锅炉的材料选择直接关系到设备的安全运行与使用寿命。不同受压元件、受热面管及结构件所采用的材料型号存在明确差异,需依据工作温度、压力等级和介质特性进行匹配。常见的锅炉用钢主要包括碳素钢、低合金耐热钢及高合金不锈钢三大类。
锅筒作为锅炉的核心受压部件,通常选用优质碳素钢或低合金高强度钢。常用型号有Q245R、Q345R以及19Mn6。其中Q245R适用于中低压锅炉,具有良好的塑性和焊接性能;Q345R因含有锰元素,强度更高,广泛用于中高压锅炉锅筒制造。对于亚临界及以上参数的锅炉锅筒,常选用13MnNiMoR或BHW35,这类材料在较高温度下仍能保持足够的蠕变强度和抗疲劳性能。
水冷壁管、过热器管和再热器管等受热面管材,需承受高温烟气冲刷和内部高压蒸汽作用。低温段水冷壁常用20G高压锅炉无缝钢管,其最高使用壁温约为450℃。当壁温超过450℃时,需选用低合金耐热钢管,如15CrMoG、12Cr1MoVG。15CrMoG适用于壁温不超过550℃的过热器及再热器管,具有良好的抗氧化性和热强性。12Cr1MoVG因含有钒元素,热强性和组织稳定性更优,可用于壁温不超过580℃的高温段受热面。对于超临界和超超临界锅炉,高温过热器与再热器常采用T91、T92、TP347H、Super304H等材料。T91为改良型9Cr-1Mo钢,许用壁温可达650℃;TP347H为奥氏体不锈钢,抗高温氧化和蒸汽腐蚀能力突出,常用于壁温超过650℃的末级过热器管屏。
省煤器管因工作温度相对较低,多采用20G或SA-210C碳素钢管。集箱和蒸汽管道则根据压力温度等级选用20G、15CrMoG、12Cr1MoVG或P91、P92大口径厚壁管。P91和P92属于马氏体耐热钢,具有优异的高温持久强度和较低的线膨胀系数,是超超临界机组主蒸汽管道的首选材料。
锅炉钢结构及平台扶梯等非受压件,一般选用Q235B、Q355B等普通碳素结构钢。炉胆、回燃室等火焰直接接触部件,在小型燃油燃气锅炉中常用20G或Q245R钢板卷制,并要求材料具有良好的抗热疲劳性能。
选用锅炉材料时,除关注型号外,还应核查材料的交货状态、力学性能、化学成分及无损检测要求。受压元件材料必须附有质量证明书,并符合相应国家标准或行业规范。对于进口材料,需确认其与国内牌号的对应关系及许用应力取值依据,确保设计计算和强度校核的准确性。