高压锅炉用无缝钢管技术要求

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1、高压锅炉用无缝钢管技术要求1.1 钢的牌号和化学成分1.1.1 钢的牌号和化学成分（熔炼成分）应符合表3的规定。附录A列出了与本标准规定钢牌号有对应（相近）关系的其他钢牌号及其化学成分，供参考。1.1.2 钢管应做成品化学成分分析。成品钢管的化学成分允许偏差应符合GB/T 222的规定。1.2 制造方法1.2.1 钢的冶炼方法优质碳素结构钢、合金结构钢应采用电炉加炉外精炼、氧气转炉加炉外精炼或电渣重熔法冶炼，炉外精炼的钢应经过真空脱气处理。10Cr9Mo1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、10Cr11MoW2VNbCu1BN、11Cr9Mo1W1VNbBN和不锈（耐热）钢应采用电炉加炉外

2、精炼或电渣重熔法冶炼，炉外精炼的钢应经过真空脱气处理。经供需双方协商，并在合同中注明，可采用其他较高要求的冶炼方法。需方指定某一种冶炼方法时，应在合同中注明。1.2.2 管坯的制造方法及要求管坯可采用连铸、模铸或热轧（锻）方法制造。连铸管坯应符合YB/T 4149的规定，其中低倍组织缺陷的级别应不大于1级；热轧（锻）管坯应符合YB/T 的规定；模铸管坯可参照热轧（锻）管坯的规定执行。1.2.3 钢管的制造方法钢管应采用热轧（挤压、扩）或冷拔（轧）无缝方法制造。牌号为08Cr18Ni11NbFG的钢管应采用冷拔（轧）无缝方法制造。5GB 5310表3 钢的牌号和化学成分钢类序号牌 号化学成分（质

3、量分数），%CSiMnCrMoVTiBNiAltotCuNbNWPS不大于优质碳素结构钢112G（牌号成分暂定）0.060.180.250.270.630.250.150.080.250.200.0250.020220G0.170.230.170.370.350.650.250.150.080.250.0150.200.0250.020320MnG0.170.230.170.370.701.000.250.150.080.250.200.0250.020425MnG0.220.290.170.370.701.000.250.150.080.250.200.0250.020合金结构钢515MoG

4、0.120.200.170.370.400.800.300.250.350.300.200.0250.020620MoG0.150.250.170.370.400.800.300.440.650.300.200.0250.020712CrMoG0.080.150.170.370.400.700.400.700.400.550.300.200.0250.020815CrMoG0.120.180.170.370.400.700.801.100.400.550.300.200.0250.020912Cr2MoG0.080.150.500.400.702.002.500.901.200.300.200

5、.0250.0201012Cr1MoVG0.080.150.170.370.400.700.901.200.250.350.150.300.300.200.0250.0201112Cr2MoWVTiB0.080.150.450.750.450.651.602.100.500.650.280.420.080.180.00200.00800.300.200.300.550.0250.0201207Cr2MoW2VNbB0.040.100.500.100.601.902.600.050.300.200.300.00050.00600.300.200.020.080.0301.451.750.0250

6、.0101308Cr2Mo1W2VTiB0.050.100.150.450.300.702.202.600.901.100.200.300.060.100.00150.00700.300.02O0.200.0121.451.750.0200.0101412Cr3MoVSiTiB0.090.150.600.900.500.802.503.001.001.200.250.350.220.380.00500.01100.300.200.0250.0206GB 5310表3（续）钢类序号牌 号化学成分（质量分数），%CSiMnCrMoVTiBNiAltotCuNbNWPS不大于合金结构钢1509Ni1

7、MnMoNbCu0.170.250.500.801.200.300.250.501.001.300.0500.500.800.0150.0450.0200.0250.0201610Cr9Mo1VNbN0.070.140.200.500.300.608.O09.500.851.050.180.250.400.04O0.200.060.100.0300.0700.0200.0101710Cr9MoW2VNbBN0.070.130.500.300.608.509.500.300.600.150.250.00100.00600.400.04O0.200.040.090.0300.0701.502.00

8、0.0200.0101810Cr11MoW2VNbCu1BN0.070.140.500.7010.0012.500.250.600.150.300.00050.00500.500.04O0.301.700.040.100.0400.1001.502.500.0200.0101911Cr9Mo1W1VNbBN0.090.130.100.500.300.608.509.500.901.100.180.250.00030.00600.400.04O0.200.060.100.0400.0900.901.100.0200.010不锈）耐热（钢2015Cr18Ni90.151.002.0017.0019

9、.008.0010.000.010.0300.0152110Cr18Ni9NbCu3BN0.070.130.300.5017.0019.000.00100.01007.5010.500.0030.0302.503.500.200.600.0500.1200.0300.0152207Cr25Ni21NbN0.040.101.002.0024.0021.0019.0022.000.200.600.150.350.0300.0152308Cr18Ni11Nb0.081.002.0017.0019.009.0012.0010C1.100.0300.0152407Cr18Ni11Nb0.040.101.

