电厂常用金属材料牌号及其应用

电厂常用金属材料牌号及其应用电厂常用金属材料牌号及其应用 一 电厂常用金属材料及分类方法一 电厂常用金属材料及分类方法 火力发电厂由锅炉 汽轮机 发电机和辅机组成 使用的金属材料很多 主要 以钢材为主 还有铸钢 铸铁 以及铜 铝 钛等有色金属 根据制造者和使用者 的不同 对一种材料常用几种不同的分类方法 1 1 钢的分类 钢的分类 钢 是对含碳量质量百分比介于 0 02 至 2 11 之间的铁碳合金的统称 以铁为 主要元素 含碳量一般在 2 以下 并含有其他元素的材料 钢的化学成分可以有 很大变化 只含碳元素的钢称为碳素钢 碳钢 或普通钢 在实际生产中 钢往往 根据用途的不同含有不同的合金元素 比如 锰 镍 钒等等 按化学成分分类 工业纯铁 C 0 04 低碳钢 C0 04 0 60 微合金钢 合金元素总量 0 2 低合金钢 合金元素总量 0 2 10 碳钢 铬钢 钼钢 铬钼钢 铬钼钒钢 钼镍钢 按添加的合金元 素分 钼镍钛钢 按钢的品质分类 普通钢S 0 050 P 0 050 优质钢S 0 040 P 0 040 Cu 0 025 高级优质钢S 0 030 P 0 035 Cu 0 025 按冶炼方法分类 按冶炼方式平炉钢 转炉钢 电炉钢 真空电弧重熔 VAR 按脱氧和浇注方式沸腾钢 镇静钢 半镇静钢 按显微组织分类 退火状态亚共析钢 共析钢 过共析钢 正火状态珠光体钢 贝氏体钢 马氏体钢 奥氏体钢 无相变或部分相变铁素体钢 奥氏体钢 双相钢 按用途分类 机械制造用钢调质钢 表面硬化钢 易切削钢 结构钢 弹簧钢 轴承钢 建筑及工程用钢 超高强度钢 碳素工具钢 工具钢 合金工具钢高速工具钢 刃具钢 量具钢 模具钢 特殊性能钢不锈耐热钢 耐热钢 低温用钢 电工用钢 专业用钢锅炉用钢 压力容器用钢 船舶用钢 桥梁用钢 按强度分类 强度等级 普强钢 b1400MPa 强度值屈服强度 抗拉强度 2 2 铸铁的分类 铸铁的分类 按碳在铸铁中存在方式灰口铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 可锻铸铁 白口铁 合金铸铁按用途不同耐磨 耐热 耐蚀 无磁 低热膨胀等铸铁 3 3 铜的分类 铜的分类 纯铜 也称紫铜 黄铜 铜锌合金 锡黄铜 铝黄铜 铅黄铜 白铜 铜镍合金 铜合金 青铜 铜锡合金 锡青铜 铍青铜 铝铁青铜 二 化学元素及其在钢中的作用二 化学元素及其在钢中的作用 1 1 电厂常用金属材料中的化学元素 电厂常用金属材料中的化学元素 中 文 名称碳硅锰硫磷铁铬钼钒 化学元素符号 CSiMnSPFeCrMoV 中 文 名称镍钨钛铌氮硼铝铜锌 化学元素符号 NiWTiNbNBAlCuZn 中 文 名称锡铅砷锑铋钴氧稀土锆 化学元素符号 SnPbAsSbBiCoORe Zr 钢中常存五元素 C Si Mn S P 钢中五害元素 Sn Pb As Sb Bi 2 2 钢中主要元素在钢中的作用 钢中主要元素在钢中的作用 元素符号作用 铁 Fe 基体材料 碳 C C 1 时 随着碳含量增加 钢的常温强度 硬度增高 但塑性 韧性降低 C 0 3 时 焊接性能较好 锅炉受热面管 含碳量 高会使固溶体中的合金元素向碳化物扩散 降低钢的强度 硅 Si 硅在碳钢的含量 0 50 硅也是钢中的有益元素 在沸腾钢中 含硅量很低 硅是作为脱氧元素加入到钢中 在镇静钢中硅的含 量一般为 0 12 0 37 硅增大了钢液的流动性 除了形成非金 属夹杂外 硅溶于铁素体中 随着硅含量的提高 钢的抗拉强度 提高 屈服点提高 伸长率下降 钢的冲击韧性显著降低 锰 Mn 是一种弱脱氧剂 适量的锰可有效提高钢材强度 消除硫 氧对 钢材的热脆影响 改善钢材热加工性能 并改善钢材的冷脆倾向 同时不显著降低钢材的塑性 冲击韧性 普通碳素钢中锰的含量 约为 0 3 0 8 含量过高 达 1 0 1 5 以上 使钢材变脆 变硬 并降低钢材的抗锈性和可焊性 硫 S 有害元素 引起钢材热脆 热加工时开裂 降低钢材的塑性 冲击韧性 疲劳强度和抗锈性等 主要来自于炼铁 炼钢时加入 的原材料和燃烧产物 磷 P 有害元素 虽可提高强度 抗锈性 但严重降低塑性 冲击韧性 冷弯性能和可焊性 尤其低温时发生冷脆 低温变脆 含量需 严格控制 它来源于矿石和生铁等炼钢原料 铬 Cr 在结构钢中提高常温强度 硬度和淬透性 在耐热钢中提高蠕变 强度和抗氧化性能 减少石墨化倾向 含量大于 12 时 显著提 高耐腐蚀性 钼 Mo 显著提高耐热钢的蠕变强度和抗松弛性能 固溶强化作用 有 效地减少钢的热脆性倾向 也可以提高常温强度 钒 V 提高耐热钢的蠕变强度和组织稳定性 改善焊接性能 也可以提 高常温强度 含钒钢对热处理较敏感 镍 Ni 6 时 可提高钢的常温强度 但并不降低其塑形和韧性 1 3 的镍可提高淬透性 使大截面工件性能均匀 耐热钢中加 入镍主要是为了得到奥氏体组织和提高抗腐蚀能力 并可增加韧 性 钨 W 提高耐热钢的蠕变强度和热强性 显著提高工具钢的红硬性 钛 铌Ti Nb 提高耐热钢的蠕变强度 改善焊接性能 在不锈钢中提高抗腐蚀 能力和增加韧性 硼 B 微量硼可以显著提高钢的淬透性 可提高蠕变强度和塑形 但显 著降低钢材塑性 韧性 可焊性和冷弯性能 增加时效倾向和冷 脆性 三 世界主要国家钢号表示方法三 世界主要国家钢号表示方法 1 1 中国钢号表示方法 中国钢号表示方法 