锅炉用耐热钢管最高使用温度
锅炉保温技术要求和规范-文档
1. 锅炉炉墙的保温结构本锅炉炉膛四周、炉顶、旋风分离器和尾部竖井四周采用膜式壁管，锅炉各穿墙部位以及顶棚与侧墙相接处均设置了良好的金属密封装置予以一次密封。
整个锅炉四周受热壁面成为全焊式膜式管壁，炉墙内表面不与火焰、烟气直接相接触。
整台锅炉膜式壁受热面、旋风分离器和省煤器烟道的炉墙外表面（除炉顶及炉底外）均设置有压型板予以保护。
本台锅炉各区域采用的炉墙结构如下：1.1 炉膛四周垂直炉墙、后竖井包墙四周垂直炉墙采用200mm（从管中心线算起）厚的轻质保温材料复合结构，鳍片管间填硅酸铝耐火纤维散棉加高温粘结剂（高出管壁5mm）＋硅酸铝耐火纤维毡50mm＋高温玻璃棉板；要求对轻质保温材料施加一定的压缩量，各层之间应错缝压缝并用支撑钉、弹性压板和铁丝网使其固定，炉墙外表面设有外护板予以保护；刚性梁区域为适应刚性梁膨胀的需要，采用保温浇注料补浇结构密实浇注。
1.2 旋风分离器亦采用轻质保温材料复合结构，鳍片管间填硅酸铝耐火纤维散棉加高温粘结剂（高出管壁5mm）＋硅酸铝耐火纤维毡50mm＋高温玻璃棉板，总厚度200mm。
1.3 炉顶及后竖井顶部炉墙的结构为：无密封装置处炉墙的结构为：炉墙总厚度为250mm，即在顶棚管间填硅酸铝耐火纤维散棉加高温粘结剂（高出管壁5mm），上面涂抹5mm 高温耐火胶泥＋80mm 硅酸铝耐火纤维板＋保温浇注料＋20mm 厚的耐热密封涂料。
80mm 厚的硅酸铝耐火纤维板可分4层施工每层之间用高温粘剂粘贴，每层间需错缝压缝。
密封装置处的炉墙结构：密封盒内敷设高温微膨胀耐火可塑料，在其表面涂抹5mm 厚高温耐火胶泥，其余空腔填充硅酸铝耐火纤维散棉。
1.4炉膛顶部穿墙高温过热器、屏式过热器、屏式再热器出口管屏处，保温厚度250mm，采用保温浇注料230mm，外表敷设耐热密封涂料20mm，水冷蒸发屏穿顶棚处保温厚度200mm，采用保温浇注料180mm，外表敷设耐热密封涂料20mm，管屏间无鳍片处的保温材料的固定,采用铁丝将扁钢捆扎在管子上或扁钢与管屏上预埋件搭焊固定，再将支撑钩点焊在扁钢上，用支撑钩、压板及铁丝网固定；1.5 所有穿水冷壁前墙及包墙过热器处管束处炉墙厚度为200mm，采用50mm 硅棉＋150mm 高温玻璃棉板的复合结构。
耐热钢
耐热钢在高温条件下，具有抗氧化性和主够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。
耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。
抗氧化钢又简称不起皮钢。
热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。
耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件heat-resisting steels在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。
它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。
抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。
热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。
耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。
这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。
中国自1952年开始生产耐热钢。
