超超临界机组主蒸汽管道材料性能比较
超超临界机组的金属材料介绍
超超临界机组的金属材料介绍1.1概述以亚临界火电机组的电厂净效率为基值，蒸汽参数为25MPa/540℃/560℃的超临界火电机组电厂净效率比亚临界火电机组的电厂净效率高 1.6%；27MPa/580℃/600℃超临界火电机组电厂净效率比25MPa/540℃/560℃的电厂净效率高 1.3%；30MPa/620℃/640℃超临界火电机组电厂净效率比27MPa/580℃/600℃超临界火电机组电厂净效率高1.3%；30MPa/700℃/720℃超临界火电机组电厂净效率比30MPa/620℃/640℃超临界火电机组电厂净效率高1.6％。
这符合热力学所指出的：热机的初参数越高，效率就越好。
因此，随着科技进步，人们不断地在开发更高参数的超临界火电机组。
然而，机组参数的提高，受制于耐高温材料的开发与制造，随着蒸汽参数的提高就要应用更能耐高温的材料。
早在50年代末，美国就投运了参数为31MPa/621℃/566℃/566℃的Philo6号和参数为34.5MPa/ 649℃/566℃/566℃的Eddystonel号超超临界机组。
这二台机组采用的参数由于超越了当时的材料制造水平，投运后多次出现爆管事故和严重的高温腐蚀等材料问题，不得不降参数运行。
原苏联首台超临界机组参数为23.5MPa/580℃/565℃，运行后也多次出现材料方面的问题，不得不把参数降到23.5MPa，540℃/540℃运行。
日本发展超临界机组，很注重材料的研究与开发，机组参数稳步推进，超临界、超超临界机组得以顺利发展。
上世纪80年代以来，欧洲、美国、日本在超超临界发展计划中，首先实施材料开发的计划。
由此可见材料是发展超超临界机组的关键。
20世纪50年代初，日本从欧美引进锅炉用碳钢、钼钢、铬铝钢、18-8型不锈钢和转子用CrMoV钢，从1981年开始分两个阶段实施超超临界发电计划。
第一阶段把蒸汽温度从566℃提高到593℃，第二阶段目标是650℃。
火电厂四大管道选材
2×1000MW超超临界燃煤机组四大管道（主蒸汽管道、热再热蒸汽管道、高压旁路管道、低压旁路管道、高压给水管道、给水再循环管道以及高旁减温水管道，以下简称四大管道）的设计参数及管道规格如下：1．内径管内径管的有关参数见表11－3：表11－3内径管的有关参数2 外径管外径管的有关参数见表11－4：表11－4外径管的有关参数序号名称管道规格mmxmm设计压力(MPa.g)温度(C)管道材质公称外径(mm)公称壁厚(mm) 1 高压给水主管Ф610×65 36 30215NiCuMoNb5610 652汽动泵出口管（阀前）Ф457×55 39 18015NiCuMoNb5457 553汽动泵出口管（阀后）Ф457×50 36 30215NiCuMoNb5457 504电动泵出口管（阀前）Ф323.9×4039 18015NiCuMoNb5323.9 405电动泵出口管（阀后）Ф323.9×3636 30215NiCuMoNb5323.9 366 汽泵给水再循环管Ф219.1×28.39 18015NiCuMoNb5219.1 287 汽泵再循环（阀后）Ф273.1×31.7539 18015NiCuMoNb5273 31.75 8 电泵给水再循环管Ф168.3×22.239 18015NiCuMoNb5168.3 22.2 9 电泵再循环（阀后）Ф219.1×28.39 18015NiCuMoNb5219.1 28 10 高压旁路减温水Ф168.3×22.236 18015NiCuMoNb5168.3 22.2。
超超临界参数火力发电机组主蒸汽管道材料的浅析
