高壓鍋爐管

高壓鍋爐管是鍋爐管的一種，屬於無縫鋼管類別。製造方法與無縫管高壓鍋爐管相同，但對製造鋼管所用的鋼種有嚴格的要求。高壓鍋爐管使用時經常處於高溫和高壓條件。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。

鍋爐管由於長期在高溫和高壓條件下工作，材料將發生蠕變，塑性和韌性下降，原始組織改變，產生腐蝕等。作為鍋爐用的鋼管應具備：（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、蒸汽和應力腐蝕性能；（5）良好的組織穩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。為了提高火力發電機組的熱效率、降低燃耗，世界各國均以發展大容量、高參數（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展，這樣對高壓鍋爐管提出了更高的要求。為此開發了新的鋼種，以滿足高參數電站鍋爐的需用。

用於低中壓鍋爐（工作壓力一般不大於5.88Mpa，工作溫度在450℃以下）的受熱面管子；用於高壓鍋爐（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。

（1）生產製造方法：

①一般鍋爐管使用溫度在450℃以下，國產管主要用10號、20號碳結鋼熱軋管或冷拔管製造。

②高壓鍋爐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。

（2）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。

高壓鍋爐管的生產工藝隨鋼種的不同各有差異。以珠光體型鉻鉬釩鋼為例，鍋爐管的生產工藝特點是：（1）管坯應剝皮，剝皮量通常為5mm；（2）由於鋼質較硬，管坯多用氧氣切割或鋸切；（3）由於鉻鉬釩鋼的導熱性比碳鋼低，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；管子長度儘可能長，以利於減少焊口數量。

（1）GB3087-2008《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，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。

（1）優質碳素結構鋼鋼號有20G、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。

微量有害元素As、Sn、Pb、Bi氧勢小於Fe的氧勢，在鍊鋼過程中完全殘留在鋼液。要控制鋼中微量有害元素，必須從鍊鋼爐料的源頭來控制

1．表中所列牌號為優質鋼。如果是高級優質鋼，在牌號後面加“A”（統一數字代號最後一位數字改為“3”）；如果是特級優質鋼，在牌號後面加“E”（統一數字代號最後一-位數字改為“6”）；對於沸騰鋼，牌號後面為“F”（統一數字代號最後一位數字為“0”）；對於半鎮靜鋼，牌號後面為“b”（統一數字代號最後一位數字為“1”）。

2．使用廢鋼冶鍊的鋼允許含銅量不大於0.30%。

3．熱壓力加工用鋼的銅含量應不大於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%；鉻含量不大於0.10%，鎳含量不大於0.15%，銅含量不大於0.20%；硫、磷含量應符合鋼絲標準要求。

5．08鋼用鋁脫氧冶鍊鎮靜鋼，錳含量下限為0.25%，硅含量不大於0.03%，鋁含量為0.02%-0.07%。此時鋼的牌號為08A1。

6．冷衝壓用沸騰鋼含硅量不大於0.03%。

7．氧氣轉爐冶鍊的鋼其含氮量應不大於0.008%。供方能保證合格時，可不做分析。

8．經供需雙方協議，08-25鋼可供應硅含量不大於0.17%的半鎮靜鋼，其牌號為08b-25b。

9．上述各成分含量皆指質量分數。

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。回火的目的在於消除淬火應力，使高壓鍋爐管的組織轉變為相對穩定狀態。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，具有體心正方結構，其正方度/隨含碳量的增加而增大。馬氏體組織在熱力學上是不穩定的，有向穩定組織過渡的趨勢。許多鋼淬火后還有一定量的殘留奧氏體，也是不穩定的，回火過程中將發生轉變。因此，回火過程本質上是在一定溫度範圍內加熱粹火20G高壓鍋爐管，使鋼中的熱力學不穩定組織結構向穩定狀態過渡的複雜轉變過程。轉變的內容和形式則視淬火高壓鍋爐管的化學成分和組織，以及加熱溫度而有所不同。

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、焊葯等，因此在防腐生產中只作為輔助手段。

（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，可以去除鬆動或翹起的氧化皮、鐵鏽、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：一般用化學和電解兩種方法做酸洗處理，管道防腐只採用化學酸洗，可以去除氧化皮、鐵鏽、舊塗層，有時可用其作為噴砂除銹后的再處理。化學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，使鋼砂、鋼丸、鐵絲段、礦物質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鏽、氧化物和污物，而且高壓鍋爐鋼管在磨料猛烈衝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）除銹主要用於高壓鍋爐鋼管內表面處理，拋丸（砂）除銹主要用於管子外表面處理。採用噴（拋）射除銹應注意幾個問題。

隨著當前我國經濟的發展，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致了他們使用的壽命因素。確保了防腐層的質量，在同樣設備的基礎上，大大提高工藝水平，降低生產成本。

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範

ASME SA210 —— 美國鍋爐及壓力容器規範

ASME SA213 —— 美國鍋爐及壓力容器規範

DIN17175 —— 聯邦德國工業標準高壓鍋爐管抗使用範圍