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鍋爐鋼板的常識(shí)，什么是鍋爐鋼板

作者:lanzhou 時(shí)間：2019-09-22 22:45:38

鍋爐鋼板主要是指用來(lái)制造過(guò)熱器、主蒸汽管和鍋爐火室受熱面用的熱軋中厚板材料，主要材質(zhì)有優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼及低合金耐熱鋼，常用的鍋爐鋼有平爐冶煉的低碳鎮(zhèn)靜鋼或電爐冶煉的低碳鋼，含碳量Wc在0.16%-0.26%范圍內(nèi)。由于鍋爐鋼板處于中溫（350oC以下）高壓狀態(tài)下工作，除承受較高壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣的腐蝕，對(duì)鍋爐鋼的性能要求主要是有良好的焊接及冷彎性能、一定的高溫強(qiáng)度和耐堿性腐蝕、耐氧化等。　　鍋爐及壓力容器用板主要鋼號(hào)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 　?。?）鍋爐板主要鋼號(hào)有：20g、16Mng、15CrMoVg、19Mng、22Mng 　?。?）壓力容器用板主要鋼號(hào)有：20R、16MnR、15MnNbR、15MnVNR 　?。?）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB713-1997、GB6654-1996 　　鍋爐及壓力容器用板的主要用途　　鍋爐鋼板廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、鍋爐等行業(yè)，用于制作反應(yīng)器、換熱器、分離器、球罐、油氣罐、液化氣罐、核能反應(yīng)堆壓力殼、鍋爐汽包、液化瓶、水電站高壓水管、水輪渦殼等設(shè)備及構(gòu)件鍋爐鋼板是鍋爐制造中非常關(guān)鍵的材料之一。超臨界火電機(jī)組鍋爐的發(fā)展,對(duì)鍋爐鋼板的性能提出了更高的要求。鍋爐新材料的應(yīng)用是由材料標(biāo)準(zhǔn)作為載體而實(shí)施的。對(duì)比分析我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)ASME 材料標(biāo)準(zhǔn)之間存在的差距,制定適合我國(guó)火電機(jī)組發(fā)展的先進(jìn)的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)是發(fā)展方向。關(guān)鍵詞: 鍋爐鋼板;性能;標(biāo)準(zhǔn);ASME; 超臨界中圖分類號(hào): TG335. 5 　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 　文章編號(hào): 1003 -0514(2005)04 -0037 -05 The comparison and development of the standard of Chinese and American boiler plate ZHANG Xian( Babcock & Wilcox Beijing Company , Beijing 100001 , China )HUANG Ying( China Metallurgical Information & Standardization Research Institute , Beijing 100730 , China ) Abstract : Boiler plate is the important material of making boiler. The development of boiler of supercritical thermal power generator makes the claim for the capability of boiler plate. The application of the new material takes effect on the basis of material standard as a carrier. Compare and analyse the differences between Chinese and American ASME materials and de2 velop the boiler plate standard fit for our thermal power generator networks. Key words : boilerplate; capability; standard;ASME; supercritical 0 　前言臨界火電技術(shù)的最現(xiàn)實(shí)的途徑,但是只有充分了解掌近年來(lái)火電機(jī)組向大型化、高參數(shù)化發(fā)展的趨勢(shì)握國(guó)際上那些技術(shù)成熟的新材料,并將其納入我國(guó)電日益明顯,超臨界參數(shù)的火電機(jī)組已經(jīng)在我國(guó)大量設(shè)站鍋爐用鋼標(biāo)準(zhǔn),建立適合我國(guó)火電機(jī)組發(fā)展的先進(jìn)計(jì)建造。作為火電機(jī)組三大主機(jī)之一的鍋爐,對(duì)其所的鍋爐用鋼體系,促進(jìn)新型鍋爐用鋼國(guó)產(chǎn)化,才是發(fā)使用鋼的耐高溫高壓、耐腐蝕、性能穩(wěn)定等方面提出展我國(guó)超臨界火電機(jī)組的關(guān)鍵。了更高的要求。新型鍋爐用鋼的研制、開發(fā)與應(yīng)用, 鍋爐鋼板是鍋爐制造中非常關(guān)鍵的材料之一,主一直是火電機(jī)組發(fā)展所面臨的重大課題,各國(guó)均投入要是指用來(lái)制造鍋爐中的鍋殼、鍋筒、集箱端蓋、支吊了大量的人力、物力從事相關(guān)的研究工作。架等重要部件用的熱軋專用碳素鋼和低合金耐熱鋼我國(guó)火電機(jī)組鍋爐用鋼的開發(fā),近幾十年來(lái)幾乎中厚鋼板材料。鍋爐鋼板常常處于中、高溫和高壓狀處于完全停滯狀態(tài)。目前超臨界火電機(jī)組,甚至包括態(tài)下工作,除承受較高溫度和壓力外,還受到?jīng)_擊,疲部分亞臨界機(jī)組鍋爐中的許多關(guān)鍵材料完全依賴進(jìn)勞載荷及水和氣的腐蝕,工作條件較差。如果鍋爐在口。新材料的開發(fā)和應(yīng)用是鍋爐制造取得技術(shù)進(jìn)步使用過(guò)程中發(fā)生破壞性事故,將會(huì)造成嚴(yán)重的損失。的基礎(chǔ),新材料是由材料標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件作為載體而因此鍋爐鋼板必須具有良好的物理性能、力學(xué)性能和實(shí)施的。雖然從國(guó)外購(gòu)買先進(jìn)材料是現(xiàn)階段發(fā)展超可加工性,并在材料標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條款中給予嚴(yán)格的規(guī) 　　收稿日期:2005-06-20 作者簡(jiǎn)介:張顯,高級(jí)工程師,1985 年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)材料工程系,現(xiàn)工作于北京巴威公司工程部。 . 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 定,以滿足其使用中的安全。美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME) 負(fù)責(zé)制訂、頒布和實(shí)施的鍋爐壓力容器技術(shù)規(guī)范,它不僅是統(tǒng)一的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 同時(shí)也是國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)系統(tǒng)。ASME 規(guī)范第II 卷材料篇,主要引用了美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM) 的相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)和材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。在ASME 規(guī)范中允許使用的材料一般來(lái)說(shuō)必須按照第II 卷的材料標(biāo)準(zhǔn)供貨。因此,只有認(rèn)真研究ASME 材料標(biāo)準(zhǔn),并與我國(guó)鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比與分析,找出之間的差距,才能建立適合我國(guó)超臨界火電機(jī)組發(fā)展的完善的鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)體系。 1 　常用鍋爐鋼板及性能要求從材料上來(lái)分,鍋爐鋼板可分為專用碳素鋼板和低合金耐熱鋼板兩類。