高压锅炉管
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GB5310高压锅炉管


  GB5310高压锅炉管是锅炉管的一种,属于无缝钢管类别。制造方法与无缝管相同,但对制造钢管所用的钢种有严格的要求。高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件,管子在高温烟气和水蒸气的作用下,会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度,高的抗氧化腐蚀性能,并有良好的组织稳定性。高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。

  1简介

  高压锅炉管规格:6mm-1240mm×1mm-200mm

  高压锅炉管制造工艺:精拔、光亮、热轧、冷拔、热扩

  高压锅炉管 - 高压锅炉管简介

  高压锅炉管是锅炉管的一种,属于无缝钢管类别。制造方法与无缝管

  高压锅炉管

  相同,但对制造钢管所用的钢种有严格的要求。高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件。高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。

  标准

  GB/T3087-2008 —— 中国国家标准(低中压锅炉用无缝钢管)

  GB/T5310 -2008—— 中国国家标准(高压锅炉用无缝钢管)

  ASME SA106-------美国锅炉及压力容器规范

  ASME SA210 —— 美国锅炉及压力容器规范

  ASME SA213 —— 美国锅炉及压力容器规范

  DIN17175 —— 联邦德国工业标准高压锅炉管抗使用范围

  本标准规定了锅炉用无缝钢管的分类、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、检验与试验、包装、标志和质量证明书等。

  本标准适用于生产的用于制造蒸汽锅炉、管道等的热轧无缝钢管。

  2抗拉强度

  序号名  称量的符号单位符号

  一强度

  二抗拉强度σbMPa

  强度含义:强度指金属在外力作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力。

  抗拉强度含义:金属试样拉伸时,在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度

  Pb

  σb=——

  Fo

  式中 Pb——试样拉断前的最大负荷(N)

  Fo——试样原横截面积(mm )

  3抗弯强度

  抗弯强度

  抗弯强度σbbMPa

  试样在位于两支承中间的集中负荷作用下,使其折断时,折断截面所承受的最大正压力

  8PL

  对圆试样:σbb=——

  πd

  8PL

  对矩形试样:σbb=——

  2bh

  式中 P——试样所承受最大集中载荷(N)

  L——两支承点间的跨距(mm)

  d——圆试样截面之外径(mm)

  b——矩形截面试样之宽度(mm)

  h——矩形截面试样之宽度(mm)

