高壓鍋爐

對于高溫承壓部件材料的強度，不僅要考慮它的短期高溫強度指標，更主要是考慮它的抗蠕變性能，即蠕變極限和持久強度。蠕變極限是材料在一定溫度下，在規(guī)定的使用時間內(nèi)，使試件產(chǎn)生一定量總變形的應力值。持久強度是指在給定溫度下，使材料經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂的應力值。蠕變極限反映的是材料在高溫下工作的變形量，持久強度反映的是材料在高溫下長期工作的斷裂抗力，它更好地反映了高溫元件的失效特點。所以特別適用于高溫承壓部件。

用于制造高溫承壓部件的材料，應具有足夠高的強度和持久塑性、良好的組織穩(wěn)定性、高的松弛穩(wěn)定性、良好的抗氧化性等性能。高壓鍋爐和高溫壓力容器所用的耐熱鋼一般都是低合金耐熱鋼，常用的有鉬鋼Mo、鉻鉬鋼Cr—Mo及鉻鉬釩鋼Cr—Mo—V 三大類。它們的合金元素含量少。工藝性能好，廣泛用于制造使用溫度在600℃以下的承壓部件。常用的鋼種有16Mo、12CrMo、15CrMo、12CrMoV等。一些承壓部件工作溫度可能更高些，則采用高合金鎳鉻鋼等。

高壓鍋爐有自己的特點。為了保證鍋爐安全工作，應該在運行和檢修中注意這些特點：

（1）防止金屬超溫運行

高壓鍋爐的過熱蒸汽溫度都在5000℃以上。在這樣高的蒸汽溫度下，過熱器管和主蒸汽管金屬已呈暗紅色，它們的溫度已經(jīng)非常接近管材金屬容許的工作溫度。如果因某些原因使這些管子超溫運行，就會使管子的金屬材料發(fā)生變化，例如，因金屬脫碳而使管子發(fā)生裂紋，或者因管子金屬強度下降而產(chǎn)生脹粗和“鼓皰”，造成管子的損壞。

（2）保證金屬能夠自由膨脹

對于高壓鍋爐的金屬膨脹間隙，如果不加以注意，很容易發(fā)生事故。檢修人員在檢修或更換某一段管子時，首先要查看它的膨脹間隙和膨脹方向，做好記錄（鍋爐在安裝過程中，根據(jù)制造廠的計算資料和安裝圖紙．都留有足夠的膨脹間隙），檢修后要保持原有間隙，否則就要出事故。

（3）注意停爐期間的積水腐蝕

高壓鍋爐的過熱器和省煤器的彎頭很多，而過熱器大部分是垂直安裝的，所以在停爐時很容易積水。根據(jù)多次檢修割管情況來看，凡是經(jīng)過干燥處理的鍋爐，過熱器垂直彎頭就沒有水，如果不采用干燥措施，垂直彎頭就有400—500毫米的積水。這些積水主要是鍋爐在停爐過程中蒸汽凝結(jié)下來的。這樣如果檢修20天，過熱器就會腐蝕20天，如果鍋爐是備用的，那么腐蝕的時間就更長了。

（4）防止受熱面結(jié)焦

鍋爐由于結(jié)焦或除焦方法不當，都會破壞水循環(huán)，高壓鍋爐循環(huán)倍率較小更容易引起水循環(huán)的破壞。如某廠高壓鍋爐水冷壁結(jié)了很多焦，運行人員用自來水除焦，向焦子大量澆水，結(jié)果使冷水大量流到水冷·壁管上，引起鍋爐水循環(huán)破壞，使部分水冷壁管短時高溫過熱，造成水冷壁的爆破。 破口呈喇叭狀，邊緣鋒利，呈韌性破斷，破口內(nèi)壁由于管內(nèi)汽水混合物急速沖刷，顯得十分光潔，外壁呈藍黑色。爐管脹粗嚴重，達11.8%以上，管壁顯著減薄。

（5）避免受熱面管子落人物體而堵塞

高壓鍋爐循環(huán)倍率較小，若受熱面管子堵塞，管子就會因水循環(huán)破壞而超溫爆管。鍋爐在安裝和檢修時，如果工作人員不注意，就會使受熱面管堵塞導致運行中發(fā)生爆管事故。