以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。
耐热钢和不锈耐酸钢在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。
合金元素的作用铬、铝、硅这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐蚀的主要元素。
但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。
铬能显著提高低合金钢的再结晶温度,含量为2％时，强化效果最好。
镍、锰可以形成和稳定奥氏体。
镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。
锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。
钒、钛、铌是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。
钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。
碳、氮可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。
钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。
硼、稀土均为耐热钢中的微量元素。
锅炉管执行标准
锅炉管执行标准锅炉管是连接锅炉和锅炉设备的重要元件，其主要功能是输送热介质，承受高温和高压条件下的工作。
在国际上，锅炉管的制造和使用都必须遵循严格的标准和规范，以确保其安全可靠地运行。
下面是一些锅炉管的执行标准的相关参考内容。
1. 国际标准- ASTM A192/A192M-17：该标准适用于用于高压锅炉（超过350 MPa）的锅炉管，要求管材能够抵御高温和高压条件下的工作，并具有良好的耐压性能和强度。
- ASTM A210/A210M-19：该标准适用于低中压锅炉（不超过500 MPa）的锅炉管，要求管材具有较高的耐压性能和耐热性能，能够承受高温和高压条件下的工作。
- ASTM A213/A213M-19：该标准适用于用于高温环境下的锅炉和热交换器的无缝和焊接锅炉管，要求管材能够承受高温和高压条件下的工作，并具有较高的耐腐蚀能力和耐热性能。
2. 国内标准- GB 3087-2008：该标准适用于用于低中压锅炉（不超过3.8 MPa）的无缝钢管，要求管材具有较高的耐压性能和耐热性能，并能够承受高温和高压条件下的工作。
- GB 5310-2017：该标准适用于用于高压和中高压锅炉（3.8-35 MPa）的无缝钢管，要求管材具有较高的耐压性能、耐热性能和耐腐蚀性能，能够承受高温和高压条件下的工作。
- GB/T 20409-2006：该标准适用于用于的高压无缝钢管输送油、天然气和其他流体的锅炉管，要求管材具有较高的耐压性能和耐腐蚀能力，并能够承受高温和高压条件下的工作。
3. 行业标准- JB/T 3085-1996：该标准适用于低中压蒸汽锅炉和管道的超声波检测要求，包括超声波检测设备的要求、检测方法的要求等。
- JB/T 4706-2000：该标准适用于高压锅炉钢制管道的力学性能测试方法，包括拉伸性能、冲击性能等方面的要求。
以上是一些锅炉管的执行标准的相关参考内容。
这些标准不仅规定了锅炉管的技术要求和检测方法，还确保了锅炉管的质量和安全性能，使其能够在高温和高压的工作条件下可靠运行。
超超临界锅炉用奥氏体耐热钢hr3c的脆化机理
超超临界锅炉用奥氏体耐热钢hr3c的脆化机理超超临界锅炉用奥氏体耐热钢HR3C的脆化机理近年来，随着我国能源需求的不断增长，超超临界锅炉作为一种高效、节能的燃煤火电装备广泛应用。
