Primeiramente, as características do material e as especificações padrão deTubo de aço com costura reta Q420MC
O Q420MC é um aço estrutural de baixa liga e alta resistência. Em seu nome, “Q” representa a resistência ao escoamento, “420” significa que a resistência ao escoamento não é inferior a 420 MPa e “MC” indica que o material é adequado para conformação a frio. Comparado ao aço carbono comum, o Q420MC alcança o refinamento de grãos e o endurecimento por precipitação pela adição de elementos de micro-liga, como nióbio, vanádio e titânio, o que melhora significativamente sua resistência, mantendo boa plasticidade e tenacidade. De acordo com a norma GB/T 1591-2018 “Aço Estrutural de Alta Resistência e Baixa Liga”, a composição química do Q420MC é rigorosamente controlada: o teor de carbono é inferior a 0,12%, o teor de manganês pode atingir 1,70% e o teor de elementos nocivos, como enxofre e fósforo, é limitado. Em termos de propriedades mecânicas, sua resistência à tração atinge 520-680 MPa, alongamento ≥18% e energia de impacto a 20 °C não é inferior a 34 J, sendo particularmente adequado para Estruturas de suporte de carga em ambientes de baixa temperatura.
Em segundo lugar, o processo de produção avançado do tubo de aço com costura reta Q420MC.
1. Pré-tratamento da chapa: a bobina laminada a quente é utilizada como matéria-prima, e a carepa é removida por decapagem. O processo de laminação a frio garante a lisura e a retidão da superfície da chapa, e a tolerância pode ser controlada dentro de ±0,1 mm. Algumas empresas líderes utilizam o processo TMCP (processo de controle termomecânico) para refinar os grãos por meio de laminação e resfriamento controlados, de modo que o material apresente alta resistência e excelente soldabilidade.
2. Tecnologia de soldagem de costura reta de alta frequência: Utilizando a tecnologia ERW (soldagem por resistência), aproveitando o efeito pelicular e o efeito de proximidade de uma corrente de alta frequência de 100-400 kHz, a borda do tubo é fundida instantaneamente em 10-20 milissegundos. Sistemas avançados de detecção de falhas por correntes parasitas e ultrassom monitoram a qualidade das soldas em tempo real, com uma taxa de detecção de defeitos superior a 99,5%.
3. Processo de pós-tratamento: A solda é submetida a tratamento térmico online para eliminar tensões, e o teste de pressão da água atinge 1,5 vezes a pressão padrão (geralmente ≥15MPa). Alguns tubos de aço para fins especiais também precisam ser tratados com jateamento de areia, remoção de ferrugem, revestimento epóxi e outros tratamentos anticorrosivos, e a vida útil no teste de névoa salina pode chegar a mais de 1.000 horas.
Terceiro, cenários típicos de aplicação de tubos de aço com costura reta Q420MC
1. Aplicação em estruturas metálicas para edifícios: Como principal material para colunas de edifícios altos e treliças de grande vão, os tubos de aço soldados com costura reta Q420MC são 20% a 30% mais leves que o aço Q235 tradicional.
2. Fabricação de máquinas de engenharia: A lança de uma escavadeira de determinada empresa é feita de tubos de aço Q420MC e, quando a espessura da parede é otimizada para 16 mm, ainda atende aos requisitos de vida útil à fadiga de 500.000 ciclos.
3. Nova infraestrutura energética: A seção de conexão das torres de energia eólica geralmente utiliza tubos de aço soldados com costura reta de grande diâmetro, de φ2000 a φ4000 mm. A resistência ao impacto em baixas temperaturas do Q420MC garante a operação segura em um ambiente de -40 °C.
4. Equipamentos de transporte: Uma empresa substituiu o material original por Q420MC na fabricação de truques de trens de carga, o que aumentou o limite de fadiga dos componentes de 210 MPa para 280 MPa e permitiu que o componente passasse com sucesso por 1,5 milhão de ciclos de teste de carga.
Em quarto lugar, o estado atual do mercado e a tendência de desenvolvimento dos tubos de aço com costura reta Q420MC.
Segundo dados da Associação Chinesa de Ferro e Aço, a produção nacional de tubos de aço de grau Q420MC ultrapassará 8,5 milhões de toneladas em 2024, das quais 65% serão tubos de aço soldados com costura reta. Em termos de preço, a cotação atual para especificações de φ219×8mm é de 5800-6200 yuans/ton, o que representa um aumento de cerca de 8% a 10% em relação aos tubos de aço Q345B.
A direção da inovação tecnológica apresenta três características principais:
- Design leve: O tubo de aço de grau Q420MC+ desenvolvido por uma determinada empresa aumentou sua resistência ao escoamento para 450 MPa por meio da otimização da composição, e a espessura da parede pôde ser ainda mais reduzida;
- Produção inteligente: A linha de produção inteligente de tubos de aço soldados, construída por uma determinada empresa, alcançou a duplicação digital de todo o processo, e a taxa de qualificação do produto aumentou para 99,8%;
- Produção sustentável: Uma determinada empresa adota a tecnologia de redução de hidrogênio para reduzir as emissões de carbono por tonelada de aço em 40%, e o primeiro lote de tubos de aço Q420MC de baixo carbono obteve a certificação UL.
Quinto, recomendações de seleção e uso de tubos de aço com costura reta Q420MC
1. Princípio de adequação das especificações: De acordo com a norma GB/T 21835-2008, recomenda-se o uso de tubos de aço com uma relação diâmetro/espessura ≤ 60 para estruturas prediais, enquanto para máquinas de engenharia devem ser escolhidas especificações com uma relação diâmetro/espessura de 45 a 55. Cálculos de um projeto de ponte sobre o mar mostram que tubos de aço Q420MC de φ1200×18mm são 40% mais leves que estruturas de concreto e reduzem as cargas de vento em 25%.
2. Pontos-chave do processo de soldagem: Recomenda-se o uso de soldagem com proteção de gás misto rico em argônio (80% Ar + 20% CO2), e a temperatura de pré-aquecimento deve ser controlada entre 100 e 150 °C. Um teste comparativo em um projeto de tubulação pressurizada mostrou que, ao utilizar o eletrodo de solda E5515-G, a energia de impacto da solda pode atingir 58 J (-20 °C), valor significativamente superior ao exigido pela norma.
3. Solução de suporte anticorrosivo: O sistema “primer epóxi rico em zinco + acabamento com flocos de vidro” é recomendado para o ambiente marinho, e a espessura do revestimento é ≥280μm.
Com o avanço da construção de novas infraestruturas no âmbito do “14º Plano Quinquenal”, a aplicação de tubos de aço soldados com costura reta Q420MC em áreas emergentes, como armazenagem logística inteligente e construção modular, continuará a expandir-se. A profunda integração da pesquisa e desenvolvimento de materiais com a tecnologia de fabricação inteligente impulsionará o desenvolvimento deste tipo de tubo de aço de alto desempenho, tornando-o mais leve, mais resistente e mais durável.
Data da publicação: 15 de julho de 2025