GB/T 1591-2009 Tuyaux en acier de qualité C (Q345C) pour soudage à l'arc submergé double face (DSAW)
Aperçu de base
GB/T 1591-2009 Tuyaux en acier de qualité C (Q345C) pour soudage à l'arc submergé double face (DSAW)est un tube en acier de construction à faible-alliage à haute résistance-spécialement conçu pour les applications nécessitant une résistance aux chocs garantie à0 degré. La désignation « Q345C » indique une limite d'élasticité minimale de345 MPa (50 000 psi)pour des épaisseurs inférieures ou égales à 16 mm, avec des contrôles chimiques plus stricts et un test de choc Charpy obligatoire à 0 degré.
Le grade C se situe entre le grade B (impact de +20 degrés) et le grade D (impact de -20 degrés), ce qui en fait le choix optimal pour les structures extérieures enclimats tempérés à froidsoù les températures hivernales approchent du point de congélation [citation :2, citation :5]. Par rapport au grade A (aucune garantie d'impact) et au grade B, le grade C offre des performances nettement meilleures à basse température - grâce à des contrôles d'impuretés plus stricts et à l'ajout d'aluminium pour le raffinement du grain [citation : 5, citation : 6].
Le procédé DSAW (également connu sous le nom de LSAW - Longitudinal Submerged Arc Welding) est une méthode de soudage à haute-intégrité où des soudures intérieures et extérieures sont appliquées, formant unun seul pépite de soudure de haute-qualité. Ce processus est particulièrement bien-adapté aux tuyaux de grand-diamètre et à paroi épaisse-utilisés dans des applications structurelles exigeantes nécessitant une résistance garantie à basse-température.
Explication du nom
| Partie | Signification |
|---|---|
| GB/T | Norme nationale chinoise (Guobiao/Tuijian) |
| 1591-2009 | Numéro standard pour les aciers de construction à faible-alliages à haute résistance- (édition 2009 ; notez que GB/T 1591-2018 est la version la plus récente, qui a remplacé Q345 par Q355) |
| Catégorie C | Niveau de qualité –garantit une résistance aux chocs de 34 J à 0 degré; des contrôles plus stricts sur P (0,030 %) et S (0,030 %) ;teneur en aluminium obligatoire (supérieure ou égale à 0,015%)[citation :5, citation :6] |
| DSW | Soudage à l'arc submergé double- : des soudures intérieures et extérieures sont appliquées ; l'arc de soudage est immergé dans un flux granulaire pendant le soudage |
| Également connu sous le nom | LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welded) – lorsque le cordon de soudure s’étend longitudinalement le long du tuyau |
Spécifications clés
| Attribut | Description |
|---|---|
| Norme matérielle | GB/T1591-2009– Aciers de construction à faible-alliage à haute-résistance |
| Nuance d'acier | Q345C– Limite d’élasticité minimale 345 MPa (pour épaisseur inférieure ou égale à 16mm) |
| Niveau de qualité | Catégorie C– Résistance aux chocs garantie à0 degré(34 J minimum) ; contrôles chimiques plus stricts que le grade B [citation : 2, citation : 5] |
| Type de matériau | Acier de construction à faible-alliage à haute résistance-(HSLA) – micro-allié avec Nb, V, Ti |
| Processus de fabrication | DSAW (soudage à l'arc submergé double-face) / LSAW (soudage longitudinal à l'arc submergé) |
| Méthodes de formage | JCOE(formation progressive de J-C-O) ouUOE(U-ing, O-ing, Expansion) |
| Gamme de tailles | 219 mm à 1829 mm(8" à 72") OD – typique pour DSAW |
| Épaisseur de paroi | 5 mm à 40 mm (jusqu'à 50 mm pour les applications sur pilotis) |
| Longueur | 6 m à 12,3 m standard ; jusqu'à 18 m disponibles |
Composition chimique (GB/T 1591 Q345C)
| Élément | % maximum (ou exigence) | Remarques |
|---|---|---|
| Carbone (C) | 0.20% | Faible teneur en carbone pour une excellente soudabilité [citation :5, citation :6] |