而超超临界锅炉用的奥氏体耐热钢HR3C作为关键材料之一，其性能的稳定与否对锅炉的安全运行起到至关重要的作用。
然而，HR3C钢在使用过程中存在脆化问题，引发了人们对其脆化机理的深入探究。
那么，脆化机理是什么呢？简而言之，脆化是指材料在特定条件下失去韧性的现象，导致其易发生断裂。
在锅炉工作条件下，HR3C钢容易发生脆性断裂，这给锅炉的使用安全带来了威胁。
为了更好地理解这一问题，我们需要从以下几个方面进行深入探讨。
1. 温度对HR3C钢脆化的影响:HR3C钢的脆化问题在高温条件下尤为突出。
事实上，高温是导致该钢脆化的主要原因之一。
在高温下，钢中的碳元素会从化学反应中析出，并形成一种碳化物，这就是所谓的“退碳现象”。
退碳现象会导致钢材的碳含量降低，使其在高温下容易发生脆化。
高温下的氧、氮、硫等元素的行为也对脆化起到了一定的影响。
2. 应力对HR3C钢脆化的影响:除了温度，应力也是HR3C钢脆化的重要因素之一。
在锅炉工作中，HR3C钢会承受来自燃烧和水蒸气的高温高压应力。
这些应力会使HR3C钢中的晶界发生应力集中，从而导致脆性断裂的发生。
应力还会导致HR3C钢中的位错、析出物和晶界的移动，更进一步加剧了材料的脆化。
3. 其他因素对HR3C钢脆化的影响:除了温度和应力外，还有一些其他因素也会对HR3C钢的脆化产生影响。
HR3C钢的化学成分、热处理工艺、晶界结构等因素都与其脆化有关。
这些因素可能会改变材料内部的物理和化学性质，从而影响材料的韧性和断裂性能。
通过对以上几个方面进行深入研究，我们可以更好地了解HR3C钢的脆化机理。
在此基础上，我们可以采取一些措施来改善其脆化问题，以提高超超临界锅炉的安全性和稳定性。
总结回顾:脆化机理是超超临界锅炉用的奥氏体耐热钢HR3C所面临的一个重要问题。
火电厂金属材料培训课件(锅炉专业适用)
锅炉专业相关金属知识王滩发电公司设备部安志彤事故就在我们身边！！1.按品质分类2.按化学成份分类4.按用途分类钢号返回返回返回Q+数字+质量等级符号+脱氧方法+用途符号4、合金结构钢5、不锈钢千分之几部件名称损伤机理蠕变疲劳蠕变-疲劳腐蚀（侵蚀）应力腐蚀磨损变形脆断其它锅筒√√√√高温过（再）热器集箱√ √√√√水冷壁集箱、下降管、省煤器入口集箱√√高温蒸汽管道√√√高（低）温过热器管高（低）温再热器管√√√√√√高温氧化水冷壁管√√√√√省煤器管√√1、高温蒸汽管道失效形式:蠕变断裂原因：一次应力和峰值应力过高，造成蠕变损坏；错用等级较低的钢管，发生早期蠕变断裂；主要发生于弯头外表面、三通内壁肩部和外壁腹部、阀壳变截面处；通常为泄漏型表面缺陷成为蠕变裂纹的起源防止措施：防止超温运行；改进管件结构，降低局部应力；正确选材；提高制造质量，消除缺陷。
现象：疲劳损坏防止措施：调整支吊架，降低管件局部应力；稳定运行工况，防止热冲击；防止从排汽管中返回凝结水；防止雨水穿透保温层。
原因：低周疲劳裂纹主要产生于管孔处、管件应力集中区，裂纹走向一般垂直于气流方向；热疲劳裂纹发生于管道内外壁受水浸入部分。
现象焊接裂纹防止措施合适焊接材料；正确焊接工艺；↑焊接质量，消除缺陷；改善接头结构，↓应力集中；↑无损检出率。
原因对接焊缝—不同管径间、管段铸件间、异种钢间；角焊缝—接管座。
横向—焊缝内，与焊缝成分偏析、热处理不当；环向—热影响区，因残余应力松弛产生；R型—热影响区，系统应力造成蠕变空洞开裂减温水进口蒸汽出口蒸汽进口部件失效机理蠕变疲劳腐蚀高温联箱过热器√√√再热器√√√低温联箱水冷壁√√省煤器√√现象长期过热爆管☐在过热器、再热器、水冷壁管的向火面发生爆管；☐管径没有明显的胀粗，管壁几乎不减薄，一般爆口较小，呈鼓包状；断口呈颗粒状。