鍋爐鋼板所用的材料對(duì)化學(xué)成分,特別是對(duì)磷、硫等有害元素和鉻、鎳、銅等殘余元素有嚴(yán)格的控制;冶煉時(shí)還應(yīng)進(jìn)行良好的脫氧和去除非金屬夾雜物,以保證良好的塑性和韌性;組織結(jié)構(gòu)要求均勻,晶粒度控制在一定范圍內(nèi)(通常希望晶粒度在3～7 級(jí)之間);對(duì)表面質(zhì)量和內(nèi)部缺陷也有嚴(yán)格的要求;此外常溫和高溫力學(xué)性能必須保證。根據(jù)工作條件不同,鍋爐鋼板又可分為制造室溫及中溫承壓部件鋼板和制造高溫承壓部件鋼板兩大類。室溫及中溫(蠕變溫度以下) 用鍋爐鋼板,大多采用碳素鋼,包括碳鋼、碳錳鋼、碳錳硅鋼等,即GB713 -1997 鍋爐用鋼板中的20g 、22Mng 、16Mng 、19Mng 鋼,以及美國(guó)ASME SA -515ΠSA -515M 中高溫壓力容器用碳鋼板、SA-299ΠSA -299M 壓力容器用碳錳硅鋼板等。主要用于制造鍋爐的鍋筒、中溫以下集箱端蓋等承壓部件。要求其應(yīng)具有較高的室溫強(qiáng)度;良好的沖擊韌性和較低的缺口敏感性;由于鍋筒等部件在加工時(shí)需要大量的冷變形,因此還要具有良好的時(shí)效韌性;另外還要具備良好的加工工藝性和焊接性能;以及良好的低倍組織等。高溫(蠕變溫度以上) 用鍋爐鋼板,一般采用低合金耐熱鋼,常用有鉻鉬鋼、鉻鉬釩鋼、鉻鉬鎢鋼等。例如GB713 -1997 鍋爐用鋼板中的15CrMog 、12Cr1MoVg , 以及美國(guó)ASME SA -387ΠSA387 -M 壓力容器用鉻-鉬合金鋼板中的Gr22 、Gr91 和ASME SA -1017ΠSA1017 -M 壓力容器用鉻-鉬-鎢合金鋼板中的Gr23 、Gr911 、Gr122 鋼等。主要是用以制造高溫集箱封頭端蓋、蒸汽管道堵板等高溫承壓部件。要求其必須具有足夠的高溫持久強(qiáng)度和持久塑性;良好的高溫組織穩(wěn)定性;良好的高溫抗氧化性(耐熱性);以及良好的冷熱加工工藝性(主要指冷彎變形和可焊接性) 等。 2 　鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析對(duì)鍋爐制造行業(yè)來(lái)說(shuō),ASME 無(wú)疑是世界上最權(quán)威、最先進(jìn)、最完善的建造規(guī)范。我國(guó)的鍋爐行業(yè)在引進(jìn)超臨界火電機(jī)組鍋爐的制造技術(shù)時(shí),幾乎無(wú)一例外的采用了美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME) 制訂、頒布和實(shí)施的鍋爐壓力容器技術(shù)規(guī)范。現(xiàn)階段我國(guó)的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)體系分為通用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)兩層,通用標(biāo)準(zhǔn)包括GBΠT247 鋼板和鋼帶檢驗(yàn)、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書的一般規(guī)定和GBΠ T14977 熱軋鋼板表面質(zhì)量的一般要求兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)僅GB713 鍋爐用鋼板1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。另外我國(guó)還有一個(gè)壓力容器鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB6654 壓力容器用鋼板, 但因?yàn)槠渑c大型火電機(jī)組鍋爐用鋼板的要求相距甚遠(yuǎn),因此不適合高壓以上大型火電機(jī)組鍋爐上使用。美國(guó)ASME 規(guī)范第II 卷材料A 篇(鐵基材料) 中, 有關(guān)鍋爐和壓力容器用鋼板標(biāo)準(zhǔn)共約44 個(gè),雖然在標(biāo)準(zhǔn)名稱上都稱作“壓力容器用鋼板”,但在每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的第一部分“適用范圍”中,對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)適用于鍋爐還是壓力容器,都做了明確的規(guī)定。所以適用于鍋爐用鋼板的標(biāo)準(zhǔn)大約有9 個(gè),按體系也可以分為兩層, 即通用標(biāo)準(zhǔn)1 個(gè)SA-20ΠSA-20M 壓力容器用鋼板通用要求和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)8 個(gè)SA-202ΠSA -202M 壓力容器用鉻錳硅合金鋼板、SA-204ΠSA -204M 壓力容器用鉬合金鋼板、SA-299ΠSA -299M 壓力容器用碳錳硅鋼板、SA-302ΠSA -302M 壓力容器用錳鉬和錳鉬鎳合金鋼板、SA-387ΠSA -387M 壓力容器用鉻鉬合金鋼板、SA-515ΠSA -515M 中高溫壓力容器用碳鋼板、SA-516ΠSA -516M 常低溫壓力容器用碳鋼板、SA -1017ΠSA -1017M 壓力容器用鉻鉬鎢合金鋼板。另外所有ASME 材料的物理性能、使用溫度和許用應(yīng)力等數(shù)據(jù),都集中放在ASME 規(guī)范第II 卷D 篇材料性能當(dāng)中,使用和查找十分便利。通過(guò)對(duì)比ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)及體系可以看出, 我國(guó)鍋爐鋼板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB713 鍋爐用鋼板中,將不同品種和不同使用要求的鍋爐鋼板,以及鍋爐鋼板的一般性能和高溫特殊性能等都放在一起表述,篇幅煩瑣,對(duì)鍋爐鋼板的性能要求體現(xiàn)不夠。ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的制訂是按材料加以區(qū)分的,每一類材料制訂　第4 期　　　　　　　　　　　　　　　中美鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比及發(fā)展一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容除了規(guī)定了這一類材料的基本性能外,對(duì)具體用途和注意事項(xiàng),以及協(xié)議條款等,在標(biāo)準(zhǔn)中都有非常詳細(xì)的規(guī)定,充分體現(xiàn)了對(duì)鍋爐鋼板的性能要求,技術(shù)性突出,貿(mào)易性明顯。標(biāo)準(zhǔn)體系和內(nèi)容非常清晰,讓人一目了然。用戶在選擇和使用上也很方便。因此,現(xiàn)階段我國(guó)的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)及體系應(yīng)加大力度重新予以制修訂,以適應(yīng)先進(jìn)的超臨界鍋爐技術(shù)的發(fā)展對(duì)鍋爐鋼板的要求。 3 　鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展探討上世紀(jì)80～90 年代,我國(guó)電力制造行業(yè)成功地引進(jìn)了亞臨界參數(shù)鍋爐技術(shù)。為適應(yīng)亞臨界壓力以下鍋爐對(duì)鍋爐鋼板的要求,由鞍山鋼鐵集團(tuán)公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位,對(duì)GB713 -86 鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板進(jìn)行了重新修訂。新修訂并一直沿用至今的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB713 -1997 鍋爐用鋼板。在這個(gè)版本中,除了20g 和16Mng , 新增加了用于制造鍋筒的19Mng (等同于德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)19Mn6) 、22Mng (等同于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SA299) 、13MnNiCrMoNbg (等同于德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BHW355) 等三個(gè)牌號(hào),以及用于高溫集箱端蓋及支吊架等部件的15CrMog 、12Cr1MoVg 兩個(gè)耐熱鋼牌號(hào),其他內(nèi)容也做了一定的修改。新修訂的GB713 -1997 鍋爐用鋼板,不僅基本上滿足了亞臨界壓力以下鍋爐鍋筒、集箱端蓋及其支吊件的要求, 為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn),而且還帶動(dòng)了我國(guó)鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái),隨著世界上超臨界參數(shù)火電機(jī)組的發(fā)展,我國(guó)也開始引進(jìn)并大量設(shè)計(jì)制造超臨界參數(shù)火電機(jī)組。