这些锅炉用钢材料你需要了解

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这些锅炉用钢材料你需要了解

2024-01-18 23:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

按使用环境分类

根据工作条件不同,锅炉钢板又可分为制造室温及中温承压部件钢板和制造高温承压部件钢板两大类。

室温及中温(蠕变温度以下)用锅炉钢板,大多采用碳素钢,包括碳钢、碳锰钢、碳锰硅钢等,即GB/T713-2014《锅炉和压力容器用钢板》中的Q245R、Q345R(在GB/T713-1997《锅炉用钢板》中的20g、22Mng、16Mng、19Mng钢),以及ASME SA-515/SA-515M《中高温压力容器用碳钢板》、SA-299/SA-299M《压力容器用碳锰硅钢板》等。主要用于制造锅炉的锅筒、中温以下集箱端盖等承压部件。

锅炉用钢板主要特点:

由于锅炉钢板属于重要用途的产品,安全可靠性要求严格,制造技术难度高,因而材料须具有如下主要特点:

· 材料在一定的温度范围内(中常温及高温)具有较高的屈服强度性能;

· 材料具有足够的韧性,制造或使用中不会发生脆性破坏事故;

· 材料具有较小的应变时效敏感性,特别在相应的工作温度区域内,要保证一定值的时效冲击功;

· 材料具有较低的缺口敏感性,可预防钢材在焊接、开孔、局部应力集中区域内产生裂纹;

· 材料具有良好的焊接性能;

· 材料具有良好的显微组织,不允许有白点和裂纹存在。

目前国内外机组采用的锅炉用钢有以下几种:

一、SA-210C(20、20G):属于低碳钢,塑性、韧性好,焊接性好,在450℃以下有足够的强度,在530℃以下具有满意的抗氧化性,但长期在 450℃以上使用会发生珠光体球化和石墨化, 降低蠕变极限和持久强度,引起爆管。用于低中压锅炉(工作压力一般不大于5.88Mpa,工作温度在450℃以下)的受热面管子;用于高压锅炉(工作压力一般在9.8Mpa以上,工作温度在450℃~650℃之间)的受热面管子、省煤器、过热器、再热器、石化工业用管等。

二、15CrMo( T11、T12 、P11、P12):由于铬元素提高了碳化物的稳定性,有效阻止了石墨化的倾向,但珠光体球化及合金元素再分配现象会导致材料的热强性下降,超过550℃时,热强性下降明显,抗氧化性变差。

三、12Cr1MoV ( T22、P22):有较高的热强性及持久塑性,580℃时表面形成致密氧化物保护膜,有足够的抗氧化性、良好的焊接性,长期运行会出现珠光体球化和合金元素再分配现象,降低热强性。

四、12Cr2MoWVTiB(钢102):有良好的综合力学性能,但其热强性对热处理比较敏感,要求热处理工艺严格控制, 主要用于壁温不大于 600℃的过热器管、再热器管,很少用于蒸汽管道。

五、T23 :是在T22 基础上,结合钢102 的优点改进的,通过降低C含量和添加 W、V、Nb 、B 而获得的低碳、多元、高强度、高韧性的贝氏体型耐热钢。在600℃时强度比T22高93%,与钢研102 相当,但含碳量更低,焊接性和加工性更好。

不锈钢焊缝

六、T91 :是改良的 9Cr-1Mo 型高强度马氏体耐热钢,是一种综合性能优异的 9%Cr钢,该钢通过降低含碳量,添加合金元素V和 Nb,控制N和Al的含量,使钢具有高的冲击韧性、热强性和抗腐蚀性。此外,该钢的线膨胀系数小,导热性好。主要用于亚临界参数、超临界参数锅炉中壁温不大于600℃的集箱及蒸汽管道。

七、T92 :是在 T91 的基础上通过减少Mo 、增加 W的含量,并控制B的含量得到的新型9%Cr的马氏体耐热钢,力学性能与T91相当,焊接性能有所改善。600~650℃的蠕变强度有很大提高,许用应力比T91高34%,强度是TP347H 的1.12倍。