Ｐ １ ２ ２ （ ＨＣ Ｍ１ ２ Ａ） 是在德国牌号ＨＴ ９ １ （ Ｘ ２ ０ Ｃ ｒ Ｍｏ Ｖ１ ２ １ ） 的基础上改进的１ ２ Ｏ ｒ
钢， 通 过ｗ 取代Ｍｏ ， 与Ｐ ９ ２ 的主要 区别 在 于ｃ 晗 量 更高 ， 蠕变 强度 与Ｐ ９ ２ 近似， 抗蒸 汽氧 化能力 更好 ， 可用 于６ ２ ０ Ｘ ２ 以下 的主汽 ，再热 热段管道 。 １ ９ ９ ４ 年 该钢材 已纳入 Ａ Ｓ ＭＥ 锅 炉 和压 力容 器 规范 。
５ ８ ０ ６ ５ ０ ￣ ２， 奥 氏体耐 热钢 （ Ｃ ｒ ＝ｌ ８ ２ ５ ％） ， 使 用 温度 ≥６ ５ ０ ￣ Ｃ。
主蒸 汽管道 及过 热器 出 口联 箱在 ５ ８ ０ ￣ ２ 下 除了选 用Ｐ ９ ２ ， Ｅ ９ １ １ 、 Ｐ １ ２ ２ 等新 材 料 外还 可选用 国 内熟悉 的Ｐ ９ １ ， 在 技术 继承 上是一 个有 利 因素 。 在６ ０ ０ ＂ Ｃ的参 数
定。 ［ 关键 词］ 铁 索体 低合 金耐 热钢 ， 奥 氏体 耐热 钢 ， 亚 临界 ， 超 超临 界 ， Ｐ ９ １ ， Ｐ ９ ２ 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ６ ２ １ ． ３ 文 献标 识码 ： Ａ
文童 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ４ ２ — ０ １ ０ ３ 一Ｏ １
３管材 介绍 及 生产情 况 Ｉ ？ ９ １是美 国７ Ｏ 年 代开发 的改进 型Ｐ ９ （ ９ Ｃ ｒ ｌ Ｍｏ ） ￣， １ ９ ８ ３ 年获 得ＡＳ ＭＥ 认证 ，
具有优 良的综合性 能 ， 是５ ９ ５ Ｘ ３ 以下主蒸汽 ／ 再热蒸 汽管道和 联箱 的最佳候 选材
下， Ｐ ９ １ 作为主蒸汽管道在 日本也有运行业绩 ， 但在欧洲建议Ｐ ９ １ 只能用于５ ８ ０
超临界与超超临界汽轮机组用材
超临界与超超临界汽轮机组用材随着能源结构的转变和电力行业的快速发展，超临界和超超临界汽轮机组在火力发电厂的应用越来越广泛。
这些高性能机组对用材的要求极为严格，需要克服高温、高压、高腐蚀等复杂环境带来的挑战。
本文将深入探讨超临界与超超临界汽轮机组用材的关键技术和运行效果。
自20世纪下半叶以来，超临界和超超临界汽轮机组用材经历了从传统金属材料到新型耐高温、耐高压、抗腐蚀材料的演变。
虽然这些机组用材在高温、高压等严酷条件下表现出一定的性能，但仍存在易腐蚀、热疲劳性能差等问题。
为了满足超临界和超超临界汽轮机组在高温、高压、高腐蚀环境中的稳定运行，一些关键技术尤为重要。
耐高温材料：耐高温材料如镍基合金和钴基合金具有优良的高温强度和抗蠕变性能，能够适应高温环境。
耐高压材料：耐高压材料如钛合金和锆合金具有良好的加工性能和高温强度，能够承受高压条件。
抗腐蚀材料：抗腐蚀材料如不锈钢和镍基合金具有优异的耐腐蚀性能，可抵抗各种腐蚀性介质的侵蚀。
在选择超临界与超超临界汽轮机组用材时，需要综合考虑材料的性能、制造成本和机组安全性。
通过材料的选择和优化，可以降低制造成本，提高机组的安全可靠性。
设计流程包括材料筛选、部件设计、模拟分析和试验验证等步骤。
首先根据机组运行条件筛选适合的材料，然后针对所选材料进行部件设计，并利用有限元分析等手段进行模拟分析，最后通过试验验证确定最终设计方案。
制造工艺对机组用材的性能和稳定性有着重要影响。
加工、焊接、热处理等环节都需严格把控。
例如，加工过程中要确保材料的精度和质量；焊接时采用低氢焊接方法，避免产生焊接裂纹；热处理则能够改善材料的力学性能，提高机组的运行效率。
