高壓鍋爐管

高壓鍋爐管簡介：

高壓鍋爐管規格：6mm-1240mm×1mm-200mm

高壓鍋爐管制造工藝：精拔、光亮、熱軋、冷拔、熱擴

 

簡介

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格的要求。高壓鍋爐管使用時經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、導氣管、主蒸汽管等。

標準

GB/T3087-2008 —— 中國國家標準（低中壓鍋爐用無縫鋼管）

GB/T5310 -2008—— 中國國家標準（高壓鍋爐用無縫鋼管）

ASME SA106-------美國鍋爐及壓力容器規范

ASME SA210 —— 美國鍋爐及壓力容器規范

ASME SA213 —— 美國鍋爐及壓力容器規范

DIN17175 —— 聯邦德國工業標準高壓鍋爐管抗使用范圍

本標準規定了鍋爐用無縫鋼管的分類、尺寸、外形、重量及允許偏差、技術要求、檢驗與試驗、包裝、標志和質量證明書等。
　　本標準適用于生產的用于制造蒸汽鍋爐、管道等的熱軋無縫鋼管。

抗拉強度

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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荷（N）

Fo——試樣原橫截面積（mm ）

抗彎強度

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抗彎強度

試樣在位于兩支承中間的集中負荷作用下，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)

規格表

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用途分類

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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、石化工業用管等。

材質分類

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。

主要牌號

生產高壓鍋爐管的廠家很多，特別是生產20G高壓鍋爐管的廠，總生產能力約在20萬t。但真正具有生產實力的廠家并不多，其生產能力約15萬t。1998年實際產量小于10萬t。當前市場占有率41%，同時鍋爐行業又需求不旺。

Φ10mm～1066mm規格的無縫鋼管都能供應。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T91（P91）、TP347H尚處于試制階段。

高壓鍋爐管的需求與火電發展密不可分。1995年國內裝機容量達2億kW。據政府計劃2000年要達到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。加上電站建設（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及服務期限延長的發展對鋼種要求愈來愈高，國內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

尺寸公差

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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)

力學性能

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化學成分

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制造及用途

(1)生產制造方法：

①一般鍋爐管使用溫度在450℃以下，國產管主要用10號、20號碳結鋼熱軋管或冷拔管制造。

②高壓鍋爐管使用時經常處于高溫和高壓條件管子在高溫煙氣和水蒸氣的作用下，會發生氧化和腐蝕。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、導氣管、主蒸汽管等。

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的方法。 熱處理能改善高壓鍋爐管的顯微結構, 使達到所需的物理要求。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溫度, 然後迅速浸入水或油中急冷, 或在空氣中或冷凍區中冷卻, 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的溫度或顏色, 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在應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, 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。 用硬度試驗器來試驗極為準確, 是現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字, 該數字稱為洛氏硬度數。
　　鍛造 - 是用錘擊使金屬成為一定形狀<成型> 的方法, 當高壓鍋爐管加熱達到鍛造溫度時, 可以從事鍛造, 彎屈, 抽拉, 成型等操作。 大多數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, 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, 延性的高壓鍋爐管可抽拉成細線。
　　彈性 - 是高壓鍋爐管受外力變形, 當外力消除之後又恢復其原有形狀的一種性質。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。
　　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。

規格及外觀質量

(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規定。各種結構鍋爐用鋼管規格，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定。

(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》熱軋管的外

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》的規定。外觀質量：鋼管內外表面不允許有裂縫、折疊、軋折、結疤、離層和發紋。這些缺陷應完全清除掉。清除深度不得超過公稱壁厚的負偏差，其清理處實際壁厚不得小于壁厚所允許的最小值。

化學成分檢驗

(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規定�；瘜W成分試驗方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學分析方法》中的有關部分。

(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規定�；瘜W成分試驗方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學分析方法》中的有關部分。

(3)進口鍋爐鋼管的化學成分檢驗按合同規定的有關標準進行。

采用鋼號

 

(1)優質碳素結構鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG。

 

 

(2)合金結構鋼鋼號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．表中所列牌號為優質鋼。如果是高級優質鋼，在牌號后面加“A”(統一數字代號最后一位數字改為“3”)；如果是特級優質鋼，在牌號后面加“E”(統一數字代號最后一-位數字改為“6”)；對于沸騰鋼，牌號后面為“F”(統一數字代號最后一位數字為“0”)；對于半鎮靜鋼，牌號后面為“b”(統一數字代號最后一位數字為“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、磷含量應符合鋼絲標準要求。

5．08鋼用鋁脫氧冶煉鎮靜鋼，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．氧氣轉爐冶煉的鋼其含氮量應不大于0.008%。供方能保證合格時，可不做分析。

