一、定义与用途

　　定义

　　高压锅炉管是用于高压及以上压力的蒸汽锅炉的受热面管子、集箱、省煤器、过热器、再热器和管道等的无缝钢管。它具有耐高温、高压，耐腐蚀性强等特点。

　　用途

　　在火力发电行业，高压锅炉管是锅炉的关键部件，直接关系到锅炉的安全运行和发电效率。例如，过热器中的高压锅炉管要承受高温高压蒸汽的冲刷，确保蒸汽能够顺利达到汽轮机进行发电。在大型工业锅炉中，如化工、造纸等行业的自备锅炉，也需要高压锅炉管来保证热能的高效传递和稳定供应。

　　二、材质与化学成分

　　材质类型

　　常见的高压锅炉管材质有 20G、15CrMoG、12Cr1MoVG 等。这些材质是在优质碳素结构钢或合金结构钢的基础上发展而来的。

　　化学成分及其作用

　　碳（C）：在一定范围内，碳含量增加可以提高钢材的强度，但过高的碳含量会降低钢材的韧性和焊接性能。例如 20G 中碳含量适中，既能保证一定的强度，又有较好的加工和焊接性能。

　　锰（Mn）：锰能提高钢的强度和硬度，同时改善钢的热加工性能。一般高压锅炉管中都含有适量的锰元素。

　　铬（Cr）：铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，在 15CrMoG、12Cr1MoVG 等合金钢中，铬的存在使其能在较高温度下保持较好的力学性能。

　　钼（Mo）：钼可以提高钢的热强性，防止钢材在高温下发生软化，对于在高温高压环境下工作的高压锅炉管至关重要。

　　三、生产工艺

　　管坯制备

　　首先是炼钢环节，要严格控制钢水的化学成分，通过精炼等手段去除钢水中的杂质。然后进行连铸或模铸得到管坯，管坯的质量直接影响到高压锅炉管的最终性能。

　　穿孔

　　管坯通过穿孔机进行穿孔，形成毛管。穿孔过程中要控制好顶头的形状、穿孔速度等参数，以保证毛管的尺寸精度和内外表面质量。

　　轧管

　　毛管进入轧管机进行轧制，轧管工艺有自动轧管、连轧管等多种方式。通过轧管可以进一步减小管壁厚度，精确管材外径和内径尺寸，同时改善管材的组织性能。

　　定径与减径

　　定径是使管材达到规定的外径尺寸，减径则是在管材外径较大时进一步减小外径。这一过程通过定径机和减径机来实现，需要精确控制轧辊的尺寸和轧制速度。

　　热处理

　　高压锅炉管一般需要进行热处理，常见的热处理方式有正火、回火等。正火可以细化晶粒，提高管材的强度和韧性;回火则用于消除内应力，稳定管材的组织和尺寸。

　　检验

　　尺寸检验：包括外径、内径、壁厚、长度等尺寸的测量，确保管材尺寸符合标准。

　　无损检测：如超声波探伤、涡流探伤等，用于检测管材内部和表面是否存在缺陷，像裂纹、夹杂等。

　　理化性能检验：对管材的化学成分、力学性能(如抗拉强度、屈服强度、伸长率等)进行检测，保证管材的质量。

　　四、性能特点

　　力学性能

　　抗拉强度：高压锅炉管需要有较高的抗拉强度，以承受锅炉内蒸汽产生的拉应力。例如，12Cr1MoVG 高压锅炉管的抗拉强度一般在 470 - 640MPa 之间。

　　屈服强度：保证在承受一定压力时不会发生塑性变形，不同材质的屈服强度有所不同，20G 的屈服强度一般在 245MPa 以上。

　　伸长率：反映管材的塑性，一般要求伸长率达到一定数值，确保管材在加工和使用过程中有足够的塑性变形能力。

　　耐高温性能

　　在高温环境下，高压锅炉管的材质不会发生严重的氧化和组织劣化。例如，15CrMoG 高压锅炉管能够在 550°C 左右的高温下长期稳定工作，保证锅炉的正常运行。

　　耐腐蚀性

　　能够抵抗锅炉内水汽、杂质等带来的腐蚀。特别是在一些采用劣质燃料的锅炉中，烟气中的腐蚀性成分较多，高压锅炉管需要有良好的耐腐蚀性，防止管壁减薄、泄漏等情况发生。

　　五、选用与维护

　　选用原则

　　根据锅炉的压力等级、温度范围来选择合适材质的高压锅炉管。例如，对于中压锅炉(3.8 - 5.4MPa)，20G 材质一般可以满足要求;而对于高压及以上压力(9.8MPa 及以上)和较高温度(450°C 以上)的锅炉，则需要选用 12Cr1MoVG、15CrMoG 等合金钢材质的高压锅炉管。

　　还要考虑锅炉的运行环境，如是否存在特殊的腐蚀介质等因素。

　　维护要点

　　定期对高压锅炉管进行检查，包括外观检查是否有磨损、腐蚀迹象，以及通过无损检测手段检查内部缺陷情况。

　　控制锅炉运行参数，如压力、温度等在规定范围内，避免因超温、超压导致高压锅炉管性能下降或损坏。

　　在锅炉停炉检修时，要对高压锅炉管进行适当的保养，如采用合适的防锈措施等，防止在停炉期间管材发生腐蚀。