor.
El material pasó Ia prueba A del Método SSC a 85%SMYS de acuerdo con NACE TM0177-96 alcanzando las 720 horas.
Resultados de Prueba de Corrosión de acuerdo con el Método A de NACE
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*NF: No falló
Ejemplo 2
Se realizó una prueba de desarrollo industrial para una dimensión de tubo (8.26" OD x 44 mm WT y 9.97" OD x 41 mm WT). El diseño químico se muestra en Ia Tabla 1 y los rangos deseados de propiedades mecánicas se muestran en Ia Tabla 2 del Ejemplo 1.
La tubería se laminó en una condición de pared pesada. El grosor de Ia pared era de aproximadamente 44 mm. Después del laminado, se realiza el tratamiento térmico.
Se hicieron consideraciones similares acerca de este paso como en el Ejemplo 1 para obtener a través de Ia transformación de pared.
Después del tratamiento térmico de las tuberías, Ia caracterización mecánica de detalle se realizó como en el
Ejemplo 1. El control dimensional del diámetro externo (OD), defecto de redondez, diámetro interno (ID) y Ia longitud de tuberías fue realizado después de Ia inspección UT.
Con el fin de lograr dimensiones finales, Ia longitud completa del cuerpo de tubería se mecanizó desde Ia superficie externa Ia programar Ia máquina de enrejado CNC.
Una vez más, se realizó un control dimensional de tuberías después del mecanizado.
Para efectos de calidad, se hicieron inspecciones no destructivas de Ia sección de cuerpo de tubo recto usando UT automático y manual para los extremos cilindricos.
Al igual que en el ejemplo 1, se realizó una caracterización mecánica, calculando el porcentaje de transformación martensítica desde el material templado. En el material templado y revenido, se realizaron pruebas de tracción, dureza y resistencia en ambos extremos mecanizados y secciones del cuerpo de Ia tubería. Se cumplieron las especificaciones; valores de buena durabilidad, límite de elasticidad de más de 94 ksi, valores HRC templados por debajo del máximo permitido (25.4 HRC) y energía absorbida por arriba de los 100 Joules en Ia temperatura especificada de -200C.
También se realizaron pruebas de caracterización destructiva extendida y Método A SSC de corrosión (Prueba de Tracción Estándar NACE, TMO177-96).
La homogeneidad en resultados de prueba de propiedades de tracción, dureza y resistencia son consecuencia de una microestructura muy homogénea a través de Ia pared en ambos extremos mecanizados y el cuerpo de tubería en Ia condición templada y revenida.
Las observaciones microestructurales de material templado en el cuerpo mecanizado del tubo y las zonas de extremo relevan un tamaño de grano austenítico de 8/9 en ambas zonas medidas por el método de saturación de acuerdo con ASTM E-112. El extremo modificado de Ia muestra analizada mostró un tamaño de grano de 8/9 cumpliendo con las especificaciones como se muestra en Ia Figura 12.
La cara transversal al eje de laminado se preparo de manera metalográfica y se grabó con Nital 2% para realizar observaciones microestructurales con un microscopio óptico. (Nital: Solución de 2% de ácido nítrico en alcohol etílico).
En Ia muestra templada, se observó una microestructura martensítica en secciones OD, ID y MW a través del grosor logrando una transformación martensítica de más de 90% medidos a partir de los valores de dureza HRC como se muestra en las Figuras 13 y 14.
En el material templado y revenido, se observó una microestructura constituida por martensita templada a través del grosor como se muestra en las Figuras 15 y 16.
El material pasó Ia prueba A del método SSC a 85% SMYS de acuerdo con NACE TM0177-2005 logrando las 720 horas.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendente) de acondicionamiento que comprende en porcentaje en peso, carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0.15-0.35, cromo 0.90-1.20, molibdeno 0.70- 0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.015 max, titanio 0.005-0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.15 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables, que consiste en una geometría en Ia cual los extremos del tubo tienen un grosor de pared incrementado y un diámetro externo y que tiene un límite de elasticidad de por Io menos 620 MPa (90 ksi) a través de toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo.
