高壓合金管是一種能夠逞受壓力的管子，利用此管來輸送液體，氣體，它的種類很多，有鋼管，銅管，不鏽鋼管等。
基本介紹
- 中文名：高壓合金管
- 流程：管坯及坯加熱
- 規格：16*3-480*50
- 用途：低中壓鍋爐
簡介,生產流程,高壓合金管概況,用途,牌號,缺點分析,熱處理缺陷,力學性能,化學成分,
簡介
高壓合金管是一種能夠逞受壓力的管子，利用此管來輸送液體，它的種類很多，有鋼管，銅管，不鏽鋼管，及其它等等。
高壓合金管：主要用來製造高壓及其以上壓力的蒸汽鍋爐管道等用的優質碳素結構鋼、合金結構鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管、這些鍋爐管經黨處於高溫和高壓下工作、管子在高溫煙氣和水蒸汽的作用下還會發生氧化和腐蝕，因此要求鋼管有高的持久強度、高的抗氧化性能，並具有良好的組織穩定性，採用鋼號有：優質碳素結構鋼鋼號有20G、20MnG、25MnG；合金結構鋼鋼號15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等；有銹耐熱鋼常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb高壓管除保證化學成分和機械性能外，要逐根做水壓試驗，要作擴口、壓扁試驗。鋼管以熱處理狀態交貨。此外，對成品鋼管顯微組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。 地質鑽探及石油鑽控用無縫鋼管；為探明地下岩層結構、地下水、石油、天然氣及礦產資源情況，利用鑽機打井。石油、天然氣開採更離不開打井，地質鑽控用石油鑽探用無縫鋼管是鑽井的主要器材，主要包括岩芯外管、岩芯內管、套管、鑽桿等。由於鑽探用管要深入到幾千米地層深度工作，工作條件極為複雜，鑽桿承受拉、壓、彎曲、扭轉和不均衡衝擊載荷等應力作用，還要受到泥漿、岩石磨損，因此，要求管材必須具有足夠的強度、硬度、耐磨性和衝擊韌性，鋼管用鋼用“DZ”（地質的漢語拼音字頭）加數字一代表鋼屈服點表示，常用的鋼號有DZ45的45MnB、50Mn；DZ50的40Mn2、40Mn2Si；DZ55的40Mn2Mo、40MnVB；DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。鋼管都以熱處理狀態交貨。石油裂化管：用於石油煉廠的爐管、熱交換器管和管道用無縫管。常用優質碳素鋼（10、20）、合金鋼（12CrMo、15CrMo）、耐熱鋼（12Cr2Mo、15Cr5Mo）、不鏽鋼（1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti）製造。鋼管除得證化學成分和各種機械性能外，還要保證水壓、壓扁、擴口等試驗，及表面質量和無損檢驗。鋼管在熱處理狀態下交貨。 不鏽鋼管：用各種不鏽鋼熱軋，冷軋的不鏽鋼管，廣泛套用於石油、化工設備管道和各種用途的不鏽鋼結構零件，除應保證化學成分和機械性能，凡用作承受流體壓力的鋼管要保證水壓試驗合格。各種專用鋼管要按規定保證條件。
生產流程
高壓合金管的主要生產流程：管坯及坯加熱、管坯的穿孔、鋼管的延伸。
高壓合金管的軋制、鋼管定徑與減徑、鋼管的冷卻和精整 或者可以說是 鋼胚的加熱 穿孔 熱扎 酸洗 冷拔 碳燒 切頭 噴標 包裝 成品一種無縫鋼管的製造方法，其特徵在於：設定將具有多個軋輥的軋制機座、以互相不同的軋制方向連續配置多台的芯棒式無縫管軋機，在這樣的製造生產線上對無縫鋼管進行軋制後，在多點上測定軋制後的鋼管圓周方向上的壁厚，根據其測定結果，至少分別控制芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上的軋輥各個軸的兩端位置，以便使壁厚不均達到最小。一般合金管>合金管>合金管>高壓合金管簡稱無縫鋼管，用普通碳素鋼、優質碳素鋼、普通低合金鋼和合金結構鋼製造，用於製作輸送液體管道或製作結構、零件用。高壓管按外徑和壁厚度供貨，在同一外徑下有多種壁厚，高壓管承受的壓力範圍較大。通常鋼管長度，熱軋管為3-12.5m，冷拔（軋）管為1.5-9m。
