工业锅炉水处理节能降耗导则编写说明.docx

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工业锅炉水处理节能降耗导则编写说明

《锅炉和热交换器用碳钢焊接钢管》

国家标准编制说明

标准起草小组

2010.10

《锅炉和热交换器用碳钢焊接钢管》

国家标准编制说明

一、标准制定的目的、意义

长期以来，由于焊接钢管的制造技术和质量水平较低，我国的锅炉热交换器的标准体系一般采用较保守的设计思想，锅炉、压力容器的的筒体、集箱、接管、热交换器等受压部件一般仅允许选用热轧或冷拨的无缝钢管，而不允许使用焊接钢管作为受压部件的材料。

大部分的发达国家已制定了《压力设备用焊接钢管》系列标准，对应用于锅炉和压力容器的受压部件的焊接钢管的制造工艺、质量检验和使用条件有了明确的规定，如：

美国ASTMA214/A214M-1996、日本JISG3461-2005、英国BSEN10217-2002、德国DINEN10217-2002等。

九十年代，我国广东、上海、辽宁、陕西等地企业先后从国外引进了多条先进的焊接钢管生产线，直缝焊接钢管的成形、焊接、无损检测和力学性能检验水平有非常大的提高，焊接钢管的生产工艺和产品质量已经达到了世界先进水平。

直缝焊接钢管与无缝钢管及钢板卷制筒体部件相比，具有较多优势，如：

壁厚均匀、规格范围宽、工艺简单、性能优良、价格便宜等。

目前，GB12771-2008《流体输送用不锈钢焊接钢管》标准发布后，在设计压力≤6.4MPa条件下，允许在压力容器或换热器用钢管中使用Φ10-425，厚度1.0-8.0的直缝不锈钢焊接钢管。

而冶金行业标准YB4102-2000《低中压锅炉用电焊钢管》发布至今已有10个年头，产品主要针对小口径（直径≤114mm）的电焊钢管，使应用范围受到限制。

本标准所指的直缝焊接钢管是指采用钢板或钢卷通过UOE、RBE、JCOE、ERW等冷成形技术和连续高频电阻焊或电熔焊工艺，焊缝质量检验采取连续的100%的涡流、超声波或工业电视射线检测，且经过水压试验合格的检验工艺。

经过外观检验、力学性检验和经水压爆破试验证明其产品性能完全可达到锅炉压力容器的质量要求。

本产品标准发布，推荐给《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB150《钢制压力容器》和《锅炉安全技术监察规程》等法规有条件引用，必将对我国锅炉压力容器制造行业提高生产率和降低生产成本方面引起质的飞越。

二、编制概况

1、任务来源

2010年4月全国钢标准化技术委员会（钢标委秘字〔2010〕15号）《关于《压力管道用焊接钢管》国家标准计划更改的通知》，批准同意番禺珠江钢管有限公司、唐山建龙实业有限公司等单位负责起草《锅炉热交换器用焊接钢管》国家标准。

2010年5月全国钢标准化技术委员会钢管分技术委员会（SAC/TC183/SC1（2010）02号）《关于转发国家标准项目计划更改的通知》，要求番禺珠江钢管有限公司尽快落实计划，确保按时完成制定任务，钢管分技术委员会将严格按照进度计划监督检查项目实施情况。

2、制定过程

根据钢管分技术委员会的要求，番禺珠江钢管有限公司2010年6月组织成立了标准起草组，并进行了分工。

（1）2010年6月~7月，起草小组进行了技术论证和焊接钢管各项质量指标探讨，规定了制定计划、制定原则、标准框架、标准主要内容。

对影响焊接钢管的主要技术要求（化学成分、力学性能、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装运输、标识和质量证明书等）进行了论证和调研，确定了技术指标研究路线。

对调研的数据进行了统计分析，组织对GB713、YB4102、YB4103、BSEN10217-2002、JISG3461-2005、ASMEB31.1等标准进行了对比分析，确定了本标准编制思路和大纲。