2.5MPa以下的鍋爐稱為低壓鍋爐，6.0MPa以上的稱為高壓鍋爐，壓力介于兩者之間的稱為中壓鍋爐。此外，還有超高壓鍋爐、亞臨界鍋爐和超臨界鍋爐。高壓鍋爐受熱面 一般采用倒U形布置，多數(shù)燃用煤粉，固態(tài)排渣，汽水流動方式常為自然循環(huán)。由于汽化潛熱隨汽壓的增高而減小，過熱熱量則相應增大，因而高壓鍋爐除在水平煙道中布置對流式過熱器外，常在爐膛出口處再布置一部分半輻射式過熱器。為了進一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率，高壓鍋爐尾部煙道中必然要布置具有足夠受熱面面積的省煤器和空氣預熱器；在正常工況下其運行 效率一般可達90%左右。主要用于中、大型火力發(fā)電廠或工礦企業(yè)的 自備電廠。

低中壓鍋爐管GB3087-2008、20G高壓鍋爐鋼管GB5310-2008是用于制造各種結(jié)構(gòu)低高壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋和冷拔（軋）無縫鋼管。結(jié)構(gòu)用無縫鋼管（GB/T8162-2008）是用于一般結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)的無縫鋼管。

規(guī)格及外觀質(zhì)量：GB5310-08《高壓鍋爐用無縫鋼管》熱軋管的外徑22～530mm，壁厚20～70mm不等。冷拔(冷軋)管外徑10～108mm，壁厚2.0～13.0mm不等。

異型無縫鋼管是除了圓管以外的其他截面形狀的無縫鋼管的總稱。按鋼管截面形狀尺寸的不同又可分為等壁厚異型無縫鋼管（代號為D）、不等壁厚異型無縫鋼管（代號為BD）、變直徑異型無縫鋼管（代號為BJ）。異型無縫鋼管廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件、工具和機械零部件。和圓管相比，異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數(shù)，有較大的抗彎抗扭能力，可以大大減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)約鋼材。

化學成分檢驗

(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定?；瘜W成分試驗方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學分析方法》中的有關(guān)部分。

(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學成分試驗方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學分析方法》中的有關(guān)部分。

(3)進口鍋爐鋼管的化學成分檢驗按合同規(guī)定的有關(guān)標準進行。

鍋爐管采用鋼號

(1)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG。

(2)合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、P11 12Cr3MoVSiTiB等。

(3)有銹耐熱鋼常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb鍋爐管除保證化學成分和機械性能外，要逐根做水壓試驗，要作擴口、壓扁試驗。鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。

此外，對成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。

物理性能檢驗

(1)GB3087-2008規(guī)定。拉力試驗按GB/T228-87，水壓試驗按GB/T241-90，壓扁試驗按GB/T246-97，擴口試驗按GB/T242-97，冷彎試驗按GB244-97。

(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。拉力試驗、水壓試驗和壓扁試驗與GB3087-82規(guī)定相同；沖擊試驗按GB229-94，擴口試驗按GB/T242-97，晶粒度試驗按YB/T5148-93；顯微組織檢驗按GB13298-91，脫碳層檢驗按GB224-87，超聲波檢驗按GB/T5777-96。

(3)進口鍋爐管的物理性能檢驗及指標按合同規(guī)定的有關(guān)標準進行。

主要進出口情況

(1)20G高壓鍋爐管主要進口國家是日本、德國。經(jīng)常進口的規(guī)格有15914.2mm；2734.0mm；219.110.0mm；41975mm；406.460mm等。最小的規(guī)格是31.84.5mm，長度一般為5～8m不等。

(2)在進口索賠案例中，德國曼內(nèi)斯曼鋼管廠進口的ST45無縫鍋爐管，經(jīng)超聲波探傷普查，發(fā)現(xiàn)少部分鋼管的內(nèi)部缺陷超過該廠規(guī)定及德國鋼鐵協(xié)會標準。

(3)從德國進口的合金鋼管，鋼號主要有34CrMo4和12CrMoV等。這種鋼管高溫性能好，常用來作為高溫鍋爐用鋼管。

(4)日本進口的合金管較多，規(guī)格有426.012mm5～8m；152.48.0mm12m；89.110.0mm6m；101.610.0mm12m；114.38.0mm6m；127.08.0mm9m等。執(zhí)行日本工業(yè)標準JISG3458鋼號為STPA25。這種鋼管常用來作配套用高溫合金管。