高压锅炉管

2013-8-5 17:00:45 人气:

一、高压锅炉管概述
(1)生产制造工艺:
①一般锅炉管使用温度在450℃以下,国产管主要用10号、20号碳结钢热轧管或冷拔管制造。
②高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件管子在高温烟气和水蒸气的作用下,会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度,高的抗氧化腐蚀性能,并有良好的组织稳定性。
(2)用途:
①一般锅炉管主要用来制造水冷壁管、沸水管、过热蒸汽管、机车锅炉用的过热蒸汽管,大、小烟管及拱砖管等。
②高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。
高压锅炉管是锅炉管的一种,属于无缝钢管类别。制造方法与无缝管相同,但对制造钢管所用的钢种有严格的要求。高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件,管子在高温烟气和水蒸气的作用下,会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度,高的抗氧化腐蚀性能,并有良好的组织稳定性。高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。
规格及外观质量
(1)GB3087-2008《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。
(2)GB5310-2008《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。
(3)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。
标准:
GB/T3087-2008 —— 中国国家标准(低中压锅炉用无缝钢管) GB/T5310 -2008—— 中国国家标准(高压锅炉用无缝钢管)
ASME SA106-------美国锅炉及压力容器规范  ASME SA210 —— 美国锅炉及压力容器规范
ASME SA213 —— 美国锅炉及压力容器规范  DIN17175 —— 联邦德国工业标准高压锅炉管抗使用范围
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。本标准适用于生产的用于制造蒸汽锅炉、管道等的热轧无缝钢管。
炼钢过程
热处理(Heat Treatment) - 是利用加热和冷却以改变高压锅炉管物理性质的方法。 热处理能改善高压锅炉管的显微结构, 使达到所需的物理要求。韧性,硬度和耐磨性 是通过热处理而获得的特性中的几种。要获得这些特性,需使用热处理中的淬硬<又称淬火>, 回火, 退火<又称朡化>和表面淬硬等操作。  
淬硬(Hardening, 又称淬火) - 是将高压锅炉管均匀地加热至适当温度, 然後迅速浸入水或油中急冷, 或在空气中或冷冻区中冷却, 使高压锅炉管获得所需要的硬度。  
回火 - 高压锅炉管淬硬後会变脆, 同时由淬火急冷而引致的应力, 可使高压锅炉管受到轻击而断裂。 要消除脆性, 可用回火处理法。 回火就是将高压锅炉管重新加热至适当的温度或颜色, 然後予以急冷。 回火虽然高压锅炉管的硬度略为减少, 但可增加高压锅炉管的韧性而降低其脆性。  
退火 - 退火是消除高压锅炉管的内在应力和勒化钢件的方法。 退火法是将钢件加热至高於临界温度, 然後放入乾灰, 石灰, 石棉或封闭在炉内, 令它慢慢冷却。  
硬度(Hardness) - 是材料抵抗外物刺入的一种能力。试验高压锅炉管硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦, 由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。 这种方法称为锉试法 这种方法不太科学。 用硬度试验器来试验极为准确, 是现代试验硬度常用的方法。 最常用的试验法有洛氏硬度试验 洛氏硬度试验机利用钻石冲入金属的深度来测定高压锅炉管的硬度, 冲入深度愈大, 硬度愈小。 钻石冲入金属的深度, 可从指针指出正确的数字, 该数字称为洛氏硬度数。  