超臨界火電機(jī)組鍋爐大多采用直流循環(huán),螺旋爐膛,用汽水分離器替代了鍋筒汽包,鍋爐中集箱的溫度和壓力更高,更多的使用一些新型的、性能優(yōu)異的耐熱合金鋼。由于對(duì)鍋爐鋼板的性能提出了新的要求,因此一直沿用的GB713 -1997 鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn),其中的一些內(nèi)容和技術(shù)指標(biāo),無(wú)論是與國(guó)外先進(jìn)水平標(biāo)準(zhǔn)相比,還是與鍋爐行業(yè)發(fā)展的相關(guān)要求相比,均存在著一定的差距,主要體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面: 3. 1 　標(biāo)準(zhǔn)水平鍋爐鋼板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB713 -1997 鍋爐用鋼板,采用國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,標(biāo)準(zhǔn)水平只達(dá)到了國(guó)際一般水平。由于鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)屬于重要用途的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),安全可靠性要求嚴(yán)格,制造技術(shù)難度高,而且產(chǎn)量比較大。隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高,鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)繼續(xù)采用國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)采標(biāo)力度,不斷提高標(biāo)準(zhǔn)水平。由于我國(guó)鍋爐鋼板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)只有一個(gè),因此可以按照ASME 規(guī)范第II 卷D 篇材料性能的模式,制訂一份有關(guān)我國(guó)鍋爐鋼板材料力學(xué)性能和物理性能的通用標(biāo)準(zhǔn),也可以將這些材料性能完全放在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB713 中,包括鍋爐設(shè)計(jì)選材時(shí)必須用到的高溫規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度(Rp0. 2) 、高溫持久強(qiáng)度等力學(xué)性能, 以及常用的熱膨脹系數(shù)、彈性模量等物理性能。另外如有可能,還可參照ASME 的方法,按不同材料、用途和性能,將鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)細(xì)分成若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(如專用碳素鋼板、低合金耐熱鋼板等),以適應(yīng)用戶的需要和應(yīng)用。 3. 2 　外形尺寸由于我國(guó)鋼鐵行業(yè)技術(shù)和裝備水平的制約,鍋爐用的寬厚鋼板還幾乎無(wú)法生產(chǎn)。GB713 僅適用于厚度6～150mm 的范圍,而亞臨界鍋爐鍋筒用的鋼板厚度一般都在160～210mm 之間,只能依靠進(jìn)口解決。我們只有提高那些重要用途、技術(shù)含量高的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的水平,才有利于帶動(dòng)整個(gè)鋼鐵工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量提高,才能最終實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,擺脫進(jìn)口的束縛。近年來(lái),鋼鐵行業(yè)在國(guó)家良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式下,正大幅度的提高整體技術(shù)和裝備水平?！笆濉币?guī)劃建設(shè)的寶鋼5 000mm 寬厚板軋機(jī)工程項(xiàng)目,建成投產(chǎn)后其生產(chǎn)的鍋爐鋼板厚度可達(dá)到5～400mm 。作為我國(guó)第一套現(xiàn)代化的特寬幅寬厚板軋機(jī),它的建設(shè)將帶動(dòng)我國(guó)寬厚板生產(chǎn)技術(shù)的跳躍式發(fā)展,對(duì)提升我國(guó)寬厚板產(chǎn)品檔次,增強(qiáng)我國(guó)的綜合國(guó)力,將發(fā)揮積極作用。我們應(yīng)抓住國(guó)內(nèi)鋼鐵技術(shù)和鍋爐制造技術(shù)取得突破性進(jìn)步這個(gè)機(jī)會(huì),將新技術(shù)和新要求納入鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn),并向國(guó)際先進(jìn)水平標(biāo)準(zhǔn)靠攏,提高我國(guó)鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平。 3. 3 　材料牌號(hào) 材料標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件是材料應(yīng)用的載體。隨著火電機(jī)組參數(shù)的提高,鍋爐制造水平不斷進(jìn)步,ASME 會(huì)隨著每三年一次修訂和每年的增補(bǔ), 根據(jù)建造ASME 規(guī)范產(chǎn)品的需要和冶金技術(shù)的發(fā)展,適當(dāng)?shù)卦谠袖摲N基礎(chǔ)上新納入和增加代表當(dāng)今世界最新材料技術(shù)水平的新型材料。例如,為適應(yīng)超臨界鍋爐集箱封頭端蓋和支吊架等部件對(duì)耐熱鋼板的要求,最新的2004 版ASME 規(guī)范第II 卷材料A 篇中,新制訂了SA -1017ΠSA -1017M 壓力容器用鉻-鉬-鎢合金鋼板標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)在新型材料的納標(biāo)上爐鋼板材料幾乎沒有納入。顯得滯后,往往跟不上鍋爐制造技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)行的GB713 -1997 鍋爐用鋼板與ASME 鍋爐鋼板標(biāo)GB713 -1997 鍋爐用鋼板已經(jīng)使用了8 年之久,材料準(zhǔn)中材料牌號(hào)之間的對(duì)比,見表1 所示。品種偏少,供用戶選擇的余地小,特別是高溫用的鍋表1 　GB713 與ASME 鍋爐鋼板材料牌號(hào)對(duì)比品種材料 GB713 標(biāo)準(zhǔn) 材料 ASME 標(biāo)準(zhǔn) 碳錳鋼 -16Mng GB713 -1997 鍋爐用鋼板 SA516 -55 SA516 -60 SA -516ΠSA -516M 常低溫壓力容器用碳鋼板 - SA516 -65 19Mng SA516 -70 20g - SA515 -60 SA515 -65 SA -515ΠSA -515M 中高溫壓力容器用碳鋼板 22Mng SA515 -70 錳鉻錳鉬鋼 22Mng ---13MnNiMoNbg SA -299 SA -202 GrA 、GrB SA -204 GrA 、GrB 、GrC SA -302 GrA 、GrB 、GrC 、GrD SA -299ΠSA -299M 壓力容器用碳錳硅鋼板SA -202ΠSA -202M 壓力容器用鉻錳硅合金鋼板SA -204ΠSA -204M 壓力容器用鉬合金鋼板SA -302ΠSA -302M 壓力容器用錳鉬和錳鉬鎳合金鋼板等同于德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BHW355 　　　　　　　　　鉻鉬鋼 -15CrMog SA -387Gr2 SA -387Gr12 SA -387ΠSA -387M 壓力容器用鉻鉬合金鋼板 SA -387Gr11 - SA -387Gr22 、22L - SA -387Gr21 、21L - SA -387Gr5 - SA -387Gr9 - SA -387Gr91 - SA -387Gr911 12Cr1MoVg - -- SA -1017Gr23 SA -1017Gr911 SA -1017ΠSA -1017M 壓力容器用鉻鉬鎢合金鋼板 - SA -1017Gr122 通過(guò)表1 對(duì)比可以看出,用于室溫及中溫(蠕變溫度以下) 的碳錳系列鍋爐鋼板, GB713 共收納了5 個(gè)牌號(hào),可以滿足亞臨界以下火電機(jī)組鍋爐中汽包鍋筒、水冷壁集箱端蓋、以及低溫過(guò)熱器和省煤器集箱端蓋、支吊架等零部件的需要。對(duì)于ASME 中的錳鉻、錳鉬等系列標(biāo)準(zhǔn)中的鋼板牌號(hào),我國(guó)火電機(jī)組鍋爐基本不使用,因此不需要納入我國(guó)鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)。