锅炉主要受压元件金属材料共49页
锅炉压力容器制造中主要受压元件材料的控制
锅炉压力容器制造中主要受压元件材料的控制通过采用全过程控制理念，在对锅炉压力容器制造过程中主要受压元件材料需要经历的各控制环节进行相应明确下，结合笔者自身多年工作实际，从材料采购、材料入厂以及标识移植和材料存放等各个控制环节入手，对如何在锅炉压力容器制造过程中有效控制主要受压元件材料，提出几点相应的对策建议以供参考。
标签：锅炉压力容器；受压元件；材料控制0 引言控制主要受压元件材料，是顺利完成锅炉压力容器制造的一大重要环节，其对于锅炉压力容器的质量水平以及使用性能有着直接的影响作用。
一旦主要受压元件出现材料混用、材料质量不合格或是其他与相关材料标准要求不相符的问题，势必会对锅炉压力容器制造产生相应的不良影响。
1 严格控制材料采购1.1 编制订单在材料采购环节当中，采购人员应当切实结合锅炉压力容器制造的具体需要，在对现有各项材料和资源进行全面盘点以及优化整合的基础上，明确所需具体材料，并根据相关制造标准要求对所需材料的规格属性、性能指标等进行统一标注，将其进行统一归纳整理之后总结成材料订货清单[1]。
与此同时，在编制材料采购订单时还需要将采购人员、相关负责人员等一并标注清晰，进而使得各项材料采购工作均可以在采购清单的约束与指导下规范完成，避免出现采购重复、材料浪费等情况。
1.2 订单审核在完成材料采购清单的统一编制之后，在正式进行材料采购之前，采购部门以及相关工作人员需要严格审核材料采购清单，包括清单是否拥有验证内容、签署齐全与否，一旦发现材料采购清单中有特殊要求等未能清晰标注，需要立即同设计部门以及其他相关单位进行沟通交流，在确保采购订单完整无误后再与经过严格挑选和资质认定合格的供应商签署采购合同。
2 严格控制材料入厂在材料入厂之后，为了有效保障锅炉压力容器制造过程中主要受压元件材料均有着较高的质量水平，且与制造标准要求完全相符。
首先需要工作人员对入厂各项材料的相关文件，尤其是质量证明、合格书等进行严格审查，保障每一项材料均有规范完整且具有法律效力的质量检验证明与之相对应。
锅炉金属材料(非常实用)
锅炉金属材料1材料分类常用的有金属材料和非金属材料。
金属材料有碳钢、合金钢、有色金属、铸铁及其合金。
其中应用最为广泛的是碳钢和合金钢。
如将钢按用途来划分，有结构钢（建筑及工程用钢或结构用钢，如锅炉中的钢结构等）、工具钢（各种量具、刃具、模具钢等）和特殊性能钢（耐热钢、不锈耐酸钢及电工用钢）；按质量来划分则有普通钢、优质钢和高级优质钢三类；按冶炼方法、钢液脱氧程度和铸锭工艺的不同来划分则有沸腾钢、镇静钢（脱氧完全的钢，化学成分和力学性能均匀、焊接性能和抗腐蚀性好，一般用来做较重要的部件；受压元件用钢即是）和半镇静钢三类；此外还有其余种类的如按金相组织分类方法（下面介绍耐热钢时还要介绍）等。
2锅炉金属材料性能1）常规性能锅炉常用金属材料的常规力学性能主要有以下几种：弹性极限：金属在力的作用下，形状发生变化，当力去除后，仍能恢复原状的能力称为弹性；而随外力而消失的变形称为弹性变形。
在拉伸试验中，试样未发生永久变形时单位面积所承受的最大力就为弹性极限σe；强度：强度是指金属材料抵抗变形和破坏的能力，即金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的性能，可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度和抗扭强度等。
工程上金属材料的主要强度性能指标是屈服极限σs和抗拉强度σb。
金属材料在超过σs的应力下工作，会使零件产生塑性变形；在超过σb的应力下工作时，会引起零件的断裂破坏。
