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鍋爐管是指兩端開口并具有中空斷面,其長度與周邊之比較大的鋼材,按生產(chǎn)方法可分為無縫鋼管和焊接鋼管,鋼管的規(guī)格用外形尺寸(如外徑或邊長)及壁厚表示,其尺寸范圍很廣,從直徑很小的毛細管直到直徑達數(shù)米的大口徑管。鋼管可用于管道、熱工設(shè)備、機械工業(yè)、石油地質(zhì)勘探、容器、化學(xué)工業(yè)和特殊用途。
分類
鋼管分無縫鋼管和焊接鋼管(有縫管)兩大類。按斷面形狀又可分為圓管和異形管,廣泛應(yīng)用的是圓形鋼管,但也有一些方形、矩形、半圓形、六角形、等邊三角形、八角形等異形鋼管。 對于承受流體壓力的鋼管都要進行液壓試驗來檢驗其耐壓能力和質(zhì)量,在規(guī)定的壓力下不發(fā)生泄漏、浸濕或膨脹為合格,有些鋼管還要根據(jù)標準或需方要求進行卷邊試驗、擴口試驗、壓扁試驗等。
鍋爐管采用鋼號
(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(xué)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。
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(guān)標準進行。
高壓鍋爐鋼管除銹的基本方法:
(1)清洗:利用溶劑、乳劑清洗高壓鍋爐鋼管表面,以達到去除油、油脂、灰塵、潤滑劑和類似的有機物,但它不能去除高壓鍋爐鋼管表面的銹、氧化皮、焊藥等,因此在防腐生產(chǎn)中只作為輔助手段。
(2)工具除銹:主要使用鋼絲刷等工具對高壓鍋爐鋼管表面進行打磨,可以去除松動或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等。手動工具除銹能達到Sa2級,動力工具除銹可達到Sa3級,若高壓鍋爐鋼管表面附著牢固的氧化鐵皮,工具除銹效果不理想,達不到防腐施工要求的錨紋深度
(3)酸洗:一般用化學(xué)和電解兩種方法做酸洗處理,管道防腐只采用化學(xué)酸洗,可以去除氧化皮、鐵銹、舊涂層,有時可用其作為噴砂除銹后的再處理?;瘜W(xué)清洗雖然能使表面達到一定的清潔度和粗糙度,但其錨紋淺,而且易對環(huán)境造成污染。
(4)噴(拋)射除銹:噴(拋)射除銹是通過大功率電機帶動噴(拋)射葉片高速旋轉(zhuǎn),使鋼砂、鋼丸、鐵絲段、礦物質(zhì)等磨料在離心力作用下對鋼管表面進行噴(拋)射處理,不僅可以徹底鐵銹、氧化物和污物,而且高壓鍋爐鋼管在磨料猛烈沖擊和磨擦力的作用下,還能達到所需要的均勻粗糙度。
噴(拋)射除銹后,不僅可以擴大管子表面的物理吸附作用,而且可以增強防腐層與管子表面的機械黏附作用。因此,噴(拋)射除銹是管道防腐的理想除銹方式。一般而言,噴丸(砂)除銹主要用于高壓鍋爐鋼管內(nèi)表面處理,拋丸(砂)除銹主要用于管子外表面處理。采用噴(拋)射除銹應(yīng)注意幾個問題。
隨著當前我國經(jīng)濟的發(fā)展,長輸油氣管線是能源保障的重要方式,在輸油(氣)管線防腐施工過程中,高壓鍋爐鋼管的表面除銹也導(dǎo)致了他們使用的壽命因素。確保了防腐層的質(zhì)量,在同樣設(shè)備的基礎(chǔ)上,大大提高工藝水平,降低生產(chǎn)成本。
鍋爐管的力學(xué)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(yīng)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(yīng)力,稱屈服點。若力發(fā)生下降時,則應(yīng)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(yīng)力; 下屈服點(σsl):當不計初始瞬時效應(yīng)時,屈服階段中的小應(yīng)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)。
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