用于高溫( 蠕變溫度以上) 的鉻鉬系列鍋爐鋼板, GB713 -1997 中牌號(hào)只有2 個(gè)。其中15CrMog 最高使用溫度為550 ℃,12Cr1MoVg 最高使用溫度為565 ℃。而超臨界火電機(jī)組鍋爐中的高溫過(guò)熱器和再熱器集箱等部件的金屬壁溫已經(jīng)達(dá)到600 ℃以上,15CrMog 和12Cr1MoVg 已經(jīng)達(dá)不到要求,因此應(yīng)將ASME 標(biāo)準(zhǔn)中那些可以使用在600 ℃及以上的材料SA -387Gr22Π 22L 、SA -387Gr91 、SA -387Gr911 、SA -1017Gr122 等, 納入我國(guó)的鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn),以適應(yīng)超臨界火電機(jī)組鍋爐技術(shù)的發(fā)展,提升我國(guó)冶金和機(jī)電產(chǎn)品的整體水平。 3. 4 　技術(shù)要求GB713 -1997 規(guī)定的技術(shù)要求,與ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的技術(shù)要求對(duì)比,見表2 。從表2 中可以看出,ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求,除了化學(xué)成分和基本的力學(xué)性能必須保證外,其余大多是供不同的用戶在不同的使用中,對(duì)鋼板的技術(shù)要求做出不同選擇的協(xié)議項(xiàng)目。ASME 充分體現(xiàn)了以市場(chǎng)為導(dǎo)向,以用戶需求為目標(biāo)的世界先　第4 期　　　　　　　　　　　　　　　中美鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比及發(fā)展進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)思想。而我國(guó)的鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)顯得微量元素、冶煉、鍛造、熱處理、金相組織等各種因素計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制痕跡較重,起草和制修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí),對(duì)標(biāo)的變化而變化的,它是一個(gè)幫助分析、判斷材料的工準(zhǔn)所使用的行業(yè)特點(diǎn)沒有清楚的反映出來(lái),對(duì)用戶真藝和質(zhì)量水平的有效方法。另外,當(dāng)鍋爐運(yùn)行一段時(shí)正需要的技術(shù)要求和保證條款調(diào)查和重視不夠,沒有間后,通過(guò)材料的冷脆轉(zhuǎn)變溫度的變化情況,還可以達(dá)到生產(chǎn)型標(biāo)準(zhǔn)向貿(mào)易型標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變的功效。幫助預(yù)測(cè)鍋爐的運(yùn)行壽命。因此在GB713 當(dāng)中,應(yīng) 根據(jù)表2 的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),ASME 鋼板標(biāo)準(zhǔn)都將將落錘試驗(yàn)或系列沖擊試驗(yàn),以及鉻鉬鋼的硬度試驗(yàn)落錘試驗(yàn)作為鋼板技術(shù)要求中的協(xié)議項(xiàng)目,這是因?yàn)榈茸鳛閰f(xié)議條款給出,方便用戶在不同的使用條件下鍋爐鋼板冷脆轉(zhuǎn)變溫度的高低是隨材料的化學(xué)成分、進(jìn)行選擇。表2 　GB713 與ASME 鍋爐鋼板技術(shù)要求對(duì)比技術(shù)指標(biāo) GB713 SA202 SA204 SA299 SA302 SA387 SA515 SA516 SA1017 化學(xué)成分 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 交貨狀態(tài) Δ Δ √〔注2〕 √〔注3〕 √〔注3〕 √ √〔注3〕 √〔注2〕 √ 常溫拉伸 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 常溫沖擊 √ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 時(shí)效沖擊 √〔注1〕 Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 冷彎試驗(yàn) √ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 表面質(zhì)量 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 無(wú)損探傷 Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 厚度方向拉伸 Δ N N N N N N N N 高溫拉伸 Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 落錘試驗(yàn) N Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 磁粉檢驗(yàn) N Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 奧氏體晶粒度 N N N N N √〔注4〕 Δ N N 硬度 N N N N N N N N √ 〔注1〕:僅對(duì)20g 和16Mng 有要求。〔注2〕:厚度大于40mm 的鋼板必須正火處理。〔注3〕:厚度大于50mm 的鋼板必須正火處理。〔注4〕:僅對(duì)Gr2 鋼板有要求?！?規(guī)定或必檢項(xiàng)目;Δ:協(xié)議項(xiàng)目;N: 沒有規(guī)定 4 　結(jié)束語(yǔ) 材料是火電機(jī)組鍋爐建造的基礎(chǔ)和技術(shù)核心之一。美國(guó)ASME 規(guī)范把材料及其標(biāo)準(zhǔn)列為第二卷,作為整個(gè)規(guī)范的一個(gè)重要組成部分。ASME 鋼材標(biāo)準(zhǔn)不僅是鋼材生產(chǎn)部門的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),而且是鋼材使用單位(設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)) 在選用、采購(gòu)、驗(yàn)收、檢驗(yàn)、加工時(shí)的依據(jù)。ASME 鋼材標(biāo)準(zhǔn)是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模式下,由供需雙方共同編制,且以反映鋼材使用者的要求為主的標(biāo)準(zhǔn)。ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)看似十分繁多,但仔細(xì)分析卻又體系明確、聯(lián)系緊密、互相呼應(yīng)、配套性強(qiáng), 是鍋爐建造中不可缺少的一部分。相對(duì)比較而言,我國(guó)鍋爐鋼板僅有GB713 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),其中的材料品種、牌號(hào)、等級(jí)等,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于ASME 規(guī)范,使用上受到很大局限性。另外,我國(guó)過(guò)去是在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下,主要以供方為主編制鋼材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),沒有更全面地反映鋼材使用者的要求和反映鍋爐建造的要求,因此鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)在許多方面還不能滿足用戶需求。中國(guó)鍋爐制造行業(yè)和冶金行業(yè)需要共同努力,深入分析、理解ASME 規(guī)范等世界先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),找出我國(guó)鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的不足,明確發(fā)展方向。