σb是试件被拉断前的最大负荷Pb与原横截面积F0之比，σb = Pb / F0，单位为MPa；屈服强度或屈服点σS是指金属材料在拉伸试验中，外力已经超过弹性极限σe，虽然应力不再增加，但试件仍在伸长，试件产生比较明显的塑性变形，此时的应力称之；塑性：金属受外力作用产生变形，当外力去掉后变形不恢复的性能称为塑性；外力消失而不能恢复的变形称为塑性变形，即指材料在外力作用下，不发生破坏而产生永久变形的抵抗能力，可用延伸率和断面收缩率表示；延伸率是指试样拉断后的总伸长与原始长度的比值的百分比，δ=[L1-L]/L*100%，断面收缩率是指拉断后断面面积缩小值与原始面积比值的百分比ψ=[F-F1]/F*100%；冲击韧性：金属材料抵抗瞬间冲击载荷的能力，一般用摆锤弯曲冲击试验来确定；硬度：就是金属材料的软硬程度，反应金属材料抵抗压入物压陷能力的大小，是金属表面的局部区域抵抗塑性变形和破坏的能力，一般有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度和肖氏硬度等几种试验方法。
锅炉受热面是用的那些金属材料？
锅炉受热面是用的那些金属材料？展开全文下面按过热器和蒸汽管道壁温（工作温度）介绍一些常用锅材。
1、壁温：过热器管≤500℃，蒸汽管道≤450℃。
常用钢：20钢，德国st35.8、st45.8等。
热处理：热轧，空冷。
优缺点：工艺性良好，价格低廉；会发生珠光体球化和石墨化。
2、壁温：过热器管≤550℃，蒸汽管道≤510℃。
常用钢：15CrMo。
热处理：930~960℃正火，680~730℃回火。
优缺点：无石墨化倾向；会发生珠光体球化和合金再分配。
3、壁温：过热器管≤580℃，蒸汽管道≤540℃。
常用钢：12Cr1MoV，西德10CrMo910,2.25Cr1Mo等。
热处理：正火+高温回火，980~1020℃空冷，720~760℃回火3h。
优缺点：有足够抗氧化性；有一定的热脆性，会发生珠光体和合金元素再分配。
4、壁温：过热器管和蒸汽管道≤600~620℃。
常用钢：12Cr2MoWVTiB（即钢102）。
热处理：正火+高温回火得到贝氏体组织。
优缺点：多种微量元素交互作用，热强性及组织稳定性均较好，无热脆倾向；焊接性能差，质量不够稳定，很少用于蒸汽管道，多用于过热器和再热器。
目前，进一步研制既耐高温、价格又便宜的新型耐热材料是发展高参数机组的关键。
锅炉钢：boiler steel 主要指用来制造过热器、主蒸汽管和锅炉火室受热面用的材料。
对锅炉钢的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱性腐蚀、耐氧化等。
常用的锅炉钢有平炉冶炼的低碳镇静钢或电炉冶炼的低碳钢，含碳量Wc在0.16%-0.26%范围内。
制造高压锅炉时则应用珠光体耐热钢或奥氏体耐热钢。
近年来也采用普通低合金钢建造锅炉，如12锰、15锰钒、18锰钼铌等。
适合制造锅炉用的钢材，包括汽包用钢和锅炉管用钢。
汽包用钢要有高的热强性、韧性和组织稳定性，长期处于高压中温水蒸气作用下不发生过大的永久变形及破裂。
锅炉管用钢要求具有足够高的高温强度、持久塑性、抗氧化性和耐蚀性、组织稳定以及良好的加工性。
锅炉各部件
省煤器中文名称：省煤器英文名称：economizer定义：利用低温烟气加热给水的受热面。
省煤器（英文名称Economizer）就是锅炉尾部烟道中将锅炉给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面，由于它吸收的是比较低温的烟气，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，提高了效率，所以称之为省煤器.省煤器钢管式省煤器不受压力限制，可以用作沸腾式，一般由外径为32～51毫米的碳素钢管制成。
有时在管外加鳍片和肋片，以改善传热效果。
钢管式省煤器由水平布置的并联弯头管子（习称蛇形管）组成.省煤器省煤器分类省煤器的分类有多种方式，可按如下几种方式分类：1、按给水被加热的程度：可分为非沸腾式和沸腾式两种。
2、按制造材料分：有铸铁和钢管省煤器两种。
非沸腾式省煤器多采用铸铁制成的，但也有用钢管制成的，而沸腾式省煤器只能用钢管制成。
铸铁省煤器多应用于压力≤2.5MPa的锅炉。
如压力超过2.5MPa时，应当采用钢管制成的省煤器。
3、按装置的形式分：有立式及卧式两种。
4、按排烟与给水的相对流向分：有顺流式、逆流式和混合式三种。
省煤器作用1、吸收低温烟气的热量，降低排烟温度，减少排烟损失，节省燃料。
