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(jing)間腐蝕的一樣，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(shi)體不銹鋼出現該類事故是非常困難的，目前仍處于研究摸索階段。

  不(bu)銹鋼(gang)(gang)的應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂(lie)事故(gu)在20世(shi)紀30年(nian)代就已經在國外(wai)(wai)有所(suo)發現。在日本，1955年(nian)以(yi)后(hou)全(quan)面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事故(gu)相對(dui)減少(shao)，但隨著石油(you)化學工業等的發展，由應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引(yin)起的斷裂(lie)事故(gu)不(bu)斷增多。不(bu)銹鋼(gang)(gang)廠商對(dui)1958年(nian)到1967年(nian)十(shi)年(nian)間(jian)發生(sheng)的不(bu)銹鋼(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事例(li)進行了調(diao)查(cha)，圖7.1 示(shi)出了不(bu)同腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形態(tai)事故(gu)發生(sheng)件數(shu)統(tong)計。發現從20世(shi)紀60年(nian)代后(hou)半期(qi)開始，應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂(lie)的比率升為最高，1967年(nian)達(da)到40%。另外(wai)(wai)根據(ju)其他調(diao)查(cha)數(shu)據(ju)的研(yan)究結(jie)果得(de)知(zhi)，從1965年(nian)開始的5年(nian)時間(jian)內，在所(suo)調(diao)查(cha)的186起奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)濕(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事故(gu)中，應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂(lie)占到61%。

  根據腐蝕(shi)環境(jing)進(jin)行分(fen)類(lei)，可(ke)得(de)出如(ru)(ru)果表7.1所示的(de)(de)(de)(de)結果。如(ru)(ru)果將裝置的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)介質以及加(jia)熱冷卻介質、保溫劑(ji)等與過(guo)程(cheng)相(xiang)(xiang)反側的(de)(de)(de)(de)介質分(fen)開，后者占(zhan)了半數以上，單純與水相(xiang)(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)(de)事故(gu)比較多。還有，以殘(can)留應(ying)力(li)為應(ying)力(li)源的(de)(de)(de)(de)比較多，占(zhan)80%左右。此(ci)外(wai)，若將應(ying)力(li)腐蝕(shi)斷裂(lie)(lie)按照(zhao)形(xing)態進(jin)行劃分(fen)，可(ke)以看出近半數的(de)(de)(de)(de)穿晶裂(lie)(lie)紋是與點腐蝕(shi)相(xiang)(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)(de)。通過(guo)對日(ri)本(ben)石(shi)油(you)化學工(gong)業快速(su)發展的(de)(de)(de)(de)1955-1975年的(de)(de)(de)(de)20年間石(shi)油(you)化工(gong)廠的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)損傷事故(gu)的(de)(de)(de)(de)調查(cha)得(de)知，在所調查(cha)的(de)(de)(de)(de)306事故(gu)當中(zhong)，42%是由應(ying)力(li)腐蝕(shi)斷裂(lie)(lie)引起的(de)(de)(de)(de)，這其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)60%又發生于奧氏體系(xi)不銹鋼。

