Q345 is een staalsoort. Het is een laag{2}}gelegeerd staal (C < 0,2%) dat veel wordt gebruikt in de bouw, bruggen, voertuigen, schepen, drukvaten, enz. De "Q" vertegenwoordigt de vloeigrens van dit materiaal en "345" geeft de vloeigrens aan, die ongeveer 345 MPa is. De vloeigrens neemt af naarmate de dikte van het materiaal toeneemt.
Q345 heeft over het algemeen goede mechanische eigenschappen, aanvaardbare prestaties bij lage- temperaturen en goede plasticiteit en lasbaarheid. Het wordt gebruikt voor midden- en lagedrukschepen-, olietanks, voertuigen, kranen, mijnbouwmachines, energiecentrales, bruggen en andere constructies die worden blootgesteld aan dynamische belastingen, maar ook voor mechanische onderdelen, bouwconstructies en algemene metalen structurele componenten. Het wordt gebruikt in warmgewalste of genormaliseerde omstandigheden en kan worden gebruikt in verschillende constructies in koude gebieden onder de -40 graden.
Classificatie van beeldkwaliteit
Q345 is ingedeeld in vier klassen: Q345A, Q345B, Q345C, Q345D en Q345E. Het belangrijkste verschil tussen hen is hun impacttemperatuur.
Kwaliteit Q345A: geen impacttest;
Q345B kwaliteit: Impacttest bij 20 graden (normale temperatuur);
Q345C kwaliteit: Impacttest bij 0 graden;
Q345D kwaliteit: Impacttest bij -20 graden;
Kwaliteit Q345E: Impacttest bij -40 graden.
De impactwaarden variëren afhankelijk van de impacttemperatuur.
Afbeelding Chemische samenstelling
Q345A: C Kleiner dan of gelijk aan 0,20, Mn Kleiner dan of gelijk aan 1,7, Si Kleiner dan of gelijk aan 0,55, P Kleiner dan of gelijk aan 0,045, S Kleiner dan of gelijk aan 0,045, V 0,02~0,15;
Q345B: C Kleiner dan of gelijk aan 0,20, Mn Kleiner dan of gelijk aan 1,7, Si Kleiner dan of gelijk aan 0,55, P Kleiner dan of gelijk aan 0,040, S Kleiner dan of gelijk aan 0,040, V 0,02~0,15;
Q345C: C Kleiner dan of gelijk aan 0,20, Mn Kleiner dan of gelijk aan 1,7, Si Kleiner dan of gelijk aan 0,55, P Kleiner dan of gelijk aan 0,035, S Kleiner dan of gelijk aan 0,035, V 0,02~0,15, Al Groter dan of gelijk aan 0,015;
Q345D: C Kleiner dan of gelijk aan 0,20, Mn Kleiner dan of gelijk aan 1,7, Si Kleiner dan of gelijk aan 0,55, P Kleiner dan of gelijk aan 0,030, S Kleiner dan of gelijk aan 0,030, V 0,02~0,15, Al Groter dan of gelijk aan 0,015;
Q345E: C Kleiner dan of gelijk aan 0,20, Mn Kleiner dan of gelijk aan 1,7, Si Kleiner dan of gelijk aan 0,55, P Kleiner dan of gelijk aan 0,025, S Kleiner dan of gelijk aan 0,025, V 0,02~0,15, Al Groter dan of gelijk aan 0,015;
Beeldvergelijking met 16Mn
Q345-staal is een vervanging voor verschillende oudere staalsoorten, waaronder 12MnV, 14MnNb, 18Nb, 16MnRE en 16Mn, niet alleen 16Mn-staal. De chemische samenstelling van 16Mn en Q345 is ook anders.
Wat nog belangrijker is, is dat de afmetingen van de diktegroepen van de twee staalsoorten op basis van hun vloeigrens aanzienlijk verschillen, wat onvermijdelijk veranderingen zal veroorzaken in de toelaatbare spanning van materialen met bepaalde diktes. Daarom is het ongepast om simpelweg de toegestane spanning van 16Mn-staal op Q345-staal toe te passen; de toegestane spanning moet opnieuw-bepaald worden op basis van de nieuwe afmetingen van de staaldiktegroep. De hoofdbestanddeelverhouding van Q345-staal is in principe hetzelfde als die van 16Mn-staal, met als verschil de toevoeging van sporenlegeringselementen V, Ti en Nb. Deze kleine hoeveelheden V, Ti en Nb verfijnen de korrelstructuur, waardoor de taaiheid van het staal en de algehele mechanische eigenschappen aanzienlijk worden verbeterd.
