高压锅炉

对于高温承压部件材料的强度，不仅要考虑它的短期高温强度指标，更主要是考虑它的抗蠕变性能，即蠕变极限和持久强度。蠕变极限是材料在一定温度下，在规定的使用时间内，使试件产生一定量总变形的应力值。持久强度是指在给定温度下，使材料经过规定时间发生断裂的应力值。蠕变极限反映的是材料在高温下工作的变形量，持久强度反映的是材料在高温下长期工作的断裂抗力，它更好地反映了高温元件的失效特点。所以特别适用于高温承压部件。

用于制造高温承压部件的材料，应具有足够高的强度和持久塑性、良好的组织稳定性、高的松弛稳定性、良好的抗氧化性等性能。高压锅炉和高温压力容器所用的耐热钢一般都是低合金耐热钢，常用的有钼钢Mo、铬钼钢Cr—Mo及铬钼钒钢Cr—Mo—V 三大类。它们的合金元素含量少。工艺性能好，广泛用于制造使用温度在600℃以下的承压部件。常用的钢种有16Mo、12CrMo、15CrMo、12CrMoV等。一些承压部件工作温度可能更高些，则采用高合金镍铬钢等。

高压锅炉有自己的特点。为了保证锅炉安全工作，应该在运行和检修中注意这些特点：

（1）防止金属超温运行

高压锅炉的过热蒸汽温度都在5000℃以上。在这样高的蒸汽温度下，过热器管和主蒸汽管金属已呈暗红色，它们的温度已经非常接近管材金属容许的工作温度。如果因某些原因使这些管子超温运行，就会使管子的金属材料发生变化，例如，因金属脱碳而使管子发生裂纹，或者因管子金属强度下降而产生胀粗和“鼓疱”，造成管子的损坏。

（2）保证金属能够自由膨胀

对于高压锅炉的金属膨胀间隙，如果不加以注意，很容易发生事故。检修人员在检修或更换某一段管子时，首先要查看它的膨胀间隙和膨胀方向，做好记录（锅炉在安装过程中，根据制造厂的计算资料和安装图纸．都留有足够的膨胀间隙），检修后要保持原有间隙，否则就要出事故。

（3）注意停炉期间的积水腐蚀

高压锅炉的过热器和省煤器的弯头很多，而过热器大部分是垂直安装的，所以在停炉时很容易积水。根据多次检修割管情况来看，凡是经过干燥处理的锅炉，过热器垂直弯头就没有水，如果不采用干燥措施，垂直弯头就有400—500毫米的积水。这些积水主要是锅炉在停炉过程中蒸汽凝结下来的。这样如果检修20天，过热器就会腐蚀20天，如果锅炉是备用的，那么腐蚀的时间就更长了。

（4）防止受热面结焦

锅炉由于结焦或除焦方法不当，都会破坏水循环，高压锅炉循环倍率较小更容易引起水循环的破坏。如某厂高压锅炉水冷壁结了很多焦，运行人员用自来水除焦，向焦子大量浇水，结果使冷水大量流到水冷·壁管上，引起锅炉水循环破坏，使部分水冷壁管短时高温过热，造成水冷壁的爆破。 破口呈喇叭状，边缘锋利，呈韧性破断，破口内壁由于管内汽水混合物急速冲刷，显得十分光洁，外壁呈蓝黑色。炉管胀粗严重，达11.8%以上，管壁显著减薄。

（5）避免受热面管子落人物体而堵塞

高压锅炉循环倍率较小，若受热面管子堵塞，管子就会因水循环破坏而超温爆管。锅炉在安装和检修时，如果工作人员不注意，就会使受热面管堵塞导致运行中发生爆管事故。

2.5MPa以下的锅炉称为低压锅炉，6.0MPa以上的称为高压锅炉，压力介于两者之间的称为中压锅炉。此外，还有超高压锅炉、亚临界锅炉和超临界锅炉。高压锅炉受热面 一般采用倒U形布置，多数燃用煤粉，固态排渣，汽水流动方式常为自然循环。由于汽化潜热随汽压的增高而减小，过热热量则相应增大，因而高压锅炉除在水平烟道中布置对流式过热器外，常在炉膛出口处再布置一部分半辐射式过热器。为了进一步降低排烟温度，提高锅炉效率，高压锅炉尾部烟道中必然要布置具有足够受热面面积的省煤器和空气预热器；在正常工况下其运行 效率一般可达90%左右。主要用于中、大型火力发电厂或工矿企业的 自备电厂。

低中压锅炉管GB3087-2008、20G高压锅炉钢管GB5310-2008是用于制造各种结构低高压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管。结构用无缝钢管（GB/T8162-2008）是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。

规格及外观质量：GB5310-08《高压锅炉用无缝钢管》热轧管的外径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。

异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面形状的无缝钢管的总称。按钢管截面形状尺寸的不同又可分为等壁厚异型无缝钢管（代号为D）、不等壁厚异型无缝钢管（代号为BD）、变直径异型无缝钢管（代号为BJ）。异型无缝钢管广泛用于各种结构件、工具和机械零部件。和圆管相比，异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数，有较大的抗弯抗扭能力，可以大大减轻结构重量，节约钢材。

化学成分检验

(1)GB3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。

(2)GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》规定。化学成分试验方法按GB222-84及《钢铁及合金化学分析方法》、GB223《钢铁及合金化学分析方法》中的有关部分。

(3)进口锅炉钢管的化学成分检验按合同规定的有关标准进行。

锅炉管采用钢号

(1)优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG。

(2)合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、P11 12Cr3MoVSiTiB等。

(3)有锈耐热钢常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb锅炉管除保证化学成分和机械性能外，要逐根做水压试验，要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。

此外，对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。

物理性能检验

(1)GB3087-2008规定。拉力试验按GB/T228-87，水压试验按GB/T241-90，压扁试验按GB/T246-97，扩口试验按GB/T242-97，冷弯试验按GB244-97。

(2)GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》规定。拉力试验、水压试验和压扁试验与GB3087-82规定相同；冲击试验按GB229-94，扩口试验按GB/T242-97，晶粒度试验按YB/T5148-93；显微组织检验按GB13298-91，脱碳层检验按GB224-87，超声波检验按GB/T5777-96。

(3)进口锅炉管的物理性能检验及指标按合同规定的有关标准进行。

主要进出口情况

(1)20G高压锅炉管主要进口国家是日本、德国。经常进口的规格有15914.2mm；2734.0mm；219.110.0mm；41975mm；406.460mm等。最小的规格是31.84.5mm，长度一般为5～8m不等。

(2)在进口索赔案例中，德国曼内斯曼钢管厂进口的ST45无缝锅炉管，经超声波探伤普查，发现少部分钢管的内部缺陷超过该厂规定及德国钢铁协会标准。

(3)从德国进口的合金钢管，钢号主要有34CrMo4和12CrMoV等。这种钢管高温性能好，常用来作为高温锅炉用钢管。

(4)日本进口的合金管较多，规格有426.012mm5～8m；152.48.0mm12m；89.110.0mm6m；101.610.0mm12m；114.38.0mm6m；127.08.0mm9m等。执行日本工业标准JISG3458钢号为STPA25。这种钢管常用来作配套用高温合金管。