高壓合金管概況
高壓合金管規格：16*3-480*50
高壓合金管標準：
GB3087 —— 中國國家標準GB5310 —— 中國國家標準
高壓合金管
高壓合金管ASME SA210 —— 美國鍋爐及壓力容器規範
ASME SA213 —— 美國鍋爐及壓力容器規範
DIN17175 —— 聯邦德國工業標準
用途
用於低中壓鍋爐（工作壓力一般不大於5.88Mpa，工作溫度在450℃以下）的受熱面管子；用於高壓鍋爐（工作壓力一般在9.8Mpa以上，工作溫度在450℃～650℃之間）的受熱面管子、省煤器、過熱器、再熱器、石化工業用管等
牌號
15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB、10Cr9Mo1VNb、SA210A1、SA210C、SA213 T11、SA213 T12、SA213 T22、SA213 T23、SA213 T91、SA213 T92、ST45.8/Ⅲ、15Mo3、13CrMo44、10CrMo910等
缺點分析
12Cr1MoVG高壓合金管熱變形套用
由於變形溫度高，12Cr1MoVG高壓合金管的變形抗力小，塑性好，有利於加工成形，生產效率高，所以熱變形是12Cr1MoVG高壓合金管塑性加工的主要方法，經常採用的熱變形方法有軋制、鍛造和擠壓等。12Cr1MoVG高壓合金管的熱變形通常都限制在加工過程的初期，這時，坯料尺寸大，對12Cr1MoVG高壓合金管尺寸精度的要求也較寬。很多產品因隨後還要進行冷變形，工件表面質量和尺寸精度會得到進一步的改善。對於鑄錠進行初期的熱變形，在總變形量達到75%以上時，因熱變形作用而引起的再結晶，能完全消除原始的鑄態組織，形成均勻而細小的晶粒，使12Cr1MoVG高壓合金管的塑性得到提高，有利於後繼的熱變形或冷變形。12Cr1MoVG高壓合金管中所含雜質，尤其是有害的硬脆非金屬夾雜物，經過多次熱變形而細化，並且分布更均勻。再者，壓應力在多數熱變形中占優勢，它可使錠坯中的小裂紋、氣泡或疏鬆等得到焊合，使變形後的材料變得更為堅實。
12Cr1MoVG高壓合金管熱變形缺點
熱變形的缺點是：預先加熱12Cr1MoVG高壓合金管耗能大、費用高，有時還需要多次重新加熱(如鍛造)，以便保持12Cr1MoVG高壓合金管能在合適的溫度範圍內進行熱加工；大尺寸坯料的均勻加熱也較困難；由此產生的坯料力學性能的差異和變形狀態的不均一；坯料在高溫下長時加熱產生的燒損也影響材料的成材率；金屬氧化引起表面化學成分的偏析和脆化，也是造成熱變形產品表面質量不佳以及裂紋、破損的根源之一。
隨著變形應力與高溫的聯合作用，使12Cr1MoVG高壓合金管的磨損和變形增大，堅硬的氧化鐵皮的摩擦作用更加劇了工具磨損。在較小的循環應力長期作用下，熱疲勞也是造成工具過早報廢的原因。因此，12Cr1MoVG高壓合金管熱變形產品的成本中，模具費用所占比重是很大的。
由於變形溫度高，12Cr1MoVG高壓合金管的變形抗力小，塑性好，有利於加工成形，生產效率高，所以熱變形是12Cr1MoVG高壓合金管塑性加工的主要方法，經常採用的熱變形方法有軋制、鍛造和擠壓等。12Cr1MoVG高壓合金管的熱變形通常都限制在加工過程的初期，這時，坯料尺寸大，對12Cr1MoVG高壓合金管尺寸精度的要求也較寬。很多產品因隨後還要進行冷變形，工件表面質量和尺寸精度會得到進一步的改善。對於鑄錠進行初期的熱變形，在總變形量達到75%以上時，因熱變形作用而引起的再結晶，能完全消除原始的鑄態組織，形成均勻而細小的晶粒，使12Cr1MoVG高壓合金管的塑性得到提高，有利於後繼的熱變形或冷變形。12Cr1MoVG高壓合金管中所含雜質，尤其是有害的硬脆非金屬夾雜物，經過多次熱變形而細化，並且分布更均勻。再者，壓應力在多數熱變形中占優勢，它可使錠坯中的小裂紋、氣泡或疏鬆等得到焊合，使變形後的材料變得更為堅實。
12Cr1MoVG高壓合金管熱變形缺點
