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【摘要】蒸汽锅炉受压元件的强度问题之间关系到蒸汽锅炉的安全性。特别是蒸汽锅炉的主要受压元件钢材的运用。钢材的厚度、原材料、特性都直接关系到蒸汽锅炉受压强度的影响。如果盲目的增加蒸汽锅炉钢材的厚度，一方面对于钢材会造成巨大的浪费。另外一方面，如果强度达不到国家标准，就会对蒸汽锅炉的安全性和经济性造成很大的影响。这种代价是蒸汽锅炉改变受压元件的强度不能承受的。所以，按照国家规定的标准，严格计算蒸汽锅炉用钢和受压元件强度之间的关系，对蒸汽锅炉的安全生产和安全应用都有巨大的好处。
【关键词】锅炉用钢 受压元件 受压强度
1 蒸汽锅炉用钢型号分析
锅炉蒸气管道和受热面钢管常用钢号、特性、主要应用范围及中外钢材对照。钢号与技术条件特性主要应用范围类似钢号20（20G）GB699-88（GB5310-95）。该钢具有良好的工艺性能，在530℃以下具有满意的抗氧化性能，但在470～480℃高温下长期运行过程中，会发生珠光体化和石墨化，当HB=137～174 时，相对加工性为65%，该钢无回火脆性。CT20 壁温≤ 425℃的蒸汽管道，集箱，壁温≤450℃的受热面管子及省煤器管等。下面，就集中比较有代表性的、常用的蒸汽锅炉用钢型号进行分析。
（1）12X M；T2，P2（A S M E，ASTM）12CrMo195（DIN）15CD2（法国）15CrMoG（GB5310-95），该钢正火后的组织为铁素体，贝氏体和部分马氏体；正火，回火后的组织为铁素体，贝氏体和回火马氏体，其冷加工性能和焊接性能良好，无石墨化倾向，在520℃以下，具有较高的持久强度和良好的抗氧化性能，但超过550℃以后，蠕变极限将显著降低，长期在500～550℃运行，会发生碳化物球化，强度下降。壁温≤ 510 ℃ 的蒸汽管道；集箱，，壁温≤540℃的受热面管子。
（2）10CrMo910（BQB，DIN）S T B A24，S T PA24（J I S）T22，p22（ASME，ASTM）HT3（SANDVIK）
12CrMoV（GB3077-88）。在铬钼钢中加入少量的钒，从而可阻拟钢在高温下长期使用过程中合金元素钼向碳化物中的转移，提高钢的组织稳定性和热强性与12Cr1MoV相比，钢中的含铬量较低，这在550℃以下，对机械性能和热强性能影响不大，但在高于550℃时，其性能低
于12Cr1MoV 钢。壁温≤ 540 ℃ 的蒸汽管道；壁温≤570℃的过热器管等。
（3）12XIMф；13CrMoV42（DIN）15225（CSN）；12Cr1MoV 曼内斯曼15Cr1Mo1V（15X1M1ф）前苏联钢号，与12Cr1MoV 相比，含钼量有所提高，故热强性能稍高， 在450 ～550 ℃ ，其持久强度比12Cr1MoV 钢高19.6MPa，570℃时高9.8MPa，但持久塑性稍低于12Cr1MoV钢，该钢在570℃以下长期使用组织稳定，且具有良好的抗氧化性能，焊接性能与12Cr1MoV 钢相当，存在的问题是有些炉号的冲击值低于标准要求，且钢中含有0.013%～0.08%的残铝对钢的热强性能会有不利的影响。壁温≤580℃的蒸汽管道和集箱。
（4）A405-61T（A S T M）钢号与技术条件特性主要应用范围类似钢号12MoVWBSiXt（无铬8）GB5310-85属贝氏体无铬低合金热强钢，具有较高的热强性，580℃时的持久强度比12Cr1MoV和欧洲美国普遍采用的2.25%Cr～1%Mo 钢高许多，抗氧化和热加工性能良好，长期运行经验表明，钢的组织稳定性好，用于代替12Cr1MoV 钢。壁温≤580℃的过热器管和再热器管。
（5）12C r2M o W V Ti B（钢102）GB5310-95属贝氏体低合金热强钢，经正火加回火处理后的组织为贝氏体，具有良好的综合机械性能，工艺性能和相当高的持久强度，抗氧化性能良好，组织稳定性好，于620℃经5000h 时效后，机械性能无明显变化，用于代替高合金奥氏体铬镍钢。壁温≤600℃的过热器管和再热器管12X2MфCP（TY14-460-75）12Cr3MoVSiTiB Ⅱ-11（GB5310-95）属贝氏体热强钢，在620℃有足够高的持久强度和抗氧化性能，无热脆倾向，组织稳定性好，回火后冷却速度对钢的性能无明显影响，但回火温度超过710℃以后，持久强度将明显下降，为保证该钢有较好的高温性能，回火温度不宜过高，该钢的工艺性能稍差.壁温≤600℃的过热器管和再热器管。
