鍋爐管是指兩端開口并具有中空斷面，其長(zhǎng)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(zhǎng))及壁厚表示，其尺寸范圍很廣，從直徑很小的毛細(xì)管直到直徑達(dá)數(shù)米的大口徑管。鋼管可用于管道、熱工設(shè)備、機(jī)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(duì)于承受流體壓力的鋼管都要進(jìn)行液壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)或需方要求進(jìn)行卷邊試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)等。

　　生產(chǎn)方法

　　鍋爐管是無縫管的一種。制造方法與無縫管相同，但對(duì)制造鋼管所用的鋼種有嚴(yán)格的要求。根據(jù)使用溫度高低分為一般鍋爐管和高壓鍋爐管兩種。

　　鍋爐管的力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo)，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率)以及硬度、韌性指標(biāo)，還有用戶要求的高、低溫性能等。

　　①一般鍋爐管使用溫度在350℃以下，國(guó)產(chǎn)管主要用10號(hào)、20號(hào)碳結(jié)鋼熱軋管或冷拔管制造。

　　②高壓鍋爐管使用時(shí)經(jīng)常處于高溫和高壓條件，管子在高溫?zé)煔夂退魵獾淖饔孟拢瑫?huì)發(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強(qiáng)度，高的抗氧化腐蝕性能，并有良好的組織穩(wěn)定性。

　　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(jī)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。高壓鍋爐管行業(yè)供求趨勢(shì)總體平穩(wěn)，但是，各具體子行業(yè)供求狀況將進(jìn)一步分化。業(yè)內(nèi)人士指出，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)還是新型節(jié)能保溫20g高壓鍋爐管設(shè)備的使用及推廣。

　　新型節(jié)能20g高壓鍋爐管產(chǎn)品在市場(chǎng)中正在逐漸增多，比如，綠色環(huán)保涂料、節(jié)能節(jié)水衛(wèi)浴產(chǎn)品、環(huán)保石材、環(huán)保外水泥發(fā)泡保溫板等，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品在20g高壓鍋爐管行業(yè)廣闊的市場(chǎng)中前景令人看好。 [1]

　　相關(guān)規(guī)定

　　(1)GB/T5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。

　　(2)進(jìn)口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗(yàn)按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

　　采用鋼號(hào)

　　(1)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)有20G、20MnG、25MnG。

　　(2)合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)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(jī)械性能外，要逐根做水壓試驗(yàn)，要作擴(kuò)口、壓扁試驗(yàn)。鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。

　　此外，對(duì)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(yàn)按GB/T228-87，水壓試驗(yàn)按GB/T241-90，壓扁試驗(yàn)按GB/T246-97，擴(kuò)口試驗(yàn)按GB/T242-97，冷彎試驗(yàn)按GB244-97。

　　(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。拉力試驗(yàn)、水壓試驗(yàn)和壓扁試驗(yàn)與GB3087-82規(guī)定相同;沖擊試驗(yàn)按GB229-94，擴(kuò)口試驗(yàn)按GB/T242-97，晶粒度試驗(yàn)按YB/T5148-93;顯微組織檢驗(yàn)按GB13298-91，脫碳層檢驗(yàn)按GB224-87，超聲波檢驗(yàn)按GB/T5777-96。

　　(3)進(jìn)口鍋爐管的物理性能檢驗(yàn)及指標(biāo)按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

　　力學(xué)性能

　　抗拉強(qiáng)度

　　試樣在拉伸過程中，在拉斷時(shí)所承受的最大力(Fb)，出以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ)，稱為抗拉強(qiáng)度(σb)，單位為N/mm2(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計(jì)算公式為：

　　式中：Fb--試樣拉斷時(shí)所承受的最大力，N(牛頓); So--試樣原始橫截面積，mm2。

　　屈服點(diǎn)

　　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(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí)，則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為N/mm2(MPa)。

　　上屈服點(diǎn)(σsu)：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力; 下屈服點(diǎn)(σsl)：當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)，屈服階段中的最小應(yīng)力。

　　屈服點(diǎn)的計(jì)算公式為：

　　鍋爐管

　　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，mm2。

　　斷后伸長(zhǎng)率

　　在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，稱為伸長(zhǎng)率。以σ表示，單位為%。計(jì)算公式為：

　　式中：L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm; L0--試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度，mm。

　　斷面收縮率

　　在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的最大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(jì)算公式如下：

　　式中：S0--試樣原始橫截面積，mm2; S1--試樣拉斷后縮徑處的最少橫截面積，mm2。

　　硬度指標(biāo)

　　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(yàn)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(duì)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(yàn)力(F)壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示，單位為N/mm2(MPa)。

　　尺寸偏差

　　質(zhì)量與檢驗(yàn)

