PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE TUBOS

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Esther Lencastre Padilha
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1 PUC Rio Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Departamento de Engenharia Mecânica Laboratório de Integridade Estrutural PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE TUBOS Prof. Ronaldo D. Vieira

Laboratório de Integridade Estrutural PROCESSOS DE

3 UTILIZAÇÃO DOS TUBOS CONDUTORES (LINEPIPES) - TRABALHAM SOB ALTA PRESSÃO INTERNA ESTÁTICA E CÍCLICA (TENSÕES CIRCUNFERENCIAIS) - DEVEM TER DIMENSIONAL PRECISO PARA FACILITAR A INSTALAÇÃO E TESTES POR PIGS -O CONTROLE DE QUALIDADE DE FABRICAÇÃO É BASTANTE RIGOROSO EXPLORAÇÃO - UTILIZADOS NOS REVESTIMENTOS DE POÇOS DE PETRÓLEO -A PRINCIPAL SOLICITAÇÃO É LONGITUDINAL (SUSTENTAÇÃO DA COLUNA) - GERALMENTE TEM AS EXTREMIDADES ROSCADAS ESTRUTURAIS -SÃO TUBOS USADOS EM ESTRUTURAS METÁLICAS DE MÁQUINAS, PONTES, PRÉDIOS, ETC. -GERALMENTE TÊM REQUISITOS DIMENSIONAIS, DE PROPRIEDADES E DE CONTROLE DE FABRICAÇÃO MENOS EXIGENTES DO QUE OS LINEPIPES SANEAMENTO - TAMBÉM SÃO TUBOS CONDUTORES, PORÉM TRABALHAM SOB PRESSÃO INTERNA MAIS BAIXA. - PORTANTO TÊM REQUISITOS DE PROPRIEDADES E DE CONTROLE DE FABRICAÇÃO MENOS EXIGENTES DO QUE OS LINEPIPES

GERALMENTE TEM AS EXTREMIDADES ROSCADAS ESTRUTURAIS -SÃO TUBOS USADOS EM ESTRUTURAS METÁLICAS DE MÁQUINAS, PONTES, PRÉDIOS, ETC.

6 OIL COUNTRY TUBULAR GOODS ONSHORE

7 PRINCIPAIS NORMAS PARA TUBOS DE PETRÓLEO 1) ANSI/API SPECIFICATION 5L - Specification for Line Pipe FORTY-FOURTH EDITION, OCTOBER 1, ) ISO 3183: Petroleum and natural gas industries Steel pipe for pipeline transportation systems

EDITION, OCTOBER 1, 2007 2) ISO 3183:2007 - Petroleum and

11 Tipos de tubos previstos na norma API 5L níveis e graus soldagem tipo de tubo PSL 1 PSL 2 A25 A até X70 sem costura sem costura soldagem costura contínua sem metal soldados por resistência elétrica (ERW) de adição soldagem a laser costura longitudinal a arco submerso (SAW) soldagem a arco protegido por gás (MIG/MAG) soldagem combinação MAG e SAW com metal costura dupla a arco submerso de adição costura dupla MIG/MAG costura dupla combinada MAG/SAW costura helicoidal a arco submerso Observações - PSL 1: diâmetros de 0,405 até 80 ; PSL 2: diâmetros de 4½ até 80 - Costura dupla é permitida para diâmetros 36 e costura helicoidal é permitida para diâmetros 4½ B até X80

combinação MAG e SAW com metal costura dupla a arco submerso de adição costura dupla MIG/MAG costura dupla combinada MAG/SAW costura helicoidal a arco submerso

12 SMLS seamless pipe CW continuous welding process for pipe during manufacturing LFW low-frequency electric welding process for pipe during manufacturing HFW high-frequency electric welding process for pipe during manufacturing LW laser welding process for pipe during manufacturing SAWL submerged-arc longitudinal welding process for pipe during manufacture SAWH submerged-arc helical welding process for pipe during manufacture COWL combination longitudinal welding process for pipe during manufacturing COWH combination helical welding process for pipe during manufacturing EW electric resistance or electric induction welding process for pipe during manufacturing

process for pipe during manufacture SAWH submerged-arc helical welding process for pipe during manufacture COWL combination longitudinal welding process for pipe

14 VISTA GERAL DOS PROCESSOS CONTÍNUOS DE CONFORMAÇÃO

15 Etapas de produção do aço até o lingotamento contínuo ALTO FORNO SUCATA CONVERSOR LD DESSULFURAÇÃO FORNO PANELA (a) (b) (c) (d) HOMOGENEIZAÇÃO COM ARGÔNIO DEGASEIFICADOR À VÁCUO LINGOTAMENTO CONTÍNUO (g) (f) (e)

16 Representação esquemática de um lingotador contínuo a arco circular líquido molde panela casca sólida funil molde corte a quente desempeno jatos de água conformação de redução ainda em solidificação

casca sólida funil molde corte a quente desempeno

17 Lingotador de placas: (a) desenho esquemático de um lingotador de dois veios; (b) vista parcial das duas placas lingotadas na saída do lingotador

19 Laminador de chapas grossas: (a) desenho esquemático de um laminador quádruo; b) vista geral de um laminador cilindros de apoio torque placa cilindros de trabalho

20 ASPECTOS GERAIS SOBRE O DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS PARA DUTOS TECHNICAL CHALLENGES AND METALLURGICAL ASPECTS OF HIGH STRENGTH LINEPIPE J. MALCOLM GRAY; W.J. FAZACKERLEY MICROALLOIYNG INTERNATIONAL, INC. 37 TH ANNUAL CONFERENCE OF METALLURGISTS AUGUST, 1998

LINEPIPE J. MALCOLM GRAY; W.J. FAZACKERLEY MICROALLOIYNG INTERNATIONAL, INC.

29 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO METAL BASE

34 TUBOS COM COSTURA

37 Etapas de fabricação de tubos por dobramento contínuo e soldagem ERW. Cortesia da Tenaris Confab.

40 Velocidade: 10 A 120 m/min

42 Baixa Frequência

44 Alta Frequência 200 a 500 khz

48 Etapas de fabricação de tubos UOE-SAW. Cortesia da Tenaris Confab.

49 Desenhos esquemáticos das quatro etapas de conformação a frio do processo UOE. prensagem das bordas dobramento U SOLDAGENS INTERNA E EXTERNA dobramento O expansão

69 PROCESSO TANDEM MULTI-ARAMES

75 Soldagem externa do tubo UOE: arco submerso automático - processo tandem com quatro eletrodos (a) (b) Macrografias em seção transversal das soldas longitudinais, (ITUC-PUC-Rio). (a) tubo API 5L X60, UOE-SAW, diâmetro 12¾ (323,9mm), espessura de parede 9,5mm; (b) tubo API 5L X70, ERW, diâmetro 18 (457,2mm), espessura de parede 7,9mm.

76 DIMENSIONAL DA COSTURA

81 Etapas de conformação incremental da chapa no processo JCO. Desenho esquemático de uma calandra piramidal: (a) início do dobramento, (b) término (a) (b)

83 Etapas de fabricação de tubos com dobramento e soldagem helicoidais. Cortesia da TenarisConfab. β

85 CORTESIA DA TSA

89 CORTESIA DA TSA

90 CORTESIA DA TSA

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TUBOS SEM COSTURA (a) barra circular sob compressão diametral; (b) cavidade axial formada no centro da barra; (c) ilustração de um laminador perfurador. Vista das barras ao final do arco circular