爆口周围存在纵向开裂的氧化皮；典型的厚唇形爆破；☐典型的沿晶蠕变断裂，在主断口附近有许多平行的沿晶小裂纹和晶界空洞，珠光体区域形态消失，晶界有明显的碳化物聚集特征。
超临界、超超临界锅炉用钢
1承压锅炉部件对钢材的要求火电厂锅炉关键承压部件主要指水冷壁、过热器、再热器、联箱及管道等，这些承压部件运行在较为恶劣的工况条件下，是设计选用钢材关注的重要部位。
以下分类简要介绍超临界、超超临界锅炉的关键承压部件用钢要求。
1.1水冷壁水冷壁用钢一般应具有一定的室温和高温强度，良好的抗疲劳、抗烟气腐蚀、耐磨损性能，并要有好的工艺性能，尤其是焊接性能。
通常SC、USC锅炉都采用膜式水冷壁。
由于膜式水冷壁组件尺寸及结构的特点，其焊后不可能在炉内进行热处理，故所选用的钢材的焊接性至关重要。
要在焊前不预热、焊后不热处理的条件下，满足焊后热影响区硬度不大于360HV10、焊缝硬度不大于400HV10的有关规定（TRD201），以保证使用的安全性。
另外，水冷壁管内介质是汽液两相，管外壁又在炉膛燃烧时煤粉颗粒运动速度最快的区域，积垢导致的管壁温度升高和燃烧颗粒冲刷都是选用钢材要考虑的问题。
由此可见，水冷壁用钢的开发也是发展SC、USC锅炉的技术关键之一。
随着SC、USC锅炉蒸汽压力、温度的升高，水冷壁温度将提高，如在31 MPa/620℃的蒸汽参数下出口端的汽水温度达475℃，投运初期中墙温度为497℃，垢层增后可升至513℃，热负荷最高区域的管子壁温可达520℃，瞬间最高温可达540℃。
这就需要合金含量更高，热强性更好的钢材。
为了满足这种高参数锅炉水冷壁用钢的要求，在SA213T22钢的基础上，开发了2种新钢材T23（HCM2S）和T24（7CrMoVTiB10-10），二者都具有良好的焊接性，在焊前不预热焊后不热处理的条件下（壁厚≤8mm），焊后焊缝和热影响区的硬度均低于360HV10。
金属壁温可达600℃，是蒸汽温度620℃以下锅炉水冷壁的最佳用钢〔2〕。
1.2过热器、再热器过热器、再热器在高参数锅炉中所处的环境条件最恶劣，所用钢材在满足持久强度、蠕变强度要求的同时，还要满足管子外壁抗烟气腐蚀及抗飞灰冲蚀性能、管子内壁抗蒸汽氧化性能，并具有良好的冷热加工工艺性能和焊接性能。
锅炉用钢管及钢材料标准与安全
锅炉用钢管及钢材料标准与安全随着世界经济的发展，科技的创新，信息的传播，时空缩短了人类之间交往距离，标准在日常生活中无处不在，标准关系你我他。
标准化是经济贸易发展的需要，标准化工作对国民经济和社会发展起着重要的技术支撑作用。
可以说：标准化让各类各样的连接和界面都加倍经济、有效，而标准化的规模则从点对点，延伸到了全国范围，再到全世界。
我国国民经济和社会发展需要一个完善的、先进的、与国际接轨的标准体系作为重要技术基础，规范我国市场经济秩序和完善我国社会主义市场经济体系建设需要标准体系作为必要的支撑，在全世界经济一体化的新形式下，提高我国产品质量、服务质量和工程质量，增强我国企业和产品在国际市场的竞争力，需要先进的与国际接轨的标准体系作为重要的应对手腕，建设小康社会，确保消费安全，提高人民生活质量，需要一个完善的先进的与国际接轨的标准体系作为必要条件。
因此，标准化工作就愈来愈凸显其重要作用。
而安全始终贯穿于标准化工作中。
安全牵涉的面很广，对于人类来讲，面临着：交通安全、食物卫生安全、衡宇建筑、生活起居、天灾人祸等隐患，对于冶金行业就牵涉到在工作环境中造成的特种安全设备的质量与安全性的所在，这就取决于设备材料的质量与性能。
而控制与保证质量的宝贝就是标准！标准是工业技术的具体表现，因此，标准是不是能及时表现技术的发展方向和服务于生产是衡量标准先进性的一个重要指标。
目前我国与人身安全有着密切关系的标准包括：锅炉用钢、压力容器用钢、气瓶、石油化工、建筑结构用钢、桥梁钢等方方面面，大部份均为强制性国家标准。
锅炉用钢标准是标准研究的重点领域。
