定做“高温无缝钢管”时,先把“高温”天堑划明显:国内工程通例把≥400 ℃、或需持久蠕变校核的工况才称为“高温段”,在这一区间里,碳素钢已显著软化,必须升级资料系统;同时壁厚不再由常温许用应力决定,而由“105 h 蠕变断裂强度”或“1 % 蠕变延长强度”节造,Cmp冠军把可定做的“高温无缝钢管”按资料-温度-尺度-典型工况四个维度做了精心总结,方便对照下单。
400 ℃≤T<500 ℃:中温高压段
20G / SA210-A1(GB/T 5310、ASME SA210)
成分:C 0.15–0.25 %,Mn 0.30–0.80 %,Si 0.15–0.40 %,P≤0.025 %,S≤0.015 %;常温 Rm ≥ 415 MPa,450 ℃下 Rp0.2 仍维持 145 MPa 以上;105 h 蠕变强度 ≈ 90 MPa。
合用:高压锅炉水冷壁、省煤器、蒸汽集箱,城市供热一次网(≤2.5 MPa、450 ℃)。
可定做规格:表径 16–89 mm×2–12 mm(冷拔高尺寸精度),表径 219–1016 mm×8–65 mm(热轧)。
交货态:正火 + 回火,N+T,保障晶粒度 ≥ 5 级,硬度 HB 120–160。
Q345B(GB/T 6479 化肥设备用管)
虽为低合金结构钢,但 450 ℃以下短时运行经济性高;好多石化厂把 Q345B 无缝钢管用于“热媒-导扰淄”壳程(≤1.6 MPa、400 ℃)。
把稳:Q345B 持久蠕变数据不及,若陆续运行 ≥ 5 万 h,应升级 20G(20#无缝钢管在高压锅炉中利用若何?20G——高压锅炉管资料 - Cmp冠军) 或 15CrMoR。
500 ℃≤T<580 ℃:高温高压段(锅炉主汽、热再热)
15CrMoG / SA213-T12(GB/T 5310、ASME SA213)
典型成分:0.15 C-0.8 Cr-0.5 Mo;540 ℃、105 h 悠久强度 120 MPa;抗氧化极限 580 ℃。
常用规格:Φ32–711 mm×3–60 mm;壁厚裕量按“蠕变-委顿交互”取 1.5 mm。
热处置:正火 930 ℃ + 回火 720 ℃,回火贝氏体组织,布氏硬度 ≤ 170 HB。
典型订单:电厂超高压母管 12″ SCH80×11.13 mm,长度 12 m 定尺,两端 37.5°坡口,UT+ET 双探,Ⅰ级合格。
12Cr1MoVG / SA213-T22
1 Cr-0.3 Mo-0.25 V 微合金化,570 ℃悠久强度 140 MPa,是目前 540 ℃/13.7 MPa 超高压再热器的“门槛钢”。
可定做:Φ48–762 mm×4–80 mm;若壁厚 ≥ 30 mm,需进行 100 % 射线 + 分区 TOFD 检测。
热处置:980 ℃正火+760 ℃回火;V 元素易二次硬化,回火冷却速度须 ≤ 50 ℃·h-1。
10Cr9Mo1VNbN / SA213-T91(马氏体耐热钢)
9 Cr-1 Mo-V-Nb-N 合金设计,600 ℃悠久强度 180 MPa,许用应力比 T22 提高 35 %,壁厚可减 25 %。
定做把稳:
必须选取“正火+回火”双热处置,正火 1040 ℃空冷,回火 760 ℃空冷;
焊接前预热 200 ℃,层间 ≤ 300 ℃,焊后 750 ℃/2 h 回火处置;
晶粒度 7–9 级,硬度 180–250 HB,Akv(常温)≥ 40 J。
典型利用:百万千瓦二次再热机组主汽 610 ℃、压力 27 MPa 的过热器、再热器联箱。

580 ℃≤T≤650 ℃:超超临界段
07Cr18Ni11Nb / SA213-TP347H
奥氏体不锈钢,650 ℃抗氧化,650 ℃、105 h 悠久强度 98 MPa;晶间侵蚀按 ASTM A262 E 法 ≤ 1.0 μm/月。
可定做:冷拔 Φ12–89 mm×1–12 mm(表表 Ra ≤ 0.8 μm,用于高换热系数的废热锅炉管);热轧 Φ114–1016 mm×6–65 mm。
热处置:固溶 1100 ℃快冷;需做不变动热处置(900 ℃/2 h)预防晶界 Cr 贫化。
25Cr20NiNbN / HR3C(日标)
含 Cr 25 %、Ni 20 %,650 ℃蒸汽侧抗氧化增沉 ≤ 0.25 mg·cm-2·(100 h)-1;悠久强度 115 MPa。
天津大无缝可真空感应 + 电渣沉熔双联工艺,制品同化 ≤ 1.0 级;Φ32–76 mm×5–10 mm 用于百万机组末级再热器。
