進口 P91

　　目前新建的亞臨界機組中，主蒸汽管道及再熱蒸汽管道熱段的材料已用P91鋼代替P22鋼。為此，從化學元素、室溫力學性能、許用應力及蠕變強度、線膨脹系數和導熱率、焊接性能方面分析比較P91鋼和P22鋼，說明P91鋼更具優越性。最后通過在工程上的實際應用，進一步說明采用P91鋼能節省管材，方便設計、安裝，經濟效益非常顯著。

　　　高溫、高壓管道材料是火力發電廠最重要的用材之一，它不僅對電廠的安全運行起著重要的作用，而且也影響電廠的建設投資。過去國內的600 MW機組工程，主蒸汽管道及再熱蒸汽管道熱段的管材均選用A335P22 管材。A335P22 鋼的特點是工藝性能良好，對熱處理的加熱溫度不太敏感，焊接性能也好，具有良好的塑性，最大的缺點是強度較低，尤其是高溫持久強度比 12Cr1MoV 鋼低，在相同溫度、應力下使用時，其管壁厚度要比 12Cr1MoV 鋼厚約30%。汽水管道壁厚過大，不僅增加制造上的困難，而且也給設計、安裝和運行帶來不便。20世紀80年代，美國推出了 A335P91 管材，由于該管材比P22鋼材具有更好的高溫性能，它的推出馬上得到世界各國的關注。在壓力、溫度、內徑相同的情況下，主蒸汽管道及再熱熱段管道采用P91鋼代替P22鋼，壁厚可減少一半左右，管道管件如直角三通的用量可降低約65%。

表2

從表2可以看出，P91鋼的室溫屈服極限是P22鋼的2倍，抗拉強度比P22鋼高41%。

表3

從表3可以看出，P91 鋼在650 ℃以下時，所有溫度的許用應力均比 P22 鋼高。在管道設計中，許用應力的大小直接影響到管壁厚度的選擇，正是因為以 P91 鋼代替 P22 鋼作主蒸汽管道的管材，其壁厚幾乎可減少一半，從而使采用P91鋼的主蒸汽管道系統具有以下優點：管道系統柔度增加，減少了膨脹力；支吊架的載荷減少；端點推力和力矩降低；允許機組負荷變化較快，起動時間縮短；投資成本降低。

從表4可知，P91 鋼的線膨脹系數和導熱率與 P22 鋼較接近，這一特性可避免 P91 鋼與珠光體鋼相接時在運行中產生蠕變疲勞裂紋，這種裂紋正是影響奧氏體耐熱鋼與珠光體耐熱鋼相接時異種鋼接頭壽命短的主要原因。由于 P91 鋼的線膨脹系數比 P22 鋼略低，又可降低管道的端點推力和力矩。