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在以往的工程中，超高压125 MW及200 MW机组的主蒸汽管道选用 10 CrMo910 钢；20世纪70年代末到80年代，引进了亚临界300 MW及600 MW机组，其主蒸汽管道选用 A335P22 钢，这两种钢材性能相当，它们都属于珠光体耐热钢，最高工作温度为580～590 ℃，温度再高时只能选用奥氏体耐热钢，奥氏体钢最高工作温度达700 ℃，但这种钢的热膨胀性较高，对应力腐蚀敏感，异种钢接头寿命短，不适合用于高温、高压汽水管道。
P91无缝钢管是为了填补珠光体耐热钢和奥氏体耐热钢之间600～650 ℃温度区域使用的新汽水管道用钢，属于马氏体耐热钢, 其最高使用温度为650 ℃，实际上在原9Cr-1Mo钢基础上加进V，Nb，N等强化元素，形成一种变质新钢种。
1.1 P91无缝钢管和P22无缝钢管元素的质量分数
P91，P22 钢主要元素的质量分数见表1。钢中元素S是硫化物夹杂的主要来源，易产生赤热脆性；元素P则主要影响回火脆性、热脆性，因此，钢中S和P的质量分数要低；V，Nb 及N属于强化元素，可提高钢材的强度；Cr，Si 等元素可使金属在高温运行时生成的氧化膜致密而牢固，提高钢材的抗氧化性。从表1可以看出，P91 钢的有害元素的质量分数较低，抗氧化性较高，又增加了强化元素，是一种优于P22钢的高温、高压管材。
1.2 室温力学性能
P91无缝钢管, P92无缝钢管的室温力学性能：P91无缝钢管的室温屈服极限是P22钢的2倍，抗拉强度比P22钢高41%。
1.3 许用应力及蠕变强度
P91, P92钢的许用应力及蠕变强度：P91无缝钢管在650 ℃以下时，所有温度的许用应力均比 P22 钢高。在管道设计中，许用应力的大小直接影响到管壁厚度的选择，正是因为以 P91 钢代替 P22 钢作主蒸汽管道的管材，其壁厚几乎可减少一半，从而使采用 P91无缝钢管的主蒸汽管道系统具有以下优点：管道系统柔度增加，减少了膨胀力；支吊架的载荷减少；端点推力和力矩降低；允许机组负荷变化较快，起动时间缩短；投资成本降低。
在火力发电厂中，为了保证主蒸汽管道的安全运行，对介质温度为500 ℃及以上的每条主汽管道都要进行蠕变监控。影响蠕变的主要因素包括温度、应力和钢材本身，温度越高，应力越大，蠕变速度也越快。根据厂家的试验数据，在105 h及550 ℃下时，P91无缝钢管的蠕变强度几乎为 P22无缝钢管的两倍。
1.4 线膨胀系数和导热率
P91, P22无缝钢管的线膨胀系数和导热率 ，P91无缝钢管的线膨胀系数和导热率与 P22无缝钢管较接近，这一特性可避免 P91无缝钢管与珠光体钢相接时在运行中产生蠕变疲劳裂纹，这种裂纹正是影响奥氏体耐热钢与珠光体耐热钢相接时异种钢接头寿命短的主要原因。由于 P91无缝钢管的线膨胀系数比 P22无缝钢管略低，又可降低管道的端点推力和力矩。
1.5 焊接性能
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