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20G高壓鍋爐管
20G高壓鍋爐管是,但對(duì)制造鋼管所用的鋼種有嚴(yán)格的要求。20G高壓鍋爐管使用時(shí)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?,?huì)發(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(lái)制造高壓和超高壓鍋爐的過(guò)熱器管、再熱器管、導(dǎo)氣管、主蒸汽管等。
20G高壓鍋爐管采用的鍋爐受壓元件用鋼,一般在39公斤以下的鍋爐應(yīng)用,為了在較高壓力下使用,往往都把受熱面管設(shè)計(jì)的很厚。為了減少熱阻和節(jié)省鋼材,保證較高或高壓鍋爐用鋼的性,同時(shí)也為了降低用鋼量,普遍采用的是16MnG。同時(shí)也有添加稀土、鎂等金屬和非金屬材料的特殊鋼材。這樣會(huì)提高鍋爐用鋼的性能,減少鋼材的耗量,同時(shí)也降低了熱阻。
鍋爐管的力學(xué)性能
抗拉強(qiáng)度
試樣在拉伸過(guò)程中,在拉斷時(shí)所承受的力(Fb),出以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ),稱(chēng)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(shí)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(guò)程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力,稱(chēng)屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí),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(shí)效應(yīng)時(shí),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(guò)程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm。
斷后伸長(zhǎng)率
在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比,稱(chēng)為伸長(zhǎng)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(zhǎng)度,mm; L0--試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)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(chēng)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(chēng)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(duì)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(shí)間后卸除試驗(yàn)力,測(cè)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)。
對(duì)成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。
高壓鍋爐管規(guī)格及外觀質(zhì)量:GB5310-95《高壓鍋爐用無(wú)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。
15CrMoG高壓鍋爐管純化氫的原理是,在300—500℃下,把待純化的氫通入15CrMoG合金鋼管的一側(cè)時(shí),氫被吸附在15CrMoG合金管壁上,由于鈀的4d電子層缺少兩個(gè)電子,它能與氫生成不穩(wěn)定的化學(xué)鍵(鈀與氫的這種反應(yīng)是可逆的),在鈀的作用下,氫被電離為質(zhì)子其半徑為1.5×1015m,而鈀的晶格常數(shù)為3.88×10-10m(20℃時(shí)),故可通過(guò)15CrMoG合金鋼管,在鈀的作用下質(zhì)子又與電子結(jié)合并重新形成氫分子,從15CrMoG合金管的另一側(cè)逸出。在15CrMoG合金管表面,未被離解的氣體是不能透過(guò)的,故可利用15CrMoG合金管獲得高純氫。
表示方法
① 鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示,如40Cr。
②鋼中主要合金元素,除個(gè)別微合金元素外,一般以百分之幾表示。當(dāng)平均合金含量<1.5%時(shí),鋼號(hào)中一般只標(biāo)出元素符號(hào),而不標(biāo)明含量,但在特殊情況下易致混淆者,在元素符號(hào)后亦可標(biāo)以數(shù)字"1",例如鋼號(hào)"12CrMoV"和"12Cr1MoV",前者鉻含量為0.4-0.6%,后者為0.9-1.2%,其余成分全部相同。當(dāng)合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時(shí),在元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量,可相應(yīng)表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素,均屬微合金元素,雖然含量很低,仍應(yīng)在鋼號(hào)中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%,硼為0.001-0.005%。
④高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號(hào)后加"A",以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。
⑤專(zhuān)門(mén)用途的合金結(jié)構(gòu)鋼,鋼號(hào)冠以(或后綴)代表該鋼種用途的符號(hào)。例如鉚螺專(zhuān)用的30CrMnSi鋼,鋼號(hào)表示為ML30CrMnSi。
合金管與無(wú)縫管兩者既有關(guān)系又有區(qū)別,不能混為一談。
合金管是鋼管按照生產(chǎn)用料(也就是材質(zhì))來(lái)定義的,顧名思義就是合金做的管子;而無(wú)縫管是鋼管按照生產(chǎn)工藝(有縫無(wú)縫)來(lái)定義的,區(qū)別于無(wú)縫管的就是有縫管,包括直縫焊管和螺旋管。
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