实际运行效果是评价机组用材好坏的关键指标。
超临界与超超临界汽轮机组用材在高温、高压、高腐蚀环境下表现出的稳定性和耐久性，直接决定了机组的运行效果。
通过实际运行案例和数据分析，我们可以得出以下采用耐高温材料如镍基合金和钴基合金的机组，在高温环境下仍能保持良好的强度和稳定性，大大提高了机组的运行效率。
超超临界压力1000MW机组高温蒸汽管道材料的选用
收稿日期226作者简介徐大伟(32),男,硕士,从事电站设备材料研究和贸易工作。
超超临界压力1000MW 机组高温蒸汽管道材料的选用徐大伟1, 于海田1, 吴非文2(1.大唐集团公司-中国水利电力物资有限公司,北京100045; 2.西安热工研究院,西安710032)摘 要:P91、P122、E911和P92材料是目前国内外超超临界压力1000M W 机组高温蒸汽管道经常选用的材料。
从技术角度对以上4种材料进行比较分析;同时以上海外高桥第3发电有限公司三期工程高温蒸汽管道选取为例,提出了意见和建议。
关键词:超超临界压力机组;高温管道材料;选材中图分类号: T K 225 文献标识码:A 文章编号:16712086X (2009)0620456205Choosing of High 2tempera tur e Steam Pipe Ma ter i alsf or 1000MW U ltra Super cr it ical Pr essur e U n itsXU Da 2wei 1, YU Hai 2tian 1, W U Fei 2wen2(1.Chi na Natio nal Water Resources &Elect ric Power Materials &Eq uip ment Co.,Lt d.,Chi na Dat an g (Group )Corpo ratio n ,Beiji ng 100045,China ; 2.Xi πa n Thermal Power ResearchInstit ute Co.,Lt d.,Xi πan 710032,China)Abstract :At pr ese nt ,P91,P122,E911and P92a re f reque ntly ta ke n as high 2te mpe ra tur e stea m pipe ma terials f or 1000MW ult ra superc ritical pressure units a t home a nd a br oa d.A c ompa rison is being made a mong a bove 4mate rials f r om t he technical angle.Ta king t he e nginee ring pr ojec t of the 3r d sta ge ,Shanghai W aigaoqiao N o.3Powe r Ge ne ration Co.,L t d as an exa mple ,suggestions ar e p ut f or wa rd f or t he ma terial choosing of high 2te mpe rat ure stea m pip es.Keyw or ds :ult ra superc ritical pressure unit ;material f or high 2temper ature piping;material choosing 1000MW 超超临界压力机组高温管道设计的关键是选择合适的材料,一般需要从蠕变强度、抗高温蒸汽氧化性能、抗热疲劳性能、长期组织稳定性和焊接性能等几方面加以考虑。