今后應(yīng)繼續(xù)加大采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的力度,積極促進(jìn)ASME 規(guī)范中國(guó)化和ASME 鋼材國(guó)產(chǎn)化,制修訂出適合我國(guó)火電機(jī)組鍋爐技術(shù)發(fā)展的先進(jìn)的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn),提升我國(guó)鍋爐制造行業(yè)和冶金行業(yè)的整體水平, 更好的為經(jīng)濟(jì)鍋爐鋼板主要是指用來(lái)制造過(guò)熱器、主蒸汽管和鍋爐火室受熱面用的熱軋中厚板材料，主要材質(zhì)有優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼及低合金耐熱鋼，常用的鍋爐鋼有平爐冶煉的低碳鎮(zhèn)靜鋼或電爐冶煉的低碳鋼，含碳量Wc在0.16%-0.26%范圍內(nèi)。由于鍋爐鋼板處于中溫（350oC以下）高壓狀態(tài)下工作，除承受較高壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣的腐蝕，對(duì)鍋爐鋼的性能要求主要是有良好的焊接及冷彎性能、一定的高溫強(qiáng)度和耐堿性腐蝕、耐氧化等。　　鍋爐及壓力容器用板主要鋼號(hào)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 　?。?）鍋爐板主要鋼號(hào)有：20g、16Mng、15CrMoVg、19Mng、22Mng 　?。?）壓力容器用板主要鋼號(hào)有：20R、16MnR、15MnNbR、15MnVNR 　?。?）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB713-1997、GB6654-1996 　　鍋爐及壓力容器用板的主要用途　　鍋爐鋼板廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、鍋爐等行業(yè)，用于制作反應(yīng)器、換熱器、分離器、球罐、油氣罐、液化氣罐、核能反應(yīng)堆壓力殼、鍋爐汽包、液化瓶、水電站高壓水管、水輪渦殼等設(shè)備及構(gòu)件鍋爐鋼板是鍋爐制造中非常關(guān)鍵的材料之一。超臨界火電機(jī)組鍋爐的發(fā)展,對(duì)鍋爐鋼板的性能提出了更高的要求。鍋爐新材料的應(yīng)用是由材料標(biāo)準(zhǔn)作為載體而實(shí)施的。對(duì)比分析我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)ASME 材料標(biāo)準(zhǔn)之間存在的差距,制定適合我國(guó)火電機(jī)組發(fā)展的先進(jìn)的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)是發(fā)展方向。關(guān)鍵詞: 鍋爐鋼板;性能;標(biāo)準(zhǔn);ASME; 超臨界中圖分類號(hào): TG335. 5 　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 　文章編號(hào): 1003 -0514(2005)04 -0037 -05 The comparison and development of the standard of Chinese and American boiler plate ZHANG Xian( Babcock & Wilcox Beijing Company , Beijing 100001 , China )HUANG Ying( China Metallurgical Information & Standardization Research Institute , Beijing 100730 , China ) Abstract : Boiler plate is the important material of making boiler. The development of boiler of supercritical thermal power generator makes the claim for the capability of boiler plate. The application of the new material takes effect on the basis of material standard as a carrier. Compare and analyse the differences between Chinese and American ASME materials and de2 velop the boiler plate standard fit for our thermal power generator networks. Key words : boilerplate; capability; standard;ASME; supercritical 0 　前言臨界火電技術(shù)的最現(xiàn)實(shí)的途徑,但是只有充分了解掌近年來(lái)火電機(jī)組向大型化、高參數(shù)化發(fā)展的趨勢(shì)握國(guó)際上那些技術(shù)成熟的新材料,并將其納入我國(guó)電日益明顯,超臨界參數(shù)的火電機(jī)組已經(jīng)在我國(guó)大量設(shè)站鍋爐用鋼標(biāo)準(zhǔn),建立適合我國(guó)火電機(jī)組發(fā)展的先進(jìn)計(jì)建造。作為火電機(jī)組三大主機(jī)之一的鍋爐,對(duì)其所的鍋爐用鋼體系,促進(jìn)新型鍋爐用鋼國(guó)產(chǎn)化,才是發(fā)使用鋼的耐高溫高壓、耐腐蝕、性能穩(wěn)定等方面提出展我國(guó)超臨界火電機(jī)組的關(guān)鍵。了更高的要求。新型鍋爐用鋼的研制、開發(fā)與應(yīng)用, 鍋爐鋼板是鍋爐制造中非常關(guān)鍵的材料之一,主一直是火電機(jī)組發(fā)展所面臨的重大課題,各國(guó)均投入要是指用來(lái)制造鍋爐中的鍋殼、鍋筒、集箱端蓋、支吊了大量的人力、物力從事相關(guān)的研究工作。架等重要部件用的熱軋專用碳素鋼和低合金耐熱鋼我國(guó)火電機(jī)組鍋爐用鋼的開發(fā),近幾十年來(lái)幾乎中厚鋼板材料。鍋爐鋼板常常處于中、高溫和高壓狀處于完全停滯狀態(tài)。目前超臨界火電機(jī)組,甚至包括態(tài)下工作,除承受較高溫度和壓力外,還受到?jīng)_擊,疲部分亞臨界機(jī)組鍋爐中的許多關(guān)鍵材料完全依賴進(jìn)勞載荷及水和氣的腐蝕,工作條件較差。如果鍋爐在口。新材料的開發(fā)和應(yīng)用是鍋爐制造取得技術(shù)進(jìn)步使用過(guò)程中發(fā)生破壞性事故,將會(huì)造成嚴(yán)重的損失。的基礎(chǔ),新材料是由材料標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件作為載體而因此鍋爐鋼板必須具有良好的物理性能、力學(xué)性能和實(shí)施的。雖然從國(guó)外購(gòu)買先進(jìn)材料是現(xiàn)階段發(fā)展超可加工性,并在材料標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條款中給予嚴(yán)格的規(guī) 　　收稿日期:2005-06-20 作者簡(jiǎn)介:張顯,高級(jí)工程師,1985 年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)材料工程系,現(xiàn)工作于北京巴威公司工程部。 . 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 定,以滿足其使用中的安全。美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME) 負(fù)責(zé)制訂、頒布和實(shí)施的鍋爐壓力容器技術(shù)規(guī)范,它不僅是統(tǒng)一的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 同時(shí)也是國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)系統(tǒng)。ASME 規(guī)范第II 卷材料篇,主要引用了美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM) 的相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)和材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。在ASME 規(guī)范中允許使用的材料一般來(lái)說(shuō)必須按照第II 卷的材料標(biāo)準(zhǔn)供貨。因此,只有認(rèn)真研究ASME 材料標(biāo)準(zhǔn),并與我國(guó)鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比與分析,找出之間的差距,才能建立適合我國(guó)超臨界火電機(jī)組發(fā)展的完善的鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)體系。 1 　常用鍋爐鋼板及性能要求從材料上來(lái)分,鍋爐鋼板可分為專用碳素鋼板和低合金耐熱鋼板兩類。鍋爐鋼板所用的材料對(duì)化學(xué)成分,特別是對(duì)磷、硫等有害元素和鉻、鎳、銅等殘余元素有嚴(yán)格的控制;冶煉時(shí)還應(yīng)進(jìn)行良好的脫氧和去除非金屬夾雜物,以保證良好的塑性和韌性;組織結(jié)構(gòu)要求均勻,晶粒度控制在一定范圍內(nèi)(通常希望晶粒度在3～7 級(jí)之間);對(duì)表面質(zhì)量和內(nèi)部缺陷也有嚴(yán)格的要求;此外常溫和高溫力學(xué)性能必須保證。