Q345 es un tipo de acero. Es un acero de baja-aleación (C < 0,2%), muy utilizado en construcción, puentes, vehículos, barcos, recipientes a presión, etc. La "Q" representa el límite elástico de este material y el "345" indica su valor elástico, que es de aproximadamente 345 MPa. El valor elástico disminuye a medida que aumenta el espesor del material.
Q345 tiene buenas propiedades mecánicas generales, un rendimiento aceptable a bajas-temperaturas y buena plasticidad y soldabilidad. Se utiliza para recipientes de media y baja-presión, tanques de petróleo, vehículos, grúas, maquinaria de minería, plantas de energía, puentes y otras estructuras sometidas a cargas dinámicas, así como piezas mecánicas, estructuras de construcción y componentes estructurales metálicos en general. Se utiliza en condiciones normalizadas o laminadas en caliente- y se puede utilizar en diversas estructuras en regiones frías por debajo de -40 grados.
Clasificación de grado de imagen
Q345 se clasifica en cuatro grados: Q345A, Q345B, Q345C, Q345D y Q345E. La principal diferencia entre ellos es su temperatura de impacto.
Grado Q345A: Sin pruebas de impacto;
Grado Q345B: Prueba de impacto a 20 grados (temperatura normal);
Grado Q345C: prueba de impacto a 0 grados;
Grado Q345D: prueba de impacto a -20 grados;
Grado Q345E: prueba de impacto a -40 grados.
Los valores de impacto varían según la temperatura de impacto.
Composición química de la imagen
Q345A: C Menor o igual a 0,20, Mn Menor o igual a 1,7, Si Menor o igual a 0,55, P Menor o igual a 0,045, S Menor o igual a 0,045, V 0,02~0,15;
Q345B: C Menor o igual a 0,20, Mn Menor o igual a 1,7, Si Menor o igual a 0,55, P Menor o igual a 0,040, S Menor o igual a 0,040, V 0,02~0,15;
Q345C: C Menor o igual a 0,20, Mn Menor o igual a 1,7, Si Menor o igual a 0,55, P Menor o igual a 0,035, S Menor o igual a 0,035, V 0,02~0,15, Al Mayor o igual a 0,015;
Q345D: C Menor o igual a 0,20, Mn Menor o igual a 1,7, Si Menor o igual a 0,55, P Menor o igual a 0,030, S Menor o igual a 0,030, V 0,02~0,15, Al Mayor o igual a 0,015;
Q345E: C Menor o igual a 0,20, Mn Menor o igual a 1,7, Si Menor o igual a 0,55, P Menor o igual a 0,025, S Menor o igual a 0,025, V 0,02~0,15, Al Mayor o igual a 0,015;
Comparación de imágenes con 16Mn
El acero Q345 reemplaza varios grados de acero más antiguos, incluidos 12MnV, 14MnNb, 18Nb, 16MnRE y 16Mn, no solo el acero 16Mn. La composición química del 16Mn y del Q345 también es diferente.
Más importante aún, las dimensiones de agrupación de espesores de los dos aceros en función de su límite elástico difieren significativamente, lo que inevitablemente provocará cambios en la tensión permitida de materiales de ciertos espesores. Por lo tanto, no es apropiado aplicar simplemente la tensión permitida del acero 16Mn al acero Q345; la tensión permitida debe volver a determinarse-en función de las nuevas dimensiones de agrupación de espesores de acero. La proporción de componentes principales del acero Q345 es básicamente la misma que la del acero 16Mn, la diferencia es la adición de trazas de elementos de aleación V, Ti y Nb. Estas pequeñas cantidades de V, Ti y Nb refinan la estructura del grano, mejorando significativamente la tenacidad del acero y las propiedades mecánicas generales.
Esto también permite la producción de placas de acero más gruesas. Por lo tanto, las propiedades mecánicas generales del acero Q345 deberían ser superiores a las del acero 16Mn, especialmente su rendimiento a baja-temperatura, del que carece el acero 16Mn. La tensión permitida del acero Q345 es ligeramente mayor que la del acero 16Mn.
Imagen
Comparación de rendimiento de imagen
Propiedades mecánicas de la tubería de acero sin costura Q345D:
Resistencia a la tracción: 490-675 Nm; Límite elástico: mayor o igual a 345 Nm; Elongación: mayor o igual al 22%
Propiedades mecánicas de la tubería de acero sin costura Q345B:
Resistencia a la tracción: 490-675 Nm; Límite elástico: mayor o igual a 345 Nm; Elongación: Mayor o igual al 21%
Propiedades mecánicas de la tubería de acero sin costura Q345A:
Resistencia a la tracción: 490-675 Nm; Límite elástico: mayor o igual a 345 Nm; Elongación: Mayor o igual al 21%
Propiedades mecánicas de la tubería de acero sin costura Q345C:
Resistencia a la tracción: 490-675 Nm; Límite elástico: mayor o igual a 345 Nm; Elongación: mayor o igual al 22%
Propiedades mecánicas de la tubería de acero sin costura Q345E:
Resistencia a la tracción: 490-675 Nm; Límite elástico: mayor o igual a 345 Nm; Elongación: mayor o igual al 22%
Serie de productos de imagen
Comparación del acero Q345D con los aceros Q345A, B y C. La temperatura de prueba de energía de impacto de baja-temperatura es baja. Tiene buen rendimiento. El contenido de sustancias nocivas P y S es inferior al de Q345A, B y C.
