Q345D thuộc họ thép kết cấu cường độ cao-hợp kim cao{2}}được xác định bởi GB/T 1591 và chữ D là phần quan trọng của ký hiệu: nó báo hiệu năng lượng va chạm được đảm bảo ở -20 độ . Yêu cầu duy nhất đó tách nó ra khỏi các cấp kết cấu cán nóng-và làm cho nó trở thành câu trả lời thông thường cho cầu, tháp, kết cấu chịu áp lực và chế tạo vùng lạnh-trong đó nhà thiết kế không thể chấp nhận đảm bảo độ bền-chỉ ở nhiệt độ phòng.
Ống thép Q345D là gì và phù hợp ở đâu
Loại này kết hợp hàm lượng cacbon vừa phải với hàm lượng mangan cao hơn và bổ sung-hợp kim vi mô của niobium, vanadi hoặc titan. Cùng với nhau, chúng mang lại giới hạn chảy tối thiểu là 345 MPa với kích thước hạt mịn, khả năng hàn tốt và độ bền ổn định ở nhiệt độ dưới{3}}0. Nó được cung cấp dưới dạng ống hàn và ống liền mạch ở dạng tròn, hình vuông và hình chữ nhật.
Các ứng dụng điển hình là khung cấu trúc nhiệt độ thấp, tháp truyền tải, công trình ngoài khơi và bến cảng, vỏ bể chứa, cần cẩu, khung gầm xe hạng nặng và kỹ thuật chung ở vùng khí hậu lạnh.
Thành phần hóa học và hợp kim vi mô{0}}
| Yếu tố (%) | Yêu cầu |
|---|---|
| Cacbon, tối đa | 0.18 |
| Silicon, tối đa | 0.50 |
| Mangan | 1.00-1.60 |
| Phốt pho, tối đa | 0.030 |
| Lưu huỳnh, tối đa | 0.030 |
| Nb/V/Ti | bổ sung vi mô-để sàng lọc hạt |
Carbon được giữ ở mức dưới 0,18 % để vùng ảnh hưởng nhiệt-vẫn bền sau khi hàn, trong khi mangan ở dải 1,00-1,60 % mang lại độ bền và độ cứng. Phốt pho và lưu huỳnh được giới hạn ở mức 0,030% mỗi loại để hạn chế độ giòn lạnh và độ giòn nóng. Các chất bổ sung tinh chế ngũ cốc là những gì cho phép loại này đáp ứng yêu cầu về tác động -20 độ mà không cần phí bảo hiểm hợp kim lớn.
Đặc tính cơ học và tác động của nhiệt độ-thấp
| Tài sản | Giá trị |
|---|---|
| Sức mạnh năng suất, tối thiểu | 345 MPa |
| Độ bền kéo | 470-630 MPa |
| Độ giãn dài, tối thiểu | 22 % |
| Năng lượng tác động ở -20 độ, phút | 34 J |
| Tỷ lệ năng suất-trên-độ bền kéo, tối đa | 0.83 |
| Phạm vi nhiệt độ thiết kế | -20 độ đến +350 độ |
Giới hạn hiệu suất-trên-tỷ lệ kéo là 0,83 đảm bảo vật liệu vẫn có khả năng biến dạng dẻo dự trữ khi bị quá tải, đó là lý do tại sao cấp độ này được chấp nhận cho các cấu trúc địa chấn và động. Trong trường hợp dự án yêu cầu nhiệt độ sử dụng thấp hơn, năng lượng va chạm -30 độ ít nhất là 27 J đôi khi được chỉ định là yêu cầu bổ sung.
Q345D so với Q345B
Độ bền: Q345D yêu cầu thử nghiệm va đập ở -20 độ, trong khi Q345B chỉ được thử nghiệm ở nhiệt độ phòng.
Độ sạch: trần P và S của Q345D, mỗi trần 0,030 %, chặt hơn so với trần của Q345B, giúp hạn chế hiện tượng giòn ở nhiệt độ-thấp.
Điều kiện giao hàng: Q345D phải được cung cấp ở điều kiện chuẩn hóa (N); Q345B có thể được cung cấp cán nóng.
Cấu trúc: việc chuẩn hóa tạo ra cấu trúc ferrite{0}}pealite đồng đều hơn với ứng suất dư thấp hơn và độ bền va đập tốt hơn.
Hợp kim-vi mô: Q345D thường mang theo các chất bổ sung niobium và vanadi có chủ ý mà Q345B không yêu cầu.