根據(jù)工作條件不同,鍋爐鋼板又可分為制造室溫及中溫承壓部件鋼板和制造高溫承壓部件鋼板兩大類。室溫及中溫(蠕變溫度以下) 用鍋爐鋼板,大多采用碳素鋼,包括碳鋼、碳錳鋼、碳錳硅鋼等,即GB713 -1997 鍋爐用鋼板中的20g 、22Mng 、16Mng 、19Mng 鋼,以及美國(guó)ASME SA -515ΠSA -515M 中高溫壓力容器用碳鋼板、SA-299ΠSA -299M 壓力容器用碳錳硅鋼板等。主要用于制造鍋爐的鍋筒、中溫以下集箱端蓋等承壓部件。要求其應(yīng)具有較高的室溫強(qiáng)度;良好的沖擊韌性和較低的缺口敏感性;由于鍋筒等部件在加工時(shí)需要大量的冷變形,因此還要具有良好的時(shí)效韌性;另外還要具備良好的加工工藝性和焊接性能;以及良好的低倍組織等。高溫(蠕變溫度以上) 用鍋爐鋼板,一般采用低合金耐熱鋼,常用有鉻鉬鋼、鉻鉬釩鋼、鉻鉬鎢鋼等。例如GB713 -1997 鍋爐用鋼板中的15CrMog 、12Cr1MoVg , 以及美國(guó)ASME SA -387ΠSA387 -M 壓力容器用鉻-鉬合金鋼板中的Gr22 、Gr91 和ASME SA -1017ΠSA1017 -M 壓力容器用鉻-鉬-鎢合金鋼板中的Gr23 、Gr911 、Gr122 鋼等。主要是用以制造高溫集箱封頭端蓋、蒸汽管道堵板等高溫承壓部件。要求其必須具有足夠的高溫持久強(qiáng)度和持久塑性;良好的高溫組織穩(wěn)定性;良好的高溫抗氧化性(耐熱性);以及良好的冷熱加工工藝性(主要指冷彎變形和可焊接性) 等。 2 　鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析對(duì)鍋爐制造行業(yè)來(lái)說(shuō),ASME 無(wú)疑是世界上最權(quán)威、最先進(jìn)、最完善的建造規(guī)范。我國(guó)的鍋爐行業(yè)在引進(jìn)超臨界火電機(jī)組鍋爐的制造技術(shù)時(shí),幾乎無(wú)一例外的采用了美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME) 制訂、頒布和實(shí)施的鍋爐壓力容器技術(shù)規(guī)范。現(xiàn)階段我國(guó)的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)體系分為通用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)兩層,通用標(biāo)準(zhǔn)包括GBΠT247 鋼板和鋼帶檢驗(yàn)、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書的一般規(guī)定和GBΠ T14977 熱軋鋼板表面質(zhì)量的一般要求兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)僅GB713 鍋爐用鋼板1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。另外我國(guó)還有一個(gè)壓力容器鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB6654 壓力容器用鋼板, 但因?yàn)槠渑c大型火電機(jī)組鍋爐用鋼板的要求相距甚遠(yuǎn),因此不適合高壓以上大型火電機(jī)組鍋爐上使用。美國(guó)ASME 規(guī)范第II 卷材料A 篇(鐵基材料) 中, 有關(guān)鍋爐和壓力容器用鋼板標(biāo)準(zhǔn)共約44 個(gè),雖然在標(biāo)準(zhǔn)名稱上都稱作“壓力容器用鋼板”,但在每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的第一部分“適用范圍”中,對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)適用于鍋爐還是壓力容器,都做了明確的規(guī)定。所以適用于鍋爐用鋼板的標(biāo)準(zhǔn)大約有9 個(gè),按體系也可以分為兩層, 即通用標(biāo)準(zhǔn)1 個(gè)SA-20ΠSA-20M 壓力容器用鋼板通用要求和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)8 個(gè)SA-202ΠSA -202M 壓力容器用鉻錳硅合金鋼板、SA-204ΠSA -204M 壓力容器用鉬合金鋼板、SA-299ΠSA -299M 壓力容器用碳錳硅鋼板、SA-302ΠSA -302M 壓力容器用錳鉬和錳鉬鎳合金鋼板、SA-387ΠSA -387M 壓力容器用鉻鉬合金鋼板、SA-515ΠSA -515M 中高溫壓力容器用碳鋼板、SA-516ΠSA -516M 常低溫壓力容器用碳鋼板、SA -1017ΠSA -1017M 壓力容器用鉻鉬鎢合金鋼板。另外所有ASME 材料的物理性能、使用溫度和許用應(yīng)力等數(shù)據(jù),都集中放在ASME 規(guī)范第II 卷D 篇材料性能當(dāng)中,使用和查找十分便利。通過(guò)對(duì)比ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)及體系可以看出, 我國(guó)鍋爐鋼板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB713 鍋爐用鋼板中,將不同品種和不同使用要求的鍋爐鋼板,以及鍋爐鋼板的一般性能和高溫特殊性能等都放在一起表述,篇幅煩瑣,對(duì)鍋爐鋼板的性能要求體現(xiàn)不夠。ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的制訂是按材料加以區(qū)分的,每一類材料制訂　第4 期　　　　　　　　　　　　　　　中美鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比及發(fā)展一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容除了規(guī)定了這一類材料的基本性能外,對(duì)具體用途和注意事項(xiàng),以及協(xié)議條款等,在標(biāo)準(zhǔn)中都有非常詳細(xì)的規(guī)定,充分體現(xiàn)了對(duì)鍋爐鋼板的性能要求,技術(shù)性突出,貿(mào)易性明顯。標(biāo)準(zhǔn)體系和內(nèi)容非常清晰,讓人一目了然。用戶在選擇和使用上也很方便。因此,現(xiàn)階段我國(guó)的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)及體系應(yīng)加大力度重新予以制修訂,以適應(yīng)先進(jìn)的超臨界鍋爐技術(shù)的發(fā)展對(duì)鍋爐鋼板的要求。 3 　鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展探討上世紀(jì)80～90 年代,我國(guó)電力制造行業(yè)成功地引進(jìn)了亞臨界參數(shù)鍋爐技術(shù)。為適應(yīng)亞臨界壓力以下鍋爐對(duì)鍋爐鋼板的要求,由鞍山鋼鐵集團(tuán)公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位,對(duì)GB713 -86 鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板進(jìn)行了重新修訂。新修訂并一直沿用至今的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB713 -1997 鍋爐用鋼板。在這個(gè)版本中,除了20g 和16Mng , 新增加了用于制造鍋筒的19Mng (等同于德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)19Mn6) 、22Mng (等同于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SA299) 、13MnNiCrMoNbg (等同于德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BHW355) 等三個(gè)牌號(hào),以及用于高溫集箱端蓋及支吊架等部件的15CrMog 、12Cr1MoVg 兩個(gè)耐熱鋼牌號(hào),其他內(nèi)容也做了一定的修改。新修訂的GB713 -1997 鍋爐用鋼板,不僅基本上滿足了亞臨界壓力以下鍋爐鍋筒、集箱端蓋及其支吊件的要求, 為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn),而且還帶動(dòng)了我國(guó)鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái),隨著世界上超臨界參數(shù)火電機(jī)組的發(fā)展,我國(guó)也開始引進(jìn)并大量設(shè)計(jì)制造超臨界參數(shù)火電機(jī)組。