高压锅炉管是用于高压及以上参数锅炉的关键管材,核心要求是耐高温、耐高压、抗腐蚀,主要输送高温高压蒸汽,是电站锅炉的“生命线”。以合金钢管为主,常见牌号为20G、15CrMoG、12Cr1MoVG等。20G为优质碳钢,适用于中高压;15CrMoG含铬钼合金,耐高温蠕变;12Cr1MoVG添加钒元素,高温强度和韧性更优。
1. 15CrMoG:适配高压工况(≤540℃/10 - 14MPa),成本低且技术成熟,含铬、钼元素,能在500 - 540℃下稳定工作,适合常规高压锅炉的受热面和蒸汽管道。
2. 12Cr1MoVG:面向超高压/亚临界工况(540 - 570℃/17 - 20MPa),添加钒元素提升蠕变强度,碳含量0.08% - 0.15%,铬含量0.90% - 1.20%,常用于锅炉过热器、再热器等核心部件。
3. P91(国标10Cr9MoW2VNb):适用于超临界工况(580 - 600℃/24 - 28MPa),属于9%Cr马氏体合金钢,抗蠕变性能最优,是超临界机组主蒸汽管道的常用材质。
4. P92/P122:针对超超临界工况(≥600℃/28 - 35MPa),相比P91添加更多钨元素,持久强度提升10%,适配高参数火电、大型电站的极端高温高压场景。
5. 304H/347H执行标准:严格遵循GB/T 5310-2017(高压锅炉用无缝钢管),对尺寸精度、力学性能、金相组织、无损检测(超声、涡流、水压试验)要求极高,需确保在高温高压下长期安全运行。:属于奥氏体不锈钢,适配含硫、氯等腐蚀工况,服役温度550 - 650℃,能有效抵御腐蚀介质侵蚀,保障锅炉在复杂介质环境下的使用寿命。
高压锅炉管主要变形工序为:穿孔、连轧、微张力定(减)径,采用控轧工艺的关键是合理分配工序延伸率及道次延伸率,对高压锅炉管,必须满足“终轧温度高于钢材上临界温度(As),且管子经过空冷”,材料经DT1000膨胀仪加热到奥氏体化温度880℃后,以200℃/h速度冷却,经测定,此材料的A温度为725℃。
在满足终轧温度高于725℃的前提下,各工序主要变形特点及控轧工艺措施如下。
(1)斜轧穿孔。斜轧穿孔因受三向应力的作用,变形过程中存在着两种变形,即基本变形(宏观变形),附加变形(不均匀变形)。延伸变形、切向变形和径向变形(壁厚压缩)。壁厚压缩这三种变形都是宏观变形,表示外观形状和尺寸变化。附加变形是指材料内部的变形,包括扭转变形、纵向剪切变形,是由于金属各部分的变形不均匀产生的,附加变形会带来一系列的后果,如造成变形能量增加,以及由于附加变形所引起的附加应力,容易导致毛管内、外表面和内部产生缺陷等。因此,斜轧穿孔变形量应适中,管坯经斜轧穿孔后,毛管延伸系数应控制在1.72~3.66,管坯延伸系数控制在 2.45 左右;为便于生产设备调试,同一断面的管坯经斜轧穿孔后具有相同的外径,其扩径率最大为11%,变形过程伴有升温,采用机架间冲淋水管对毛管冲水加强降温,温度控制在1070~1 150 ℃。
(2)连轧。穿孔后毛管经5机架PQF限动芯棒连轧管机轧管,每个轧辊由1台电机单独驱动。连轧管机机架采用伺服液压压下控制,实现辊缝调整模型化。连轧采用“高温大压下”,延伸系数控制在1.60~3.67,此规格管坯延伸率控制在3.0左右,并合理分配道次延伸率(12);保证在奥氏体再结晶区域内完成大变形,连轧温度控制在1020一1140℃.执行标准:严格遵循GB/T 5310-2017(高压锅炉用无缝钢管),对尺寸精度、力学性能、金相组织、无损检测(超声、涡流、水压试验)要求极高,需确保在高温高压下长期安全运行.


