Q345 é um tipo de aço. É um aço de baixa liga- (C < 0,2%), muito utilizado em construção, pontes, veículos, navios, vasos de pressão, etc. O "Q" representa o limite de escoamento deste material, e "345" indica seu valor de escoamento, que é de aproximadamente 345 MPa. O valor do rendimento diminui à medida que a espessura do material aumenta.
O Q345 tem boas propriedades mecânicas gerais, desempenho aceitável em baixas-temperaturas e boa plasticidade e soldabilidade. É usado em vasos de média e baixa-pressão, tanques de petróleo, veículos, guindastes, máquinas de mineração, usinas de energia, pontes e outras estruturas sujeitas a cargas dinâmicas, bem como peças mecânicas, estruturas de edifícios e componentes estruturais metálicos em geral. É usado em condições-laminadas a quente ou normalizadas e pode ser usado em diversas estruturas em regiões frias abaixo de -40 graus.
Classificação de grau de imagem
Q345 é classificado em quatro graus: Q345A, Q345B, Q345C, Q345D e Q345E. A principal diferença entre eles é a temperatura de impacto.
Grau Q345A: Sem teste de impacto;
Grau Q345B: Teste de impacto a 20 graus (temperatura normal);
Grau Q345C: Teste de impacto a 0 grau;
Grau Q345D: Teste de impacto a -20 graus;
Grau Q345E: Teste de impacto a -40 graus.
Os valores de impacto variam dependendo da temperatura de impacto.
Composição Química da Imagem
Q345A: C menor ou igual a 0,20, Mn menor ou igual a 1,7, Si menor ou igual a 0,55, P menor ou igual a 0,045, S menor ou igual a 0,045, V 0,02~0,15;
Q345B: C menor ou igual a 0,20, Mn menor ou igual a 1,7, Si menor ou igual a 0,55, P menor ou igual a 0,040, S menor ou igual a 0,040, V 0,02~0,15;
Q345C: C menor ou igual a 0,20, Mn menor ou igual a 1,7, Si menor ou igual a 0,55, P menor ou igual a 0,035, S menor ou igual a 0,035, V 0,02~0,15, Al maior ou igual a 0,015;
Q345D: C menor ou igual a 0,20, Mn menor ou igual a 1,7, Si menor ou igual a 0,55, P menor ou igual a 0,030, S menor ou igual a 0,030, V 0,02~0,15, Al maior ou igual a 0,015;
Q345E: C menor ou igual a 0,20, Mn menor ou igual a 1,7, Si menor ou igual a 0,55, P menor ou igual a 0,025, S menor ou igual a 0,025, V 0,02~0,15, Al maior ou igual a 0,015;
Comparação de imagens com 16Mn
O aço Q345 substitui vários tipos de aço mais antigos, incluindo 12MnV, 14MnNb, 18Nb, 16MnRE e 16Mn, não apenas o aço 16Mn. A composição química do 16Mn e do Q345 também é diferente.
Mais importante ainda, as dimensões de agrupamento de espessura dos dois aços com base na sua resistência ao escoamento diferem significativamente, o que inevitavelmente causará alterações na tensão admissível de materiais de certas espessuras. Portanto, não é apropriado simplesmente aplicar a tensão admissível do aço 16Mn ao aço Q345; a tensão admissível deve ser re-determinada com base nas novas dimensões de agrupamento de espessura do aço. A proporção dos componentes principais do aço Q345 é basicamente a mesma do aço 16Mn, a diferença é a adição de elementos de liga vestigiais V, Ti e Nb. Essas pequenas quantidades de V, Ti e Nb refinam a estrutura do grão, melhorando significativamente a tenacidade e as propriedades mecânicas gerais do aço.
Isto também permite a produção de chapas de aço mais espessas. Portanto, as propriedades mecânicas gerais do aço Q345 devem ser superiores às do aço 16Mn, especialmente seu desempenho em baixas-temperaturas, que falta ao aço 16Mn. A tensão admissível do aço Q345 é ligeiramente superior à do aço 16Mn.
Imagem
Comparação de desempenho de imagem
Propriedades mecânicas da tubulação de aço sem costura Q345D:
Resistência à tração: 490-675 Nm; Resistência ao escoamento: Maior ou igual a 345 Nm; Alongamento: Maior ou igual a 22%
Propriedades mecânicas da tubulação de aço sem costura Q345B:
Resistência à tração: 490-675 Nm; Resistência ao escoamento: Maior ou igual a 345 Nm; Alongamento: Maior ou igual a 21%
Propriedades mecânicas da tubulação de aço sem costura Q345A:
Resistência à tração: 490-675 Nm; Resistência ao escoamento: Maior ou igual a 345 Nm; Alongamento: Maior ou igual a 21%
Propriedades mecânicas da tubulação de aço sem costura Q345C:
Resistência à tração: 490-675 Nm; Resistência ao escoamento: Maior ou igual a 345 Nm; Alongamento: Maior ou igual a 22%
Propriedades mecânicas da tubulação de aço sem costura Q345E:
Resistência à tração: 490-675 Nm; Resistência ao escoamento: Maior ou igual a 345 Nm; Alongamento: Maior ou igual a 22%
Série de produtos de imagem
Comparação do aço Q345D com os aços Q345A, B e C. A temperatura do teste de energia de impacto de baixa-temperatura é baixa. Tem bom desempenho. O conteúdo de substâncias nocivas P e S é inferior ao Q345A, B e C.
