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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,管子在高溫煙氣和水蒸氣的作用下,會發(fā)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(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)和機械結(jié)構(gòu)的無縫鋼管。
鍋爐管的 物理性能
主要進出口情況(1)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。
鍋爐管的質(zhì)量與檢驗
規(guī)格及外觀
(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。各種結(jié)構(gòu)鍋爐用鋼管規(guī)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(guī)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)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》和GB5310-95《高壓鍋爐用無縫鋼管》的規(guī)定。外觀質(zhì)量:鋼管內(nèi)外表面不允許有裂縫、折疊、軋折、結(jié)疤、離層和發(fā)紋。這些缺陷應(yīng)完全掉。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小值。
化學檢驗
(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)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(guān)部分。(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學成分試驗方法按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(guān)部分。
(3)進口鍋爐鋼管的化學成分檢驗按合同規(guī)定的有關(guān)標準進行。
采用鋼號
(1)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG。(2)合金結(jié)構(gòu)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(tài)交貨。
鍋爐管分為兩大類:GB3087-2008中低壓鍋爐管和GB5310-2008高壓鍋爐管鍋爐管重量公式:[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)。
T22質(zhì)量控制
1管坯控制管坯對無縫鋼管生產(chǎn)具有較大影響,主要表現(xiàn)為鋼的化學成分的穩(wěn)定及鋼的純凈度方面。一般高壓管坯通常采用"電爐+LF+VD"生產(chǎn)流程,電弧爐主要用于冶煉出合格的粗鋼水,LF爐除對鋼水進行脫氧、脫硫和溫度控制外,重要的任務(wù)是調(diào)整鋼水的化學成分,VD爐主要是凈化鋼液,保證鋼水的純凈度。根據(jù)高壓鍋爐管的應(yīng)用特點,要求鍋爐鋼在冶煉控制技術(shù)方面,除化學成分要命中目標以外,還要求鍋爐鋼純凈度要高,S、P有害元素控制要低,特別是S元素要嚴格控,主要因為S元素是引起原晶界弱化的主要雜質(zhì)元素,是導致鋼蠕變脆化的主要因素。長期以來鍋爐管都是采用鍛軋管坯制造的,鍛軋管坯不僅可以在鋼錠上切除縮孔、夾渣等澆鋼缺陷,同時也可以通過大的軋制變形殘留的缺陷。
近年來隨著冶金工藝裝備水平的大幅度,管坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝以其、低耗、優(yōu)質(zhì)、低成本優(yōu)勢得到迅速推廣,管坯廠為了保證表面質(zhì)量一般配有鋼棒漏磁探傷、超聲波相控陣探傷或紅外探傷等檢測手段,發(fā)現(xiàn)缺陷進行表面扒皮等相關(guān)配套手段。
2熱處理工序控制要點
在鍋爐用無縫鋼管生產(chǎn)工序中,熱處理是關(guān)鍵工序,熱處理對無縫鋼管的內(nèi)在質(zhì)量及表面質(zhì)量產(chǎn)生重要影響,對生產(chǎn)合金無縫鋼管尤為重要,對電站鍋爐用高壓鍋爐管的持久性能影響較大,穩(wěn)定的金相組織和良好的內(nèi)外表面質(zhì)量代表鋼管企業(yè)的制造水平。鋼管的化學成分確定之后,終賦予鋼管優(yōu)良力學性能和內(nèi)在組織的是熱處理工藝,ASME標準給出的工藝參數(shù)范圍較寬,生產(chǎn)企業(yè)需現(xiàn)場試驗,找出合適的熱處理工藝。T22的通常熱處理工藝:920℃-940℃正火,保溫大于20分鐘;720℃-740℃回火,保溫2h。
3無損檢測的控制
一般國內(nèi)鍋爐企業(yè)按照GB5310或企業(yè)采購規(guī)程(訂貨技術(shù)條件)進行采購高壓鍋爐管,無損檢測一般采用渦流及超聲波自動探傷,要求鋼管逐根進行渦流探傷,渦流探傷方法及驗收標準按GB7735較高級控制;鋼管逐根進行超聲波探傷,探傷方法按GB5777級,所有規(guī)格鋼管的驗收標準應(yīng)符合L2級的規(guī)定;出口管或按照ASME SA-213標準交貨的鋼管的無損檢測按照SA-450進行控制。超聲波測厚、斜向傷檢測功能開始在國產(chǎn)自動探傷設(shè)備配置,將較好地國產(chǎn)設(shè)備的性能,同時有效地檢測鋼管內(nèi)分層缺陷。
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