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                Cr5Mo钱柜官方网站锅炉管、Cr9Mo合金锅炉管探讨

                          
                  Cr5Mo钱柜官方网站锅炉管、Cr9Mo合金锅炉管探讨
                  Cr5Mo、Cr9Mo钱柜官方网站锅炉管具有回火脆性,为保证炉管的长周期安全运行,设计人员应根据使用环境选择合适的牌号,并在设计文件中对炉管提出一系列补充技术要求。补充技术要求包括对炉管的化学成分作出限制;对炉管的拉伸性能作出要求;热处理工艺选择正火加退火;对炉管硬度值作出限制;逐根进行超声波检验、涡流探伤检查和水压试验;焊接前进行预热,焊接后立即进行热处理,并检测接头硬度值是否在允许范围内。

                  1 前言

                  Cr5Mo、Cr9Mo锅炉管钱柜官方网站具有较高的耐高温强度极限和蠕变极限,同时拥有优异的抗氧化性、抗硫能力和抗氢腐蚀特性,与奥氏体不锈钢等材料相比价格便宜,故在常减压、焦化、加氢和重整等装置的加热炉上得到广泛应用。但铬钼钢材料脆硬倾向大,易产生裂纹,在腐蚀性介质和高温的操作条件下长期运行后,可能发生脆硬而失稳。国内外发生过多起Cr5Mo、Cr9Mo锅炉管破裂着火事故,应引起业内的重视和警惕。

                  为保障炉管的长周期安全运行,设计人员在设计使用Cr5Mo、Cr9Mo合金耐热钢炉管时,应选择合适的牌号,并对炉管化学成分、力学性能、硬度、检查、试验、缺陷处理、焊接和焊后热处理提出一系列补充技术要求。本文主要从设计角度对Cr5Mo、Cr9Mo合金锅炉管相关问题进行探讨。
                  2 Cr5Mo、Cr9Mo炉管设计的相关问题
                  需要注意的是,国内焦化炉炉管材料多为Cr5Mo(A335 P5),但由于辐射炉管的金属壁温可达到560℃(开工初期)~650℃(开工末期),而Cr5Mo材质锅炉管的最高使用温度为600℃,因此采用Cr5Mo材质炉管的焦化炉多存在高温区炉管严重氧化爆皮的现象,均须定期更换,从而影响了焦化炉的长周期操作。国外延迟焦化多采用Cr9Mo材质锅炉管,Cr9Mo材质合金锅炉管的最高使用温度可达650℃,极限设计金属温度为705℃,可有效避免氧化爆皮现象发生。因此新设计的双面辐射焦化炉炉管宜采用Cr9Mo材质锅炉管。

                  Cr5Mo、Cr9Mo钢添加了Cr、Mo等合金元素,具有良好的抗氢和抗硫腐蚀能力。锅炉管金属的硫腐蚀速率按修正过的McConomy曲线取值。一般硫含量(质量分数)小于0.5%,温度低于400℃时可选用碳钢;硫的质量分数大于0.5%,温度高于400℃时,应选用Cr5Mo锅炉管或Cr9Mo锅炉管。炉管金属的氢加硫化氢腐蚀比单独的氢或单独的硫化氢腐

                  蚀剧烈,一般介质内硫化氢的体积分数大于0.1%时,已不宜再用铬钼钢,而应采用经固溶和稳定化处理的TP321锅炉管或TP347材质锅炉管。
                  2.2 执行标准及材料牌号

                  前些年,一般炼油装置管式加热炉所用的炉管,仅碳钢炉管是国产的,铬钼钢和不锈钢锅炉管基本上都是进口的。随着国内钢铁冶炼技术的进步和制造技术的提高,锅炉管的国产化率越来越高,不仅可以按国内标准生产,也可以按美国ASTM等标准生产。Cr5Mo、Cr9Mo锅炉管执行的国内标准为GB 9948,美标为ASTM A335/A335M。

                  GB 9948-2013《石油裂化用钱柜国际》自2014年7月1日起实施,根据钱柜777的热处理制度不同,Cr5Mo锅炉管细分为12Cr5MoI和12Cr5MoNT两个牌号,Cr9Mo锅炉管细分为12Cr9MoI和12Cr9MoNT两个牌号,后缀符号I表示钱柜777交货状态为完全退火或等温退火,后缀符号NT表示钱柜777交货状态为正火加回火。
                  2.2.1 化学成分