  4规格表

  规格数量规格数量规格数量

  12×1.51873×4-4.5-5-6-7-8-9-10-12-1550219×30-4065

  14×1.5-2.5-32076×4-4.5-5-6-7-8-9-10-12-1460245×8-10-14-17-20-22105

  16×1.5-2.5-43083×4.5-5-10I━12-14-16-18-2030245×25-28-30-34-4084

  18×2.3-4-52089×4.5-8-10━12-14-16-18-2040273×7-9-12-15-18-20-25100

  20×2.5-3-51795×4.5-6-8-10-12-14-16-2050273×30-35-38-4050

  24×2.5-3-4-5-625102×4.5-5-6-7-8-10-12-14-16-2080299×8-12-16-20-24-2860

  25×2.5-3-4-5-628108×4.5-5-6-7-8-2275299×30-32-36-38-4070

  28×3-3.5-4-5-630114×4.5-5-6-7-8-1-14-18-20100325×8-12-14-18-38120

  32×3.5-4-5-6-840121×4.5-5-6-7-8-10-12-14-16-20102325×28-32-34-3875

  34×4-5-6-835127×4.5-5-6-7-8-10-12-14-16-2095351×10-16-20-25-40120

  36×3.5-5-6-830133×4.5-6-8-12-14-16-18-20-25-30120355×6-18-20-25-30-4045

  38×4-5-6-7-8-9-1033140×5-6-7-8-9-10-12-14-16-250377×8-12-15-20-24-28128

  39×3.5-5-8-1030146×4.5-6-8-12-14-16-18-20-25-3060377×30-37-4060

  42×3.5-4-5-6-7-8-9-1035152×4.5-6-8-12-14-16-18-20-25-3060402×10-15-25-30-3570

  45×3.5-4-5-6-7-8-940159×4.5-6-10-12-1480406×10-25-28-35-40110

  48×3.5-4-5-6-7-8-9-1024159×16-18-20-22-25-3030426×30-35-4097

  51×3.5-4-5-6-7-8-9-1060168×8-10-12-14-20-35130450×10-12-14-16-34108

  56×3.5-4-5-6-7-8-9-1058180×8-12-16-25-30105480×10-1-16-18--4095

  57×3.5-5-6-7-8-9-10-1250180×32-34-38-40102500×14-16-20-25-34-40100

  60×3.5-4.5-5-6-7-8-9-12-1460194×6-8-12-16-20-25-30-40140510×14-16-20-25-34-40110

  63×3.5-4.5-5-6-7-8-9-10-12-1440203×6-7-10-15-20-25-3090530×10-16-18-20-140

  68×4-4.5-5-6-7-8-9-10-12-14-1635203×32-36-4070

  70×4-4.5-5-6-7-8-9-10-12-15-1640219×6-8-12-16-18-20-25110

  5用途分类

  用于低中压锅炉(工作压力一般不大于5.88Mpa,工作温度在450℃以下)的受热面管子;用于高压锅炉(工作压力一般在9.8Mpa以上,工作温度在450℃~650℃之间)的受热面管子、省煤器、过热器、再热器、石化工业用管等。

  6材质分类

  20G高压锅炉管、12Cr1MoVG高压锅炉管、钢研102高压锅炉管、15CrMo高压锅炉管、5310高压锅炉管、3087低中压锅炉管、40Cr高压锅炉管、Cr5Mo高压锅炉管、42CrMo高压锅炉管。

  高压锅炉管20G

  ASTM SA106B/C

  ASTM SA210A/C

  ST45.8-IIIGB5310-2008

  ASTM SA106

  ASTM SA210

  DIN17175-79∮8-1240*1-200适用于制造高压锅炉受热管,集箱,蒸汽管道等

  7主要牌号

  现状总产量与总消耗

  生产高压锅炉管的厂家很多,特别是生产20G高压锅炉管的厂,总生产能力约在20万t。但真正具有生产实力的厂家并不多,其生产能力约15万t。1998年实际产量小于10万t。当前市场占有率41%,同时锅炉行业又需求不旺。

  Φ10mm~1066mm规格的无缝钢管都能供应。长期以来主要钢种是20G、12Cr1MoVG、G102。今后的主力钢种将是20G、12Cr1MoVG、T91(P91)、TP347H。国内T91(P91)、TP347H尚处于试制阶段。

  高压锅炉管的需求与火电发展密不可分。1995年国内装机容量达2亿kW。据政府计划2000年要达到2.9亿kW,即每年新增1600万kW。其中火力(按75%计算),每年新增1200万kW,锅炉制造按每万kW消耗100t高压锅炉管计,年消耗12万t。因进口锅炉整体引进,实际消耗小于此数。加上电站建设(1.7t/万kW)、火电机组保有量的维修(6.5t/万kW)以及与高压锅炉管性能要求相近钢管的需要,每年年消耗量估计约为30万t。随着保有量的增加,今后维修需要用管量将为首位。

  高压锅炉向高性能参数及服务期限延长的发展对钢种要求愈来愈高,国内新材料研究与制管滞后需要。

  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

  8尺寸公差

  钢管种类外径(D)壁厚(S)

  冷拔管钢管外径(mm)允许偏差(mm)钢管壁厚(mm)允许偏差(mm)

  >30~50±0.3>3~20±10%

  高压锅炉管重量计算公式:

  [(外径-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)

