Q620E costura reta tubos aço soldados, Como um tubo de aço estrutural de baixa liga de alta resistência, mostraram valor de aplicação significativo nos campos de petróleo, gás natural, máquinas de engenharia, construção de pontes, etc. nos últimos anos. Suas excelentes propriedades mecânicas e características de soldagem tornam a escolha ideal para ambientes de alta pressão e alta tensão.
Primeiro, as características do material e especificações padrão de Q620E costura reta tubos de aço soldados
Q620E é um aço estrutural de alta resistência de baixa liga. O "Q" no grau representa a força de escoamento, "620" significa que o limite inferior da força de escoamento é 620MPa e "E" indica que tem-40 ℃ tenacidade ao impacto de baixa temperatura. De acordo com o padrão GB/T 1591-2018 "Aço Estrutural de Alta Resistência de Baixa Liga", o Q620E deve atender aos seguintes indicadores principais:
-Propriedades mecânicas: resistência à tração ≥ 720MPa, alongamento após fratura ≥ 14%, -40 ℃ impacto energia ≥ 27J;
-Composição química: design de baixo carbono (C≤ 0,18%), adicionando elementos de microliga, como Nb, V, Ti, etc., e melhorando a resistência através do fortalecimento de grãos finos e do fortalecimento da precipitação;
-Soldabilidade: carbono equivalente Ceq≤ 0,48%, frio crack sensibilidade coeficiente Pcm≤ 0,26%, significativamente melhor do que o aço comum de alta resistência, adequado para a produção de soldagem em larga escala de costura reta tubos de aço soldados.
O material alcança um equilíbrio de força e tenacidade através de um processo de têmpera e têmpera (têmpera + têmpera), e sua microestrutura é troostita temperada, que tem alta resistência e boa ductilidade. Comparado com produtos similares tais como Q550D, Q620E tem um aumento de aproximadamente 12% na capacidade do carga-rolamento na mesma espessura, que é particularmente apropriada para projetos da infra-estrutura sob condições climáticas extremas.
Em segundo lugar, o processo de produção e avanço tecnológico de Q620E costura reta tubo de aço soldado
O processo de produção de tubos de aço soldados (LSAW) inclui links importantes como pré-tratamento de chapa de aço, conformação, soldagem e tratamento térmico. A produção de tubos de aço Q620E costura reta precisa resolver as seguintes dificuldades técnicas:
1. pré-tratamento de chapa de aço: Chapas de aço usando processo de laminação controlada e resfriamento controlado (TMCP) precisam ser removidas com ferrugem e fresadas para garantir que não haja resíduo de óxido na área de soldagem. A prática de uma grande usina siderúrgica mostra que a tolerância da largura da chapa de aço precisa ser controlada dentro de ± 1mm para evitar a concentração de tensão subsequente.
2. JCOE formando tecnologia: A placa de aço é pressionada em um tubo em branco através do processo de flexão progressiva (JCO). Comparado com o processo tradicional UOE, a precisão de formação é maior e a tensão residual é reduzida em 15%-20%. Uma determinada empresa usa uma prensa hidráulica de 30.000 toneladas para produzir tubos com um diâmetro de 508-1420mm e uma espessura de parede de 6-40mm, com uma ovalidade de ≤ 0,8% D.
3. Soldagem a arco submerso multi-fio (SAW): Soldagem em tandem de quatro fios (velocidade de soldagem 1.2-1.8 m/min), fonte de alimentação combinada DC + AC para soldagem interna para reduzir o golpe magnético e controle de entrada de calor (15-25kJ/cm) para soldagem externa para refinar os grãos na zona afetada pelo calor. A energia de impacto de solda medida de um determinado projeto atingiu 45J (-40 ℃), atingindo mais de 90% do nível de material pai.
4. Expansão do diâmetro e tratamento térmico: A taxa de expansão do diâmetro mecânico é geralmente 0,8%-1,2% para eliminar o estresse de formação; A têmpera offline subsequente a 580-620 ℃ é realizada para tornar as propriedades do material de solda e pai consistentes. Um relatório de teste mostra que a faixa de flutuação de dureza do corpo do tubo tratado termicamente é reduzida de HRC28-32 para HRC25-28, melhorando consideravelmente a segurança do serviço.
