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(jian)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體不(bu)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。

  不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂事(shi)故在20世紀(ji)30年(nian)代(dai)就已經(jing)在國外有所發(fa)現。在日本(ben)，1955年(nian)以后(hou)全面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)和晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)事(shi)故相(xiang)對減少，但隨著石油化學(xue)工業等的發(fa)展，由應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)引起(qi)的斷裂事(shi)故不斷增多。不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠商對1958年(nian)到1967年(nian)十年(nian)間發(fa)生(sheng)的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)事(shi)例進行(xing)了調(diao)查(cha)，圖(tu)7.1 示(shi)出(chu)了不同腐(fu)(fu)蝕(shi)形態事(shi)故發(fa)生(sheng)件數(shu)統(tong)計(ji)。發(fa)現從(cong)20世紀(ji)60年(nian)代(dai)后(hou)半期開始，應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂的比率(lv)升為最高(gao)，1967年(nian)達到40%。另(ling)外根據其他(ta)調(diao)查(cha)數(shu)據的研究結果得知，從(cong)1965年(nian)開始的5年(nian)時間內(nei)，在所調(diao)查(cha)的186起(qi)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)濕腐(fu)(fu)蝕(shi)事(shi)故中，應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂占到61%。

  根據腐(fu)蝕環境(jing)進行(xing)分(fen)類(lei)，可(ke)得出如果(guo)表7.1所示的(de)(de)(de)結果(guo)。如果(guo)將(jiang)裝置的(de)(de)(de)過(guo)程中(zhong)介(jie)質以及加熱冷卻介(jie)質、保溫(wen)劑等與(yu)過(guo)程相(xiang)反側的(de)(de)(de)介(jie)質分(fen)開，后者占(zhan)了半(ban)數(shu)(shu)以上，單純(chun)與(yu)水(shui)相(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)事故比(bi)較多。還有，以殘留應(ying)(ying)力為(wei)應(ying)(ying)力源(yuan)的(de)(de)(de)比(bi)較多，占(zhan)80%左右。此外，若將(jiang)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie)(lie)按照(zhao)形態進行(xing)劃(hua)分(fen)，可(ke)以看出近半(ban)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)穿晶裂(lie)(lie)紋是與(yu)點腐(fu)蝕相(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)。通過(guo)對日(ri)本石油化學工業快速發展的(de)(de)(de)1955-1975年(nian)的(de)(de)(de)20年(nian)間石油化工廠的(de)(de)(de)腐(fu)蝕損傷(shang)事故的(de)(de)(de)調查得知(zhi)，在所調查的(de)(de)(de)306事故當中(zhong)，42%是由應(ying)(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie)(lie)引起(qi)的(de)(de)(de)，這其中(zhong)的(de)(de)(de)60%又(you)發生于(yu)奧氏體(ti)系不銹鋼。

