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锅炉用无缝钢管知识大全

编辑:陕西帮伟管业有限公司时间:2018-03-14

 

1.范围
  本标准规定了锅炉用无缝钢管的分类、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、检验与试验、包装、标志和质量证明书等。

  本标准适用于宝山钢铁股份有限公司生产的用于制造蒸汽锅炉、管道等的热轧无缝钢管。

  2.规范性引用文件 高压锅炉钢管

  下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

  GB/T 222 钢的化学分析用试样取样方法及化学成分允许偏差

  GB/T 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法

  GB/T 228 金属材料 室温拉伸试验方法

  GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法

  GB/T 1979 结构钢低倍组织缺陷评级图

  GB/T 2102 钢管的验收、包装、标志及质量证明书

  GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)

  GB/T 4338 金属材料 高温拉伸试验

  GB/T 5777 无缝钢管超声波探伤方法

  GB/T 10561 钢中非金属夹杂物显微组织评定方法

  GB/T 13298 金属显微组织检验方法

  YB/T 5148 金属平均晶粒度测定方法

  ASTM A 450-1996 碳钢、铁素体和奥氏体合金钢钢管一般要求

  DIN EN 10236-1994 钢的试验 管子的环状扩口试验

  DIN 50115-1991 金属材料试验 冲击韧性试验

  SEP 1915-1994 耐热钢管纵向缺陷的超声波检验

  SEP 1918-1992 耐热钢管横向缺陷的超声波检验

  SEP 1919-1977 耐热钢管分层缺陷的超声波检验

  SEP 1925-1980 钢管的涡流密实性检验

标准体系与美国ASME标准

    我国GB钢材标准是在计划经济体制下,以供方为主编制的钢材质量标准,以反映钢材生产厂的要求为主。锅炉压力容器标准中引用了其中部分内容,但钢材标准不能全面地反映钢材使用者的要求。而ASME钢材标准是在市场经济模式下,由供需双方共同编制,且以反映钢材使用者的要求为主的标准,同时也是压力容器规范的一个组成部分。即使如此,在使用ASME钢材标准时,一般均有用户采购技术规范进行补充、完善。ASME钢材标准不仅是钢材生产部门的质量标准,而且是钢材使用单位(设计、制造、检验)在选用、采购、验收、检验、加工时的依据。正因为如此,钢材标准的内容远远超过了国内的钢材标准,成为锅炉压力容器规范不可缺少的一部分。
三.产品标准与安全
    锅炉用钢的选择、制造、采购、验收等环节是锅炉制造质量保证体系的重要组成部分,也是安全生产的重要保证。
    1. 锅炉钢板标准
    锅炉钢板是锅炉制造中非常关键的材料之一,主要是指用来制造锅炉中的锅壳、锅筒、集箱端盖、支吊架等重要部件用的热轧专用碳素钢和低合金耐热钢中厚钢板材料。锅炉钢板常常处于中、高温和高压状态下工作,除承受较高温度和压力外,还受到冲击,疲劳载荷及水和气的腐蚀,工作条件较差。如果锅炉在使用过程中发生破坏性事故,将会造成严重的损失。因此锅炉钢板必须具有良好的物理性能、力学性能和可加工性,并在材料标准的技术条款中给予严格的规定,以满足其使用中的安全。
    从材料上来分,锅炉钢板可分为专用碳素钢板和低合金耐热钢板两类。锅炉钢板所用的材料对化学成分,特别是对磷、硫等有害元素和铬、镍、铜等残余元素有严格的控制;冶炼时还应进行良好的脱氧和去除非金属夹杂物,以保证良好的塑性和韧性;组织结构要求均匀,晶粒度控制在一定范围内(通常希望晶粒度在3~7级之间);对表面质量和内部缺陷也有严格的要求;此外常温和高温力学性能必须保证。在GB713-1997《锅炉用钢板》标准中明确规定应采用炉外精炼方法冶炼锅炉用钢。
    根据工作条件不同,锅炉钢板又可分为制造室温及中温承压部件钢板和制造高温承压部件钢板两大类。
室温及中温(蠕变温度以下)用锅炉钢板,大多采用碳素钢,包括碳钢、碳锰钢、碳锰硅钢等,即GB713-1997《锅炉用钢板》中的20g、22Mng、16Mng、19Mng钢,以及ASME SA-515/SA-515M《中高温压力容器用碳钢板》、SA-299/SA-299M《压力容器用碳锰硅钢板》等。主要用于制造锅炉的锅筒、中温以下集箱端盖等承压部件。要求其应具有较高的室温强度;良好的冲击韧性和较低的缺口敏感性;由于锅筒等部件在加工时需要大量的冷变形,因此还要具有良好的时效韧性;另外还要具备良好的加工工艺性和焊接性能;以及良好的低倍组织等。
