15crmo合金管是無縫鋼管的一種,其性能要比一般的無縫鋼管高很多,因為這種鋼管里面含Cr比較多,其耐高溫、腐蝕的性能是其他無縫鋼管比不上的,所以合金管在石油、化工、電力、鍋爐等行業(yè)的用途比較廣泛。
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*15CrMo合金管*重量計算公式
[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02486=kg/米(每米的重量)無縫鋼管,
因其用途不同而分為如下若干品種:GB/T8162-2008(結構用無縫鋼管)。
主要用于一般結構和機械結構。其代表材質(zhì)(牌號):碳素鋼20、45號鋼;
合金鋼Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。
*15CrMo合金管*GB/T8163-2008(輸送流體用無縫鋼管)。主要用于工程及大型設備上輸送流體管道。代表材質(zhì)(牌號)為20、Q345等。
*15CrMo合金管*GB3087-2008(低中壓鍋爐用無縫鋼管)主要用于工業(yè)鍋爐及生活鍋爐輸送低中壓流體的管道。代表材質(zhì)為10、20號鋼。
*15CrMo合金管*GB5310-2008(高壓鍋爐用無縫鋼管)。主要用于電站及核電站鍋爐上耐高溫、高壓的輸送流體集箱及管道。代表材質(zhì)為20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。
*15CrMo合金管*GB5312-1999(船舶用碳鋼和碳錳鋼無縫鋼管)。主要用于船舶鍋爐及過熱器用I、II級耐壓管等。代表材質(zhì)為360、410、460鋼級等。
*15CrMo合金管*GB6479-2000(高壓化肥設備用無縫鋼管)。主要用于化肥設備上輸送高溫高壓流體管道。代表材質(zhì)為20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。
*15CrMo合金管*GB9948-2006(石油裂化用無縫鋼管)。主要用于石油冶煉廠的鍋爐、熱交換器及其輸送流體管道。其代表材質(zhì)為20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。
*15CrMo合金管*GB18248-2000(氣瓶用無縫鋼管)。主要用于制作各種燃氣、液壓氣瓶。其代表材質(zhì)為37Mn、34Mn2V、35CrMo等。
*15CrMo合金管*GB/T17396-1998(液壓支柱用熱軋無縫鋼管)。主要用于制作煤礦液壓支架和缸、柱,以及其它液壓缸、柱。其代表材質(zhì)為20、45、27SiMn等。
*15CrMo合金管*GB3093-1986(柴油機用高壓無縫鋼管)。主要用于柴油機噴射系統(tǒng)高壓油管。其鋼管一般為冷拔管,其代表材質(zhì)為20A。
*15CrMo合金管*GB/T3639-1983(冷拔或冷軋精密無縫鋼管)。主要用于機械結構、碳壓設備用的、要求尺寸精度高、表面光潔度好的鋼管。其代表材質(zhì)20、45鋼等。
*15CrMo合金管*GB/T3094-1986(冷拔無縫鋼管異形鋼管)。主要用于制作各種結構件和零件,其材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼和低合金結構鋼。
*15CrMo合金管*GB/T8713-1988(液壓和氣動筒用精密內(nèi)徑無縫鋼管)。主要用于制作液壓和氣動缸筒用的具有精密內(nèi)徑尺寸的冷拔或冷軋無縫鋼管。其代表材質(zhì)為20、45鋼等。
*15CrMo合金管*GB13296-1991(鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管)。主要用于化工企業(yè)的鍋爐、過熱器、熱交換器、冷凝器、催化管等。用的耐高溫、高壓、耐腐蝕的鋼管。其代表材質(zhì)為0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti等。
*15CrMo合金管*GB/T14975-1994(結構用不銹鋼無縫鋼管)。主要用于一般結構(賓館、飯店裝飾)和化工企業(yè)機械結構用的耐大氣、酸腐蝕并具有一定強度的鋼管。其代表材質(zhì)為0-3Cr13、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti等。
*15CrMo合金管*GB/T14976-1994(流體輸送用不銹鋼無縫鋼管)。主要用于輸送腐蝕性介質(zhì)的管道。代表材質(zhì)為0Cr13、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti等。