熱變形的缺點是：預先加熱12Cr1MoVG高壓合金管耗能大、費用高，有時還需要多次重新加熱(如鍛造)，以便保持12Cr1MoVG高壓合金管能在合適的溫度範圍內進行熱加工；大尺寸坯料的均勻加熱也較困難；由此產生的坯料力學性能的差異和變形狀態的不均一；坯料在高溫下長時加熱產生的燒損也影響材料的成材率；金屬氧化引起表面化學成分的偏析和脆化，也是造成熱變形產品表面質量不佳以及裂紋、破損的根源之一。
隨著變形應力與高溫的聯合作用，使12Cr1MoVG高壓合金管的磨損和變形增大，堅硬的氧化鐵皮的摩擦作用更加劇了工具磨損。在較小的循環應力長期作用下，熱疲勞也是造成工具過早報廢的原因。因此，12Cr1MoVG高壓合金管熱變形產品的成本中，模具費用所占比重是很大的。
熱處理缺陷
【1】過熱
從高壓合金管粗糙口上可觀察到淬火後的顯微組織過熱情況。但i 要確切判斷其過熱的程度，必須觀察顯微組織。如果GCrl5鋼的淬火組織中出現粗針狀馬氏體，則為淬火過熱組織。形成原因可是淬火加熱溫度過高或加熱保溫時間太長造成的全面過熱；也可肖巨是因原始組織帶狀碳化物嚴重，在兩帶之間的低碳區形成局部馬氏體針狀粗大，造成的局部過熱。過熱組織中殘留奧氏體增多，尺寸穩定性下降。由於淬火組織過熱，鋼的晶體粗大·會導致高壓合金管的核J 性下降·抗衝擊性能降低，高壓合金管的壽命也降低。過熱嚴重甚至會造成淬火裂紋。
【2】欠熱
【3】淬火裂紋
高壓合金管在淬火冷卻過程中因內應力（熱應力和組織應力的複合作用力），瞬間超過了該位置材料的抗拉強度所形成的裂紋稱淬火裂紋。造成這種裂紋的原因有：由於淬火加熱溫度過高或冷卻太急，熱應力和金屬質量體積變化時的組織應力大於鋼材的抗斷裂強度；工作表面的原有缺陷（如表面微細裂紋或劃痕）或是鋼材內部缺陷（如夾渣、嚴重的非金屬夾雜物、白點、縮孔殘餘等）在淬火時形成應力集中；嚴重的表面脫碳和碳化物偏析；零件淬火後回火不足或未及時回火；前面工序造成的冷沖應力過大、鍛造折醬、深的車削刀痕、油溝尖銳稜角等。總之，造成淬火裂紋的原因可能是上述因素的一種或多種，內應力的存在是形成淬火裂紋的主要原因。淬火裂紋深而細長，斷口平直，破斷面無氧化色。它在軸承套圈上往往是縱向的平直裂紋或環形開裂；在軸承鋼球上的形狀有S 形、丁形或環形。淬火裂紋的組織特徵是裂紋兩側無脫碳現象，明顯區別於鍛造裂紋和材料裂紋。
【4】熱處理變形
高壓合金管在熱處理時，存在有熱應力和組織應力，這種內應力能相互疊加或部分抵消，是複雜多變的，因為它能隨著加熱溫度、加熱速度、冷卻方式、冷卻速度、零件形狀和大小、裝爐的方式的變化而變化，故其熱處理變形是難免的。認識和掌握它的變化規律可以使軸承零件的變形（如合金管的橢圓、尺寸脹大等）置於可控的範圍，有利於生產的正常進行。當然在熱處理過程中的機械碰撞也會使零件產生變形，但這種變形是可以通過改進操作等來加以減少和避免的。
【5】表面脫碳
高壓合金管在熱處理過程中，如果是在氧化性介質中完成加熱，則表面會發生氧化作用使高壓合金管表面碳的質量分數減少，造成表面脫
【6】軟點
力學性能
標準 | 牌號 | 抗拉強度（MPa） | 屈服強度（MPa） | 伸長率（%） | 硬度 |
GB3087 | 10 | 335～475 | ≥195 | ≥24 | / |
20 | 410～550 | ≥245 | ≥20 | / | |
GB5310 | 20G | 410～550 | ≥245 | ≥24 | / |
20MnG | ≥415 | ≥240 | ≥22 | / | |
25MnG | ≥485 | ≥275 | ≥20 | / | |
15CrMoG | 440～640 | ≥235 | ≥21 | / | |
12Cr2MoG | 450～600 | ≥280 | ≥20 | / | |
12Cr1MoVG | 470～640 | ≥255 | ≥21 | / | |
12Cr2MoWVTiB | 540～735 | ≥345 | ≥18 | / | |
≥585 | ≥415 | ≥20 | / | ||
