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高压锅炉用碳钢SA210A-1、SA-210C、20G比较分析
摘要： 调研发现，目前国内生产的SA210A-1在实际的供料中没有单独坯料，通常会以SA210C坯或20G坯代之。为了研究这种替代方式能否满足SA210A-1材料标准和产品设计要求，通过对SA210M 标准中SA210A-1、SA-210C及GB 5310标准中的20G成分和性能的比较分析，提出在SA210A-1小口径管采购要求中，应增加Mn下限规定的优化意见。
前 言
当前参数等级在亚临界及以上的锅炉机组受压件用碳钢材料主要有3种：20G、SA210A-1、SA-210C，基本用于低温过热器、低温再热器、水冷壁和省煤器等部件中的受热面管，管子金属设计温度通常在350℃~425℃ 。
由于碳钢的强化元素是C和Mn，而锅炉制造厂从焊接性能考虑通常会严格限制C含量。按ASME中的描述：在规定最大碳含量以下含碳量每降低0.01%，则允许在规定的最大锰含量之上各增加0.06%的含锰量，但最大不得超过1.35%。说明1个碳含量下降带来的强度损失一般需6个锰含量进行弥补，但从当前钢管厂的实际供料中却发现一个有意思的现象：即国内SA210A-1似乎没有成分鲜明的单独坯料，要么以SA-210C坯代之，要么以20G坯代之，这种现象可在表1随机抽取的部分批次SA210A-1、SA-210C、20G 的成分和性能数据比较中得到直观印象，差异更明显体现在Mn含量上。同样是SA210A-1，表1中的序号6、7、8成分及性能和20G相当，序号9成分及性能和SA-210C相当。那么这种替代方式能否保证SA210A-1满足材料标准和产品设计要求呢? 以下遵循标准的脉络并结合产品的使用条件进行分析。
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目前，国产锅炉水冷壁，省煤器等部件均采用20G或St45.8/Ⅲ高压无缝管。随着电站锅炉向大型化发展，锅炉的工作参数要求不断提高，特别是亚临界、超亚临界锅炉的出现，使高压无缝管的壁厚增加。这样不仅大量增加了制造厂的材料消耗，而且降低了锅炉的热效率。若采用低合金钢15CrMoG等来制造这些不见，壁厚固然可以减薄，但成本却要明显上升，降低了制造厂的经济效益。因此，迫切需要一种强度高于20G，而且工艺性能良好的钢种来代替20G或St45.8/Ⅲ，用于制造亚临界、超亚临界锅炉的受热面，以减少壁厚，降低煤耗，提高锅炉热效率。
天津一言钢铁贸易有限公司为此开发了与之适应的SA-210C高压无缝钢管新品种，以满足锅炉行业发展的需求。试验及生产采用现有改进型外径76mm自动轧管机组（最大穿孔100mm），75t冷拔机，20t冷拔机，辊底式煤气热处理炉及无损探伤设备进行。这些设备原已生产过12Cr1MoVG，15CrMoG,20G三个钢种的高压锅炉用内螺纹无缝管，根据用户需要，对SA-210C 51x8mm，51x7mm及51x6mm三个国歌的高压锅炉用无缝钢管进行了试生
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高压锅炉用无缝钢管材质：HR3C（SA-213TP310HCbN）
HR3C（25Cr-20Ni-Nb-N钢）是20世纪80年代日本住友公司成功研制出的一种新型不锈钢。HR3C是日本住友金属定名的商标，在ASME标准中的材料商标为SA-213TP310HCbN，在日本JIS标准中的材料商标为SUS310JITB。其标准成分见下表。