根据 GB T 221 2008 钢铁产品牌号表示方法 规定 钢号采用汉语拼音 化 学元素符号和阿拉伯数字相结合的原则 即 钢号中添加的合金元素采用化学元素符号表示 如 Cr Mo Mn 等 混合稀 土元素用 Re 或 Xt 表示 产品名称 用途 冶炼和浇注方法等 一般采用汉语拼音的缩写字母表示 字母 在钢号 中位置 含义字母 在钢号 中位置 含义 ZG 头铸钢 A 尾高级 优质钢 DQ 头电工用冷轧取向硅钢 b 尾半镇静钢 DR 头电工用热轧硅钢 F 尾沸腾钢 DT 头电工用纯铁 g 尾锅炉用钢 DW 头电工用冷轧无取向硅钢 G 尾高压管道 子 用钢 G 头滚动轴承钢 R 尾压力容器用钢 GH 头变形高温合金 TZ 尾特殊镇静钢 H 头焊条用钢 Z 尾镇静钢 NS 头耐蚀合金 gC 尾多层或高压容器用钢 Q 头屈服强度 T 头碳素工具钢 Y 头易切削钢 钢中主要化学元素含量用阿拉伯数字表示 不同钢种其钢号表示方法有所不同 分别举例说明如下 a 碳素结构钢 Q235A A3 钢 235 表示屈服强度下限数值 单位 MPa A 表示质量等级代号 共分为 A B C D 四级 b 优质碳素钢 20 20g 钢 钢号头两位数字表示平均含碳量的万分之几 20 表示平均含碳量为 0 2 钢号后缀 g 表示锅炉用钢 c 碳素工具钢 T8A T 代表碳素工具钢类 数字表示平均含碳量的千分之几 8 表示平均含碳 量为 0 8 钢号后缀 A 表示高级优质 d 合金结构钢 耐热钢 12Cr2MoWVTiB 102 钢 钢号头两位数字表示平均含碳量的万分之几 12 表示平均含碳量为 0 12 钢中主要合金元素含量一般以百分之几表示 小于 1 5 时只标符号 不标含量 但 对易混淆的钢号除外 如 12Cr1MoV 和 12CrMoV 前者 Cr0 9 1 2 后者 Cr0 6 0 9 其余成分全部相同 当平均合金含量在 1 50 2 49 2 50 3 49 21 50 22 49 范围时 分别用相应 数字 2 3 21 标注 e 不锈耐酸钢 耐热钢 1Cr18Ni9Ti 钢号前数字表示平均含碳量的千分之几 1 表示平均含碳量为 0 1 当平均 含碳量 0 1 用 0 表示 当平均含碳量 0 03 用 00 表示 合金元素 及含量标注同上 f 合金工具钢 高速钢 W18Cr4V 一般不标出碳含量 2 2 美国钢号表示方法 美国钢号表示方法 美国钢铁产品牌号大都采用美国各团体学会标准的牌号表示方法 主要有 AISI American Iron and Steel Institute 美国钢铁学会标准 SAE American Society of Automotive Engineers 美国汽车工程师学会标准 ASTM American Society of Testing and Materrials 美国材料试验学会标 准 ASME American Society of Mechanical Engineers 美国机械工程师学会标 准 此外还有 金属与合金牌号的统一数字系统 Unified Numbering System for Metals and Alloys 简称 UNS 系统 结构钢的钢号目前大都采用 AISI 和 SAE 标准的钢号表示方法 钢号一般采用四 位数字来表示 前两位表示钢类 后两位表示钢中平均含碳量 以万分之几表示 如 1016 普通碳素钢 含碳量 0 16 相当于我国的 16Mn 不锈钢和耐热钢的钢号通常采用 AISI 钢号表示方法 钢号由三位数字组成 第 一位数字表示钢的类型 其它两位数字只表示顺序号 如 3 镍铬奥氏 体钢 对于我们常见的电站用钢 主要采用 ASTM 和 ASME 标准的钢号表示方法 I 部分 ASME ASTM 标准及所列出的材料牌号 SA 106 高温用无缝碳钢公称管 分 A B C 三等级 形成 SA 106A SA 106B SA 106C 三种钢 其中 A 级钢中 C 0 25 S 0 035 P 0 035 SA 192 SA 192M 高压用无缝碳钢锅炉管子 SA 209 SA 209M 锅炉和过热器用无缝碳钼合金钢管子 分 T1 T1a T1b 三等级 形成三种钢 SA 210 SA 210M 锅炉和过热器用无缝中碳钢管子 分 A 1 C 二等级 形成二种钢 SA 213 SA 213M 锅炉 过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管子 标准给出的铁素体钢有 T2 T5 T5b T5c T11 T12 T17 T21 T22 T23 T9 T91 T92 T122 18Cr 2Mo 标准给出的奥氏体钢有 TP201 TP202 TP304 TP304H TP304N TP304LN TP304L TP309Cb TP309H TP309HCb TP309S TP310Cb TP310H TP310HCb TP310HCbN TP3110S TP316 TP316H TP316L TP316N TP316LN TP317 TP317L TP321 TP321H TP347 TP347H TP347LN TP347HFG TP348 TP348H XM 15 XM 19 SA 335 SA 335M 高温用无缝铁素体合金钢公称管 标准中给出的钢有 P1 P2 P5 P5b P5c