| Silicium (Si) | 0.50% | Désoxydant [citation :5, citation :6] |
| Manganèse (Mn) | 1.00-1.70% | Fournit de la force ; supérieur à Q235 [citation :5, citation :6] |
| Phosphore (P) | 0.030% | Nettement plus serré que le grade B (0,035 %) ; améliore la ténacité à basse-température [citation:5, citation:6] |
| Soufre (S) | 0.030% | Nettement plus serré que le grade B (0,035 %) ; réduit les fissures à chaud [citation :5, citation :6] |
| Aluminium (Al) | Supérieur ou égal à 0,015% | Obligatoire– garantit une structure à grains fins pour des performances à basse-température [citation:5, citation:6] |
| Vanadium (V) | 0.02-0.15% | Micro-alliage pour le raffinement des grains |
| Niobium (Nb) | 0.015-0.060% | Micro-alliage pour plus de solidité |
| Titane (Ti) | 0.02-0.20% | Micro-alliage pour le raffinement des grains |
| Chrome (Cr) | 0,30% maximum | Élément résiduel |
| Nickel (Ni) | 0,50% maximum | Élément résiduel |
| Cuivre (Cu) | 0,30% maximum | Élément résiduel |
*Remarque : Le grade C a des limites de phosphore et de soufre nettement plus strictes (0,030 % contre . 0.035 %) etteneur en aluminium obligatoire (supérieure ou égale à 0,015%)par rapport au grade B, contribuant ainsi à une meilleure résistance aux chocs à basse-température [citation :5, citation :6].*
Comparaison des notes Q345 (niveaux de qualité)
| Grade | Température d'essai d'impact | Pmax (%) | Smax (%) | Al min (%) | Caractéristique clé |
|---|---|---|---|---|---|
| Q345A | Non requis | 0.045 | 0.045 | Non spécifié | Le plus économique ; structures générales |
| Q345B | +20 degrés (27-34 J min) | 0.035 | 0.035 | Non spécifié | Construction générale, climats doux [citation :2, citation :5] |
| Q345C | 0 degré (34J min) | 0.030 | 0.030 | Supérieur ou égal à 0,015 | Climats plus froids, structures extérieures[citation :2, citation :5] |
| Q345D | -20 degrés (34J min) | 0.030 | 0.025 | Supérieur ou égal à 0,015 | Environnements très froids |
| Q345E | -40 degrés (27J min) | 0.025 | 0.020 | Supérieur ou égal à 0,015 | Froid extrême, applications critiques |
*Le grade C est le choix optimal pour les structures extérieures dans les climats tempérés avec des températures hivernales glaciales, offrant une meilleure résistance aux basses températures -que le grade B sans le coût plus élevé du grade D [citation : 2, citation : 5].*
Propriétés mécaniques (GB/T 1591 Q345C)
Limite d'élasticité (min)
| Épaisseur (mm) | Limite d'élasticité (MPa) |
|---|---|
| Inférieur ou égal à 16 | 345 |
| 16 < t Inférieur ou égal à 35 | 325 |
| 35 < t Inférieur ou égal à 50 | 295 |
| 50 < t Inférieur ou égal à 100 | 275 |
Résistance à la traction
| Épaisseur (mm) | Résistance à la traction (MPa) |
|---|---|
| Inférieur ou égal à 100 | 470-630 |
Autres propriétés [citation :2, citation :5]
| Propriété | Exigence |
|---|---|
| Allongement (min) | 20-22% (dépend de l'épaisseur) |
| Impact Charpy (Grade C) | 34 J à 0 degré– la caractéristique déterminante du grade C [citation :2, citation :5] |
| Densité | 7,85 g/cm³ |
| Module d'élasticité | 200-206 GPa |
| Dureté (HB) | 120-190 typique |
Spécifications dimensionnelles
| Paramètre | Plage / Tolérance |
|---|---|
| Diamètre extérieur | 219 mm à 1829 mm(8" à 72") – gamme DSAW typique |
| Épaisseur de paroi | 5 mm à 40 mm (jusqu'à 50 mm pour les pilotis) |
| Tolérance de diamètre | ±0,75 % de la DO spécifiée (typique) |
| Tolérance d'épaisseur de paroi | +15 % / -12,5 % de la valeur nominale (typique) |
| Longueur | 6 m à 12,3 m standard ; jusqu'à 18 m disponibles |
| Hors-de-rondeur | Inférieur ou égal à 1 % de la DO spécifiée |
Processus de fabrication DSAW/LSAW