超超临界机组蒸汽管道稳压冲管与降压冲管效果对比
式 。首先 进行 主蒸 汽 系 统 和再 热 蒸 汽 系 统 的 冲洗 ， 高 压旁 路 （ 高旁 ） 管路在 主蒸 汽系统 和再热 蒸汽 系统 冲洗 合格后 再进 行 冲洗 ， 余需 用主 蒸汽 冲洗 的系 统 （ 给 其 如 水泵 汽轮机 高压进 汽管 路 压 旁路 （ 低 低旁 ） 路 、 灰 管 吹
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的难度 。综合 安 全 性 和 经 济 性 ， １号 机 组 主 要 采 用 一 步 法稳 压冲管 方式 ， 在再 热器 之前 加装 集粒 器 。
２ １ １ 冲 管 流 程 ． ．
用后 ， 炉给 水量 才得 以保 证 ， 终 实现 了稳 压 冲管 。 锅 最 ２ １ ３ 冲 管结 果 ． ．
管 时采 用燃 油并 投 制 粉 系 统 方式 （ 用 了 ２套 制粉 系 投 统 ） 耗 油量 较 大 。 ， 在 １ 机组 整套 试 运期 间 ， 号 过热 器 发 生 了几 次 爆 管 ， 主要是 由于锅炉 内部清 洁度 差 ， 在异 物 阻塞 而 其 存
冲管初期 ， 由于 汽动 给水 泵调 试未 完成 ， 采用 降 故
垂 直 上 升 膜 式 水 冷 壁 、 次 中 间 再 热 、 Ｍ 燃 烧 器 和 一 Ｐ ＭＡＣ 型 低 ＮＣ Ｔ ） 级送 风燃 烧 系统 、 向双切 圆（ 分 反 双
火 球 ） 烧 方 式 ， 采 用 循 环 泵 起 动 系 统 ， 温 方 式 除 燃 并 调
煤 ／ 比之外 ， 水 还采用 烟气分 配挡板 、 燃烧 器摆 动 、 喷水 等方式 。锅炉 主 要设 计 参 数 见 表 １ 冲管 临 时 管 道 设 ，
技表 ２ 冲 管 用 临 时管 道 设 计 参 数①
超超临界火电机组高温再热蒸汽管道选材分析
炉与压力容器规范 （ Ｓ Ａ３ ３ ５ ） ，１ ９ ￣ ９ ５ 年 以 “ ｌ Ｏ Ｃ ｒ ９ Ｍｏ ｌ ＶＮ ｂ ” 牌号 正式 列 入 国家标 准
ＧＢ ５ ３ １ Ｏ －１ ９ ９ ５ 。
择。
３高温蒸汽管道主要材料
铁素体耐热钢适 用于高温蒸汽管道 ， 此类 材料 低 的热膨 胀 系数 和高 的热 导率 允许 较 高 的启停 速 率而 不 会导致 严 重的 热疲 劳损 伤 。铁 素 体 耐 热 钢 主 要有 Ｐ ９ １ 钢 、Ｐ ９ ２ 钢、
Ｐ １ ２ ２ 钢 和Ｅ ９ ｌ １ 钢。 Ｐ ９ １ 钢 属 改 良型 ９ Ｃ ｒ －１ Ｍｏ 高 强 度 马 氏 体 耐 热 钢 ，具 有 热 强 性 好 、 强 韧 性 高 、 淬 透 性 好 、 可 焊 性 良 、 热 导 率 高 、热 膨 胀 系 数 小 等 特 点 ， 抗 腐 蚀 性 和 价 格 均 居 于Ｐ ２ ２ 钢 和 ＴＰ ３ Ｏ ４ Ｈ不 锈 钢 之 间 。优 良 的 综合性 能使Ｐ ９ １ 钢 成 为 世 界 上 众 多 高 蒸 汽
１超超 临界机组 的定 义及 优势
火 电 厂 超 临 界 机 组 和 超 超 临 界 机 组 指 的 是 锅 炉 内 工 质 的 压 力 。 锅 炉 内 的 工 质 都 是 水 ，水 的 临 界 压 力 是 ： ２ ２ ． １ １ ５ ＭＰ ａ ／３ ７ ４ ℃ ；在 这 个 压 力 和 温 度 时 ，水和 蒸 汽的 密 度是相 同的 ，就 叫水 的临 界 点 ，炉 内工 质压 力低 于这 个压 力就 叫 亚临 界 锅 炉 ，大 干这 个压 力就 是超 临 界锅 炉 。 目 前 常 规 的 超 临 界 机 组 蒸 汽 参