ASME SA210 | SA210A-1 | ≥415 | ≥255 | ≥30 | ≤143HB |
SA210C | ≥485 | ≥275 | ≥30 | ≤179HB | |
ASME SA213 | SA213 T11 | ≥415 | ≥205 | ≥30 | ≤163HB |
SA213 T12 | ≥415 | ≥220 | ≥30 | ≤163HB | |
SA213 T22 | ≥415 | ≥205 | ≥30 | ≤163HB | |
SA213 T23 | ≥510 | ≥400 | ≥20 | ≤220HB | |
SA213 T91 | ≥585 | ≥415 | ≥20 | ≤250HB | |
SA213 T92 | ≥620 | ≥440 | ≥20 | ≤250HB | |
DIN17175 | ST45.8/Ⅲ | 410～530 | ≥255 | ≥21 | / |
15Mo3 | 450～600 | ≥270 | ≥22 | / | |
13CrMo44 | 440～590 | ≥290 | ≥22 | / | |
10CrMo910 | 480～630 | ≥280 | ≥20 | / |
化學成分
標準 | 牌號 | 化學成分（%） | |||||||||||||
C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Cu | Ni | V | Al | W | Ti | Nb | N | |
GB3087 | 10 | 0.07～0.13 | 0.17～0.37 | 0.38～0.65 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.3～0.65 | / | ≤0.25 | ≤0.30 | / | / | |||
20 | 0.17～0.23 | 0.17～0.37 | 0.38～0.65 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.3～0.65 | / | ≤0.25 | ≤0.30 | / | / | ||||
GB5310 | 20G | 0.17～0.24 | 0.17～0.37 | 0.35～0.65 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.25 | ≤0.15 | ≤0.20 | ≤0.25 | ≤0.08 | ||||
20MnG | 0.17～0.24 | 0.17～0.37 | 0.70～1.00 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.25 | ≤0.15 | ≤0.20 | ≤0.25 | ≤0.08 | |||||
25MnG | 0.18～0.24 | 0.17～0.37 | 0.80～1.10 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.25 | ≤0.15 | ≤0.20 | ≤0.25 | ≤0.08 | |||||
15CrMo | 0.12～0.18 | 0.17～0.37 | 0.40～0.70 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.80～1.10 | 0.40～0.55 | ≤0.20 | ≤0.30 | ||||||
12Cr2MoG | 0.08～0.15 | ≤0.50 | 0.40～0.70 | ≤0.030 | ≤0.030 | 2.00～2.50 | 0.90～1.20 | ≤0.20 | ≤0.30 | ||||||
12Cr1MoV | 0.08～0.15 | 0.17～0.37 | 0.40～0.70 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.90～1.20 | 0.25～0.35 | ≤0.20 | ≤0.30 | 0.15～0.30 | |||||
