高压锅炉管

高压锅炉管简介：

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

 

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。

抗拉强度

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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 ）

抗弯强度

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抗弯强度

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)

规格表

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用途分类

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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。

材质分类

20G高压锅炉管、12Cr1MoVG高压锅炉管、钢研102高压锅炉管、15CrMoG高压锅炉管、5310高压锅炉管、3087低中压锅炉管、40Cr高压锅炉管、1Cr5Mo高压锅炉管、42CrMo高压锅炉管。

主要牌号

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

尺寸公差

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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)

力学性能

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化学成分

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制造及用途

(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。

热加工工艺

高压锅炉管的热处理：1.正火：正火温度880℃-940℃（20G, 20MNG, 25MNG)；正火温度890℃-950℃（15MOG,20MOG)

2.正火加回火：正火温度：900℃-960℃；回火温度680℃-730℃（15CRMOG,12CR1MOVG)

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。

回火方法

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组织结构向稳定状态过渡的复杂转变过程。转变的内容和形式则视淬火高压锅炉管的化学成分和组织，以及加热温度而有所不同。

除锈方法

高压锅炉钢管除锈的基本方法：
　　【1】清洗:利用溶剂、乳剂清洗高压锅炉钢管表面，以达到去除油、油脂、灰尘、润滑剂和类似的有机物，但它不能去除高压锅炉钢管表面的锈、氧化皮、焊药等，因此在防腐生产中只作为辅助手段。
　　【2】工具除锈:主要使用钢丝刷等工具对高压锅炉钢管表面进行打磨，可以去除松动或翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等。手动工具除锈能达到Sa2级，动力工具除锈可达到Sa3级，若高压锅炉钢管表面附着牢固的氧化铁皮，工具除锈效果不理想，达不到防腐施工要求的锚纹深度
　　【3】酸洗:一般用化学和电解两种方法做酸洗处理，管道防腐只采用化学酸洗，可以去除氧化皮、铁锈、旧涂层，有时可用其作为喷砂除锈后的再处理。化学清洗虽然能使表面达到一定的清洁度和粗糙度，但其锚纹浅，而且易对环境造成污染。
　　【4】喷(抛)射除锈:喷(抛)射除锈是通过大功率电机带动喷(抛)射叶片高速旋转，使钢砂、钢丸、铁丝段、矿物质等磨料在离心力作用下对钢管表面进行喷(抛)射处理，不仅可以彻底清除铁锈、氧化物和污物，而且高压锅炉钢管在磨料猛烈冲击和磨擦力的作用下，还能达到所需要的均匀粗糙度。
　　喷(抛)射除锈后，不仅可以扩大管子表面的物理吸附作用，而且可以增强防腐层与管子表面的机械黏附作用。因此，喷(抛)射除锈是管道防腐的理想除锈方式。一般而言，喷丸(砂)除锈主要用于高压锅炉钢管内表面处理，抛丸(砂)除锈主要用于管子外表面处理。采用喷(抛)射除锈应注意几个问题。
　　随着当前我国经济的发展，长输油气管线是能源保障的重要方式，在输油(气)管线防腐施工过程中，高压锅炉钢管的表面除锈也导致了他们使用的寿命因素。确保了防腐层的质量，在同样设备的基础上，大大提高工艺水平，降低生产成本。

发展前景

2013年，锅炉管全新的发展道路。在科学发展观的指引下，明确企业必须实现资源节约型、环境友好型的新型20g高压锅炉管发展方向。对于环保节能而言，业内人士指出，最关键的环节还是新型节能保温20g高压锅炉管设备的使用及推广。

随着节能的广泛推广，社会对20g高压锅炉管业提出了新的要求，市场对20g高压锅炉管产品节能、降耗、环保指标的要求也越来越高。与此同时，新型节能20g高压锅炉管产品在市场中正在逐渐增多，比如，绿色环保涂料、节能节水卫浴产品、环保石材、环保外水泥发泡保温板等，节能环保产品在20g高压锅炉管行业广阔的市场中前景令人看好。