Tubo de acero sin costura de gran diámetro (168–540 mm) expandido en caliente GB/T 34109 42CrMo para barras de perforación
Detalles del producto
Rodas de perforación de acero sin costura
,Tubos de acero sin costura de expansión térmica
,Tubos de acero sin costura de 42CrMo
GB/T 34109 Los tubos de acero sin costuras de expansión en caliente 42CrMo son tubos de acero de aleación de gran diámetro desarrollados para la fabricación de barras telescópicas Kelly y barras de perforación utilizadas en máquinas de perforación rotativas.El producto combina la dureza y la resistencia a la fatiga del acero cromo-molibdeno 42CrMo con la expansión a calor controlada, tratamiento térmico y procesos de alisado.
En esta descripción del producto,"expansión térmica" se refiere al proceso de fabricación de expansión en caliente, no a una propiedad especial de coeficiente de expansión térmica.un tubo base sin costura más pequeño se calienta localmente y se expande sobre un mandril formador para obtener el diámetro exterior grande requerido. GB/T 34109-2017 es el estándar de producto chino actual que cubre específicamente los tubos de acero sin costuras para las barras de perforación de las máquinas de excavación rotativas.
| Punto de trabajo | Capacidad de suministro típica |
|---|---|
| Producto | Tubos de acero de aleación sin costura, de expansión en caliente, para las barras de perforación de las máquinas de perforación rotativas |
| Norma de fabricación | Se aplicarán las siguientes medidas: |
| El material | Acero estructural de aleación de cromo y molibdeno |
| Grado principal | 42CrMo |
| Grados comparables | Las medidas de ensayo deben tener en cuenta los requisitos de la norma ASTM/AISI 4140, EN 42CrMo4, JIS SCM440, GOST 38KhM o 40KhM |
| Ruta de fabricación | Perforación sin costura, laminado en caliente, expansión en caliente por inducción, tratamiento térmico, dimensionamiento y enderezado |
| Diámetro exterior | Por lo general, 168-540 mm; los diámetros específicos del proyecto se pueden suministrar por acuerdo |
| espesor de la pared | Normalmente 10-50 mm; personalizado de acuerdo con el diseño de la broca |
| Duración | 1 a 12 m, personalizable |
| Tolerancia del diámetro exterior | Comúnmente controlados a ± 0,5% del diámetro exterior para tubos de perforación de precisión, con sujeción al tamaño y acuerdo solicitados |
| Tolerancia del espesor de la pared | Normalmente ±7,5% del grosor nominal de la pared, con sujeción a los requisitos del contrato |
| Ovalación | Control de acuerdo con el diámetro ordenado y los requisitos de montaje de la broca |
| La rectitud | Dirección local y longitudinal controlada de acuerdo con GB/T 34109 o una especificación técnica acordada |
| Condición de la superficie | Fabricación en la que el valor de todas las demás materias utilizadas no exceda del 40% del precio franco fábrica del producto |
| Tratamiento térmico | Las demás partidas de las partidas 1 y 2 del presente capítulo |
| Condición final | Las demás piezas de acero o de acero, sin acero o de acero |
| Documento de inspección | EN 10204 3.1 Certificado de inspección o certificado de ensayo de fábrica equivalente previa autorización |
| Pruebas | Análisis químico, ensayo de tracción, inspección dimensional, inspección visual y ensayo no destructivo según lo ordenado |
El ámbito de desarrollo original de la norma identificaba los tubos sin costuras de precisión con diámetros exteriores no superiores a 540 mm. La norma final regula las dimensiones, la forma, la masa, los requisitos técnicos,pruebas, inspección, marcado y certificación.
Después de calentamiento y templado bajo las condiciones de prueba y tamaño de sección apropiadas, las propiedades de referencia para el acero estructural de aleación 42CrMo incluyen:
- Resistencia a la tracción mínima: aproximadamente 1,080 MPa
- Resistencia mínima al rendimiento: aproximadamente 930 MPa
- El alargamiento mínimo: aproximadamente 12%
- Reducción mínima de la superficie: aproximadamente 45%
- Energía de impacto de referencia: al menos 63 J para el ensayo estándar especificado
- Dureza de recocido o templado a alta temperatura: generalmente no superior a aproximadamente 217 HBW
Estos valores son propiedades de referencia para muestras de ensayo normalizadas y no deben considerarse automáticamente propiedades garantizadas para cada tubo terminado de gran diámetro.Los requisitos finales deben confirmarse con respecto al tamaño del tubo., espesor de la pared, estado del tratamiento térmico y especificación de compra.
Los rangos nominales de cromo 0,90-1,20% y molibdeno 0,15-0,25% retrasan la transformación durante el enfriamiento y mejoran la dureza de la sección transversal en comparación con el acero al carbono plano.Esto es particularmente importante para los tubos de perforación de pared gruesa, donde el endurecimiento insuficiente puede producir una gran diferencia de dureza entre la superficie exterior y el centro de la pared.
Las barras de Kelly de perforación rotativa están expuestas a torsión, flexión, compresión axial y cargas de contacto locales alternadas.resistencia a la dureza y a la fatiga para estas condiciones de carga combinadas.