10、002.0017.0019.009.0012.008C1.100.0300.0152508Cr18Ni11NbFG0.060.101.002.0017.0019.009.0012.008C1.100.0300.0157GB 53101.3 交货状态钢管应以热处理状态交货。钢管的热处理制度应符合表4的规定。钢管的热处理制度应填写在质量证明书中。表4 钢管的热处理制度序号牌号热处理制度112Ga、20Ga880 940 正火。220MnGa、25MnGa880 940 正火。315MoGa、20MoGa890 950 正火。412CrMoGa900 960 正火；650 730 回火。515CrM

11、oGa900 960 正火；660 730 回火。612Cr2MoGa900 960 正火；700 750 回火。也可加热至900 960 ，炉冷至700 保温1 h以上，空冷。712Cr1MoVGa980 1 020 正火，当壁厚大于30 mm时应进行强制冷却；720 760 回火。 812Cr2MoWVTiB1 000 1 035 正火；760 790 回火。907Cr2MoW2VNbB1 040 正火，730 回火。1008Cr2Mo1W2VTiB980 正火，730 回火。1112Cr3MoVSiTiB1 040 1 060 正火；720 770 回火。1209Ni1MnMoNbCu8

12、80 980 正火，580 680 回火。1310Cr9Mo1VNbN1 040 正火，730 回火。1410Cr9MoW2VNbBN1 040 正火，730 回火。1510Cr11MoW2VNbCu1BN1 040 正火，730 回火。1611Cr9Mo1W1VNbBN1 040 1 080 正火，740 780 回火。1715Cr18Ni9b固溶处理：固溶温度1 040 。1810Cr18Ni9NbCu3BNb固溶处理：固溶温度1 100 。1907Cr25Ni21NbNcd单独的固溶处理：固溶温度1 100 。2008Cr18Ni11Nbbd固溶处理：固溶温度1 040 。2107Cr1

13、8Ni11Nbcd单独的固溶处理：热轧（挤压、扩）钢管固溶温度1 050 ，冷拔（轧）钢管固溶温度1100 。2208Cr18Ni10NbFG冷加工之前软化热处理：软化热处理温度应至少比固溶热处理温度高50 ；最终冷加工之后固溶处理：固溶温度1 180 a 热轧钢管终轧温度在相变临界温度Ar3至表中规定温度上限，且钢管是经过空冷时，则应认为钢管是经过正火的。b 热轧钢管终轧温度符合表中规定固溶温度，作为替代单独的固溶处理方法，钢管可单独做水淬火或采用其他足够快的方法冷却。c 固溶处理应是单独的热处理，工艺过程中的热处理不允许代替单独的固溶处理。d 根据需方要求，牌号为07Cr25Ni21NbN

14、、08Cr19Ni10Nb和07Cr18Ni11Nb的钢管在固溶处理后可接着进行低于初始固溶处理温度的稳定化热处理，稳定化热处理的温度由供需双方协商。8GB 53101.4 力学性能1.4.1 交货状态钢管的室温力学性能应符合表5的规定。表5 钢管的力学性能序号牌 号拉伸性能冲击功(Akv)，J硬度抗拉强度Rm MPa下屈服强度或规定非比例延伸强度ReL或Rp0.2MPa断后伸长率A%纵向横向布氏维氏洛氏HBWHVHRC纵向横向不 小 于不 大 于112G3251803533402713777HRB220Ga41055024524224027320MnGa41524022204027425Mn

15、Ga48527520184027515MoGa45060027022204027620MoGa41522022204027712CrMoG4105602052119402715616583HRB815CrMoG4406402352119402717018088HRB912Cr2MoG4506002802018402716317085HRB1012Cr1MoVGa470640255211940271112Cr2MoWVTiBa540735345181640271207Cr2MoW2VNbB5104002018402722023097HRB1308Cr2Mo1W2VTiB5854152018402