2、由于给水进入汽包之前先在省煤器加热，因此减少了给水在受热面的吸热，可以用省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。
3、给水温度提高了，进入汽包就会减小壁温差，热应力相应的减小，延长汽包使用寿命。
省煤器再循环省煤器在锅炉(汽包锅炉)的启动过程中,由于其汽水管道的循环没有建立,即锅炉给水处于停滞状态,此时省煤器内的水处于不流动的状态,随着锅炉燃烧的加强,烟气温度的提高,省煤器内的水容易产生汽化,使省煤器的局部处于超温状态.为了避免这个情况的出现,从汽包的集中下水管再接一管道到省煤器的入口,作为再循环管道,使省煤器内的水处于流动状态.避免其汽化。
再热器中文名称：再热器英文名称：reheater，RH定义：将汽轮机高压缸或中压缸的排汽再次加热到规定温度的锅炉受热面。
锅炉钢文档
锅炉钢一、概述锅炉钢是一种特殊的钢材，用于制造锅炉设备的主要结构部件。
它需要具备很高的强度、耐热性和耐压性能，以承受高温和高压条件下的工作环境。
作为一种关键的材料，锅炉钢在能源行业发挥着重要作用。
二、锅炉钢的分类根据不同的标准和用途，锅炉钢可以分为几个不同的类别，包括：1.低合金高强度锅炉钢：这类钢材具有低合金和高强度的特点，常用于制造大型功率锅炉的主要压力组件，如锅炉壁、受热面和炉管。
2.中碳锅炉钢：中碳锅炉钢通常用于制造温度较低的小型锅炉，其强度和韧性相对较好，常见用途包括制造锅炉管道和锅炉壁等。
3.高温高压锅炉钢：高温高压锅炉钢要求具备较高的耐热性和耐压性能，主要用于超高温和高压锅炉设备中的主要压力部件，如炉管和受热面等。
三、锅炉钢的特性锅炉钢具备以下特性：1.高强度：锅炉钢具有很高的屈服强度和抗拉强度，能够承受高温高压环境下的巨大压力。
2.耐热性：锅炉钢能够在高温下保持结构的稳定性，不发生脆化和变形。
3.耐腐蚀性：锅炉钢在高温高压下能够抵抗腐蚀和氧化，延长使用寿命。
4.高韧性：锅炉钢具有良好的韧性和断裂延展性，即使在极端条件下也能保持完整性。
5.加工性能：锅炉钢具有较好的可加工性和可焊性，方便加工和制造锅炉设备。
四、锅炉钢的应用锅炉钢主要应用于以下领域：1.电力行业：锅炉钢是制造发电厂的锅炉设备的重要材料，用于制造锅炉本体、炉眼、炉环、炉管等关键部件。
2.石油化工行业：石油化工设备需要承受高温高压条件，锅炉钢经常用于制造石油化工反应器、分离器和换热设备等。
3.钢铁行业：锅炉钢也常用于钢铁冶炼和轧制领域的设备制造，如炼钢电弧炉、高炉和轧机等。
4.化肥行业：生产化肥的过程中需要高温高压条件，锅炉钢被广泛用于制造化肥设备。
五、锅炉钢的标准为了保证锅炉钢的质量和性能，国际上制定了一系列标准和规范。
常用的锅炉钢标准包括：1.中华人民共和国国家标准：GB 713、GB 3087、GB5310等。
2.美国标准：ASME SA-515/SA-515M、ASME SA-516/SA-516M等。
锅炉金属材料知识
锅炉金属材料知识锅炉金属材料知识1、变形金属在外力作用下，发生尺寸和形状改变的现象，称为变形。
变形的基本形式有弹性变形、永久变形（塑性变形）和断裂三种。
金属在外力作用下发生变形，外力去除后能恢复原来形状和尺寸，材料的这一特性称为弹性。
这种在外力去除后能消失的变形称为弹性变形。
若外力去处后，只能部分的恢复原状，还残留一部分不能消失的变形，材料的这一特性称为塑性。
外力去除后不能消失而永远残留的变形，称为塑性变形或残余变形，也称永久变形。
设备在正常工作时，只能发生少量弹性变形，而不能出现永久变形。
2、强度、刚度、韧性材料或构件承受外力时，抵抗塑性变形或破坏的能力称强度。
材料或构件承受外力时抵抗变形的能力称为刚度。
刚度不仅与材料种类有关，还与构件的结构形式、足寸等有关。
比如管式空气预热器管箱与钢管省煤器组件相比，前者抗变形能力要比后者好，我们称前者的刚度强（好），后者的刚度弱（差），刚度好的构件，在外力作用下的稳定性也好。
材料抵抗冲击戴荷的能力称为韧性或冲击韧性，即材料承受冲击载荷时迅速产生塑性变形的性能。
锅炉承压部件所使用的材料应具有较好的韧性。
3、应力材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力，单位是Pa 或 MPa。