El proceso de expansión en caliente permite la producción de diámetros exteriores grandes que pueden no ser económicos mediante laminado en caliente directo.Se requiere tratamiento térmico y alisado para controlar la ovalidad., variación del grosor de la pared y tensión residual.
El 42CrMo es un acero de aleación de carbono medio y no un acero estructural de bajo carbono fácilmente soldable.
- Eliminación de aceite, escamas y humedad
- Precalentamiento controlado
- Consumables para soldadura con bajo contenido de hidrógeno
- Temperatura de paso restringida
- Refrigeración gradual
- Temperado o alivio de tensión después de la soldadura cuando así lo exija el diseño
Se debe establecer un procedimiento de soldadura cualificado utilizando la química real del tubo, el equivalente de carbono, el grosor de la pared y la configuración de las juntas.
Los compradores profesionales generalmente se centran en la excentricidad porque la expansión en caliente puede magnificar la variación original del grosor de la pared del tubo madre.
Nuestro control de producción puede incluir la detección de la excentricidad del tubo madre, temperatura de calentamiento por inducción controlada, velocidad de empuje estable,Selección de la relación de expansión y medición de espesor de pared por ultrasonidos en varios puntosLos registros dimensionales de los extremos de los tubos y de las posiciones intermedias se pueden proporcionar cuando se acuerde en la fase de cotización.
Se selecciona una proporción de expansión técnicamente adecuada en lugar de confiar en la máxima ampliación posible.ovalación y variación microstructural.
Los tubos 42CrMo de gran diámetro pueden desarrollar diferencias en la velocidad de enfriamiento entre la superficie exterior, la superficie interna y el centro de la pared.
Por consiguiente, la ruta de tratamiento térmico debe seleccionarse de acuerdo con el diámetro exterior real y el grosor de la pared.tiempo de remojo definido, control de temperatura y dureza del medio de amortiguación en posiciones representativas del tubo.
Cuando el rendimiento de la pared transparente sea crítico, los compradores podrán especificar ensayos adicionales tales como:
- Inspección de dureza en varias posiciones circunferenciales
- Profiles de dureza a través de la pared
- Examen metalográfico
- Ensayos de tracción de muestras tratadas térmicamente por separado o de muestras de producto
- Prueba de impacto de Charpy a la temperatura de servicio requerida
Incluso cuando un tubo cumple con las tolerancias comerciales normales, la ovalidad excesiva o el arco de longitud completa pueden crear interferencias entre las secciones anidadas de la barra de Kelly.
En el caso de los tubos de perforación, el dimensionamiento y enderezamiento finales deben realizarse después del tratamiento térmico principal.la ovalidad y la rectitud pueden inspeccionarse mediante mediciones de circunferencia, líneas, sistemas láser o medidores dedicados.
En el caso de los tubos destinados a un ensamblaje telescópico cercano, el comprador deberá proporcionar:
- Diámetro exterior y diámetro interior acabados
- Permiso de circulación requerido
- Licencia de mecanizado
- Ovalado máximo permitido
- Límites de rectitud de toda la longitud
- Ubicación y tamaño de las llaves de accionamiento soldadas
Esto evita el error común de la contratación de especificar sólo el diámetro exterior nominal y el grosor de la pared.
| Sistema estándar | Norma o grado pertinente | Descripción breve |
|---|---|---|
| Gran Bretaña | Se aplicarán las siguientes medidas: | Tubos de acero sin costura, especialmente para las barras de perforación de excavadoras giratorias |
| Gran Bretaña | Se aplicarán las siguientes medidas: | Requisitos estructurales del acero de aleación, incluidas las propiedades químicas y de referencia del 42CrMo |
| Las normas de seguridad de los Estados miembros son las siguientes: | AISI/SAE 4140: las pruebas de seguridad | Acero de ingeniería Cr-Mo ampliamente utilizado con composición similar a 42CrMo |
| En el caso de los | EN 10083-3, 42CrMo4 / 1.7225 | Acero de aleación para amortiguamiento y templado |
| El JIS | Las condiciones de los requisitos de seguridad de los sistemas de seguridad de los sistemas de seguridad de los sistemas de seguridad de los sistemas de seguridad de los sistemas de seguridad de los sistemas de seguridad. | Acero de aleación de cromo-molibdeno para maquinaria |
| El GOST | 38 o 40 KM | Grados estructurales de aleación Cr-Mo con diseño de aleación ampliamente comparable |
GB/T 34109 es una norma de productos de tubos terminados, mientras que normas como GB/T 3077, EN 10083-3 y JIS G4053 definen principalmente los grados de aleación de acero y las condiciones de entrega.Por lo tanto, la sustitución debe basarse en la química, dureza, propiedades mecánicas, condición de tratamiento térmico y requisitos de los tubos terminados en lugar de la similitud del nombre del grado solo.GB/T 3077-2015 sigue siendo el estándar chino actual para aceros estructurales de aleación.
