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(fu)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)鋼的(de)(de)(de)應力腐蝕斷(duan)裂(lie)事(shi)故(gu)在20世(shi)紀(ji)30年(nian)(nian)代就已經在國外(wai)有所發(fa)現。在日本，1955年(nian)(nian)以(yi)后(hou)全面腐蝕和(he)晶間腐蝕事(shi)故(gu)相對(dui)減少，但隨著石油化學(xue)工業等的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，由應力腐蝕引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)事(shi)故(gu)不斷(duan)增多。不銹(xiu)鋼廠商對(dui)1958年(nian)(nian)到1967年(nian)(nian)十年(nian)(nian)間發(fa)生的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼腐蝕事(shi)例進(jin)行(xing)了調查，圖7.1 示出了不同腐蝕形態事(shi)故(gu)發(fa)生件數統計。發(fa)現從20世(shi)紀(ji)60年(nian)(nian)代后(hou)半(ban)期(qi)開(kai)始(shi)，應力腐蝕斷(duan)裂(lie)的(de)(de)(de)比(bi)率升(sheng)為最高，1967年(nian)(nian)達到40%。另(ling)外(wai)根據其他調查數據的(de)(de)(de)研究結果(guo)得知，從1965年(nian)(nian)開(kai)始(shi)的(de)(de)(de)5年(nian)(nian)時間內，在所調查的(de)(de)(de)186起(qi)奧氏體不銹(xiu)鋼濕腐蝕事(shi)故(gu)中，應力腐蝕斷(duan)裂(lie)占到61%。

  根據腐(fu)(fu)蝕環境進行分(fen)類(lei)，可得出(chu)如果(guo)表(biao)7.1所示(shi)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)。如果(guo)將裝置的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程中介(jie)質以(yi)及加熱冷卻介(jie)質、保溫劑等與(yu)過(guo)(guo)程相(xiang)反側的(de)(de)(de)(de)介(jie)質分(fen)開，后(hou)者(zhe)占了半(ban)數以(yi)上，單純(chun)與(yu)水相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)事(shi)故(gu)比較多。還有，以(yi)殘留應力為應力源(yuan)的(de)(de)(de)(de)比較多，占80%左右。此(ci)外，若將應力腐(fu)(fu)蝕斷裂按(an)照形態進行劃分(fen)，可以(yi)看出(chu)近半(ban)數的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)晶裂紋是(shi)與(yu)點腐(fu)(fu)蝕相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)。通過(guo)(guo)對日本石(shi)油化學工(gong)業(ye)快速發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)1955-1975年的(de)(de)(de)(de)20年間(jian)石(shi)油化工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕損傷事(shi)故(gu)的(de)(de)(de)(de)調查得知，在所調查的(de)(de)(de)(de)306事(shi)故(gu)當(dang)中，42%是(shi)由(you)應力腐(fu)(fu)蝕斷裂引起的(de)(de)(de)(de)，這其(qi)中的(de)(de)(de)(de)60%又發(fa)生于(yu)奧氏體(ti)系不銹(xiu)鋼。

  包含(han)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)物環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)對于各個(ge)化(hua)(hua)工廠而言都(dou)是(shi)(shi)(shi)一個(ge)問題。氯(lv)(lv)離子(zi)來自于原(yuan)料或(huo)者(zhe)冷(leng)卻(que)(que)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不純物，其中(zhong)由(you)后者(zhe)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)是(shi)(shi)(shi)各個(ge)化(hua)(hua)工廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同問題，為此(ci)通(tong)過(guo)事故(gu)分(fen)析可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)明確(que)問題發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境條(tiao)件(jian)。圖(tu)7.2是(shi)(shi)(shi)西野等(deng)在1970年發(fa)(fa)(fa)(fa)表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該(gai)(gai)圖(tu)針對實(shi)際裝(zhuang)置中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)(xi)(xi)不銹鋼(gang)(gang)熱(re)交換(huan)器以(yi)(yi)(yi)及(ji)冷(leng)卻(que)(que)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)情況，表(biao)示出了(le)相(xiang)(xiang)關過(guo)程(cheng)中(zhong)流體(ti)(ti)介質溫(wen)度(du)(du)與冷(leng)卻(que)(que)水(shui)中(zhong)氯(lv)(lv)離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)(xi)(xi)曲(qu)線，該(gai)(gai)曲(qu)線表(biao)示非焊(han)接部(bu)分(fen)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下限。但是(shi)(shi)(shi)，焊(han)接部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)在低(di)于這個(ge)界(jie)限曲(qu)線時也有可(ke)(ke)能發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。不過(guo)從沒有出現(xian)過(guo)50℃以(yi)(yi)(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)事故(gu)，因此(ci)一般認為低(di)于50℃就不會(hui)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)奧氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。之(zhi)后，在日本化(hua)(hua)學(xue)工學(xue)協會(hui)、腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)預(yu)防協會(hui)以(yi)(yi)(yi)及(ji)不銹鋼(gang)(gang)協會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同分(fen)科會(hui)上，針對當時許多化(hua)(hua)工廠用(yong)來進行水(shui)冷(leng)卻(que)(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺多管(guan)式(shi)熱(re)交換(huan)器，從不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)條(tiao)件(jian)來分(fen)析應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)情況，并(bing)于1979年發(fa)(fa)(fa)(fa)表(biao)了(le)分(fen)析結果。圖(tu)7.3 表(biao)示出了(le)繩索(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最高溫(wen)度(du)(du)或(huo)推(tui)測(ce)管(guan)壁溫(wen)度(du)(du)與冷(leng)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)(xi)(xi)，并(bing)表(biao)明了(le)不同材質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)界(jie)限。可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)看(kan)出，發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩索(suo)最高溫(wen)度(du)(du)下限為：304系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)約(yue)80℃;316系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)還要(yao)高，約(yue)達110℃.此(ci)外(wai)(wai)由(you)于數據比(bi)較少，沒有出現(xian)鐵素體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)、雙相(xiang)(xiang)系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)實(shi)例(li)。不過(guo)如果不采用(yong)最高使用(yong)溫(wen)度(du)(du)而采用(yong)推(tui)測(ce)管(guan)壁溫(wen)度(du)(du)，界(jie)限溫(wen)度(du)(du)就要(yao)比(bi)50℃低(di)得(de)多，304系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)和316系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別(bie)也就消(xiao)失了(le)。另(ling)一方(fang)面，從熱(re)交換(huan)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同安(an)(an)置方(fang)式(shi)（縱(zong)向或(huo)是(shi)(shi)(shi)橫向）以(yi)(yi)(yi)及(ji)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同流通(tong)方(fang)式(shi)（管(guan)內(nei)或(huo)是(shi)(shi)(shi)管(guan)外(wai)(wai)）來考(kao)慮斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)發(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)得(de)出：若熱(re)交換(huan)器管(guan)內(nei)通(tong)涼水(shui)并(bing)橫向安(an)(an)置時，無(wu)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)范(fan)圍(wei)擴大、氣相(xiang)(xiang)等(deng)氯(lv)(lv)離子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)濃(nong)(nong)縮條(tiao)件(jian)良好等(deng)。之(zhi)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調查結果進一步表(biao)明：在304系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)當中(zhong)，晶界(jie)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)比(bi)較多。