外力为拉力时，产生的应力称拉应力；外力为压缩力时，产生的应力为压应力。
在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量，简称应变。
在一定的应力范围（弹性变形）内，材料的应力与应变成正比，它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数E，单位与应力的相同，为Pa 或MPa。
对一定的材料，弹性模景E 是常数。
E 值越大，在一定应力下，产生的弹性变形量越小。
弹性模量E 随温度升高而降低。
转动机械的轴与叶轮，要求在转动过程中产生较小的变形，就需选用弹性模量较大的材料。
4、应力集中由于构件截面尺寸突然变化而引起应力局部增大的现象，称为应力集中。
在等截面构件中，应力是均匀分布的。
若构件上有孔、沟槽、凸肩、阶梯等，使截面尺寸发生安然变化时，在截面发生变化的部位，应力不再是均匀分布，在附近小范围内，应力将局部增大。
工业锅炉用金属材料
工业锅炉用金属材料课程基本要求1.了解金属材料基础知识2.掌握常用金属材料性能指标3.掌握金属材料分类及牌号4.熟悉金属材料热处理基本知识5.熟悉金属材料的腐蚀型式分类及特征6.掌握《锅炉安全技术监察规程》对锅炉材料的基本要求学习涉及相关标准：《优质碳素结构钢》GB/T699-2008《锅炉和压力容器用钢板》GB/T713-2014《低中压锅炉用无缝钢管》GB/T3087-2008《锅炉安全技术监察规程》主要内容：一、概述；二、金属材料基础知识；三、材料分类及牌号表示方法；四、金属材料热处理基本知识；五、锅炉常用材料；六、金属材料的腐蚀机理、分类、腐蚀特征第一章概述1.1 金属和金属材料1.1.1 金属：是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、传热等性质的物质。
1.1.2 金属材料：包括纯金属及其合金，是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
一般金属特性：（1）外观性能：金属光泽（即对可见光强烈反射）（2）使用性能：包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性等），力学性能（3）工艺性能：冷热加工性能：包括可铸造、可焊、可锻、可切削加工性等。
1.2金属材料的使用金属材料的使用是古代文明和社会进步的重要标志。
1.2.1 人类的文明进程是依据材料而划分的石器时代（距今260万年～5000多年）→青铜器时代（公元前3000年）→铁器时代（公元前1000年）→钢铁时代（资本主义大工业时期1800年）平粮台古城、登封王城岗都是中国新石器时代晚期龙山文化城址。
分别位于今天河南省淮阳县和登封市的郊区，距今均有4600多年的历史，以上文物反映了当时社会已经掌握了金属铜的冶炼技术。
司母戊鼎（商后期约公元前十四世纪至公元前十一世纪）三门峡市虢国墓玉柄铁剑--西周（前1046年―前771年）剑柄是玉质，剑刃是铁质，剑柄和剑刃的连接处是绿淙石，这三种物质的结合在现在的冶铸技术中都不可能实现，可见古代劳动人民智慧之广。
锅炉主要受压元件金属材料
6）12Cr1MoVG：
是GB5310-95的纳标钢，是国内高压、超高 压、亚临界电站锅炉过热器、集箱和主蒸 汽导管广泛采用的钢种。化学成分和力学 性能与12Cr1MoV板材基本相同。其化学成 分简单，总合金含量在2%以下，为低碳、 低合金的珠光体型热强钢。其中的钒能与 碳形成稳定的碳化物VC，可使钢中的铬与 钼优先固溶存在于铁素体中，并减慢了铬 和钼从铁素体到碳化物的转移速度，使钢 在高温下更为稳定。此钢中的合金元素总
5）T22（P22）：
T22（P22）是ASME SA213（SA335）规范 材料，我国GB5310-95将其列入。在Cr-Mo 钢系列中，它的热强性能比较高，同一温 度下的持久强度和许用应力甚至于比9Cr1Mo钢还要高，因此其在国外火电、核电和 压力容器上都得到广泛的应用。但其技术 经济性不如我国的12Cr1MoV，因此在国内 的火电锅炉制造中用得较少。只是在用户 要求时才给予采用（特别是按ASME规范设 计制造时）。该钢对热处理不敏感，有较
