基本介紹
- 中文名：大口徑鍋爐鋼管
- 外文名：Large diameter boiler tube
鋼管的分類,生產製造方法,用途,種類,規格及外觀質量,化學成分檢驗,鍋爐鋼管採用鋼號,物理性能檢驗,主要進出口情況,大口徑鍋爐鋼管力學性能,①抗拉強度（σb）,②屈服點（σs）,③斷後伸長率（σ）,④斷面收縮率（ψ）,⑤硬度指標,
鋼管的分類
大口徑鍋爐鋼管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，廣泛套用的是圓形鋼管，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。 對於承受流體壓力的鋼管都要進行液壓試驗來檢驗其耐壓能力和質量，在規定的壓力下不發生泄漏、浸濕或膨脹為合格，有些鋼管還要根據標準或需方要求進行卷邊試驗、擴口試驗、壓扁試驗等。
生產製造方法
①一般鍋爐鋼管使用溫度在350℃以下，國產管主要用10號、20號碳結鋼熱軋管或冷拔管制造。
②高壓鍋爐鋼管使用時經常處於高溫和高壓條件，管子在高溫煙氣和水蒸氣的作用下，會發生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強度，高的抗氧化腐蝕性能，並有良好的組織穩定性。
用途
①一般鍋爐管主要用來製造水冷壁管、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製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。
種類
鍋爐鋼管按所承受的高溫性能分為一般鍋爐管和高壓鍋爐管。無論一般鍋爐管或高壓鍋爐管按其用途要求不同又可分為各種鋼管。
規格及外觀質量
(1)GB3087-82《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規定。各種結構鍋爐用鋼管規格，外徑10～426mm，總計43種。壁厚1.5～26mm總計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定。
(2)GB5310-95《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》的規定。外觀質量：鋼管內外表面不允許有裂縫、摺疊、軋折、結疤、離層和發紋。這些缺陷應完全清除掉。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於壁厚所允許的最小值。
化學成分檢驗
(1)GB3087-82《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規定。化學成分試驗方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學分析方法》中的有關部分。
(2)GB5310-95《高壓鍋爐用無縫鋼管》規定。化學成分試驗方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學分析方法》中的有關部分。
(3)進口鍋爐鋼管的化學成分檢驗按契約規定的有關標準進行。
鍋爐鋼管採用鋼號
(1)優質碳素結構鋼鋼號有22G、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。
物理性能檢驗
(1)GB3087-82《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規定。拉力試驗按GB/T228-87，水壓試驗按GB/T241-90，壓扁試驗按GB/T246-97，擴口試驗按GB/T242-97，冷彎試驗按GB244-97。
(2)GB5310-95《高壓鍋爐用無縫鋼管》規定。拉力試驗、水壓試驗和壓扁試驗與GB3087-82規定相同；衝擊試驗按GB229-94，擴口試驗按GB/T242-97，晶粒度試驗按YB/T5148-93；顯微組織檢驗按GB13298-91，脫碳層檢驗按GB224-87，超音波檢驗按GB/T5777-96。
(3)進口鍋爐管的物理性能檢驗及指標按契約規定的有關標準進行。
主要進出口情況
(1)鍋爐鋼管主要進口國家是日本、德國。經常進口的規格有15914.2mm；2734.0mm；219.110.0mm；41975mm；406.460mm等。最小的規格是31.84.5mm，長度一般為5～8m不等。
(2)在進口索賠案例中，德國曼內斯曼鋼管廠進口的ST45無縫鍋爐管，經超音波探傷普查，發現少部分鋼管的內部缺陷超過該廠規定及德國鋼鐵協會標準。
(3)從德國進口的合金鋼管，鋼號主要有34CrMo4和12CrMoV等。這種鋼管高溫性能好，常用來作為高溫鍋爐用鋼管。
(4)日本進口的合金管較多，規格有426.012mm5～8m；152.48.0mm12m；89.110.0mm6m；101.610.0mm12m；114.38.0mm6m；127.08.0mm9m等。執行日本工業標準JISG3458鋼號為STPA25。這種鋼管常用來作配套用高溫合金管。
大口徑鍋爐鋼管力學性能
大口徑鍋爐鋼管力學性能 根據鋼管的口徑以及鋼板的材質他們的性能會有很大的變化 ，下面以鍋爐管分析
①抗拉強度（σb）
試樣在拉伸過程中，在拉斷時所承受的最大力（Fb），出以試樣原橫截面積（So）所得的應力（σ），稱為抗拉強度（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。計算公式為：
式中：Fb--試樣拉斷時所承受的最大力，N（牛頓）； So--試樣原始橫截面積，mm2。
②屈服點（σs）
具有屈服現象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恆定）仍能繼續伸長時的應力，稱屈服點。若力發生下降時，則應區分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2（MPa）。
上屈服點（σsu）：試樣發生屈服而力首次下降前的最大應力； 下屈服點（σsl）：當不計初始瞬時效應時，屈服階段中的最小應力。
屈服點的計算公式為：
式中：Fs--試樣拉伸過程中屈服力（恆定），N（牛頓）So--試樣原始橫截面積，mm2。
③斷後伸長率（σ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷後其標距所增加的長度與原標距長度的百分比，稱為伸長率。以σ表示，單位為%。計算公式為：
式中：L1--試樣拉斷後的標距長度，mm； L0--試樣原始標距長度，mm。
④斷面收縮率（ψ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷後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%。計算公式如下：
式中：S0--試樣原始橫截面積，mm2； S1--試樣拉斷後縮徑處的最少橫截面積，mm2。
⑤硬度指標
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據試驗方法和適用範圍不同，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。對於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合金球，以規定的試驗力（F）壓入式樣表面，經規定保持時間後卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗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)。
