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

来源：中国废旧物资网发布时间：2007-6-25

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：标准化让各种各样的连接和界面都更加经济、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，在全球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段，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，标准化工作就越来越凸显其重要作用。

而安全始终贯穿于标准化工作中。安全牵涉的面很广，对于人类来说，面临着：交通安全、食品卫生安全、房屋建筑、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法宝就是标准！标准是工业技术的具体体现，因此，标准是否能及时体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，大部分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广泛使用的、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、使用管理规定和检验检测方法以及许可、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等的法律效力和强制属性，并成为法律法规体系的组成部分。准确地说，标准化使世界更安全！

一．锅炉用钢标准体系组成

二十世纪的火力发电技术获得了辉煌的成就，电能已成为能源转化和使用的主要方式，成为一个国家经济发达程度的标志，同时也成为人类文明生活不断提高的物质基础。提高火电机组的参数，是实现电能生产的高效、洁净、经济、可靠、安全要求的最重要途径之一。为此在过去的二十世纪内，人们进行了卓有成效的工作。单就发电动力而言，火电机组的参数经历了高压、超高压、亚临界和超临界的发展阶段，目前正在向超超临界挺进，机组的单机容量已达1300MW，电站效率超过42%并逐渐逼近45%。

火电机组参数的提高与发展，主要取决于火电机组锅炉蒸汽参数的提高和锅炉用材料技术的发展。各国在发展超临界机组时，无不把材料的研制放在十分重要的地位。经过近三十年的试验、制造和运行经验，特别是上世纪九十年代，材料科学取得突破，一大批新型材料的研究开发与应用，使得超临界机组技术已经日趋成熟。锅炉用钢的选择、制造、采购、验收等环节是锅炉制造质量保证体系的重要组成部分。

标准体系就是一定范围内的所有标准，按其内在联系形成的科学有机整体，体系内的标准组成结构层次恰当、功能配套，形成互相关联、互相制约、互相协调的配套系统。建立和完善标准体系，是为了满足技术进步、适应生产技术对标准的需要和要求。

我国锅炉制造业的标准化工作已历经四十余年，经过从无到有、从逐步满足生产需要到形成标准体系，现已建立了包含一百多项标准的锅炉及辅机标准体系。其中锅炉用钢标准，大部分由全国钢标准化技术委员会归口制订，如GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》、GB5310《高压锅炉用无缝钢管》和GB713《锅炉用钢板》等。我国现有的锅炉用钢标准体系大体上可分为基础标准和钢类产品标准两层；钢类产品标准按不同的产品，分为通用标准和产品标准两类，体系明细表见表1所示。

表1：我国锅炉用钢标准体系明细表

二．标准体系与美国ASME标准

我国GB钢材标准是在计划经济体制下，以供方为主编制的钢材质量标准，以反映钢材生产厂的要求为主。锅炉压力容器标准中引用了其中部分内容，但钢材标准不能全面地反映钢材使用者的要求。而ASME钢材标准是在市场经济模式下，由供需双方共同编制，且以反映钢材使用者的要求为主的标准，同时也是压力容器规范的一个组成部分。即使如此，在使用ASME 钢材标准时，一般均有用户采购技术规范进行补充、完善。ASME钢材标准不仅是钢材生产部门的质量标准，而且是钢材使用单位（设计、制造、检验）在选用、采购、验收、检验、加工时的依据。正因为如此，钢材标准的内容远远超过了国内的钢材标准，成为锅炉压力容器规范不可缺少的一部分。

三．产品标准与安全

锅炉用钢的选择、制造、采购、验收等环节是锅炉制造质量保证体系的重要组成部分，也是安全生产的重要保证。

1.锅炉钢板标准

锅炉钢板是锅炉制造中非常关键的材料之一，主要是指用来制造锅炉中的锅壳、锅筒、集箱端盖、支吊架等重要部件用的热轧专用碳素钢和低合金耐热钢中厚钢板材料。锅炉钢板常常处于中、高温和高压状态下工作，除承受较高温度和压力外，还受到冲击，疲劳载荷及水和气的腐蚀，工作条件较差。如果锅炉在使用过程中发生破坏性事故，将会造成严重的损失。因此锅炉钢板必须具有良好的物理性能、力学性能和可加工性，并在材料标准的技术条款中给予严格的规定，以满足其使用中的安全。

从材料上来分，锅炉钢板可分为专用碳素钢板和低合金耐热钢板两类。锅炉钢板所用的材料对化学成分，特别是对磷、硫等有害元素和铬、镍、铜等残余元素有严格的控制；冶炼时还应进行良好的脱氧和去除非金属夹杂物，以保证良好的塑性和韧性；组织结构要求均匀，晶粒度控制在一定范围内（通常希望晶粒度在3～7级之间）；对表面质量和内部缺陷也有严格的要求；此外常温和高温力学性能必须保证。在GB713-1997《锅炉用钢板》标准中明确规定应采用炉外精炼方法冶炼锅炉用钢。

根据工作条件不同，锅炉钢板又可分为制造室温及中温承压部件钢板和制造高温承压部件钢板两大类。

室温及中温（蠕变温度以下）用锅炉钢板，大多采用碳素钢，包括碳钢、碳锰钢、碳锰硅钢等，即GB713-1997《锅炉用钢板》中的20g、22Mng、16Mng、19Mng钢，以及ASME SA-515/SA-515M 《中高温压力容器用碳钢板》、SA-299/SA-299M《压力容器用碳锰硅钢板》等。主要用于制造锅炉的锅筒、中温以下集箱端盖等承压部件。要求其应具有较高的室温强度；良好的冲击韧性和较低的缺口敏感性；由于锅筒等部件在加工时需要大量的冷变形，因此还要具有良好的时效韧性；另外还要具备良好的加工工艺性和焊接性能；以及良好的低倍组织等。