P11 P12 P15 P21 P22 P23 P9 P91 P92 P122 P911 SA 387 SA 387M 压力容器用铬钼合金钢板 SA 515 SA 515M 中 高温压力容器用碳钢板 按强度等级分为 60 65 70 三种钢 SA 516 SA 516M 低 中温压力容器用碳钢板 按强度等级分为 55 60 65 70 四种钢 SA 662 SA 662M 中 低温压力容器用碳锰钢板 分 A B C 三等级 形成三种钢 SA 672 SA 672M 中温高压用电熔化焊公称管 其中有 A672B70CL32 SA 691 SA 691M 高温 高压用碳素钢和合金钢电熔化焊公称管 其中有 A691Cr1 1 4CL22 II ASME 钢号表示方法及其含义 在选用 ASME 材料时 常常遇到比如 SA213 TP304H SA106 Gr B 的情况 那 么它们到底表示什么意思呢 以下来详细说明其中的含义 ASME 的钢号基本上按以下六部分来表示 S x xxx xx xxx x S A 213 TP 304 H S ASME 标志代号 x 分 A B 两种 A 表示铁基材料 ASME 第二卷材料篇中 PART A B 表示非铁基材料 ASME 第二卷材料篇中 PART B xxx 表示钢号序号 如 53 106 335 213 216 240 等等 感觉有点像国标的标准号 xx 常用的有 TP GRADE Gr TYPE T WC CLASS CL F 等 其表示的意义分别为 TP 不锈钢耐热钢 WC 可焊铸钢 GRADE 按化学成份分的类别 F 锻件 TYPE 按化学成份的类型 CLASS 按成份或强度分的类别 T 小口径管 P 大口径管 xxx 数字或英文字母 其意义如下表 名称表示意义名称表示意义名称表示意义 10 5Mo222 25Cr 1Mo30418Cr 8Ni 20 5Cr 0 5Mo232 25Cr 1 6W V Nb31618Cr 8Ni 2 54Mo 613Cr 0 5Mo242 4Cr 1Mo Ti B32118Cr 8Ni Ti 77Cr 0 5Mo919Cr 1Mo34718Cr 8Ni Nb Ta 111 25Cr 0 5Mo929Cr 2WA B C 碳钢件的 化学成份分类 121Cr 0 5Mo12212Cr 2WWP 承压配件 如弯头 x 附加说明如 H 表示含碳量较高 C 0 04 0 1 L 表示含碳量较低 C1 00 1 00 0 30 0 30 0 30 0 15 1 00 0 25 0 20 0 20 0 15 1 30 1 30 0 30 0 80 0 80 0 15 2 00 0 25 0 70 0 40 0 15 1 60 1 60 0 30 1 40 1 40 0 15 2 50 0 25 2 00 1 50 0 15 0 80 0 30 3 00 0 25 3 50 0 70 0 15 0 40 由于日本钢号表示方法规律性差 现通过一些典型钢号做具体说明 S20CS20C S 表示钢 20 表示碳含量 C 100 C 表示碳素钢 该钢号相当于中国 20 号钢 SB42SB42 S 表示钢 B 表示锅炉及压力容器用碳素钢板 42 表示抗拉强度下限值 kgf mm2 该钢号相当于中国 20g SGV42SGV42 S 表示钢 GV 表示中 常温压力容器用碳素钢板 42 表示抗拉强度下 限值 kgf mm2 该钢号相当于中国 20g STBA22STBA22 S 表示钢 TBA 表示锅炉 热交换器用合金钢管 22 表示钢种序号 该钢号相当于中国 15Cr1Mo 德国 15CrMo44 美国 T11 P11 F11 STBA24STBA24 S 表示钢 TBA 表示锅炉 热交换器用合金钢管 24 表示钢种序号 该钢号相当于中国 12Cr2MoG 德国 10CrMo910 美国 T22 P22 F22 STPA28STPA28 S 表示钢 TPA 表示管道用合金钢管 28 表示钢种序号 该钢号相当 于中国 10Cr9Mo1VNb 德国 X10CrMoVNb91 美国 T91 P91 SUS321SUS321 S 表示钢 US 表示结构用不锈钢 321 表示铬镍奥氏体钢序号 该钢 号相当于中国 1Cr18Ni9Ti 德国 X12CrNiTi189 美国 AISI321 SCr440SCr440 S 表示钢 Cr 表示含铬钢 4 表示铬含量在 0 30 0 90 之间 40 表 示碳含量 C 100 该钢号相当于中国 40Cr 德国 41Cr4 美国 5140 SACM645SACM645 S 表示钢 ACM 表示含铝 铬 钼钢 6 表示铬含量在 1 40 钼含 量在 0 15 0 30 之间 45 表示碳含量 C 100 该钢号相当于中国 38CrMoAl 德国 41CrAlMo7 美国 6470E 5 5 俄罗斯钢号表示方法 俄罗斯钢号表示方法 是原苏联的标准代号 该标准原则上和中国标准 GB T 221 2008 相近 只是钢号中化学元素名称及用途等用俄文字母表示 常见的钢号 15 12 1 12 18 10 就相当于中国的 15CrMo 12Cr1MoV 1Cr18Ni9Ti 俄文字母所代表的化学元素符号 俄文字母 元素符号 CrMoVNiWTiNbB 四 火力发电厂常用钢号介绍四 火力发电厂常用钢号介绍 用钢特点 种类繁多 耗钢量大 