Hierdoor is ook de productie van dikkere staalplaten mogelijk. Daarom zouden de algemene mechanische eigenschappen van Q345-staal superieur moeten zijn aan die van 16Mn-staal, vooral de prestaties bij lage- temperaturen, die 16Mn-staal ontbeert. De toelaatbare spanning van Q345-staal is iets hoger dan die van 16Mn-staal.
Afbeelding
Vergelijking van beeldprestaties
Q345D Naadloze stalen buis Mechanische eigenschappen:
Treksterkte: 490-675 Nm; Opbrengststerkte: groter dan of gelijk aan 345 Nm; Verlenging: groter dan of gelijk aan 22%
Q345B Naadloze stalen buis Mechanische eigenschappen:
Treksterkte: 490-675 Nm; Opbrengststerkte: groter dan of gelijk aan 345 Nm; Verlenging: groter dan of gelijk aan 21%
Q345A Naadloze stalen buis Mechanische eigenschappen:
Treksterkte: 490-675 Nm; Opbrengststerkte: groter dan of gelijk aan 345 Nm; Verlenging: groter dan of gelijk aan 21%
Q345C Naadloze stalen buis Mechanische eigenschappen:
Treksterkte: 490-675 Nm; Opbrengststerkte: groter dan of gelijk aan 345 Nm; Verlenging: groter dan of gelijk aan 22%
Q345E Naadloze stalen buis Mechanische eigenschappen:
Treksterkte: 490-675 Nm; Opbrengststerkte: groter dan of gelijk aan 345 Nm; Verlenging: groter dan of gelijk aan 22%
Afbeelding productserie
Vergelijking van Q345D-staal met Q345A-, B- en C-staal. De lage-temperatuur van de impactenergietest is laag. Het heeft goede prestaties. Het gehalte aan schadelijke stoffen P en S is lager dan Q345A, B en C.
De marktprijs is hoger dan die van Q345A, B en C.
Q345d-definitie: ① Het bestaat uit Q + nummer + symbool van kwaliteitsklasse + symbool van de deoxidatiemethode. De staalsoort wordt voorafgegaan door "Q", wat de vloeigrens van het staal vertegenwoordigt. Het volgende getal geeft de vloeipuntwaarde in MPa aan. Q235 vertegenwoordigt bijvoorbeeld koolstofconstructiestaal met een vloeigrens (σs) van 235 MPa.
② Indien nodig kunnen na de staalsoort symbolen worden toegevoegd die de kwaliteitsklasse en deoxidatiemethode aangeven. De kwaliteitssymbolen zijn A, B, C en D.
Symbolen voor deoxidatiemethode: F geeft omrand staal aan; b geeft half-gedood staal aan; Z geeft gedood staal aan; TZ duidt op speciaal gedood staal. Gedoofd staal mag geen symbool hebben, dat wil zeggen dat zowel Z als TZ mogen worden weggelaten. Q235-AF geeft bijvoorbeeld omrand staal van klasse A aan.
③ Koolstofstaal voor speciale doeleinden, zoals brugstaal en scheepsstaal, neemt in principe de aanduidingsmethode over voor koolstofconstructiestaal, maar met een extra letter die de toepassing aangeeft, toegevoegd aan het einde van de staalsoort.
Q345 (laaggelegeerd staal met hoge sterkte) - Fragment uit online materiaal
Afbeelding: Materiaalintroductie
1. De chemische samenstelling van Q345 wordt weergegeven in de onderstaande tabel (%):
Element
C Kleiner dan of gelijk aan
Mn
Si Kleiner dan of gelijk aan
P Kleiner dan of gelijk aan
S Kleiner dan of gelijk aan
Al Groter dan of gelijk aan
V
Nb
Ti
Inhoud
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. De mechanische eigenschappen van Q345C worden weergegeven in de onderstaande tabel (%):
Mechanische eigendomsindex
Verlenging (%)
Testtemperatuur 0 graden
Treksterkte MPa
Vloeigrens MPa Groter dan of gelijk aan
Waarde
δ5 Groter dan of gelijk aan 22
J Groter dan of gelijk aan 34
σb (470-650)
σs (324-259)
Waar de wanddikte tussen 16-35 mm ligt, σs groter dan of gelijk aan 325Mpa; waarbij de wanddikte tussen 2 ligt. Laseigenschappen van Q345 staal
2.1 Berekening van koolstofequivalent (Ceq)
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
Berekende Ceq=0.49%, groter dan 0,45%, wat aangeeft dat de lasbaarheid van Q345-staal niet erg goed is en dat er strikte procesmaatregelen moeten worden geformuleerd tijdens het lassen.