2.- Un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento que comprende en porcentaje en peso, carbono 0.25-0.28, manganeso 0.48-0.58, silicio 0.20-0.30, cromo 1.05-1.15, molibdeno 0.80- 0.83, níquel 0.10 max, nitrógeno 0.008 max, boro 0.0016-0.0026, aluminio 0.015-0.045, azufre 0.0030 max, fósforo 0.010 max, titanio 0.016-0.026, niobio 0.025-0.030, cobre 0.10 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.015 max, hidrógeno 2.0 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables que consisten en una geometría en Ia cual los extremos del tubo tienen un grosor de pared incrementado y diámetro externo y que tiene un límite de elasticidad de por Io menos 620 MPa (90 ksi) a través de toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo.
3.- Un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 1, en donde las siguientes propiedades mecánicas en Ia condición templada 90% de transformación martensítica cuando se evalúa de acuerdo con Ia siguiente fórmula: HRCmin = (58 x %C) + 27, tamaño de grano austenítico de acuerdo con el mínimo ASTM 5 o más fino en Ia condición templada y revenida, Prueba de Tracción Longitudinal (especímenes estándar redondos cuando el grosor de Ia pared es igual o superior a 1" y especímenes de columna longitudinal cuando el grosor de pared está por debajo de 1"), por Io menos Resistencia a Ia Tracción de 620 MPa (90ksi), Máximo límite de elasticidad de 724 MPa (105ksi), Resistencia Final Mínima a Ia Tracción, 690 MPa (100 ksi), Alargamiento Mínimo (L = 4D), 18%, Proporción de Elasticidad a Ia Tracción <_ 0.92, Prueba Charpy Transversal, Energía Absorbida Individual Mínima: 30 Joules, Energía Absorbida Promedio Mínima: 40 Joules, Valor de Dureza Máximo, 25.4 HRC (valor de acuerdo con API 5CT significa promedio por hilera), Criterios de aceptación de microlimpieza de acuerdo con ASTM E-45 A: A, B, C, D todos por debajo de 2, pasar Ia prueba del Método A de SSC de acuerdo con NACE TM0177-2005, usando solución de prueba (A), probar a 85% SMYS, periodo de prueba de 720 horas, en toda Ia longitud del cuerpo del tubo y en extremos de tubo. 4.- Un tubo acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 2, en donde las siguientes propiedades mecánicas en Ia condición templada por Io menos 90% de transformación martensítica cuando se evalúa de acuerdo con Ia siguiente fórmula: HRCmin = (58 x %C) + 27, tamaño de grano austenítico de acuerdo con el mínimo de 5 de ASTM o más fino en Ia condición templada y revenida, Prueba de Tracción longitudinal (especimenes estándar redondos cuando el grosor de pared es igual o mayor que 1" y especimenes de columna longitudinal cuando el grosor de pared está por debajo de 1"), por Io menos una Resistencia a Ia Elasticidad de 620 MPa (90ksi), Máximo Límite de Elasticidad de 724 MPa (105ksi), una Resistencia Final Mínima a Ia Tracción, 690 MPa (100 ksi), un Alargamiento Mínimo (L = 4D), 18%, Proporción de Elasticidad a Tracción <_ 0.92, Prueba Charpy Transversal, Mínima Energía Absorbida individual: 30 Joules, Mínima Energía Absorbida Promedio Mínima: 40 Joules, Máximo Valor de Dureza; 25.
4 HRC (valor de acuerdo con API 5CT significa promedio por hilera), Los criterios de aceptación de microlimpieza de acuerdo con ASTM E-45 A: A, B, C, D todos por debajo de 2, Pasar Ia prueba A del Método SSC de acuerdo con NACE TM0177-2005, usando Ia solución de prueba (A), probar a 85%SMYS, periodo de prueba de 720 horas, en toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo.
