Tubos de acero soldados con costura recta Q620E, Como tubería de acero estructural de baja aleación de alta resistencia, ha demostrado un valor de aplicación significativo en los campos de petróleo, gas natural, maquinaria de ingeniería, construcción de puentes, etc. en los últimos años. Sus excelentes propiedades mecánicas y características de soldadura lo convierten en una opción ideal para entornos de alta presión y alto estrés.
Primero, las características del material y las especificaciones estándar de los tubos de acero soldados con costura recta Q620E
Q620E es un acero estructural de alta resistencia de baja aleación. La "Q" en el grado representa el límite elástico, "620" significa que el límite inferior del límite elástico es 620MPa, y "E" indica que tiene una resistencia al impacto a baja temperatura de-40 ℃. Según GB/T 1591-2018 "Acero estructural de alta resistencia de baja aleación" estándar, Q620E debe cumplir con los siguientes indicadores básicos:
-Propiedades mecánicas: resistencia a la tracción ≥ 720MPa, alargamiento después de la fractura ≥ 14%, -40 ℃ energía de impacto ≥ 27J;
-Composición química: diseño bajo en carbono (C≤ 0.18%), agregando elementos de microaleación como Nb, V, Ti, etc., y mejorando la resistencia a través del fortalecimiento de grano fino y el fortalecimiento de la precipitación;
-Soldabilidad: carbono equivalente Ceq≤ 0.48%, coeficiente de sensibilidad a la grieta en frío Pcm≤ 0.26%, significativamente mejor que el acero ordinario de alta resistencia, adecuado para la producción de soldadura a gran escala de tubos de acero soldados con costura recta.
El material logra un equilibrio de resistencia y tenacidad a través de un proceso de enfriamiento y templado (enfriamiento + templado), y su microestructura es troostita templada, que tiene alta resistencia y buena ductilidad. En comparación con productos similares como Q550D, Q620E tiene un aumento de aproximadamente el 12% en la capacidad de carga con el mismo grosor, lo que es particularmente adecuado para proyectos de infraestructura en condiciones climáticas extremas.
En segundo lugar, el proceso de producción y el avance tecnológico de la tubería de acero soldada con costura recta Q620E
El proceso de producción de tubería de acero soldada con costura recta (LSAW) incluye enlaces clave como el pretratamiento de la placa de acero, la formación, la soldadura y el tratamiento térmico. La producción de tubos de acero de costura recta Q620E debe resolver las siguientes dificultades técnicas:
1. pretratamiento de la placa de acero: las placas de acero usando el proceso controlado del balanceo y del enfriamiento controlado (TMCP) necesitan ser tirado el moho-quitado y el borde molido para asegurarse de que no hay residuo del óxido en el área de soldadura. La práctica de una gran planta siderúrgica muestra que la tolerancia de ancho de la placa de acero debe controlarse dentro de ± 1mm para evitar la posterior concentración de tensión de formación.
2. tecnología de formación de JCOE: La placa de acero se presiona en un tubo en blanco a través del proceso de flexión progresiva (JCO). En comparación con el proceso tradicional de UOE, la precisión de formación es mayor y la tensión residual se reduce en un 15%-20%. Una cierta empresa utiliza una prensa hidráulica de 30.000 toneladas para producir tuberías con un diámetro de 508-1420mm y un espesor de pared de 6-40mm, con una ovalidad de ≤ 0.8% D.
3. Soldadura por arco sumergido de varios hilos (SAW): soldadura en tándem de cuatro hilos (velocidad de soldadura 1,2-1,8 m/min), fuente de alimentación combinada DC + AC para soldadura interna para reducir el golpe magnético y control de entrada de calor (15-25kJ/cm) para la soldadura externa refinar los granos en la zona calor-afectada. La energía de impacto de soldadura medida de un determinado proyecto alcanzó 45J (-40 ℃), alcanzando más del 90% del nivel de material principal.
4. expansión del diámetro y tratamiento térmico: la tasa de expansión del diámetro mecánico es generalmente 0.8%-1.2% para eliminar la tensión de formación; posterior templado fuera de línea en 580-620 ℃ se realiza para hacer la soldadura y las propiedades materiales de los padres consistentes. Un informe de prueba muestra que el rango de fluctuación de dureza del cuerpo de la tubería tratada térmicamente se reduce de HRC28-32 a HRC25-28, mejorando en gran medida la seguridad del servicio.
