鍋爐用無縫管知識(shí)大全
1.范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鍋爐用無縫鋼管的分類、尺寸、外形、重量及允許偏差、技術(shù)要求、檢驗(yàn)與試驗(yàn)、包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于寶山鋼鐵股份有限公司生產(chǎn)的用于制造蒸汽鍋爐、管道等的熱軋無縫鋼管。
2.規(guī)范性引用文件 高壓鍋爐鋼管
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T 222 鋼的化學(xué)分析用試樣取樣方法及化學(xué)成分允許偏差
GB/T 226 鋼的低倍組織及缺陷酸蝕試驗(yàn)法
GB/T 228 金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法
GB/T 229 金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法
GB/T 1979 結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖
GB/T 2102 鋼管的驗(yàn)收、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書
GB/T 4336 碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發(fā)射光譜分析方法(常規(guī)法)
GB/T 4338 金屬材料 高溫拉伸試驗(yàn)
GB/T 5777 無縫鋼管超聲波探傷方法
GB/T 10561 鋼中非金屬夾雜物顯微組織評(píng)定方法
GB/T 13298 金屬顯微組織檢驗(yàn)方法
YB/T 5148 金屬平均晶粒度測(cè)定方法
ASTM A 450-1996 碳鋼、鐵素體和奧氏體合金鋼鋼管一般要求
DIN EN 10236-1994 鋼的試驗(yàn) 管子的環(huán)狀擴(kuò)口試驗(yàn)
DIN 50115-1991 金屬材料試驗(yàn) 沖擊韌性試驗(yàn)
SEP 1915-1994 耐熱鋼管縱向缺陷的超聲波檢驗(yàn)
SEP 1918-1992 耐熱鋼管橫向缺陷的超聲波檢驗(yàn)
SEP 1919-1977 耐熱鋼管分層缺陷的超聲波檢驗(yàn)
SEP 1925-1980 鋼管的渦流密實(shí)性檢驗(yàn)
標(biāo)準(zhǔn)體系與美國ASME標(biāo)準(zhǔn)
我國GB鋼材標(biāo)準(zhǔn)是在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，以供方為主編制的鋼材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以反映鋼材生產(chǎn)廠的要求為主。鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中引用了其中部分內(nèi)容，但鋼材標(biāo)準(zhǔn)不能全面地反映鋼材使用者的要求。而ASME鋼材標(biāo)準(zhǔn)是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模式下，由供需雙方共同編制，且以反映鋼材使用者的要求為主的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是壓力容器規(guī)范的一個(gè)組成部分。即使如此，在使用ASME鋼材標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一般均有用戶采購技術(shù)規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)充、完善。ASME鋼材標(biāo)準(zhǔn)不僅是鋼材生產(chǎn)部門的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且是鋼材使用單位（設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)）在選用、采購、驗(yàn)收、檢驗(yàn)、加工時(shí)的依據(jù)。正因?yàn)槿绱耍摬臉?biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國內(nèi)的鋼材標(biāo)準(zhǔn)，成為鍋爐壓力容器規(guī)范不可缺少的一部分。
三．產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與安全
鍋爐用鋼的選擇、制造、采購、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)是鍋爐制造質(zhì)量保證體系的重要組成部分，也是安全生產(chǎn)的重要保證。
