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高压锅炉管

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高压锅炉管

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高压锅炉管硬度:
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)。
高压锅炉管成分:
优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG。 
合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等。 
有锈耐热钢常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb锅炉管除保证化学成分和机械性能外,要逐根做水压试验,要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。
硬度优质碳素结构钢钢号有20g、20mng、25mng;合金结构钢钢号15mog、20mog、12crmog、15crmog、12cr2mog、12crmovg、12cr3movsitib等;有锈耐热钢常用1cr18ni9、1cr18ni11nb高压锅炉管除保证化学成分和机械性能外,要逐根做水压试验,要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。此外,对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。

高压锅炉管机械性能:

钢号

屈服强度

抗拉强度

延伸率%

冲击(J)10*10

晶粒度

硬度

20G

≥245MPa

410550MPa

L≥24

T≥22

L≥40

T≥27

410

SA-106B

≥240MPa

≥415MPa

L≥30

L≥35

≥4

123-187

SA-106C

≥275MPa

≥485MPa

L≥30

L≥35

≥4

147-187

SA-210C

≥275MPa

≥485MPa

L≥30

4~9

≤179HBW

15CrMoG

≥295MPa

440640MPa

L≥21

T≥19

L≥40

T≥27

410

12Cr1MoVG

≥255MPa

470640MPa

L≥21

T≥19

L≥40

T≥27

410

P11

≥205MPa

≥425MPa

L≥30

T≥27

410

125-179

P12

≥220MPa

≥415MPa

T≥30

T≥35

410

125-179

P22

≥205MPa

≥425MPa

L≥22

T≥27

410

125-179

P91

≥415MPa

595830MPa

T≥20

T≥40

410

≤250HB≤25HRC


试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的最大力(Fb),出以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。抗拉强度计算公式为:式中:Fb--试样拉断时所承受的最大力,N(牛顿); So--试样原始横截面积,mm2。

该钢在这一温度范围,其强度能满足过热器和蒸汽管道要求、且具有良好抗氧化性能,塑性韧性、焊接性能等冷热加工性能均很好,应用较广。
规格及外观质量  
GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》规定。各种结构锅炉用钢管规格,外径10~426mm,共计43种。壁厚1.5~26mm共计29种。但机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管的外径和壁厚另有规定。  
GB5310-95《高压锅炉用无缝钢管》热轧管的外径22~530mm,壁厚20~70mm不等。冷拔(冷轧)管外径10~108mm,壁厚2.0~13.0mm不等。  
GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》和GB5310-95《高压锅炉用无缝钢管》的规定。外观质量:钢管内外表面不允许有裂缝、折叠、轧折、结疤、离层和发纹。这些缺陷应完全清除掉。清除深度不得超过公称壁厚的负偏差,其清理处实际壁厚不得小于壁厚所允许的最小值。    
化学成分检验  
GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。  
GB5310-95《高压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及《钢铁及合金化学分析方法》、GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。    (3)进口锅炉钢管的化学成分检验按合同规定的有关标准进行。
高压锅炉管机加工工艺:
因其含铬量(9%)较高,其抗氧化、抗腐蚀性能、高温强度及非石墨化倾向均优于低合金钢,元素钼(1%)主要提高高温强度,并抑制铬钢的热脆倾向;与T9相比,改善了焊接性能和热疲劳性能、其在600℃的持久强度是后者的三倍,且保持了T9(9Cr-1Mo)钢的优
良的抗高温腐蚀性能;与奥氏体不锈钢相比,膨胀系数小、热传导性能好、并有较高的持久强度(如与TP304奥氏体钢比,等到强温度为625℃,等应力温度为607℃)。故其具有较好的综合力学性能、且时效前后的组织和性能稳定,具有良好的焊接性能和工艺性能,较高的持久强度及抗氧化性。主要用于锅炉中金属温度≤650℃的过热器和再热器。
固溶处理就是将不锈钢加热到规定温度,然后迅速冷却,使碳化物和合金元素充分溶解到奥氏体中去,从而得到均一的奥氏体组织。制造过程中产生的残余应力是锅炉管在高温下发生变形和在拉应力及卤素离子共同作用下产生应力腐蚀开裂的主要原因,选用合适的固溶处理工艺,不但可以使合金元素充分固溶,还可以起到消除残余应力的作用。对于奥氏体不锈钢,钢的热轧必须至少在870℃下加热进行。
在高温过热器运行期间,由于工作温度正好是其敏化的温度区间(500~850℃),在该温度区间内,晶界附近的C元素因固溶度下降(相对于固溶处理温度),但仍有较高的迁移能量,并率先与晶界附近的Cr元素结合而向晶界析出。由于C原子尺寸小,迁移速度较Cr原子快很多,所以远离晶界的C不断向晶界附近迁移并与Cr结合向晶界析出,从而造成晶界附近贫铬。晶界附近贫铬直接导致该部位丧失钝态(不能形成连续的含Cr氧化膜,正是该氧化膜决定奥氏体不锈钢的抗氧化、抗腐蚀能力),使晶界弱化,弱化的晶界在进口段弯管内弧和出口段弯管外弧较大拉应力作用下,晶粒间的贫铬区受炉内气氛氧化腐蚀作用产生外表面裂纹,裂纹沿晶界逐渐发展,最终开裂。随着运行时间的延长,C元素的迁移和其碳化物向晶界的析出逐渐减缓,而Cr元素也逐渐从稍远于晶界的位置慢慢迁移补充到晶界附近,晶界贫铬得到缓解和改善。因此,不锈钢弯管运行一段时间后该类型的环向开裂将逐渐减少至很少发生,这个时间一般在1年左右。

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