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高壓鍋爐管
高壓鍋爐管是鍋爐管的一種，屬于無縫鋼管類別。制造方法與無縫管相同，但對制造鋼管所用的鋼種有嚴(yán)格的要求。高壓鍋爐管使用時經(jīng)常處于高溫和高壓條件，管子在高溫?zé)煔夂退魵獾淖饔孟�，會發(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強度，高的抗氧化腐蝕性能，并有良好的組織穩(wěn)定性。高壓鍋爐管主要用來制造高壓和超高壓鍋爐的過熱器管、再熱器管、導(dǎo)氣管、主蒸汽管等。
高壓鍋爐管基本信息
高壓鍋爐管規(guī)格：6mm-1240mm×1mm-200mm
高壓鍋爐管制造工藝：精拔、光亮、熱軋、冷拔、熱擴
高壓鍋爐管是鍋爐管的一種，屬于無縫鋼管類別。制造方法與無縫管高壓鍋爐管相同，但對制造鋼管所用的鋼種有嚴(yán)格的要求。高壓鍋爐管使用時經(jīng)常處于高溫和高壓條件。高壓鍋爐管主要用來制造高壓和超高壓鍋爐的過熱器管、再熱器管、導(dǎo)氣管、主蒸汽管等。
高壓鍋爐管標(biāo)準(zhǔn)
GB/T3087-2008 —— 中國國家標(biāo)準(zhǔn)（低中壓鍋爐用無縫鋼管）
GB/T5310 -2008—— 中國國家標(biāo)準(zhǔn)（高壓鍋爐用無縫鋼管）
ASME SA106-------美國鍋爐及壓力容器規(guī)范
ASME SA210 —— 美國鍋爐及壓力容器規(guī)范
ASME SA213 —— 美國鍋爐及壓力容器規(guī)范
DIN17175 —— 聯(lián)邦德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高壓鍋爐管抗使用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鍋爐用無縫鋼管的分類、尺寸、外形、重量及允許偏差、技術(shù)要求、檢驗與試驗、包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于生產(chǎn)的用于制造蒸汽鍋爐、管道等的熱軋無縫鋼管。
強度含義：強度指金屬在外力作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。
抗拉強度含義：金屬試樣拉伸時，在拉斷前所承受的最大負(fù)荷與試樣原橫截面面積之比稱為抗拉強度
Pb
σb=——
Fo
式中 Pb——試樣拉斷前的最大負(fù)荷（N）
Fo——試樣原橫截面積（mm ）
高壓鍋爐管抗彎強度
試樣在位于兩支承中間的集中負(fù)荷作用下，使其折斷時，折斷截面所承受的最大正壓力
8PL
對圓試樣：σbb=——
πd
8PL
對矩形試樣：σbb=——
2bh
式中 P——試樣所承受最大集中載荷（N）
L——兩支承點間的跨距(mm)
d——圓試樣截面之外徑(mm)
b——矩形截面試樣之寬度(mm)
h——矩形截面試樣之寬度(mm)
高壓鍋爐管用途分類
編輯
用于低中壓鍋爐（工作壓力一般不大于5.88Mpa，工作溫度在450℃以下）的受熱面管子；用于高壓鍋爐（工作壓力一般在9.8Mpa以上，工作溫度在450℃～650℃之間）的受熱面管子、省煤器、過熱器、再熱器、石化工業(yè)用管等。
高壓鍋爐管材質(zhì)分類
編輯
20G高壓鍋爐管、12Cr1MoVG高壓鍋爐管、鋼研102高壓鍋爐管、15CrMoG高壓鍋爐管、5310高壓鍋爐管、3087低中壓鍋爐管、40Cr高壓鍋爐管、1Cr5Mo高壓鍋爐管、42CrMo高壓鍋爐管。
現(xiàn)狀總產(chǎn)量與總消耗
生產(chǎn)高壓鍋爐管的廠家很多，特別是生產(chǎn)20G高壓鍋爐管的廠，總生產(chǎn)能力約在20萬t。但真正具有生產(chǎn)實力的廠家并不多，其生產(chǎn)能力約15萬t。1998年實際產(chǎn)量小于10萬t。當(dāng)前市場占有率41%，同時鍋爐行業(yè)又需求不旺。
Φ10mm～1066mm規(guī)格的無縫鋼管都能供應(yīng)。長期以來主要鋼種是20G、12Cr1MoVG、G102。今后的主力鋼種將是20G、12Cr1MoVG、T91（P91）、TP347H。國內(nèi)T91（P91）、TP347H尚處于試制階段。
高壓鍋爐管的需求與火電發(fā)展密不可分。1995年國內(nèi)裝機容量達(dá)2億kW。據(jù)政府計劃2000年要達(dá)到2.9億kW，即每年新增1600萬kW。其中火力（按75%計算），每年新增1200萬kW，鍋爐制造按每萬kW消耗100t高壓鍋爐管計，年消耗12萬t。因進口鍋爐整體引進，實際消耗小于此數(shù)。加上電站建設(shè)（1.7t/萬kW）、火電機組保有量的維修（6.5t/萬kW）以及與高壓鍋爐管性能要求相近鋼管的需要，每年年消耗量估計約為30萬t。隨著保有量的增加，今后維修需要用管量將為首位。