16、7250265251412Cr3MoVSiTiBa610805440161440271509Ni1MnMoNbCu61078044019174027252270251610Cr9Mo1VNbN58541520184027250265251710Cr9MoW2VNbBN62044020184027250265251810Cr11MoW2VNbCu1BN62040020184027250265251911Cr9Mo1W1VNbBN62044020184027250265252015Cr18Ni95202053519220090HRB2110Cr18Ni9NbCu3BN550205351922009

17、0HRB2207Cr25Ni21NbN65529530256100HRB2308Cr18Ni11Nb5202053519220090HRB2407Cr18Ni11Nb5202053519220090HRB2508Cr18Ni10NbFG5502053519220090HRB a 根据需方要求，钢管可做硬度要求，其值由供需双方协商确定。1.4.2 表5中的冲击功为全尺寸标准试样的冲击功。小尺寸试样测得的冲击功（Akv.p）按式（1）换算成计算标准试样冲击功（Akv.C）。Akv.C=10Akv.p/W(1)式中：Akv.C计算标准试样冲击功，单位为焦耳（J）；Akv.p小尺寸试样测得的冲击功，单

18、位为焦耳（J）；W试样的宽度，单位为毫米（mm）。计算标准试样冲击功（Akv.C）应符合表5中Akv的规定。9GB 53101.4.3 钢管的硬度应符合以下要求：a) 外径127 mm的合金结构钢钢管和不锈（耐热）钢钢管应做硬度检验，其硬度值应符合表5的规定；b) 根据需方要求，经供需双方协商，优质碳素结构钢钢管和外径127 mm的合金结构钢钢管可做硬度要求，其硬度值可按表5的规定。1.4.3 钢管的硬度试验应符合以下要求：a) 壁厚5.0 mm的钢管，应做布氏硬度试验或洛氏硬度试验；b) 壁厚5.0 mm但1.7 mm的钢管，应做洛氏硬度试验；c) 壁厚1.7 mm的钢管，不做硬度试验；d)

19、 当需方在合同中规定钢管做维氏硬度试验时，应做维氏硬度试验。1.4.4 根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明试验温度，供方可做钢管的高温规定非比例延伸强度（Rp0.2）试验，其值应符合附录B的规定。成品钢管的100 000h持久强度推荐数据参见附录C。1.5 工艺性能1.5.1 液压试验 钢管应逐根进行液压试验。液压试验压力按式（2）计算，最大试验压力为20 MPa。在试验压力下，稳压时间应不少于10 s，钢管不允许出现渗漏现象。 P 2tR/D(2)式中：P试验压力，单位为兆帕（MPa），当P7 MPa时，修约到最接近的0.5 MPa，当P7 MPa时，修约到最接近的1 MPa；t钢

20、管壁厚，单位为毫米（mm）；D钢管公称外径，单位为毫米（mm）；R允许应力，优质碳素结构钢和合金结构钢为表5规定的屈服强度的80%，不锈钢和耐热钢为表5规定的屈服强度的70%，单位为兆帕（MPa）。供方可用涡流探伤代替液压试验。涡流探伤时，对比样管人工缺陷应符合GB/T 7735中验收等级A的规定。1.5.2 压扁试验1.5.2.1 外径大于22 mm400 mm，且壁厚不大于40 mm的钢管应做压扁试验。1.5.2.2 压扁试验按以下两步进行：a) 第一步是延性试验，将试样压至两平板间距离为H。H按公式（3）计算。（1+）t H （3）+t/D式中：H两平板间的距离，单位为毫米（mm）；t钢

21、管壁厚，单位为毫米（mm）；D钢管公称外径，单位为毫米（mm）；单位长度变形系数，优质碳素结构钢和合金结构钢为0.08，10G和不锈（耐热）钢为0.09；当t/D0.1时, 优质碳素结构钢和合金结构钢的可减小0.01。试样压至两平板间距离为H时，试样上不允许存在裂缝或裂口。b) 第二步是完整性试验（闭合压扁）。压扁继续进行，直到试样破裂或试样相对两壁相碰。在整个压扁试验期间，试样不允许出现目视可见的分层、白点、夹杂。1.5.2.3 下述情况不能作为压扁试验的判定依据：10GB 5310a) 试样表面缺陷引起的无金属光泽的裂纹；b) 当t/D0.1时，试样6点钟（底）和12点钟（顶）位置处内表面