GH984G(Ni-Fe-Cr 基高温合金管)
工作上限 700 ℃,悠久强度 130 MPa;因含 35 % Ni,需选取 6300 t 挤压机热挤压成管坯,后续冷轧 3 路次;
价值约为 TP347H 的 6–7 倍,仅用于 700 ℃先进超超临界示范项目。
配套尺度与检验升级重点
造作尺度
GB/T 5310《高压锅炉用无缝钢管》——覆盖 20G、15CrMoG、12Cr1MoVG、10Cr9Mo1VNbN 等国商标;
ASME SA213/SA335——对应 T11、T12、T22、T91、TP347H 等,海表项目或涉表压力容器必须双标;
DIN 17175——德国高温管规范,老装置刷新时仍会遇到 15Mo3、13CrMo44、10CrMo910 等商标;
EN 10216-2——欧盟承压高温管,P235GH、P91、P92 等,CE 认证需做 PED 4.3 资料认证。
尺寸/工艺
表径 ≤ 88.9 mm 推荐冷拔,尺寸精度可达 ±0.1 mm/±8 % t,表表粗糙度 Ra ≤ 1.6 μm,方便穿翅片或胀接;
表径 ≥ 114 mm 选取热轧 + 热扩径,可一次成型 12 m 定尺,壁厚不均度 ≤ 12.5 %。
热处置
所有高温钢必须整管热处置,不容“部门感应回火”;T91、TP347H 类要提供“热处置曲线+硬度-组织”双纪录,硬度超差直接判废。
高温机能验证
每炉批取 1 支样管做“高温拉伸(Rp0.2、Rm)”,试验温度按设计温度+50 ℃;
悠久/蠕变:设计温度下 2000 h 悠久试验或 1 % 蠕变 1000 h 试验,提供 Larson-Miller 参数曲线;
氧化/剥落:在 50 h、100 h、200 h 分段称沉,氧化皮脱落量 ≤ 2 mg·cm-2。
无损检测
超声波 UT:冷拔管逐根、纵向+横向双晶探头,盲区 ≤ 1.5 mm;
涡流 ET:表径 ≤ 76 mm 逐根,通孔 ?0.8 mm 当量;
对于 T91、TP347H 等厚壁管,加做“分区 TOFD+相控阵”检测,缺点高度丈量误差 ≤ 0.5 mm。
表表与防护
高温段通常裸管交货,内壁需酸洗钝化(TP347H 用硝酸-氢氟酸混合液),表壁喷砂到 Sa2.5;
若海运或露天存放 ≥ 3 个月,表壁可喷 40 μm 临时性富锌底漆,装置前用碱液洗掉,预防影响焊接。
急剧选型速查表
| 工况温度 | 推荐钢号 | 执行尺度 | 许用应力* | 交货态 | 典型壁厚裕量 |
|---|---|---|---|---|---|
| 350 ℃/1.6 MPa | 20#(GB/T 6479) | GB/T 6479 | 132 MPa | 正火 | 1.0 mm |
| 450 ℃/2.5 MPa | 20G | GB/T 5310 | 110 MPa | N+T | 1.2 mm |
| 540 ℃/10 MPa | 15CrMoG | GB/T 5310 | 92 MPa | N+T | 1.5 mm |
| 570 ℃/13.7 MPa | 12Cr1MoVG | GB/T 5310 | 85 MPa | N+T | 1.8 mm |
| 600 ℃/18 MPa | T91 | SA213 | 78 MPa | N+T | 2.0 mm |
| 620 ℃/25 MPa | TP347H | SA213 | 66 MPa | 固溶 | 2.2 mm |
| 650 ℃/28 MPa | HR3C | 企标 | 58 MPa | 固溶 | 2.5 mm |
注:105 h 悠久强度除以 1.5 安全系数后的“设计应力强度”。
定做流程与文件包
用户提参数:介质成分、设计温度/压力、预期寿命、执行尺度;
钢厂回规划:资料对比-壁厚推算-热处置曲线-成本拆分;
技术和谈:明确化学领域、热处置造度、高温试验批次、探伤等级;
出产跟踪:炼钢炉号→轧批→热处置批→探伤批,全程可追忆;
交货文件:
原资料质保书(EN 10204 3.1);
高温拉伸、悠久/蠕变汇报;
UT/ET/TOFD 图谱光盘;
热处置曲线+硬度纪录;
晶粒度、同化物、氧化试验照片。
依照以上层级,先锁定温度段→选资料→定尺度→算壁厚→提检验,就能把“高温无缝钢管”一次定做到位,既满足长时蠕变安全,又预防“高射炮打蚊子”式的资料溢价。
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