2 蒸汽锅炉受压元件强度标准和分析
蒸汽锅炉受压元件的强度是在进行蒸汽锅炉安全性检查当中必需计算的一种因素。因为蒸汽锅炉作为一种高危险性的受压容器。对锅炉元件的要求较高，特别是受压强度的承受能力。一方面，如果因为锅炉受压元件的强度不够，也就是元件材料的壁厚不够，可能会引起爆炸。一旦爆炸会造成巨大的经济损失和人员伤亡事故。另外一方面，如果单方面的选择增加元件的厚度，也就是钢材的厚度，这对于大规模生产的工业设备来说，是一种极大的资源浪费。对于工业生产当中的蒸汽锅炉厂家而言，国家必须统一全国蒸汽锅炉受压元件强度的计算方法，制定统一的行业标准，规范整个锅炉市场的制造标准。不能允许蒸汽锅炉的生产厂家自行制定受压元件的强度计算方法和设定相应对策安全参数。这种可选择性和任意性的做法应该得到杜绝。安全监察部门会依据全国统一制定的锅炉受压元件强度计算标准，来要求正在准备设计和已经设计投入使用的核实过的锅炉的强度。如果有违反的行为发生，要根据法律规定，依法取缔。
蒸汽锅炉受压元件强度的计算标准跟其他锅炉标准，例如热力、水动力、空气动力的计算标准相比，会有极大的强制性。这种强制性来源于锅炉生产的安全性和经济性的考虑和对锅炉生产负责的表现。这种极大的安全风险要求工业生产严格把关，严肃对待。不仅仅是企业生产本身，还有将锅炉投入运用的企业，以及国家政府的检查部门都会严格要求履行自己的职能。这种受压元件的强度标准是经过大量的科学实验和基数采集得到经验的分析性终和。生产和科学经验的结合在不断的发展，标准的也在随着工业水平的提高在不断的加强。工业中锅炉生产的行业标准在规范锅炉生产的过程中起到规范作用。可以推动锅炉生产企业提高生产技术水平，进行科技创新。另外一方面，如果这一行业标准不能继续推动行业生产工业水平的进步，就会阻碍这一行业的工业生产水平的提高，对于锅炉技艺的发展起到阻碍的作用。所以与时俱进，结合钢材的厚度、原料等直接关系到锅炉受压元件强度的因素，才能进行锅炉工艺水平的创新。
参考文献
[1] 王栋.蒸汽锅炉用钢和受压元件强度分析[D].中国电力出版社，2005（08）
[2] 臧宝驹.锅炉主要元件受压强度分析[J].哈尔滨铁道科技，1999（02）
【关键词】锅炉用钢 受压元件 受压强度
1 蒸汽锅炉用钢型号分析
锅炉蒸气管道和受热面钢管常用钢号、特性、主要应用范围及中外钢材对照。钢号与技术条件特性主要应用范围类似钢号20（20G）GB699-88（GB5310-95）。该钢具有良好的工艺性能，在530℃以下具有满意的抗氧化性能，但在470～480℃高温下长期运行过程中，会发生珠光体化和石墨化，当HB=137～174 时，相对加工性为65%，该钢无回火脆性。CT20 壁温≤ 425℃的蒸汽管道，集箱，壁温≤450℃的受热面管子及省煤器管等。下面，就集中比较有代表性的、常用的蒸汽锅炉用钢型号进行分析。
（1）12X M；T2，P2（A S M E，ASTM）12CrMo195（DIN）15CD2（法国）15CrMoG（GB5310-95），该钢正火后的组织为铁素体，贝氏体和部分马氏体；正火，回火后的组织为铁素体，贝氏体和回火马氏体，其冷加工性能和焊接性能良好，无石墨化倾向，在520℃以下，具有较高的持久强度和良好的抗氧化性能，但超过550℃以后，蠕变极限将显著降低，长期在500～550℃运行，会发生碳化物球化，强度下降。壁温≤ 510 ℃ 的蒸汽管道；集箱，，壁温≤540℃的受热面管子。
（2）10CrMo910（BQB，DIN）S T B A24，S T PA24（J I S）T22，p22（ASME，ASTM）HT3（SANDVIK）
12CrMoV（GB3077-88）。在铬钼钢中加入少量的钒，从而可阻拟钢在高温下长期使用过程中合金元素钼向碳化物中的转移，提高钢的组织稳定性和热强性与12Cr1MoV相比，钢中的含铬量较低，这在550℃以下，对机械性能和热强性能影响不大，但在高于550℃时，其性能低