1． 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)
鍋爐鋼板是鍋爐制造中非常關(guān)鍵的材料之一，主要是指用來制造鍋爐中的鍋殼、鍋筒、集箱端蓋、支吊架等重要部件用的熱軋專用碳素鋼和低合金耐熱鋼中厚鋼板材料。鍋爐鋼板常常處于中、高溫和高壓狀態(tài)下工作，除承受較高溫度和壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣的腐蝕，工作條件較差。如果鍋爐在使用過程中發(fā)生破壞性事故，將會(huì)造成嚴(yán)重的損失。因此鍋爐鋼板必須具有良好的物理性能、力學(xué)性能和可加工性，并在材料標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條款中給予嚴(yán)格的規(guī)定，以滿足其使用中的安全。
從材料上來分，鍋爐鋼板可分為專用碳素鋼板和低合金耐熱鋼板兩類。鍋爐鋼板所用的材料對(duì)化學(xué)成分，特別是對(duì)磷、硫等有害元素和鉻、鎳、銅等殘余元素有嚴(yán)格的控制；冶煉時(shí)還應(yīng)進(jìn)行良好的脫氧和去除非金屬夾雜物，以保證良好的塑性和韌性；組織結(jié)構(gòu)要求均勻，晶粒度控制在一定范圍內(nèi)（通常希望晶粒度在3～7級(jí)之間）；對(duì)表面質(zhì)量和內(nèi)部缺陷也有嚴(yán)格的要求；此外常溫和高溫力學(xué)性能必須保證。在GB713-1997《鍋爐用鋼板》標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定應(yīng)采用爐外精煉方法冶煉鍋爐用鋼。
根據(jù)工作條件不同，鍋爐鋼板又可分為制造室溫及中溫承壓部件鋼板和制造高溫承壓部件鋼板兩大類。
室溫及中溫（蠕變溫度以下）用鍋爐鋼板，大多采用碳素鋼，包括碳鋼、碳錳鋼、碳錳硅鋼等，即GB713-1997《鍋爐用鋼板》中的20g、22Mng、16Mng、19Mng鋼，以及ASME SA-515/SA-515M《中高溫壓力容器用碳鋼板》、SA-299/SA-299M《壓力容器用碳錳硅鋼板》等。主要用于制造鍋爐的鍋筒、中溫以下集箱端蓋等承壓部件。要求其應(yīng)具有較高的室溫強(qiáng)度；良好的沖擊韌性和較低的缺口敏感性；由于鍋筒等部件在加工時(shí)需要大量的冷變形，因此還要具有良好的時(shí)效韌性；另外還要具備良好的加工工藝性和焊接性能；以及良好的低倍組織等。
高溫（蠕變溫度以上）用鍋爐鋼板，一般采用低合金耐熱鋼，常用有鉻鉬鋼、鉻鉬釩鋼、鉻鉬鎢鋼等。例如GB713-1997《鍋爐用鋼板》中的15CrMog、12Cr1MoVg，以及ASME SA-387/SA387-M《壓力容器用鉻-鉬合金鋼板》中的Gr22、Gr91和ASME SA-1017/SA1017-M《壓力容器用鉻-鉬-鎢合金鋼板》中的Gr23、Gr911、Gr122鋼等。主要是用以制造高溫集箱封頭端蓋、蒸汽管道堵板等高溫承壓部件。要求其必須具有足夠的高溫持久強(qiáng)度和持久塑性；良好的高溫組織穩(wěn)定性；良好的高溫抗氧化性（耐熱性）；以及良好的冷熱加工工藝性（主要指冷彎變形和可焊接性）等。
用于室溫及中溫（蠕變溫度以下）的碳錳系列鍋爐鋼板，GB713共收納了5個(gè)牌號(hào)，可以滿足亞臨界以下火電機(jī)組鍋爐中汽包鍋筒、水冷壁集箱端蓋、以及低溫過熱器和省煤器集箱端蓋、支吊架等零部件的需要。用于高溫（蠕變溫度以上）的鉻鉬系列鍋爐鋼板，GB713-1997中牌號(hào)只有2個(gè)。其中15CrMog最高使用溫度為550℃，12Cr1MoVg最高使用溫度為565℃。而目前超臨界火電機(jī)組鍋爐中的高溫過熱器和再熱器集箱等部件的金屬壁溫已經(jīng)達(dá)到600℃以上，預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中將考慮把ASME標(biāo)準(zhǔn)中那些可以使用在600℃及以上的材料SA-387Gr22/22L、SA-387Gr91、SA-387Gr911、SA-1017Gr122等，納入我國的鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)超臨界火電機(jī)組鍋爐技術(shù)的發(fā)展，提升我國冶金和機(jī)電產(chǎn)品的整體水平。
GB713-1997《鍋爐用鋼板》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)厚度大于20mm的鋼板可進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度從200℃～450℃與高溫規(guī)定殘余伸長應(yīng)力的最小值也有一定的要求，針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量邁出了更高的一步。
2．鍋爐鋼管標(biāo)準(zhǔn)
