锅炉用焊接钢管的质量要求

为提高锅炉的热能利用效率、降低生产成本,普遍采用的方法是提高锅炉的蒸汽温度和使用压力,设备向大容量方向发展。要求主要受压元件———钢管能长期在一定的温度和压力下工作,对钢管的化学成分、力学性能、尺寸公差、表面质量等技术指标都有严格的规定。钢管上任何微小的缺陷都可能引起锅炉运行事故,造成巨大损失,因此对锅炉用钢管的质量检查最严格,质量保证体系也应该最完备。

锅炉用焊接钢管的主要技术要求

(1)稳定的高温持久强度、塑性和蠕变强度。锅炉用钢管在一定的温度和压力下工作,在一定温度条件下的各项技术指标要有一定的稳定性。

(2)一定的抗氧化性能和耐腐蚀能力。

(3)良好的工艺性能,如焊接性能和优良的压扁、扩口、冷弯性能,便于加工制造。

(4)良好的内外表面质量和尺寸精度。

(5)良好的焊缝质量。为了保证焊缝质量,对焊管用原料的质量要求甚至高于无缝钢管,如对杂质和气体含量的控制更加严格。

(6)对焊缝内外毛刺的清理要求更为严格,其残余高度和凹陷应控制在0.15mm以内。

(7)适用于各种温度和压力条件下使用的钢种。目前常用的有碳素钢、锰钢、钼钢、铬钼钢、铬钼钒钢、高铬钢、奥氏体不锈钢等七大类,允许温度500~650℃。

锅炉用焊接钢管的检测要求

锅炉用焊接钢管要通过多次严格的检查,按标准要求尽可能做到零缺陷,将不合格品控制在企业内部。当然对低压、中压和高压锅炉用焊接钢管的要求并不相同,低中压锅炉用钢管通常用优质碳素结构钢(如10钢、20钢)制造,要求相对较低;对高压锅炉用钢管则用合金钢、不锈钢制造,其技术条件和检测项目要求更严。

锅炉用钢管标准的质量要求

锅炉用钢管生产已有近50年的历史。随着锅炉制造技术的进步、运行参数的提高,对管材技术性能要求愈来愈高,促进了锅炉用钢管标准的发展。尽管各国锅炉用钢管的标准水平和检测项目略有不同,但发展趋势有共同之处,主要有:

(1)提高钢的纯净度,降低管坯钢的S、P含量,其实际控制值大大低于标准规定值。

(2)缩小钢管尺寸公差范围。

(3)为使钢管有一定的塑性,规定了力学性能的上、下限范围。

(4)对钢管表面质量(如表面划痕)提出了更严格的要求。

(5)详细规定各钢种的热处理规范。

(6)对钢管的工艺性能做出严格的规定。

(7)规定钢管必须逐支进行水压试验(或用无损探伤代替)和超声波探伤。

无论是无缝锅炉钢管还是电焊锅炉钢管,均必须满足标准规定的各项指标要求。国外大多数国家锅炉钢管标准是不分无缝钢管和电焊钢管的,只要达到标准要求即可。

我国锅炉用焊接钢管的产品标准

现行的产品标准

我国现行的产品标准有YB4102-2000《低中压锅炉用电焊钢管》和YB4103-2000《换热器用焊接钢管》。上述两项标准均由哈尔滨钢管厂起草,原国家冶金工业局发布,2000年6月1日实施。

产品标准的主要技术指标

(1)尺寸范围和允许偏差

锅炉用焊接钢管的尺寸范围和允许偏差见表1所示。

(2)制造方法

以焊接或焊后冷拔方式制造。

(3)钢种和化学成分

钢种为10钢、20钢,其化学成分基本上与GB699-88《优质碳素结构钢技术条件》相同,但实际控制水平更高,要求钢的组织更纯净。

(4)交货状态

焊接或焊后冷拔均要求无氧化热处理后交货。

(5)力学性能

锅炉用焊接钢管的力学性能应符合表2规定。中压锅炉的过热蒸汽管应保证高温瞬时性能(Rp0.2),温度在200～450℃的范围内,10钢的Rp0.2不低于165～107MPa,20钢的Rp0.2不低于188～132MPa,用户在签订合同时提出试验温度要求。

(6)工艺性能试验

锅炉钢管应做压扁试验、弯曲试验、扩口试验和展平试验。在标准中对试验方法和考核指标均做出明确规定。

(7)水压试验

试验压力按P=2SR/D公式计算,稳定时间不少于5s,最大试验压力为7～10MPa。可以用涡流探伤代替水压试验。

(8)钢管内外毛刺的清除

钢管内外毛刺的残留高度应不大于0.25mm;外径小于51mm、壁厚小于3.5mm的焊接钢管,其残留高度应小于0.15mm。

标准中的规定是最基本的要求,实际上各个锅炉制造厂对锅炉用焊接钢管有更加严格的技术要求,体现在供需双方签订的技术协议中。生产企业的内控标准则高于公开的行业标准。