　　規(guī)格及外觀

　　(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(jì)43種。壁厚1.5～26mm共計(jì)29種。但機(jī)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)GB3087-2008《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(fù)偏差，其清理處實(shí)際壁厚不得小于壁厚所允許的最小值。

　　化學(xué)檢驗(yàn)

　　鍋爐管

　　(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。

　　(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。

　　(3)進(jìn)口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗(yàn)按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

　　鋼號(hào)

　　(1)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)有20G、20MnG、25MnG。

　　(2)合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)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(jī)械性能外，要逐根做水壓試驗(yàn)，要作擴(kuò)口、壓扁試驗(yàn)。鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。

　　此外，對(duì)成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。

　　鍋爐管規(guī)格表

　　鍋爐管分為兩大類:

　　GB/T3087-2018中低壓鍋爐管、

　　GB/T5310-2018高壓鍋爐管、

　　鍋爐管重量公式：[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)。

　　T22質(zhì)量控制

　　1管坯控制

　　管坯對(duì)無縫鋼管生產(chǎn)具有較大影響，主要表現(xiàn)為鋼的化學(xué)成分的穩(wěn)定及鋼的純凈度方面。一般高壓管坯通常采用“電爐+LF+VD”生產(chǎn)流程，電弧爐主要用于冶煉出合格的粗鋼水，LF爐除對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧、脫硫和溫度控制外，最重要的任務(wù)是調(diào)整鋼水的化學(xué)成分，VD爐主要是凈化鋼液，保證鋼水的純凈度。根據(jù)高壓鍋爐管的應(yīng)用特點(diǎn)，要求鍋爐鋼在冶煉控制技術(shù)方面，除化學(xué)成分要命中目標(biāo)以外，還要求鍋爐鋼純凈度要高，S、P有害元素控制要低，特別是S元素要嚴(yán)格控，主要因?yàn)镾元素是引起原晶界弱化的主要雜質(zhì)元素，是導(dǎo)致鋼蠕變脆化的主要因素。長(zhǎng)期以來鍋爐管都是采用鍛軋管坯制造的，鍛軋管坯不僅可以在鋼錠上切除縮孔、夾渣等澆鋼缺陷，同時(shí)也可以通過大的軋制變形消除殘留的缺陷。

　　近年來隨著冶金工藝裝備水平的大幅度提升，管坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝以其高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、低成本優(yōu)勢(shì)得到迅速推廣，管坯廠為了保證表面質(zhì)量一般配有鋼棒漏磁探傷、超聲波相控陣探傷或紅外探傷等檢測(cè)手段，發(fā)現(xiàn)缺陷進(jìn)行表面扒皮等相關(guān)配套手段。

　　2熱處理工序控制要點(diǎn)

　　在鍋爐用無縫鋼管生產(chǎn)工序中，熱處理是關(guān)鍵工序，熱處理對(duì)無縫鋼管的內(nèi)在質(zhì)量及表面質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，對(duì)生產(chǎn)合金無縫鋼管尤為重要，對(duì)電站鍋爐用高壓鍋爐管的持久性能影響較大，穩(wěn)定的金相組織和良好的內(nèi)外表面質(zhì)量代表鋼管企業(yè)的制造水平。鋼管的化學(xué)成分確定之后，最終賦予鋼管優(yōu)良力學(xué)性能和內(nèi)在組織的是熱處理工藝，ASME標(biāo)準(zhǔn)給出的工藝參數(shù)范圍較寬，生產(chǎn)企業(yè)需現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，找出合適的熱處理工藝。T22的通常熱處理工藝：920℃-940℃正火，保溫大于20分鐘;720℃-740℃回火，保溫2h。

　　3無損檢測(cè)的控制

　　一般國(guó)內(nèi)鍋爐企業(yè)按照GB5310或企業(yè)采購(gòu)規(guī)程(訂貨技術(shù)條件)進(jìn)行采購(gòu)高壓鍋爐管，無損檢測(cè)一般采用渦流及超聲波自動(dòng)探傷，要求鋼管逐根進(jìn)行渦流探傷，渦流探傷方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)按GB7735較高級(jí)控制;鋼管逐根進(jìn)行超聲波探傷，探傷方法按GB5777級(jí)，所有規(guī)格鋼管的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合L2級(jí)的規(guī)定;出口管或按照ASME SA-213標(biāo)準(zhǔn)交貨的鋼管的無損檢測(cè)按照SA-450進(jìn)行控制。超聲波測(cè)厚、斜向傷檢測(cè)功能開始在國(guó)產(chǎn)自動(dòng)探傷設(shè)備配置，將較好地提升國(guó)產(chǎn)設(shè)備的性能，同時(shí)有效地檢測(cè)鋼管內(nèi)分層缺陷。