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鍋爐管的力學性能
抗拉強度
試樣在拉伸過程中,在拉斷時所承受的力(Fb),出以試樣原橫截面積(So)所得的應力(σ),稱為抗拉強度(σb),單位為N/mm(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力。計算公式為:
式中:Fb--試樣拉斷時所承受的力,N(牛頓); So--試樣原始橫截面積,mm。
屈服點
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時的應力,稱屈服點。若力發(fā)生下降時,則應區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm(MPa)。
上屈服點(σsu):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的應力; 下屈服點(σsl):當不計初始瞬時效應時,屈服階段中的小應力。
屈服點的計算公式為:
式中:Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm。
斷后伸長率
在拉伸試驗中,試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計算公式為:式中:L1--試樣拉斷后的標距長度,mm; L0--試樣原始標距長度,mm。
斷面收縮率
在拉伸試驗中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比,稱為斷面收縮率。以ψ表示,單位為%。計算公式如下:式中:S0--試樣原始橫截面積,mm; S1--試樣拉斷后縮徑處的少橫截面積,mm。
硬度指標
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,稱為硬度。根據(jù)試驗方法和適用范圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
A、布氏硬度(HB)
用一定直徑的鋼球或硬質合金球,以規(guī)定的試驗力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm(MPa)。
石油裂化管
用于石油煉廠的爐管、熱交換器管和管道用無縫管。常用優(yōu)質碳素鋼(10、20)、合金鋼(12CrMo、15CrMo)、耐熱鋼(12Cr2Mo、15Cr5Mo)、不銹鋼(1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti)制造。鋼管除得證化學成分和各種機械性能外,還要保證水壓、壓扁、擴口等試驗,及表面質量和無損檢驗。鋼管在熱處理狀態(tài)下交貨。不銹鋼管:用各種不銹鋼熱軋,冷軋的不銹鋼管,廣泛應用于石油、化工設備管道和各種用途的不銹鋼結構零件,除應保證化學成分和機械性能,凡用作承受流體壓力的鋼管要保證水壓試驗合格。各種專用鋼管要按規(guī)定保證條件。
無縫鋼管執(zhí)行標準參考
1.結構用無縫鋼管(GB/T8162-1999)是用于一般結構和機械結構的無縫鋼管。2.流體輸送用無縫鋼管(GB/T8163-1999)是用于輸送水、油、氣等流體的一般無縫鋼管。
3.低中壓鍋爐用無縫鋼管(GB3087-1999)是用于制造各種結構低中壓鍋爐過熱 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)質碳素結構鋼熱軋和冷拔(軋)無縫鋼管。
4.高壓鍋爐用無縫鋼管(GB5310-1995)是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優(yōu)質碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。
5.化肥設備用高壓無縫鋼管(GB6479-2000)是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設備和管道的優(yōu)質碳素結構鋼和合金鋼無縫鋼管。
6.石油裂化用無縫鋼管(GB9948-88)是適用于石油精煉廠的爐管、熱交換器和管道無縫鋼管。
7.地質鉆探用鋼管(YB235-70)是供地質部門進行巖心鉆探使用的鋼管,按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉淀管等。
8.金剛石巖芯鉆探用無縫鋼管(GB3423-82)是用于金剛石巖芯鉆探的鉆桿、巖心桿、套管的無縫鋼管。
9.石油鉆探管(YB528-65)是用于石油鉆探兩端內加厚或外加厚的無縫鋼管。鋼管分車絲和不車絲兩種,車絲管用接頭聯(lián)結,不車絲管用對焊的方法與工具接頭聯(lián)結。
10.船舶用碳鋼無縫鋼管(GB5213-85)是制造船舶I級耐壓管系、Ⅱ級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫鋼管。碳素鋼無縫鋼管管壁工作溫度不超過450℃,合金鋼無縫鋼管管壁工作溫度超過450℃。
11.汽車半軸套管用無縫鋼管(GB3088-82)是制造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優(yōu)質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫鋼管。
