Q620DوQ620E دو نوع فولادهای ساختاری-مقاومت کم-طبق استانداردهای ملی چین هستند. آنها دارای حداقل مقاومت تسلیم 620 مگاپاسکال و همچنین جوش پذیری و شکل پذیری مطلوب هستند. با این حالنابرابری در الزامات چقرمگی ضربهای در دمای پایین-تمایز اصلی است که به نوبه خود باعث ایجاد تغییرات در خواص مواد، فرآیندهای تولید و دامنه کاربرد می شود.

تمایز اصلی
حروف "D" و "E" نشاندهنده درجههای کیفی مختلف است که تفاوت اساسی در شرایط دما و معیارهای چقرمگی برای آزمایش ضربه است. این پارامتر تعیین کننده کلیدی برای سناریوهای کاربردی آنها است.
| درجه فولاد | دمای تست ضربه | انرژی مورد نیاز ضربه |
|---|---|---|
| Q620D | -20 درجه | برای جلوگیری از شکستگی شکننده در این دما، نیاز به حفظ انرژی ضربه کافی دارد که آن را برای شرایط عملیاتی نسبتا سرد ایده آل می کند. |
| Q620E | -40 درجه | انرژی ضربهای بریدگی Charpy V باید کمتر از ۲۷ ژول نباشد، و در بسیاری از روشهای مهندسی، مقدار اندازهگیری شده حتی میتواند از ۴۷ ژول هم فراتر رود. این انرژی میتواند در محیطهای شدید دمای بسیار پایین مقاومت کند و از شکست ساختاری در شرایط سرد جلوگیری کند. |
تنظیمات جزئی در ترکیب شیمیایی
این دو فولاد دارای ترکیبات شیمیایی پایه مشابهی هستند، کربن و منگنز به عنوان عناصر تقویت کننده اصلی، تکمیل شده توسط عناصر میکروآلیاژی مانند نیوبیم، وانادیم و تیتانیوم برای پالایش دانه. با این حال، Q620E کنترل ترکیب دقیقتری را برای برآوردن نیازهای چقرمگی در دماهای پایینتر اعمال میکند:
- Q620D: محتوای عناصر مضر مانند فسفر و گوگرد طبق استانداردهای معمولی کنترل میشود و فقط نیازمندیهای خلوص فولادهای با استحکام بالا- عمومی است. هیچ تنظیم خاصی نسبت آلیاژی برای سرویس دمای بسیار پایین نیاز نیست.
- Q620E: علاوه بر محدود کردن فسفر و گوگرد به سطوح بسیار پایین-، نسبت عناصر آلیاژی از جمله کروم، مولیبدن و نیکل را بهینه میکند. در همین حال، معادل کربن (Ceq کمتر یا برابر با 0.48٪) به دقت کنترل می شود، که ضمن افزایش چقرمگی در -40 درجه، استحکام بالا را تضمین می کند و از شکنندگی در دمای پایین جلوگیری می کند.
فرآیندهای تولید واگرا
هر دو فولاد از روشهای استانداردی مانند ذوب، نورد و عملیات حرارتی عبور میکنند، اما Q620E به کنترل فرآیند پیچیدهتری برای رسیدن به اهداف عملکرد در دمای پایین- نیاز دارد:
- Q620D: بیشتر از طریق نورد گرم یا فرآیندهای مرسوم کوئنچ و تمپر تولید می شود. تمرکز روی کنترل دمای نورد و تغییر شکل برای دستیابی به ریزساختار داخلی یکنواخت است که فقط باید استاندارد چقرمگی اساسی را در -20 درجه برآورده کند.
- Q620E: معمولاً با فرآیند کنترل حرارتی-مکانیکی (TMCP) تولید میشود. پس از نورد، کنترل خنک کننده تسریع شده (ACC) برای تنظیم دقیق سرعت خنک کننده استفاده می شود. در برخی موارد، یک درمان نرمال کننده اضافی در 900-950 درجه برای از بین بردن استرس باقی مانده مورد نیاز است. این اقدامات به دستیابی به یک ریزساختار دوبلکس از فریت-دانه ریز و بینیت کمک می کند و عملکرد پایدار را در محیط های بسیار سرد تضمین می کند.
سناریوهای کاربردی تخصصی
بر اساس عملکرد متفاوت آنها در دمای پایین{0}، این دو فولاد در سناریوهای مجزا به کار می روند: Q620E برای شرایط سرد بسیار زیاد طراحی شده است، در حالی که Q620D برای محیط های با دمای متوسط یا دمای معمولی مناسب است.