2.2 Veelvoorkomende problemen bij het lassen van Q345-staal
2.2.1 De neiging tot verharding van de hitte-getroffen zone
Tijdens het koelproces bij het lassen van Q345-staal is de door de hitte-beïnvloede zone geneigd een uitgedoofde structuur-martensiet te vormen, waardoor de hardheid toeneemt en de plasticiteit nabij de las afneemt. Dit resulteert in scheuren na het lassen.
2.2.2 Gevoeligheid voor koudescheuren
De belangrijkste lasscheuren in Q345-staal zijn koudescheuren.
Lasconstructieproces
Groefvoorbereiding → Hechtlassen → Voorverwarmen → Binnenrandlassen → Rugwortelreiniging (koolstofbooggutsen) → Buitenrandlassen → Binnenrandlassen → Zelf-inspectie/speciale inspectie → Post- Warmtebehandeling bij het lassen → Niet- destructief testen (laskwaliteit klasse 1 gekwalificeerd)
Selectie van lasprocesparameters
Op basis van de lasbaarheidsanalyse van Q345-staal zijn de volgende maatregelen geformuleerd:
1. Selectie van lasmaterialen
Vanwege de grote neiging van Q345-staal om koud te scheuren, moeten lasmaterialen met een laag-waterstofgehalte worden gekozen. Gezien het principe dat de lasverbinding dezelfde sterkte moet hebben als het basismetaal, worden laselektroden van het type E5015 (J507) geselecteerd.
De chemische samenstelling wordt weergegeven in de onderstaande tabel (%):
Elementen
C
Mn
Si
S
P
Cr
ma
V
Ti
Inhoud
0.071
1.11
0.53
0.009
0.016
0.02
0.01
0.01
0.01
Mechanische eigenschappen worden weergegeven in de onderstaande tabel:
Mechanische eigendomsindicatoren
σb (MPa)
σs (MPa)
δ5 (%)
Ψ (%)
AkvJ-30 graden
Waarde
440
540
31
79
164 114 76
(De treksterkte moet groter zijn dan de vloeigrens)
2. Afschuiningstype: (levering volgens tekeningen en uitrusting)
3. Lasmethode: handmatig booglassen (D).
4. Lasstroom: Om een grove lasmicrostructuur en verminderde slagvastheid te voorkomen, moeten lasparameters op kleine- schaal worden gebruikt. Specifieke maatregelen zijn onder meer: het gebruik van elektroden met een kleine-diameter, smalle lasrupsen, dunne laslagen en een meer-laags, meer- lasproces (lasvolgorde weergegeven in afbeelding 1). De breedte van de lasrups mag niet groter zijn dan driemaal de elektrodelengte en de dikte van de laslaag mag niet groter zijn dan 5 mm. Gebruik voor de eerste tot en met de derde laag Ф3.2-elektroden met een lasstroom van 100-130A; gebruik voor de vierde tot en met de zesde laag Ф4.0-elektroden met een lasstroom van 120-180A.
5. Preheating Temperature: Since the Ceq of Q345 steel is >0,45%, voorverwarmen is noodzakelijk vóór het lassen. De voorverwarmingstemperatuur T0=100-150 graden en de tussentemperatuur Ti Minder dan of gelijk aan 400 graden.
6. Parameters voor warmtebehandeling na het lassen: Om de resterende lasspanning te verminderen, het waterstofgehalte in de las te verlagen en de microstructuur en eigenschappen van de las te verbeteren, is een warmtebehandeling na het lassen- vereist. De warmtebehandelingstemperatuur is 600-640 graden, de houdtijd is 2 uur (voor een plaatdikte van 40 mm) en de verwarmings-/koelsnelheid is 125 graden / uur.