    高温(蠕变温度以上)用锅炉钢板,一般采用低合金耐热钢,常用有铬钼钢、铬钼钒钢、铬钼钨钢等。例如GB713-1997《锅炉用钢板》中的15CrMog、12Cr1MoVg,以及ASME SA-387/SA387-M《压力容器用铬-钼合金钢板》中的Gr22、Gr91和ASME SA-1017/SA1017-M《压力容器用铬-钼-钨合金钢板》中的Gr23、Gr911、Gr122钢等。主要是用以制造高温集箱封头端盖、蒸汽管道堵板等高温承压部件。要求其必须具有足够的高温持久强度和持久塑性;良好的高温组织稳定性;良好的高温抗氧化性(耐热性);以及良好的冷热加工工艺性(主要指冷弯变形和可焊接性)等。
    用于室温及中温(蠕变温度以下)的碳锰系列锅炉钢板,GB713共收纳了5个牌号,可以满足亚临界以下火电机组锅炉中汽包锅筒、水冷壁集箱端盖、以及低温过热器和省煤器集箱端盖、支吊架等零部件的需要。用于高温(蠕变温度以上)的铬钼系列锅炉钢板,GB713-1997中牌号只有2个。其中15CrMog最高使用温度为550℃,12Cr1MoVg最高使用温度为565℃。而目前超临界火电机组锅炉中的高温过热器和再热器集箱等部件的金属壁温已经达到600℃以上,预计标准修订过程中将考虑把ASME标准中那些可以使用在600℃及以上的材料SA-387Gr22/22L、SA-387Gr91、SA-387Gr911、SA-1017Gr122等,纳入我国的锅炉用钢板标准,以适应超临界火电机组锅炉技术的发展,提升我国冶金和机电产品的整体水平。
    GB713-1997《锅炉用钢板》标准规定:对厚度大于20mm的钢板可进行高温拉伸试验,试验温度从200℃~450℃与高温规定残余伸长应力的最小值也有一定的要求,针对产品质量迈出了更高的一步。
    2.锅炉钢管标准
    钢管标准在一定程度上发挥了技术导向作用,引导了钢管制造业资金流动方向和市场取向,使其技术和产品较好地满足了我国经济和产业结构调整目标的实现。我国制定的大部分钢管标准通常是规定了产品品种、规格技术要求、质量性能指标、试验检验方法、判定规则等内容,是产品合格与否的依据,是产品能否获得市场准入的关键。
    我国的钢管标准体系分基础标准:一是GB/T2102标准,该标准规定了包括无缝钢管、焊接钢管的验收、包装、标志和质量证明书的内容;二是GB/T 17395标准,该标准规定了无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差等内容、适用于各个与钢管有关的各个领域的一般规定,具有普遍的实际应用意义。钢管标准体系还分为:无缝钢管、焊接钢管及特殊形状、特殊工艺制造的钢管主要产品制造方法、技术质量指标要求等标准,对指导组织钢管生产、加工、利用具有一定的指导意义。另外与产品标准质量关联的标准有:反映钢管产品制造和质量性能相关的试验方法的各种测试方法标准,其中力学性能测定有:金属管拉伸、高温拉伸、管环拉伸、冲击等4项,包括GB/T228、GB/T229、GB/T4338、GB/T17104标准;工艺性能试验有:金属管液压试验、扩口试验方法、弯曲试验方法、卷边试验方法、压扁试验方法等5项,包括GB/T241、GB/T242、GB/T244、GB/T245、GB/T246标准;无损探伤检测有:钢管超声波探伤检验方法、涡流探伤检验方法、漏磁探伤检验方法以及用于确认焊接水压密实性的超声波探伤检验方法等4项,包括GB/T5777、GB/T7735、GB/T12606、GB/T18256标准。 
    我国锅炉压力容器钢管标准近年正在陆续修订。GB5310高压锅炉管标准已于95年修订完成。 95年新版和85年旧版相比,删除用户很少使用或钢厂并未真正组织批量生产过的钢种,而增加了20MnG(SA-210 A1),25MnG(SA-210C),20MoG(SA-209T1a),12CrMoG(SA-213 T2),12Cr2MoG(SA-213T22),10Cr9Mo1VNb(SA-213T91)等6种新的碳钢管和铁素体管,还有1Cr18Ni9(SA-213 TP304H),1Cr19Ni11Nb(SA-213 TP347H)两种奥氏体钢管子。这8种钢管材料原本都是引进技术考核机组上原设计所用的ASME材料。GB5310-95代表了我国材料标准与国际接轨的方向。
    在GB5310-95标准中还强制要求对成品钢管进行超声波和涡流两种无损探伤检验方法,从而保证钢管质量达到设计要求。