4）15CrMoG：
（对应的是世界各国广泛应用的1Cr-1/2Mo 和1/4Cr-1/2Mo-Si型钢），其铬含量较 12CrMo钢高，因此在500-550℃具有较高的 热强性。当温度超过550℃时，其热强性显 著降低，当其在500-550℃长期运行时，不 产生石墨化，但会产生碳化物球化及合金 元素的再分配，这些均导致钢的热强性降 低，钢在450℃时抗松驰性能好。其制管和 焊接等工艺性能良好。主要用作为蒸汽参 数550℃以下的高、中压蒸汽导管和联箱、
汽包用钢对照表
GB713—2008 Q245R Q345R Q370R GB713-1997 20g、20R 16 Mng、19Mng（19Mn6）
第一节 锅炉受压元件用金属材料
第一节 锅炉受压元件用金属材料锅炉的受压元件都是在承压状态下工作的，有些还要同时承受高温或腐蚀的作用，因而工作条件十分恶劣。
若锅炉在使用过程中发生破坏性事故，则将造成严重后果。
一、钢材的分类：按化学成分分类⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧）高合金钢（含合金元素）中合金钢（含合金元素）低合金钢（含合金元素合金钢）含碳（含碳）（含碳（含碳高碳钢中碳钢低碳钢工业纯铁碳素钢10%10%~55%0.6%(0.60%)~25.025%.002%).0按品质分类 ）含硫高级优质钢（含磷含硫优质钢（含磷）含硫普通钢（含磷0.03%0.035%,0.04%0.04%,0.055%0.045%,≤≤≤≤≤≤按冶炼方法分类⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧）半镇静钢（，一般不标）镇静钢（沸腾钢（按脱氧程度分电炉钢转炉钢平炉钢按炉别分b Z )F按金相组织分类按正火组织处理奥氏体钢马氏体钢贝氏体钢珠光体钢⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧按用途分类特殊性能钢工具钢结构钢在中、低压锅炉的制造中，广泛采用优质低碳钢和低合金钢，这两种钢具有一定的强度和良好的冷加工、焊接等工艺性能。
碳素钢碳素钢是以铁为基体，含碳量低于2.11%的铁碳合金。
钢材中的含碳量越高，其强度越高，但塑性和韧性降低较多，不能满足锅炉承压的要求。
因此制造锅炉受压元件的钢材，其含碳量需在规定的范围内。
低碳钢：锅炉受压元件用得最多的钢材，如20g、20、15均为低碳钢。
中低压锅炉的受压元件，除个别元件（如过热器出口集箱）外，几乎均用低碳钢。
（可满足锅炉元件的要求，有好的塑韧性，同时又有较好的可焊性，价格低廉）高碳钢：锅炉上不用高碳钢，这种钢主要用于制造刀具、量具。
按硫、磷含量：普通碳钢优质碳钢（一定的力学性能和化学成分，好的塑韧性）锅炉受压元件须用优质碳素钢制造。
钢材中含有过量的硫时：400℃高温下工作或热加工过程中易发生脆化（热脆性）；钢材中含有过量的磷时：较低温度下工作或冷加工过程中易发生脆化（冷脆性）。
电站锅炉用金属材料
2. 锅炉用材料的主要性能要求
五、 钢的热处理简介 六、 火电厂常见金属事故特征分析 七、 高参数锅炉用材料的发展方向
一、 燃煤电站锅炉结构简图
一、 燃煤电站锅炉结构简图
二、我公司生产的电站锅炉主要部件常用材料牌号及其标准
碳素钢：20G，20MnG, 25MnG
国标 （GB5310）
合金钢：15CrMoG, 12Cr1MoVG, 12Cr2MoG, 07Cr2MoW2VNbB, 10Cr9Mo1VNbN, 10Cr9MoW2VNbBN 不锈钢：07Cr19Ni10, 10Cr18Ni9NbCu3BN, 07Cr25Ni21NbN, 07Cr18Ni11Nb, 08Cr18Ni11NbFG 碳钢： SA106B,SA106C,SA210C
电站锅炉用金属材料
提 纲
一、 燃煤电站锅炉结构简图 二、 我公司生产的电站锅炉主要部件常用材料牌号及其标准 三、 锅炉汽水部分管道系统用材料