高壓鍋爐向高性能參數(shù)及服務(wù)期限延長的發(fā)展對鋼種要求愈來愈高，國內(nèi)新材料研究與制管滯后需要。
10、20、20G、20MnG、25MnG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB、10Cr9Mo1VNb、SA210A1、SA210C、SA213 T11、SA213 T12、SA213 T22、SA213 T23、SA213 T91、SA213 T92、ST45.8/Ⅲ、15Mo3、13CrMo44、10CrMo910等
高壓鍋爐管尺寸公差
高壓鍋爐管重量計算公式:
[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)
高壓鍋爐管制造及用途
(1)生產(chǎn)制造方法：
①一般鍋爐管使用溫度在450℃以下，國產(chǎn)管主要用10號、20號碳結(jié)鋼熱軋管或冷拔管制造。
②高壓鍋爐管使用時經(jīng)常處于高溫和高壓條件管子在高溫?zé)煔夂退魵獾淖饔孟�，會發(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強度，高的抗氧化腐蝕性能，并有良好的組織穩(wěn)定性。
(2)用途：
①一般鍋爐管主要用來制造水冷壁管、沸水管、過熱蒸汽管、機車鍋爐用的過熱蒸汽管，大、小煙管及拱磚管等。
②高壓鍋爐管主要用來制造高壓和超高壓鍋爐的過熱器管、再熱器管、導(dǎo)氣管、主蒸汽管等。
高壓鍋爐管熱加工工藝
高壓鍋爐管的熱處理：1.正火：正火溫度880℃-940℃（20G, 20MNG, 25MNG)；正火溫度890℃-950℃（15MOG,20MOG)
2.正火加回火：正火溫度：900℃-960℃；回火溫度680℃-730℃（15CRMOG,12CR1MOVG)
熱處理(Heat Treatment) - 是利用加熱和冷卻以改變高壓鍋爐管物理性質(zhì)的方法。 熱處理能改善高壓鍋爐管的顯微結(jié)構(gòu), 使達(dá)到所需的物理要求。韌性, 硬度 和耐磨性 是通過熱處理而獲得的特性中的幾種。要獲得這些特性, 需使用熱處理中的淬硬<又稱淬火>, 回火, 退火<又稱朡化>和表面淬硬等操作。
淬硬(Hardening, 又稱淬火) - 是將高壓鍋爐管均勻地加熱至適當(dāng)溫度, 然後迅速浸入水或油中急冷, 或在空氣中或冷凍區(qū)中冷卻, 使高壓鍋爐管獲得所需要的硬度。
回火 - 高壓鍋爐管淬硬後會變脆, 同時由淬火急冷而引致的應(yīng)力, 可使高壓鍋爐管受到輕擊而斷裂。 要消除脆性, 可用回火處理法。 回火就是將高壓鍋爐管重新加熱至適當(dāng)?shù)臏囟然蝾伾? 然後予以急冷。 回火雖然高壓鍋爐管的硬度略為減少, 但可增加高壓鍋爐管的韌性而降低其脆性。
退火 - 退火是消除高壓鍋爐管的內(nèi)在應(yīng)力和勒化鋼件的方法。 退火法是將鋼件加熱至高於臨界溫度, 然後放入乾灰, 石灰, 石棉或封閉在爐內(nèi), 令它慢慢冷卻。
硬度(Hardness) - 是材料抵抗外物刺入的一種能力。試驗高壓鍋爐管硬度的最普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦, 由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高低。 這種方法稱為銼試法 這種方法不太科學(xué)。 用硬度試驗器來試驗極為準(zhǔn)確, 是現(xiàn)代試驗硬度常用的方法。 最常用的試驗法有洛氏硬度試驗 洛氏硬度試驗機利用鉆石沖入金屬的深度來測定高壓鍋爐管的硬度, 沖入深度愈大, 硬度愈小。 鉆石沖入金屬的深度, 可從指針指出正確的數(shù)字, 該數(shù)字稱為洛氏硬度數(shù)。
鍛造 - 是用錘擊使金屬成為一定形狀<成型> 的方法, 當(dāng)高壓鍋爐管加熱達(dá)到鍛造溫度時, 可以從事鍛造, 彎屈, 抽拉, 成型等操作。 大多數(shù)高壓鍋爐管加熱至鮮明櫻紅色時都很易鍛造。
脆性 - 表示高壓鍋爐管容易破裂的性質(zhì), 鑄鐵的脆性大, 甚至跌落地上亦會破裂。 脆性與硬度有密切關(guān)系, 硬度高的20#精密鋼管通常脆性亦大。
延性 - (又稱柔軟性) 是金屬受外力永久變形而不碎裂的性質(zhì), 延性的高壓鍋爐管可抽拉成細(xì)線。
彈性 - 是高壓鍋爐管受外力變形, 當(dāng)外力消除之後又恢復(fù)其原有形狀的一種性質(zhì)。彈簧鋼是極富彈性的一種材料。
硬度 - 是金屬抵抗外物刺入或切削的一種能增加高壓鍋爐管硬度常用的方法是淬火。
