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成分:C 0.17–0.24 %,Si 0.17–0.37 %,Mn 0.35–0.65 %;P、S ≤0.040 %
性能:σb 410–550 MPa,450 ℃以下抗氧化,焊接性优良
用途:水冷壁、省煤器、低温过热器联箱,≤450 ℃、≤10 MPa 区段用量最大
相近国外牌号:ASTM A106 Gr.B、DIN St45.8/Ⅲ
在 20G 基础上提高 Mn 含量,常温及高温屈服强度各提高约 15 %,用于壁温 ≤460 ℃ 的联箱或管道。
| 钢号 | 典型成分(%) | 推荐使用温度 | 特点与典型部位 | 对应 ASTM/EN |
|---|---|---|---|---|
| 15MoG | 0.3 Mo | ≤480 ℃ | 0.5 %Mo 钢,抗石墨化好;低温再热器 | A335 P1 |
| 15CrMoG | 1 Cr-0.5 Mo | 500–540 ℃ | 成熟、成本低;高温过热器、主汽 ≤14 MPa | A335 P11 |
| 12Cr2MoG | 2.25 Cr-1 Mo | ≤560 ℃ | 抗硫化、抗氢蚀;再热器、石化伴热 | A335 P22 |
| 12Cr1MoVG | 1 Cr-0.3 Mo-0.25 V | 540–580 ℃ | 蠕变强度高,国产机组主汽/再热主流 | — |
| 10Cr9Mo1VNb (P91) | 9 Cr-1 Mo-V-Nb | ≤600 ℃/28 MPa | 9 %Cr 马氏体,持久强度比 P22 高 3 倍;超临界主汽、过热器 | A335 P91 |
| 10Cr9MoW2VNb (P92) | 9 Cr-1.8 W-V-Nb | ≤620 ℃/35 MPa | W 固溶强化,持久强度再 +10 %;超超临界主汽、再热器 | A335 P92 |
| 12Cr3MoVSiTiB (钢研 102) | 3 Cr-1 Mo-V-Ti-B | ≤600 ℃ | 国产贝氏体钢,抗蒸汽氧化;过热器、再热器 | — |
注:含 Cr ≥2.25 % 即可在表面生成 Cr₂O₃ 保护膜,显著减缓 550 ℃ 以上氧化皮剥落;P91/P92 的碳当量低,预热 200–250 ℃ 即可焊接,吨价仅比 20G 高 2–3 倍,远低于镍基合金,因此成为 580–620 ℃ 区间“首选”材料 。
| 钢号 | 类型 | 温度上限 | 特点与用途 | 标准 |
|---|---|---|---|---|
| 1Cr18Ni9 (304H) | 奥氏体 | 650 ℃ | 耐氧化、耐氯化物腐蚀;尾部烟道、强腐蚀段 | GB 13296 / A213 TP304H |
| 1Cr18Ni11Nb (347H) | 含 Nb 稳定化 | 650 ℃ | 抗晶间腐蚀,焊接免热处理;过热器、再热器出口 | A213 TP347H |
| SP2215 | 新型 20Cr-25Ni-6Mo-N | 700 ℃ | 国产奥氏体耐热合金,持久强度比 347H 高 30 %;700 ℃ 超超临界 | GB/T 5310-2023 新增牌号 |
| Inconel 625 | Ni-Cr-Mo | 800 ℃ 以上 | 耐高硫、高氯、高应力,价格约为 Cr-Mo 钢 8–10 倍;极端腐蚀/氧化段 | ASTM B444 |
| 机组类型 | 蒸汽温度/压力 | 推荐材质 |
|---|---|---|
| 高压锅炉 | ≤540 ℃/10–14 MPa | 15CrMoG、12Cr2MoG |
| 超高压/亚临界 | 540–570 ℃/17–20 MPa | 12Cr1MoVG、P22 |
| 超临界 | 580–600 ℃/24–28 MPa | P91 (10Cr9Mo1VNb) |
| 超超临界 | ≥600 ℃/28–35 MPa | P92、P122、SP2215 |
| 含硫/氯腐蚀 | 550–650 ℃ | 304H、321H、347H |
| 极端氧化 | ≥700 ℃ | Inconel 625、800H |
中国:GB/T 5310-2023《高压锅炉用无缝钢管》;
美国:ASME SA-335/SA-213(ASTM A335/A213);
欧洲:EN 10216-2;
日本:JIS G 3458(STPA)、G 3462(STBA)。
除化学成分、室温拉伸外,必须逐根做水压(P ≥ 1.5×设计压力)、扩口、压扁;
成品应为热处理状态(正火+回火或淬火+回火),晶粒度 4–10 级,脱碳层 ≤0.3 mm;
对于 P91/P92 等马氏体钢,需控制 N/Al 比、δ-铁素体 ≤1 %,并对焊接接头做 750 ℃×2 h 回火 。
通过以上分类与性能对照,可根据锅炉设计温度、压力、腐蚀环境及成本预算,快速锁定最合适的高压锅炉管材质。
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