คุณลักษณะ การผลิต และรายละเอียดการใช้งานของท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJE

ท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJEท่อเหล็ก ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูงและประสิทธิภาพสูง ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ การขนส่งพลังงาน และเครื่องจักรกลทางวิศวกรรมภายในประเทศในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เหล็กกล้าชนิดนี้ได้กลายเป็นวัสดุสำคัญที่ขาดไม่ได้ในการก่อสร้างอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ด้วยคุณสมบัติของวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์และข้อได้เปรียบในกระบวนการผลิต

ก่อนอื่น เราจะมาดูคุณลักษณะของวัสดุและข้อกำหนดมาตรฐานของท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJE กันก่อน
Q500GJE จัดเป็นเหล็กกล้าโครงสร้างความแข็งแรงสูงที่มีส่วนผสมของโลหะผสมต่ำ ในชื่อ “Q” หมายถึงความแข็งแรงคราก “500” หมายถึงค่าความแข็งแรงครากขั้นต่ำที่ 500 MPa “GJ” คือรหัสสำหรับเหล็กกล้าความแข็งแรงสูง (GangJin) และ “E” หมายถึงเกรดคุณภาพที่ตรงตามข้อกำหนดการทนแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ -40℃ วัสดุต้องเป็นไปตามมาตรฐาน GB/T 1591-2018 “เหล็กกล้าโครงสร้างความแข็งแรงสูงโลหะผสมต่ำ” และต้องมีความสมดุลระหว่างความแข็งแรงสูงและความเหนียวที่ดีโดยการเติมธาตุโลหะผสมขนาดเล็ก เช่น ไนโอเบียมและวานาเดียม และการประสานกระบวนการรีดและการระบายความร้อนที่ควบคุมได้ ค่าเทียบเท่าคาร์บอน (Ceq) ในองค์ประกอบทางเคมีมักจะถูกควบคุมให้ต่ำกว่า 0.42 และดัชนีความไวต่อรอยแตกจากการเชื่อม (Pcm) อยู่ที่ ≤0.23 เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดีเยี่ยม ในแง่ของคุณสมบัติทางกล นอกเหนือจากความแข็งแรงครากแล้ว ความแข็งแรงดึงต้องอยู่ที่ 630-800 MPa การยืดตัวต้อง ≥17% และพลังงานกระแทกที่ -40℃ ต้องมีค่า ≥34J ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการด้านการรับน้ำหนักในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้

ประการที่สอง กระบวนการผลิตและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJE
ท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJE ใช้กระบวนการขึ้นรูป JCOE (การดัดก่อน → การขึ้นรูปตัว J → การขึ้นรูปตัว C → การขึ้นรูปตัว O → การขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง) และกระบวนการผลิตหลักประกอบด้วย:
1. การเตรียมแผ่นเหล็กก่อนการขึ้นรูป: การตรวจหาข้อบกพร่องด้วยคลื่นอัลตราโซนิคของแผ่นเหล็กที่มีความหนา 8-40 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าวัตถุดิบไม่มีข้อบกพร่องจากการแยกชั้น
2. การกัดขอบ: ใช้เครื่องกัดขอบความแม่นยำสูงในการกัดขอบแผ่นเหล็กให้เป็นร่องรูปตัว X หรือตัว V โดยควบคุมความคลาดเคลื่อนของมุมร่องให้อยู่ภายใน ±1°
3. การเตรียมการเชื่อมและการเชื่อมเก็บรายละเอียด: ขั้นแรกให้ยึดแท่งท่อด้วยการเชื่อมเตรียมการเหนี่ยวนำความถี่สูง จากนั้นใช้การเชื่อมแบบจุ่มอาร์คหลายเส้น (SAWL) สำหรับการเชื่อมหลัก พารามิเตอร์ทั่วไปคือ กระแส 600-900A แรงดัน 28-34V และความเร็ว 0.8-1.5 เมตร/นาที
4. การขยายเส้นผ่านศูนย์กลางและการอบชุบความร้อน: ด้วยการขยายเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงกล ทำให้การเสียรูปในแนวรัศมีของท่อเหล็กอยู่ที่ 1.2%-1.8% ขจัดความเค้นตกค้าง และทำการอบคืนตัว (การชุบแข็ง + การอบคืนตัว) เมื่อจำเป็น เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม
5. การทดสอบแบบไม่ทำลาย: ชิ้นงาน 100% ผ่านการตรวจจับภาพแบบเรียลไทม์ด้วยรังสีเอ็กซ์ (RT) และการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยกระแสไหลวน (ET) นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มการทดสอบอัลตราโซนิก TOFD ในชิ้นส่วนสำคัญ ซึ่งอัตราการตรวจจับข้อบกพร่องสามารถสูงกว่า 99.5%
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทชั้นนำในประเทศประสบความสำเร็จในการผลิตท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJE ผนังหนา 18 มม. ในปริมาณมาก โดยพลังงานกระแทกจากการเชื่อมสามารถสูงถึงกว่า 80 จูล และตัวชี้วัดทางเทคนิคได้ก้าวไปสู่ระดับขั้นสูงในระดับสากลแล้ว