Giao hàng bình thường, xử lý nhiệt và hàn
Ống Q345D phải rời khỏi máy nghiền ở điều kiện bình thường. Bình thường hóa thường có nghĩa là austenit hóa ở nhiệt độ 880-920 độ, sau đó làm mát bằng không khí, với thời gian ngâm được tính từ độ dày thành khoảng 1,5 phút trên mỗi milimet. Tường dày hơn 40 mm cần ngâm lâu hơn để lõi đạt nhiệt độ và cấu trúc không thay đổi qua từng mặt cắt. So với điều kiện cán nóng, việc chuẩn hóa giúp cải thiện rõ rệt độ bền va đập và giảm ứng suất lăn, đồng thời hồ sơ xử lý nhiệt cùng với báo cáo kiểm tra đặc tính cơ học được cấp cùng với hàng hóa.
Lớp này dễ dàng được hàn. Các vật liệu có hàm lượng hydro- thấp được sử dụng để hàn hồ quang kim loại được che chắn và các quy trình hồ quang kim loại dạng khí, hồ quang lõi-chất trợ dung và hồ quang chìm đều phù hợp cho công việc sản xuất. Nói chung, việc làm nóng trước là không cần thiết đối với độ dày thành dưới 25 mm ở nhiệt độ môi trường vừa phải nhưng nên sử dụng đối với các phần dày, nhiệt độ môi trường hạn chế cao hoặc nhiệt độ môi trường thấp và giới hạn đường truyền vừa phải sẽ bảo vệ độ bền của vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt. Các mối hàn giáp mép trong dịch vụ kết cấu thường được kiểm tra bằng siêu âm hoặc chụp ảnh phóng xạ.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Đặc điểm thành phần hóa học của ống thép Q345D là gì?
Q345D là loại thép kết cấu có độ bền cao-hợp kim cao{2}}có hàm lượng carbon được kiểm soát dưới 0,18 % để bảo vệ hiệu suất hàn và độ bền. Mangan tương đối cao ở mức 1,00-1,60 %, giúp tăng độ bền và độ cứng. Phốt pho và lưu huỳnh mỗi loại được giới hạn ở mức 0,030% để giảm độ giòn lạnh và độ giòn nóng, đồng thời bổ sung một lượng nhỏ vanadi, niobium hoặc titan để tinh chế hạt và cải thiện độ bền va đập ở nhiệt độ thấp.
Hỏi: Các tính chất cơ học của ống thép Q345D là gì?
Cường độ năng suất tối thiểu là 345 MPa, độ bền kéo là 470-630 MPa và độ giãn dài ít nhất là 22 %. Yêu cầu đặc biệt là độ bền tác động nhiệt độ-thấp ít nhất là 34 J ở -20 độ . Tỷ lệ năng suất trên độ bền kéo được giới hạn ở mức 0,83, giúp duy trì khả năng biến dạng dẻo dự trữ và do đó cấp độ này được ưu tiên hơn Q345B ở các vùng lạnh và trong các kết cấu chịu tải động.
Hỏi: Sự khác biệt chính giữa Q345D và Q345B là gì?
Q345D có giới hạn lưu huỳnh và phốt pho thấp hơn, phải được giao ở điều kiện thông thường thay vì cán nóng và có yêu cầu bắt buộc về tác động -20 độ ít nhất là 34 J. Nó cũng thường chứa các chất bổ sung hợp kim vi mô của niobium và vanadi. Những khác biệt này khiến Q345D trở thành lựa chọn chính xác cho dịch vụ có nhiệt độ-thấp và cường độ cao, với chi phí cao hơn Q345B một cách khiêm tốn.
Hỏi: Ống thép Q345D phù hợp với phạm vi nhiệt độ nào?
Phạm vi nhiệt độ thiết kế là -20 độ đến +350 độ . Dưới -20 độ, năng lượng va đập phải được xác minh theo yêu cầu của dự án, thường là giá trị -30 độ ít nhất là 27 J. Trên 350 độ dưới tải trọng dài hạn, độ bền giảm dần và cấp chịu nhiệt như 15CrMoG trở thành lựa chọn tốt hơn. Ở những nơi cực kỳ lạnh, cần đánh giá sự phù hợp của cấp độ cho từng ứng dụng.
Hỏi: Các yêu cầu đối với điều kiện giao hàng của ống thép Q345D là gì?
Ống Q345D được cung cấp ở điều kiện chuẩn hóa (N) để có cấu trúc đồng nhất và độ bền ở nhiệt độ-thấp là đáng tin cậy. Bình thường hóa bao gồm làm nóng đến 880-920 độ, giữ khoảng 1,5 phút trên mỗi milimet độ dày tường và làm mát không khí, với thời gian giữ lâu hơn đối với các bức tường trên 40 mm. Hồ sơ xử lý nhiệt và báo cáo thử nghiệm cơ học phải được yêu cầu cùng với chứng từ giao hàng.