Le soudage à l'arc submergé double-(DSAW), également connu sous le nom de soudage à l'arc submergé longitudinal (LSAW), est un processus à haute-efficacité utilisé principalement pour les tubes en acier-de grand diamètre :
Description du processus
L'arc de soudage est immergé dans un flux granulairependant le soudage, protégeant la soudure de la contamination atmosphérique
Des soudures intérieures et extérieures sont nécessaires, généralement accompli dans des processus distincts
Les soudures séparées consomment une partie de l'autre, ce qui entraîne unun seul pépite de soudure de haute-qualité
Méthodes de formage
| Méthode | Description | Diamètres typiques |
|---|---|---|
| JCOE | Étapes progressives de formage J-C-O (forme J- → forme C - → forme O -), élargies après soudage | 406-1626 mm (16"-64") |
| UOE | Plaque pressée en forme de U-, puis en forme de O-, expansée après soudage | 508-1118 mm (20"-44") |
Étapes du processus
Sélection des assiettes– Tôles d'acier répondant aux exigences GB/T 1591 Q345C (acier entièrement tué, à grains fins avec Al supérieur ou égal à 0,015 %)
Préparation des bords– Les bords sont biseautés pour créer une rainure en forme de V-
Formation– Les tôles d'acier sont façonnées en formes cylindriques à l'aide de presses JCOE ou UOE
Soudage par pointage– Les plaques formées sont-soudées pour conserver leur forme
Soudage à double arc submergé– Joint de tuyau soudé sur les surfaces intérieures et extérieures
Expansion à froid– Le tuyau peut être élargi jusqu'à 1,5 % pour atteindre la dimension OD finale
Inspection par ultrasons– Couture inspectée par détection automatique continue des défauts par ultrasons ; assure une couverture à 100 % du cordon de soudure
Test de pression hydrostatique– Chaque tuyau subit des tests de pression hydrostatique
Finition– Traitement des extrémités, chanfreinage, revêtement et marquage selon spécifications
Exigences en matière de tests et d'inspection
| Type d'essai | Exigence | Remarques |
|---|---|---|
| Analyse chimique | Par lot de chaleur | Vérifie les limites de composition selon GB/T 1591 ; comprend un contrôle obligatoire de l'aluminium |
| Essai de traction | Par lot | Vérifie l’élasticité et la résistance à la traction |
| Test d'aplatissement | Requis | Vérifie la ductilité et l’intégrité de la soudure |
| Essai de pliage | Requis | Vérifie l’intégrité de la soudure |
| Essai de choc Charpy | Obligatoire pour le grade C | 34 J à 0 degré– le test déterminant pour le grade C [citation :2, citation :5] |
| Essai hydrostatique | Chaque tuyau | Vérification de l'intégrité de la pression |
| Inspection par ultrasons | 100 % du cordon de soudure | Détection automatique et continue des défauts |
| Vérification de la taille des grains | Obligatoire pour le grade C | Assure une structure à grains fins issue de la désoxydation de l'aluminium |
| Inspection aux rayons X- | Pour joints en "T" | Là où les soudures bout à bout en bande croisent les joints en spirale |
| Contrôle dimensionnel | 100% | Selon les tolérances standard |
| Certificat d'essai en usine | EN 10204 Type 3.1B | Fourni avec les résultats complets des tests |
Conditions de livraison
Les tuyaux Q345C DSAW peuvent être fournis dans différentes conditions de livraison :
| Condition | Description | Application typique |
|---|---|---|
| RA | Comme laminé à chaud uniquement | Applications structurelles générales |
| TMCP | Traitement de contrôle thermomécanique | Résistance et soudabilité améliorées ; commun pour Q345C |
| N | Normalisé | Structure des grains améliorée pour des performances à basse-température |
| Q+T | Trempé et revenu | Uniformité de résistance maximale |
Note:En raison de l'exigence d'impact de 0 degré,TMCP ou conditions de livraison normaliséessont typiques du Q345C pour garantir un raffinement approprié du grain.
