常用鍋爐鋼板及性能要求
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化學成分,特別是對磷、硫等有害元素和鉻、鎳、銅等殘余元素有嚴格的控制;冶煉時還應進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;組織結構要求均勻,晶粒度控制在一定范圍內(通常希望晶粒度在3～7 級之間);對表面質量和內部缺陷也有嚴格的要求;此外常溫和高溫力學性能必須保證。
根據工作條件不同,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,以及美國ASME SA -515ΠSA -515M 中高溫壓力容器用碳鋼板、SA-299ΠSA -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。要求其應具有較高的室溫強度;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需要大量的冷變形,因此還要具有良好的時效韌性;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 , 以及美國ASME SA -387ΠSA387 -M 壓力容器用鉻-鉬合金鋼板中的Gr22 、Gr91 和ASME SA -1017ΠSA1017 -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度和持久塑性;良好的高溫組織穩定性;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。
2 鍋爐鋼板標準對比分析
對鍋爐制造行業來說,ASME 無疑是世界上最權威、最先進、最完善的建造規范。我國的鍋爐行業在引進超臨界火電機組鍋爐的制造技術時,幾乎無一例外的采用了美國機械工程師協會(ASME) 制訂、頒布和實施的鍋爐壓力容器技術規范。
現階段我國的鍋爐鋼板標準體系分為通用標準和產品標準兩層,通用標準包括GBΠT247 鋼板和鋼帶檢驗、包裝、標志及質量證明書的一般規定和GBΠ T14977 熱軋鋼板表面質量的一般要求兩個標準,產品標準僅GB713 鍋爐用鋼板1 個標準。另外我國還有一個壓力容器鋼板標準GB6654 壓力容器用鋼板, 但因為其與大型火電機組鍋爐用鋼板的要求相距甚遠,因此不適合高壓以上大型火電機組鍋爐上使用。
美國ASME 規范第II 卷材料A 篇(鐵基材料) 中, 有關鍋爐和壓力容器用鋼板標準共約44 個,雖然在標準名稱上都稱作“壓力容器用鋼板”,但在每一個標準中的第一部分“適用范圍”中,對本標準適用于鍋爐還是壓力容器,都做了明確的規定。所以適用于鍋爐用鋼板的標準大約有9 個,按體系也可以分為兩層, 即通用標準1 個SA-20ΠSA-20M 壓力容器用鋼板通用要求和產品標準8 個SA-202ΠSA -202M 壓力容器用鉻錳硅合金鋼板、SA-204ΠSA -204M 壓力容器用鉬合金鋼板、SA-299ΠSA -299M 壓力容器用碳錳硅鋼板、SA-302ΠSA -302M 壓力容器用錳鉬和錳鉬鎳合金鋼板、SA-387ΠSA -387M 壓力容器用鉻鉬合金鋼板、SA-515ΠSA -515M 中高溫壓力容器用碳鋼板、SA-516ΠSA -516M 常低溫壓力容器用碳鋼板、SA -1017ΠSA -1017M 壓力容器用鉻鉬鎢合金鋼板。另外所有ASME 材料的物理性能、使用溫度和許用應力等數據,都集中放在ASME 規范第II 卷D 篇材料性能當中,使用和查找十分便利。
通過對比ASME 鍋爐鋼板標準及體系可以看出, 我國鍋爐鋼板產品標準GB713 鍋爐用鋼板中,將不同品種和不同使用要求的鍋爐鋼板,以及鍋爐鋼板的一般性能和高溫特殊性能等都放在一起表述,篇幅煩瑣,對鍋爐鋼板的性能要求體現不夠。ASME 鍋爐鋼板標準的制訂是按材料加以區分的,每一類材料制訂
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