El precio de mercado es superior al de Q345A, B y C.
Definición de Q345d: ① Consta de Q + número + símbolo de grado de calidad + símbolo del método de desoxidación. Su calidad de acero tiene el prefijo "Q", que representa el límite elástico del acero. El siguiente número indica el valor del límite elástico en MPa. Por ejemplo, Q235 representa acero estructural al carbono con un límite elástico (σs) de 235 MPa.
② Si es necesario, se pueden agregar símbolos que indiquen el grado de calidad y el método de desoxidación después del grado del acero. Los símbolos de grado de calidad son A, B, C y D.
Símbolos del método de desoxidación: F indica acero con borde; b indica acero semi-calmado; Z indica acero muerto; TZ indica acero templado especial. El acero templado puede no tener símbolo, es decir, se pueden omitir tanto Z como TZ. Por ejemplo, Q235-AF indica acero con borde de grado A.
③ El acero al carbono para fines especiales, como el acero para puentes y el acero marino, básicamente adopta el método de designación para el acero estructural al carbono, pero con una letra adicional que indica la aplicación agregada al final del grado de acero.
Q345 (acero de baja aleación y alta resistencia) - Extracto de materiales en línea
Imagen: Introducción al material
1. La composición química del Q345 se muestra en la siguiente tabla (%):
Elemento
C Menor o igual a
Minnesota
Si Menor o igual a
P Menor o igual a
S Menor o igual a
Al Mayor o igual a
V
Nótese bien
Ti
Contenido
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. Las propiedades mecánicas de Q345C se muestran en la siguiente tabla (%):
Índice de propiedad mecánica
Alargamiento (%)
Temperatura de prueba 0 grados
Resistencia a la tracción MPa
Punto elástico MPa Mayor o igual a
Valor
δ5 Mayor o igual a 22
J Mayor o igual a 34
σb (470-650)
σs (324-259)
Cuando el espesor de la pared esté entre 16 y 35 mm, σs mayor o igual a 325 Mpa; donde el espesor de la pared está entre 2. Características de soldadura del acero Q345
2.1 Cálculo del Carbono Equivalente (Ceq)
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
Ceq=0.49% calculado, superior al 0,45%, lo que indica que la soldabilidad del acero Q345 no es muy buena y es necesario formular medidas estrictas de proceso durante la soldadura.
2.2 Problemas comunes al soldar acero Q345
2.2.1 Tendencia al endurecimiento de la zona afectada por el calor-
Durante el proceso de enfriamiento de la soldadura de acero Q345, la zona afectada por el calor-es propensa a formar una estructura templada-martensita, lo que aumenta la dureza y disminuye la plasticidad cerca de la soldadura. Esto produce grietas post-soldadura.
2.2.2 Sensibilidad al agrietamiento en frío
Las principales grietas de soldadura en el acero Q345 son grietas en frío.
Proceso de construcción por soldadura
Preparación de ranuras → Soldadura por puntos → Precalentamiento → Soldadura del borde interior → Limpieza de la raíz posterior (ranurado por arco de carbono) → Soldadura del borde exterior → Soldadura del borde interior → Auto-inspección/inspección especial → Tratamiento térmico posterior a la soldadura → Pruebas no-destructivas (Calidad de soldadura calificada como Grado 1)
Selección de parámetros del proceso de soldadura.
Con base en el análisis de soldabilidad del acero Q345 se formulan las siguientes medidas:
1. Selección de materiales de soldadura
Debido a la alta tendencia del acero Q345 a agrietarse en frío, se deben seleccionar materiales de soldadura con bajo contenido de hidrógeno-. Teniendo en cuenta el principio de que la unión soldada debe tener la misma resistencia que el metal base, se seleccionan electrodos de soldadura del tipo E5015 (J507).
La composición química se muestra en la siguiente tabla (%):
Elementos
C
Minnesota
Si
S
P
cr
Mes
V
Ti
Contenido
0.071
1.11
0.53
0.009
0.016
0.02
0.01
0.01
0.01
Las propiedades mecánicas se muestran en la siguiente tabla:
Indicadores de propiedades mecánicas.
σb (MPa)
σs (MPa)
δ5 (%)
Ψ (%)
AkvJ-30 grados
Valor
440
540
31
79
164 114 76
(La resistencia a la tracción debe ser mayor que el límite elástico)
2. Tipo de bisel: (Suministro según planos y equipamiento)
3. Método de soldadura: Soldadura por arco manual (D).
4. Corriente de soldadura: para evitar una microestructura de soldadura gruesa y una menor tenacidad al impacto, se deben utilizar parámetros de soldadura a pequeña escala. Las medidas específicas incluyen: uso de electrodos de pequeño-diámetro, cordones de soldadura angostos, capas de soldadura delgadas y un proceso de soldadura de múltiples-capas y múltiples-pasos (la secuencia de soldadura se muestra en la Figura 1). El ancho del cordón de soldadura no debe exceder tres veces la longitud del electrodo y el espesor de la capa de soldadura no debe exceder los 5 mm. Para la primera a la tercera capa, utilice electrodos Ф3.2 con una corriente de soldadura de 100-130 A; para la cuarta a sexta capa, utilice electrodos Ф4.0 con una corriente de soldadura de 120-180 A.
