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對(duì)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(yàn)按GB/T228-87,水壓試驗(yàn)按GB/T241-90,壓扁試驗(yàn)按GB/T246-97,擴(kuò)口試驗(yàn)按GB/T242-97,冷彎試驗(yàn)按GB244-97。
(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。拉力試驗(yàn)、水壓試驗(yàn)和壓扁試驗(yàn)與GB3087-82規(guī)定相同;沖擊試驗(yàn)按GB229-94,擴(kuò)口試驗(yàn)按GB/T242-97,晶粒度試驗(yàn)按YB/T5148-93;顯微組織檢驗(yàn)按GB13298-91,脫碳層檢驗(yàn)按GB224-87,超聲波檢驗(yàn)按GB/T5777-96。
(3)進(jìn)口鍋爐管的物理性能檢驗(yàn)及指標(biāo)按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
優(yōu)點(diǎn)
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(lì)擴(kuò)大20G高壓鍋爐管的應(yīng)用領(lǐng)域。目前我國(guó)20G高壓鍋爐管消費(fèi)量占鋼材總量的比重僅為發(fā)達(dá)的一半,20G高壓鍋爐管使用領(lǐng)域擴(kuò)大為行業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。
進(jìn)出口情況
(1)20G高壓鍋爐管主要進(jìn)口是日本、德國(guó)。經(jīng)常進(jìn)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(zhǎng)度一般為5~8m不等。
(2)在進(jìn)口索賠案例中,德國(guó)曼內(nèi)斯曼鋼管廠進(jìn)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(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。
(3)從德國(guó)進(jìn)口的合金鋼管,鋼號(hào)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)JISG3458鋼號(hào)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(yàn)
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(jì)43種。壁厚1.5~26mm共計(jì)29種。但機(jī)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(fù)偏差,其清理處實(shí)際壁厚不得小于壁厚所允許的小值。
化學(xué)檢驗(yàn)
(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學(xué)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(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(3)進(jìn)口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗(yàn)按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
采用鋼號(hào)
(1)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)有20G、20MnG、25MnG。(2)合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)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(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。
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(duì)無縫鋼管生產(chǎn)具有較大影響,主要表現(xiàn)為鋼的化學(xué)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(duì)鋼水進(jìn)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(xué)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(diǎn),要求鍋爐鋼在冶煉控制技術(shù)方面,除化學(xué)成分要命中目標(biāo)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(yán)格控,主要因?yàn)镾元素是引起原晶界弱化的主要雜質(zhì)元素,是導(dǎo)致鋼蠕變脆化的主要因素。長(zhǎng)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(shí)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(shì)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(cè)手段,發(fā)現(xiàn)缺陷進(jìn)行表面扒皮等相關(guān)配套手段。
2熱處理工序控制要點(diǎn)
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(duì)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(duì)生產(chǎn)合金無縫鋼管尤為重要,對(duì)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(xué)成分確定之后,終賦予鋼管優(yōu)良力學(xué)性能和內(nèi)在組織的是熱處理工藝,ASME標(biāo)準(zhǔn)給出的工藝參數(shù)范圍較寬,生產(chǎn)企業(yè)需現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),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(cè)的控制
一般國(guó)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(jìn)行采購高壓鍋爐管,無損檢測(cè)一般采用渦流及超聲波自動(dòng)探傷,要求鋼管逐根進(jìn)行渦流探傷,渦流探傷方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)按GB7735較高級(jí)控制;鋼管逐根進(jìn)行超聲波探傷,探傷方法按GB5777級(jí),所有規(guī)格鋼管的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合L2級(jí)的規(guī)定;出口管或按照ASME SA-213標(biāo)準(zhǔn)交貨的鋼管的無損檢測(cè)按照SA-450進(jìn)行控制。超聲波測(cè)厚、斜向傷檢測(cè)功能開始在國(guó)產(chǎn)自動(dòng)探傷設(shè)備配置,將較好地國(guó)產(chǎn)設(shè)備的性能,同時(shí)有效地檢測(cè)鋼管內(nèi)分層缺陷。
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(huì)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(hào)有:優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)有20G、20MnG、25MnG;合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)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(duì)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(hào)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。
鍋爐管的用途
①一般鍋爐管主要用來制造水冷壁管、沸水管、過熱蒸汽管、機(jī)車鍋爐用的過熱蒸汽管,大、小煙管及拱磚管等。②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。高壓鍋爐管行業(yè)供求趨勢(shì)總體平穩(wěn),但是,各具體子行業(yè)供求狀況將進(jìn)一步分化。業(yè)內(nèi)人士指出,關(guān)鍵的環(huán)節(jié)還是新型節(jié)能保溫20g高壓鍋爐管設(shè)備的使用及推廣。
新型節(jié)能20g高壓鍋爐管產(chǎn)品在市場(chǎng)中正在逐漸增多,比如,綠色環(huán)保涂料、節(jié)能節(jié)水衛(wèi)浴產(chǎn)品、環(huán)保石材、環(huán)保外水泥發(fā)泡保溫板等,節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品在20g高壓鍋爐管行業(yè)廣闊的市場(chǎng)中前景令人看好。
相關(guān)規(guī)定
(1)GB/T5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定?;瘜W(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(2)進(jìn)口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗(yàn)按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
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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(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(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)。
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