高溫、髙压管路原材料是火电站最重要的用料之一，它不但对发电厂的安全性运作起着关键的功效，并且也危害发电厂的基本建设项目投资。以往中国的600MW发电机组工程项目，主蒸汽管道及再热蒸汽管道热段的管件均采用A335P22管件。A335P22钢的特性是使用性能优良，对调质处理的加温温度不特别敏感，焊接特性也罢，具备优良的塑性变形，较大 的缺陷是抗压强度较低，尤其是高溫长久抗压强度比12Cr1MoV钢低，在同样温度、地应力下应用时，其壁厚薄厚要比12Cr1MoV钢厚约30%。碳酸饮料管路壁厚过大，不但提升生产制造上的艰难，并且也给设计方案、安裝和运作造成不变。二十世纪八十年代，英国发布了A335P91管件，因为该管件比P22不锈钢板材具备更强的高溫特性，它的发布立刻获得世界各地的关心。在工作压力、温度、公称直径同样的状况下，主蒸汽管道及再热乎乎段管路选用P91钢替代P22钢，壁厚可降低一半左右，管道管件如斜角三通的使用量可减少约65%。

现阶段在建的亚临界值发电机组中，主蒸汽管道及再热蒸汽管道热段的原材料占用P91钢替代P22钢。因此，从化学分子、室内温度物理性能、许用应力及蠕变抗压强度、热膨胀系数和导热率、焊接特性层面剖析较为P91钢和P22钢，表明P91钢更具有优势。最终根据在工程项目上的具体运用，进一步表明选用P91钢能节约管件，便捷设计方案、安裝，经济收益十分明显。

在过去的工程项目中，高压125MW及200MW发电机组的主蒸汽管道采用10CrMo910钢；二十世纪七十年代末到八十年代，引入了亚临界值300MW及600MW发电机组，其主蒸汽管道采用A335P22钢，这二种钢材性能非常，他们都归属于铁素体耐热钢，最大工作中温度为580～590℃，温度再高时只有采用奥氏体不锈钢耐热钢，奥氏体不锈钢钢最大工作中温度达700℃，但这类钢的热变形性较高，对应力腐蚀比较敏感，不一样的钢连接头周期短，不宜用以高溫、髙压碳酸饮料管路。

P91钢是以便弥补铁素体耐热钢和奥氏体不锈钢耐热钢中间600～650℃温度地区应用的新碳酸饮料管路用钢，归属于奥氏体耐热钢,其最大应用温度为650℃，事实上在原9Cr-1Mo钢基本上增加V，Nb，N等加强原素，产生一种霉变新钢材牌号。

P91和P22钢原素的摩尔质量

P91，P22钢主要元素的摩尔质量见表1。钢中原素S是硫酸盐参杂的关键来源于，易造成赤热延性；原素P则关键危害淬火延性、热延性，因而，钢中S和P的摩尔质量要低；V，Nb及N归属于加强原素，可提升不锈钢板材的抗压强度；Cr，Si等原素可使金属材料在高溫运作时转化成的空气氧化膜高密度而坚固，提升不锈钢板材的抗氧化。从表1能够看得出，P91钢的危害原素的摩尔质量较低，抗氧化较高，又提升了加强原素，是一种好于P22钢的高溫、髙压管件。

室内温度物理性能

P91,P92钢的室内温度物理性能见表2图示。（见表2）

从表2能够看得出，P91钢的室内温度屈服极限是P22钢的2倍，抗压强度比P22钢高41%。

许用应力及蠕变抗压强度

P91,P92钢的许用应力及蠕变抗压强度见表3图示。（见表3）

从表3能够看得出，P91钢在650℃下列时，全部温度的许用应力均比P22钢高。在管道施工中，许用应力的尺寸立即危害到壁厚薄厚的挑选，更是由于以P91钢替代P22钢当家做主蒸汽管道的管件，其壁厚基本上可降低一半，进而使选用P91钢的主蒸汽管道系统软件具备下列优势：管路系统软件柔度提升，降低了澎涨力；抗震支架的荷载降低；线段扭力和扭矩减少；容许发电机组负载转变较快，启动時间减少；项目投资成本费减少。

在火电站中，以便确保主蒸汽管道的安全性运作，对物质温度为500℃及之上的每条主汽管路必须开展蠕变监控器。危害蠕变的关键要素包含温度、地应力和不锈钢板材自身，温度越高，地应力越大，蠕变速率也越来越快。依据生产厂家的实验数据信息，在105h及550℃下时，P91钢的蠕变抗压强度基本上为P22钢的二倍。

热膨胀系数和导热率

P91,P22钢的热膨胀系数和导热率见表4图示。

从表4所知，P91钢的热膨胀系数和导热率与P22钢较贴近，这一特点可防止P91钢与铁素体钢相连时在运作中造成蠕变疲惫裂痕，这类裂痕更是危害奥氏体不锈钢耐热钢与铁素体耐热钢相连时不一样的钢连接头周期短的关键缘故。因为P91钢的热膨胀系数比P22钢稍低，又可减少管路的线段扭力和扭矩。

焊接特性

P91钢可按目前方式 开展电孤焊接，包含能用氩弧焊接（TIG）方式 开展焊接。焊丝和助焊剂的挑选，理应尽可能使焊接和对接焊缝的成分一致或贴近，使焊接金属材料具备与对接焊缝同样或更强的蠕变和长久抗压强度。因为该钢对热裂痕不比较敏感，焊接前加热到150～200℃时也不会出現裂痕，并可与各种各样钢，如P22钢（铁素体耐热钢）、X20CrMoV121（奥氏体耐热钢）和TP304H（奥氏体不锈钢耐热钢）等钢焊接，下列详细介绍P91钢的焊接状况：

a)P91钢和P91钢焊接时，可采用9Cr-1Mo(T9)或改善的9Cr-1Mo(T91)焊丝，壁厚超过25mm的管路选用后面一种，加热温度为200℃，焊接后迟缓制冷到室内温度，随后在730℃之上温度淬火；

b)P91钢与10CrMo910焊接时，焊接原材料要与10CrMo910相符合，730℃时地应力释放出来后应在空气中制冷2h，因为这二种原材料焊接位置有一个渗碳区，若选用10CrMo910焊丝焊接，要确保焊接金属材料的碳含量够高，以考虑长久抗压强度的规定；

c)P91钢与P22钢焊接时，焊丝可采用2.25Cr-1Mo焊丝，加热温度为200℃，焊接后迟缓制冷到室内温度，随后在700～725℃下淬火，也可先在P91钢侧喷焊4Cr1-1Mo焊丝,随后再与P22钢焊接；

d)P91钢与X20CrMoV121焊接时，要用二者相符合的焊接原材料，如P91钢焊丝，加热温度为250℃，焊后迟缓制冷到80～100℃，在750℃之上温度淬火；

e)P91钢与TP304H焊接时，用Inconel182Ni基合金焊条，加热温度为200℃，焊后制冷到室内温度，在700～730℃淬火。

之上焊后的调质处理温度取决于水管壁厚，小直徑管路解决0.5h，大直徑管路以壁厚每25mm解决1h。因为P91蠕变抗压强度高，在一样标准下，管路壁厚比选用P22钢要薄，焊接添充金属材料量相对性要少，但P91钢对焊接IV型裂痕比较敏感，因而，要尽量避免P91不锈钢板材中的系统软件地应力，对壁厚超过12.毫米的管路，规定在焊后冻到100℃之上即淬火。