运行条件 高速旋转承受扭矩和冲击载荷 在烟 汽 水等腐蚀介质下工作 高温 高压下长期运行 电站金属材料选用原则 使用性能 力学性能 组织稳定性 物理化学性 能 工艺性能 冶炼 冷热加工及焊接性能 经济合理性 综合成本发挥可 用潜力 符合有关的国家标准和行业标准要求 1 1 蒸汽管道 含集箱 和锅炉受热面管子用钢 蒸汽管道 含集箱 和锅炉受热面管子用钢 工作条件 蒸汽管道 主蒸汽管道 导汽管 再热蒸汽管道 钢管重量 介质重量 保温材 料重量 支撑悬吊等附加载荷 管 孔应力集中承受内部介质高温 高压作用 管 壁温度与介质温度相近 即在蠕变条件下运行 启停炉时 存在周期性交变载荷 热应力 内 外壁腐蚀 过热器和再热器管 管壁温度大于介质温度 20 90 长期高温应力作用下工作 受高温烟气腐蚀和磨损 水冷壁管 锅炉给水水质不好 内部容易产生垢下腐蚀 燃料含硫高时 外壁会出 现硫腐蚀 省煤器管 温度波动大 烟气飞灰磨损 用钢要求 蒸汽管道 足够高的蠕变强度 累积相对蠕变变形量小于 2 持久强度 大于 50MPa 70MPa 持久塑性 大于延伸率 3 5 良好的组织稳定性 高的抗氧化腐蚀性 良好的工艺性能 热 冷加工性能及焊接性能 过热器和再热器管 足够高的蠕变强度 持久强度和持久塑性 具有相对稳定的组织和性能 高的抗氧化性能 1 级完全抗氧化性 工作温度下的氧化速度 0 1mm a 良好的冷 热加工工艺性能和焊接性能 水冷壁和省煤器管 有一定的室温 高温强度 使管壁厚度不致过厚 从而传热效果良好 并有利于加 工 良好的抗热疲劳性能和供热性能 以防因脉动疲劳或热疲劳损伤而导致过早损坏 良好的抗腐蚀性能 并要求耐磨损性能 工艺性能好 尤其是焊接性能良好 电站常用钢管用钢 钢号与技术条件钢号与技术条件主要应用范围主要应用范围类似钢号类似钢号 20 20G GB T 699 GB 5310 壁温 425 的蒸汽管道 集箱 壁温 450 的受热面管子 CT20 OCT S20C JIS C22 CK22 DIN St45 8 DIN 15MoG 15Mo3 16Mo GB 5310 壁温 500 的蒸汽管道 壁温 530 的过热器管 STBA12 STPA12 JIS A209 T1 P1 ASTM 15Mo3 DIN 12CrMoG GB 5310 壁温 510 的蒸汽管道 壁温 540 的受热面管子 12MX T2 P2 ASTM 12CrMo195 德国 15CrMoG GB 5310 壁温 510 的蒸汽管道 壁温 540 的受热面管子 15XM 13CrMo44 DIN T12 P12 ASTM STBA22 STPA22 JIS 15121 SN 12CrMoV GB T 3077 壁温 540 的蒸汽管道 集箱 12 M 4543 15123 9 SN 壁温 570 的受热面管子 14MoV63 DIN17175 12Cr1MoVG GB 5310 壁温 555 的蒸汽管道 壁温 570 的过热器管等 12 M 13CrMoV42 DIN 15225 SN 12Cr1MoV 曼 内斯曼钢厂 15Cr1Mo1V 壁温 580 的蒸汽管道和集箱A405 61T ASTM 15X1 12Cr2MoG GB 5310 壁温 580 的过热器 再热器 管 壁温 570 的蒸汽管道 集箱 10CrMo910 DIN STBA24 STPA24 JIS T22 P22 ASME 12MoVWBSiXt 无铬 8 号 GB 5310 壁温 580 的过热器 再热器 管 12Cr2MoWVTiB 钢 102 GB 5310 壁温 600 的过热器 再热器 管 12X2M CP TY14 460 75 12Cr3MoVSiTiB 11 GB 5310 壁温 600 的过热器 再热器 管 15NiCuMoNb5 壁温 500 的大口径 76 660mm 厚壁钢管 集箱 锅筒 压力容器 WB36 2Cr12NiMoWV X20CrMoV121 F12 壁温 540 560 的集箱 蒸汽 管道 壁温达 610 的过热器管 壁温达 650 的再热器管 HT9 SANDVIK 1X12B2M 2X12M BP X20CrMoWV121 DIN 10Cr5MoWVTiB G106 壁温为 630 650 的再热器管 STBA25 JIS T5 T5C ASME 1Cr9Mo1 壁温 650 的再热器管T9 P9 ASME STBA26 STPA26 JIS X12CrMo91 德国 HT7 SANDVIK 1Cr9Mo2 HCM9M 壁温 620 的亚临界 超临界 锅炉过热器管 再热器管 集箱 和导汽管 10Cr9Mo1VNb GB 5310 壁温达 650 的过热器 再热器 管 壁温 600 以下的集箱和蒸汽 管道 X10CrMoVNb91 DIN17175 T91 P91 ASME 1Mn17Cr7MoVNbBZr 17 7MoV 壁温 680 的过热器 再热器 管 蒸汽管道和集箱 1Cr18Ni9 GB 5310 大型锅炉再热器管 过热器管及 蒸汽管道 锅炉管的允许抗氧化 温度为 705 SUS304 TB JIS SUS304 TP JIS TP304H ASME 0Cr17Ni12Mo2 GB 13296 2007 大型锅炉再热器管 过热器管及 蒸汽管道 用于锅炉管的允许抗 氧化温度为 705 SUS316TB JIS