超超临界机组四大管道材质的选择
新型含 W 钢在欧洲电厂的应用 管道尺寸 ID240×39 ID160×45 ID550×24 ID201×22 ID230×60 P92 ID250×55(主汽) ID510×38(热段) 蒸汽参数 MPa/℃ 25／560 29／582 7/560 21.3／540 29／582 ID480×28 26.5／580／600 安装时间 1992 1996 1996 1996 1996 5.3／545 2002
电厂名称 Vestkraft#3 Nordjyl landsvaeket Schkopau#B Staudinger#1 Skaerbaek#3 GK NiederaussemK
材料牌号 P92 P92、P122 E911 E911 E911 Kiel E911
由表 2、表 3 可以看出：对主蒸汽及再 热热管道使用较多的钢材为 P92、P122 及 E911。 P91 钢管，因高温许用应力低，钢管壁 厚较大，管道刚度大，管道热应力计算不好 过关，对设备推力较大，且影响机组变负荷 速率， 材料总价格比 P92 等材料还高， 故 2000 年后很少采用。 欧洲的超临介机组， 较早的采用了 P92、 E911。日本机组虽然温度普遍高于欧洲机 组，但其压力则略低于欧洲机组，目前多采 用 P91、P92 和 P122。 2．2．2 几种耐热钢材的比较 2．2．2．1 对主汽和再热热管道首先考虑 的是材料的高温蠕变强度，必须满足由于管 道热膨胀而引起的热应力的要求，一般说来 适合于作高温管道的材料，在其工作温度下 的 105h 蠕变应力值， 应能达到 90～100MPa， 同时要求管道材料的热胀系数比较小，且导 热系数较大，从而能降低管道内的热应力水 平。 如 P92 及 P122 钢材，由于目前的试验 未达到 105h，ASMe 规范中现在的数据是日 本新日铁和住友公司根据短时间蠕变断裂
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3．P92、P122 和 E911 钢的比较
3.1 P92、P122 和 E911 钢的化学成分
P92、P122 和 E911 钢的化学成分可以见表二，如下所示：
表二：P92、P122 和 E911 钢的化学成分（质量％）
钢种 C
Si Mn Cr Ni Mo W
V
Nb
B
N
Cu Al
P92 0.07 Max. 0.30 8.50 Max. 0.30 1.50 0.15 0.04 0.001 0.030
3.3 P92、P122 和 E911 钢显微组织的比较
3.3.1 P92 钢 M23C6碳化物沉淀、VN和Laves相沉淀物的平均大小和体积分数是由蠕变时间和温度决定
的，由蠕变引起的应变会加快碳化物颗粒M23C6的粗化，而对VN氮化物的粗化的影响不大。这 是由于溶解物牵引效应使得取代的原子产生位错而引起的，在蠕变实验阶段，都会产生微粒 边界的运动和自由位错。Hald研究表明，Mo的溶解和扩散控制着M23C6碳化物颗粒的粗化，因 此，由位错引起的Mo原子扩散的加剧可以用来解释蠕变引起的应变会加快碳化物颗粒M23C6的 粗化。而在蠕变期间，VN氮化物颗粒沉淀的体积分数基本保持不变。当P92 钢材料在 600℃， 蠕变时间为 10,608h后，Laves相沉淀物的平均大小和体积分数是定量的，变化就不大了， 这主要是由于在 650℃时材料的蠕变实验中Laves相颗粒的密度太低而且Laves相颗粒的平 均直径太大（大约为 0.5um），使得我们所采用的TEM技术不能得到准确的结果。 3.3.2 P122 钢
1．概述
