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高压锅炉管是锅炉管的一种,属于无缝钢管类别。制造方法与无缝管高压锅炉管相同,但对制造钢管所用的钢种有严格的要求。高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件。高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。
锅炉管由于长期在高温和高压条件下工作,材料将发生蠕变,塑性和韧性下降,原始组织改变,产生腐蚀等。作为锅炉用的钢管应具备:(1)足够的持久强度;(2)足够的塑性变形能力; (3) 小的时效倾向和热脆性;(4)高的抗氧化、耐煤灰、耐天然气高温下腐蚀、蒸汽和应力腐蚀性能;(5)良好的组织稳定性以及良好的工艺性能。高压锅炉管的钢种有碳钢以及珠光体、铁素体和奥氏体型不锈耐热钢。为了提高火力发电机组的热效率、降低燃耗,世界各国均以发展大容量、高参数(高温、高压)火电机组(1000MW以上)为主。蒸汽压力提高到31.5~34.3MPa,过热蒸汽温度达595~650℃,向超高压临界压力发展,这样对高压锅炉管提出了更高的要求。为此开发了新的钢种,以满足高参数电站锅炉的需用。
真空退火优质弹簧钢、工具钢、精密钢管的丝材,不锈钢制品及钛合金材,作光亮退火均可采用真空处理。退火温度愈低,则要求真空度愈高。为防止铬的蒸发及加速热传导,一般采用载气加热(保温)法,并注意对不锈钢和钛合金不宜用氮而应采用氩气。
过程
真空淬火真空淬火炉按冷却方法分为油淬和气淬两类,按工位数分为单室式和双室式,904山\畏嘲均属周期式作业炉。真空油淬炉都是双室的,后室置电加热元件,前室的下方置油槽。工件完成加热、保温后移入前室,关闭中门后向前室充入惰性气至大约2.66%26times;lO ~1.01%26times;10 Pa(200~760mm汞柱),入油。油淬易引起工件表面变质。由于表面活性大,在短暂的高温油膜作用下即可发生显著薄层渗碳,此外,碳黑和油在表面的粘附对简化热处理流程很不利。真空淬火技术的发展主要在于研制性能优良、工位单一的气冷淬火炉。前述双室式炉亦可用于气淬(在前室喷气冷却),但双工位式的操作使大批量装炉的生产发生困难,也易在高温移动中引起工件变形或改变工件方位增加淬火变形。单一工位的气冷淬火炉是在加热保温完成后在加热室内喷气冷却。气冷的冷速不如油冷快,也低于传统淬火法中的熔盐等温、分级淬火。因而,不断提高喷冷室压力,增大流量,以及采用摩尔质量比氮和氩小的惰性气体氦和氢,是当今真空淬火技术发展的主流。70年代后期将氮气喷冷的压力从(1~2)%26times;10Pa提高到(5~6)%26times;10Pa,使冷却能力接近于常压下的油冷。80年代中期出现超高压气淬,用(10~20)%26times;10Pa的氦,冷却能力等于或略高于油淬,已进入工业实用。90年代初采用40%26times;10Pa的氢气,接近水淬的冷却能力,尚处于起步阶段。工业发达已进展到以高压(5~6)%26times;10。Pa气淬为主体,而中国产气淬一些金属的蒸气压(理论值)与温度的关系则尚处于一般加压气淬(2%26times;10Pa)型阶段。
钢材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抗拉强度(σb)
试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的能力。
②屈服点(σs)
具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。
屈服点的计算公式为:
式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿)So--试样原始横截面积,mm2。
③断后伸长率(σ)
在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为:σ=(Lh-Lo)/L0*
式中:Lh--试样拉断后的标距长度,mm; L0--试样原始标距长度,mm。
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