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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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