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在锅炉用无缝钢管生产工序中,热处理是关键工序,热处理对无缝钢管的内在质量及表面质量产生重要影响,对生产合金无缝钢管尤为重要,对电站锅炉用高压锅炉管的持久性能影响较大,稳定的金相组织和良好的内外表面质量代表钢管企业的制造水平。钢管的化学成分确定之后,终赋予钢管优良力学性能和内在组织的是热处理工艺,ASME标准给出的工艺参数范围较宽,生产企业需现场试验,找出合适的热处理工艺。T22的通常热处理工艺:920℃-940℃正火,保温大于20分钟;720℃-740℃回火,保温2h。
管坯对无缝钢管生产具有较大影响,主要表现为钢的化学成分的稳定及钢的纯净度方面。一般高压管坯通常采用“电炉+LF+VD”生产流程,电弧炉主要用于冶炼出合格的粗钢水,LF炉除对钢水进行脱氧、脱硫和温度控制外,重要的任务是调整钢水的化学成分,VD炉主要是净化钢液,保证钢水的纯净度。根据高压锅炉管的应用特点,要求锅炉钢在冶炼控制技术方面,除化学成分要命中目标以外,还要求锅炉钢纯净度要高,S、P有害元素控制要低,特别是S元素要严格控,主要因为S元素是引起原晶界弱化的主要杂质元素,是导致钢蠕变脆化的主要因素。长期以来锅炉管都是采用锻轧管坯制造的,锻轧管坯不仅可以在钢锭上切除缩孔、夹渣等浇钢缺陷,同时也可以通过大的轧制变形残留的缺陷。
近年来随着冶金工艺装备水平的大幅度,管坯连铸连轧生产工艺以其、低耗、优质、低成本优势得到迅速,管坯厂为了保证表面质量一般配有钢棒漏磁探伤、超声波相控阵探伤或红外探伤等检测手段,发现缺陷进行表面扒皮等相关配套手段。
一般国内锅炉企业按照GB5310或企业采购规程(订货技术条件)进行采购高压锅炉管,无损检测一般采用涡流及超声波自动探伤,要求钢管逐根进行涡流探伤,涡流探伤方法及验收标准按GB7735较高级控制;钢管逐根进行超声波探伤,探伤方法按GB5777级,所有规格钢管的验收标准应符合L2级的规定;出口管或按照ASME SA-213标准交货的钢管的无损检测按照SA-450进行控制。超声波测厚、斜向伤检测功能开始在国产自动探伤设备配置,将较好地国产设备的性能,同时有效地检测钢管内分层缺陷。
20G无缝管(Seamless Steel Tube)是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管
道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,目前已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积 ,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数钢管是圆管。
但是,圆管也有一定的局限性,如在受平面弯曲的条件下,圆管就不如方、矩形管抗弯强度大,一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。
目前,全世界生产钢管的共计有110多个 的1850多个公司下的5100多个生产厂,其中生产石油管的有44个 的170多个公司下的260多个厂。2000年,无缝钢管全国表观消费量为418.0万吨,其中国内供应量的382.1万吨,占国内总需求的91.4%。进口为35.9万吨,占国内总需求的8.59%。同年石油管消费量大约为91万吨。进口约25.2万吨。进口管占国内总消费量的大约70%,其中进口管占国内总消费量的27.69%,石油管进口量约占无缝钢管总进口量的大约70%。从日本进口的石油管占总进口量一半以上。中国 的石油套管生产基地——天津钢管公司2000年的钢管产品出来为52.20万吨,其中石油套管产量为36.41万吨。套管占全国石油产量的一半以上。在产量和销售量上都占中国套管市场的 位。
从国际和国内两个市场来看,无缝钢管(包括石油专用管)的现有生产能力均已大于需求。所以,今后的重点应放在充分发挥现有机组的能力,开发出高强度等级、高抗击毁、高抗腐蚀的石油管、高压锅炉管和气瓶管等产品。也是 针对当前我国钢铁市场进行优化产品结构的内容。这也是增加在国内外产品竞争力、扩大市场份额的关键所在。就是说,提高国内钢管企业的市场竞争力是加和WTO以后国内企业长期的任务和成功发展的关键。
20G高压锅炉管加热到临界点以下某个温度,保温适当时间,再冷到室温的一种热处理工艺。回火的目的在于淬火应力,使高压锅炉管的组织转变为相对稳定状态。在不降低或适当降低钢管的硬度和强度的条件下改善钢的塑性和韧性,以获得所希望的性能。中碳和高碳钢淬火后通常硬度很高,但很脆,一般需经回火处理才能使用。高压钢管中的淬火马氏体,是碳在-Fe中的过饱和固溶体,具有体心正方结构,其正方度/随含碳量的增加而增大。马氏体组织在热力学上是不稳定的,有向稳定组织过渡的趋势。许多钢淬火后还有一定量的残留奥氏体,也是不稳定的,回火过程中将发生转变。因此,回火过程本质上是在一定温度范围内加热粹火20G高压锅炉管,使钢中的热力学不稳定组织结构向稳定状态过渡的复杂转变过程。转变的内容和形式则视淬火高压锅炉管的化学成分和组织,以及加热温度而有所不同。
(1)GB3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》规定。各种结构锅炉用钢管规格,外径10~426mm,共计43种。壁厚1.5~26mm共计29种。但机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管的外径和壁厚另有规定。
(2)GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》热轧管的外
高压锅炉管 径22~530mm,壁厚20~70mm不等。冷拔(冷轧)管外径10~108mm,壁厚2.0~13.0mm不等。
(3)GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》和GB5310-95《高压锅炉用无缝钢管》的规定。外观质量:钢管内外表面不允许有裂缝、折叠、轧折、结疤、离层和发纹。这些缺陷应完全掉。深度不得超过公称壁厚的负偏差,其清理处实际壁厚不得小于壁厚所允许的小值。
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