由于环境、经济效益和能源的要求，使得电厂要求向高效率的方向发展，目前国内外正 在开发多种洁净煤发电技术，即：循环流化床(CFBC)、增压流化床联合循环(PFBC-CC)、整 体煤气化联合循环( IGCC) 以及超临界(SC) 与超超临界技术(USC)。采用这些洁净煤发电技 术即可以节约能源、减小对环境的污染（减少SO2、 NOx 和CO2的排放），还提高了电厂 的发电效率。目前，增压流化床联合循环(PFBC-CC)和整体煤气化联合循环(IGCC)尚处于试 验或示范阶段, 在技术上还存在许多不完善之处。超超临界技术在国外已经有一套相对完整 而成熟的设计、制造技术。因此，大容量超临界和超超临界机组将是我国洁净煤发电技术的 主要发展方向, 也是解决电力短缺、能源利用率低和环境污染严重等问题的最现实和最有效 的途径。
随着蒸汽参数的提高，国外又开发了新的材料，主要部分的工作已经在日本和欧洲完成， 最突出的是日本的 NF616 和 HCM12A，它们分别被美国材料试验协会和美国机械工程师协会 标准化为 P/T92 和 T/P122。还有欧洲开发的 E911 钢，这三种钢是国内外主蒸汽管道常用材 料。因此我们有必要研究它们的性能，将它们进行对比。
而研制成的，它有较高的许用应力，可以应用于 620℃的主蒸汽管道，P92 钢的焊接性能的
研究正在我国哈尔滨锅炉有限公司进行。P122 钢与P92 钢可以从表一中看出，P122 钢中含
有少量的Cu，增加了W的含量，而减少了Mn的含量，也可应用于 620℃的主蒸汽管道，且具
有较好的可焊性。用Cu元素部分代替Ni可以提高蠕变强度。E911 钢成分和P92 钢的成分和性
超超临界机组主蒸汽管道的材料主要是铁素体/马氏体钢，我们所研究的主要也是铁素体钢。 对于奥氏体钢，由于奥氏体钢弱的热传导性和大的热膨胀系数使得主蒸汽管道十分容易产生 热疲劳。铁素体钢的发展主要有四代，如：表一所示。
未来材料的发展还有陶瓷复合材料，它在高温下的性能好于传统的合金金属材料，但是 陶瓷复合材料比较脆，使得它在服役期间会产生突然的失效，而且造价比较高，现在只是处 于研究阶段。
超超临界发电技术是采用提高蒸汽的温度和压力来实现电厂效率的提高。在185～535 ℃温度区间，压力提高到300Pa效率提高约1.9％，而温度提高到650℃效率可提高5.7％。因 此，主要是通过提高蒸汽温度来提高电厂效率。但是现在参数的提高受到材料的制约，要求 材料具有足够的蠕变强度及持久强度以承受高压和高温的条件，而且需要材料具有良好的综 合性能（如：热加工性，焊接性和热弯曲性）。
由表二我们可以看出，P122 钢中含有铜元素，其它元素的含量和P92 钢相似，因此，除 了P122 钢中含有可见的富－Cu相外，P122 钢的微观组织结构和P92 钢相似。1995 年，Hald 进行了P122 钢的蠕变老化实验，材料的热处理工艺是锻造和空冷，回火 2h×770℃。对P122 钢实验在 600℃，1000h后进行观察，和P92 钢相似，M23C6碳化物沉淀、VN和Laves相沉淀物 是清晰可见的。而且富－Cu相也是可见的，它稀少的分布在颗粒当中。(如下，图二所示). 在老化过程中，富-Cu相颗粒的粗化是很快的，我们认为富-Cu相沉淀对材料长时蠕变强度的 影响小于M23C6和VN相沉淀物。 3.3.3 E911 钢
－
－
0.13 0.50 0.70 12.5 0.50 0.60 2.50 0.30 0.10 0.005 0.100 1.70 0.040
E911 0.09 0.10 0.30 8.50 0.10 0.50 0.50 0.18 0.060 0.0005 0.050
Max.