                  为降低材料回火脆化敏感性,Cr5Mo、Cr9Mo锅炉管化学成分应符下面要求。

                   Cr5Mo、Cr9Mo炉管的化学成分  (wt%)

                         元素        C Mn P S Si Cr Mo Cu
                  12Cr5MoNT 0.09~0.14 0.3~0.5  ≤0.015   ≤0.008  0.20~0.40 4.0~6.0 0.45~0.60 ≤0.1
                  12Cr9MoNT 0.09~0.14 0.3~0.5 ≤0.015 ≤0.005 0.35~0.55 8.5~10.0 0.92~1.1 ≤0.1
                  制造厂应对炉管进行成品分析,并提供分析报告。
                  2.2.2 锅炉管的力学性能

                  Cr5Mo、Cr9Mo锅炉管的力学性能除应满足标准规范的规定外,拉伸性能应符合下面要求。

                   Cr5Mo、Cr9Mo炉管拉伸性能要求

                     试验条件       材料       拉伸强度 MPa       屈服强度 MPa   
                  650℃ Cr5Mo ≥155  ≥85 
                  700℃ Cr9Mo ≥97 ≥55
                  2.2.3 锅炉管热处理

                  为使材料晶粒细化、组织均匀温度、强度与塑性配合适宜,需对材料进行热处理。正火加回火热处理后的材料抗拉强度、下屈服强度等指标要优于退火热处理后的材料指标,故炼油装置管式加热炉所用的Cr5Mo、Cr9Mo锅炉管,交货状态应为正火加回火。热处理的加热温度、保温时间和冷却方式等应载入质量证明文件中。

                  钢材在回火温度达到600℃以上时,有害元素在晶界的偏聚就会受到原子热运动的影响而消失, 从而能大大降低回火脆化敏感性。12Cr5MoNT和12Cr9MoNT炉管回火热温度分别要求为730~770℃和720~800℃。
                  2.2.4 锅炉管硬度

                  需对Cr5Mo、Cr9Mo炉管硬度值作出限制,以降低炉管材料脆性,提高韧性。

                  GB 9948-2013《石油裂化用钱柜国际》规定了12Cr5MoI和12Cr9MoI材料的硬度值分别不大于163HBW和179HBW,而对12Cr5MoNT和12Cr9MoNT材料硬度值未做规定。参考工程案例,建议12Cr5MoNT材料的炉管硬度不大于179HBW,12Cr9MoNT材料的炉管硬度不大于200HBW。
                  2.2.5 炉管焊接

                  Cr5Mo、Cr9Mo锅炉管焊接执行标准为SH/T3085-2016《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》。锅炉管和管件施焊前应根据材料的脆硬性等进行预热,以降低焊接接头硬度和焊接应力。焊接时应采用多层多道的焊接方法。

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                  1、低中压锅炉管 材质:10#、20#、16Mn  标准:GB3087-2008   
                                  规格:∮ 16-824*2-65  
                                  用途:低中压锅炉 过热用管、沸水管、机车 大小 烟管 
                  2、高压锅炉管    材质:20G、A106c、ST45.8/3 标准:GB5310-2017、ASTMA106-2008、 
                                          DIN17175-2008  
                                    规格:∮ 16-824*2-65 
                                    用途:高压锅炉用耐热钱柜国际  
                  3、高压钱柜官方网站    材质:15CrMog、12Cr1MoVg、25MnG、10CrMo910(P22)、P91、 
                                         1Cr5Mo、Cr9Mo、WB36 
                                   标准:GB5310-2017、GB6479-2008、GB9948-2008、ASTMA335、ASTMA213  
                                                JISG3458-2008、JISG3467-2008、DIN17175-2008、 
                                   规格:∮6-824×2-65  
                                   用途:石油、化工、电力、锅炉行业的耐高温、耐低温、耐腐蚀用 钱柜国际。
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                  主要用来制造高压及其以上压力的蒸汽锅炉管道等用的优质碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐热钢钱柜国际、这些锅炉管经常处于高温和高压下工作、管子在高温烟气和水蒸汽的作用下还会发生氧化和腐蚀,因此要求钱柜777有高的持久强度、高的抗氧化性能,并具有良好的组织稳定性,采用钢号有:优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG;合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等;除保证化学成分和机械性能外,要逐根做水压试验,要作扩口、压扁试验。钱柜777以热处理状态交货。此外,对成品钱柜777显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。


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