Lasvolgorde op locatie-
1. Voorverwarmen vóór het lassen
Voordat u met het lassen begint, moeten de flensplaten 30 minuten voorverwarmen voordat u met lassen begint. Voorverwarmen, interpasstemperatuur en warmtebehandeling worden automatisch geregeld door een temperatuurregelkast voor warmtebehandeling met behulp van een ver- infrarood verwarmingsoven met transportband. Een microcomputer stelt automatisch de stooklijnen in en registreert deze, en thermokoppels meten de temperatuur. Tijdens het voorverwarmen bevinden de meetpunten van het thermokoppel zich op 15 mm - 20 mm afstand van de schuine rand.
2. Lassen
2.1 Om lasvervorming te voorkomen wordt elke kolomverbinding door twee personen symmetrisch gelast, met de lasrichting vanuit het midden naar buiten. Bij het lassen van de binnenrand (de afschuining nabij het lijf) moeten de eerste tot en met de derde laag een kleinschalige bewerking- ondergaan, aangezien dit de belangrijkste oorzaak is van lasvervorming. Na het lassen van de eerste tot derde laag wordt de achterzijde gereinigd. Na het gutsen met een koolstofboog moet de las mechanisch worden geslepen om de carbonisatie van het oppervlak te verwijderen, waardoor de metaalglans bloot komt te liggen en ernstige carbonisatie van het oppervlak, die scheuren zou kunnen veroorzaken, wordt voorkomen. De buitenste las moet in één keer worden voltooid, terwijl de resterende binnenste las als laatste wordt voltooid.
2.2 Bij het lassen van de tweede laag moet de lasrichting tegengesteld zijn aan die van de eerste laag, enzovoort. Elke lasverbinding moet 15-20 mm verspringen.
2.3 De lasstroom, lassnelheid en het aantal laslagen moeten voor beide lassers consistent zijn.
2.4 Het lassen moet beginnen op de boog-beginplaat en eindigen op de boog-eindplaat. Na het lassen de las afsnijden en schoonschuren.
3. Warmtebehandeling na- het lassen: De lasverbinding moet binnen 12 uur na voltooiing een warmtebehandeling- krijgen. Als de warmtebehandeling niet onmiddellijk kan worden uitgevoerd, moeten maatregelen voor warmtebehoud en langzame afkoeling worden genomen. Tijdens de warmtebehandeling moeten twee thermokoppels worden gebruikt voor temperatuurmeting, waarbij de thermokoppels aan de binnen- en buitenkant van de lasverbinding worden gepuntlast-.
4. Lasinspectie
Volgens de eisen van de *Code voor constructie en acceptatie van staalconstructies* werd ultrasoon onderzoek gedaan om lasverbindingen te inspecteren, met een inspectiepercentage van 100%.
Technisch beheer op-site
1. Er zijn gedetailleerde lasinstructies opgesteld.
2. Volledige-procescontrole van het lasproces is de kern van het garanderen van kwaliteit.
Tijdens het lassen van elke kolomverbinding moet een aangewezen persoon het lasproces controleren. Als de lasser de bedieningsinstructies niet opvolgt, moet het lassen onmiddellijk worden gestopt. Tijdens het lasproces moet het warmtebehandelingspersoneel de interpass-temperatuur voortdurend controleren; als deze de norm overschrijdt, moet de lasser onmiddellijk op de hoogte worden gesteld om het lassen te stoppen.
3. Het verbeteren van het kwaliteitsbewustzijn van bouwpersoneel is essentieel voor de uitvoering van het lasproces.
Vóór de bouw werd een volledige briefing gehouden voor al het personeel en werden er bouwproceskaarten uitgegeven. Tijdens de briefing werden in detail de kenmerken van het lasproces uitgelegd en de noodzaak en belangrijkste punten van strikte controle van het lasproces ter plaatse-.
Conclusie
Na deze lasprocesmaatregel werden er in totaal 102 lasverbindingen op-locatie gelast, en het eerste-rendement van niet-destructieve testen bereikte 100%. Dit lasproces is geverifieerd door middel van daadwerkelijke constructie en biedt niet alleen begeleiding op locatie voor het lassen van Q345-staal, maar garandeert ook de laskwaliteit.
