Rủi ro tiềm ẩn trong các tấm thép kết cấu nặng: Tại sao Z-Việc kiểm tra hướng lại quan trọng đối với các dự án ở nước ngoài - Blog

Đây là một trong những lỗi kỹ thuật-nhưng cực kỳ nguy hiểm-bị bỏ qua nhiều nhất trong các dự án kết cấu thép nặng. Nhiều người mua ở nước ngoài cho rằng một khi loại thép đã chính xác thì vật liệu đó sẽ phù hợp để chế tạo.

Nhưng đối với các kết cấu công nghiệp nặng sử dụng tấm thép dày, giả định đó có thể trở thành một rủi ro kỹ thuật nghiêm trọng. Tấm thép kết cấu tiêu chuẩn có thể không đủ, đặc biệt trong các dự án liên quan đến:

Nhà máy công nghiệp nặng
Trạm điện
Cơ sở hóa dầu
Cấu trúc khai thác
Tòa nhà thép có nhịp độ-lớn
Công trình ngoài khơi
Cột hộp tải-cao

Đối với các thành phần kết cấu nặng-đặc biệt là các tấm dày hơn 20mm, 40mm hoặc thậm chí 100mm-các đặc tính bên trong của thép trở nên cực kỳ quan trọng.

Hầu hết người mua chỉ tập trung vào cường độ năng suất, độ bền kéo và chất lượng bề mặt. Nhưng họ bỏ qua một thuộc tính quan trọng:thông qua-hiệu suất về độ dày, còn được gọi làThuộc tính hướng Z-. Điều này xác định cách thép hoạt động dưới ứng suất thông qua độ dày của tấm trong quá trình hàn và tải.

Hầu hết người mua chỉ tập trung vào cường độ năng suất, độ bền kéo và chất lượng bề mặt.(Lưu ý: Việc chỉ định cường độ năng suất cơ sở chính xác là bước quan trọng đầu tiên. Xem phân tích kỹ thuật của chúng tôi về[tại sao nhầm lẫn thép kết cấu Q235 và Q355 lại là một cái bẫy mua sắm tốn kém].)Nhưng họ bỏ qua một đặc tính quan trọng của các kết cấu nặng:thông qua-hiệu suất về độ dày, còn được gọi làThuộc tính hướng Z-.

Rách lamellar là một khuyết tật hàn ẩn xảy ra bên trong các tấm thép dày. Tình trạng này thường phát triển khi xảy ra ứng suất co ngót khi hàn nặng, thép có độ dẻo xuyên suốt{1}}độ dày kém và các tạp chất phi kim loại tồn tại bên trong tấm.

Vết nứt hình thành bên trong và lan truyền song song với bề mặt tấm. Điều này đặc biệt phổ biến ở:

khớp T{0}}

Khớp góc

Cột hộp hàn dày

Khu vực hàn hạn chế nặng

Phần nguy hiểm là vết rách dạng lớp có thể không nhìn thấy được ngay từ bên ngoài. Nhưng bên trong, cấu trúc có thể đã bị xâm phạm.

Trong các kết cấu thép công nghiệp lớn, mối hàn thường chịu tải trọng rất lớn. Ví dụ bao gồm các cột-hỗ trợ cần cẩu, bệ thiết bị nặng, kết cấu nhà máy thép, khung nhà máy điện và mô-đun ngoài khơi.

Các dự án này thường sử dụng các tấm dày, hàn nhiều lớp, nhiệt lượng đầu vào cao và mối hàn xuyên sâu. Nếu không có đặc tính về độ dày xuyên suốt-thích hợp, ứng suất hàn có thể vượt quá khả năng chịu đựng bên trong của thép. Kết quả có thể là nứt bên trong, hỏng mối hàn, suy yếu cấu trúc và giảm tuổi thọ mỏi. Trong trường hợp cực đoan, hư hỏng cấu trúc nghiêm trọng có thể xảy ra sau khi dự án đi vào hoạt động.

Các dự án này thường sử dụng các tấm dày, hàn nhiều lớp, nhiệt lượng đầu vào cao và mối hàn xuyên sâu.(Để có hướng dẫn đầy đủ về cách chọn thông số hàn phù hợp cho cột nặng, hãy đọc phần so sánh kỹ thuật của chúng tôi về[Hàn CJP và PJP trong kết cấu thép].)Nếu không có đặc tính xuyên suốt{0}}độ dày phù hợp, ứng suất hàn có thể vượt quá khả năng chịu đựng bên trong của thép.

Các tấm kết cấu thông thường chủ yếu được kiểm tra độ bền kéo, cường độ chảy và độ giãn dài. Nhưng không phải lúc nào chúng cũng được kiểm tragiảm diện tích theo hướng Z{0}}, đo độ dẻo của thép thông qua độ dày của nó.

Trong các tấm dày, các tạp chất phi kim loại cực nhỏ- sẽ được xếp thành lớp trong quá trình cán. Các lớp bên trong này làm suy yếu khả năng chống lại ứng suất xuyên qua{2}}độ dày của thép. Đó là lý do tại sao các kết cấu hàn nặng thường yêu cầu thép Z15, thép Z25 hoặc thép Z35.

