Diseño y caracterización de un acero para la fabricación de tubos sin costura

Abstract

En este proyecto final se describen parte de las actividades realizadas durante la Pasantía Educativa de Verano, en la empresa TenarisSiderca en la ciudad de Campana, durante período comprendido entre enero y abril de 2007. El trabajo se realizó en el Área de Metalurgia de Producto en conjunto con el Área de Desarrollo de Producto. La planta se dedica a la fabricación de tubos de acero al carbono, sin costura. Gran parte de la producción esta destinada a la fabricación de productos tubulares para la industria petrolera, lo cual implica niveles altos de calidad a nivel internacional. El informe central se basa en la caracterización de las propiedades mecánicas de un acero de baja aleación. Los ensayos realizados con este objetivo incluyen: determinación de composición química, ensayos de tracción, ensayos de dureza Rockwell, ensayos Charpy a diferentes temperaturas y observación en microscopio óptico. Los objetivos planteados surgen a partir de la intensión del sector de Desarrollo de Producto de satisfacer los requisitos del grado P110 de la norma API CT5 PSL2 con un acero de menor costo, al asignado para la fabricación del mismo hasta el momento. En respuesta a esta inquietud el Área de Metalurgia de Producto diseñó una composición química con contenido nulo de Molibdeno (por ser este aleante uno de los que mayor costo le imprime al acero), y realizó una prueba a plena escala. La misma implica una colada del acero con la composición diseñada, la determinación del tratamiento térmico ideal para alcanzar las propiedades mecánicas requeridas por el grado mediante la construcción de una curva de revenido y, una vez determinados dichos parámetros, la producción de tubos y cuplas. En función de los resultados experimentales se determinó que la composición diseñada no era apropiada para la fabricación del grado P110 de la norma API CT5 PSL2, ya que no cumplía con los requerimientos de tenacidad del mismo. Luego de realizar los ensayos y completar la caracterización, se realizaron ensayos a otros aceros de composición química similar, pero con diferente contenido de Molibdeno, con el objetivo de comparar las propiedades obtenidas. Finalmente, se efectuó una búsqueda bibliográfica que, junto con los resultados experimentales, intentará explicar el efecto del agregado de Mo en las propiedades mecánicas de este tipo de aceros. A medida que se avanzaba con la caracterización surgió la idea de utilizar la composición diseñada en la producción del grado propietario TN 110 HC, el cual también tenía asignada una composición más costosa. Con este objetivo se sometió parte de los tubos terminados a un tratamiento de alivio de tensiones y se realizaron ensayos de colapso. Si bien esta parte del trabajo se aparta del tema de estudio principal, se incluyeron los resultados para dar una conclusión al diseño de la composición.