ประการที่สาม สถานการณ์การใช้งานทั่วไปของท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJE
1. โครงสร้างอาคารสูงพิเศษ: ใช้สำหรับเสาแกนกลางของอาคารที่มีความสูงเกิน 300 เมตร เช่น โครงการศูนย์การเงินผิงอัน เซินเจิ้น ซึ่งใช้ท่อเหล็กเชื่อมขนาด Φ1200×35 มม. และเสาเดี่ยวรับน้ำหนักได้มากกว่า 8,000 ตัน
2. วิศวกรรมสะพานช่วงกว้างขนาดใหญ่: ส่วนเชื่อมต่อเกาะเทียมของสะพานฮ่องกง-จูไห่-มาเก๊า ใช้เสาเข็มเหล็กท่อ Q500GJE ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการต้านทานแรงลมได้ถึง 40%
3. ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องจักรกลทางวิศวกรรม: ท่อโครงแขนของยานพาหนะใช้เหล็ก Q500GJE ผนังบาง (6-12 มม.) ทำให้ลดน้ำหนักได้ 15% โดยไม่ลดความแข็งแรงในการรับน้ำหนัก
4. อุปกรณ์พลังงานใหม่: ส่วนเชื่อมต่อของเสากังหันลมใช้ท่อเหล็กเชื่อมขนาด Φ3000×30 มม. เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่หนาวจัดถึง -50℃
5. การผลิตยานพาหนะพิเศษ: คานป้องกันการชนของรถหุ้มเกราะทางทหารใช้โครงสร้างท่อเหล็ก Q500GJE สองชั้น ซึ่งสามารถต้านทานแรงกระแทกจากกระสุนเจาะเกราะขนาด 12.7 มม. ได้

ประการที่สี่ สถานะตลาดและแนวโน้มการพัฒนาของท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJE
จากข้อมูลของสมาคมเหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศจีน กำลังการผลิตท่อเหล็กเชื่อมตรง Q500GJE ในประเทศจะเกิน 1.2 ล้านตันในปี 2024 โดยผู้ผลิตหลักกระจุกตัวอยู่ในกลุ่มอุตสาหกรรมท่อเหล็กเชื่อมในเทียนจิน เจียงซู และพื้นที่อื่นๆ ในส่วนของราคา ปัจจุบันราคาตลาดอยู่ที่ 6,800-7,500 หยวน/ตัน (รวมภาษี) ซึ่งสูงกว่าท่อเหล็กเชื่อม Q355B ทั่วไปประมาณ 35% เนื่องจากประเทศจีนกำลังส่งเสริมยุทธศาสตร์การพัฒนาเมืองและการขนส่งในช่วงแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 คาดว่าอัตราการเติบโตของความต้องการผลิตภัณฑ์นี้จะอยู่ที่ 8-10% ต่อปี ตั้งแต่ปี 2025 ถึง 2030
การพัฒนาด้านเทคโนโลยีมีทิศทางหลักอยู่ 3 ทิศทาง ได้แก่:
1. การออกแบบที่เน้นความเบา: พัฒนาท่อเหล็กเชื่อมผนังบาง 600 MPa โดยใช้กระบวนการควบคุมทางความร้อนและเชิงกล (TMCP) และสามารถลดความหนาของผนังลงเหลือเพียง 4 มม.
2. การผลิตอัจฉริยะ: นำหุ่นยนต์เชื่อมที่ควบคุมด้วยภาพมาใช้เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการติดตามรอยเชื่อมให้สูงถึง ±0.2 มม.
3. การผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: ส่งเสริมเทคโนโลยีการเชื่อมคอมโพสิตด้วยเลเซอร์-MAG เพื่อลดการใช้พลังงานในการเชื่อมลงมากกว่า 30%
เป็นที่น่าสังเกตว่า การใช้งานท่อเหล็กเชื่อม Q500GJE ในด้านวิศวกรรมทางทะเลยังคงเผชิญกับความท้าทายด้านความต้านทานการกัดกร่อน ในปัจจุบัน ปัญหานี้ส่วนใหญ่แก้ไขได้ด้วยระบบป้องกันสองชั้น คือ “การผสมนิกเกล-โครเมียม + การเคลือบสารอินทรีย์” ในอนาคต การพัฒนาเหล็กทนการผุกร่อน (เช่น Q500GJE-W) จะกลายเป็นทิศทางการวิจัยที่สำคัญ

โดยรวมแล้ว ท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง Q500GJE กำลังพลิกโฉมตลาดท่อเหล็กคุณภาพสูงด้วยคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยมและความสามารถในการปรับตัวเข้ากับกระบวนการผลิตต่างๆ ด้วยการดำเนินงานตามยุทธศาสตร์ Made in China 2025 อย่างลึกซึ้ง อัตราการใช้งานของผลิตภัณฑ์นี้ในสาขาเกิดใหม่ เช่น การก่อสร้างอัจฉริยะและพลังงานใหม่ จะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และกลายเป็นวัสดุพื้นฐานที่สำคัญในการสนับสนุนการก่อสร้างโครงการระดับชาติขนาดใหญ่