一(yi)、現(xian)象
在應力與介質共同作用下而引起的一種局部斷裂,常見的穿晶型應力腐蝕示意圖見圖8.16。實際遇到的不銹鋼管使用過程中出現的穿晶應力腐蝕宏觀和微觀形貌見圖8.17。應力為不銹鋼管本身的殘余應力,實測為100~150MPa,介質為含有Cl-的水。

二、原因
不銹鋼產生應力腐蝕(shi)必須同時(shi)滿足三個條(tiao)件(見圖8.18),即(ji)材(cai)料(liao)因素(敏感的(de)合(he)金),環境因素(特定(ding)的(de)介質)和力學(xue)因素(靜的(de)拉伸(shen)應力)等三要素。
①. 敏感(gan)的(de)合金(材料因素(su))-系指(zhi)具有一定(ding)化學成分(fen)和(he)組織結構的(de)不銹鋼,在一些介質(zhi)中對應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)敏感(gan)。但并不是任(ren)何(he)一種(zhong)不銹鋼、在任(ren)何(he)條(tiao)件(jian)下均產生應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)斷裂。
②. 特定的(de)介質(zhi)(zhi)(環境因(yin)素)-對(dui)某一敏感合金而言,必須有(you)一種或一些特定的(de)腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)(zhi)與它(ta)相(xiang)匹(pi)配,才能產生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi)。目前,既沒有(you)對(dui)任何(he)(he)介質(zhi)(zhi)都(dou)敏感的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang),也沒有(you)能引(yin)起任何(he)(he)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)均產生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)裂的(de)介質(zhi)(zhi)。對(dui)于18-8型(xing)鉻(ge)鎳(nie)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)而言,能引(yin)起應力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)常見(jian)特定介質(zhi)(zhi)有(you)氯化物(wu)、氫氧化物(wu)和連多硫(liu)酸 等(deng)。
③. 靜(jing)的(de)(de)拉(la)(la)伸應力(li)(力(li)學因素)-如果不(bu)存在靜(jing)的(de)(de)拉(la)(la)伸應力(li),即使(shi)有敏感的(de)(de)合(he)金與特(te)定(ding)的(de)(de)介質的(de)(de)配(pei)合(he),應力(li)腐蝕同樣不(bu)會發生。
三個條件共同作用導致不銹鋼產(chan)生應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷裂,國內外這方面的重大事(shi)故(gu)很多,此處無法一一列舉。

三、防止(zhi)措施
設法去除應力腐蝕三個必要條件中的一個因素,便可防止不銹鋼應(ying)力腐蝕(shi)的出現。
①. 在不銹鋼管的生產、設備加工和使用過程中,降低和消除不銹鋼管的殘余應力或造成壓應力。例如,采用在不銹鋼管表面進行噴丸處理可取得明顯效果(見圖8.19)。但此種處理不適用于易產生點腐蝕的條件。因為穿過壓應力層的點蝕底部則處于高拉應力區,反而會使應力腐蝕過程加速。

②. 降低(di)介(jie)(jie)質溫度和(he)(he)(he)水介(jie)(jie)質中的Cl-濃度,防(fang)止Cl-蒸發濃縮和(he)(he)(he)在(zai)不銹(xiu)鋼管表面富集的條(tiao)件;鉻鎳不銹(xiu)鋼制鍋爐和(he)(he)(he)容器等需進行水壓試驗的設備,建議用(yong)去離子水,不銹(xiu)鋼管制設備和(he)(he)(he)構件在(zai)放置或(huo)運輸過程中,特別是在(zai)海(hai)洋性大氣和(he)(he)(he)高Cl-濃度的濕態環境(jing)中,要(yao)妥善加以防(fang)護。
③. 選(xuan)擇耐應(ying)力(li)腐蝕材料,在(zai)(zai)含Cl-的大氣和水介質中,為了(le)耐應(ying)力(li)腐蝕,在(zai)(zai)實際應(ying)用中,各種(zhong)現代(dai)鐵素體不(bu)銹鋼管和各種(zhong)現代(dai)雙相不(bu)銹鋼管均可優先(xian)選(xuan)用。
表8.2 采用(yong)Cr-Ni奧(ao)氏體不銹鋼加工或(huo)焊后(hou)消除應力熱處理方法(fa)的參考規范

注:A-完全(quan)退(tui)(tui)火,1065~1120℃緩(huan)(huan)冷(leng)(leng);B-退(tui)(tui)火,850~1120℃緩(huan)(huan)冷(leng)(leng);C-固溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),1065~1120℃水冷(leng)(leng)或(huo)急冷(leng)(leng);D-消除應力熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),850~900℃空冷(leng)(leng)或(huo)急冷(leng)(leng);E-穩(wen)定化處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),850~900℃空冷(leng)(leng);F-尺(chi)寸穩(wen)定熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),500~600℃緩(huan)(huan)冷(leng)(leng)。(a)建議選用最適于進行(xing)焊后(hou)(hou)或(huo)加(jia)工(gong)后(hou)(hou)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的含Ti、Nb的鋼種(zhong)或(huo)超低C不(bu)(bu)(bu)銹鋼;(b)多數(shu)部件不(bu)(bu)(bu)必進行(xing)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),但在(zai)(zai)加(jia)工(gong)過程中,不(bu)(bu)(bu)銹鋼受(shou)敏化的條(tiao)件下(xia),必須進行(xing)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)時,才進行(xing)此種(zhong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li);(c)在(zai)(zai)加(jia)工(gong)完后(hou)(hou),在(zai)(zai)進行(xing)C規范處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的前提下(xia),也能夠用A、B或(huo)D規范進行(xing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。