Tercero, escenarios de aplicación típicos y casos de tubos de acero soldados con costura recta Q620E
1. campo de transporte de petróleo y gas: en el proyecto de tubería de transmisión de carbón a gas de Xinjiang, Φ 1219 × 26,2mm Q620E costura recta tubos de acero soldados se utilizan en secciones de tubería de alta presión de 7MPa, que es 10% más delgado que el acero X80, ahorrando alrededor de 80 toneladas de acero por kilómetro de la tubería. Su resistencia al impacto a baja temperatura de-45 ℃ satisface las necesidades de las regiones extremadamente frías, y la tasa de paso de soldadura es del 99.3%.
2. piezas estructurales de la maquinaria de la ingeniería: Una compañía utiliza las tuberías de acero de Q620E (Φ 600 × 16mm) en el auge de una grúa de 400 toneladas, que reduce el peso del auge por el 18% y aumenta la carga del límite a 2,5 veces el valor clasificado. A través de la medición de seguimiento láser, el error de rectitud de la tubería es <1,5 mm/m, lo que garantiza la precisión telescópica de la pluma multisección.
3. estructura de soporte de energía eólica: un proyecto de energía eólica marina en Jiangsu utiliza Q620E para la sección de transición de una sola pila (espesor de pared 50mm), con protección de ánodo de sacrificio. En un entorno marino con una concentración de Cl-superior a 8000mg/m³, la vida útil prevista es de 35 años. Cuando su resistencia a la fatiga Δσ = 200MPa, el número de ciclos excede 2 × 10x6 veces, lo que es significativamente mejor que el material Q460C.
Cuarto, el estado del mercado y la tendencia de desarrollo de la tubería de acero soldada con costura recta Q620E
Según los datos de la Asociación China de Hierro y Acero, el tamaño del mercado de los tubos de acero soldados con costura recta de alta resistencia alcanzará los 2,8 millones de toneladas en 2024, de los cuales el grado Q620E representa aproximadamente el 15%, con una tasa de crecimiento compuesto anual del 8,7%. Los factores de conducción incluyen:
-Demanda de transformación de energía: la construcción de tuberías de hidrógeno promueve la aplicación de acero de alta resistencia. La sensibilidad a la fragilización por hidrógeno de Q620E en un entorno de hidrógeno de 2MPa es solo el 60% de la del acero X70;
-Tendencia ligera: la tubería de acero soldada con autógena Q620E (Φ 120 × 8mm) para el eje impulsor del vehículo comercial es el 25% más ligero que el acero tradicional 45 #, y el consumo de combustible por 100 kilómetros es reducido por 1.2L;
-Iteración de la tecnología: La línea de producción integrada de "laminación-soldadura-calefacción" desarrollada por una determinada empresa ha reducido el costo de producción de la tubería de costura recta Q620E en un 12% y ha acortado el ciclo de entrega a 15 días.
Los desafíos futuros son: ① Control de la tensión residual de la soldadura de tuberías de acero de paredes gruesas (>50mm); ② Modificación de resistencia a la corrosión H₂S de tuberías de aguas profundas; ③ Tasa de penetración insuficiente de robots de soldadura inteligentes (actualmente <30%). Se espera que para 2028, con la madurez de la tecnología de enfriamiento en línea TMCP +, la cuota de mercado de los tubos de acero soldados con costura recta Q620E en tuberías de ultra alta presión superará el 40%.
Conclusión
La tubería de acero soldada con costura recta Q620E ha logrado una mejora sinérgica en resistencia, tenacidad y soldabilidad a través de la innovación de materiales y la optimización de procesos. Bajo el objetivo de "doble carbono", su ventaja de costo de ciclo de vida completo se lanzará aún más, convirtiéndose en un material clave insustituible en el campo de la fabricación de equipos de alta gama. La industria necesita acelerar el establecimiento de un sistema de trazabilidad de datos de proceso completo desde la producción de placas de acero hasta el servicio de tuberías para hacer frente a estándares de seguridad cada vez más estrictos.
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