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高壓鍋爐鋼管主要用來制造高壓及其以上壓力的蒸汽鍋爐管道等用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管、這些鍋爐管經(jīng)常處于高溫和高壓下工作、管子在高溫?zé)煔夂退羝淖饔孟逻€會發(fā)生氧化和腐蝕,因此要求鋼管有高的持久強(qiáng)度、高的抗氧化性能,并具有良好的組織穩(wěn)定性,采用鋼號有:優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG;合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等;有銹耐熱鋼常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb高壓鍋爐管除保證化學(xué)成分和機(jī)械性能外,要逐根做水壓試驗(yàn),要作擴(kuò)口、壓扁試驗(yàn)。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。
地質(zhì)鉆探及石油鉆探用無縫鋼管為探明地下巖層結(jié)構(gòu)、地下水、石油、天然氣及礦產(chǎn)資源情況,利用鉆機(jī)打井。石油、天然氣開采更離不開打井,地質(zhì)鉆探用石油鉆探用無縫鋼管是鉆井的主要器材,主要包括巖芯外管、巖芯內(nèi)管、套管、鉆桿等。由于鉆探用管要深入到幾千米地層深度工作,工作條件極為復(fù)雜,鉆桿承受拉、壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)和不均衡沖擊載荷等應(yīng)力作用,還要受到泥漿、巖石磨損,因此,要求管材必須具有足夠的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和沖擊韌性,鋼管用鋼用“DZ”(地質(zhì)的漢語拼音字頭)加數(shù)字一代表鋼屈服點(diǎn)表示,常用的鋼號有DZ45的45MnB、50Mn;DZ50的40Mn2、40Mn2Si;DZ55的40Mn2Mo、40MnVB;DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。鋼管都以熱處理狀態(tài)交貨。
20高壓鍋爐管是屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T699-1999)。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是依靠調(diào)整含碳(C)量來改善鋼的力學(xué)性能。根據(jù)含碳量的高低,此類鋼又可分為:
低碳鋼--含碳量一般小于0.25%,如10、20鋼等;
中碳鋼--含碳量一般在0.25~0.60%之間,如35、45鋼等;
高碳鋼--含碳量一般大于0.60%。此類鋼一般不用于制造鋼管。
實(shí)際上,他們之間的含碳量并沒有明顯的界限。
此類鋼產(chǎn)量較大,用途較廣,一般多軋(鍛)制成圓、方、扁等型材、板材和無縫鋼管。主要用于制造一般結(jié)構(gòu)及機(jī)械結(jié)構(gòu)零、部件以及建筑結(jié)構(gòu)件和輸送流體用管道。根據(jù)使用要求,有時需熱處理(正火或調(diào)質(zhì))后使用。20高壓鍋爐用無縫鋼管(GB5310-2008)是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。
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)煔夂退魵獾淖饔孟拢瑫l(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強(qiáng)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。
低中壓鍋爐管GB3087-2008、高壓鍋爐管GB5310-2008是用于制造各種結(jié)構(gòu)低高壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機(jī)車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋和冷拔(軋)無縫鋼管。結(jié)構(gòu)用無縫鋼管(GB/T8162-1999)是用于一般結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的無縫鋼管。
鍋爐管的力學(xué)性能
抗拉強(qiáng)度
試樣在拉伸過程中,在拉斷時所承受的力(Fb),出以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ),稱為抗拉強(qiáng)度(σb),單位為N/mm(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力。計(jì)算公式為:
式中:Fb--試樣拉斷時所承受的力,N(牛頓); So--試樣原始橫截面積,mm。
屈服點(diǎn)
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力,稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時,則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為N/mm(MPa)。
上屈服點(diǎn)(σsu):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的應(yīng)力; 下屈服點(diǎn)(σsl):當(dāng)不計(jì)初始瞬時效應(yīng)時,屈服階段中的小應(yīng)力。
屈服點(diǎn)的計(jì)算公式為:
式中:Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm。
斷后伸長率
在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計(jì)算公式為:式中:L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長度,mm; L0--試樣原始標(biāo)距長度,mm。
斷面收縮率
在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比,稱為斷面收縮率。以ψ表示,單位為%。計(jì)算公式如下:式中:S0--試樣原始橫截面積,mm; S1--試樣拉斷后縮徑處的少橫截面積,mm。
硬度指標(biāo)
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,稱為硬度。根據(jù)試驗(yàn)方法和適用范圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
A、布氏硬度(HB)
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,以規(guī)定的試驗(yàn)力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗(yàn)力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm(MPa)。
鍋爐管回火方法:將淬火成馬氏體的20G高壓鍋爐管加熱到臨界點(diǎn)以下某個溫度,保溫適當(dāng)時間,再冷到室溫的一種熱處理工藝。回火的目的在于淬火應(yīng)力,使高壓鍋爐管的組織轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定狀態(tài)。在不降低或適當(dāng)降低鋼管的硬度和強(qiáng)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(jīng)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(jié)構(gòu),其正方度/隨含碳量的增加而增大。馬氏體組織在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的,有向穩(wěn)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(wěn)定的,回火過程中將發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此,回火過程本質(zhì)上是在一定溫度范圍內(nèi)加熱粹火20G高壓鍋爐管,使鋼中的熱力學(xué)不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)向穩(wěn)定狀態(tài)過渡的復(fù)雜轉(zhuǎn)變過程。轉(zhuǎn)變的內(nèi)容和形式則視淬火高壓鍋爐管的化學(xué)成分和組織,以及加熱溫度而有所不同。
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高壓鍋爐管: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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