8．經供需雙方協議，08-25鋼可供應硅含量不大于0.17%的半鎮靜鋼，其牌號為08b-25b。

9．上述各成分含量皆指質量分數。

回火方法

將淬火成馬氏體的20G高壓鍋爐管加熱到臨界點以下某個溫度，保溫適當時間，再冷到室溫的一種熱處理工藝�；鼗鸬哪康脑谟谙�除淬火應力，使高壓鍋爐管的組織轉變為相對穩定狀態。在不降低或適當降低鋼管的硬度和強度的條件下改善鋼的塑性和韌性，以獲得所希望的性能。中碳和高碳鋼淬火后通常硬度很高，但很脆，一般需經回火處理才能使用。高壓鋼管中的淬火馬氏體，是碳在-Fe中的過飽和固溶體,具有體心正方結構，其正方度/隨含碳量的增加而增大(/=1+0.045wt%C)。馬氏體組織在熱力學上是不穩定的，有向穩定組織過渡的趨勢。許多鋼淬火后還有一定量的殘留奧氏體，也是不穩定的，回火過程中將發生轉變。因此，回火過程本質上是在一定溫度范圍內加熱粹火20G高壓鍋爐管，使鋼中的熱力學不穩定組織結構向穩定狀態過渡的復雜轉變過程。轉變的內容和形式則視淬火高壓鍋爐管的化學成分和組織，以及加熱溫度而有所不同。

除銹方法

高壓鍋爐鋼管除銹的基本方法：
　　【1】清洗:利用溶劑、乳劑清洗高壓鍋爐鋼管表面，以達到去除油、油脂、灰塵、潤滑劑和類似的有機物，但它不能去除高壓鍋爐鋼管表面的銹、氧化皮、焊藥等，因此在防腐生產中只作為輔助手段。
　　【2】工具除銹:主要使用鋼絲刷等工具對高壓鍋爐鋼管表面進行打磨，可以去除松動或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等。手動工具除銹能達到Sa2級，動力工具除銹可達到Sa3級，若高壓鍋爐鋼管表面附著牢固的氧化鐵皮，工具除銹效果不理想，達不到防腐施工要求的錨紋深度
　　【3】酸洗:一般用化學和電解兩種方法做酸洗處理，管道防腐只采用化學酸洗，可以去除氧化皮、鐵銹、舊涂層，有時可用其作為噴砂除銹后的再處理�；瘜W清洗雖然能使表面達到一定的清潔度和粗糙度，但其錨紋淺，而且易對環境造成污染。
　　【4】噴(拋)射除銹:噴(拋)射除銹是通過大功率電機帶動噴(拋)射葉片高速旋轉，使鋼砂、鋼丸、鐵絲段、礦物質等磨料在離心力作用下對鋼管表面進行噴(拋)射處理，不僅可以徹底清除鐵銹、氧化物和污物，而且高壓鍋爐鋼管在磨料猛烈沖擊和磨擦力的作用下，還能達到所需要的均勻粗糙度。
　　噴(拋)射除銹后，不僅可以擴大管子表面的物理吸附作用，而且可以增強防腐層與管子表面的機械黏附作用。因此，噴(拋)射除銹是管道防腐的理想除銹方式。一般而言，噴丸(砂)除銹主要用于高壓鍋爐鋼管內表面處理，拋丸(砂)除銹主要用于管子外表面處理。采用噴(拋)射除銹應注意幾個問題。
　　隨著當前我國經濟的發展，長輸油氣管線是能源保障的重要方式，在輸油(氣)管線防腐施工過程中，高壓鍋爐鋼管的表面除銹也導致了他們使用的壽命因素。確保了防腐層的質量，在同樣設備的基礎上，大大提高工藝水平，降低生產成本。

發展前景

2013年，鍋爐管全新的發展道路。在科學發展觀的指引下，明確企業必須實現資源節約型、環境友好型的新型20g高壓鍋爐管發展方向。對于環保節能而言，業內人士指出，最關鍵的環節還是新型節能保溫20g高壓鍋爐管設備的使用及推廣。

隨著節能的廣泛推廣，社會對20g高壓鍋爐管業提出了新的要求，市場對20g高壓鍋爐管產品節能、降耗、環保指標的要求也越來越高。與此同時，新型節能20g高壓鍋爐管產品在市場中正在逐漸增多，比如，綠色環保涂料、節能節水衛浴產品、環保石材、環保外水泥發泡保溫板等，節能環保產品在20g高壓鍋爐管行業廣闊的市場中前景令人看好。