*15CrMo合金管*YB/T5035-1993(汽車半軸套管用無縫鋼管)。主要用于制作汽車半軸套管及驅(qū)動橋橋殼軸管用的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫鋼管。其代表材質(zhì)為45、45Mn2、40Cr、20CrNi3A等。
15CrMo合金管可回收,符合環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約資源的國家戰(zhàn)略,國家政策鼓勵擴大15CrMo合金管的應用領域。
*15CrMo合金管*目前我國15CrMo合金管消費量占鋼材總量的比重僅為發(fā)達國家的一半,15CrMo合金管使用領域擴大為行業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。根據(jù)中國特鋼協(xié)會15CrMo合金管分會的研究,未來我國高壓15CrMo合金管長材的需求年均增長可達10-12%。
*15CrMo合金管*元素作用
新型的15CrMo合金鋼管以低碳(≤0.1%)和低硫(≤0.015%)為主要特征。常用的合金元素按其在15CrMo合金鋼管的強化機制中的作用可分為:固溶強化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等);細化晶粒元素(Al、Nb、V、Ti、N等);沉淀硬化元素(Nb、V、Ti等)以及相變強化元素(Mn、Si、Mo等)(見金屬的強化)。
C ;在15CrMo合金鋼管中形成珠光體或彌散析出的合金碳化物,使鋼得到強化。在微合金鋼中為形成一定量的碳-氮化物,碳的含量只需要0.01~0.02%;所以降碳是這類鋼發(fā)展的必然趨勢,從而可大大改善15CrMo合金鋼管的韌性和焊接性能。
Mn ;高的Mn/C比對提高15CrMo合金鋼管的屈服強度和沖擊韌性有好處。錳能降低γ→α 轉(zhuǎn)變溫度;有利于針狀鐵素體的形核;在加熱過程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,從而增加了鐵素體中碳化物的彌散析出量。此外,由于高錳導致15CrMo合金鋼管的應力/應變特性的變化,可以抵銷鮑欣格效應的強度損失。
Si ;多數(shù)低合金高強度鋼不用硅合金化,但在熱軋鐵素體-馬氏體多相鋼中,硅是不可缺少的添加元素。
Mo ;含鉬15CrMo合金鋼管(~0.15%Mo)有較高的強度,比傳統(tǒng)的鐵素體-珠光體鋼又有較高的韌性。鉬對鋼在冷卻過程中珠光體轉(zhuǎn)變有抑制作用。在針狀鐵素體鋼和超低碳貝氏體鋼中的含鉬量一般在0.2~0.4%。
Nb、V、Ti ;在低碳的錳鋼或低碳的錳-鉬鋼中添加0.05~0.15% Nb(或V、Ti),有明顯的晶粒細化和沉淀硬化作用。鈦在鋼中形成硫化物,改善沖擊吸收功的各向異性和冷成型性。
稀土元素(RE) ;微量(0.001%左右)稀土金屬,不影響15CrMo合金鋼管的強度。其主要作用是脫硫,它又是有效的硫化物形態(tài)控制元素,減小韌性的各向異性,防止鋼的層狀撕裂。
其他元素Ni、Cr、Cu等,在微合金鋼中固溶硬化并不十分有效,在非調(diào)質(zhì)鋼中一般控制在較低的含量范圍。
低合金高強度鋼按其主要性能和用途,可分為高強度用鋼、低溫用鋼和耐蝕用鋼三類:
高強度用鋼 ;這類鋼除高強度外還兼有優(yōu)良的低溫韌性,其主要特點和用途見表。這類15CrMo合金鋼管的產(chǎn)量在中國占低合金高強度鋼產(chǎn)量的80%以上,其中屈服強度35~40kgf/mm平方級的鋼種占大多數(shù),應用為廣泛的是16Mn鋼。
低溫用鋼 ;它們屬于鐵素體型低溫用鋼。通過提高鋼的純凈度和降低鋼中磷、硫含量得到較低的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。這類鋼主要有09Mn2V(-70℃)、06MnNb(-90℃)、3.5%Ni(-100℃)和06AlNbCuN(-120℃),用于制作低溫設備的零部件。
耐蝕用鋼 ;這類鋼對大氣、海水、硫化氫等環(huán)境有一定程度的抗蝕能力,如10MnPNbRE鋼耐海洋大氣和海水腐蝕,用于船舶、板樁、井架;12MoAlV鋼適于制造煉油廠高溫硫化氫設備;10MoWVNb鋼在用于400℃氫、氮、氨高壓管方面效果較好。
15CrMo鋼系環(huán)光體組織耐熱鋼,在高溫下具有較高的熱強性(δb≥440MPa)和抗氧化性,并具有一定的抗氫腐蝕能力。由于鋼中含有較高含量的Cr、C和其它合金元素,鋼材的淬硬傾向較明顯,焊接性
15crmo合金管焊接性焊接材料
焊接工藝評定試驗結果
試驗方案 拉伸試驗 彎曲試驗 沖擊韌性試驗aky(J/cm2)
抗拉強度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ) 標準:
GB5310--中國國家標準
針對15CrMo鋼的焊接性的工作特點,根據(jù)以往的經(jīng)驗,參照國外提供的焊接工藝,可以采用下面兩種方式焊接:
