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高壓鍋爐管是鍋爐管的一種,屬于無縫鋼管類別。制造方法與無縫管高壓鍋爐管相同,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常處于高溫和高壓條件。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。
鍋爐管由于長期在高溫和高壓條件下工作,材料將發生蠕變,塑性和韌性下降,原始組織改變,產生腐蝕等。作為鍋爐用的鋼管應具備:(1)足夠的持久強度;(2)足夠的塑性變形能力; (3) 小的時效傾向和熱脆性;(4)高的抗氧化、耐煤灰、耐天然氣高溫下腐蝕、蒸汽和應力腐蝕性能;(5)良好的組織穩定性以及良好的工藝性能。高壓鍋爐管的鋼種有碳鋼以及珠光體、鐵素體和奧氏體型不銹耐熱鋼。為了提高火力發電機組的熱效率、降低燃耗,世界各國均以發展大容量、高參數(高溫、高壓)火電機組(1000MW以上)為主。蒸汽壓力提高到31.5~34.3MPa,過熱蒸汽溫度達595~650℃,向超高壓臨界壓力發展,這樣對高壓鍋爐管提出了更高的要求。為此開發了新的鋼種,以滿足高參數電站鍋爐的需用。
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(1)優質碳素結構鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG。(2)合金結構鋼鋼號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。微量有害元素As、Sn、Pb、Bi氧勢小于Fe的氧勢,在煉鋼過程中完全殘留在鋼液。要控制鋼中微量有害元素,必須從煉鋼爐料的源頭來控制1.表中所列牌號為優質鋼。如果是高級優質鋼,在牌號后面加“A”(統一數字代號后一位數字改為“3”);如果是特級優質鋼,在牌號后面加“E”(統一數字代號后一-位數字改為“6”);對于沸騰鋼,牌號后面為“F”(統一數字代號后一位數字為“0”);對于半鎮靜鋼,牌號后面為“b”(統一數字代號后一位數字為“1”)。2.使用廢鋼冶煉的鋼允許含銅量不大于0.30%。3.熱壓力加工用鋼的銅含量應不大于0.20%。4.鉛浴淬火(派登脫)鋼絲用的35.85鋼的錳含量為0.30%-0.60%;鉻含量不大于0.10%,鎳含量不大于0.15%,銅含量不大于0.20%;硫、磷含量應符合鋼絲標準要求。5.08鋼用鋁脫氧冶煉鎮靜鋼,錳含量下限為0.25%,硅含量不大于0.03%,鋁含量為0.02%-0.07%。此時鋼的牌號為08A1。6.冷沖壓用沸騰鋼含硅量不大于0.03%。7.氧氣轉爐冶煉的鋼其含氮量應不大于0.008%。供方能保證合格時,可不做分析。8.經供需雙方協議,08-25鋼可供應硅含量不大于0.17%的半鎮靜鋼,其牌號為08b-25b。9.上述各成分含量皆指質量分數。
(一)質量要求
①鋼的化學成分:鋼的化學成分是影響無縫鋼管性能主要的因素之一,也是制定軋管工藝參數和鋼管熱處理工藝參數的主要依據。
a. 合金元素:有意加入,根據用途
b. 殘余元素:煉鋼帶入,適當控制
c. 有害元素:嚴格控制(As、Sn、Sb、Bi、Pb),氣體(N、H、O)
爐外精煉或電渣重熔:提高鋼中化學成分的均勻性和鋼的純凈度,減少管坯中的非金屬夾雜物并改善其分布形態。
②鋼管幾何尺寸精度和外形
a. 鋼管外徑精度:取決于定(減)徑方法、設備運轉情況、工藝制度等。
外徑允許偏差 δ=(D-Di)/Di × D: 或小外徑mm
Di:名義外徑mm
b. 鋼管壁厚精度:與管坯的加熱質量,各變形工序的工藝設計參數和調整參數,工具質量及其潤滑質量等有關
壁厚允許偏差: ρ=(S-Si)/Si× S:橫截面上或小壁厚
Si:名義壁厚mm
C.鋼管橢圓度:表示鋼管的不圓程度。
d. 鋼管長度:正常長度、定(倍)尺長度、長度允許偏差
e. 鋼管彎曲度:表示鋼管的彎度:每米鋼管長度的彎曲度、鋼管全長的彎曲度
f. 鋼管端面切斜度:表示鋼管端面與鋼管橫截面的傾斜程度
g. 鋼管端面坡口角度和鈍邊
5.鋼管表面質量:表面光潔要求
a. 危險性缺陷:裂紋、內折、外折、軋破、離層、結疤、拉凹、凸包等。
b. 一般性缺陷:麻坑、青線、劃傷、碰傷、輕微的內、外直道、輥印等。
產生原因:
① 由于管坯的表面缺陷或內部缺陷所帶來的。
② 生產過程中產生的,如軋制工藝參數設計不正確,模具表面不光滑,潤滑條件不好,孔型設計及調整不合理。
③ 管坯(鋼管)在加熱軋制,熱處理以及矯直過程中,如果因為加熱溫度控制不當,變形不均勻,加熱冷卻速度不合理或矯直變形量太大而產生過大的殘余應力,那么也有可能導致鋼管產生表面裂紋。
6.鋼管理化性能:常溫力學性能、高溫力學性能、低溫性能、抗腐蝕性能。鋼管的理化性能主要取決于鋼的化學成分,組織結構和鋼的純凈度以及鋼管的熱處理方式等。
7.鋼管工藝性能:壓扁、擴口、卷邊、彎曲、焊接等。
8.鋼管金相組織:低倍組織(宏觀)、高倍組織(微觀) M、B、P、F、A、S
9.鋼管特殊要求:合同附件、技術協議。
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