鋼管標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上發(fā)揮了技術(shù)導(dǎo)向作用，引導(dǎo)了鋼管制造業(yè)資金流動(dòng)方向和市場(chǎng)取向，使其技術(shù)和產(chǎn)品較好地滿足了我國經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。我國制定的大部分鋼管標(biāo)準(zhǔn)通常是規(guī)定了產(chǎn)品品種、規(guī)格技術(shù)要求、質(zhì)量性能指標(biāo)、試驗(yàn)檢驗(yàn)方法、判定規(guī)則等內(nèi)容，是產(chǎn)品合格與否的依據(jù)，是產(chǎn)品能否獲得市場(chǎng)準(zhǔn)入的關(guān)鍵。
我國的鋼管標(biāo)準(zhǔn)體系分基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)：一是GB/T2102標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了包括無縫鋼管、焊接鋼管的驗(yàn)收、包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書的內(nèi)容；二是GB/T 17395標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差等內(nèi)容、適用于各個(gè)與鋼管有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域的一般規(guī)定，具有普遍的實(shí)際應(yīng)用意義。鋼管標(biāo)準(zhǔn)體系還分為：無縫鋼管、焊接鋼管及特殊形狀、特殊工藝制造的鋼管主要產(chǎn)品制造方法、技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)要求等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)指導(dǎo)組織鋼管生產(chǎn)、加工、利用具有一定的指導(dǎo)意義。另外與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)有：反映鋼管產(chǎn)品制造和質(zhì)量性能相關(guān)的試驗(yàn)方法的各種測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，其中力學(xué)性能測(cè)定有：金屬管拉伸、高溫拉伸、管環(huán)拉伸、沖擊等4項(xiàng)，包括GB/T228、GB/T229、GB/T4338、GB/T17104標(biāo)準(zhǔn)；工藝性能試驗(yàn)有：金屬管液壓試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)方法、彎曲試驗(yàn)方法、卷邊試驗(yàn)方法、壓扁試驗(yàn)方法等5項(xiàng)，包括GB/T241、GB/T242、GB/T244、GB/T245、GB/T246標(biāo)準(zhǔn)；無損探傷檢測(cè)有：鋼管超聲波探傷檢驗(yàn)方法、渦流探傷檢驗(yàn)方法、漏磁探傷檢驗(yàn)方法以及用于確認(rèn)焊接水壓密實(shí)性的超聲波探傷檢驗(yàn)方法等4項(xiàng)，包括GB/T5777、GB/T7735、GB/T12606、GB/T18256標(biāo)準(zhǔn)。
我國鍋爐壓力容器鋼管標(biāo)準(zhǔn)近年正在陸續(xù)修訂。GB5310高壓鍋爐管標(biāo)準(zhǔn)已于95年修訂完成。 95年新版和85年舊版相比，刪除用戶很少使用或鋼廠并未真正組織批量生產(chǎn)過的鋼種，而增加了20MnG(SA-210 A1)，25MnG(SA-210C)，20MoG(SA-209T1a)，12CrMoG(SA-213 T2)，12Cr2MoG(SA-213T22)，10Cr9Mo1VNb(SA-213T91)等6種新的碳鋼管和鐵素體管，還有1Cr18Ni9(SA-213 TP304H)，1Cr19Ni11Nb(SA-213 TP347H)兩種奧氏體鋼管子。這8種鋼管材料原本都是引進(jìn)技術(shù)考核機(jī)組上原設(shè)計(jì)所用的ASME材料。GB5310-95代表了我國材料標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌的方向。
在GB5310-95標(biāo)準(zhǔn)中還強(qiáng)制要求對(duì)成品鋼管進(jìn)行超聲波和渦流兩種無損探傷檢驗(yàn)方法，從而保證鋼管質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
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