Applications régionales
Les tuyaux Q345C DSAW sont particulièrement adaptés aux régions et aux applications où les températures hivernales approchent du point de congélation :
| Région | Applicabilité |
|---|---|
| Chine du Nord | Pékin, Tianjin, Hebei, Shanxi, Shaanxi |
| Chine centrale | Henan, Hubei, Hunan (conditions hivernales) |
| Chine orientale | Shandong, Jiangsu, Anhui, Zhejiang |
| Corée du Sud | Travaux d'hiver |
| Japon | Régions tempérées |
| Europe | Europe centrale et occidentale (climats tempérés) |
| Amérique du Nord | Centre-Atlantique, Midwest (conditions hivernales tempérées) |
Comparaison des grades C et B
| Fonctionnalité | Catégorie B (Q345B) | Catégorie C (Q345C) | Importance |
|---|---|---|---|
| Tests d'impact | 27-34J à +20 degrés | 34J à 0 degré | Le grade C garantit la ténacité aux températures glaciales [citation:2, citation:5] |
| Phosphore (P) maximum | 0.035% | 0.030% | Le grade C a des contrôles plus stricts pour de meilleures performances à basse -température [citation:5, citation:6] |
| Soufre (S) max | 0.035% | 0.030% | Le grade C a des contrôles plus stricts pour une ténacité améliorée [citation :5, citation :6] |
| Aluminium (Al) min | Non spécifié | Supérieur ou égal à 0,015% | Le grade C nécessite de l'aluminium pour une structure à grains fins [citation :5, citation :6] |
| Application typique | Construction générale, climats doux | Climats plus froids, structures extérieures | Grade C pour les conditions de gel |
| Coût relatif | Faible | Moyen | Prime de grade C justifiée par des propriétés améliorées |
Comparaison des grades C et D
| Fonctionnalité | Catégorie C (Q345C) | Catégorie D (Q345D) | Ligne directrice de sélection |
|---|---|---|---|
| Tests d'impact | 34J à 0 degré | 34J à -20 degrés | Grade D pour les-applications inférieures à zéro |
| Phosphore (P) maximum | 0.030% | 0.030% | Similaire |
| Soufre (S) max | 0.030% | 0.025% | Le grade D a un contrôle plus strict du soufre |
| Température de service minimale | 0 degré | -20 degrés | Grade C pour la congélation, Grade D pour le froid intense |
| Coût relatif | Moyen | Plus haut | Grade C plus économique pour les exigences de 0 degré |
Applications
Les tuyaux Q345C DSAW sont particulièrement adaptés aux régions et aux applications où les températures descendent jusqu'au point de congélation :
| Application | Description |
|---|---|
| Structures extérieures dans les climats froids | Charpentes, colonnes et fermes de bâtiments dans les régions où les températures hivernales sont glaciales |
| Construction de ponts | Eléments de structure, piliers de pont dans les climats tempérés avec gel hivernal |
| Transmission de fluide à basse-pression | Eau et gazoducs dans les régions où les températures hivernales sont de 0 degré |
| Plateformes offshore | Structures marines en eaux tempérées |
| Appareils à pression | Récipients à pression faible à moyenne pour un service ambiant jusqu'à 0 degré |
| Fondations sur pieux | Pieux porteurs-pour bâtiments situés dans des zones où les températures hivernales sont de 0 degré |
| Projets d'infrastructures | Supports de tunnels, murs de soutènement, ouvrages d'art routiers en régions froides |
| Équipement industriel | Châssis de machines et d'équipements nécessitant une ténacité garantie à 0 degré |
Options de revêtement
Le tuyau Q345C DSAW peut être fourni avec différents revêtements pour la protection contre la corrosion :
| Type de revêtement | Idéal pour | Principales fonctionnalités |
|---|---|---|
| 3LPE (polyéthylène 3 couches) | Pipelines enterrés | Le plus courant ; excellente protection contre la corrosion, haute résistance aux chocs |
| FBE (époxy lié par fusion) | Oléoducs et gazoducs | Forte adhérence, résistance chimique |
| Époxy de goudron de houille | Milieux marins | Protection robuste- |
| Vernis / Huile antirouille- | Protection temporaire | Protection contre la corrosion à court-terme pendant le transport |
| Revêtement bitume | Service enterré | Une protection-efficace |