22、的裂纹。1.5.3 弯曲试验外径大于400 mm或壁厚大于40 mm的钢管应做弯曲试验。弯曲试验为钢管外表面受拉变形的正向弯曲。弯曲试验的弯芯直径应为试样厚度的3倍，弯曲试样应在室温下弯曲到180（试验时，当弯芯的轴心低于两支辊的轴心时，则可认为试样弯曲角度达到180）。弯曲试验后，试样弯曲外表面及侧面不允许出现肉眼可见的裂缝或裂口。1.5.4 扩口试验根据需方要求，并在合同中注明，外径不大于76 mm且壁厚不大于8 mm的钢管可做扩口试验。扩口试验在室温下进行，顶芯锥度为60。扩口后试样的外径扩口率应符合表6的规定，扩口后试样不允许出现裂缝或裂口。表6 钢管外径扩口率钢类钢管外径扩口率，%内

23、径a/外径（d/D）0.60.60.80.8优质碳素结构钢101217合金结构钢81015不锈（耐热）钢121520 a d为实测试样内径。1.6 低倍检验钢管应做低倍检验。钢管横截面酸浸试片上不允许有目视可见的白点、夹杂、皮下气泡、翻皮和分层。1.7 非金属夹杂物钢管应做非金属夹杂物检验。钢管的非金属夹杂物按GB/T 10561中的A法评级，其A、B、C、D和DS各类夹杂物的细系级别和粗系级别应分别不大于2.5级，各类夹杂物的细系级别总数与粗系级别总数应各不大于1.5。根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，成品钢管的非金属夹杂物检验可要求更严级别。1.8 晶粒度 成品钢管应做晶粒度检

24、验。成品钢管的晶粒度应符合表7的规定。表7 成品钢管的实际晶粒度序号钢类实际晶粒度级别两个试片上晶粒度最大与最小级别差1优质碳素结构钢和本表序号2所列牌号以外的合金结构钢钢管的实际晶粒度532牌号为12Cr2MoWVTiB、12Cr3MoVSiTiB、07Cr2MoW2VNbB、08Cr2Mo1W2VTiB 10Cr9Mo1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、10Cr11MoW2VNbCu1N和11Cr9Mo1W1VNbBN的成品钢管的奥氏体晶粒度53307Cr25Ni21NbN、07Cr18Ni11Nb7408Cr18Ni11NbFG7101.9 显微组织成品钢管的显微组织应符合如下规定

25、：a) 优质碳素结构钢成品钢管应为铁素体加珠光体，不允许有过热组织存在；11b) 牌号为15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、15NiMnMoCuNb的成品钢管应为铁素体加珠光体，允许存在粒状贝氏体，不允许存在相变临界温度AC1AC3之间的不完全相变产物（如黄块马氏体）；牌号为12Cr1MoVG的成品钢管允许存在索氏体；c) 牌号为12Cr2MoWVTiB、12Cr3MoVSiTiB、07Cr2MoW2VNbB和08Cr2Mo1W2VTiB的成品钢管应为回火贝氏体，允许存在索氏体或回火马氏体，不允许存在自由铁素体；d) 牌号为10Cr9M

26、o1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、10Cr11MoW2VNbCu1N和11Cr9Mo1W1VNbBN的成品钢管应为回火马氏体；e) 不锈（耐热）钢成品钢管应为奥氏体。1.10 脱碳层外径不大于76 mm的冷拔(轧)成品钢管应检验总脱碳层。总脱碳层外表面深度应不大于0.3 mm，内表面深度应不大于0.4 mm，两者之和应不大于0.6 mm。1.11 晶间腐蚀试验根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，不锈钢钢管可做晶间腐蚀试验。晶间腐蚀试验方法按GB/T 4334.5执行，需方可指定采用其他腐蚀试验方法。1.12 表面质量1.12.1 钢管的内外表面不允许有裂纹、折叠、结疤、轧折

27、和离层。这些缺陷应完全清除，缺陷清除深度应不超过壁厚的10%，缺陷清除处的实际外径和壁厚应不小于外径和壁厚所允许的最小值。在钢管的内外表面上直道允许的深度或高度应符合如下规定：a) 冷拔（轧）钢管：不大于公称壁厚的4%，且最大为0.2 mm；b) 热轧（挤压、扩）和锻制钢管：不大于公称壁厚的5%，且最大为0.4 mm。不超过壁厚允许负偏差的其他局部缺陷允许存在。1.12.2 钢管内外表面的氧化铁皮应清除，但不妨碍检查的氧化薄层允许存在。1.13 无损检验钢管应按GB/T 5777的规定逐根进行超声波探伤检验。超声波探伤检验对比样管纵向刻槽深度等级为C5。根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，可增做其他无损检验。