超臨界火電機(jī)組鍋爐大多采用直流循環(huán),螺旋爐膛,用汽水分離器替代了鍋筒汽包,鍋爐中集箱的溫度和壓力更高,更多的使用一些新型的、性能優(yōu)異的耐熱合金鋼。由于對(duì)鍋爐鋼板的性能提出了新的要求,因此一直沿用的GB713 -1997 鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn),其中的一些內(nèi)容和技術(shù)指標(biāo),無(wú)論是與國(guó)外先進(jìn)水平標(biāo)準(zhǔn)相比,還是與鍋爐行業(yè)發(fā)展的相關(guān)要求相比,均存在著一定的差距,主要體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面: 3. 1 　標(biāo)準(zhǔn)水平鍋爐鋼板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB713 -1997 鍋爐用鋼板,采用國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,標(biāo)準(zhǔn)水平只達(dá)到了國(guó)際一般水平。由于鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)屬于重要用途的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),安全可靠性要求嚴(yán)格,制造技術(shù)難度高,而且產(chǎn)量比較大。隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高,鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)繼續(xù)采用國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)采標(biāo)力度,不斷提高標(biāo)準(zhǔn)水平。由于我國(guó)鍋爐鋼板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)只有一個(gè),因此可以按照ASME 規(guī)范第II 卷D 篇材料性能的模式,制訂一份有關(guān)我國(guó)鍋爐鋼板材料力學(xué)性能和物理性能的通用標(biāo)準(zhǔn),也可以將這些材料性能完全放在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB713 中,包括鍋爐設(shè)計(jì)選材時(shí)必須用到的高溫規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度(Rp0. 2) 、高溫持久強(qiáng)度等力學(xué)性能, 以及常用的熱膨脹系數(shù)、彈性模量等物理性能。另外如有可能,還可參照ASME 的方法,按不同材料、用途和性能,將鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)細(xì)分成若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(如專用碳素鋼板、低合金耐熱鋼板等),以適應(yīng)用戶的需要和應(yīng)用。 3. 2 　外形尺寸由于我國(guó)鋼鐵行業(yè)技術(shù)和裝備水平的制約,鍋爐用的寬厚鋼板還幾乎無(wú)法生產(chǎn)。GB713 僅適用于厚度6～150mm 的范圍,而亞臨界鍋爐鍋筒用的鋼板厚度一般都在160～210mm 之間,只能依靠進(jìn)口解決。我們只有提高那些重要用途、技術(shù)含量高的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的水平,才有利于帶動(dòng)整個(gè)鋼鐵工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量提高,才能最終實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,擺脫進(jìn)口的束縛。近年來(lái),鋼鐵行業(yè)在國(guó)家良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式下,正大幅度的提高整體技術(shù)和裝備水平?！笆濉币?guī)劃建設(shè)的寶鋼5 000mm 寬厚板軋機(jī)工程項(xiàng)目,建成投產(chǎn)后其生產(chǎn)的鍋爐鋼板厚度可達(dá)到5～400mm 。作為我國(guó)第一套現(xiàn)代化的特寬幅寬厚板軋機(jī),它的建設(shè)將帶動(dòng)我國(guó)寬厚板生產(chǎn)技術(shù)的跳躍式發(fā)展,對(duì)提升我國(guó)寬厚板產(chǎn)品檔次,增強(qiáng)我國(guó)的綜合國(guó)力,將發(fā)揮積極作用。我們應(yīng)抓住國(guó)內(nèi)鋼鐵技術(shù)和鍋爐制造技術(shù)取得突破性進(jìn)步這個(gè)機(jī)會(huì),將新技術(shù)和新要求納入鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn),并向國(guó)際先進(jìn)水平標(biāo)準(zhǔn)靠攏,提高我國(guó)鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平。 3. 3 　材料牌號(hào) 材料標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件是材料應(yīng)用的載體。隨著火電機(jī)組參數(shù)的提高,鍋爐制造水平不斷進(jìn)步,ASME 會(huì)隨著每三年一次修訂和每年的增補(bǔ), 根據(jù)建造ASME 規(guī)范產(chǎn)品的需要和冶金技術(shù)的發(fā)展,適當(dāng)?shù)卦谠袖摲N基礎(chǔ)上新納入和增加代表當(dāng)今世界最新材料技術(shù)水平的新型材料。例如,為適應(yīng)超臨界鍋爐集箱封頭端蓋和支吊架等部件對(duì)耐熱鋼板的要求,最新的2004 版ASME 規(guī)范第II 卷材料A 篇中,新制訂了SA -1017ΠSA -1017M 壓力容器用鉻-鉬-鎢合金鋼板標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)在新型材料的納標(biāo)上爐鋼板材料幾乎沒有納入。顯得滯后,往往跟不上鍋爐制造技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)行的GB713 -1997 鍋爐用鋼板與ASME 鍋爐鋼板標(biāo)GB713 -1997 鍋爐用鋼板已經(jīng)使用了8 年之久,材料準(zhǔn)中材料牌號(hào)之間的對(duì)比,見表1 所示。品種偏少,供用戶選擇的余地小,特別是高溫用的鍋表1 　GB713 與ASME 鍋爐鋼板材料牌號(hào)對(duì)比品種材料 GB713 標(biāo)準(zhǔn) 材料 ASME 標(biāo)準(zhǔn) 碳錳鋼 -16Mng GB713 -1997 鍋爐用鋼板 SA516 -55 SA516 -60 SA -516ΠSA -516M 常低溫壓力容器用碳鋼板 - SA516 -65 19Mng SA516 -70 20g - SA515 -60 SA515 -65 SA -515ΠSA -515M 中高溫壓力容器用碳鋼板 22Mng SA515 -70 錳鉻錳鉬鋼 22Mng ---13MnNiMoNbg SA -299 SA -202 GrA 、GrB SA -204 GrA 、GrB 、GrC SA -302 GrA 、GrB 、GrC 、GrD SA -299ΠSA -299M 壓力容器用碳錳硅鋼板SA -202ΠSA -202M 壓力容器用鉻錳硅合金鋼板SA -204ΠSA -204M 壓力容器用鉬合金鋼板SA -302ΠSA -302M 壓力容器用錳鉬和錳鉬鎳合金鋼板等同于德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BHW355 　　　　　　　　　鉻鉬鋼 -15CrMog SA -387Gr2 SA -387Gr12 SA -387ΠSA -387M 壓力容器用鉻鉬合金鋼板 SA -387Gr11 - SA -387Gr22 、22L - SA -387Gr21 、21L - SA -387Gr5 - SA -387Gr9 - SA -387Gr91 - SA -387Gr911 12Cr1MoVg - -- SA -1017Gr23 SA -1017Gr911 SA -1017ΠSA -1017M 壓力容器用鉻鉬鎢合金鋼板 - SA -1017Gr122 通過(guò)表1 對(duì)比可以看出,用于室溫及中溫(蠕變溫度以下) 的碳錳系列鍋爐鋼板, GB713 共收納了5 個(gè)牌號(hào),可以滿足亞臨界以下火電機(jī)組鍋爐中汽包鍋筒、水冷壁集箱端蓋、以及低溫過(guò)熱器和省煤器集箱端蓋、支吊架等零部件的需要。對(duì)于ASME 中的錳鉻、錳鉬等系列標(biāo)準(zhǔn)中的鋼板牌號(hào),我國(guó)火電機(jī)組鍋爐基本不使用,因此不需要納入我國(guó)鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)。