SUS316TP JIS TP316H ASME 0Cr18Ni11Ti GB 5310 大型锅炉再热器管 过热器管及 蒸汽管道 用于锅炉管的允许抗 氧化温度为 705 SUS321TP JIS TP321H ASME 12X18H12T 1Cr19Ni11Nb GB 5310 GB 13296 2007 大型锅炉再热器管 过热器管及 蒸汽管道 用于锅炉管的允许抗 氧化温度为 705 SUS347TP JIS TP347H ASME 08X18H12 X10CrNiNb189 德国 管材替换原则 替换管材须具备符合强度设计要求的许用应力 有与被替换管相匹配的管径 壁厚 掌握替换管材所要求的焊接工艺 并有相应的焊接材料 2 2 锅炉锅筒 汽包 用钢 锅炉锅筒 汽包 用钢 工作条件 一定的温度 压力 水汽介质腐蚀 上下壁 内外壁温差 热应力 管 孔 应力集中 温度交变 低周疲劳 对材料的要求 高的高温强度 对于高压 超高压及亚临界锅炉锅筒 s 400MPa 对于启停频 繁 调峰锅炉 为防止产生低循环疲劳损伤 s b 0 7 缺口敏感性低 抗疲 劳性能良好 具有良好的冲击韧性 高的断裂韧性和较低的时效敏感性 且脆性转变温度较低 高的抗汽水腐蚀能力 良好的塑性 热 冷加工性能及焊接性能 锅筒用钢 优质碳素钢和低合金钢 钢号主 要 应 用 范 围类 似 钢 号 20g 22g低 中压锅炉锅筒20K 22K OCT SB42 SB46 JIS A285 A414 ASTM 11474 1 SN 12Mng 工作压力 5 9MPa 的低 中压锅炉锅筒 10 13Mn6 DIN SM21 JIS 12MF4 NF 16Mng 工作压力 5 9MPa 的低 中压锅炉锅筒 19Mn6 DIN SPV36 JIS 16 17Mn4 DIN A678 ASTM 15MnVg 低 中压锅炉锅筒 A255 ASTM 19Mn5 19Mn6 SA299 高压 超高压亚临界锅 炉锅筒 A299 ASTM 14MnMoVg 高压锅炉锅筒A302 ASTM BHW38 德国 13MnNiMo54 高压 超高压及亚临界相应国产钢号为 13MnNiMoNb 调整 BHW35 锅炉锅筒BHW35 钢中镍 铌含量 钢号技术 条件 CSiMnPSNiMoCrNb 德国 梯森 公司 规范 0 15 0 10 0 50 1 00 1 60 0 025 0 025 0 60 1 00 0 20 0 40 0 20 0 40 0 01 BHW35 德国 亨利 公司 规范 0 16 0 10 0 50 1 00 1 60 0 025 0 025 0 60 1 20 0 20 0 40 0 20 0 40 0 01 13MnNiMoNb中国 工厂 标准 0 16 0 10 0 50 1 00 1 60 0 025 0 025 0 70 1 10 0 20 0 40 0 20 0 40 0 005 0 022 3 3 汽机大锻件用钢 汽机大锻件用钢 汽轮机转子 叶轮 发电机转子 护环 工作条件 复杂应力作用 扭转力矩 交变弯曲应力 离心力 旋转振动交变应力 瞬时冲击 载荷扭应力 热应力 装配应力 高温蒸汽 蠕变损伤 启停变负荷 疲劳损伤 腐蚀介质 应力腐蚀 发动机护环在氢冷氛围 一定程度受到氢腐蚀 汽轮机主轴和叶轮用钢要求 足够高的强度 良好的塑性和韧性 较高的蠕变强度 持久强度和长期组织稳定性 较高的断裂韧性和抗疲劳性能 低的脆性转变温度 较低的残余应力 相应强度级别材料径向屈服强度下限值的 8 锻件 600 1000mm 40MPa 锻件 1000mm 50MPa 良好的抗氧化和抗高温蒸汽腐蚀的能力 冶金质量好 材料性能均匀 不应有裂纹 白点 缩孔 折叠 过度的偏析 以及 超过允许的夹杂和疏松等 锻件材料均匀性 可在锻件热处理后 通过测量硬度的方法进行检验 硬度的均匀性要求规定为 对于转子体和主轴锻件 同一圆弧表面上各点间的硬度差不应超过 30HB 在同一母线上的硬 度差不应超过 40HB 对于轮盘和叶轮 轮缘和轮毂的半径方向上每隔 90 各测 1 点 轮缘和轮毂间任意两点间的 硬度差不应超过 40HB 轮缘各点间和轮毂各点间的硬度差不应超过 30HB 汽轮机主轴和叶轮用钢 钢号主 要 应 用 范 围 35CrMo GB T 3077 工作温度 480 的汽轮机主轴和叶轮 34CrMo 34CrMo1E JB T 1265 1266 1267 2002 294MPa 强度级别的汽轮发电机转子和 50MW 以 下汽轮机主轴及转子 35CrMoV GB T 3077 1999 JB T 1266 2002 500 520 工作的转子 叶轮及发电机环 锻件 30Cr1Mo1V JB T1265 2002 JB T7027 2002 工作温度 540 的汽轮机高中压转子 27Cr2MoV 30Cr2MoV 工作温度 535 550 汽轮机整锻转子和叶 轮 28CrNiMoV JB T 1265 2002 蒸汽参数为 500 540 9 8MPa 15 7MPa 的汽轮机高 中压转子 34CrNi1Mo 34CrNi2Mo 34CrNi3Mo E JB T 1265 1266 1267 2002 工作温度 400 的汽轮机及汽轮发电机转子 和叶轮 25CrNi3MoV 25Cr2Ni4MoV 30Cr2N i4MoV JB T 1265 1266 7027 7178 