－－－－－－－－－
－
－
0.13 0.50 0.60 9.50 0.40 1.10 1.10 0.25 0.100 0.0050 0.090
Allowable Stress(Mpa)
50
0 500
550
600
650
700
T e m p e ra tu re
图一：P92、P122 钢许用应力的比较 为了对比方便，图一也画出了 P91 钢在不同的温度下许用应力，从图中可以很清楚的看
到，P122 和 P92 钢在高温下的许用应力比 P91 大。P92、P122 和 E911 钢使用在超超临界机
以上对 P92、P122 和 E911 钢的性能进行了比较，它们是我国开展超超临界机组主蒸汽 管道研究的主要材料，由于这些材料在国内还没有国产化，所以研究它们的性能是十分重要 的。从上面的分析，我们可以得出一定的结论。
-3-
显微组织结构中沉积物的稳定性对材料的蠕变特性的影响是十分重要的，在蠕变过程中，沉 淀物的形成，存在相的生长及新相的形成都会决定材料的蠕变强度，因此我们有必要对它们 的显微组织结构进行研究比较，一般进行显微组织观测的技术是“透视电子显微技术（TEM）” 和“原子渗透离子显微技术（APFIM）”。这三种材料经过热处理后观测表明，沉淀物相的类 型主要是M23C6碳化物沉淀、MX和Laves相。P92、P122 和E911 钢，由于化学成分的差异，其 显微组织也有所不同。
钢种
热处理工艺
持久强度（Mpa）
P92
2h×1070℃＋2h×775℃，空冷
115
P122
110
E911
118
P91
0.5h×1050℃＋1h×750℃，空冷
94
从表三可以看出在 600℃，105h下，P92、P122 和E911 高铬耐热钢的持久强度相差不多，
但比P91 钢都有所提高。
P92、P122 和E911 钢其它性能的比较，P92 钢是用微量的W元素代替P91 钢中部分的Mo
能都相似，研究表明，E911 钢的焊接性能好于P92 钢【8】。当温度高于 620℃时，9％Cr钢的
抗氧化性能是有限的，因此可用 12％Cr钢或者奥氏体钢，在这种情况下，P122 的抗氧化性
能好于其它两种钢种。
P92、P122 和E911 钢，这些高铬耐热钢的高温强度主要都是由于沉淀物的硬化引起的，
组主蒸汽管道中，由于在高温下有很高的许用应力，可以使主蒸汽管道的壁厚减薄，这样不
仅可以减小管道的热应力，使超超临界机组的起停更加灵活，而且可以减小电厂的投资。
P92、P122 和E911 高铬钢持久强度的比较（条件 600℃,105ｈ下），如下，表三所示：
表三：P92、P122 和E911 高铬耐热钢在 600℃,105ｈ下的持久强度
阶段 年代
表一：铁素体钢四代的发展
合金成分变化
蠕变断裂强度 （105小时）MPa
-1-
钢种
最高使用温 度（℃）
1 1960-70 12Cr和9Cr Mo钢中添 加Mo, Nb, V
2 1970-85 对C, Nb, V优化
3 1985-95 用W代替部分的Mo
4
目前 增加W含量，添加Co
超超临界机组主蒸汽管道材料性能比较
王开龙
（华北电力大学（北京）能源与动力工程学院，北京，102206）
email:wangkailong066@
摘 要：本文首先简单介绍了超超临界机组主蒸汽管道材料的现状及今后发展趋势；随后列 出了目前超超临界机组主蒸汽管道常用的三种热强钢 P92、P122 及 E911 钢化学成分，对其 的力学性能、焊接性能、抗氧化性能和持久强度进行了较系统的比较，阐述了化学成分的微 小差别对其材料性能的影响。为今后我国进行超超临界机组主蒸汽管道材料性能的研究提供 参考。 关键词：超超临界机组；P92 钢；P122 钢；E911 钢；材料性能
Max.
－
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－－－－
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－
0.13 0.50 0.60 9.50 0.40 0.60 2.00 0.25 0.09 0.006 0.070
0.040
P122 0.07 Max. Max. 10.0 Max. 0.25 1.50 0.15 0.04 Max. 0.040 0.30 Max.
－
－
－－－－
60
EM12, HCM9M,
565
HT9, HT91
100
HCM12, T91,
593