八、T122:是一种12%Cr 的马氏体耐热钢,添加2%的 W、0.07%Nb 和 1%的 Cu,该钢具有更高的热强性和耐腐蚀性,含碳量的降低,焊接性能也进一步得到改善,主要用于制造620℃以下的主蒸汽管道。

九、SUPER304H :是 TP304H 的改进型,添加了3%的 Cu、0.4%的 Nb ,由于细晶粒结构和细铜相的沉淀强化作用,获得了极高的蠕变强度,在 600~650℃许用应力比 TP304H 高30%,在高温下具有优良的机械性能、抗蒸汽氧化和耐热腐蚀性能,可以在 650℃以下长期运行,是超(超)临界锅炉过热器、再热器的首选材料。

十、TP347HFG :是 TP347H 型不锈钢通过特定的热加工和热处理工艺,使晶粒细化到8 级以上,经细化晶粒后许用应力提高了20% 以上,也大大提高了材料抗蒸汽氧化的能力。

十一、HR3C钢( 25Cr-20Ni-Nb-N 钢):是日本研制出的一种新型不锈钢。通过限制C含量,并添加0.20%~0.60%的Nb ,0.15%~0.35%的N,利用弥散析出的强化相,材料具有优良的高温强度和抗高温蒸汽氧化性能,是650℃超(超)临界电站锅炉中末级过热器和再热器的主要耐热钢管材之一。

注:文中元素符号:N氮、C碳、Cr铬、Mo钼、V钒、Ni镍、W钨、Ti钛、Nb铌、Cu铜、B硼、Al铝、Mn锰。

归纳锅炉主要设备用钢、根据不同的标准可以做如下分类:(以下数据仅供参考)

标准 钢种 型号 国标(GB5310) 碳素钢 20G,20MnG, 25MnG 合金钢 15CrMoG, 12Cr1MoVG, 12Cr2MoG, 07Cr2MoW2VNbB,10Cr9Mo1VNbN, 10Cr9MoW2VNbBN 不锈钢 07Cr19Ni10, 10Cr18Ni9NbCu3BN, 07Cr25Ni21NbN,07Cr18Ni11Nb, 08Cr18Ni11NbFG 美标(ASME) 碳素钢 SA-106B,SA-106C,SA-210C 合金钢 SA213 T2,T11,T12,T22,T23,T91,T92,SA335 P11,P12,P22,P23,P91,P92 不锈钢 SA213 TP304H,TP347H,TP347HFG,TP310HCbN(HR3C),S30432(SUPER304H) 欧标(EN10216) 碳素钢 P235GH 合金钢 10CrMo9-10,X10CrMoVNb9-1 不锈钢 X7CrNiNb18-10

水冷壁

电厂类型 机组容量 水冷壁材料 亚临界 30万千瓦以上 20G 超临界(SC) 60万千瓦以上 15CrMoT22,12Cr1MoV 超超临界(USC) 66万千瓦以上 15CrMoT22,12Cr1MoVG

过热器

电厂类型 机组容量 过热器材料 亚临界 30万千瓦以上 15CrMo,12Cr1MoV,T23,T91,T92 超临界(SC) 60万千瓦以上 12Cr1MoVG,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG,SUPER304H,HR3C 超超临界(USC) 66万千瓦以上 12Cr1MoVG,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG,SUPER304H,HR3C

再热器

电厂类型 机组容量 再热器材料 亚临界 30万千瓦以上 12Cr1MoVG,T23,T91,T92 超临界(SC) 60万千瓦以上 12Cr1MoVG,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG,SUPER304H,HR3C 超超临界(USC) 66万千瓦以上 12Cr1MoVG,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG,SUPER304H,HR3C

省煤器

电厂类型 机组容量 省煤器材料 亚临界 30万千瓦以上 20G 超临界(SC) 60万千瓦以上 20G,SA210C 超超临界(USC) 66万千瓦以上 20G,SA210C

集箱和蒸汽管道

电厂类型 机组容量 集箱和蒸汽管道材料 亚临界 30万千瓦以上 20G,15CrMoG,12Cr1MoVG,P12 超临界(SC) 60万千瓦以上 12Cr1MoVG,P91,P92 超超临界(USC) 66万千瓦以上 12Cr1MoVG,P91,P92

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