| Revêtement d'huile noire | Finition de moulin standard | Protection temporaire |
Finitions finales
Les traitements finaux disponibles incluent :
Extrémités lisses (PE)– standard pour la plupart des applications
Extrémités biseautées (BE)– pour le soudage sur site (angle de biseau de 30 degrés)
Extrémités filetées– pour les connexions mécaniques
Équivalents internationaux
| Standard | Note équivalente | Remarques |
|---|---|---|
| ASTM | A572, 50e année | Limite d'élasticité similaire, exigences de température d'impact différentes |
| EN 10025 | S355J0 | Rendement de 355 MPa, 27J à 0 degré – équivalent européen direct |
| OIN 630 | E355 | Équivalent à la norme internationale |
| JIS G3106 | SM490 | Norme japonaise |
Avantages clés
| Avantage | Description |
|---|---|
| Résistance garantie à 0 degré | 34 J à 0 degré garantit des performances fiables à des températures glaciales [citation : 2, citation : 5] |
| Des contrôles chimiques plus stricts | P Inférieur ou égal à 0,030 %, S Inférieur ou égal à 0,030 % – plus strict que le grade B, améliorant les performances à basse -température [citation :5, citation :6] |
| Ajout obligatoire d’aluminium | Supérieur ou égal à 0,015 % d'Al garantit une structure à grains fins pour des propriétés constantes à basse température - [citation :5, citation :6] |
| Haute résistance | Rendement de 345 MPa – 47 % supérieur à celui du Q235, permettant une épaisseur de paroi réduite ou une capacité de charge plus élevée |
| Excellente soudabilité | Une faible teneur en carbone (inférieure ou égale à 0,20%) et un équivalent carbone contrôlé assurent une bonne soudabilité |
| Micro-alliage | Contient Nb, V, Ti pour le raffinement du grain et des propriétés améliorées |
| Capacité de grand diamètre | DSAW produit des tuyaux de 8" à 72" OD – idéal pour les applications de grand-diamètre |
| Intégrité élevée des soudures | Le soudage double-face crée une seule pépite de soudure de haute-qualité avec une inspection UT à 100 % |
| Rentable- | Plus économique que le grade D tout en offrant de meilleures performances à basse-température que le grade B |
Considérations importantes
1. Sélection de grade C ou de grade B/D
Catégorie B– 27-34 J à +20 degrés – convient aux applications intérieures ou à climat chaud
Catégorie C – 34J à 0 degré– optimal pour les structures extérieures dans les climats tempérés avec des hivers glaciaux [citation : 2, citation : 5]
Catégorie D– 34 J à -20 degrés – pour les environnements très froids et les applications exigeantes
Sélectionnez le grade C lorsque la température de service minimale est d'environ 0 degré mais ne nécessite pas une capacité de -20 degrés.
2. Clarification de la température des tests d’impact
Bien que certaines références industrielles indiquent des tests d'impact Q345C à-40 degrés, des sources chinoises faisant autorité confirment queGB/T 1591-2009 Grade C nécessite un test d'impact à 0 degréavec 34 J minimum . L'écart peut refléter des différences entre les spécifications des plaques et des tuyaux ou des exigences spécifiques du fabricant-. Vérifiez toujours auprès du fabricant.
3. Remarque sur la version standard
GB/T 1591-2009 a été remplacé parGB/T1591-2018, qui a remplacé Q345 parQ355(limite d'élasticité minimale ajustée à 355 MPa)
Lors de votre commande, précisez l'année de version souhaitée pour garantir la conformité
Pour les nouveaux projets,Q355Cest la note équivalente recommandée
4. Norme de produit
Alors que GB/T 1591 définit lequalité du matériau, le produit fini de tuyau DSAW est généralement fabriqué selon des normes de produit telles que :
GB/T9711– Tuyaux de canalisation pour les industries du pétrole et du gaz naturel
SY/T5037– Tuyaux soudés à l'arc submergé en spirale pour le service de fluide à basse-pression
API 5L– Norme internationale sur les canalisations (si spécifié)
5. Limites de pression
Q345C convient àapplications basse à moyenne pression
Pour des exigences de pression plus élevées, consultez les codes de conception pour connaître les valeurs de contrainte admissibles.