O preço de mercado é superior a Q345A, B e C.
Definição Q345d: ① Consiste em Q + número + símbolo de grau de qualidade + símbolo do método de desoxidação. Seu tipo de aço é prefixado com “Q”, representando o ponto de escoamento do aço. O número a seguir indica o valor do ponto de escoamento em MPa. Por exemplo, Q235 representa aço estrutural de carbono com ponto de escoamento (σs) de 235 MPa.
② Se necessário, símbolos indicando o grau de qualidade e o método de desoxidação podem ser adicionados após o tipo do aço. Os símbolos de grau de qualidade são A, B, C e D.
Símbolos do método de desoxidação: F indica aço com aros; b indica aço semi{0}}acabado; Z indica aço morto; TZ indica aço especial morto. O aço morto não pode ter símbolo, ou seja, Z e TZ podem ser omitidos. Por exemplo, Q235-AF indica aço com aro grau A.
③ O aço carbono para fins especiais, como aço para pontes e aço naval, adota basicamente o método de designação para aço carbono estrutural, mas com uma letra adicional indicando a aplicação adicionada ao final da classe do aço.
Q345 (aço de baixa liga e alta resistência) - Trecho de materiais on-line
Imagem: Introdução ao Material
1. A composição química do Q345 é mostrada na tabela abaixo (%):
Elemento
C Menor ou igual a
Mn
Si Menor ou igual a
P Menor ou igual a
S Menor ou igual a
Al Maior ou igual a
V
N.º
Ti
Contente
0.2
1.0-1.6
0.55
0.035
0.035
0.015
0.02-0.15
0.015-0.06
0.02-0.2
2. As propriedades mecânicas do Q345C são mostradas na tabela abaixo (%):
Índice de propriedades mecânicas
Alongamento (%)
Temperatura de teste 0 graus
Resistência à tração MPa
Ponto de rendimento MPa Maior ou igual a
Valor
δ5 Maior ou igual a 22
J Maior ou igual a 34
σb (470-650)
σs (324-259)
Onde a espessura da parede estiver entre 16-35mm, σs Maior ou igual a 325Mpa; onde a espessura da parede está entre 2. Características de soldagem do aço Q345
2.1 Cálculo do Carbono Equivalente (Ceq)
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
Ceq=0.49% calculado, superior a 0,45%, indicando que a soldabilidade do aço Q345 não é muito boa e medidas rigorosas de processo precisam ser formuladas durante a soldagem.
2.2 Problemas comuns na soldagem do aço Q345
2.2.1 Tendência de endurecimento da zona-afetada pelo calor
Durante o processo de resfriamento da soldagem do aço Q345, a zona-afetada pelo calor tende a formar uma estrutura temperada-martensita, o que aumenta a dureza e diminui a plasticidade perto da solda. Isso resulta em trincas pós{4}}soldagem.
2.2.2 Sensibilidade à Rachadura a Frio
As principais trincas de soldagem no aço Q345 são trincas a frio.
Processo de construção por soldagem
Preparação do canal → Soldagem por pontos → Pré-aquecimento → Soldagem da borda interna → Limpeza da raiz posterior (goivagem por arco de carbono) → Soldagem da borda externa → Soldagem da borda interna → Auto-inspeção/inspeção especial → Pós-tratamento térmico de soldagem → Teste não-destrutivo (Qualidade de solda grau 1 qualificada)
Seleção de Parâmetros do Processo de Soldagem
Com base na análise de soldabilidade do aço Q345, são formuladas as seguintes medidas:
1. Seleção de materiais de soldagem
Devido à alta tendência do aço Q345 a trincas a frio, materiais de soldagem com baixo-hidrogênio devem ser selecionados. Considerando o princípio de que a junta soldada deve ter resistência igual à do metal base, são selecionados eletrodos de soldagem do tipo E5015 (J507).
A composição química é mostrada na tabela abaixo (%):
Elementos
C
Mn
Si
S
P
Cr
Mo
V
Ti
Contente
0.071
1.11
0.53
0.009
0.016
0.02
0.01
0.01
0.01
As propriedades mecânicas são mostradas na tabela abaixo:
Indicadores de propriedades mecânicas
σb (MPa)
σs (MPa)
δ5 (%)
Ψ (%)
Grau AkvJ-30
Valor
440
540
31
79
164 114 76
(A resistência à tração deve ser maior que a resistência ao escoamento)
2. Tipo de bisel: (Fornecimento conforme desenhos e equipamentos)
3. Método de soldagem: Soldagem a arco manual (D).
4. Corrente de soldagem: Para evitar microestrutura de solda grosseira e resistência ao impacto reduzida, parâmetros de soldagem-de pequena escala devem ser usados. Medidas específicas incluem: uso de eletrodos de pequeno-diâmetro, cordões de solda estreitos, camadas de solda finas e um processo de soldagem multi-camadas e multi{5}}passagens (sequência de soldagem mostrada na Figura 1). A largura do cordão de solda não deve exceder três vezes o comprimento do eletrodo e a espessura da camada de solda não deve exceder 5 mm. Para a primeira à terceira camadas, use eletrodos Ф3.2 com corrente de soldagem de 100-130A; para a quarta a sexta camadas, use eletrodos Ф4.0 com corrente de soldagem de 120-180A.
