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美标高压锅炉用SA210A-1、SA210C锅炉管、20G锅炉管分析

            
    美标高压锅炉用SA210A-1、SA210C锅炉管20G锅炉管分析比较
    调研发现,目前国内生产的SA210A-1锅炉管在实际的供料中没有单独坯料,通常会以SA210C材质锅炉管20G高压锅炉管代之。为了研究这种替代方式能否满足SA210A-1锅炉管材料标准和产品设计要求,通过对SA210M 标准中SA210A-1、SA210C及GB 5310标准中的20g锅炉管成分和性能的比较分析,提出在SA210A-1小口径锅炉管采购要求中,应增加Mn下限规定的优化意见。

    前 言

    当前参数等级在亚临界及以上的锅炉机组受压件用碳钢高压锅炉管材料主要有3种:20G高压锅炉管、美标SA210A-1高压锅炉管、美标SA210C高压锅炉管,基本用于低温过热器、低温再热器、水冷壁和省煤器等部件中的受热面管,管子金属设计温度通常在350℃~425℃ 。

    由于碳钢的强化元素是C和Mn,而锅炉制造厂从焊接性能考虑通常会严格限制C含量。按ASME中的描述:在规定最大碳含量以下含碳量每降低0.01%,则允许在规定的最大锰含量之上各增加0.06%的含锰量,但最大不得超过1.35%。说明1个碳含量下降带来的强度损失一般需6个锰含量进行弥补,但从当前钢管厂的实际供料中却发现一个有意思的现象:即国内SA210A-1似乎没有成分鲜明的单独坯料,要么以SA210C材质高压锅炉管坯代之,要么以20G高压锅炉管坯代之,这种现象可在表1随机抽取的部分批次SA210A-1、SA210C、20G的成分和性能数据比较中得到直观印象,差异更明显体现在Mn含量上。同样是SA210A-1,表1中的序号6、7、8成分及性能和20G相当,序号9成分及性能和SA210C相当。那么这种替代方式能否保证SA210A-1满足材料标准和产品设计要求呢? 以下遵循标准的脉络并结合产品的使用条件进行分析。

    一、 比较和分析
    (1) SA210A-1和SA210C的比较分析

    SA210A-1是美标ASMESA210M中的钢号,其和SA210C的主要区别在于含C量上,在性能上SA210C材质锅炉管的强度比SA210A-1材质锅炉管的强度约高10%,其在设计温度350℃~425℃区间的设计许用应力比SA210A-1高10%,即表明相同工况条件下,SA210C高压锅炉管管材壁厚可比SA210A-1材质高压锅炉管减少约10%,故SA210A-1用SA210C坯料即意味壁厚裕量可增多10% 。
    (2)SA210A-1和20G的比较分析

    20G是GB5310-2008中的钢号,单从成分列表看,20G高压锅炉管和美标SA210A-1高压锅炉管成分有兼容区域,似乎二者可互相替代,但从高温屈服和许用应力看,SA210A-1的高温屈服较20G高10%以上,SA210A-1在350℃~425℃区间的设计许用应力比20G平均高约10%,这说明SA210A-1美标高压锅炉管选用20G高压锅炉管坯料,从性能上来说是以低代高,如果原SA210A-1锅炉管的壁厚裕量不充分的话,是隐含一定风险的。
    二、 印 证

    GB5310自1995版起参照国外常用标准,增加了相应钢牌号,如相对于SA210A-1增加的钢号是20MnG,相对于SA210C增加的钢号是25MnG。作为典型的生产型标准,GB5310结合国内锅炉用钢的使用特点,对原ASME牌号的宽泛要求进行了细化和限定,主要表现在规定了C和Mn的成分区间,特别是Mn的下限提升至0.7%,较20G的Mn上限更高。

    高压锅炉钢管
    主要用来制造高压及其以上压力的蒸汽锅炉管道等用的优质碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐热钢无缝钢管、这些锅炉管经常处于高温和高压下工作、管子在高温烟气和水蒸汽的作用下还会发生氧化和腐蚀,因此要求钢管有高的持久强度、高的抗氧化性能,并具有良好的组织稳定性,采用钢号有:优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG;合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等;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。
    产品名称:高压锅炉管、高压合金管 
    3087锅炉管gb5310高压高炉管合金管高压合金管
    低中压锅炉管、高压锅炉管、高压合金钢管——开安管业 
    1、低中压锅炉管 材质:10#、20#、16Mn  标准:GB3087-2008   
                    规格:∮ 16-824*2-65  
                    用途:低中压锅炉 过热用管、沸水管、机车 大小 烟管 
    2、高压锅炉管    材质:20G、A106c、ST45.8/3 标准:GB5310-2017、ASTMA106-2008、 
                            DIN17175-2008  
                      规格:∮ 16-824*2-65 
                      用途:高压锅炉用耐热无缝钢管  
    3、高压合金管    材质:15CrMog、12Cr1MoVg、25MnG、10CrMo910(P22)、P91、 
                           1Cr5Mo、Cr9Mo、WB36 
                     标准:GB5310-2017、GB6479-2008、GB9948-2008、ASTMA335、ASTMA213  
                                  JISG3458-2008、JISG3467-2008、DIN17175-2008、 
                     规格:∮6-824×2-65  
                     用途:石油、化工、电力、锅炉行业的耐高温、耐低温、耐腐蚀用 无缝钢管。

    销售:0635-8880628  8880629

    联系人:夏经理13616380488  15275837798

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