GB/T 34109 Tubo de aço sem costura de expansão a quente 42CrMo para hastes de perfuração de grande diâmetro (168 ∼540 mm)

GB/T 34109 Os tubos de aço sem costura de expansão a quente de 42CrMo são tubos de aço ligado de grande diâmetro desenvolvidos para a fabricação de barras telescópicas Kelly e hastes de perfuração utilizadas em máquinas de perfuração rotativas.O produto combina a dureza e a resistência à fadiga do aço cromo-molibdênio 42CrMo com expansão a quente controlada, tratamento térmico e processos de endireitamento.

Nesta descrição do produto,"Expanção térmica", o processo de fabrico por expansão a quente., não a uma propriedade especial de coeficiente de expansão térmica.um tubo-mãe sem costura menor é aquecido localmente e expandido sobre um mandril de formação para obter o diâmetro externo grande necessárioO GB/T 34109-2017 é a atual norma chinesa de produtos que abrange especificamente tubos de aço sem costura para hastes de perfuração de máquinas de escavação rotativas.

O âmbito de desenvolvimento original da norma identificava tubos sem costura de precisão com diâmetros exteriores não superiores a 540 mm. A norma final regula as dimensões, a forma, a massa, os requisitos técnicos,Ensaios, inspecção, marcação e certificação.

Após o resfriamento e o temperamento sob as condições de ensaio e tamanho da secção adequadas, as propriedades de referência para o aço estrutural de liga 42CrMo incluem:

• Resistência à tração mínima: aproximadamente 1,080 MPa
• Resistência mínima ao rendimento: aproximadamente 930 MPa
• Prolongamento mínimo: aproximadamente 12%
• Redução mínima da superfície: aproximadamente 45%
• Energia de impacto de referência: pelo menos 63 J para a amostra de ensaio padrão especificada
• Dureza por recozimento ou temperamento a alta temperatura: geralmente não superior a aproximadamente 217 HBW

Estes valores são propriedades de referência para amostras de ensaio normalizadas e não devem ser automaticamente tratados como propriedades garantidas para cada tubo acabado de grande diâmetro.Os requisitos finais devem ser confirmados em relação ao tamanho do tubo, espessura da parede, condições de tratamento térmico e especificações de compra.

Os intervalos nominais de cromo 0,90-1,20% e molibdênio 0,15-0,25% retardam a transformação durante o arrefecimento e melhoram a endurecimento da secção transversal em comparação com o aço carbono simples.Isto é particularmente importante para tubos de parede grossa, onde o endurecimento insuficiente pode produzir uma grande diferença de dureza entre a superfície exterior e o centro da parede.

As barras de Kelly de perfuração rotativa são expostas a torção, dobra, compressão axial e cargas de contato locais alternadas.resistência à resistência à fadiga e à resistência à fadiga para estas condições de carga combinadas.

O processo de expansão a quente permite a produção de grandes diâmetros exteriores que podem não ser económicos através de laminação a quente directa.Tratamento térmico e endireitamento são necessários para controlar a ovalidade, variação da espessura da parede e tensão residual.

42CrMo é um aço ligado de carbono médio, em vez de um aço estrutural de baixo carbono facilmente soldável.

• Eliminação de óleo, escamas e umidade
• Preaquecimento controlado
• Consumíveis de soldadura com baixo teor de hidrogénio
• Temperatura de passagem restrita
• Refrigeramento gradual
• Reforço ou alívio de tensões após solda, quando exigido pelo projecto

Deve ser estabelecido um procedimento de soldadura qualificado utilizando a química real do tubo, o equivalente de carbono, a espessura da parede e a configuração das juntas.

Os compradores profissionais geralmente se concentram na excentricidade porque a expansão a quente pode ampliar a variação original da espessura da parede do tubo-mãe.

O nosso controlo de produção pode incluir rastreamento de excentricidade do tubo-mãe, temperatura de aquecimento por indução controlada, velocidade de empurrão estável,Seleção da proporção de expansão e medição da espessura da parede por ultra-som em vários pontosOs registos de dimensões podem ser fornecidos para as extremidades dos tubos e posições intermediárias quando acordado na fase de cotação.

Em vez de se apoiar no alargamento máximo possível, é seleccionada uma relação de expansão tecnicamente adequada.Oval e variação microstrutural.

Tubos de 42CrMo de grande diâmetro podem desenvolver diferenças na taxa de resfriamento entre a superfície externa, a superfície interna e o centro da parede.

A rota de tratamento térmico deve, por conseguinte, ser escolhida em função do diâmetro externo real e da espessura da parede.tempo de imersão definido, controlo da temperatura e da dureza do meio de apagamento em posições representativas dos tubos.

Quando o desempenho através da parede for crítico, os compradores podem especificar ensaios adicionais, tais como:

• Inspecção da dureza em várias posições circunferenciais
• Profissionais de dureza através da parede
• Exame metalográfico
• Ensaios de tração de amostras tratadas termicamente separadamente ou de amostras de produtos
• Ensaios de impacto de Charpy à temperatura de funcionamento exigida

Mesmo quando um tubo atende às tolerâncias comerciais normais, a ovalidade excessiva ou o arco de comprimento completo podem criar interferência entre as seções de barra de Kelly aninhadas.

Para os tubos de broca, o dimensionamento e endireitamento finais devem, por conseguinte, ser efectuados após o tratamento térmico principal.A ovalidade e a retidão podem ser inspeccionadas utilizando medições circunferenciais, linhaças, sistemas a laser ou medidores específicos.

Para os tubos destinados a montagem telescópica próxima, o comprador deve fornecer:

• Diâmetro exterior e diâmetro interior acabados
• Espaço livre de circulação exigido
• Licença de usinagem
• Ovalidade máxima permitida
• Limite de retidão de comprimento total
• Localização e tamanho das chaves de accionamento soldadas

Assim, evita-se o erro comum de especificar apenas o diâmetro exterior nominal e a espessura da parede.

A norma GB/T 34109 é uma norma para produtos de tubos acabados, enquanto normas como a GB/T 3077, a EN 10083-3 e a JIS G4053 definem principalmente as qualidades de aço ligado e as condições de entrega.A substituição deve, por conseguinte, basear-se na química, dureza, propriedades mecânicas, condição de tratamento térmico e requisitos do tubo acabado, em vez de somente a semelhança do nome da categoria.O GB/T 3077-2015 continua a ser o padrão chinês atual para aços estruturais ligados.

O tubo é usado como o corpo cilíndrico principal de uma barra Kelly telescópica instalada em uma plataforma de perfuração rotativa para a construção de fundações de pilhas perfuradas.

As chaves de acionamento longitudinais e os componentes de bloqueio transmitem binário e força axial de uma seção para outra.a barra Kelly transfere torque rotativo e força de massa para a ferramenta de perfuração, enquanto repetidamente estendendo e retraindo.

Para esta aplicação, o tubo deve fornecer:

• Força de torção suficiente para transmitir o binário de perfuração
• Resistência à flexão sob cargas excêntricas de perfuração
• Ovalidade controlada para um movimento telescópico suave
• Direcção sobre o comprimento total do tubo
• Duração adequada sob impacto e vibração
• Propriedades estáveis em áreas adjacentes a chaves de accionamento soldadas
• Permissão de usinagem para correcção dimensional final