锅炉压力容器是生产和生活中普遍利用的、危险性较大的特种设备，一旦发生事故，会造成严重的人身伤亡及重大的财产损失。
我国政府明确指出安全技术规范是规定强制执行的特种设备安全性能和相应的设计、制造、安装、修理、改造、利用管理规定和查验检测方式和许可、考核条件、程序的一系列具有行政强制力的规范性文件，凡安全技术规范所引用的标准，标准一旦被引用，具有与安全技术规范同样的法律效劳和强制属性，并成为法律法规体系的组成部份。
耐热铸铁标准规定及常用耐热铸铁牌号和化学成分使用条件
耐热铸铁件的牌号和化学成分耐热铸铁件(摘自GB9437-88)耐热铸铁件1 适用范围本标准适用于工作在1100℃以下的耐热铸铁件。
本标准适用于砂型铸造或导热性与砂型相仿的铸型中浇成的耐热铸铁件。
2 引用标准GB 5612 铸铁牌号表示方法GB 6414 铸件尺寸公差GB 6010.1表面粗糙度比较样块铸造表面GB 9441 球墨铸铁金相检验GB 7216 灰铸铁金相GB 222 钢的化学分析用试样采取法及化学成分允许偏差GB223.1～223.12钢铁及合金化学分析方法GB 223.26～223.28钢铁及合金化学分析方法GB 9439 灰铸铁件GB 977 灰铸铁机械性能试验方法GB228 金属拉力试验法GB 231 金属布氏硬度试验法3 牌号耐热铸铁牌号符合GB 5612的规定，分为10种牌号，见表1。
4 技术要求4.1 耐热铸铁的化学成分应符合表1的规定。
4.2 铸件的几何形状与尺寸应符合图样的要求。
其尺寸公差应符合GB 6414的规定，其重量偏差和加工余量应符合有关标准的规定。
表1 耐热铸铁的化学成分4.3 铸件表面粗糙度应符合GB 6061.1的规定，由供需双方商定标准等级。
4.4 铸件应清除浇冒口与泥芯，清除粘砂、结疤、飞边、夹砂等。
4.5 铸件上允许的缺陷，其形态、数量、尺寸与位置、可否修补等及修补方法等由供需双方按铸件的要求商定。
4.6 铸铁的室温机械性能应符合表2的规定，短时高温抗拉性能列于附录A 中。
4.7 硅系、铝硅系耐热球墨铸铁件一般应进行消除内应力的热处理，其它牌号如需方有要求时，消除内应力的热处理按订货条件进行。
4.8 耐热铸铁的金相组织，根据耐热铸铁的牌号参照GB 9441、GB 7216的规定，由供需双方商定具体要求。
对于硅系耐热铸铁，其基体组织应以铁素体为主。
4.9 在使用温度下，铸件的平均氧化增重速度不大于0.5g/m2·h，生长率不大于0.2%。
表2 耐热铸铁的室温机械性能注：允许用热处理方法达到上述性能。
锅炉排渣管材质及焊接要求
锅炉排渣管材质及焊接要求锅炉排渣管是锅炉排渣系统的重要组成部件，排渣管选用何种材质将会直接影响锅炉的安全运行，材质不同其耐热性、抗裂性不同，其冷热变形的程度不同，因此选用合理的材质将是排渣系统正常运行的保证。
锅炉厂设计排渣管材质为：1Cr20Ni14Si2，根据性能要求可由309S、321或ZG40Cr26Ni4Mn3NRe铸钢材质。
熔焊金属：1、碳钢之间用：E43E4303焊条，它的牌号是J422。
是最常用的电焊条。
它属于酸性焊条，适合于交、直流电焊机。
一般用于普通钢材的焊接，型号中E表示电焊条；43表示焊缝金属的抗拉强度不低于430MPa；03表示是钛钙型药皮，适合于交流及直流电源2、1Cr20Ni14Si2+碳钢之间用：E309MoE309Mo不锈钢焊条相当于AWS：E309Mo说明：低氢型不锈钢焊条，熔敷金属中含有钼，比A302具有更高的耐蚀性、抗氧化性及抗裂性。
用途：用于焊接耐硫酸介质腐蚀的同类型不锈钢容器、复合板、异种钢等。
熔敷金属化学成分∕% C≤0.12 Mn0.50~2.5 Si≤0.90 Cr 22.0-25.0 Ni 12.0-14.0 Mo2.0-3.0 Cu≤0.75材质对比：1Cr20Ni14Si2：1Cr20Ni14Si2---具有较高的高温强度及抗氧化性，对含硫气氛敏感，在600°C----800°C时有脆化倾向，适用于制作炉用构件。