Terceiro, cenários de aplicação típicos e casos de Q620E costura reta tubos de aço soldados
1. Campo de transporte de petróleo e gás: No projeto de tubulação de transmissão de carvão para gás Xinjiang, tubos de aço soldados de costura reta Φ 1219 × 26,2mm Q620E são usados em seções de tubos de alta pressão 7MPa, que é 10% mais fino que o aço X80, economizando cerca de 80 toneladas de aço por quilômetro do oleoduto. Sua resistência ao impacto de baixa temperatura-45 ℃ atende às necessidades de regiões extremamente frias e a taxa de passagem de solda é 99,3%.
2. Peças estruturais de máquinas de engenharia: Uma empresa usa tubos de aço Q620E (Φ600 × 16mm) na lança de um guindaste de 400 toneladas, o que reduz o peso da lança em 18% e aumenta a carga limite para 2,5 vezes o valor nominal. Através da medição de rastreamento a laser, o erro de retidão do tubo é <1,5 mm/m, o que garante a precisão telescópica da lança de várias seções.
3. Estrutura do apoio das energias eólicas: Um projeto offshore das energias eólicas em Jiangsu usa Q620E para a seção da transição de uma única pilha (espessura da parede 50mm), com proteção sacrificial do ânodo. Num ambiente marinho com uma concentração de Cl superior a 8000mg/m³, a vida útil prevista é de 35 anos. Quando sua força de fadiga Δσ = 200MPa, o número de ciclos excede 2 × 10 ² vezes, o que é significativamente melhor do que o material Q460C.
Em quarto lugar, o status do mercado e tendência de desenvolvimento de Q620E costura reta tubo de aço soldado
De acordo com dados da Associação de Ferro e Aço da China, o tamanho do mercado de tubos de aço soldados de costura reta de alta resistência atingirá 2,8 milhões de toneladas em 2024, dos quais a classe Q620E representa cerca de 15%, com uma taxa de crescimento composta anual de 8,7%. Fatores determinantes incluem:
-Energia transformação demanda: Hidrogênio construção do gasoduto promove a aplicação de aço de alta resistência. A sensibilidade da fragilização do hidrogênio de Q620E em um ambiente do hidrogênio 2MPa é somente 60% daquele do aço de X70;
-Tendência leve: O tubo de aço soldado Q620E (Φ120 × 8mm) para o eixo de acionamento de veículos comerciais é 25% mais leve que o aço 45 # tradicional e o consumo de combustível por 100 quilômetros é reduzido em 1.2L;
-Iteração tecnológica: A linha de produção integrada de "laminação-soldagem-aquecimento" desenvolvida por uma determinada empresa reduziu o custo de produção do tubo de costura reto Q620E em 12% e encurtou o ciclo de entrega para 15 dias.
Desafios futuros são: ① Controle da tensão residual da soldagem de tubos de aço de paredes grossas (>50mm); ② Modificação da resistência à corrosão H₂S de dutos de águas profundas; ③ Taxa de penetração insuficiente de robôs de soldagem inteligentes (atualmente <30%). Espera-se que até 2028, com a maturidade da tecnologia de têmpera online TMCP +, a participação de mercado dos tubos de aço soldados de costura reta Q620E em tubulações de ultra alta pressão exceda 40%.
Conclusão
O tubo de aço soldado de costura reta Q620E alcançou uma melhoria sinérgica na força, tenacidade e soldabilidade através da inovação do material e otimização do processo. Sob o objetivo do “carbono duplo”, sua vantagem completa do custo do ciclo de vida será liberada mais, transformando-se um material chave insubstituível no campo da fabricação do equipamento da parte alta. A indústria precisa acelerar o estabelecimento de um sistema completo de rastreabilidade de dados do processo desde a produção de chapas de aço até o serviço de tubulações para lidar com padrões de segurança cada vez mais rigorosos.
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