（2）2010年7月形成征求意见稿。

向全国49个锅炉、热交换器压力容器的设计单位、制造安装单位、检验单位和使用单位发了征求意见函。

根据反馈的意见，起草小组对相关内容进行了分析研究，对有关条款进行了修订，最后形成讨论稿。

3、制定原则

制定《锅炉热交换器用碳钢焊接钢管》遵循以下原则：

（1）规范性

按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写规则》的要求进行制定。

（2）一致性

尽量与现行有效的国家法律、法规、标准保持一致，根据锅炉热交换器的技术法规对于使用部件的技术要求，对锅炉热交换器用直缝焊接钢管的具体的质量检验指标和要求作出相应的规定。

（3）适用性

在保证锅炉热交换器产品的使用安全性的前提下，促进科技进步，提高生产率和降低生产成本，根据钢管生产的机械化和自动化连续生产的特点，以及我国现状，制定与社会发展要求相适应的规定。

（4）可操作性

充分考虑我国焊接钢管的生产现状和现有的分析条件、技术水平、可能达到的程度进行规定。

为发挥各钢管生产企业的特长，对具体的钢板（卷）加工、钢管成形工艺和焊接工艺不做具体规定，但按照锅炉热交换器产品对使用部件的具体要求，对钢管的质量检验项目和技术指标做了最低的规定，各制造企业可根据各自的生产能力和质量控制水平适当提高检验指标，不宜做统一的规定，只宜进行引导性的规范，以便使标准更具有可操作性。

（5）先进性

参考国际标准和先进国家的标准，主要参考了EN10217-1：

2002《压力用焊接钢管交货技术条件第1部分：

规定室温性能的非合金钢管》，在此标准的基础上，再结合钢管制造单位大量生产时采纳的，国家标准已先等效转化的GB/T9711.1-1997（ISO3183-1：

1996）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：

A级钢管》标准，并确保各项技术要求不低于GB150《钢制压力容器》中对于锅炉压力容器的受压部件的技术要求。

4、本标准的章节

——范围

——规范性引用文件

——订货内容

——尺寸、外形和重量

——技术要求

——试验方法

——检验规则

——包装、标志和质量证明书

5、标准起草单位及人员

本标准起草单位：

番禺珠江钢管有限公司、唐山建龙实业有限公司

本标准主要起草人：

王利树　郭述娜　黎剑峰　张志刚冯钊棠张秀侠

三、主要技术指标制定情况说明

1、范围

本标准是用于制造中低压锅炉及热交换器用直缝焊接钢管的产品标准，仅对钢管的订货内容、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书作出规定。

锅炉热交换器的设计单位或订货人（锅炉热交换器的制造单位或安装改造单位）在选用标准的钢管时，还应考虑锅炉热交换器的使用条件对钢管产品的设计压力、设计温度、介质相容性、高温性能和耐蚀性等特性的要求。

本标准的钢管的材质指相关技术法规和设计标准允许在锅炉、热交换器使用的低碳钢，本标准适用于直缝高频电阻焊、直缝电熔焊等焊接工艺的钢管，不适用于螺旋焊接钢管。

钢管的生产者应该取得质量技术监督局颁发的特种设备制造许可证。

2、规范性引用文件

本标准制定参考的国内钢管标准有：

YB4102-2000《低中压锅炉用电焊钢管》、YB4103-2000《热交换器用焊接钢管》。

国外类似的焊接钢管标准有：

德国标准DINEN10217-2002、日本标准JISG3461-2005、美国标准ANSI/ASTMA214-1996、ASMEB31.1等。

3、订货内容

订货内容应包括标准编号、产品名称、钢管的材料牌号、订购的数量（重量或长度或支数）、尺寸规格（外径×壁厚，单位为毫米）、长度（单位为毫米）、制造工艺、交货状态及其它要求。

