EN 10216-2 P235GH 无缝钢管 — 正火态 (+N),高温压力用管首选
概述
EN 10216-2 P235GH 是专为高温压力设备设计的细晶粒非合金钢无缝钢管,以正火态 (+N) 或正火成形态 (+N) 供货。适用于约 200°C 至 400°C 温度范围、同时承受高压力的蒸汽锅炉、管道系统、压力容器及化工/电站设备。材料具有良好的高温强度、抗蠕变性能和焊接性。
钢号解析
- P — 压力用途钢
- 235 — 室温最小屈服强度 235 MPa
- G — 一般特性 (General),非合金钢
- H — 空心型材/管材
- +N — 正火或正火成形交货状态
化学成分 (质量分数, %, 熔炼分析)
| 元素 | 最大值 | 典型范围 |
|---|---|---|
| 碳 | 0.16 | 0.12 – 0.16 |
| 硅 | 0.35 | 0.10 – 0.35 |
| 锰 | 1.20 | 0.60 – 1.20 |
| 磷 | 0.025 | ≤ 0.020 |
| 硫 | 0.015 | 0.001 – 0.010 |
| 铝 (全铝) | ≥ 0.020 | 细晶粒钢标志 |
| 铬 | 0.30 | ≤ 0.10 (残余) |
| 铜 | 0.30 | ≤ 0.15 (残余) |
| 镍 | 0.30 | ≤ 0.15 (残余) |
| 钼 | 0.08 | ≤ 0.03 (残余) |
| 铌 | 0.01 – 0.02 | 微合金化 (可选) |
| 钛 | 0.04 | ≤ 0.02 (固氮/细晶) |
| 钒 | 0.02 | ≤ 0.01 (细晶/沉淀) |
注:Cr、Cu、Ni、Mo 为残余元素总和限制;Nb/V/Ti 为微合金化元素,用于细化晶粒和沉淀强化,具体含量按制造商工艺确定。
力学性能 (正火态 +N, 横向试样)
室温及高温屈服强度 Rp0.2 / ReH (MPa)
| 温度 (°C) | 纵向 最小值 | 横向 最小值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 20 | 215 – 235 | 215 – 235 | 标准要求范围 |
| 100 | 198 | — | 保证值 |
| 150 | 187 | — | 保证值 |
| 200 | 170 | — | 保证值 |
| 250 | 150 | — | 保证值 |
| 300 | 132 | — | 保证值 |
| 350 | 120 | — | 保证值 |
| 400 | 112 | — | 保证值 |
| 450 | 108 | — | 保证值 |
抗拉强度 Rm (MPa)
| 温度 (°C) | 纵向 | 横向 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 20 | 360 – 500 | 360 – 500 | 标准要求范围 |
| 100 – 450 | 随温度递减 | 随温度递减 | 具体值按标准附录或设计规范 |
伸长率 (%)
| 方向 | 20°C 最小值 | 备注 |
|---|---|---|
| 纵向 (Lo=5.65√So) | 25% | 标准要求 |
| 横向 (Lo=5.65√So) | 23% | 标准要求 |
冲击韧性 (纵向, KV, J)
| 温度 (°C) | 最小值 | 备注 |
|---|---|---|
| 20 | 40 (典型 ≥60) | 标准未强制,厂家通常保证 |
| 0 | 27 | 常作为补充要求 |
| -20 | — | 如需低温韧性,订货时协商 |
高温物理与热学性能 (关键设计参数)
| 温度 (°C) | 弹性模量 E (GPa) | 热膨胀系数 α (10⁻⁶/K) | 热导率 λ (W/m·K) | 比热容 Cp (J/kg·K) | 热扩散率 a (mm²/s) | 电阻率 ρ (10⁻⁷ Ω·m) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| -100 | 217 | 10.8 | — | 423 | — | — |
| 20 | 212 | 11.9 | 57.5 | 461 | 15.9 | 1.10 |
| 100 | 207 | 12.5 | 55.7 | 479 | 14.3 | 2.30 |