2002 300MW 机组低压转子 600MW 机组整锻低压转 子和汽轮发电机转子 20Cr3MoWV GB T 3077 1999 550 以下的汽轮机转子及叶轮 汽轮机喷嘴 33Cr3MoWV 450 截面厚度 450mm 的汽轮机转子和 叶轮 18Cr2MnMoB 450 轮毂厚度 300mm 的叶轮 直径 500mm 的汽轮机主轴和转子 无磁性护环用钢要求 高的强度 尤其屈服强度 尽可能高的塑韧性 材料均匀 晶粒要细 残余应力小 且分布均匀 较好的冷 热变形性能 良好的抗腐蚀性能 适当的热膨胀系数 常用汽轮发电机护环用钢 钢号主 要 应 用 范 围 40Mn18Cr4 40Mn18Cr4V 50Mn18Cr5 50Mn18Cr5N 50Mn18Cr4WN JB T 1268 2002 汽轮发电机无磁性护环 锰铬系无磁性奥氏体钢 屈服强度较低 50Mn18Cr5Mo3VN 屈服强度 981MPa 的汽轮发电机无磁性护 环 50Mn18Cr5 钢基础 采用变形强化和沉淀 时效强化的复合强化 使屈服强度 981MPa 而塑性仍保持在较高水平 1Mn18Cr18N JB T 1268 2002 JB T 7030 2002 汽轮发电机无磁性护环 与 18Mn 5Cr 护环钢相比 具有更好的抗 应力腐蚀能力 更高的强度 塑性 冲击 韧性 断裂韧性和抗疲劳性能 4 4 汽轮机与燃气机叶片用钢 汽轮机与燃气机叶片用钢 工作条件 高速旋转 动叶片离心力引起的拉应力 蒸汽流动产生的弯曲应力和扭转应力 机组频繁启停造成叶片承受交变载荷作用 转子平衡 隔板间隙不良引起叶片振动 受化学腐蚀和汽水冲蚀 燃机叶片受高温氧化腐蚀 叶片用钢要求 较高的强度 塑性 韧性和热强性能 对于 400 工作的叶片 除室温力学性能外 还应具有较高的持久强度 蠕变强度及持久塑性 且组织性能稳定性好 持久缺口 敏感性低 良好的减振性 耐蚀性 且抗腐蚀疲劳和抗热腐蚀性疲劳性能好 耐磨性能好 特别是承受水滴冲刷磨损的后几级 良好的工艺性能 常用汽轮机叶片用钢 钢钢号号主主 要要 应应 用用 范范 围围 25Mn2V 450 中温中压汽轮机压力级各级动叶片和隔板叶片 24CrMoV 500 的汽轮机压力级叶片 经适当表面保护处理后 亦可用作强度要求较高 尺寸较大的后几级叶片 1Cr13 GB T 8732 2004 450 的汽轮机变速级叶片及其他几级动 静叶片 2Cr13 GB T 8732 2004 450 的截面较大 要求强度较高的后几级叶片及低 温段长叶片 1Cr12Mo GB T 8732 2004 450 的汽轮机动 静叶片 1Cr11MoV GB T 8732 2004 540 的汽轮机变速级及高温区动 静叶片 1Cr12WMoV GB T 8732 2004 580 的汽轮机变速级及高温区动 静叶片 1Cr12WMoV GB T 8732 2004 汽轮机高温段动 静叶片 2Cr12WMoVNbB 590 的汽轮机动叶片 2Cr12NiMoWV C 422 540 的汽轮机动叶片和围带 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12Ni2WMoV 2Cr12Ni2W1Mo1V 300MW 汽轮机末级和次末级动叶片 屈服强度等级 735MPa 1Cr17Ni2 450 要求高耐蚀性和高强度的叶片 0Cr17Ni4Cu4Nb 17 4PH GB T 8732 2004 既要求耐蚀性 又要求较高强度的汽轮机低压末级动 叶片 5 5 高温紧固件 螺栓 螺母 用钢 高温紧固件 螺栓 螺母 用钢 工作条件 大多在高温状态下工作 主要承受拉伸应力 有时也承受弯曲应力 有些紧固件承受高温氧化作用 用钢要求 抗松弛性能高 最小密封应力一般为 150MPa 压紧力大于最小密封应力 一定的持久强度和蠕变强度 蠕变脆化倾向及蠕变缺口敏感性小 且具有良好的持 久塑性 组织性能稳定性好 回火脆性和热脆性倾向小 承受疲劳载荷 如联轴器螺栓 材料 较高的抗疲劳和抗剪切的能力 在汽缸内部工 作的螺栓 由于受蒸汽和水的冲蚀 还应具有一定的抗蚀性 为防止螺纹咬死和减少磨损 选材时 螺母材料强度等级应比螺栓低一级 硬度低 20HB 50HB 常用高温紧固件用钢 GB T 20140 2006 DL 439 2006 钢钢号号用作螺栓时的最高使用温度用作螺栓时的最高使用温度 35 45 35SiMn 400 35CrMoA480 25Cr2MoVA510 25Cr2Mo1VA 40Cr2MoVA 550 20Cr1Mo1V1550 20Cr1Mo1VNbTiB 争气 1 20Cr1Mo1VTiB 争气 2 570 2Cr12NiMoWV C 422 570 2Cr12WMoVNbB590 2Cr11NiMoVNbN 2Cr11Mo1VNbN 580 Cr11Mo1NiW1VNbN580 1Cr15Ni36W3Ti650 R 26 Ni Cr Co 合金 GH4145 镍基合金 670 6 6 汽轮机与锅炉铸钢件用钢 汽轮机与锅炉铸钢件用钢 汽轮机铸钢件主要有 汽缸 高中压外 内缸 喷嘴室 隔板 高 中主汽门和调 速汽门等 锅炉铸钢件主要有 阀门 堵阀 管道附件等 工作条件 温差引起热变形 热应力 汽缸 蒸汽压力差产生应力作用 隔板 启动和负荷变动可能产生热疲劳 喷嘴室 除了承受温差 压力差 还承受工质的冲蚀 