12Cr2MoWVTiB | 0.08～0.15 | 0.45～0.75 | 0.45～0.65 | ≤0.030 | ≤0.030 | 1.60～2.10 | 0.50～0.65 | ≤0.20 | ≤0.30 | 0.28～0.42 | 0.30～0.55 | 0.08～0.15 | B 0.002～0.008 | ||
10Cr9Mo1VNb | 0.08～0.12 | 0.20～0.50 | 0.30～0.60 | ≤0.020 | ≤0.010 | 8.00～9.50 | 0.85～1.05 | ≤0.20 | ≤0.40 | 0.18～0.25 | ≤0.015 | 0.06～0.10 | 0.03～0.07 | ||
ASME SA210 | SA210A-1 | 0.13～0.19 | ≥0.1 | 0.45～0.65 | ≤0.030 | ≤0.030 | |||||||||
SA210C | 0.18～0.24 | ≥0.1 | 0.80～1.10 | ≤0.030 | ≤0.030 | ||||||||||
ASME SA213 | SA213 T11 | 0.05～0.15 | 0.50～1.0 | 0.30～0.60 | ≤0.030 | ≤0.030 | 1.00～1.50 | 0.50～1.00 | |||||||
SA213 T12 | 0.05～0.15 | ≤0.50 | 0.30～0.61 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.80～1.25 | 0.44～0.65 | ||||||||
SA213 T22 | 0.05～0.15 | ≤0.50 | 0.30～0.60 | ≤0.030 | ≤0.010 | 1.90～2.60 | 0.87～1.13 | ||||||||
SA213 T23 | 0.04～0.10 | ≤0.50 | 0.10～0.60 | ≤0.030 | ≤0.030 | 1.90～2.60 | 0.05～0.30 | ≤0.030 | 1.45～1.75 | B 0.0005～0.006 | 0.02～0.08 | ≤0.040 | |||
SA213 T91 | 0.08～0.12 | 0.20～0.50 | 0.30～0.60 | ≤0.020 | ≤0.010 | 8.00～9.50 | 0.85～1.05 | ≤0.40 | 0.18～0.25 | ≤0.015 | 0.06～0.10 | 0.03～0.07 | |||
SA213 T92 | 0.07～0.13 | ≤0.50 | 0.30～0.60 | ≤0.020 | ≤0.010 | 8.50～9.50 | 0.30～0.60 | ≤0.40 | 0.15～0.25 | ≤0.015 | 1.50～2.00 | B 0.001～0.006 | 0.04～0.09 | 0.03～0.07 | |
DIN 17175 | ST45.8/Ⅲ | ≤0.21 | 0.10～0.35 | 0.40～1.20 | ≤0.040 | ≤0.040 | |||||||||
15Mo3 | 0.12～0.20 | 0.10～0.35 | 0.40～0.80 | ≤0.035 | ≤0.035 | 0.25～0.35 | |||||||||
13CrMo44 | 0.10～0.18 | 0.10～0.35 | 0.40～0.70 | ≤0.035 | ≤0.035 | 0.70～1.10 | 0.45～0.65 | ||||||||
10CrMo910 | 0.08～0.15 | ≤0.50 | 0.30～0.70 | ≤0.025 | ≤0.020 | 2.00～2.50 | 0.90～1.10 | ≤0.30 | ≤0.30 | ≤0.015 |
高壓合金管理論的記重：
（外徑—壁厚）X壁厚X0.02466=每米的的重量。
