米數(shù)6-12M
Q355D工字鋼 耐腐蝕性
抵御惡劣環(huán)境侵蝕:風電場常見潮濕、鹽霧等惡劣環(huán)境,特別是海上風電場,鋼材更容易受到腐蝕。風電鋼經過特殊處理,具有較強的耐腐蝕性,能有效抵御這些惡劣環(huán)境的侵蝕,延長設備的使用壽命1。
涂層防護增強耐蝕性:除了鋼材本身的耐腐蝕性能,還會采用涂層防護體系進一步提高鋼材的耐腐蝕性。例如,金屬熱噴涂層被破壞時,鋅鋁涂層可以作為被犧牲的陽極依舊保護鋼體表面,200μm厚度的熱噴鋁涂層的防腐年限可達30年4。
Q355D工字鋼 疲勞性能
保障長期穩(wěn)定運行:風電設備的葉片等部件在長期運轉過程中,會受到頻繁的風力作用,產生交變載荷。因此,鋼材需要有良好的疲勞性能,以保障葉片在長期運轉中不易出現(xiàn)裂紋和損壞,確保整個風電系統(tǒng)的可靠運行1。
Q355E工字鋼 低溫性能
適應寒冷地區(qū)環(huán)境:在一些寒冷地區(qū),如占全國風能裝機容量76%的三北地區(qū),冬季低溫度低于零下30度。這就要求鋼材在低溫環(huán)境下仍能保持良好的性能,防止低溫脆斷裂。在選用低合金結構鋼材料時,還要求對焊縫采用低溫脆斷的技術措施,增強材料多次沖擊抗力,避免應力集中和在低溫情況下出現(xiàn)較大的沖擊載荷3。

Q355E工字鋼作為風電設備鋼材的抗疲勞性能
Q355E鋼材的基本特性
Q355E是一種低合金高強度結構鋼板,遵循GB/T3274技術條件進行生產。其中“Q”代表屈服強度,“355”表示鋼板的強度等級,“E”代表該材料在 -40℃下的低溫沖擊性能。其化學成分主要包括碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、銅(Cu)等元素,這些元素的含量有一定限制以確保鋼材性能1。
可能影響抗疲勞性能的因素
化學成分的影響
合金元素的作用:Q355E中添加的鉻(Cr)、鉬(Mo)等元素,除了能使鋼材具有更好的耐腐蝕性和耐磨性外,也有助于提高鋼材的強度和韌性。適當?shù)膹姸群晚g性配合對于抗疲勞性能是有利的,因為在交變載荷作用下,材料既需要有足夠的強度來抵抗變形,又需要有一定的韌性來防止裂紋的萌生和擴展4。
微量元素的影響:少量的銅(Cu)元素可以提高鋼的可焊性,焊接質量的提高有助于減少焊接部位的缺陷,而焊接缺陷往往是疲勞裂紋的起源點,所以間接對鋼材的抗疲勞性能有積極影響

Q355E工字鋼深加工
深加工方式
沖壓加工
沖壓加工是借助壓力機和模具對Q355E工字鋼施加外力,使之產生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的加工方法。這種加工方式能夠制造出形狀復雜的零部件,適用于大批量生產,在汽車、金屬制品等行業(yè)有廣泛應用24。
折彎加工
折彎加工是將Q355E工字鋼通過特定的模具和設備進行彎曲,以滿足不同的使用需求。它可以使工字鋼形成各種角度和形狀,常用于建筑結構、機械制造等領域,以實現(xiàn)特定的設計要求24。
深加工的優(yōu)勢
滿足多樣化需求
通過深加工,Q355E工字鋼可以被加工成各種形狀和尺寸的零部件,滿足不同行業(yè)和領域的多樣化需求。例如在機械制造業(yè)中,可加工成起重機、液壓機等設備的機械配件;在建筑和橋梁結構中,能滿足各種復雜的建筑設計要求

Q355E工字鋼焊接應力釋放技巧
焊接應力的自然消除時間
焊接應力的自然消除時間因具體情況而異,一般需要等待24小時到2周左右。這個時間取決于焊接方法、材質、焊接件大小和溫度等因素。在等待過程中,可以采取措施如退火處理來加速應力的消除。鋼材在進行焊接時,由于不同部位的溫度差異,會產生溫度梯度,進而在冷卻過程中形成殘余應力。這種應力若不及時消除,可能會對焊接結構的強度和穩(wěn)定性造成不良影響1。
焊接應力釋放的措施
焊接應力釋放(減少)的措施包括熱時效、加載法、超聲沖擊與錘擊等。熱時效指在一定的溫度中使金屬的內應力消除。對于重要焊接構件,可以行整體熱時效,然后在現(xiàn)場與其他構件進行組合拼焊。這種方式可以具有焊縫去氫、恢復塑性和消應力三重功能。加載法是通過不同方式在構件上施加一定的拉伸應力,使焊縫及其附近產生拉伸塑性變形,與焊接時在焊縫及其附近所產生的壓縮塑性變形相互抵消一部分,達到松馳應力的目的。超聲沖擊消應力(又名豪克能焊接應力消除)工藝是在超聲頻率下應用束狀沖頭,在對焊趾和焊縫表面進行沖擊,從而達到消除應力的效果

耐低溫工字鋼運用在風電工程
影響風電設備鋼材抗疲勞性能的因素
化學成分
不同的化學成分對鋼材抗疲勞性能有不同影響。例如,碳(C)可以顯著增加鋼的強度和硬度,但碳含量超過 0.17%會降低鋼的塑性,增加脆性,不利于切削加工和焊接性能,影響抗疲勞性能,所以合適的碳含量(如 0.13 - 0.17%)很重要;鎳(Ni)能降低臨界轉變溫度,提高鋼的淬透性、強度和疲勞抗力,降低鋼對缺口的敏感性,但鎳含量超過 0.50%,在焊接時易產生裂紋,降低焊接性能進而影響抗疲勞性能2。
加工工藝
鋼材的加工工藝也會影響其抗疲勞性能。如專利文獻中提到,采用軋制快冷的方法獲得的鋼板抗拉強度較低,而軋制后再進行正火熱處理,可細化組織晶粒,進一步增強鋼板強度和抗疲勞性能

良好的成型性能:可以通過加工和機械加工進行良好的加工和成型,適合進行冷軋、熱軋、切割、曲折等多種加工工藝。這使得它能夠滿足汽車不同部件的復雜形狀和尺寸要求,便于制造各種汽車零部件2。
抗腐蝕、耐磨:Q355E工字鋼中加入了Cr、Mo等元素,具有更好的耐腐蝕性,并且具備耐磨性。汽車在行駛過程中會面臨各種惡劣的環(huán)境和路況,抗腐蝕和耐磨性能可以延長汽車部件的使用壽命,減少維修成本