El tubo se utiliza como el cuerpo cilíndrico principal de una barra Kelly telescópica instalada en una plataforma de perforación rotativa para la construcción de cimientos de pila perforada.
Las llaves de accionamiento longitudinales y los componentes de bloqueo transmiten el par y la fuerza axial de una sección a otra.la barra de Kelly transfiere el par rotativo y la fuerza de la multitud a la herramienta de perforación mientras se extiende y retrae repetidamente.
Para esta aplicación, el tubo deberá proporcionar:
- Fuerza de torsión suficiente para transmitir el par de perforación
- Resistencia a la flexión bajo cargas excéntricas de perforación
- Ovalación controlada para un movimiento telescópico suave
- Dirección en toda la longitud del tubo
- Durabilidad adecuada bajo impacto y vibración
- Propiedades estables en áreas adyacentes a llaves de accionamiento soldadas
- Permiso de mecanizado para la corrección dimensional final
| Grado | Sistema estándar | C % | Si % | En % | P Max. % | S Max. % | Porcentaje | Mo % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 42CrMo | Se aplicarán las disposiciones siguientes: | 0.38 a 0.45 | 0.17 a 0.37 | 0.50 a 0.80 | 0.035 | 0.035 | 0.90 y uno.20 | 0.15 a 0.25 |
| AISI/SAE 4140: las pruebas de seguridad | Sistema SAE | 0.38 a 0.43 | 0.15 a 0.35 | 0.75 y uno.00 | 0.035 | 0.040 | 0.80 y uno.10 | 0.15 a 0.25 |
| 42CrMo4 / 1.7225 | Se aplican las siguientes condiciones: | 0.38 a 0.45 | ≤ 040 | 0.60 a 0.90 | 0.025 | 0.035 | 0.90 y uno.20 | 0.15 a 0.30 |
| Las demás: | Se aplicará el método siguiente: | 0.38 a 0.43 | 0.15 a 0.35 | 0.60 a 0.90 | 0.030 | 0.030 | 0.90 y uno.20 | 0.15 a 0.30 |
| 40 KhM | Sistema GOST | 0.37 a 0.44 | 0.17 a 0.37 | 0.50 a 0.80 | 0.035 | 0.035 | 0.90 y uno.20 | 0.15 a 0.25 |
| Grado | Condición de referencia | Resistencia a la tracción Rm | Fuerza de rendimiento Rp0.2/Re | Elongado | Referencia de impacto o dureza |
|---|---|---|---|---|---|
| 42CrMo | Apagado y templado; modelo de referencia estándar | ≥ 1,080 MPa | ≥ 930 MPa | ≥12% | Reducción del área ≥ 45%; energía de impacto ≥ 63 J; dureza de recocido/alta temperatura ≤ 217 HBW |
| AISI/SAE 4140: las pruebas de seguridad | Las demás partidas de los productos de la partida 85 | Aproximadamente 850-1,100 MPa | Aproximadamente 650-930 MPa | Aproximadamente entre el 12 y el 18% | Los valores finales dependen de la temperatura de templado y del tamaño de la sección |
| 42CrMo4 | Las demás partidas de los productos de la partida 85 | Aproximadamente 900-1,100 MPa | Aproximadamente entre 700 y 900 MPa | Aproximadamente entre el 12 y el 14% | Los valores EN se especifican según el diámetro del producto y la condición de tratamiento térmico |
| Las demás: | Las demás partidas de los productos de la partida 85 | Normalmente ≥ 980 MPa | Normalmente ≥ 835 MPa | Por lo general ≥12% | Dureza comúnmente especificada dentro de un intervalo acordado de calentamiento y templado |
| 40 KhM | Las demás partidas de los productos de la partida 85 | Aproximadamente ≥ 980 MPa | Aproximadamente ≥ 785 MPa | Aproximadamente ≥ 10% | Los requisitos de impacto y contracción dependen de la forma del producto y del tratamiento térmico |
| Punto de inspección | Control recomendado |
|---|---|
| Análisis químico | Análisis térmico con análisis de producto cuando sea necesario |
| Prueba de tracción | Muestra longitudinal o transversal según lo especificado |
| Prueba de impacto | Temperatura de ensayo, dirección de la muestra y energía mínima indicadas en la orden |
| Dureza | Mapeo de la dureza superficial o de la dureza en varias posiciones después del tratamiento térmico |
| Pruebas por ultrasonido | Detección de laminaciones internas e imperfecciones longitudinales |
| Pruebas de partículas magnéticas | Apto para inspeccionar extremos mecanizados o superficies críticas |
| Inspección dimensional | OD, ID, espesor de pared, ovalación, longitud y cuadratura del extremo |
| La rectitud | Medición local y de longitud completa |
| Inspección de la superficie | Escala, grietas, pliegues, agujeros y daños mecánicos |
| Metallografía | Verificación facultativa de la microestructura, el tamaño de grano y la descarburizada |
| Trazabilidad | Número térmico, número de tubos, grado, dimensiones y lote de tratamiento térmico |
Si tiene alguna otra pregunta, no dude en ponerse en contacto conmigo.
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