  9力学性能

  标准牌号抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)硬度

  GB308710335~475≥195≥24/

  20410~550≥245≥20/

  GB531020G410~550≥245≥24/

  20MnG≥415≥240≥22/

  25MnG≥485≥275≥20/

  15CrMoG440~640≥235≥21/

  12Cr2MoG450~600≥280≥20/

  12Cr1MoVG470~640≥255≥21/

  12Cr2MoWVTiB540~735≥345≥18/

  10Cr9Mo1VNb≥585≥415≥20/

  ASME SA210SA210A-1≥415≥255≥30≤143HB

  SA210C≥485≥275≥30≤179HB

  ASME SA213SA213 T11≥415≥205≥30≤163HB

  SA213 T12≥415≥220≥30≤163HB

  SA213 T22≥415≥205≥30≤163HB

  SA213 T23≥510≥400≥20≤220HB

  SA213 T91≥585≥415≥20≤250HB

  SA213 T92≥620≥440≥20≤250HB

  DIN17175ST45.8/Ⅲ410~530≥255≥21/

  15Mo3450~600≥270≥22/

  13CrMo44440~590≥290≥22/

  10CrMo910480~630≥280≥20/

  10化学成分

  标准牌号化学成分(%)

  CSiMnPSCrMoCuNiVAlWTiNbN

  GB3087100.07~0.130.17~0.370.38~0.65≤0.030≤0.0300.3~0.65/≤0.25≤0.30//

  200.17~0.230.17~0.370.38~0.65≤0.030≤0.0300.3~0.65/≤0.25≤0.30//

  GB531020G0.17~0.240.17~0.370.35~0.65≤0.030≤0.030≤0.25≤0.15≤0.20≤0.25≤0.08

  20MnG0.17~0.240.17~0.370.70~1.00≤0.030≤0.030≤0.25≤0.15≤0.20≤0.25≤0.08

  25MnG0.18~0.240.17~0.370.80~1.10≤0.030≤0.030≤0.25≤0.15≤0.20≤0.25≤0.08

  15CrMo0.12~0.180.17~0.370.40~0.70≤0.030≤0.0300.80~1.100.40~0.55≤0.20≤0.30

  12Cr2MoG0.08~0.15≤0.500.40~0.70≤0.030≤0.0302.00~2.500.90~1.20≤0.20≤0.30

  12Cr1MoV0.08~0.150.17~0.370.40~0.70≤0.030≤0.0300.90~1.200.25~0.35≤0.20≤0.300.15~0.30

  12Cr2MoWVTiB0.08~0.150.45~0.750.45~0.65≤0.030≤0.0301.60~2.100.50~0.65≤0.20≤0.300.28~0.42

  0.30~0.550.08~0.15B 0.002~0.008

  10Cr9Mo1VNb0.08~0.120.20~0.500.30~0.60≤0.020≤0.0108.00~9.500.85~1.05≤0.20≤0.400.18~0.25≤0.015