磨损和热应力作用 阀门 用钢要求 良好的浇铸性能 好的流动性及小的收缩性 为此 铸钢中碳 硅 锰的含量应比 锻 轧件高一些 高温及高应力下长期工作的铸钢件用钢 较高的持久强度和塑性 并具有良好的 组织性能稳定性 承受疲劳载荷作用的铸钢件用钢 良好的抗疲劳性能和较高的冲击韧性 如汽轮 机汽缸和喷嘴室 承受高温蒸汽冲蚀与磨损的铸钢件用钢 一定的抗氧化性能和耐磨性能 需焊接的铸钢应具有满意的可焊性 常用铸钢件用钢 钢钢号号主主 要要 应应 用用 范范 围围 ZG230 450 425 的汽缸 阀门和隔板等 ZG25 ZG35 450 的汽缸 阀门和隔板等 ZG20CrMo 510 的汽轮机汽缸 隔板 蒸汽室等 ZG20CrMoV 540 的汽轮机蒸汽室 汽缸及管道附件等 ZG15Cr1Mo 540 的汽轮机铸件 如内外汽缸 阀门等 ZG15Cr1Mo1V 570 的汽轮机高中压缸 喷嘴室和主汽阀 等 ZG15Cr2Mo ZG15Cr2Mo1 570 的汽轮机内缸 阀壳 喷嘴室等铸件 7 7 锅炉构架用钢 锅炉构架用钢 锅炉构架又称锅炉骨架 分支承式 悬吊式和半悬吊式 构架主要由梁 柱 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 冷灰外壳等元件组成 工作条件 承载锅炉本体载荷 汽包 管道 受热面 集箱 汽 水 煤 油等 和其他载荷 安全阀反冲力 炉内爆炸力 地震载荷 风载荷 雪载荷等 用钢要求 足够的常温强度和刚度 适宜的脆性转变温度 对于严寒地区 NDT 低于 40 良好的焊接性能 锅炉钢架常用钢号及应用范围 钢的类别钢种推荐使用范围 A3 A3F 中国 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 主梁支座 碳素钢 Q235A 中国 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 主梁支座 B1 B3 B1F B3F 中国 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 SS41 日本 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 16Mn 16MnCu 中国 梁 柱 平台 主梁支承 Q345 15MnV 中国 梁 柱 平台 18Nb 中国 梁 柱 平台 SM41B 日本 梁 柱 平台 SM50B 日本 梁 柱 平台 SM53C 日本 梁 柱 平台 合金钢 SA36 美国 梁 柱 平台 8 8 压力容器用钢 压力容器用钢 电站压力容器主要有 换热容器 高加 低加 热网加热器 疏水 蒸汽冷却 器等 液氨蒸发器等 储存容器 定排 连排 扩容器 缓冲罐 氢罐 压缩空气 罐 仓泵 液氨储罐等 分离容器 除氧器 工作条件 工作压力高 介质冲刷磨损 介质腐蚀 用钢要求 室温强度 良好塑性配合 屈强比适宜 高的抗时效能力 良好的韧性 对于 20R 16MnR 以及 15MnVR 钢板 其室温横向 夏比 V 形缺口试样 冲击功应不小于 31J 而对于强度较高的 15MnVNR 以及 18MnMoNbR 钢板 其冲击功 应不低于 34J 此外 应选用材料的脆性转变温度和无塑性转变温度比较低的钢材 对于承受腐蚀介质作用的容器 应根据使用环境和受力状态 选用耐腐蚀性好的材 料 具有良好的冷 热加工性能和焊接性能的材料 部分压力容器常用钢板牌号 压力容器常用钢板牌号 高压加热器20g 15MnVg 15MnVR SA516Gr 70 19Mn6 15CrMo 20MnMo 等 低压加热器Q235 20g 16Mn 16MnR 16Mng 19Mn6 20MnMo 等 除氧器Q235 20g 20R 16MnR 12CrMo 等 五 某五 某 600MW600MW 超超临界机组用钢特点超超临界机组用钢特点 1 1 机组参数 机组参数 火力发电机组锅炉的参数 参数中压高压超高压亚临界 超临界 SC 超超临界 USC 压力 MPa 3 8 9 813 1516 1924 2624 31 温度 450 540 540 540 566 580 备注 各国 各公司 对超超临界参数起始点的定义有所不同 2 2 600MW600MW 超超临界机组的用钢实例超超临界机组的用钢实例 锅炉部分锅炉部分 集箱集箱 名名 称称规规 格格材材 料料计算温度计算温度 省煤器入口集箱 508 75WB36310 省煤器出口集箱 559 80WB36350 水冷壁下集箱 219 45SA 106C340 水冷壁螺旋管圈出口集箱 219 60SA 335P12425 水冷壁后墙出口集箱 273 75SA 335P12425 折焰角入口集箱 273 60SA 335P12435 折焰角入口汇集集箱 559 82SA 335P12435 水平烟道入口集箱 219 52SA 335P12435 水冷壁延伸侧墙上集箱 273 60SA 335P12440 水冷壁排管出口集箱 219 45SA 335P12440 水冷壁上集箱 273 75SA 335P12460 水冷壁后墙吊挂管出口集 箱 273 60SA 335P12460 分离器 610 75WB36440 贮水箱 610 75WB36435 顶棚入口集箱 273 60SA 335P12440 