| 200 | 199 | 13.0 | 51.9 | 499 | 12.5 | 3.04 |
| 300 | 192 | 13.6 | 47.6 | 517 | 10.8 | 3.94 |
| 400 | 184 | 14.1 | 43.4 | 536 | 9.2 | 5.01 |
| 500 | 175 | 14.5 | 39.6 | 558 | 7.6 | 6.25 |
| 600 | 164 | 14.9 | 36.0 | 587 | 6.1 | 7.70 |
注:以上高温物理参数为典型值,供设计参考。具体设计计算请依据 EN 13480, ASME B31.1, GB/T 20801 等规范及最新标准附录。
工艺性能
- 焊接性: 优,碳当量低 (Ceq 典型 0.35-0.40%),无需预热 (壁厚 ≤ 30mm)。适用 SMAW, GTAW, GMAW, SAW 等全工艺。焊后热处理 (PWHT) 视壁厚和规范要求而定 (通常 >15-30mm 需 PWHT)。
- 热成形/弯管: 正火态材料热成形性能良好,冷弯需注意回弹和椭圆度控制。
- 切削加工: 正火态硬度适中 (约 140-180 HB),车削、钻削、铣削加工性良好。
- 无损检测: 标准要求无损检测 (UT/ET/RT) 按 EN 10216-1 及具体验收等级 (TC1/TC2) 执行。
使用温度与压力指导
- 设计温度范围: 约 200°C – 400°C (标准规定)。实际允许温度取决于具体载荷、介质腐蚀、氧化结垢情况及设计规范 (如 ASME B31.1 允许至 450°C 左右)。
- 长期使用温度: 200 – 400°C (蠕变强度控制)。
- 短时/最大使用温度: 500°C (氧化加剧,强度大幅下降)。
- 低温极限: 标准未规定最低温度,如需低温服役需补充冲击试验要求。
典型应用领域
- 电站锅炉: 过热器、再热器、省煤器、水冷壁管、集箱管 (温度 ≤ 400°C)。
- 化工/石化: 高温反应器管道、换热器管束、加热炉辐射/对流段管子。
- 工业管道: 高温蒸汽管线、导热油管道、压缩空气/工艺气管道 (设计温度 ≤ 400°C)。
- 压力容器: 分离器、储罐、换热器壳体/管箱用管材 (配合 EN 13480/ASME VIII)。
相关标准与规范
- EN 10216-2:2013+A1:2016 — 压力用途无缝钢管第2部分:非合金和合金钢 (技术交付条件)
- EN 10216-1 — 第1部分:非合金钢管 (通用要求)
- EN 10297-1 — 机械及一般工程用无缝圆钢管 (非压力用途)
- EN 13480 — 金属工业管道规范
- ASME B31.1 — 电站管道规范
- ASME BPVC Sec. I / VIII — 锅炉与压力容器规范
- GB/T 20801 / GB/T 8163 / GB 5310 — 中国对应国标
注:P235GH 属基础非合金高温钢,更高温度 (>400°C) 或更苛刻蠕变条件下,建议选用 16Mo3 (1.5415), 13CrMo4-5 (1.7335), 10CrMo9-10 (1.7380) 等合金钢管。选材设计请依据最新版设计规范及材料证书 (EN 10204 3.1/3.2)。
金属
- EN 10225 S355G7 钢材——正火或正火成型(N)工艺,卓越的加工性与焊接性
- EN 10225 S355G8 钢材——正火或正火成型(+N)牌号
- EN 10216-2 8MoB5-4钢管:正火态高温锅炉管道用钢性能规范
- DIN 2394-2 St 28 正火/正火成形钢 (+N) —— 性能参数
- EN 10273 P460NH:压力容器用高温正火钢
- EN 10297-1 C55Pb 正火钢 – 易切削中碳钢性能参数
- EN 10297-1 C35Pb 碳钢 – 正火/正火成形态性能详解
- EN 10297-1 C45Pb 碳钢 – 正火态性能与应用指南
- EN 10297-1 C60Pb 高碳钢 – 正火态力学性能详解
- EN 10297-1 28Mn6 正火钢管用结构钢技术规格书
- EN 10297-1 36Mn5 正火/正火成型钢 (+N) 性能数据手册
- EN 10297-1 Cm60 (C60) 正火高碳钢性能规范与应用指南