6. Limites de température
Température de service maximale recommandée :350 degrés (662 degrés F)
Exposition à court-terme jusqu'à 450 degrés possible
Température minimale de service : 0 degré(avec résistance aux chocs garantie)
Pour les applications inférieures à 0 degré, spécifiez plutôt le grade D (-20 degrés).
7. Conditions de livraison pour des performances à basse-température
Pour des propriétés optimales à basse-température, spécifiezNormalisé ou TMCPconditions de livraison
Comme-l'état laminé peut ne pas atteindre la résistance aux chocs de 0 degré requise
8. Revêtement pour la protection contre la corrosion
Pour les applications enterrées, précisezRevêtement 3LPE ou FBE
Pour une protection temporaire, un vernis ou une-huile antirouille suffit
9. Inspection par un tiers-
Les services d'inspection disponibles incluent SGS, BV, Lloyds
10. Soudabilité
La faible teneur en carbone (inférieure ou égale à 0,20 %) assure une excellente soudabilité
Convient à toutes les méthodes de soudage standards (SMAW, GTAW, GMAW, SAW)
Aucun traitement thermique après-soudage requis pour la plupart des épaisseurs
Préchauffage : 100-150 degrés recommandés pour les sections plus épaisses
Résumé
GB/T 1591-2009 Tuyaux en acier soudés à l'arc submergé double face de qualité C (Q345C) (DSAW)est un tube en acier de construction à faible-alliage à haute résistance-spécialement conçu pour les applications nécessitant une résistance aux chocs garantie à0 degré. Avec une limite d'élasticité minimale de345 MPa (50 000 psi)– environ 47 % plus élevé que le Q235 – et une résistance aux chocs Charpy garantie de34 J à 0 degré, ce matériau est le choix optimal pour les structures extérieures dans les climats tempérés avec des températures hivernales glaciales [citation :2, citation :5].
Principales caractéristiques :
Norme matérielle: GB/T 1591-2009 Q345C (en cours de remplacement par Q355C dans GB/T 1591-2018)
Le grade C garantit une résistance aux chocs de 34 J à 0 degré– le différenciateur clé du grade B [citation :2, citation :5]
Des contrôles chimiques plus stricts– P Inférieur ou égal à 0,030 %, S Inférieur ou égal à 0,030 % – plus strict que le grade B, améliorant les performances à basse -température [citation :5, citation :6]
Teneur en aluminium obligatoire (supérieure ou égale à 0,015%)– garantit une structure à grains fins pour des propriétés cohérentes à basse température - [citation :5, citation :6]
Micro-alliageavec Nb, V, Ti pour le raffinement du grain et des propriétés améliorées
Fabrication de DSAWproduit des tuyaux à partir de8" à 72" DEavec une épaisseur de paroi allant jusqu'à40 millimètres
Soudage double-facecrée un seul pépite de soudure de haute-qualité
Formation JCOE ou UOEles méthodes garantissent une précision dimensionnelle précise
Inspection 100% par ultrasonsdu cordon de soudure garantit la qualité
Excellente soudabilitéet bonne formabilité
Les applications courantes incluent :
Structures extérieures en climat froid (charpentes, colonnes, fermes)
Construction de ponts dans des climats tempérés avec gel hivernal
Transmission de fluide à basse pression-dans les régions où les températures hivernales sont de 0 degré
Plateformes offshore en eaux tempérées
Fondations sur pieux et projets d’infrastructures dans les régions froides
Lors de votre commande, précisez :GB/T 1591-2009, grade Q345C, DSAW (soudé à l'arc submergé double face), taille (OD x WT), longueur, finition d'extrémité (uni/biseauté), état de livraison (TMCP/normalisé recommandé), exigences de revêtement et certificat de test en usine selon EN 10204 Type 3.1B.
Le grade C est lechoix optimal pour les structures extérieures dans les climats tempérés avec des températures hivernales glacialesoù la résistance à la température ambiante-de la catégorie B est insuffisante, mais la capacité de -20 degrés de la catégorie D est supérieure à-spécifiée. Pour les applications nécessitant une ténacité garantie à basse température à -20 degrés ou moins, précisezCatégorie D ou Catégorie Eplutôt. Pour les nouveaux projets, pensez au plus récentQ355Csérie sous GB/T 1591-2018.