尾部包墙入口集箱 273 60SA 335P12470 中间隔墙入口集箱 273 75SA 335P12460 尾部包墙环形下集箱 457 98SA 335P12485 中间隔墙下集箱 273 75SA 335P12490 水平低温过热器入口集箱 273 75SA 335 P12485 一级过热器出口集箱 508 9512CrlMoVG502 屏过入口集箱 219 45SA 335 P12470 屏过入口汇集集箱 559 90SA 335 P12470 屏过出口集箱 219 45SA 335 P91578 屏过出口汇集集箱 559 75SA 335 P91560 末过入口集箱 219 35SA 335 P91535 末过入口汇集集箱 559 70SA 335 P91535 末过出口集箱 273 75SA 335 P91596 末过出口汇集集箱 508 100SA 335 P91590 过热器一级减温器 559 85SA 335 P12485 过热器二级减温器 559 70SA 335 P91555 再热器入口集箱 762 45SA 106C355 高温再热器出口集箱 273 30SA 335 P91610 再热器出口汇集集箱 864 55SA 335 P91605 再热器减温器 711 20SA 106C355 锅炉连接管道锅炉连接管道 名名 称称规规 格格材材 料料计算温度计算温度 省煤器出口导管 559 75SA 106C340 省煤器出口导管 406 55SA 106C340 下降管 559 85SA 335P12450 下降管 559 82SA 335P12435 水冷壁下集箱分配管 559 75SA 106C340 水冷壁下集箱分配管 114 20SA 106C340 折焰角及水平烟道连接管 168 30SA 335P12435 折焰角及水平烟道连接管 114 22SA 335P12435 贮水箱分离器连接管 324 50SA 335P12435 贮水箱输水管路 324 50SA 335P12380 顶棚入口集箱连接管 219 35SA 335P12440 包墙连接管 219 35SA 335P12460 分离器连接管 168 30SA 335P12440 下降管连接管 168 35SA 335P12450 屏过入口集箱连接管 168 30SA 335P12470 屏过出口集箱连接管 168 30SA 335P91560 一级减温器入口连接管 559 85SA 335P12485 一级减温器出口连接管 559 85SA 335P12470 屏过出口至末过入口连接 管 559 70SA 335P91535 末过入口集箱连接管 168 25SA 335P91535 末过出口集箱连接管 219 40SA 335P91590 再热器连接管 219 18SA 335P91605 扩容器入口管道溢流管路 324 50SA 335P12380 扩容器入口管道溢流管路 219 35SA 335P12380 扩容器入口管道溢流管路 168 30SA 335P12380 再热蒸汽管道 低温段 711 20SA 106C340 再热蒸汽管道 高温段 762 35SA 335P91574 主蒸汽管道 457 75SA 335P91576 受热面管受热面管 部部 件件 名名 称称规规 格格材材 质质计算温度计算温度 H 型鳍片省煤器 44 5 6 7SA 210C375 水冷壁上部 31 8 6 215CrMoG496 水冷壁中部 38 7 315CrMoG458 水冷壁下部 38 7 315CrMoG458 水冷壁延伸侧包墙及底包 墙 44 5 7 015CrMoG442 水冷壁排管 44 5 7 015CrMoG442 后烟道顶棚管 44 5 7 015CrMoG449 后烟道前包墙 57 9 015CrMoG449 后烟道中间隔墙 63 5 1315CrMoG459 后烟道后包墙 44 5 7 015CrMoG449 后烟道侧包墙 63 5 10 015CrMoG446 炉膛顶棚管 63 5 10 015CrMoG446 水平烟道顶棚管 63 5 10 015CrMoG446 水平低温过热器 51 9 012Cr1MoVG493 立式低温过热器 51 9 512Cr1MoVG505 屏式过热器 38 6 5 38 7 5 12Cr1MoVG SA 213T91 SA213TP34 7H 544 575 605 末级过热器 44 5 8 5 SA 213T91 TP347H 589 616 上部水平低温再热器 57 4 515CrMoG442 中部水平低温再热器 63 5 4 5SA 210C379 下部水平低温再热器 63 5 4 5SA 210C346 立式低温再热器 57 4 515CrMoG488 高温再热器 前 后屏 57 4 5 51 4 5 12Cr1MoVG SA 213T91 SA213TP34 7H 516 607 637 四大管道部分四大管道部分 序号名 称材 料设计压力 设计温度 订货规格 mm 内径管 MPa g 最小 内径 最小 壁厚 1 主汽主管 A335 P9125 4576419 175 2 主汽支管 A335 P9125 4576298 555 3 高压旁路入口管 A335 P9125 4576298 555 4 热段主管 A335 P915 457491435 5 热段支管 A