應力腐蝕斷裂是金屬暴露于拉應力這種特殊環境時發生的腐蝕現象。不銹鋼的應力腐蝕斷裂包括在晶體內發生的穿晶裂紋和沿著晶體晶界發生的晶界裂紋，后者是以晶界的敏化為前提的，因此從材料的角度考慮防止晶界裂紋的措施與防止晶間腐蝕(shi)的一樣，可通過低碳或添加Ti、Nb等碳化物形成元素解決。到1970年前后這一問題大致得到了解決，與此同時該類斷裂事故也幾乎消失殆盡了。但是對于前者-穿晶裂紋，尤其從經濟的角度來防止奧氏體不銹鋼(gang)出現該類事故是非常困難的，目前仍處于研究摸索階段。

  不銹鋼的(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂事故(gu)在20世(shi)紀30年(nian)(nian)(nian)代就已經在國外有所發(fa)(fa)現。在日本(ben)，1955年(nian)(nian)(nian)以后(hou)全面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和(he)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事故(gu)相對(dui)減少，但隨著(zhu)石油化(hua)學工(gong)業等的(de)發(fa)(fa)展(zhan)，由應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引(yin)起(qi)的(de)斷裂事故(gu)不斷增多(duo)。不銹鋼廠(chang)商對(dui)1958年(nian)(nian)(nian)到1967年(nian)(nian)(nian)十年(nian)(nian)(nian)間(jian)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)不銹鋼腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事例進行了調查(cha)，圖(tu)7.1 示出了不同腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形(xing)態事故(gu)發(fa)(fa)生(sheng)件數統計。發(fa)(fa)現從20世(shi)紀60年(nian)(nian)(nian)代后(hou)半期開始，應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂的(de)比率(lv)升為最高，1967年(nian)(nian)(nian)達到40%。另外根(gen)據其他調查(cha)數據的(de)研(yan)究結果得知，從1965年(nian)(nian)(nian)開始的(de)5年(nian)(nian)(nian)時間(jian)內，在所調查(cha)的(de)186起(qi)奧氏體不銹鋼濕腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事故(gu)中，應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂占(zhan)到61%。

  根據腐(fu)蝕(shi)環境進行分類，可(ke)得出如果(guo)表7.1所示的(de)(de)結果(guo)。如果(guo)將(jiang)裝置的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)介(jie)(jie)質以及(ji)加熱(re)冷卻介(jie)(jie)質、保溫劑等與過程(cheng)相(xiang)反側的(de)(de)介(jie)(jie)質分開，后(hou)者占了半數(shu)以上，單純與水(shui)相(xiang)關的(de)(de)事(shi)故(gu)比(bi)較多。還有，以殘留(liu)應力(li)為(wei)應力(li)源(yuan)的(de)(de)比(bi)較多，占80%左右。此外，若將(jiang)應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)按照(zhao)形態進行劃分，可(ke)以看出近半數(shu)的(de)(de)穿晶(jing)裂(lie)紋是(shi)與點(dian)腐(fu)蝕(shi)相(xiang)關的(de)(de)。通過對日本石油化(hua)學工(gong)業快(kuai)速發展的(de)(de)1955-1975年的(de)(de)20年間石油化(hua)工(gong)廠的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)損(sun)傷事(shi)故(gu)的(de)(de)調(diao)查(cha)得知，在所調(diao)查(cha)的(de)(de)306事(shi)故(gu)當中(zhong)，42%是(shi)由應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)引起的(de)(de)，這(zhe)其(qi)中(zhong)的(de)(de)60%又(you)發生于奧氏體系(xi)不銹(xiu)鋼。