  包含氯化物(wu)環境中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)對(dui)于(yu)(yu)各個(ge)(ge)化工(gong)廠而(er)言都是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)問題(ti)(ti)(ti)。氯離子(zi)(zi)來(lai)自于(yu)(yu)原料或(huo)(huo)(huo)者冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)純物(wu)，其(qi)中(zhong)(zhong)由(you)后(hou)者引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)是(shi)(shi)(shi)各個(ge)(ge)化工(gong)廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)同(tong)問題(ti)(ti)(ti)，為(wei)此通(tong)過(guo)事故分析可以(yi)明(ming)(ming)確問題(ti)(ti)(ti)發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境條(tiao)件(jian)(jian)。圖7.2是(shi)(shi)(shi)西野等在1970年發表的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該(gai)圖針對(dui)實際裝置(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)(xi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)熱交(jiao)換(huan)(huan)器以(yi)及(ji)冷(leng)(leng)卻管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)情況，表示(shi)(shi)出(chu)(chu)(chu)了相關過(guo)程中(zhong)(zhong)流體介(jie)質(zhi)溫(wen)度(du)(du)與冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)氯離子(zi)(zi)濃度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)(xi)曲線(xian)(xian)，該(gai)曲線(xian)(xian)表示(shi)(shi)非焊(han)接部分發生(sheng)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下限。但是(shi)(shi)(shi)，焊(han)接部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯離子(zi)(zi)濃度(du)(du)在低(di)于(yu)(yu)這個(ge)(ge)界(jie)限曲線(xian)(xian)時也有(you)(you)可能發生(sheng)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)。不(bu)過(guo)從(cong)沒有(you)(you)出(chu)(chu)(chu)現過(guo)50℃以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)事故，因(yin)此一(yi)(yi)般認為(wei)低(di)于(yu)(yu)50℃就不(bu)會(hui)(hui)發生(sheng)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)。之后(hou)，在日本(ben)化學(xue)工(gong)學(xue)協會(hui)(hui)、腐(fu)(fu)(fu)蝕預防協會(hui)(hui)以(yi)及(ji)不(bu)銹鋼(gang)(gang)協會(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)同(tong)分科會(hui)(hui)上，針對(dui)當時許多(duo)化工(gong)廠用(yong)(yong)來(lai)進(jin)行水(shui)(shui)(shui)冷(leng)(leng)卻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺多(duo)管(guan)式熱交(jiao)換(huan)(huan)器，從(cong)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)條(tiao)件(jian)(jian)來(lai)分析應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發生(sheng)情況，并(bing)于(yu)(yu)1979年發表了分析結果(guo)。圖7.3 表示(shi)(shi)出(chu)(chu)(chu)了繩(sheng)索的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最高溫(wen)度(du)(du)或(huo)(huo)(huo)推測管(guan)壁溫(wen)度(du)(du)與冷(leng)(leng)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯離子(zi)(zi)濃度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)(xi)，并(bing)表明(ming)(ming)了不(bu)同(tong)材質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)發生(sheng)界(jie)限。可以(yi)看出(chu)(chu)(chu)，發生(sheng)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩(sheng)索最高溫(wen)度(du)(du)下限為(wei)：304系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)約80℃;316系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)還要高，約達110℃.此外由(you)于(yu)(yu)數據比(bi)較(jiao)(jiao)少，沒有(you)(you)出(chu)(chu)(chu)現鐵(tie)素體系(xi)(xi)、雙(shuang)相系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)實例(li)。不(bu)過(guo)如果(guo)不(bu)采(cai)用(yong)(yong)最高使用(yong)(yong)溫(wen)度(du)(du)而(er)采(cai)用(yong)(yong)推測管(guan)壁溫(wen)度(du)(du)，界(jie)限溫(wen)度(du)(du)就要比(bi)50℃低(di)得多(duo)，304系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)和316系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別也就消失了。另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面，從(cong)熱交(jiao)換(huan)(huan)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)安(an)置(zhi)方(fang)式（縱向(xiang)(xiang)或(huo)(huo)(huo)是(shi)(shi)(shi)橫向(xiang)(xiang)）以(yi)及(ji)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)流通(tong)方(fang)式（管(guan)內或(huo)(huo)(huo)是(shi)(shi)(shi)管(guan)外）來(lai)考(kao)慮斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)，可以(yi)得出(chu)(chu)(chu)：若熱交(jiao)換(huan)(huan)器管(guan)內通(tong)涼(liang)水(shui)(shui)(shui)并(bing)橫向(xiang)(xiang)安(an)置(zhi)時，無(wu)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)范圍擴(kuo)大(da)、氣相等氯離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)濃縮(suo)條(tiao)件(jian)(jian)良(liang)好(hao)等。之后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)查結果(guo)進(jin)一(yi)(yi)步表明(ming)(ming)：在304系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)當中(zhong)(zhong)，晶(jing)界(jie)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)比(bi)較(jiao)(jiao)多(duo)。