1. 2. 3. 4. 5. 水冷壁 过热器 再热器 省煤器 集箱和蒸汽管道
四、 锅炉高温工况及材料的性能要求
1. 锅炉高温工况
1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 水冷壁工况 过热器和再热器工况 省煤器工况 集箱和蒸汽管道工况 室温机械性能 高温机械性能 金属的组织稳定性
管材标准
美标 （ASME）
合金钢：SA213 T2,T11,T12,T22,T23,T91,T92 SA335 P11,P12,P22,P23,P91,P92 不锈钢：SA213 TP304H,TP347H,TP347HFG, TP310HCbN(HR3C),S30432(SUPER304H) 碳钢： P235GH
三、 锅炉汽水部分管道系统用材料
电站锅炉用材
15CrMoG,12Cr1MoVG,T23,T91,T92 12Cr1MoVG,T23,T91,T92,TP347H, TP347HFG,SUPER304H,HR3C
超超临界（USC）
66万千瓦以上
12Cr1MoVG,T23,T91,T92,TP347H, TP347HFG,SUPER304H,HR3C
（1） 长时超温爆管 管子在高温下运行时所受的应力主要是由过热蒸汽内压力造成 的对管子的切向应力，在这种应力下，管径发生胀粗；长时超 温的管子钢由于原子扩散加剧，导致其组织变化，使蠕变速度 相应加快，持久强度降低；因而管子达不到设计寿命就提前破 坏。 其宏观特征为：呈粗糙不平整的脆性断口、无明显塑性变形、 管壁减薄不多、管径胀粗不明显、破口较小、边缘粗钝、外形 呈狭长菱形；破口附近管子内外壁有较厚的氧化皮；破口附近 管子外壁有较多纵生（平等于破口）的短小蠕变裂纹或应力腐 蚀裂纹；向火侧的管壁减薄程度较背火侧的要多一些。 其显微特征为：组织为铁素体加碳化物。出现珠光体球化、石 墨化、碳化物析出并聚集长大等组织变化，一般向火侧较为严 重；有明显的蠕变裂纹，裂纹内部有较厚的氧化层。 其力学性能特点：爆管破口处附近材料的强度、硬度较同类新 钢管显著降低；向火侧的强度和硬度较背火侧更低。
三、 锅炉汽水部分管道系统用材料
4. 省煤器
省煤器是对锅炉给水进行预热的受热面。下表列出了从10万千瓦的电厂到超 (超)临界压力电厂所用省煤器材料的变化情况。
电厂类型 超高压 亚临界 超临界
机组容量 10万千瓦以上 30万千瓦以上 60万千瓦以上 20G 20G
省煤器材料
20G,SA210C
超超临界（USC）
4）正火(Normalizing)：就是把钢件加热到Ac3和Accm线以上30-50℃，经过保温后， 然后出炉在空气中冷却至室温的热处理工艺。
电站锅炉金属材料基础知识课件
03
新型复合材料
复合材料如不锈钢复合钢、钛复合钢等被应用于电站锅炉的制造中，通
过结合不同材料的优点，提高设备的综合性能。
电站锅炉金属材料制造技术的进步
精密铸造技术
精密铸造技术如熔模铸造、消失 模铸造等的应用，提高了电站锅 炉金属材料的致密度和机械性能
，减少了铸造缺陷。
焊接技术的进步
随着焊接技术的不断发展，如激 光焊接、电子束焊接等技术的应 用，提高了电站锅炉金属材料的
腐蚀疲劳
指金属材料在交变应力和腐蚀介质共同作用下发生的腐蚀，可以通过 提高材料的抗疲劳性能和耐腐蚀性能来提高其使用寿命。
金属材料的焊接性能
可焊性
指金属材料在一定的焊接工艺条件下 ，能否获得优质焊接接头的难易程度 ，包括焊接润湿性、焊接可塑性、焊 接抗裂性等。
焊接接头性能
焊接工艺性能
指金属材料在焊接过程中表现出的工 艺性能，包括焊接方法适应性、焊接 接头形式、焊接操作难易程度等。
涂层保护
在金属表面涂覆防腐涂层，以提高 其耐腐蚀性能和延长使用寿命。
电站锅炉金属材料的检修与更换
定期检修
根据金属材料的磨损和腐 蚀情况，定期进行检修， 更换损坏或老化的部件。
预防性维护
通过预防性维护措施，如 预热、润滑等，降低金属 材料的磨损和腐蚀风险。
材料选择与更换
根据实际运行情况和需求 ，选择合适的金属材料进 行更换，确保锅炉的安全 与稳定运行。
指焊接接头在各种力学载荷和环境介 质作用下的性能表现，包括焊接接头 的强度、塑性、韧性、耐腐蚀性等。