5.- Un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento que tienen un límite de elasticidad de por Io menos 620 MPa (90ksi) tanto en un cuerpo de tubo como en extremos de tubo que comprenden los siguientes pasos de: (a) proporcionar un tubo de acero que contiene una composición en porcentaje en peso de carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0.15-0.35, cromo 0.90-1.20, molibdeno 0.70- 0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.015 max, titanio 0.005-0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.15 max, arsénico 0.020 max, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro y purezas inevitables;
(b) recalcado de extremos de tubo; (c) austenitízación entre 850-9300C de Ia longitud total del tubo; y
(d) templado y revenido entre 630-7200C
6.- Un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 5, que adicionalmente comprende los siguientes pasos:
(e) pruebas destructivas (incluyendo microlimpieza, tamaño de grano austenítico, cálculo de porcentaje de transformación martensítica, tracción, dureza, resistencia, pruebas SSC)
(f) control dimensional del cuerpo de tubería y extremos de recalcado (diámetro externo, fuera de redondez, excentricidad, rectitud, diámetro interno, longitud) (g) mecanizado de extremo recalcado externo e interno
(h) control de dimensión (diámetro interno, diámetro externo y extremo de mecanizado)
(i) prueba de escurrido en los extremos de recalcado (j) pruebas no destructivas de extremos recalcados, calibración, medición y marcado, inspección visual de superficie externa, inspección UT de cuerpo de Ia tubería e inspección UT de extremos recalcados.
7.- Un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento que tienen un límite de elasticidad de por Io menos 620 MPa (90ksi) tanto en un cuerpo de tubo y en extremos de tubo que comprenden los siguientes pasos de:
(a) proporcionar un tubo de acero que contiene una composición en porcentaje en peso de carbono 0.23-0.29, manganeso 0.45-0.65, silicón 0.15-0.35, cromo 0.90-1.20, molibdeno 0.70- 0.90, níquel 0.20 max, nitrógeno 0.010 max, boro 0.0010-0.0030, aluminio 0.010-0.045, azufre 0.005 max, fósforo 0.015 max, titanio 0.005-0.030, niobio 0.020-0.035, cobre 0.15 max, arsénico 0.020, calcio 0.0040 max, estaño 0.020 max, hidrógeno 2.4 ppm max, el resto son hierro e impurezas inevitables, obtenidas mediante el proceso de laminado (proceso MPM);
(b) tratamiento térmico de tuberías (austenitización entre 850-9300C Ia longitud total del tubo; y templado y revenido entre 630-7200C);
(c) pruebas destructivas (incluyendo microlimpieza, tamaño de grano austenítico, cálculo del porcentaje de transformación martensítica, tracción, dureza, resistencia, pruebas SSC); (d) control dimensional de cuerpo de tubería (OD, defecto de redondez, rectitud, ID, longitud); y
(e) mecanizado de Ia superficie externa de Ia longitud completa de Ia tubería al programar Ia máquina de enrejado CNC con el fin de lograr dimensiones finales en los extremos.
8.- Un método para fabricar un tubo de acero sin costuras para risers (columnas ascendentes) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 7, que adicionalmente comprende los siguientes pasos: (f) control dimensional (ID, OD, defecto de redondez, rectitud y longitud) del cuerpo de tubería y extremos mecanizados;
(g) prueba de escurrido en los extremos; y (h) pruebas no destructivas (NDT) de extremos, calibración, medición y marcado, inspección visual de Ia superficie externa, inspección UT de cuerpo de tubería mecanizado e inspección UT de extremos mecanizados (secciones cilindricas solamente).
9.- Un tubo de acero sin costuras para riser (columna ascendente) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 1, en donde el material templado y revenido tiene una microestructura constituida por martensita templada a través del grosor, a través de toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo.
10.- Un tubo de acero sin costuras para riser (columna ascendente) de acondicionamiento de acuerdo con Ia reivindicación 2, en donde el material templado y revenido tiene una microestructura constituida por martensita templada a través del grosor, a través de toda Ia longitud de un cuerpo de tubo y en extremos de tubo.
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