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(yán)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?zé)煔夂退魵獾淖饔孟拢瑫l(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。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。

中文名

高壓鍋爐管

外文名

High pressure boiler tube

爐管規(guī)格

6mm-1240mm×1mm-200mm

制造工藝

精拔、光亮、熱軋

類    型

屬于無縫鋼管類別

學(xué)    科

冶金工程

目錄

1 介紹

2 用途分類

3 制造及用途

4 規(guī)格及外觀質(zhì)量

5 采用鋼號

6 回火方法

7 除銹方法

8 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

介紹

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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(yán)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(qiáng)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(jī)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(jī)組（1000MW以上）為主。蒸汽壓力提高到31.5～34.3MPa，過熱蒸汽溫度達(dá)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

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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

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（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?zé)煔夂退魵獾淖饔孟拢瑫l(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。

（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(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(diǎn)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(yán)，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。 [1] 

規(guī)格及外觀質(zhì)量

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（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(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。

高壓鍋爐管

（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(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。

采用鋼號

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（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(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(biāo)準(zhǔn)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?jǐn)?shù)。

回火方法

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將淬火成馬氏體的20G高壓鍋爐管加熱到臨界點(diǎn)以下某個溫度，保溫適當(dāng)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(dāng)降低鋼管的硬度和強(qiáng)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。 [2] 

除銹方法

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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(dá)到去除油、油脂、灰塵、潤滑劑和類似的有機(jī)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(jìn)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(dá)到Sa2級，動力工具除銹可達(dá)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(dá)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(dá)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(jī)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(jìn)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(dá)到所需要的均勻粗糙度。

噴（拋）射除銹后，不僅可以擴(kuò)大管子表面的物理吸附作用，而且可以增強(qiáng)防腐層與管子表面的機(jī)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(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)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。