03
电站锅炉金属材料的加工与处理
金属材料的切割与弯曲
金属材料的切割
火焰切割、激光切割、等离子切割等。火焰切割适用于厚度较大的金属板，激 光切割适用于薄板和精密零件，等离子切割则适用于各种厚度的金属板。
锅炉金属材料汇总
电厂锅炉金属材料第一节电厂锅炉用钢一、锅炉用钢具有的性能制造锅炉用的主要金属材料是钢材。
锅炉本体设备是由在常温下承受静载荷的部件(钢架，支座，平台等)和承受高压高温的部件（汽鼓、联箱、受热面的管子及承受高温的支吊、定位部件等）所组成。
前一种部件可用一般的结构钢制造，后一种部件须用具有特殊性质的钢材即所谓锅炉钢来制造。
要求锅炉钢具有以下性能：1、在高温条件下工作时，能持久地保持必需的机械性质，制造锅炉用的主要金属材料是钢材。
锅炉本体设备是由在常温下承受静载荷的部件(钢架，支座，平台等)和承受高温、高压的部件(汽强度、塑性、韧性等，以承受锅炉内部的压力和变动以及冲击负荷的作用，如在400℃以上工作则还要考虑蠕变现象。
一般钢材当温度在100～150℃时强度极限比常温下稍有降低，在200～300℃时略有增大，再升高温度又降低。
到400℃以上特别是450℃以上长期工作时，钢材的应力即使还远远低于弹性极限，但往往会发生一种缓慢而连续的变形。
从显微结构上看，低温时晶粒之间的连结强度比晶粒本身的强度高，在外力作用下金属的变形主要是晶粒自身的变形；然而在高温和应力的作用下，晶粒之间的连结强度会受到破坏，以致在晶粒之间发生位移，这种现象称为蠕变。
蠕变对温度是很敏感的，400～500℃的碳素钢增加12～15℃，或合金钢增加20～25℃，蠕变速度会增加一倍。
在有蠕变现象存在的情况下工作时，必须使材料在所处的温度和应力条件下的蠕变速度不超过许可的限度，以保证材料的安全使用。
在锅炉设计中，要求材料的蠕变速度为每小时长度变形不超过一千万分之一，这个速度相当于工作十万小时后材料变长1%。
钢材制成品经过一定时间后会发生韧性降低、硬度提高的现象，称为时效作用。
一般在200～300℃时这个作用最为强烈。
低碳钢(含碳量0.1%左右)的时效倾向尤大，而高碳钢和含有钼、钡或钨的合金钢则不易产生时效。
对于锅炉钢板，要求冲击韧性的下降率不大于50%，或冲击韧性的绝对值不小于3～3.5公斤米/厘米2。
锅炉的主要受压元件
锅炉的主要受压元件锅炉的受压元件主要有锅筒(锅壳)、管板(封头)、炉胆(炉胆顶)、回燃(烟)室、集箱、汽水管、烟(火)管、拉撑件、门孔及孔盖等。
受压元件的主要连接形式是焊接和胀接。
1．锅筒(锅壳)除了直流锅炉和小型立式水管锅炉(贯流炉)外，锅炉一般都有锅筒(锅壳)，它是十分重要的受压元件，其主要作用是：(1)接受和分配给水。
(2)进行汽水分离，内装汽水分离装置，提高分离效果。
(3)贮存和输送蒸汽。
(4)部分炉型的锅炉锅筒还可作为受热面。
水管锅炉中，若将锅筒置于炉体外，则亦称锅筒为汽包；若有上下两个锅筒，则上锅筒也称为汽鼓，下锅筒亦称为水鼓或泥鼓。
锅壳式内燃锅炉的结构特点是燃烧空间和大部分受热面均布置在锅壳内，此时，锅壳内大多布置有炉胆、烟(火)管和拉撑等受压元件。
一般而言，筒体上要开多个管孔用来装接下降管、安全阀、压力表、水位表、主蒸汽(或出水)管、进水管、排污管、加药管等。
水管(或水、火管)锅炉还要装接水冷壁管、对流管、过热器管等。
2．管板(封头)管板(封头)是锅筒的组成部分，它们位于锅筒两端，与筒体一起组成锅筒。
封头有球形、椭球形和扁球形三种，目前多采用椭球形封头。
管板实际上是封头的一种特殊形式，它是在冲压成平板状的封头上开许多管孔，用以连接烟(火)管，因此被称为管板。
卧式锅壳锅炉的锅壳筒体两端绝大多数为管板。
3．炉胆只有锅壳式锅炉才有炉胆。
炉胆和锅筒一样是受压元件，但筒体受到的是内部压力，而炉胆受到的则是外部压力。
炉胆的外面是炉水，而里面则是燃烧室，因此其内部温度很高，内外壁温差很大，所以炉胆是锅壳式锅炉中工作环境最恶劣的受压部件。
炉胆的热膨胀问题是设计者必须考虑的问题，由于炉胆受高温火焰灼烧，其平均温度要高于锅筒(锅壳)的温度，特别是燃油、燃气锅炉的火焰温度更高，温度变化更剧烈，因此如果设计不合理，则会将很大的热膨胀应力集中于某几处，容易造成应力集中处破裂甚至导致锅炉爆炸，所以就要求炉胆应具有良好的热胀冷缩性能。
