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指标
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P91 无缝钢管（ASTM A335 P91）
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20 号无缝钢管（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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铬（Cr）
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8.0%~9.5%
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≤0.25%
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钼（Mo）
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0.85%~1.05%
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≤0.15%
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钒（V）
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0.18%~0.25%
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—
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镍（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，强化高温性能
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主要为 Fe 和 C，杂质元素（Si、Mn）含量低
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核心影响：
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P91 的高 Cr、Mo 含量使其具备优异的高温抗氧化性和抗蠕变能力，V 和 Nb 形成碳化物，进一步强化晶界强度。
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20 号钢为低碳素钢，合金元素少，常温力学性能适中，但高温下强度显著下降。
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性能
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P91 无缝钢管（常温）
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P91 无缝钢管（550℃）
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20 号无缝钢管（常温）
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20 号无缝钢管（400℃）
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抗拉强度（MPa）
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≥585
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≥415（高温持久强度）
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≥410
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≤240（强度衰减超 40%）
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屈服强度（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（高温韧性保持良好）
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≥25
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≥18（韧性下降）
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冲击功（J）
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≥47（-20℃）
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—
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≥47（常温）
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—
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关键差异：
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P91 在 550℃高温下仍能保持较高的强度和韧性，适用于持续高温工况；20 号钢超过 400℃后强度大幅衰减，仅适用于常温至中温环境（≤350℃）。
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P91 钢管：
采用淬火 + 回火（如 1040℃淬火 + 760℃回火），形成回火马氏体组织，析出细小碳化物（如 M23C6），显著提升高温强度和抗疲劳性。
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20 号钢管：
通常采用正火处理（880~920℃空冷），获得铁素体 + 珠光体组织，常温下塑性好，但未经过强化热处理，高温性能有限。
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指标
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P91 无缝钢管
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20 号无缝钢管
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最高使用温度
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650℃（长期耐温），短期可至 700℃
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350℃（长期），超过 400℃强度急剧下降
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耐压能力
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高压场景（如 10~20MPa），适用于加氢裂化、电站锅炉
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中低压场景（≤6MPa），适用于水、蒸汽、油气输送
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耐腐蚀性
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抗高温氧化（Cr 形成氧化膜），抗氢腐蚀（Mo 抑制氢脆）
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耐一般性腐蚀，但在含 H₂S、Cl⁻介质中易生锈，需额外防腐
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领域
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P91 无缝钢管典型应用
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20 号无缝钢管典型应用
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电力行业
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电站锅炉过热器、再热器管道（温度 540~620℃，压力 10~16MPa）
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低压蒸汽管道、给水管道（温度≤300℃，压力≤4MPa）
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石油化工
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加氢裂化反应炉管、催化裂化再生器管道（高温高压氢环境）
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原油输送管道、分馏塔低压管线、非腐蚀介质管线
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煤化工
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煤气化炉高温管道、合成气输送管道（耐 H₂+CO 高温腐蚀）
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水煤浆输送管道、循环水管道
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机械制造
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高温高压阀门部件、涡轮增压器壳体
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一般机械结构件、液压支柱、轴承套圈
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成本对比：
P91 因合金元素昂贵（Cr、Mo、V 等），价格约为 20 号钢的 3~5 倍，厚壁管加工（如焊接、热处理）成本更高。
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加工性能：
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P91 焊接需预热（≥200℃）和后热（≥300℃），避免冷裂纹；切削加工时硬度高，需专用刀具。
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20 号钢焊接性优良，无需预热，可直接切削、冷弯成型，加工难度低。
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执行标准：
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P91：ASTM A335（美标）、GB/T 5310（国标，对应钢号 10Cr9Mo1VNb）。
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20 号钢：GB/T 8163（流体输送用）、GB/T 3087（低中压锅炉用）。
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若工况满足温度＞400℃、压力＞6MPa、介质含氢或需抗高温蠕变，优先选择 P91 厚壁钢管（如电站高温管道、加氢装置）。
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若工况为常温至中温（≤350℃）、低压（≤6MPa）、非腐蚀性介质，20 号钢管因成本低、易加工，是更经济的选择（如普通流体输送）。
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替换时需严格评估温度、压力及介质特性，避免因性能不足导致安全隐患（如 20 号钢在高温下可能发生蠕变断裂）。
通过以上维度对比，可清晰区分两者在性能、应用及成本上的差异，帮助根据实际工况精准选型。
