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鍋爐管的力學性能
抗拉強度
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)所得的應力(σ),稱為抗拉強度(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
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)伸長時的應力,稱屈服點。若力發(fā)生下降時,則應區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm(MPa)。
上屈服點(σsu):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的應力; 下屈服點(σsl):當不計初始瞬時效應時,屈服階段中的小應力。
屈服點的計算公式為:
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
在拉伸試驗中,試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計算公式為:式中:L1--試樣拉斷后的標距長度,mm; L0--試樣原始標距長度,mm。
斷面收縮率
在拉伸試驗中,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
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)定的試驗力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗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)。
對成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。
物理性能
(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。拉力試驗按GB/T228-87,水壓試驗按GB/T241-90,壓扁試驗按GB/T246-97,擴口試驗按GB/T242-97,冷彎試驗按GB244-97。
(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。拉力試驗、水壓試驗和壓扁試驗與GB3087-82規(guī)定相同;沖擊試驗按GB229-94,擴口試驗按GB/T242-97,晶粒度試驗按YB/T5148-93;顯微組織檢驗按GB13298-91,脫碳層檢驗按GB224-87,超聲波檢驗按GB/T5777-96。
(3)進口鍋爐管的物理性能檢驗及指標按合同規(guī)定的有關標準進行。
優(yōu)點
可以回收,符合環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約資源的戰(zhàn)略,政策鼓勵擴大20G高壓鍋爐管的應用領域。目前我國20G高壓鍋爐管消費量占鋼材總量的比重僅為發(fā)達的一半,20G高壓鍋爐管使用領域擴大為行業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。
進出口情況
(1)20G高壓鍋爐管主要進口是日本、德國。經(jīng)常進口的規(guī)格有15914.2mm;2734.0mm;219.110.0mm;41975mm;406.460mm等。小的規(guī)格是31.84.5mm,長度一般為5~8m不等。
(2)在進口索賠案例中,德國曼內(nèi)斯曼鋼管廠進口的ST45無縫鍋爐管,經(jīng)超聲波探傷普查,發(fā)現(xiàn)少部分鋼管的內(nèi)部缺陷超過該廠規(guī)定及德國鋼鐵協(xié)會標準。
(3)從德國進口的合金鋼管,鋼號主要有34CrMo4和12CrMoV等。這種鋼管高溫性能好,常用來作為高溫鍋爐用鋼管。
(4)日本進口的合金管較多,規(guī)格有426.012mm5~8m;152.48.0mm12m;89.110.0mm6m;101.610.0mm12m;114.38.0mm6m;127.08.0mm9m等。執(zhí)行日本工業(yè)標準JISG3458鋼號為STPA25。這種鋼管常用來作配套用高溫合金管.
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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)碳素結構鋼、合金結構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、管子在高溫煙氣和水蒸汽的作用下還會發(fā)生氧化和腐蝕,因此要求鋼管有高的持久強度、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)碳素結構鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG;合金結構鋼鋼號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。
地質(zhì)鉆探及石油鉆探用無縫鋼管為探明地下巖層結構、地下水、石油、天然氣及礦產(chǎn)資源情況,利用鉆機打井。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,工作條件極為復雜,鉆桿承受拉、壓、彎曲、扭轉和不均衡沖擊載荷等應力作用,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。
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