《锅炉安全技术监察规程》第2章《材料》
第二章材料一、本章结构及主要变化本章共有9节，由“2.1基本要求”、“2. 2性能要求”、“2. 3材料选用”、“2. 4材料代用”、“2. 5新材料的研制”、“2. 6境外牌号的材料”、“2. 7材料质量证明”、“2. 8材料验收”和“2.9材料管理”组成。
本章的主要变化为：◇增加了承载构件材料的原则要求；◇对锅炉用材料的牌号、工作压力、工作温度进行了调整，重点增加了电站锅炉用材料；◇简化了材料代用的审批手续；◇重点调整了新材料的技术评审程序；◇简化了材料入厂验收程序。
◆条款说明：修改条款。
原条款：《蒸规》第21条、《水规》第18条。
《蒸规》第21条锅炉受压元件所用的金属材料及焊接材料等应符合有关国家标准和行业标准。
材料制造单位必须保证材料质量，并提供质量证明书。
金属材料和焊缝金属在使用条件下应具有规定的强度、韧性和伸长性以及良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能。
锅炉受压元件修理用的钢板、钢管和焊接材料应与所修部件原来的材料牌号相同或性能类似。
《水规》第18条锅炉受压元件所用的金属材料及焊条、焊丝、焊剂等应符合有关国家标准、行业标准或部标准的规定。
材料制造厂必须保证材料质量，并提供质量证明书。
金属材料、焊缝金属及承压铸件在使用条件下应具有规定的强度、韧性和延伸率并具有良好的抗腐蚀性能。
钢制锅炉受压元件修理用的钢板、钢管和焊接材料应与所修部件原来的材料牌号相同或类似。
◆条款解释：此条款是对锅炉用材的基本要求(1)增加承载构件材料要求承载构件一般指锅炉主要的立柱、大板梁等。
这些部件的质量与锅炉运行安全息息相关，在大型锅炉的安装现场此类部件也发生过质量事故，故锅炉用材料在“受压元件所用的金属材料及焊接材料”基础上增加承载构件材料的要求。
(2)锅炉用材应当符合相应国家标准和行业标准的要求锅炉用钢应当符合本规程中所列国家标准和行业标准中的相关要求，包括成分、冶炼方法、交货状态、力学性能、工艺性能、检验方法和数量、质量等方面的要求。
锅炉设备检修2素材
（三）高温紧固件常用材料
螺栓作为紧固件，被广泛地应用于火力发电厂锅炉阀门结 合面以及管道法兰等部件上，制作高温螺栓材料有以下 要求：
（1）抗松驰性好，屈服强度高。 （2）缺口敏感性低。 （3）具有一定的抗腐蚀能力。 （4）热脆性倾向小。 （5）螺栓和螺母不应有相互“咬死”的倾向，为了避免
这一倾向并保护螺栓螺纹不被磨坏，要求一套螺栓、螺 母不能用同样的材料，而且螺母材料的硬度应比螺栓材 料低 20~40HB 。 （6）紧固件与被紧固件材料的导热系数、线膨胀系数不 要相差悬殊，以免引起相当大的附加应力，减弱了压紧 应力。
白点和裂纹。 汽包的直径大，壁厚，内存大量的饱和水，如发生爆裂，释放能量很大，后果非
常严重。再加汽包制造工艺复杂，成本高，所以锅炉用钢板的质量应当引起 高度重视，我国有专门的国家标准来规定它的技术条件（GB713《制造锅炉 用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》）。锅炉钢板的钢号后标以“锅” 字或标以下脚“g”。相同牌号的锅炉用钢板和普通用途的热轧钢板在化学成分 和普通机械性能上几乎没有差别。但锅炉用钢板保证冲击值和时效冲击值， 而一般用途钢板却不保证。
加而增加；在同一深度，液体向各个方向的压强相等；液体压强还跟液体的 密度有关，液体密度越大，压强也越大。液体内部压强的大小可以用压强计 来测量。 ? 压强常见单位有 ? Pa(帕斯卡)、Kpa(千帕)、Mpa(兆帕)、atm(标准大气压) ? 【换算关系】： ? 1Pa=1 N/M^2(牛顿每平方米) ? 1atm=101325 Pa≈100 KPa 或 101KPa 或 0.1 MPa ? 1KPa=1000Pa
第三章锅炉检修常用材料
锅炉设备检修常用材料主要包括金属材料、密封材料、耐热及保湿 材料、常用油脂、常用清洗剂、涂料、磨料等。