●化学成分：抗拉强度σb(MPa)：≥590条件屈服强度σ0.2(MPa)：≥295伸长率δ5(%)：≥35断面收缩率ψ(%)：≥50硬度：≤187HB●热处理规范及金相组织：热处理规范：固溶1080～1130℃快冷。
金相组织：组织特征为奥氏体型。
309S不锈钢：309S对应的中国牌号是0Cr23Ni13，美标S30908（美国AISI，ASTM）特性及用途：耐腐蚀性、耐热性均比0Cr19Ni9好。
309S 是含有硫的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表面光洁度度高的场合。
钢材在高温下具有什么性能高压锅炉和高温压力容器常选用什么材料
钢在高温下的性能如何？高压锅炉和高温压力容器中经常使用哪
些材料
在较高温度下承受载荷的钢材，各种性能都与在常温下的性能有
明显的区别。
除了力学性能会随着温度的升高发生明显变化外，钢材
在高温下还会出现蠕变、松驰等异常现象。
所谓蠕变，是指金属在高
温下承载，应力虽不增加，而它的塑性变形却随着时间逐渐增加的现象。
因此，对于高温承压部件材料的强度，不仅要考虑它的短期高温
强度指标，更主要是考虑它的抗蠕变性能，即蠕变极限和持久强度。
蠕变极限是材料在一定温度下，在规定的使用时间内，使试件产生一
定量总变形的应力值。
持久强度是指在给定温度下，使材料经过规定
时间发生断裂的应力值。
蠕变极限反映的是材料在高温下工作的变形量，耐久强度反映了在高温下长期工作的材料的抗断裂能力，它更好
地反映了高温元件的失效特点，所以特别适用于高温承压部件。
用于制造高温承压部件的材料，应具有足够高的强度和持久塑性、良好的组织稳定性、高的松驰稳定性、良好的抗氧化性等性能。
目前，高压锅炉和高温压力容器中使用的耐热钢通常是低合金耐热钢，常用
的有钼钢Mo、铬钼钢Cr--Mo及铬钼钒钢 Cr—Mo—V三大类。
它们的
合金元素含量少，工艺性能好，广泛用于制造使用温度在600℃以下的承压部件。
常用的钢种有16Mo、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。
一些
承压部件工作温度可能更高些，则采用高合金镍铬钢，如OCrl8Ni9、OCr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti等。
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锅炉用耐热钢管最高使用温度
钢 种 相 当 规 格
最高使用温度 (℃) 美系锅炉制
造厂商(℃) API practice 530(℃)
0.15Mo钢管
STPA 11
STRB 11
475
0.5Mo钢管
STPA 12
STRB 12
500
1Cr-0.3Mo钢管
STPA 21
STRB 21
550
1Cr-0.5Mo钢管
STPA 22
STRB 22
550
1.25Cr-0.75Si-0.5Mo钢管
STPA 23
STRB 23
575 565 595
2.25Cr-1Mo钢管
STPA 24
STRB 24
600 605 650
5Cr-0.5Mo钢管
STPA 25
STRB 25
(650)
9Cr-1Mo钢管
STPA 26
STRB 26
(700) 620 705
18Cr-8Ni(Ti，Cb，Mo)钢管
SUS 304 SUS 321 800 760 (304H) 815
(304H)
SUS 347
18Cr-10Ni(321H) 760 815
改良9Cr-1Mo(Nb,V)
650 705
碳钢
510 540