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指標(biāo)
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P91 無縫鋼管（ASTM A335 P91）
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20 號(hào)無縫鋼管（GB/T 8163 20#）
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碳（C）
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0.08%~0.12%
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0.17%~0.24%
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鉻（Cr）
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8.0%~9.5%
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≤0.25%
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鉬（Mo）
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0.85%~1.05%
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≤0.15%
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釩（V）
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0.18%~0.25%
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—
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鎳（Ni）
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≤0.40%
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≤0.30%
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其他元素
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含 Nb、N、Al 等合金元素，強(qiáng)化高溫性能
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主要為 Fe 和 C，雜質(zhì)元素（Si、Mn）含量低
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核心影響：
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P91 的高 Cr、Mo 含量使其具備優(yōu)異的高溫抗氧化性和抗蠕變能力，V 和 Nb 形成碳化物，進(jìn)一步強(qiáng)化晶界強(qiáng)度。
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20 號(hào)鋼為低碳素鋼，合金元素少，常溫力學(xué)性能適中，但高溫下強(qiáng)度顯著下降。
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性能
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P91 無縫鋼管（常溫）
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P91 無縫鋼管（550℃）
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20 號(hào)無縫鋼管（常溫）
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20 號(hào)無縫鋼管（400℃）
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抗拉強(qiáng)度（MPa）
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≥585
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≥415（高溫持久強(qiáng)度）
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≥410
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≤240（強(qiáng)度衰減超 40%）
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屈服強(qiáng)度（MPa）
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≥415
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≥275
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≥245
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≤150
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延伸率（%）
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≥20
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≥20（高溫韌性保持良好）
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≥25
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≥18（韌性下降）
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沖擊功（J）
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≥47（-20℃）
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—
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≥47（常溫）
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—
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關(guān)鍵差異：
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P91 在 550℃高溫下仍能保持較高的強(qiáng)度和韌性，適用于持續(xù)高溫工況；20 號(hào)鋼超過 400℃后強(qiáng)度大幅衰減，僅適用于常溫至中溫環(huán)境（≤350℃）。
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P91 鋼管：
采用淬火 + 回火（如 1040℃淬火 + 760℃回火），形成回火馬氏體組織，析出細(xì)小碳化物（如 M23C6），顯著提升高溫強(qiáng)度和抗疲勞性。
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20 號(hào)鋼管：
通常采用正火處理（880~920℃空冷），獲得鐵素體 + 珠光體組織，常溫下塑性好，但未經(jīng)過強(qiáng)化熱處理，高溫性能有限。
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指標(biāo)
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P91 無縫鋼管
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20 號(hào)無縫鋼管
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最高使用溫度
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650℃（長(zhǎng)期耐溫），短期可至 700℃
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350℃（長(zhǎng)期），超過 400℃強(qiáng)度急劇下降
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耐壓能力
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高壓場(chǎng)景（如 10~20MPa），適用于加氫裂化、電站鍋爐
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中低壓場(chǎng)景（≤6MPa），適用于水、蒸汽、油氣輸送
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耐腐蝕性
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抗高溫氧化（Cr 形成氧化膜），抗氫腐蝕（Mo 抑制氫脆）
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耐一般性腐蝕，但在含 H₂S、Cl⁻介質(zhì)中易生銹，需額外防腐
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領(lǐng)域
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P91 無縫鋼管典型應(yīng)用
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20 號(hào)無縫鋼管典型應(yīng)用
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電力行業(yè)
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電站鍋爐過熱器、再熱器管道（溫度 540~620℃，壓力 10~16MPa）
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低壓蒸汽管道、給水管道（溫度≤300℃，壓力≤4MPa）
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石油化工
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加氫裂化反應(yīng)爐管、催化裂化再生器管道（高溫高壓氫環(huán)境）
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原油輸送管道、分餾塔低壓管線、非腐蝕介質(zhì)管線
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煤化工
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煤氣化爐高溫管道、合成氣輸送管道（耐 H₂+CO 高溫腐蝕）
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水煤漿輸送管道、循環(huán)水管道
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機(jī)械制造
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高溫高壓閥門部件、渦輪增壓器殼體
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一般機(jī)械結(jié)構(gòu)件、液壓支柱、軸承套圈
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成本對(duì)比：
P91 因合金元素昂貴（Cr、Mo、V 等），價(jià)格約為 20 號(hào)鋼的 3~5 倍，厚壁管加工（如焊接、熱處理）成本更高。
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加工性能：
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P91 焊接需預(yù)熱（≥200℃）和后熱（≥300℃），避免冷裂紋；切削加工時(shí)硬度高，需專用刀具。
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20 號(hào)鋼焊接性優(yōu)良，無需預(yù)熱，可直接切削、冷彎成型，加工難度低。
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執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：
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P91：ASTM A335（美標(biāo)）、GB/T 5310（國(guó)標(biāo)，對(duì)應(yīng)鋼號(hào) 10Cr9Mo1VNb）。
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20 號(hào)鋼：GB/T 8163（流體輸送用）、GB/T 3087（低中壓鍋爐用）。
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若工況滿足溫度＞400℃、壓力＞6MPa、介質(zhì)含氫或需抗高溫蠕變，優(yōu)先選擇 P91 厚壁鋼管（如電站高溫管道、加氫裝置）。
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若工況為常溫至中溫（≤350℃）、低壓（≤6MPa）、非腐蝕性介質(zhì)，20 號(hào)鋼管因成本低、易加工，是更經(jīng)濟(jì)的選擇（如普通流體輸送）。
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替換時(shí)需嚴(yán)格評(píng)估溫度、壓力及介質(zhì)特性，避免因性能不足導(dǎo)致安全隱患（如 20 號(hào)鋼在高溫下可能發(fā)生蠕變斷裂）。
通過以上維度對(duì)比，可清晰區(qū)分兩者在性能、應(yīng)用及成本上的差異，幫助根據(jù)實(shí)際工況精準(zhǔn)選型。