用于高溫( 蠕變溫度以上) 的鉻鉬系列鍋爐鋼板, GB713 -1997 中牌號(hào)只有2 個(gè)。其中15CrMog 最高使用溫度為550 ℃,12Cr1MoVg 最高使用溫度為565 ℃。而超臨界火電機(jī)組鍋爐中的高溫過(guò)熱器和再熱器集箱等部件的金屬壁溫已經(jīng)達(dá)到600 ℃以上,15CrMog 和12Cr1MoVg 已經(jīng)達(dá)不到要求,因此應(yīng)將ASME 標(biāo)準(zhǔn)中那些可以使用在600 ℃及以上的材料SA -387Gr22Π 22L 、SA -387Gr91 、SA -387Gr911 、SA -1017Gr122 等, 納入我國(guó)的鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn),以適應(yīng)超臨界火電機(jī)組鍋爐技術(shù)的發(fā)展,提升我國(guó)冶金和機(jī)電產(chǎn)品的整體水平。 3. 4 　技術(shù)要求GB713 -1997 規(guī)定的技術(shù)要求,與ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的技術(shù)要求對(duì)比,見表2 。從表2 中可以看出,ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求,除了化學(xué)成分和基本的力學(xué)性能必須保證外,其余大多是供不同的用戶在不同的使用中,對(duì)鋼板的技術(shù)要求做出不同選擇的協(xié)議項(xiàng)目。ASME 充分體現(xiàn)了以市場(chǎng)為導(dǎo)向,以用戶需求為目標(biāo)的世界先　第4 期　　　　　　　　　　　　　　　中美鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比及發(fā)展進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)思想。而我國(guó)的鍋爐用鋼板標(biāo)準(zhǔn)顯得微量元素、冶煉、鍛造、熱處理、金相組織等各種因素計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制痕跡較重,起草和制修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí),對(duì)標(biāo)的變化而變化的,它是一個(gè)幫助分析、判斷材料的工準(zhǔn)所使用的行業(yè)特點(diǎn)沒有清楚的反映出來(lái),對(duì)用戶真藝和質(zhì)量水平的有效方法。另外,當(dāng)鍋爐運(yùn)行一段時(shí)正需要的技術(shù)要求和保證條款調(diào)查和重視不夠,沒有間后,通過(guò)材料的冷脆轉(zhuǎn)變溫度的變化情況,還可以達(dá)到生產(chǎn)型標(biāo)準(zhǔn)向貿(mào)易型標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變的功效。幫助預(yù)測(cè)鍋爐的運(yùn)行壽命。因此在GB713 當(dāng)中,應(yīng) 根據(jù)表2 的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),ASME 鋼板標(biāo)準(zhǔn)都將將落錘試驗(yàn)或系列沖擊試驗(yàn),以及鉻鉬鋼的硬度試驗(yàn)落錘試驗(yàn)作為鋼板技術(shù)要求中的協(xié)議項(xiàng)目,這是因?yàn)榈茸鳛閰f(xié)議條款給出,方便用戶在不同的使用條件下鍋爐鋼板冷脆轉(zhuǎn)變溫度的高低是隨材料的化學(xué)成分、進(jìn)行選擇。表2 　GB713 與ASME 鍋爐鋼板技術(shù)要求對(duì)比技術(shù)指標(biāo) GB713 SA202 SA204 SA299 SA302 SA387 SA515 SA516 SA1017 化學(xué)成分 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 交貨狀態(tài) Δ Δ √〔注2〕 √〔注3〕 √〔注3〕 √ √〔注3〕 √〔注2〕 √ 常溫拉伸 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 常溫沖擊 √ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 時(shí)效沖擊 √〔注1〕 Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 冷彎試驗(yàn) √ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 表面質(zhì)量 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 無(wú)損探傷 Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 厚度方向拉伸 Δ N N N N N N N N 高溫拉伸 Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 落錘試驗(yàn) N Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 磁粉檢驗(yàn) N Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 奧氏體晶粒度 N N N N N √〔注4〕 Δ N N 硬度 N N N N N N N N √ 〔注1〕:僅對(duì)20g 和16Mng 有要求?！沧?〕:厚度大于40mm 的鋼板必須正火處理。〔注3〕:厚度大于50mm 的鋼板必須正火處理。〔注4〕:僅對(duì)Gr2 鋼板有要求?！?規(guī)定或必檢項(xiàng)目;Δ:協(xié)議項(xiàng)目;N: 沒有規(guī)定 4 　結(jié)束語(yǔ) 材料是火電機(jī)組鍋爐建造的基礎(chǔ)和技術(shù)核心之一。美國(guó)ASME 規(guī)范把材料及其標(biāo)準(zhǔn)列為第二卷,作為整個(gè)規(guī)范的一個(gè)重要組成部分。ASME 鋼材標(biāo)準(zhǔn)不僅是鋼材生產(chǎn)部門的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),而且是鋼材使用單位(設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)) 在選用、采購(gòu)、驗(yàn)收、檢驗(yàn)、加工時(shí)的依據(jù)。ASME 鋼材標(biāo)準(zhǔn)是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模式下,由供需雙方共同編制,且以反映鋼材使用者的要求為主的標(biāo)準(zhǔn)。ASME 鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)看似十分繁多,但仔細(xì)分析卻又體系明確、聯(lián)系緊密、互相呼應(yīng)、配套性強(qiáng), 是鍋爐建造中不可缺少的一部分。相對(duì)比較而言,我國(guó)鍋爐鋼板僅有GB713 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),其中的材料品種、牌號(hào)、等級(jí)等,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于ASME 規(guī)范,使用上受到很大局限性。另外,我國(guó)過(guò)去是在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下,主要以供方為主編制鋼材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),沒有更全面地反映鋼材使用者的要求和反映鍋爐建造的要求,因此鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)在許多方面還不能滿足用戶需求。中國(guó)鍋爐制造行業(yè)和冶金行業(yè)需要共同努力,深入分析、理解ASME 規(guī)范等世界先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),找出我國(guó)鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn)的不足,明確發(fā)展方向。今后應(yīng)繼續(xù)加大采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的力度,積極促進(jìn)ASME 規(guī)范中國(guó)化和ASME 鋼材國(guó)產(chǎn)化,制修訂出適合我國(guó)火電機(jī)組鍋爐技術(shù)發(fā)展的先進(jìn)的鍋爐鋼板標(biāo)準(zhǔn),提升我國(guó)鍋爐制造行業(yè)和冶金行業(yè)的整體水平, 更好的為經(jīng)濟(jì)

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