12.柴油機用高壓油管(GB3093-2002)是制造柴油機噴射系統(tǒng)高壓管用的冷拔無縫鋼管。
13.液壓和氣動缸筒用精密內徑無縫鋼管(GB8713-88)是制造液壓和氣動缸筒用的具有精密內徑尺寸的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。
14.冷拔或冷軋精密無縫鋼管(GB3639-2000)是用于機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。
選用精密無縫鋼管制造機械結構或液壓設備等,可以大大節(jié)約機械加工工時,提高材料利用率,同時有利于提高產品質量。
15.結構用不銹鋼無縫鋼管(GB/T14975-2002)是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫(yī)療、食品、機械等工業(yè)的耐腐蝕管道和結構件及零件的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫鋼管。
16.流體輸送用不銹鋼無縫鋼管(GB/T14976-2002)是用于輸送流體的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫鋼管。
17.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構件、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,可以大大減輕結構重量,節(jié)約鋼材。
5310高壓鍋爐管
GB5310高壓鍋爐管:主要用來制造高壓及其以上壓力的蒸汽鍋爐管道等用的優(yōu)質碳素結構
概述
鋼、合金結構鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管、這些鍋爐管經(jīng)黨處于高溫和高壓下工作、管子在高溫煙氣和水蒸汽的作用下還會發(fā)生氧化和腐蝕,因此要求鋼管有高的持久強度、高的抗氧化性能,并具有良好的組織穩(wěn)定性,采用鋼號有:優(yōu)質碳素結構鋼鋼號有20g、20mng、25mng;合金結構鋼鋼號15mog、20mog、12crmog、15crmog、12cr2mog、12crmovg、12cr3movsitib等;有銹耐熱鋼常用1cr18ni9、1cr18ni11nb高壓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。高壓鍋爐管是鍋爐管的一種,屬于無縫鋼管類別。制造方法與無縫管相同,但對制造鋼管所用的鋼種有嚴格的要求。高壓鍋爐管使用時經(jīng)常處于高溫和高壓條件,管子在高溫煙氣和水蒸氣的作用下,會發(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強度,高的抗氧化腐蝕性能,并有良好的組織穩(wěn)定性。高壓鍋爐管主要用來制造高壓和超高壓鍋爐的過熱器管、再熱器管、導氣管、主蒸汽管等。
低中壓鍋爐管GB3087-1999、高壓鍋爐管GB5310-1999是用于制造各種結構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)質碳素結構鋼熱軋和冷拔(軋)無縫鋼管。結構用無縫鋼管(GB/T8162-1999)是用于一般結構和機械結構的無縫鋼管。
規(guī)格及外觀質量:GB5310-95《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。
高壓鍋爐鋼管除銹的基本方法:
(1)清洗:利用溶劑、乳劑清洗高壓鍋爐鋼管表面,以達到去除油、油脂、灰塵、潤滑劑和類似的有機物,但它不能去除高壓鍋爐鋼管表面的銹、氧化皮、焊藥等,因此在防腐生產中只作為輔助手段。
(2)工具除銹:主要使用鋼絲刷等工具對高壓鍋爐鋼管表面進行打磨,可以去除松動或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等。手動工具除銹能達到Sa2級,動力工具除銹可達到Sa3級,若高壓鍋爐鋼管表面附著牢固的氧化鐵皮,工具除銹效果不理想,達不到防腐施工要求的錨紋深度
(3)酸洗:一般用化學和電解兩種方法做酸洗處理,管道防腐只采用化學酸洗,可以去除氧化皮、鐵銹、舊涂層,有時可用其作為噴砂除銹后的再處理。化學清洗雖然能使表面達到一定的清潔度和粗糙度,但其錨紋淺,而且易對環(huán)境造成污染。
(4)噴(拋)射除銹:噴(拋)射除銹是通過大功率電機帶動噴(拋)射葉片高速旋轉,使鋼砂、鋼丸、鐵絲段、礦物質等磨料在離心力作用下對鋼管表面進行噴(拋)射處理,不僅可以徹底鐵銹、氧化物和污物,而且高壓鍋爐鋼管在磨料猛烈沖擊和磨擦力的作用下,還能達到所需要的均勻粗糙度。
噴(拋)射除銹后,不僅可以擴大管子表面的物理吸附作用,而且可以增強防腐層與管子表面的機械黏附作用。因此,噴(拋)射除銹是管道防腐的理想除銹方式。一般而言,噴丸(砂)除銹主要用于高壓鍋爐鋼管內表面處理,拋丸(砂)除銹主要用于管子外表面處理。采用噴(拋)射除銹應注意幾個問題。
隨著當前我國經(jīng)濟的發(fā)展,長輸油氣管線是能源保障的重要方式,在輸油(氣)管線防腐施工過程中,高壓鍋爐鋼管的表面除銹也導致了他們使用的壽命因素。確保了防腐層的質量,在同樣設備的基礎上,大大提高工藝水平,降低生產成本。
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