  包含氯化物(wu)環(huan)境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)對(dui)于(yu)各個(ge)化工(gong)廠(chang)而(er)言都是一(yi)個(ge)問(wen)(wen)題。氯離(li)(li)(li)子來自于(yu)原料或(huo)者(zhe)冷卻(que)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)純物(wu)，其中(zhong)由后者(zhe)引起的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)是各個(ge)化工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)共同(tong)問(wen)(wen)題，為(wei)此(ci)通過(guo)(guo)(guo)(guo)事故(gu)分(fen)析(xi)可(ke)以(yi)(yi)明確(que)問(wen)(wen)題發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境條(tiao)(tiao)件。圖7.2是西野等在(zai)(zai)(zai)1970年(nian)發(fa)(fa)表(biao)的(de)(de)(de)(de)，該(gai)圖針(zhen)(zhen)對(dui)實(shi)際裝置中(zhong)的(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱(re)交(jiao)換器(qi)以(yi)(yi)及冷卻(que)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)情況，表(biao)示出了(le)相(xiang)(xiang)關(guan)過(guo)(guo)(guo)(guo)程中(zhong)流體介質(zhi)溫(wen)度(du)(du)(du)與冷卻(que)水(shui)(shui)中(zhong)氯離(li)(li)(li)子濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)曲(qu)線，該(gai)曲(qu)線表(biao)示非(fei)焊接(jie)部分(fen)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)下限(xian)(xian)。但(dan)是，焊接(jie)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)氯離(li)(li)(li)子濃度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)低(di)(di)于(yu)這個(ge)界限(xian)(xian)曲(qu)線時也(ye)有(you)(you)可(ke)能發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)。不(bu)過(guo)(guo)(guo)(guo)從沒有(you)(you)出現過(guo)(guo)(guo)(guo)50℃以(yi)(yi)下的(de)(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)事故(gu)，因(yin)此(ci)一(yi)般認為(wei)低(di)(di)于(yu)50℃就(jiu)不(bu)會發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)。之后，在(zai)(zai)(zai)日(ri)本(ben)化學工(gong)學協會、腐(fu)蝕(shi)(shi)預防協會以(yi)(yi)及不(bu)銹(xiu)鋼(gang)協會的(de)(de)(de)(de)共同(tong)分(fen)科會上，針(zhen)(zhen)對(dui)當(dang)(dang)時許多化工(gong)廠(chang)用(yong)來進行水(shui)(shui)冷卻(que)的(de)(de)(de)(de)755臺多管(guan)(guan)式熱(re)交(jiao)換器(qi)，從不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)條(tiao)(tiao)件來分(fen)析(xi)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)情況，并于(yu)1979年(nian)發(fa)(fa)表(biao)了(le)分(fen)析(xi)結(jie)果。圖7.3 表(biao)示出了(le)繩索的(de)(de)(de)(de)最高溫(wen)度(du)(du)(du)或(huo)推(tui)測管(guan)(guan)壁(bi)溫(wen)度(du)(du)(du)與冷水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氯離(li)(li)(li)子濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，并表(biao)明了(le)不(bu)同(tong)材質(zhi)的(de)(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)界限(xian)(xian)。可(ke)以(yi)(yi)看出，發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)繩索最高溫(wen)度(du)(du)(du)下限(xian)(xian)為(wei)：304系(xi)鋼(gang)約(yue)80℃;316系(xi)鋼(gang)還要高，約(yue)達(da)110℃.此(ci)外由于(yu)數據比(bi)(bi)較少，沒有(you)(you)出現鐵素體系(xi)、雙相(xiang)(xiang)系(xi)的(de)(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)實(shi)例。不(bu)過(guo)(guo)(guo)(guo)如果不(bu)采用(yong)最高使用(yong)溫(wen)度(du)(du)(du)而(er)采用(yong)推(tui)測管(guan)(guan)壁(bi)溫(wen)度(du)(du)(du)，界限(xian)(xian)溫(wen)度(du)(du)(du)就(jiu)要比(bi)(bi)50℃低(di)(di)得(de)多，304系(xi)鋼(gang)和316系(xi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)差別也(ye)就(jiu)消失(shi)了(le)。另(ling)一(yi)方(fang)面，從熱(re)交(jiao)換器(qi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)安置方(fang)式（縱向或(huo)是橫向）以(yi)(yi)及水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)流通方(fang)式（管(guan)(guan)內或(huo)是管(guan)(guan)外）來考慮(lv)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件，可(ke)以(yi)(yi)得(de)出：若熱(re)交(jiao)換器(qi)管(guan)(guan)內通涼水(shui)(shui)并橫向安置時，無(wu)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件范圍擴大(da)、氣相(xiang)(xiang)等氯離(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)(de)無(wu)濃縮條(tiao)(tiao)件良好等。之后的(de)(de)(de)(de)調查結(jie)果進一(yi)步表(biao)明：在(zai)(zai)(zai)304系(xi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)溫(wen)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)當(dang)(dang)中(zhong)，晶界斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)比(bi)(bi)較多。