锅炉管是指两端开口并具有中空断面,其长度与周边之比较大的钢材,按生产方法可分为无缝钢管和焊接钢管,钢管的规格用外形尺寸(如外径或边长)及壁厚表示,其尺寸范围很广,从直径很小的毛细管直到直径达数米的大口径管。钢管可用于管道、热工设备、机械工业、石油地质勘探、容器、化学工业和特殊用途。
钢管分无缝钢管和焊接钢管(有缝管)两大类。按断面形状又可分为圆管和异形管,广泛应用的是圆形钢管,但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。 对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量,在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格,有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验等。 [1]锅炉管是无缝管的一种。制造方法与无缝管相同,但对制造钢管所用的钢种有严格的要求。根据使用温度高低分为一般锅炉管和高压锅炉管两种。
锅炉管的力学性能是保证钢材终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。
①一般锅炉管使用温度在350℃以下,国产管主要用10号、20号碳结钢热轧管或冷拔管制造。
锅炉管
锅炉管
②高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件,管子在高温烟气和水蒸气的作用下,会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度,高的抗氧化腐蚀性能,并有良好的组织稳定性
另外,还有GB/T17396-1998(液压支柱用热轧无缝钢管)、GB3093-1986(柴油机用高压无缝钢管)、GB/T3639-1983(冷拔或冷轧精密无缝钢管)、GB/T3094-1986(冷拔无缝钢管异形钢管)、GB/T8713-1988(液压和气动筒用精密内径无缝钢管)、GB13296-1991(锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管)、GB/T14975-1994(结构用不锈钢无缝钢管)、GB/T14976-1994(流体输送用不锈钢无缝钢管)、GB/T5035-1993(汽车半轴套管用无缝钢管)、API SPEC5CT-1999(套管和油管规范)等。20号无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拨制成。20号无缝钢管在我国钢管业中具有重要的地位。据不完全统计,我国现有20号无缝钢管生产企业约240多家,无缝钢管机组约250多套,年产能力约450多万吨。从口径看,<φ76的,占35%,<φ159-650的,占25%。从品种看,一般用途管190万吨,占54%;石油管76万吨,占5.7%;液压支柱、精密管15万吨,占4.3%;不锈管、轴承管、汽车管共5万吨,占1.4%。
高压管的主要生产流程:管坯及坯加热、管坯的穿孔、钢管的延伸。
高压管的轧制、钢管定径与减径、钢管的冷却和精整 或者可以说是 钢胚的加热 穿孔 热扎 酸洗 冷拔 碳烧 切头 喷标 包装 成品一种无缝钢管的制造方法,其特征在于:设置将具有多个轧辊的轧制机座、以互相不同的轧制方向连续配置多台的芯棒式无缝管轧机,在这样的制造生产线上对无缝钢管进行轧制后,在多点上测定轧制后的钢管圆周方向上的壁厚,根据其测定结果,至少分别控制芯棒式无缝管轧机的终轧制机座上的轧辊各个轴的两端位置,以便使壁厚不均达到小。
一般合金管>合金管>合金管>高压合金管简称无缝钢管,用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢制造,用于制作输送液体管道或制作结构、零件用。
高压管按外径和壁厚度供货,在同一外径下有多种壁厚,高压管承受的压力范围较大。通常钢管长度,热轧管为3-12.5m,冷拔(轧)管为1.5-9m。
高压管道安装同中、低压管道安装的要求大同小异,不过要求更高,规定更严,因此,除需符合中、低压管道安装要求外,尚应按下面要求执行。由于高压管的管壁较厚,所以弯曲时一般可以不灌砂。 [2]
用来安装的高压管段、管件、紧固件和阀门必须经检验合格,并附有相应的技术证明文件,运到现场后应妥善保管、标志明显、放置整齐。安装前,应将其内、外表面擦拭干净,同时检查其内通道有否异物,是否畅通。检查管口密封面和密封垫的粗糙度是否符合要求,在密封面上不得有影响密封性能的划痕(特别是径向划痕)、斑点等缺陷存在,除规定脱脂的管道外,在管口密封面和密封垫上涂以机油或黄油或白凡士林保护
贵州结构钢管的蒸汽吞吐是普遍采取的提高稠油开发效果的成熟技术,其主要设备是湿蒸汽发生器。对油田注汽用湿蒸汽发生器(也称注汽锅炉)破损的贵州结构钢管进行了宏观检查、化学成分分析和金相分析,并分析了水垢形成原因,探讨了湿蒸汽发生器炉管在工作条件下的结垢及腐蚀机理。检测分析结果表明,贵州结构钢管在短时间内处于强过热状态是造成贵州结构钢管损坏的直接原因,结垢及水质的影响是发生爆管的原因之一。
假设锅炉出口蒸汽压力为14MPa,其对应温度为337℃,根据锅炉手册以及有关的传热手册,此时炉管外壁温度TWB1=337+23.94=360.94℃,低于材料允许的使用温度;当贵州结构钢管结垢≥1mm时,外管壁温度TWB2=337+263.93=600.93℃,较未结垢时的管壁温度高出240℃,局部温度远远超出贵州结构钢管能承受的温度。此时的锅炉压力远远超出了管材的许用应力,不可避免地将发生爆管事故。
应加强贵州结构钢管壁厚度的监测力度,及时发现结垢和炉管腐蚀等问题,同时积极研究锅炉动态报警技术,有效过热问题的出现,此外还应按照标准严格控制锅炉给水中的氯离子含量。