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(jīng)常處于高溫和高壓條件，管子在高溫煙氣和水蒸氣的作用下，會發(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強度，高的抗氧化腐蝕性能，并有良好的組織穩(wěn)定性。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。

　　介紹

　　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(jīng)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(dǎo)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(fā)生蠕變，塑性和韌性下降，原始組織改變，產(chǎn)生腐蝕等。作為鍋爐用的鋼管應(yīng)具備：(1)足夠的持久強度;(2)足夠的塑性變形能力; (3) 最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(yīng)力腐蝕性能;(5)良好的組織穩(wěn)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(fā)電機組的熱效率、降低燃耗，世界各國均以發(fā)展大容量、高參數(shù)(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(fā)展，這樣對高壓鍋爐管提出了更高的要求。為此開發(fā)了新的鋼種，以滿足高參數(shù)電站鍋爐的需用。

　　用途分類

　　用于低中壓鍋爐(工作壓力一般不大于5.88Mpa，工作溫度在450℃以下)的受熱面管子;用于高壓鍋爐(工作壓力一般在9.8Mpa以上，工作溫度在450℃～650℃之間)的受熱面管子、省煤器、過熱器、再熱器、石化工業(yè)用管等。

　　按照組成材料分類可分為20G高壓鍋爐管、12Cr1MoVG高壓鍋爐管、鋼研102高壓鍋爐管、15CrMoG高壓鍋爐管、5310高壓鍋爐管、3087低中壓鍋爐管、40Cr高壓鍋爐管、1Cr5Mo高壓鍋爐管、42CrMo高壓鍋爐管。

　　制造及用途

　　(1)生產(chǎn)制造方法：

　　①一般鍋爐管使用溫度在450℃以下，國產(chǎn)管主要用10號、20號碳結(jié)鋼熱軋管或冷拔管制造。

　　②高壓鍋爐管使用時經(jīng)常處于高溫和高壓條件管子在高溫煙氣和水蒸氣的作用下，會發(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強度，高的抗氧化腐蝕性能，并有良好的組織穩(wěn)定性。

　　(2)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。

　　高壓鍋爐管的生產(chǎn)工藝隨鋼種的不同各有差異。以珠光體型鉻鉬釩鋼為例，鍋爐管的生產(chǎn)工藝特點是：(1)管坯應(yīng)剝皮，剝皮量通常為5mm;(2) 由于鋼質(zhì)較硬，管坯多用氧氣切割或鋸切;(3)由于鉻鉬釩鋼的導(dǎo)熱性比碳鋼低，加熱速度宜稍慢，加熱溫度為1120～1180℃，穿孔溫度為1100～1160℃; (4)這類鋼在1000～1100℃區(qū)間有良好的塑性和低的變形抗力，因而穿孔性能較好，變形參數(shù)可照中碳鋼或合金鋼(例如30CrMnSiA)選取;(5)軋后鋼管要正火和回火，正火溫度為950～980℃，回火溫度為730～750℃，保溫時間為2～3h;(6)鋼管尺寸公差較嚴，以保證對口焊接;管子長度盡可能長，以利于減少焊口數(shù)量。

　　規(guī)格及外觀質(zhì)量

　　(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43種。壁厚1.5～26mm共計29種。但機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)GB3087-82《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)完全清除掉。清除深度不得超過公稱壁厚的負偏差，其清理處實際壁厚不得小于壁厚所允許的最小值。

　　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。

　　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(yōu)質(zhì)鋼。如果是高級優(yōu)質(zhì)鋼，在牌號后面加“A”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)字改為“3”);如果是特級優(yōu)質(zhì)鋼，在牌號后面加“E”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一-位數(shù)字改為“6”);對于沸騰鋼，牌號后面為“F”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)字為“0”);對于半鎮(zhèn)靜鋼，牌號后面為“b”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)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(yīng)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(yīng)符合鋼絲標準要求。

　　5.08鋼用鋁脫氧冶煉鎮(zhèn)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(zhuǎn)爐冶煉的鋼其含氮量應(yīng)不大于0.008%。供方能保證合格時，可不做分析。

　　8.經(jīng)供需雙方協(xié)議，08-25鋼可供應(yīng)硅含量不大于0.17%的半鎮(zhèn)靜鋼，其牌號為08b-25b。

　　9.上述各成分含量皆指質(zhì)量分數(shù)。

　　回火方法

　　將淬火成馬氏體的20G高壓鍋爐管加熱到臨界點以下某個溫度，保溫適當時間，再冷到室溫的一種熱處理工藝。回火的目的在于消除淬火應(yīng)力，使高壓鍋爐管的組織轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定狀態(tài)。在不降低或適當降低鋼管的硬度和強度的條件下改善鋼的塑性和韌性，以獲得所希望的性能。中碳和高碳鋼淬火后通常硬度很高，但很脆，一般需經(jīng)回火處理才能使用。高壓鋼管中的淬火馬氏體，是碳在-Fe中的過飽和固溶體，具有體心正方結(jié)構(gòu)，其正方度/隨含碳量的增加而增大。馬氏體組織在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，有向穩(wěn)定組織過渡的趨勢。許多鋼淬火后還有一定量的殘留奧氏體，也是不穩(wěn)定的，回火過程中將發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此，回火過程本質(zhì)上是在一定溫度范圍內(nèi)加熱粹火20G高壓鍋爐管，使鋼中的熱力學(xué)不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)向穩(wěn)定狀態(tài)過渡的復(fù)雜轉(zhuǎn)變過程。轉(zhuǎn)變的內(nèi)容和形式則視淬火高壓鍋爐管的化學(xué)成分和組織，以及加熱溫度而有所不同。

　　除銹方法

　　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。化學(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，不僅可以徹底清除鐵銹、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。

　　相關(guān)標準

　　GB/T3087-2008 —— 中國國家標準(低中壓鍋爐用無縫鋼管)

　　GB/T5310 -2008—— 中國國家標準(高壓鍋爐用無縫鋼管)

　　ASME SA106-------美國鍋爐及壓力容器規(guī)范

　　ASME SA210 —— 美國鍋爐及壓力容器規(guī)范

　　ASME SA213 —— 美國鍋爐及壓力容器規(guī)范

　　DIN17175 —— 聯(lián)邦德國工業(yè)標準高壓鍋爐管抗使用范圍