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鍋爐無縫鋼管
鍋爐用無縫鋼管是指兩端開口并具有中空斷面，其長度與周邊之比較大的鋼材，按生產(chǎn)方法可分為無縫鋼管和焊接鋼管，鋼管的規(guī)格用外形尺寸（如外徑或邊長）及壁厚表示，其尺寸范圍很廣，從直徑很小的毛細管直到直徑達數(shù)米的大口徑管。鋼管可用于管道、熱工設(shè)備、機械工業(yè)、石油地質(zhì)勘探、容器、化學(xué)工業(yè)和特殊用途。
中文名
鍋爐用無縫鋼管
外文名
seamless steel tube
鍋爐無縫鋼管鋼管分類
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，廣泛應(yīng)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。對于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(zhì)量，在規(guī)定的壓力下不發(fā)生泄漏、浸濕或膨脹為合格，有些鋼管還要根據(jù)標準或需方要求進行卷邊試驗、擴口試驗、壓扁試驗等。
鍋爐無縫鋼管主要信息
生產(chǎn)制造方法
①一般鍋爐管使用溫度在350℃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?，會發(fā)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，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。
種類
鍋爐無縫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(guī)格及外觀質(zhì)量
(1)GB3087-82《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。
(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(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偏差，其清理處實際壁厚不得小于壁厚所允許的最小值。
化學(xué)成分檢驗
(1)GB3087-82《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(2)GB5310-95《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定?；瘜W(xué)成分試驗方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(3)進口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗按合同規(guī)定的有關(guān)標準進行。
5.鍋爐無縫鋼管采用鋼號
(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(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。
物理性能檢驗
(1)GB3087-82《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)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(guī)定。拉力試驗、水壓試驗和壓扁試驗與GB3087-82規(guī)定相同；沖擊試驗按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，超聲波檢驗按GB/T5777-96。
(3)進口鍋爐管的物理性能檢驗及指標按合同規(guī)定的有關(guān)標準進行。
主要進出口情況
(1)鍋爐無縫鋼管主要進口國家是日本、德國。經(jīng)常進口的規(guī)格有15914.2mm；2734.0mm；219.110.0mm；41975mm；406.460mm等。最小的規(guī)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(nèi)斯曼鋼管廠進口的ST45無縫鍋爐管，經(jīng)超聲波探傷普查，發(fā)現(xiàn)少部分鋼管的內(nèi)部缺陷超過該廠規(guī)定及德國鋼鐵協(xié)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(guī)格有426.012mm5～8m；152.48.0mm12m；89.110.0mm6m；101.610.0mm12m；114.38.0mm6m；127.08.0mm9m等。執(zhí)行日本工業(yè)標準JISG3458鋼號為STPA25。這種鋼管常用來作配套用高溫合金管。
鍋爐無縫鋼管的力學(xué)性能
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(yīng)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(xiàn)象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力，稱屈服點。若力發(fā)生下降時，則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2（MPa）。
上屈服點（σsu）：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力； 下屈服點（σsl）：當不計初始瞬時效應(yīng)時，屈服階段中的最小應(yīng)力。
屈服點的計算公式為：
式中：Fs--試樣拉伸過程中屈服力（恒定），N（牛頓）So--試樣原始橫截面積，mm2。
③斷后伸長率（σ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷后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--試樣拉斷后的標距長度，mm； L0--試樣原始標距長度，mm。
④斷面收縮率（ψ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷后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--試樣拉斷后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(jù)試驗方法和適用范圍不同，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。對于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(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗力（F）壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，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)。
鍋爐無縫鋼管尺寸及允許偏差
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偏差等級
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標準化外徑允許偏差
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D1
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±1.5%，最小±0.75 mm
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D2
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±1.0%。最小±0.50 mm
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D3
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±0.75%．最小±0.30 mm
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D4
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±0.50%。最小±0.10 mm
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鍋爐無縫鋼管的生產(chǎn)方法
鍋爐無縫鋼管是無縫管的一種。制造方法與無縫管相同，但對制造鋼管所用的鋼種有嚴格的要求。根據(jù)使用溫度高低分為一般鍋爐管和高壓鍋爐管兩種。
鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能（機械性能）的重要指標，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標準中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能（抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率）以及硬度、韌性指標，還有用戶要求的高、低溫性能等。
1、概述
(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?，會發(fā)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，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。
鍋爐無縫鋼管用途
①一般鍋爐管主要用來制造水冷壁管、沸水管、過熱蒸汽管、機車鍋爐用的過熱蒸汽管，大、小煙管及拱磚管等。
②鍋爐無縫鋼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。
2.種類
鍋爐無縫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。
3.規(guī)格及外觀質(zhì)量
(1)GB3087-82《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。
(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(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偏差，其清理處實際壁厚不得小于壁厚所允許的最小值。
4.化學(xué)成分檢驗
(1)GB3087-82《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定?；瘜W(xué)成分試驗方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(2)GB5310-95《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定?；瘜W(xué)成分試驗方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(3)進口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗按合同規(guī)定的有關(guān)標準進行。
5.鍋爐無縫鋼管采用鋼號
(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(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。