  0.06~0.100.03~0.07

  ASME SA210SA210A-10.13~0.19≥0.10.45~0.65≤0.030≤0.030

  SA210C0.18~0.24≥0.10.80~1.10≤0.030≤0.030

  ASME SA213SA213 T110.05~0.150.50~1.00.30~0.60≤0.030≤0.0301.00~1.500.50~1.00

  SA213 T120.05~0.15≤0.500.30~0.61≤0.030≤0.0300.80~1.250.44~0.65

  SA213 T220.05~0.15≤0.500.30~0.60≤0.030≤0.0101.90~2.600.87~1.13

  SA213 T230.04~0.10≤0.500.10~0.60≤0.030≤0.0301.90~2.600.05~0.30

  ≤0.0301.45~1.75B 0.0005~0.0060.02~0.08≤0.040

  SA213 T910.08~0.120.20~0.500.30~0.60≤0.020≤0.0108.00~9.500.85~1.05

  ≤0.400.18~0.25≤0.015

  0.06~0.100.03~0.07

  SA213 T920.07~0.13≤0.500.30~0.60≤0.020≤0.0108.50~9.500.30~0.60

  ≤0.400.15~0.25≤0.0151.50~2.00B 0.001~0.0060.04~0.090.03~0.07

  DIN 17175ST45.8/Ⅲ≤0.210.10~0.350.40~1.20≤0.040≤0.040

  15Mo30.12~0.200.10~0.350.40~0.80≤0.035≤0.035

  0.25~0.35

  13CrMo440.10~0.180.10~0.350.40~0.70≤0.035≤0.0350.70~1.100.45~0.65

  10CrMo9100.08~0.15≤0.500.30~0.70≤0.025≤0.0202.00~2.500.90~1.10≤0.30≤0.30

  ≤0.015

  概述

  (1)生产制造方法:

  ①一般锅炉管使用温度在450℃以下,国产管主要用10号、20号碳结钢热轧管或冷拔管制造。

  ②高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件管子在高温烟气和水蒸气的作用下,会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度,高的抗氧化腐蚀性能,并有良好的组织稳定性。

  (2)用途:

  ①一般锅炉管主要用来制造水冷壁管、沸水管、过热蒸汽管、机车锅炉用的过热蒸汽管,大、小烟管及拱砖管等。

  ②高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。

  炼钢过程

  热处理(Heat Treatment) - 是利用加热和冷却以改变高压锅炉管物理性质的方法。 热处理能改善高压锅炉管的显微结构, 使达到所需的物理要求。韧性, 硬度 和耐磨性 是通过热处理而获得的特性中的几种。要获得这些特性, 需使用热处理中的淬硬<又称淬火>, 回火, 退火<又称朡化>和表面淬硬等操作。

  淬硬(Hardening, 又称淬火) - 是将高压锅炉管均匀地加热至适当温度, 然後迅速浸入水或油中急冷, 或在空气中或冷冻区中冷却, 使高压锅炉管获得所需要的硬度。

  回火 - 高压锅炉管淬硬後会变脆, 同时由淬火急冷而引致的应力, 可使高压锅炉管受到轻击而断裂。 要消除脆性, 可用回火处理法。 回火就是将高压锅炉管重新加热至适当的温度或颜色, 然後予以急冷。 回火虽然高压锅炉管的硬度略为减少, 但可增加高压锅炉管的韧性而降低其脆性。

  退火 - 退火是消除高压锅炉管的内在应力和勒化钢件的方法。 退火法是将钢件加热至高於临界温度, 然後放入乾灰, 石灰, 石棉或封闭在炉内, 令它慢慢冷却。

  硬度(Hardness) - 是材料抵抗外物刺入的一种能力。试验高压锅炉管硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦, 由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。 这种方法称为锉试法 这种方法不太科学。 用硬度试验器来试验极为准确, 是现代试验硬度常用的方法。 最常用的试验法有洛氏硬度试验 洛氏硬度试验机利用钻石冲入金属的深度来测定高压锅炉管的硬度, 冲入深度愈大, 硬度愈小。 钻石冲入金属的深度, 可从指针指出正确的数字, 该数字称为洛氏硬度数。

  锻造 - 是用锤击使金属成为一定形状<成型> 的方法, 当高压锅炉管加热达到锻造温度时, 可以从事锻造, 弯屈, 抽拉, 成型等操作。 大多数高压锅炉管加热至鲜明樱红色时都很易锻造。

  脆性 - 表示高压锅炉管容易破裂的性质, 铸铁的脆性大, 甚至跌落地上亦会破裂。 脆性与硬度有密切关系, 硬度高的20#精密钢管通常脆性亦大。

  延性 - (又称柔软性) 是金属受外力永久变形而不碎裂的性质, 延性的高压锅炉管可抽拉成细线。

  弹性 - 是高压锅炉管受外力变形, 当外力消除之後又恢复其原有形状的一种性质。弹簧钢是极富弹性的一种材料。

  硬度 - 是金属抵抗外物刺入或切削的一种能增加高压锅炉管硬度常用的方法是淬火。

  展性 - 又称可锻性, 是金属延性或柔软性的另一种表示法。展性是金属接受锤锻或滚轧而变形时不致破裂的一种性质。

  韧性 是高压锅炉管抵受震动或冲击的能力。 韧性与脆性刚好相反。

  规格及外观质量

  (1)GB3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》规定。各种结构锅炉用钢管规格,外径10~426mm,共计43种。壁厚1.5~26mm共计29种。但机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管的外径和壁厚另有规定。