5. Preheating Temperature: Since the Ceq of Q345 steel is >0,45%, es necesario precalentar antes de soldar. La temperatura de precalentamiento T0=100-150 grados y la temperatura entre pasadas Ti menor o igual a 400 grados.
6. Parámetros del tratamiento térmico posterior a la soldadura: Para reducir la tensión residual de la soldadura, disminuir el contenido de hidrógeno en la soldadura y mejorar la microestructura y las propiedades de la soldadura, se requiere un tratamiento térmico posterior a la soldadura. La temperatura del tratamiento térmico es de 600 a 640 grados, el tiempo de mantenimiento es de 2 horas (para un espesor de placa de 40 mm) y la velocidad de calentamiento/enfriamiento es de 125 grados/h.
Secuencia de soldadura in situ
1. Precalentamiento antes de soldar
Antes de soldar las placas de brida, precaliéntelas durante 30 minutos antes de comenzar a soldar. El precalentamiento, la temperatura entre pasadas y el tratamiento térmico se controlan automáticamente mediante un gabinete de control de temperatura del tratamiento térmico que utiliza un horno de calentamiento con cinta transportadora de infrarrojos lejanos-. Un microordenador ajusta y registra automáticamente las curvas de calentamiento y los termopares miden la temperatura. Durante el precalentamiento, los puntos de medición del termopar están a una distancia de 15 mm a 20 mm del borde biselado.
2. Soldadura
2.1 Para evitar la deformación por soldadura, cada unión de columna se suelda simétricamente por dos personas, con la dirección de soldadura desde el centro hacia afuera. Al soldar el borde interior (el bisel cerca de la red), la primera a la tercera capa debe utilizar una operación a pequeña escala, ya que esta es la causa principal de la deformación de la soldadura. Después de soldar la primera a la tercera capa, se limpia la parte posterior. Después del ranurado con arco de carbono, la soldadura debe rectificarse mecánicamente para eliminar la carburación de la superficie, exponiendo el brillo metálico y evitando una carbonización superficial severa que podría causar grietas. La soldadura exterior debe completarse en una sola pasada, y la soldadura interior restante se debe completar en último lugar.
2.2 Al soldar la segunda capa, la dirección de soldadura debe ser opuesta a la de la primera capa, y así sucesivamente. Cada junta soldada debe estar escalonada entre 15 y 20 mm.
2.3 La corriente de soldadura, la velocidad de soldadura y el número de capas de soldadura deben ser consistentes para ambos soldadores.
2.4 La soldadura debe comenzar en la placa inicial del arco-y terminar en la placa final del arco-. Después de soldar, corte la soldadura y limítela hasta dejarla limpia.
3. Tratamiento térmico posterior-a la soldadura: la junta soldada debe tratarse térmicamente-dentro de las 12 horas posteriores a su finalización. Si el tratamiento térmico no se puede realizar inmediatamente, se deben tomar medidas de preservación del calor y enfriamiento lento. Durante el tratamiento térmico, se deben usar dos termopares para medir la temperatura, con los termopares soldados por puntos-al interior y al exterior de la junta soldada.
4. Inspección de soldadura
De acuerdo con los requisitos del *Código para la Construcción y Aceptación de Estructuras de Acero*, se utilizaron pruebas ultrasónicas para inspeccionar las uniones soldadas, con una tasa de inspección del 100%.
Gestión técnica en-sitio
1. Se prepararon instrucciones detalladas de operación de soldadura.
2. El control total-del proceso de soldadura es fundamental para garantizar la calidad.
Durante la soldadura de cada unión de columna, una persona designada debe monitorear el proceso de soldadura. Si el soldador no sigue las instrucciones de operación, la soldadura debe detenerse inmediatamente. Durante el proceso de soldadura, el personal de tratamiento térmico debe controlar la temperatura entre pasadas en todo momento; si excede el estándar, se debe notificar inmediatamente al soldador para que detenga la soldadura.
3. Mejorar la conciencia sobre la calidad del personal de construcción es clave para implementar el proceso de soldadura.
Antes de la construcción, se llevó a cabo una sesión informativa completa para todo el personal y se emitieron tarjetas de proceso de construcción. La sesión informativa explicó en detalle las características del proceso de soldadura y la necesidad y los puntos clave de controlar estrictamente el proceso de soldadura en el sitio.
Conclusión
Después de esta medida del proceso de soldadura, se soldaron un total de 102 uniones soldadas en-el sitio y la tasa de rendimiento de la primera-pasada de las pruebas no-destructivas alcanzó el 100 %. Verificado a través de la construcción real, este proceso de soldadura no solo proporciona-guía en el sitio para soldar acero Q345, sino que también garantiza la calidad de la soldadura.