因为传统的18-8型奥氏体耐热钢抗水蒸气氧化机能和抗烟气腐化机能较低，而锅炉过热器和再热器的末级部件请求有优胜的抗水蒸气和抗烟气氧化机能，是以在18-8型奥氏体耐热钢的基本上，开辟了25-20型奥氏体耐热钢TP310。将Cr质量分数进步到25%，在经久服役过程中，Cr元素会向外面扩散，与氧结合形成氧化层，起到优胜的抗氧化感化。然则，跟着Cr含量的进步，脆性相σ相的析出趋势加倍明显。是以，同时进步了Ni含量，稳定奥氏体组织的同时克制σ相的析出偏向。是以，25-20型奥氏体耐热钢TP310的抗氧化机能明显进步，并有稳定的奥氏体组织，有利于适应超超临界锅炉蒸汽和烟气的恶劣前提。
然则，仅仅进步材料的抗氧化机能是不敷的，因为在经久服役过程中还须要优胜的蠕变断裂强度。Cr和Ni含量的进步均不会获得更高的蠕变断裂强度，是以为了进步材料的蠕变断裂强度，日本住友金属公司开辟了HR3C奥氏体耐热钢。为了进步25Cr-20Ni型奥氏体耐热钢的高温强度，同样应用了多元合金强化道理，即在TP310的基本上，经由过程限制C含量，并复合添加质量分数为0.20%~0.60%的强碳氮化物形成元素Nb和质量分数为0.15%~0.35%的N，应用析出弥散分布、渺小的NbCrN相和富Nb的碳、氮化物以及M23C6来进行强化，成功地开辟了新型奥氏体耐热钢HR3C，其蠕变断裂强度明显进步到181MPa。
综合推敲，与其他耐热钢比拟，HR3C具有优良的蠕变断裂强度和更优良的抗蒸汽和烟气的氧化机能，是以更合实用于超超临界机组中情况极为恶劣的锅炉过热器和再热器部件的末级管道中。
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销售国标和美标、欧标标准方矩管,无缝方矩管，不锈钢方矩管，各种异型管，大口径方矩管，热镀锌方矩管的企业,大、方管,矩形管,厚壁方矩管,冷拔/热轧方矩管,不锈钢方矩管等各种方管。 所生产方管矩形管的规格具备了全尺寸：20＊20——-800＊800的方管，20＊30——-800＊600的矩管，厚度：0.6mm——-28mm，规格达2800多种；材质为GR.B Q195-215,Q235(A,B,C,D)、Q345(A,B,C,D,E)Q390(A,B,C,D)Q420(A,B,C,D)Q460(B,C,D,E)Q500(C,D,E)Q550(C,D,E)Q620(D,E)Q690(D,E)16Mn,20#、45#、20Mn2。 耐候Q235NH,Q295NH,Q355NH,Q415NH，Q265GNH,Q295GNH,Q295GNHL,Q310GNH,Q355GNH,Q345GNH,Q345GNHL,Q390GNH。
美标ASTM-A50(Gr.A,Gr.B,Gr.C,Gr.D),S185,S235JR,S235JO,S235J2,S275JR,S275JO,S275J2,E295,E355,S355JR,S355JO,S355J2,S355NL,S235JRG1,S235JRG2,S235J2G3,S235J2G4,S355J2H,S355J2G3,S355J2G4,S355K2G3,S355K2G4,S355ML等无缝管、合金钢；可根据客户要求尺寸定做。产品主要应用领域：建筑钢结构，大型场馆，会展中心，升降机械，船舶制造，仓储货架，装饰装潢，交通设施，机场建设，铁路车辆，桥梁支架，矿井支架，立体车库，户外广告，健身器材，风电设备，车辆制造等行业。凭借优良的管理、开发优势，借助超前的开发理念、先进的发展思想以及成功的运作模式，华安旭阳公司的规模也不断地发展壮大．公司不断进取，加快加强项目开发运作，进一步完善开发机制，强势打造公司的品牌效应。为适应市场需求，加快发展进程，公司积极行动，经过周密的调查分析，并且在开发上都已经有了实效性的进展投资项目，公司在做大做强的同时，不断的创造优秀业绩。 在各界的支持下、在公司领导的带领下，天津华安旭阳异型管厂经过不懈努力，已经呈现出良好的发展态势，不断取得可喜成绩，赢得了市场的认可。
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