于12Cr1MoV 钢。壁温≤ 540 ℃ 的蒸汽管道；壁温≤570℃的过热器管等。
（3）12XIMф；13CrMoV42（DIN）15225（CSN）；12Cr1MoV 曼内斯曼15Cr1Mo1V（15X1M1ф）前苏联钢号，与12Cr1MoV 相比，含钼量有所提高，故热强性能稍高， 在450 ～550 ℃ ，其持久强度比12Cr1MoV 钢高19.6MPa，570℃时高9.8MPa，但持久塑性稍低于12Cr1MoV钢，该钢在570℃以下长期使用组织稳定，且具有良好的抗氧化性能，焊接性能与12Cr1MoV 钢相当，存在的问题是有些炉号的冲击值低于标准要求，且钢中含有0.013%～0.08%的残铝对钢的热强性能会有不利的影响。壁温≤580℃的蒸汽管道和集箱。
（4）A405-61T（A S T M）钢号与技术条件特性主要应用范围类似钢号12MoVWBSiXt（无铬8）GB5310-85属贝氏体无铬低合金热强钢，具有较高的热强性，580℃时的持久强度比12Cr1MoV和欧洲美国普遍采用的2.25%Cr～1%Mo 钢高许多，抗氧化和热加工性能良好，长期运行经验表明，钢的组织稳定性好，用于代替12Cr1MoV 钢。壁温≤580℃的过热器管和再热器管。
（5）12C r2M o W V Ti B（钢102）GB5310-95属贝氏体低合金热强钢，经正火加回火处理后的组织为贝氏体，具有良好的综合机械性能，工艺性能和相当高的持久强度，抗氧化性能良好，组织稳定性好，于620℃经5000h 时效后，机械性能无明显变化，用于代替高合金奥氏体铬镍钢。壁温≤600℃的过热器管和再热器管12X2MфCP（TY14-460-75）12Cr3MoVSiTiB Ⅱ-11（GB5310-95）属贝氏体热强钢，在620℃有足够高的持久强度和抗氧化性能，无热脆倾向，组织稳定性好，回火后冷却速度对钢的性能无明显影响，但回火温度超过710℃以后，持久强度将明显下降，为保证该钢有较好的高温性能，回火温度不宜过高，该钢的工艺性能稍差.壁温≤600℃的过热器管和再热器管。
2 蒸汽锅炉受压元件强度标准和分析
蒸汽锅炉受压元件的强度是在进行蒸汽锅炉安全性检查当中必需计算的一种因素。因为蒸汽锅炉作为一种高危险性的受压容器。对锅炉元件的要求较高，特别是受压强度的承受能力。一方面，如果因为锅炉受压元件的强度不够，也就是元件材料的壁厚不够，可能会引起爆炸。一旦爆炸会造成巨大的经济损失和人员伤亡事故。另外一方面，如果单方面的选择增加元件的厚度，也就是钢材的厚度，这对于大规模生产的工业设备来说，是一种极大的资源浪费。对于工业生产当中的蒸汽锅炉厂家而言，国家必须统一全国蒸汽锅炉受压元件强度的计算方法，制定统一的行业标准，规范整个锅炉市场的制造标准。不能允许蒸汽锅炉的生产厂家自行制定受压元件的强度计算方法和设定相应对策安全参数。这种可选择性和任意性的做法应该得到杜绝。安全监察部门会依据全国统一制定的锅炉受压元件强度计算标准，来要求正在准备设计和已经设计投入使用的核实过的锅炉的强度。如果有违反的行为发生，要根据法律规定，依法取缔。
蒸汽锅炉受压元件强度的计算标准跟其他锅炉标准，例如热力、水动力、空气动力的计算标准相比，会有极大的强制性。这种强制性来源于锅炉生产的安全性和经济性的考虑和对锅炉生产负责的表现。这种极大的安全风险要求工业生产严格把关，严肃对待。不仅仅是企业生产本身，还有将锅炉投入运用的企业，以及国家政府的检查部门都会严格要求履行自己的职能。这种受压元件的强度标准是经过大量的科学实验和基数采集得到经验的分析性终和。生产和科学经验的结合在不断的发展，标准的也在随着工业水平的提高在不断的加强。工业中锅炉生产的行业标准在规范锅炉生产的过程中起到规范作用。可以推动锅炉生产企业提高生产技术水平，进行科技创新。另外一方面，如果这一行业标准不能继续推动行业生产工业水平的进步，就会阻碍这一行业的工业生产水平的提高，对于锅炉技艺的发展起到阻碍的作用。所以与时俱进，结合钢材的厚度、原料等直接关系到锅炉受压元件强度的因素，才能进行锅炉工艺水平的创新。
参考文献
[1] 王栋.蒸汽锅炉用钢和受压元件强度分析[D].中国电力出版社，2005（08）
[2] 臧宝驹.锅炉主要元件受压强度分析[J].哈尔滨铁道科技，1999（02）