制造工艺：

主要包括成形方法和焊接工艺，例如：

钢板或钢卷通过UOE法、CFE排辊成形法、RBE辊弯成形法，JCOE成形法、C成形法、PFP逐步折弯成形法等冷成形技术和连续高频电阻焊或电熔焊工艺等。

交货状态指交货产品的最终塑性变形或最终热处理的状态。

一般不经过热处理交货的称热轧或冷拔（轧）状态或制造状态；经过热处理交货的称热处理状态，或根据热处理的类别称正火（常化）、调质、固溶、退火状态。

订货时，交货状态需在合同中注明。

其它要求：

指本标准技术要求以外的要求，供需双方可以根据钢管的使用条件提出其它技术要求。

如：

热处理工艺、坡口加工、防腐层要求、高温力学性能（持久强度、蠕变温度、高温耐磨性）、耐蚀性试验等。

4、尺寸、外形和重量

4.1外径和壁厚

外径和壁厚采用GB/T21835《焊接钢管尺寸及单位长度重量》标准规定的要求，供需双方也可协商选用标准以外的外径和壁厚。

为方便查阅和选用，此标准附录A列出了常用规格的钢管外径和尺寸。

4.2外径和壁厚的允许偏差

焊接钢管是卷制成形，具更均匀的壁厚和更好形状偏差（不圆度和弯曲度），表1是参考了EN10217标准，同时针对换热器用钢管的特点，钢管外径尺寸采用负偏差，主要参考了GB/T8890标准要求，并结合钢管制造单位的质量水平制定的。

4.3长度

交货长度又称用户要求长度或合同长度。

标准中对交货长度有以下几种规定：

通常长度（又称非定尺长度）：

凡长度在标准规定的长度范围内而且无固定长度要求的，均称为通常长度。

定尺长度：

定尺长度应在通常长度范围内，是合同中要求的某一固定长度尺寸。

但实际操作中都切出绝对定尺长度是不大可能的，因此标准中对定尺长度规定了允许的正偏差值。

倍尺长度：

按订货要求的固定尺寸切成整倍数的称为倍尺。

按倍尺长度交货时，所交金属材料的长度必须为需方在订货合同中指定的长度（叫单倍尺）的整数倍数（另加锯口）。

倍尺长度应在通常长度范围内，合同中应注明单倍尺长度及构成总长度的倍数（例如3000mm×3，即3000mm的3倍数，总长为9000mm）。

若标准中无倍尺长度偏差及切割余量规定时，应由供需双方协商并在合同中注明。

倍长尺度同定尺长度一样，会给生产企业带来成材率大幅度降低，因此生产企业提出加价是合理的，其加价幅度同定尺长度加价幅度基本相同。

表2是引用了EN10217标准，并结合钢管制造单位的质量水平制定的。

4.4弯曲度

每米弯曲度按照不同外径分档制订，表3是参考了GB3087标准要求，并结合钢管制造单位的质量水平制定的。

全长弯曲度为0.15%的规定引用了EN10217规定。

4.5不圆度

不圆度是参照EN10217-1：

2002基本要求并结合生产情况确定的。

公式

（1）来源于EN10217-1：

2002（E）之8.7.4.6。

4.6端头外形

参考EN10217规定，并结合钢管制造单位的质量水平制定的。

。

4.7交货重量

实际重量交货时，其产品重量是按称重（过磅）重量交货；

理论重量交货时，其产品重量是按钢材公称尺寸计算得出的重量。

其计算公式

（2）来自GB21835。

单根钢管的重量允许偏差结合当前生产情况确定为重量的±10.0％，并规定了每批最小为10t的钢管重量偏差应不超过±7.5％。

5、技术要求

5.1钢的牌号和化学成分

表4引用了GB713标准的所有牌号，以及GB/T699标准的10号、20号两种钢牌号的要求。

5.2制造工艺

钢为吹氧转炉或电炉冶炼的镇静钢。

5.3交货状态

表5是参考ASMEB31.1《动力管道》标准热处理要求。

5.4力学性能

5.4.1钢板或钢卷在成型后其性能可能会发生变化，如强度升高，塑性和韧性降低，为保证钢管的使用性能，在制定本标准时，要求制成钢管后的性能至少具有钢板规定的最低性能要求，室温拉伸性能表6主要参考了GB713、GB/T699标准要求。

