

锅炉管由于长期在高温和高压条件下工作,材料将发生蠕变,塑性和韧性下降,原始组织改变,产生腐蚀等。作为锅炉用的钢管应具备:(1)足够的持久强度;(2)足够的塑性变形能力; (3) 小的时效倾向和热脆性;(4)高的抗氧化、耐煤灰、耐天然气高温下腐蚀、蒸汽和应力腐蚀性能;(5)良好的组织稳定性以及良好的工艺性能。高压锅炉管的钢种有碳钢以及珠光体、铁素体和奥氏体型不锈耐热钢。为了提高火力发电机组的热效率、降低燃耗,世界各国均以发展大容量、高参数(高温、高压)火电机组(1000MW以上)为主。蒸汽压力提高到31.5~34.3MPa,过热蒸汽温度达595~650℃,向超高压临界压力发展,这样对高压锅炉管提出了更高的要求。为此开发了新的钢种,以满足高参数电站锅炉的需用。



20G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。20G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。20G高压锅炉管采用的锅炉受压元件用钢,一般在39公斤以下的锅炉应用,为了在较高压力下使用,往往都把受热面管设计的很厚。为了减少热阻和节省钢材,保证较高或高压锅炉用钢的性,同时也为了降低用钢量,普遍采用的是16MnG。同时也有添加稀土、镁等金属和非金属材料的特殊钢材。这样会提高锅炉用钢的性能,减少钢材的耗量,同时也降低了热阻。
低中压锅炉管GB3087-2008、20G高压锅炉管GB5310-2008是用于制造各种结构低高压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的碳素结构钢热轧和冷拔(轧)无缝钢管。结构用无缝钢管(GB/T8162-2008)是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。天津市恒昌商贸有限公司提供规格及外观质量: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。异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面形状的无缝钢管的总称。按钢管截面形状尺寸的不同又可分为等壁厚异型无缝钢管(代号为D)、不等壁厚异型无缝钢管(代号为BD)、变直径异型无缝钢管(代号为BJ)。异型无缝钢管广泛用于各种结构件、机械零部件。和圆管相比,异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数,有较大的抗弯抗扭能力,可以大大减轻结构重量,节约钢材。



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20G高压锅炉管处理加工细则
20G高压锅炉管用冷轧带钢热处理还有一种重要问题,就是要求整根带钢在宽度、长度上组织都很均匀。马弗式光亮退火炉使用大尺寸马弗管,从马弗管外部均匀地组织加热气流螺旋式环绕而过,使带钢均匀加热。而要确保带钢沿长度方向的组织均匀,就要保持不锈钢带钢在加热炉中的线速度不变。因此在目前先进的立式光亮热处理炉前后都装有可精密调整的辊式张力调整装置。其不但要使带钢进出口速度满足热处理速度的要求,不受活套量空套或满套的影响,还要根据带钢的板型情况建立并精密调整带钢小张力,满足不锈钢板型的要求。
冷加工之后会在20G高压锅炉管材料中留下残余应力,残余应力对管子的抗应力腐蚀开裂非常不利。任何程度的冷加工都会导致使材料的抗应力腐蚀开裂敏感性大增。冷加工程度对奥氏体不锈钢的高温持久强度也会造成不利影响,一般工作温度越高或断裂寿命要求越高,可进行冷加工的程度也越低。



20G高压锅炉管钢材的正火:正火是将高压锅炉管加热到临界温度以上,使钢全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。
它能过共析钢的网状渗碳体,对于亚共析钢正火可细化晶格, 20G高压锅炉管经过正火处理可以提高锅炉管的综合力学性能,对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。高压锅炉管正火温度是是930℃。
20G高压锅炉管热处理工艺的改进
随着淬火温度的升高,淬火硬度也有所提高,低于1200℃淬火时,回火时2次硬化现象不明显。若高于此温度淬火,碳化物溶解较多,奥氏体合金度增加,从而强化了马氏体,回火时由马氏体中析出较多的弥散碳化物,2次硬化才显示出来。
提高回火温度,以防止在模具使用过程中发生马氏体向屈氏体转变,以减小组织应力。由传统工艺1次回火,改为3次回火,以使淬火后,材料中低硬度的残余奥氏体较充分地转变为高硬度的2次马氏体,提高模具力学性能。 改进后的热处理工艺为::550℃装炉(箱式电阻炉加热,加热时模腔用“生铁屑+渗碳剂”保护,以防止模腔脱碳),保温40min;再升温至1150℃,保温120min,然后出炉油冷至室温。 回火3次,每次加热温度为660℃,保温90min(采用井式回火炉加热)。用该热处理工艺处理的模具使用寿命可达4500次,降低了模具费用,提高了生产效率。

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