  包(bao)含氯(lv)化(hua)物環(huan)境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)對于(yu)各個(ge)化(hua)工廠(chang)(chang)(chang)而言都是(shi)(shi)一個(ge)問題。氯(lv)離子來(lai)自(zi)于(yu)原料或者冷(leng)卻水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)純物，其(qi)中(zhong)由后者引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)是(shi)(shi)各個(ge)化(hua)工廠(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)同(tong)問題，為(wei)此(ci)(ci)通(tong)(tong)(tong)過(guo)事(shi)故分(fen)(fen)析可以(yi)明確問題發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境條(tiao)件(jian)(jian)(jian)。圖7.2是(shi)(shi)西野等(deng)在1970年(nian)發(fa)(fa)(fa)(fa)表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該(gai)圖針對實際(ji)裝置(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)熱(re)交(jiao)換器(qi)以(yi)及冷(leng)卻管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)情(qing)況(kuang)，表(biao)(biao)示出了相(xiang)關過(guo)程中(zhong)流(liu)體介質溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)與冷(leng)卻水中(zhong)氯(lv)離子濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)曲線，該(gai)曲線表(biao)(biao)示非焊接部分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下限。但(dan)是(shi)(shi)，焊接部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)離子濃(nong)度(du)(du)在低(di)于(yu)這個(ge)界(jie)限曲線時(shi)也有(you)可能發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。不(bu)(bu)過(guo)從沒有(you)出現過(guo)50℃以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)事(shi)故，因(yin)此(ci)(ci)一般認為(wei)低(di)于(yu)50℃就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)(hui)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。之(zhi)后，在日本化(hua)學工學協(xie)會(hui)(hui)、腐蝕(shi)(shi)(shi)預防協(xie)會(hui)(hui)以(yi)及不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)協(xie)會(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)同(tong)分(fen)(fen)科會(hui)(hui)上，針對當時(shi)許(xu)多(duo)化(hua)工廠(chang)(chang)(chang)用來(lai)進(jin)行水冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺多(duo)管(guan)式熱(re)交(jiao)換器(qi)，從不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用條(tiao)件(jian)(jian)(jian)來(lai)分(fen)(fen)析應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)情(qing)況(kuang)，并(bing)于(yu)1979年(nian)發(fa)(fa)(fa)(fa)表(biao)(biao)了分(fen)(fen)析結果。圖7.3 表(biao)(biao)示出了繩(sheng)索的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)或推(tui)測(ce)管(guan)壁溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)與冷(leng)水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)離子濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)，并(bing)表(biao)(biao)明了不(bu)(bu)同(tong)材(cai)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)界(jie)限。可以(yi)看出，發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩(sheng)索最高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下限為(wei)：304系(xi)鋼(gang)(gang)(gang)約(yue)80℃;316系(xi)鋼(gang)(gang)(gang)還要(yao)高(gao)(gao)(gao)，約(yue)達110℃.此(ci)(ci)外(wai)由于(yu)數據比(bi)較少，沒有(you)出現鐵素(su)體系(xi)、雙相(xiang)系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)實例。不(bu)(bu)過(guo)如(ru)果不(bu)(bu)采(cai)用最高(gao)(gao)(gao)使(shi)用溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)而采(cai)用推(tui)測(ce)管(guan)壁溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，界(jie)限溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)就(jiu)要(yao)比(bi)50℃低(di)得多(duo)，304系(xi)鋼(gang)(gang)(gang)和316系(xi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別也就(jiu)消失了。另(ling)一方面，從熱(re)交(jiao)換器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)安(an)置(zhi)方式（縱(zong)向或是(shi)(shi)橫(heng)向）以(yi)及水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)流(liu)通(tong)(tong)(tong)方式（管(guan)內或是(shi)(shi)管(guan)外(wai)）來(lai)考慮斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)，可以(yi)得出：若熱(re)交(jiao)換器(qi)管(guan)內通(tong)(tong)(tong)涼水并(bing)橫(heng)向安(an)置(zhi)時(shi)，無斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)范圍擴(kuo)大(da)、氣相(xiang)等(deng)氯(lv)離子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無濃(nong)縮條(tiao)件(jian)(jian)(jian)良(liang)好等(deng)。之(zhi)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調查結果進(jin)一步表(biao)(biao)明：在304系(xi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)當中(zhong)，晶(jing)界(jie)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)比(bi)較多(duo)。