锻造 - 是用锤击使金属成为一定形状<成型> 的方法, 当高压锅炉管加热达到锻造温度时, 可以从事锻造, 弯屈, 抽拉, 成型等操作。 大多数高压锅炉管加热至鲜明樱红色时都很易锻造。  
脆性 - 表示高压锅炉管容易破裂的性质, 铸铁的脆性大, 甚至跌落地上亦会破裂。 脆性与硬度有密切关系, 硬度高的20#精密钢管通常脆性亦大。  
延性 - (又称柔软性) 是金属受外力永久变形而不碎裂的性质, 延性的高压锅炉管可抽拉成细线。  
弹性 - 是高压锅炉管受外力变形, 当外力消除之後又恢复其原有形状的一种性质。弹簧钢是极富弹性的一种材料。  
硬度 - 是金属抵抗外物刺入或切削的一种能增加高压锅炉管硬度常用的方法是淬火。  
展性 - 又称可锻性, 是金属延性或柔软性的另一种表示法。展性是金属接受锤锻或滚轧而变形时不致破裂的一种性质。  
韧性 是高压锅炉管抵受震动或冲击的能力。 韧性与脆性刚好相反。
二、高压锅炉管回火方法
将淬火成马氏体的20G高压锅炉管加热到临界点以下某个温度,保温适当时间,再冷到室温的一种热处理工艺。回火的目的在于消除淬火应力,使高压锅炉管的组织转变为相对稳定状态。在不降低或适当降低钢管的硬度和强度的条件下改善钢的塑性和韧性,以获得所希望的性能。中碳和高碳钢淬火后通常硬度很高,但很脆,一般需经回火处理才能使用。高压钢管中的淬火马氏体,是碳在-Fe中的过饱和固溶体,具有体心正方结构,其正方度/随含碳量的增加而增大(/=1+0.045wt%C)。马氏体组织在热力学上是不稳定的,有向稳定组织过渡的趋势。许多钢淬火后还有一定量的残留奥氏体,也是不稳定的,回火过程中将发生转变。因此,回火过程本质上是在一定温度范围内加热粹火20G高压锅炉管,使钢中的热力学不稳定组织结构向稳定状态过渡的复杂转变过程。转变的内容和形式则视淬火高压锅炉管的化学成分和组织,以及加热温度而有所不同。
三、高压锅炉钢管除锈方法  
【1】清洗:利用溶剂、乳剂清洗高压锅炉钢管表面,以达到去除油、油脂、灰尘、润滑剂和类似的有机物,但它不能去除高压锅炉钢管表面的锈、氧化皮、焊药等,因此在防腐生产中只作为辅助手段。  
【2】工具除锈:主要使用钢丝刷等工具对高压锅炉钢管表面进行打磨,可以去除松动或翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等。手动工具除锈能达到Sa2级,动力工具除锈可达到Sa3级,若高压锅炉钢管表面附着牢固的氧化铁皮,工具除锈效果不理想,达不到防腐施工要求的锚纹深度  
【3】酸洗:一般用化学和电解两种方法做酸洗处理,管道防腐只采用化学酸洗,可以去除氧化皮、铁锈、旧涂层,有时可用其作为喷砂除锈后的再处理。化学清洗虽然能使表面达到一定的清洁度和粗糙度,但其锚纹浅,而且易对环境造成污染。  
【4】喷(抛)射除锈:喷(抛)射除锈是通过大功率电机带动喷(抛)射叶片高速旋转,使钢砂、钢丸、铁丝段、矿物质等磨料在离心力作用下对钢管表面进行喷(抛)射处理,不仅可以彻底清除铁锈、氧化物和污物,而且高压锅炉钢管在磨料猛烈冲击和磨擦力的作用下,还能达到所需要的均匀粗糙度。  
喷(抛)射除锈后,不仅可以扩大管子表面的物理吸附作用,而且可以增强防腐层与管子表面的机械黏附作用。因此,喷(抛)射除锈是管道防腐的理想除锈方式。一般而言,喷丸(砂)除锈主要用于高压锅炉钢管内表面处理,抛丸(砂)除锈主要用于管子外表面处理。长输油气管线是能源保障的重要方式,在输油(气)管线防腐施工过程中,高压锅炉钢管的表面除锈也导致了他们使用的寿命因素。确保了防腐层的质量,在同样设备的基础上,大大提高工艺水平,降低生产成本。

 

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