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  执行标准 ASME SA-213M/ASTM A335M JIS G3462 GB/T 5310-2008
牌号 T91/P91 STBA 26 10Cr9Mo1VNbN
化学元素对比 C 0.08~0.12 ≤0.15 0.08~0.12
Si 0.20~0.50 0.25~1.00 0.20~0.50
Mn 0.30~0.60 0.30~0.60 0.30~0.60
P ≤0.020 ≤0.030 ≤0.020
S ≤0.010 ≤0.030 ≤0.010
Cr 8.00~9.50 8.00~10.00 8.00~9.50
Mo 0.85~1.05 0.90~1.10 0.85~1.05
V 0.18~0.25 0.18~0.25
Ni ≤0.40 ≤0.40
Al ≤0.04 ≤0.02
Nb 0.06~0.10 0.06~0.10
N 0.030~0.070 0.030~0.070
力学性能 Rm/MPa Rel/MPa A/% KV2(J) HRC 热处理制度
≥585 415 20 40 25 正火1040-1080℃+回火750-780℃
高温规非比例延伸强度 100℃ 150℃ 200℃ 250℃ 300℃ 350℃ 400℃ 450℃ 500℃ 550℃ 600℃℃
Rp0.2/MPa(最低值) 384 378 377 377 376 371 358 337 306 260 198
 

*参考相关文件下载

ASME SA-213/SA-213M:2010 铁素体无缝管、锅炉奥氏体合金钢、过热器和换热器管规范 

ASTM A335/A335M:2003高温无缝铁素体合金钢管规范

JIS G3462:2004高温无缝铁素体合金钢管规范

GB/T 5310:2008高压锅炉用无缝钢管








      火力发电厂为了提高热效率,较少燃料消耗和二氧化碳的排放,最有效的手段是提高蒸汽的温度和压力,即超高温高循环。更高的蒸汽参数要求在高温下有更高强度和持久性的材料。

 

      在T91/P91钢研发成功以前,上世纪50年代,电站锅炉钢管大多采用最高使用温度580℃的铁素体合金钢(如12Cr1MoV)和使用温度可达700℃的奥氏体不锈钢(TP304、TP347等)。这些材料存在的问题是价格昂贵、导热系数低、热膨胀系数大以及应力腐蚀裂纹倾向。

 

      到了60年代,法国开始应用可耐620℃高温的EM12牌号,以替代过去使用的不锈钢管。EM12作为过热器管性能良好,可以长时间工作,但因二元结构,冲击韧性差。

 

      60年代末,德国开发了12%铬钢X20CrMoV12.1(X20钢),1979年正式纳入DIN17175标准中。X20钢具有更高的蠕变强度,但在温度高于520℃时蠕变断裂强度不及EM12,而且由于碳含量高,焊接性能差。

 

      1974年,美国开始研究改进的9Cr-1Mo钢种。这种钢在593℃/10万h条件下的持久强度达到100MPa,而且韧性也比较好。采用这种钢,在相同的工作参数下,可以选用更小的管壁厚度。不管从技术或经济角度看,都比EM12和X20优越。进入80年代,各国普遍应用了这种T91钢。










      经试验,T/P91可用于壁温600℃以下的过热器、再热器管,以及壁温600℃以下的联箱和蒸汽管道。

 

      T/P91研发成功后,填补了T/P22和TP304H之间的空白,已广泛应用在超(超)临界锅炉中低于600℃的部位用来代替TP321H。

 

      虽然T/P91的使用温度上限只有600℃,但它的研发成功奠定了更好性能超超临界锅炉用钢的研发基础,为后来的一系列钢种,如T/P92,E911,T/P122等的研发提供了基本思路。可以说,T/P91的研发成功,使火电机组技术由超临界成熟地进入超(超)临界。








      我国200MW和300MW的老机组锅炉大部分使用的是T22、12Cr1MoV和102(12CrMoWVTiB)钢等材料,由于超高温而造成的爆管现象较普遍,一些电厂在锅炉改造中换成TP347H和TP304H不锈钢管,不仅成本高(TP347H的价格是T91钢管的2倍),而且这类未稳定化的奥氏体钢仍会因容易产生应力腐蚀而发生爆管。

 

      国内的600MW机组工程,主蒸汽管道及再热蒸汽管道热段的管材均选用A335 P22管材。与该材料相比,在压力、温度、内径相同的情况下,主蒸汽管道及再热热段管道采用P91合金钢管,壁厚可减少一半左右,管道管件如直角三通的用量可降低约65%。

 

      从性能和经济性方面考虑,T/P91钢是较理想的锅炉替代材料,在我国有广阔的应用空间。






















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