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锅炉耐高温耐腐蚀不锈钢管SA213-TP347H
1 简介
1 简介
SA-213 TP347H是ASME标准中的成熟钢种，为铬镍铌奥氏体不锈钢；我国GB5310-95将该钢列入其中，牌号为1Cr19Ni11Nb，此钢也为成熟钢种。由于该钢是用铌稳定的奥氏体钢，故其具有较好的抗晶间腐蚀性能、较高的持久强度、良好的组织稳定性和抗氧化性能，此外还具有良好的弯管和焊接性能；其综合性能优于TP304H。但由于合金元素较多，与TP304H一样，容易产生加工硬化，使切削加工较难进行；其热膨胀系数高，导热性差；故在与异种钢焊接并在高温下使用时，须考虑两种材料的膨胀系数和高温强度匹配问题。
2 用途
TP347H钢管性能优良。主要用于制造亚临界、超临界压力参数的大型发电锅炉的高温过热器、高温再热器、屏式过热器的高温段以及各种耐高温高压的管件等部件；对于承压部件，最高工作温度可达650℃；对于抗氧化部件，其最高抗氧化使用温度可达850℃。但由于具有奥氏体钢所具有的缺点，此种耐热钢用于承压部件上时，同样有可能在某种程度上，被T92和HCM12A部分替代。
3 技术要求及试验数据
3.1 化学成分
化 学 成 分 （%）
规范 | C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni |
SA213 | 0.04-0.10 | ≤2.00 | ≤0.75 | ≤0.040 | ≤0.030 | 17-20.0 | 9.0-13.00 |
GB5310 | ≤0.15 | ≤2.00 | ≤1.00 | ≤0.030 | ≤0.030 | 17-19.0 | 8.0-10.00 |
注1：铌和钽含量之和不应少于碳含量的8倍，且不大于1.0%
3.2 金相组织
TP347H钢管的供货状态为固溶处理。经最终的固溶处理（热轧、挤、扩管的最低固溶处理温度1050℃，冷拔、轧管的最低固溶处理温度1100℃）的热处理后，金相组织应为单一的奥氏体组织，晶粒度应是7级或更细。
3.3 力学性能
室温力学性能
规范 | 拉伸性能（纵向） | 硬度HRB | ||
σs(MPa) | σb(MPa) | δ(%) | ||
SA213 | ≥205 | ≥515 | ≥35 | ≤90 |
GB5310 | ≥205 | ≥520 | ≥35 | |
注1：表中的延伸率数据均按不同的标准规定的试样测得。ASME 数据采用SA370中标距50mm试样（对纵条试验壁厚小于8mm，每减小0.8mm时，从基本最小伸长率可减小的百分值为1.5%）。国内采用5.65
（Fo是指试样的有效横截面积）。以下各温度中的延伸率与此相同。
（Fo是指试样的有效横截面积）。以下各温度中的延伸率与此相同。3.4 持久强度σ（MPa）
（MPa）规范 | 600℃ | 620℃ | 640℃ | 650℃ | 670℃ | 700℃ | 750℃ |
SA213 | 132 | 111 | 90 | 80 | 67 | 47 | |
GB5310 | 132 | 110 | 91 | 82 | 66 | 48 | 28 |
3.5 许用应力σ（MPa）
温度℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 625 | 650 | 675 | 700 |
σ | 122.0 | 107.6 | 103.6 | 101 | 100.3 | 88.1 | 70.7 | 53.6 | 42.6 | 31.7 |
注： 摘自ASME II卷D篇1A表的数值并内插所得数据
3.6 抗氧化性及抗腐蚀性能
该钢在低于850℃的空气介质中具有稳定的抗氧化性能。在650℃时，钢管的蒸汽抗氧化性大大优于SA213-T91、HCM12A，且优于TP304H；相同条件下的氧化腐蚀深度仅为T91的30%、HCM12A的54%左右。
该钢对晶间腐蚀和应力腐蚀敏感，但抗晶间腐性能优于TP304H。同种钢焊接头的拉伸应力腐蚀试验表明：溶合线和热影响区是发生应力腐蚀的敏感区。奥氏体不锈钢与铁素体钢管对接焊时，焊后进行700℃以上的热处理温度正处于不锈钢的敏化区，故其抗晶间腐能力要比固溶状态的钢管要差，使用时应避免腐蚀源，特别是含氯离子介质的侵蚀。
4 工艺资料
4.1 热处理
TP347H钢管的供货状态为固溶处理。热轧、挤、扩管的最低固溶处理温度1050℃，冷拔、轧管的最低固溶处理温度1100℃。必要时，还应进行稳定化处理。
4.2 焊接
焊接性能良好（焊接接头能通过L法晶间腐蚀检验）。同种钢焊接时，手工焊焊条用奥102、奥107、奥137或E347-15（美国牌号）；氩弧焊焊丝用ER-347等；若与铁素体类材料进行异种钢焊接，采用ASME标准规定的ERNiCr3或ENiCrFe-3型号焊丝或焊条。锅炉钢管焊后进行1180℃、保温30分钟的固溶处理。
4.3 冷热加工
冷变形能力很好，可以进行冷轧、冷拔等成形。锅炉制造中，冷弯、卷边工艺性良好。