  (2)GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》热轧管的外径22~530mm,壁厚20~70mm不等。冷拔(冷轧)管外径10~108mm,壁厚2.0~13.0mm不等。

  (3)GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》和GB5310-95《高压锅炉用无缝钢管》的规定。外观质量:钢管内外表面不允许有裂缝、折叠、轧折、结疤、离层和发纹。这些缺陷应完全清除掉。清除深度不得超过公称壁厚的负偏差,其清理处实际壁厚不得小于壁厚所允许的最小值。

  化学成分检验

  (1)GB3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。

  (2)GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及《钢铁及合金化学分析方法》、GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。

  (3)进口锅炉钢管的化学成分检验按合同规定的有关标准进行。

  采用钢号

  (1)优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG。

  (2)合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等。

  (3)有锈耐热钢常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb锅炉管除保证化学成分和机械性能外,要逐根做水压试验,要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。

  此外,对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。

  微量有害元素As、Sn、Pb、Bi氧势小于Fe的氧势,在炼钢过程中完全残留在钢液。要控制钢中微量有害元素,必须从炼钢炉料的源头来控制

  1.表中所列牌号为优质钢。如果是高级优质钢,在牌号后面加“A”(统一数字代号最后一位数字改为“3”);如果是特级优质钢,在牌号后面加“E”(统一数字代号最后一-位数字改为“6”);对于沸腾钢,牌号后面为“F”(统一数字代号最后一位数字为“0”);对于半镇静钢,牌号后面为“b”(统一数字代号最后一位数字为“1”)。

  2.使用废钢冶炼的钢允许含铜量不大于0.30%。

  3.热压力加工用钢的铜含量应不大于0.20%。

  4.铅浴淬火(派登脱)钢丝用的35.85钢的锰含量为0.30%-0.60%;铬含量不大于0.10%,镍含量不大于0.15%,铜含量不大于0.20%;硫、磷含量应符合钢丝标准要求。

  5.08钢用铝脱氧冶炼镇静钢,锰含量下限为0.25%,硅含量不大于0.03%,铝含量为0.02%-0.07%。此时钢的牌号为08A1。

  6.冷冲压用沸腾钢含硅量不大于0.03%。

  7.氧气转炉冶炼的钢其含氮量应不大于0.008%。供方能保证合格时,可不做分析。

  8.经供需双方协议,08-25钢可供应硅含量不大于0.17%的半镇静钢,其牌号为08b-25b。

  9.上述各成分含量皆指质量分数。

  高压锅炉管的回火方法简介[1]

  将淬火成马氏体的20G高压锅炉管加热到临界点以下某个温度,保温适当时间,再冷到室温的一种热处理工艺。回火的目的在于消除淬火应力,使高压锅炉管的组织转变为相对稳定状态。在不降低或适当降低钢管的硬度和强度的条件下改善钢的塑性和韧性,以获得所希望的性能。中碳和高碳钢淬火后通常硬度很高,但很脆,一般需经回火处理才能使用。高压钢管中的淬火马氏体,是碳在-Fe中的过饱和固溶体,具有体心正方结构,其正方度/随含碳量的增加而增大(/=1+0.045wt%C)。马氏体组织在热力学上是不稳定的,有向稳定组织过渡的趋势。许多钢淬火后还有一定量的残留奥氏体,也是不稳定的,回火过程中将发生转变。因此,回火过程本质上是在一定温度范围内加热粹火20G高压锅炉管,使钢中的热力学不稳定