展性 - 又稱可鍛性, 是金屬延性或柔軟性的另一種表示法。展性是金屬接受錘鍛或滾軋而變形時不致破裂的一種性質(zhì)。
韌性 是高壓鍋爐管抵受震動或沖擊的能力。 韌性與脆性剛好相反。
高壓鍋爐管規(guī)格及外觀質(zhì)量
(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。各種結(jié)構(gòu)鍋爐用鋼管規(guī)格，外徑10～426mm，共計43種。壁厚1.5～26mm共計29種。但機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管的外徑和壁厚另有規(guī)定。
(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》熱軋管的外
高壓鍋爐管
徑22～530mm，壁厚20～70mm不等。冷拔(冷軋)管外徑10～108mm，壁厚2.0～13.0mm不等。
(3)GB3087-82《低中壓鍋爐用無縫鋼管》和GB5310-95《高壓鍋爐用無縫鋼管》的規(guī)定。外觀質(zhì)量：鋼管內(nèi)外表面不允許有裂縫、折疊、軋折、結(jié)疤、離層和發(fā)紋。這些缺陷應(yīng)完全清除掉。清除深度不得超過公稱壁厚的負(fù)偏差，其清理處實際壁厚不得小于壁厚所允許的最小值。
高壓鍋爐管化學(xué)成分檢驗
(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(3)進口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行。
高壓鍋爐管采用鋼號
(1)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG。
(2)合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等。
(3)有銹耐熱鋼常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb鍋爐管除保證化學(xué)成分和機械性能外，要逐根做水壓試驗，要作擴口、壓扁試驗。鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。
此外，對成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。
微量有害元素As、Sn、Pb、Bi氧勢小于Fe的氧勢，在煉鋼過程中完全殘留在鋼液。要控制鋼中微量有害元素，必須從煉鋼爐料的源頭來控制
1．表中所列牌號為優(yōu)質(zhì)鋼。如果是高級優(yōu)質(zhì)鋼，在牌號后面加“A”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)字改為“3”)；如果是特級優(yōu)質(zhì)鋼，在牌號后面加“E”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一-位數(shù)字改為“6”)；對于沸騰鋼，牌號后面為“F”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)字為“0”)；對于半鎮(zhèn)靜鋼，牌號后面為“b”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)字為“1”)。
2．使用廢鋼冶煉的鋼允許含銅量不大于0.30%。
3．熱壓力加工用鋼的銅含量應(yīng)不大于0.20%。
4．鉛浴淬火(派登脫)鋼絲用的35.85鋼的錳含量為0.30%-0.60%；鉻含量不大于0.10%，鎳含量不大于0.15%，銅含量不大于0.20%；硫、磷含量應(yīng)符合鋼絲標(biāo)準(zhǔn)要求。
5．08鋼用鋁脫氧冶煉鎮(zhèn)靜鋼，錳含量下限為0.25%，硅含量不大于0.03%，鋁含量為0.02%-0.07%。此時鋼的牌號為08A1。
6．冷沖壓用沸騰鋼含硅量不大于0.03%。
7．氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼其含氮量應(yīng)不大于0.008%。供方能保證合格時，可不做分析。
8．經(jīng)供需雙方協(xié)議，08-25鋼可供應(yīng)硅含量不大于0.17%的半鎮(zhèn)靜鋼，其牌號為08b-25b。
9．上述各成分含量皆指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 |
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