1、焊接預熱,采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E8018-B2焊條,焊條電弧焊蓋面,焊后進行局部熱處理。
2、采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E309Mo-16焊條,焊條填充電弧焊蓋面,焊后不進行熱處理。
15CrMo合金鋼管組織強化的的三個特點
通常情況下,合金鋼管的微觀組織結構決定的鋼管的結構性能,然而,組織強化決定著微觀組織結構。冷軋合金鋼管在軋制完成后,隨著冷卻環(huán)境的改變,組織中各種貝氏體、馬氏體等結構組織也隨之而改變,這也導致的鋼管的結構性能有很大的改變,可以通過這種方法獲得更多的強度不通級別的鋼管,以適應不同的性能需求。 1、組織強化需要母相,即在鋼管的元素中要含有發(fā)生組織強化的母相。
2、組織強化是一個過程,包括組織形變及組織擴散,隨著冷卻環(huán)境的改變,合金鋼管組織結構可能有兩種變化方式,即有擴散和無擴散,在低溫環(huán)境里,無擴散決定著組織形變的過程;在高溫環(huán)境中,擴散決定著組織結構的改變。
3、組織強化有兩個重要因素,即組織應變和環(huán)境冷卻。例如在加熱環(huán)境或者冷卻環(huán)境中,合金鋼管的組織會隨著溫度的改變而逐漸改變,能量狀態(tài)由低轉(zhuǎn)變?yōu)楦摺A硗?,查看鋼管現(xiàn)貨可以知道,在合金鋼管中,少量介質(zhì)含有極其精細的密度。因此,在調(diào)整鋼管的結構性能時,要時刻注意合金鋼管的組織性能。
*15CrMo合金管*用途:
用于高壓鍋爐(工作壓力一般不大于9.8Mpa,工作溫度在450℃-650℃之間)的受熱面管子、集箱、省煤器、過熱器、再熱器等。(P<9.8MPa,450℃<T<650℃)
15CrMo焊接性 1 焊接材料
針對15CrMo鋼的焊接性的工作特點,根據(jù)以往的經(jīng)驗,參照國外提供的焊接工藝卡,我們選擇了兩種方案進行焊接試驗。
2 方案Ⅰ:焊接預熱,采用ER80S-B2L,焊絲T1G焊打底,E8018-B2焊條,焊條電弧焊蓋面,焊后進行局部熱處理。
3 方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E309Mo-16焊條,焊條填充電弧焊蓋面,焊后不進行熱處理。焊絲和焊條的化學成分及力學性能見表1。
4 焊后熱處理
5 采用方案Ⅰ焊接的試件,焊后應進行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為:升溫速度為200℃/h,升到715℃保溫1小時15分鐘,降溫速度100℃/h,降到300℃后空冷。具體采用JL-4型履帶式電加熱器
6(1146×310)包繞焊縫,用硅酸鋁棉層保溫,保溫層厚度50mm,溫度控制采用DJK-A型電加熱器自動控溫儀。
7 焊接工藝評定試驗結果
8 試驗方案 拉伸試驗 彎曲實驗沖擊任性試驗aky(J/cm2)
9 抗拉強度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ)
10 方案Ⅰ550/530 母材50。 合格 合格84.8 162 135.6
11 方案Ⅱ525/520 母材50。 合格 合格79.4 109.2 96.7
*15CrMo合金管*相關原理
15crmo合金管純化氫的原理是,在300—500℃下,把待純化的氫通入15crmo合金管的一側(cè)時,氫被吸附在15crmo合金管壁上,由于鈀的4d電子層缺少兩個電子,它能與氫生成不穩(wěn)定的化學鍵(鈀與氫的這種反應是可逆的),在鈀的作用下,氫被電離為質(zhì)子其半徑為1.5×1015m,而鈀的晶格常數(shù)為3.88×10-10m(20℃時),故可通過15crmo合金管,在鈀的作用下質(zhì)子又與電子結合并重新形成氫分子,從15crmo合金管的另一側(cè)逸出。
聊城市舜冶金屬制品有限公司是位于有“鋼管之都”美譽的城市----山東聊城,是一家常年銷售成都鋼鐵集團、冶鋼集團、包頭鋼廠、寶鋼集團、鞍鋼集團、天津大無縫、西寧特鋼廠、無錫鋼廠、衡陽鋼廠等各大鋼廠生產(chǎn)的各種鋼管。如:無縫管,無縫鋼管,精密鋼管,流體無縫管,冷拔管、高壓鍋爐管、熱擴鋼管、結構管、化肥專用管、厚壁無縫管、大口徑無縫管、小口徑無縫管、焊管、方矩管、不銹鋼管等產(chǎn)品。公司所售產(chǎn)品均執(zhí)行國家標準,適用于:汽車、摩托車、電力、機械、液壓配件、軸承、氣動元件、油缸、煤礦、輸送、鍋爐設備、管道、工程等各個領域。公司以良好的信譽、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、雄厚的實力、低廉的價格、完善的服務享譽全國30多個省、市、自治區(qū)、直轄市,產(chǎn)品深得用戶依賴。
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