锅炉压力容器和管道用钢的新发展

锅炉压力容器和管道用钢的新发展

发表时间：2016-10-28T16:06:41.720Z 来源：《基层建设》2016年12期作者：冯磊[导读] 摘要：在当今经济飞速发展的背景下，工业上对于锅炉的使用要求越来越高，得力于国内外相关技术的发展，锅炉对钢材、压力容器等的参数要求也在大幅提高，在其实际应用范围不断扩展的情况下，对于这些组件之间的焊接技术要求也不断提高。本文将以焊接从业者的视角，在锅炉、管道钢、压力容器，先进的焊接技术和焊接自动化、机械化等方面来进行展示说明。

昆山市鑫龙工业设备安装有限公司江苏苏州 215300摘要：在当今经济飞速发展的背景下，工业上对于锅炉的使用要求越来越高，得力于国内外相关技术的发展，锅炉对钢材、压力容器等的参数要求也在大幅提高，在其实际应用范围不断扩展的情况下，对于这些组件之间的焊接技术要求也不断提高。本文将以焊接从业者的视角，在锅炉、管道钢、压力容器，先进的焊接技术和焊接自动化、机械化等方面来进行展示说明。关键词：压力容器；管道焊接；材料；方法一、锅炉中压力容器钢材选择在工业使用的设备中，锅炉是设备运转、能量转化的一个重要关键点。必须要求锅炉所选用的制造材料能耐高压和高温，否则使用的锅炉无法完成高效的能量转化，无法满足工作生产，使得效率底下。当前选用作为锅炉压力容器焊接的材料主要分为三类： 1、耐高温由于锅炉工作环境极端，抗温差要求很高，因此获得美国ASME材料标准的铬含量高于2%的Cr-Mo钢或多组元的CrMoVTiB钢是必须要选用的材料。其他应用领域也在频繁使用这类钢材，此钢材在美国钢材料标准中编号为A213-T24，有着低含碳量（低于0.10％），低含硫量（低于0.010％）的特点，因此不但容易焊接，而且无需预热。

2、耐高压锅炉压力容器工作特点除了高温，还有高压，其内部压力与温度成正比，例如一般锅炉内温度到500－600摄氏度时，其内压力可达到370bar，蒸汽温度超过临界时，如达到700摄氏度以上，此时内部压力将超过370bar，水冷壁的温度也很可能越过600摄氏度的高温。所以在焊接材料选择上，9％Cr或12%cr的马氏体耐热钢是首选。它们对工艺和后期热处理要求十分严格，必须按特殊的措施实施处理，才能保证焊接效果。

3、耐腐蚀与抗氧化能力从环境保护的角度考虑，锅炉运转效率越高，其排放烟气中的NOX，CO2，SO2等含量也会减少。因此高参数高性能的超特临界锅炉是未来的发展方向，但同时，在高温工作时，这些排放的废气会与钢材发生氧化或腐蚀作用，降低锅炉使用效率和寿命，甚至引起故障，造成损失。因此国际上针对超特临界锅炉的关键部位选材，多优先选择改进型9－12％Cr马氏体耐热钢，以便提升钢材耐腐蚀和抗氧化性能。

二、管道使用钢材的选择与锅炉选择钢材原则有些不同，管道的主要作用是输送生产中产生或锅炉内产生的气体，除了烟尘，水蒸气以外，还含有SO2，CO2，CO，NO2等污染气体。这些气体都含有腐蚀、高热、高污染的特性，因此对于管道用材选择需注意如下几点： 1、封闭性强为防止锅炉运行中产生的有害气体泄露，管道必须进行密闭焊接，这要求进行焊接的钢料必须具备良好的焊接能力，低硫、低碳的微合金钢是首选，经过热力学处理的微合金钢能够在焊接时迅速融化，并连接在一起。我国常采用的钢种为相当于我国标准钢号L555的最低屈服强度达到555Mpa的X80型最高级别强度材料。

2、耐腐蚀性与锅炉压力容器类似，管道运送的气体中，存在大量高腐蚀性的气体，如SO2、NO等，高温下极易发生氧化反应。但与锅炉压力容器不同之处：管道选择材料时，更强调能保证焊接质量的种类，同时对焊接工人的技术也有不小的要求，这是为了确保锅炉工作时气体不会外泄。

3、耐高温性锅炉燃烧时会排出大量高温高热的气体，成分主要是水蒸气，在进入管道后，最高温度可达到7－800摄氏度。因此为确保将温度影响降到最低，管道选材需选择耐高温的奥氏体耐热钢。

三、锅炉压力容器与管道钢材焊接方法

1.锅炉双面脉冲焊接法我国一些工厂开始采用自动焊接技术——新型膜式水冷壁管屏双面脉冲MAG进行设备焊接，该技术能够有效利用锅炉热能，并且在焊接过程中节省材料，它的特点是从正反两个方面运用多个MAG焊头同时进行焊接。它能使得在焊接过程中发生的焊接变形相互抵消。焊接设备的性能越好，质量越高，则管屏焊接焊缝质量就越稳定，合格率越好。

2.锅炉受热面对接焊接法当锅炉性能逐渐提升时，锅炉再热器，受热面等部位的数量以及厚度都在增长，我国采用国外先进技术——热丝TIG自动焊接机来应对这一情况。该技术的原理是在独立固定电压交流电源的供电的条件下，将填充丝送入焊接熔池，同时电阻加热到650－800摄氏度，加速填充丝熔化，其熔敷率与相同直径的MTG焊法的熔敷率十分接近。

3.厚壁容器纵环缝的窄间隙埋弧焊厚壁容器纵环缝的窄间隙埋弧焊法是在1985年从瑞典ESAB公司引进的，最早的一台窄间隙埋弧焊系统应用在哈锅。近20年来，已经在我国各个大型锅炉、重型机械制造厂、化工机械等地使用。实际的生产数值表明，这种具备优质、高效、低耗的焊接方式，确实适合厚壁容器对接焊，是一种很好的选择。参考文献：

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