5. Preheating Temperature: Since the Ceq of Q345 steel is >0,45%, é necessário pré-aquecimento antes da soldagem. A temperatura de pré-aquecimento T0=100-150 grau e a temperatura entre passes Ti menor ou igual a 400 graus.
6. Parâmetros de tratamento térmico pós-solda: Para reduzir a tensão residual da soldagem, diminuir o teor de hidrogênio na solda e melhorar a microestrutura e as propriedades da solda, o tratamento térmico pós-solda é necessário. A temperatura do tratamento térmico é de 600-640 graus, o tempo de espera é de 2 horas (para uma espessura de placa de 40 mm) e a taxa de aquecimento/resfriamento é de 125 graus/h.
Sequência de soldagem-no local
1. Pré-aquecimento antes da soldagem
Antes de soldar as placas do flange, pré-aqueça-as por 30 minutos antes de iniciar a soldagem. O pré-aquecimento, a temperatura entre passagens e o tratamento térmico são controlados automaticamente por um gabinete de controle de temperatura de tratamento térmico usando um forno de aquecimento de correia transportadora por infravermelho distante. Um microcomputador define e registra automaticamente as curvas de aquecimento e termopares medem a temperatura. Durante o pré-aquecimento, os pontos de medição do termopar ficam a 15 mm-20 mm de distância da borda chanfrada.
2. Soldagem
2.1 Para evitar a deformação da soldagem, cada junta da coluna é soldada simetricamente por duas pessoas, com a direção da soldagem do centro para fora. Ao soldar a borda interna (o chanfro próximo à alma), a primeira e a terceira camadas devem usar uma operação em pequena-escala, pois esta é a principal causa da deformação da soldagem. Após a soldagem da primeira à terceira camadas, a parte posterior é limpa. Após a goivagem a arco de carbono, a solda deve ser retificada mecanicamente para remover a carburação superficial, expondo o brilho metálico e evitando carbonização superficial severa que poderia causar trincas. A solda externa deve ser concluída em uma passagem, com a solda interna restante concluída por último.
2.2 Ao soldar a segunda camada, a direção da soldagem deve ser oposta à da primeira camada e assim por diante. Cada junta de solda deve ser escalonada em 15-20 mm.
2.3 A corrente de soldagem, a velocidade de soldagem e o número de camadas de solda devem ser consistentes para ambos os soldadores.
2.4 A soldagem deve começar na placa inicial-do arco e terminar na placa-final do arco. Após a soldagem, corte a solda e esmerilhe-a até ficar limpa.
3. Tratamento térmico pós-soldagem: A junta soldada deve ser tratada termicamente-dentro de 12 horas após a conclusão. Se o tratamento térmico não puder ser realizado imediatamente, devem ser tomadas medidas de preservação do calor e resfriamento lento. Durante o tratamento térmico, dois termopares devem ser usados para medição de temperatura, com os termopares-soldados por dentro e por fora da junta de solda.
4. Inspeção de soldagem
De acordo com os requisitos do *Código de Construção e Aceitação de Estruturas de Aço*, foram utilizados ensaios ultrassônicos para inspeção de juntas soldadas, com taxa de inspeção de 100%.
Gerenciamento técnico-no local
1. Foram preparadas instruções detalhadas de operação de soldagem.
2. O controle-total do processo de soldagem é a chave para garantir a qualidade.
Durante a soldagem de cada junta da coluna, uma pessoa designada deverá monitorar o processo de soldagem. Se o soldador não seguir as instruções de operação, a soldagem deverá ser interrompida imediatamente. Durante o processo de soldagem, o pessoal de tratamento térmico deve monitorar a temperatura entre passes; caso ultrapasse o padrão, o soldador deverá ser notificado imediatamente para interromper a soldagem.
3. Melhorar a consciência da qualidade do pessoal da construção é fundamental para implementar o processo de soldagem.
Antes da construção, foi realizado um briefing completo para todo o pessoal e emitidos cartões de processo de construção. O briefing explicou detalhadamente as características do processo de soldagem e a necessidade e os principais pontos de controle rigoroso do-processo de soldagem no local.
Conclusão
Seguindo essa medida do processo de soldagem, um total de 102 juntas de solda foram soldadas no-local, e a taxa de rendimento da primeira-aprovação em testes não{3}}destrutivos atingiu 100%. Verificado através da construção real, esse processo de soldagem não apenas fornece orientação-no local para soldagem do aço Q345, mas também garante a qualidade da soldagem.