- Q620D: به طور گسترده در خطوط لوله انتقال نفت و گاز، اجزای دیگ بخار نیروگاه عمومی، قطعات ساختاری ماشین آلات ساختمانی، و همچنین اجزای باربر پل ها و ساختمان های صنعتی در مناطق معتدل و نیمه گرمسیری استفاده می شود. می تواند دمای معمولی پایین را تحمل کند اما برای شرایط بسیار سرد در نظر گرفته نشده است.
- Q620E: برای محیطهای با دمای بسیار پایین مانند-مناطق سرد و دریاهای عمیق قابل استفاده است. کاربردهای معمولی عبارتند از -بخش 45 درجه خط لوله گاز طبیعی چین-خط لوله گاز طبیعی مسیر شرقی روسیه، مخازن ذخیره LNG قطبی،-خط لولههای مرتبط با دمای پایین نیروگاههای فوق بحرانی-و ساختارهای ژاکتی سکوهای حفاری عمیق-دریایی. این می تواند ایمنی ساختاری طولانی مدت را در شرایط سرد سخت حفظ کند.
هزینه و الزامات تست
- هزینهQ620E به دلیل فرمولاسیون آلیاژی بهینه و فرآیند ساخت پیچیده، هزینه تولید بالاتری دارد و به طور کلی قیمت بازار بالاتری نسبت به Q620D دارد.
- تست کردن: Q620E به -40 درجه{3}}آزمایشهای تأثیر دمای پایین{3} اضافی نیاز دارد، و در برخی از پروژهها، روشهای آزمایش غیرمخرب دقیقتری مانند تشخیص عیب اولتراسونیک برای اطمینان از عدم وجود نقص داخلی که ممکن است بر عملکرد دمای پایین تأثیر بگذارد، مورد نیاز است. در مقابل، Q620D فقط باید تست ضربه -20 درجه و بازرسی های معمول کیفیت را پشت سر بگذارد.
آیا می توان از Q620D به عنوان جایگزینی برای Q620E در پروژه های واقع در مناطق سردسیر استفاده کرد؟
تعویض توصیه نمی شود. مناطق سرد معمولاً دماهای-فوقالعاده-طولانی مدت زیر -20 درجه و حتی تا -40 درجه را در برخی مناطق تجربه میکنند. Q620D فقط نیاز به چقرمگی ضربه را در -20 درجه برآورده میکند. عملکرد آن در محیط های زیر این دما به شدت بدتر می شود، که به راحتی می تواند منجر به شکستگی شکننده ساختاری شود. Q620E به طور خاص برای شرایط دمای فوقالعاده{18}کم{19}}طراحی شده است، با انرژی ضربهای با ناچ V-شارپی که کمتر از 27 ژول در 40- درجه است، و مقادیر واقعی آزمایش پروژه حتی میتواند از 47 ژول تجاوز کند. به عنوان مثال، با موفقیت در بخش -45 درجه خط لوله گاز طبیعی مسیر شرقی چین-روسیه به کار گرفته شده است و ایمنی ساختاری طولانی مدت در سرمای شدید را تضمین می کند.
سناریوهای کاربردی معمولی برای Q620D و Q620E به ترتیب چیست؟
Q620D به طور گسترده در مناطق معتدل و نیمه گرمسیری، برای کاربردهایی مانند خطوط لوله انتقال نفت و گاز، اجزای دیگ بخار نیروگاه عمومی، قطعات ساختاری ماشین آلات ساختمانی، و اجزای باربر پل ها و ساختمان های صنعتی استفاده می شود. برای شرایط معمول دمای پایین{3}}اما برای سرمای شدید مناسب نیست. Q620E برای-مناطق یخبندان با عرض جغرافیایی بالا و محیطهای عمیق-دریای فوقالعاده-کم-در اعماق، با کاربردهای معمولی از جمله مخازن ذخیرهسازی LNG قطبی، خطوط لوله با دمای پایین نیروگاههای فوقبحرانی{11}و سکوهای حفاری عمیق{1} طراحی شده است.
آیا Q620D و Q620E حداقل قدرت تسلیم یکسانی دارند؟
بله، آنها انجام می دهند. هر دو Q620D و Q620E متعلق به فولادهای ساختاری آلیاژی بالا-مقاومت کم- با درجه 620 مگاپاسکال، با حداقل استحکام تسلیم 620 مگاپاسکال هستند. تفاوت اصلی آنها در چقرمگی ضربهای در دمای پایین-به جای عملکرد استحکام پایه است.