5.4.2高温拉伸性能表7是主要参考了GB713、GB3087标准要求。

5.4.3冲击试验

主要参考EN10217标准要求。

表6以外的材料按照相应母材标准或双方协议的技术要求确定。

为了保证母材和热影响区的性能，特别增加了母材和热影响区的冲击试验，以确保焊接钢管的焊接接头质量。

壁厚不足以取标准试样时，应根据情况制取宽度为7.5mm或5mm的试样，并尽可能取较大的宽度，按照表8规定的抵减系数进行换算。

如无法取得宽度为5mm及以上的尺寸的试样，可不进行冲击试验。

5.5工艺性能

主要参考EN10217，根据钢管的尺寸，供需双方可协商规定工艺性能试验的方法，可选用弯曲试验、扩口试验、压扁试验或焊缝导向弯曲试验的一种或几种组合。

如果焊缝导向弯曲试样直接从钢管制取，试样应允许压平。

其中压扁试验平板间距H值的计算公式来源于GB/T8163之5.5.1，也满足EN10217-1标准要求。

5.6表面质量

主要参考EN10217标准要求。

气割、炭弧等热加工方法易产生氧化或脱碳及金属晶粒粗大，用切削和砂轮打磨等冷加工方法去除热加工影响层。

5.6.3是结合了GB150，10.2.4对容器筒体的要求制定的。

对于内径小于300mm的钢管的棱角度的测量与合格标准由供需双方协商确定，无协商时，由钢管制造单位确定，不作为验收条件。

5.7宏观和金相检验

　　主要参考GB/T9711标准要求。

5.8无损检测

目前所有油气用焊接钢管的焊缝大多是全长在线100%的无损检测，考虑到锅炉和压力容器产品的特殊性，在制定本标准产品时，要求无损检测尽量采用JB/T4730《承压设备无损检测》标准，但对标准不能覆盖的X射线工业电视检测工艺和钢管自动超声波检测。

X射线工业电视检测按目前制管行业常用检测工艺（GB/T9711、API5L等），对动态检测灵敏度及静态检测灵敏度进行分别限制，缺陷评定还执行JB/T4730标准。

钢管超声波检测采用SY/T6423.2～3，电熔焊焊缝按照SY/T6423.3标准规定，验收级别为L2；电阻焊焊缝按照SY/T6423.2标准规定，验收级别为L3。

锅炉压力容器目前的涡流检测标准是JB/T4730，因此试验方法可以按照JB/T4730.6，试验合格级别为JB/T4730.6A。

5.9液压试验

液压试验是引用EN10217标准要求。

公式来源于EN10217-1（E）之11.8.1（公式中压力单位不同）.

本标准的要求高于无缝钢管，对涡流检验合格的也不免除液压试验，GB/T3087标准要求无缝钢管的试验压力仅为60%ReL。

5.10静水压爆破试验

一般是需方的附加要求，也可在新产品试制或产品许可时作为型式试验。

可以由第三方检验机构或型式试验机构完成。

5.11缺陷的修补

　　主要参考API5L和GB150标准的相关规定。

6、试验方法

为方便使用本标准，在表10中列出了钢管检验项目、取样方法、试验方法等要求。

外观检验的数量由制造单位规定比例进行抽查，但制造单位应对全部钢管的外观质量负责。

7、检验规则

主要参考EN10217的TR1级钢管组批和抽样数量，用户也可在订货时详细注明。

8、包装、标志和质量证明书

“钢管的验收、包装、质量证明书”应符合GB/T2102的规定。

附录A、常用外径和壁厚

本附录为资料性附录。

本附录主要列出了常用外径和壁厚的选用表，方便用户查询。

附录B、型式试验要求

本附录为资料性附录。

本附录包含一个要素：

静水压爆破试验。

考虑锅炉压力容器及热交换器行业部分产品型式试验的要求，增加本条供用户选择。

试验方法可参考SY/T5992标准。

附录C、缺陷的处理方法

本附录为规范性附录。

主要参考锅炉和压力容器的制造惯例。