Detalhes sobre a tecnologia e aplicação de tubos de aço soldados longitudinais de alta resistência

Na construção industrial moderna e no transporte energético, os tubos de aço soldados de alta resistência (HSW/HSSW) tornaram-se materiais essenciais para transporte de petróleo e gás, estruturas de construção e fabricação de máquinas, graças às suas propriedades mecânicas superiores e adaptabilidade do processo. Seu desenvolvimento tecnológico e aplicações práticas refletem os dois avanços na ciência dos materiais e a transformação da indústria de manufatura da China, desde a expansão da escala em atualizações de qualidade.

Primeiro, a definição técnica e os avanços do processo de tubos de aço soldados longitudinais de alta resistência

Tubo de aço soldado de costura reta de alta frequência (HFW), o tubo de aço soldado de costura reto de alta resistência principal, é feito de bobina laminada a quente. O metal é instantaneamente derretido através dos efeitos da pele e da proximidade da corrente de alta frequência, e a soldagem é concluída por rolos de extrusão. Comparado com os tubos de aço soldados em espiral tradicionais, o comprimento da solda é reduzido em mais de 30%. Devido à zona estreita afetada pelo calor e ao tamanho de grão refinado, a resistência à tração pode atingir mais de 555 MPa (por exemplo, aço de tubulação de x80 grau) e a resistência ao impacto é melhorada em 20%a 30%. De acordo com os dados, as linhas avançadas de produção doméstica alcançaram o controle de precisão da espessura da parede de ± 0,1 mm, cobrindo diâmetros que variam de φ20mm a φ660mm, atendendo aos requisitos de padrões internacionais, como API 5L e GB/T 3091. Suportado pela Microalloying Technology, a moderna e a alta comprimento de aço soldada de aço formulada em fases de aço que se formam nanos, com os fatos de aço de altos-liosos, os fatos de aço de altos-lados, com os fatos de aço, com os fatos de aço, a TRAPET, a TRAPENIOT, a tecnologia de aço de alta e alta comprimento, a TRAPE, a TRAPE, a TRAPENO Nan. vanádio e titânio. Isso mantém a soldabilidade do aço e, ao mesmo tempo, alcançar uma melhoria sinérgica na força e resistência. Um relatório técnico de uma planta de aço indica que os tubos de aço soldados de x90 graus produzidos usando TMCP (processo de controle termo-mecânico) podem atingir uma taxa de rendimento abaixo de 0,85 e uma energia de impacto de baixa temperatura superior a 100J a -40 ° C, superando significativamente os produtos produzidos usando processos convencionais.

Segundo, cenários de aplicação e vantagens de desempenho de tubos de aço soldados de alta resistência à forma reta

1. Transporte energético: No projeto de gasoduto III do gás oeste, o uso de tubos de aço soldados de alta resistência x80 reduziu a espessura da parede do tubo em 15%, aumentando a capacidade de rolamento de pressão de um único tubo para mais de 12 MPa e aumentando a capacidade anual de transmissão de gás para 45 bilhões de metros cúbicos. A análise de um oleoduto revelou que esse material reduziu o número de soldas durante a construção em áreas montanhosas em 20%, reduzindo significativamente o risco de falha de solda circunferencial. O tubo de aço de 1420mm φ usado na linha de energia leste estabeleceu um recorde global para o uso de tubos de aço de alta qualidade de grande diâmetro.

2. Construção e máquinas: o uso de tubo de aço soldado de alta resistência Q690D em estruturas de aço de construção alta reduziu o peso do componente em 25% a 30% e aumentou o coeficiente de ductilidade das juntas sísmicas em 1,5 vezes. Os tubos de aço da Sany Heavy Industry para booms de caminhões de bomba atingem uma força de 1200 MPa e uma vida útil de mais de 500.000 ciclos. Notavelmente, a tecnologia de fortalecimento de pré-fita (como uma pré-estrech de 2%) pode aumentar ainda mais a força de escoamento em 10%a 15%, tornando-a particularmente adequada para estruturas espaciais ultra-longas.

Terceiro, pontos problemáticos da indústria e direções de inovação para tubos de aço soldados longitudinais de alta resistência

Apesar da tecnologia madura, a indústria ainda enfrenta três grandes desafios:

- Controle de qualidade da solda: as velocidades de soldagem excedendo 20 m/min são propensas a falta de defeitos de fusão. Uma empresa usou um sistema de monitoramento de plasma para reduzir a taxa de sucata de 3% para 0,5%.

- Gargonos de proteção contra corrosão: Os pipelines de águas profundas devem suportar 15 MPa pressão externa e corrosão H₂S. Um novo revestimento anticorrosão de 3PE combinado com proteção de ânodo de sacrifício prolonga a vida útil do projeto para 40 anos.

-Necessidades de otimização de custos: Uma empresa desenvolveu uma tecnologia 'quente para frio' que usa 600 ° C de baixa temperatura em vez de formação de frio tradicional, reduzindo os custos de produção em 18%. A evolução tecnológica futura se concentrará em três dimensões:

1. Engenharia genética material: otimizando a composição da liga através da simulação de big data, com o objetivo de alcançar a produção industrializada de tubo de aço soldado de grau X120 até 2028;

2. Sistemas de soldagem inteligentes: a tecnologia de rastreamento de costura em tempo real com base na visão de máquina deve aumentar as taxas de aprovação de soldagem para 99,9%;

3. Fabricação verde: O processo de fabricação de ferro de redução de hidrogênio pode reduzir as emissões de CO₂ em 30%e combinado com o processo reduzido do forno de arco elétrico, ele criará um produto de baixo carbono durante todo o seu ciclo de vida.

Quarto, as perspectivas de mercado e o progresso da localização de tubos de aço soldados de costura retos de alta resistência

Em 2024, o mercado global de tubos de aço soldado de alta resistência excederá US $ 38 bilhões, com a China representando 34%. Notavelmente, os produtos de ponta doméstica estão quebrando o monopólio internacional:

-O tubo de aço x80 x80 de uma empresa φ1219mm, desenvolvido usando seu equipamento, passou a certificação nos países da Ásia Central e venceu a oferta por um pipeline de 1.600 quilômetros de comprimento;

-O invólucro de alta resistência de uma empresa e resistência ao colapso para a produção de gás de xisto reduziu os custos de poço único em 2 milhões de yuans;

-O tubo de aço soldado ultra-comprido de 18 metros de uma empresa reduziu as soldas de bunda em plataformas offshore em 15%.

No entanto, em áreas como tubo de aço soldado de grande diâmetro de grande parede (<6mm) e tubo criogênico de -60 ° C para regiões polares, a demanda doméstica por esses produtos permanece alta. Os especialistas do setor recomendam o fortalecimento da inovação colaborativa em toda a indústria, academia, pesquisa, teste e aplicação, com foco em avanços em tecnologias de gargalo, como tratamento térmico on-line e inspeção automatizada em tamanho real.

Das propriedades do material às aplicações de engenharia, a evolução tecnológica de tubos de aço soldados de costura retos de alta resistência continua inabalável. Impulsionados pelos objetivos 'duplo carbono', esse artefato industrial, integrando a metalurgia, a mecânica e os processos de fabricação, continuará a impulsionar a evolução da infraestrutura para um desenvolvimento mais seguro, mais eficiente e sustentável. Como um engenheiro disse em um fórum técnico: 'A seção transversal de cada tubo de aço soldado é uma obra-prima da mecânica no mundo microscópico.' Essa beleza tecnológica escondida no aço é uma nota de rodapé vívida para a fabricação da China que se move em direção à ponta.