Các phân loại này thể hiện hiệu suất diện tích-giảm độ dày của thép. Giá trị Z- cao hơn có nghĩa là độ dẻo tốt hơn, khả năng chống rách dạng tấm tốt hơn và độ tin cậy hàn cao hơn.

Cấp	Giảm diện tích tối thiểu	Mức độ an toàn của ứng dụng
Z15	Lớn hơn hoặc bằng 15%	Độ bền cơ bản xuyên suốt{0}}cho tải trọng kết cấu vừa phải.
Z25	Lớn hơn hoặc bằng 25%	Độ tin cậy cao cho khung công nghiệp nặng và tấm dày tiêu chuẩn.
Z35	Lớn hơn hoặc bằng 35%	Cung cấp sự bảo vệ tốt nhất cho các kết cấu nặng quan trọng và tải trọng động cực lớn.

Nhiều nhóm mua sắm mắc sai lầm khi chỉ đặt hàng "thép tấm Q355B" mà không chỉ định các yêu cầu về hướng Z.

Kết quả là, các nhà cung cấp có thể cung cấp các tấm thông thường, các nhà chế tạo gặp phải các vết nứt khi hàn và việc sửa chữa tại chỗ trở nên cực kỳ tốn kém. Trong một số trường hợp, sự cố chỉ được phát hiện sau khi cài đặt. Vào thời điểm đó, việc làm lại trở nên khó khăn, sự chậm trễ trở nên không thể tránh khỏi và độ tin cậy về cấu trúc giảm đi đáng kể.

Các chi phí ẩn có thể rất lớn:

Vấn đề	Kết quả
Vết nứt hàn	Sửa chữa và mài
Khiếm khuyết cấu trúc	Kiểm tra thất bại
Cài đặt bị trì hoãn	Hình phạt dự án
-Chế tạo lại	Tăng chi phí lớn
Các vấn đề mệt mỏi lâu dài	Giảm tuổi thọ sử dụng

Trong các dự án EPC ở nước ngoài, ngay cả những lỗi hàn nhỏ cũng có thể tạo ra tranh chấp hợp đồng lớn.

Người mua thép và nhà thầu EPC có kinh nghiệm kiểm soát rủi ro này ngay từ đầu. Là một thương gia thương mại dày dạn kinh nghiệm với một trung tâm xử lý chuyên dụng và có quan hệ trực tiếp với các nhà máy-lớn thuộc sở hữu nhà nước, chúng tôi triển khai các biện pháp kiểm soát chính xác này đối với hoạt động xuất khẩu-có thuế suất cao của mình.

Chỉ định rõ ràng các yêu cầu về hướng Z{0}}:Đừng chỉ đơn giản đặt mua “thép tấm Q355”. Thay vào đó, hãy chỉ định Q355B Z15, Q355D Z25 hoặc Q355E Z35, tùy thuộc vào yêu cầu của dự án.
Đánh giá độ dày tấm một cách cẩn thận:Tấm càng dày thì rủi ro càng lớn. Các dự án sử dụng tấm dày 20mm+, 40mm+, 60mm+ hoặc siêu nặng-nên đánh giá cẩn thận thông qua-các yêu cầu về độ dày.
Xem xét thiết kế hàn:Các mối hàn quan trọng cần được phân tích cẩn thận, đặc biệt là các mối nối T, mối nối chéo và các mối nối được hạn chế hoàn toàn. Thiết kế hàn tốt làm giảm nguy cơ rách đáng kể.
Yêu cầu-bên thứ ba kiểm tra:Các dự án chuyên nghiệp thường yêu cầu thử nghiệm độ bền kéo theo hướng Z, thử nghiệm siêu âm (UT) và báo cáo truy xuất nguồn gốc vật liệu trước khi bắt đầu chế tạo.

Trong các dự án kết cấu thép nặng, chỉ sức bền thôi là chưa đủ. Một tấm thép có thể đáp ứng các yêu cầu về cường độ chảy nhưng vẫn bị hư hỏng bên trong trong quá trình hàn. Đó là lý do tại sao các dự án công nghiệp chuyên nghiệp đặc biệt chú ý đến-các đặc tính về độ dày, kiểm tra hướng Z- và khả năng chịu ứng suất hàn.

Đối với các kết cấu nặng quan trọng, việc chọn sai tấm không chỉ là sai sót về vật chất. Đó là rủi ro mang tính cấu trúc. Và trong các dự án công nghiệp ở nước ngoài, những rủi ro cơ cấu tiềm ẩn cuối cùng sẽ trở thành những vấn đề tốn kém của dự án.

Và trong các dự án công nghiệp ở nước ngoài, những rủi ro cơ cấu tiềm ẩn cuối cùng sẽ trở thành những vấn đề tốn kém của dự án.

[Khám phá 9 sai lầm tốn kém khác khi tìm nguồn cung ứng thép kết cấu (và cách người mua chuyên nghiệp tránh chúng) trong hướng dẫn mua sắm toàn diện của chúng tôi.]