隨著奧氏體不銹鋼材料在承壓設備中的廣泛應用，由氯離子引起的應力腐蝕(shi)開裂事故頻繁發生。因應力腐蝕開裂（SCC)引起的斷裂屬于低應力脆性破壞，常在設備沒有任何先兆的情況下造成災難性后果，嚴重威脅著人民的生命和財產安全。受環境、應力以及材料等因素的影響，應力腐蝕機理和過程頗為復雜，應力腐蝕失效具有很大的不確定性，雖然研究人員已對應力腐蝕機理、影響因素以及裂紋擴展等進行了大量研究，但仍有許多問題需要解決。為了進一步加深對奧氏體不銹鋼應力腐蝕失效過程的認識，筆者針對應力腐蝕的幾個關鍵問題展開研究，主要包括：應力腐蝕影響因素、點蝕的形成、裂紋的萌生和擴展、失效概率。弄清這些問題，有助于為防范設備的應力腐蝕失效采取針對性的措施。

 浙江至德鋼(gang)(gang)業有限公司(si)對(dui)應力(li)(li)腐蝕影響因(yin)(yin)素、點(dian)(dian)蝕坑(keng)的(de)產(chan)生及隨機性、裂(lie)紋(wen)的(de)萌(meng)生及擴(kuo)展(zhan)、應力(li)(li)腐蝕失效概率等問題開展(zhan)了(le)研究(jiu)，獲得了(le)介(jie)質壓(ya)力(li)(li)對(dui)力(li)(li)腐蝕的(de)影響規律，提出了(le)點(dian)(dian)蝕萌(meng)生的(de)判據，解釋了(le)多(duo)數裂(lie)紋(wen)萌(meng)生于坑(keng)口(kou)或坑(keng)肩的(de)主要原因(yin)(yin)，列舉了(le)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)設(she)備和管道失效分(fen)析案例(li)。通過筆者的(de)研究(jiu)，能夠促(cu)進(jin)應力(li)(li)腐蝕理論(lun)和風(feng)險分(fen)析理論(lun)的(de)完善和發展(zhan)，對(dui)保障(zhang)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)設(she)備的(de)安全運行具有重要意(yi)義。至德鋼業致力(li)(li)(li)于化(hua)工設備(bei)可(ke)靠性(xing)分析(xi)(xi)研(yan)究(jiu)，近年來(lai)，一(yi)直(zhi)從事該領域(yu)的研(yan)究(jiu)。化(hua)工裝(zhuang)備(bei)多屬于壓力(li)(li)(li)容器(qi)，處于高溫、高壓、腐蝕性(xing)介質中，因設備(bei)失效而(er)引(yin)發的災難性(xing)事故時有發生，為(wei)引(yin)起科(ke)(ke)研(yan)人員(yuan)、企業技(ji)術人員(yuan)的足夠重(zhong)視，筆者將近年來(lai)的最新研(yan)究(jiu)成果與大(da)家(jia)分享，希望(wang)在提高化(hua)工裝(zhuang)備(bei)可(ke)靠性(xing)方面貢獻一(yi)份(fen)力(li)(li)(li)量。本書以設備(bei)可(ke)靠性(xing)分析(xi)(xi)領域(yu)的研(yan)究(jiu)人員(yuan)為(wei)主要讀者，也可(ke)供高校(xiao)相關(guan)專業科(ke)(ke)研(yan)人員(yuan)、化(hua)工企業裝(zhuang)備(bei)工程技(ji)術人員(yuan)參考。

  金(jin)屬腐(fu)(fu)蝕遍及生(sheng)(sheng)產和生(sheng)(sheng)活的(de)各個(ge)領(ling)域，特別(bie)(bie)(bie)是在石油煉制、石油化(hua)工(gong)(gong)、煤(mei)化(hua)工(gong)(gong)、鹽(yan)化(hua)工(gong)(gong)、冶(ye)金(jin)、核能等行業尤為突出。金(jin)屬腐(fu)(fu)蝕不但引(yin)起(qi)(qi)資源浪費、環境(jing)(jing)污染，還(huan)嚴(yan)(yan)重影響設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常運行。特別(bie)(bie)(bie)是壓力容器和管(guan)道等承壓設(she)備(bei)，往往處(chu)于高(gao)溫(wen)、高(gao)壓環境(jing)(jing)，內(nei)部介(jie)質具(ju)有易(yi)燃、易(yi)爆、有毒(du)、強腐(fu)(fu)蝕性等特點，設(she)備(bei)一旦發生(sheng)(sheng)破(po)壞，將引(yin)起(qi)(qi)介(jie)質泄(xie)漏，進而引(yin)起(qi)(qi)中毒(du)、火災或爆炸(zha)等事故，嚴(yan)(yan)重影響人民(min)財(cai)產和生(sheng)(sheng)命(ming)安全。為解(jie)決(jue)各種腐(fu)(fu)蝕問(wen)題，一方面要采(cai)取(qu)防腐(fu)(fu)蝕措施，另(ling)一方面則要使用大量的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性材料。其中，不銹(xiu)(xiu)鋼因具(ju)有良好的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性而被廣泛應用。近年(nian)(nian)來，我國不銹(xiu)(xiu)鋼消費量不斷提高(gao)，2014年(nian)(nian)國內(nei)不銹(xiu)(xiu)鋼表觀消費量達(da)到1606萬噸(dun),據中國特鋼企業協會(hui)統計(ji)，2019年(nian)(nian)中國不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)產量和表觀消費量分別(bie)(bie)(bie)達(da)到2940萬噸(dun)、2405萬噸(dun)。

  在(zai)(zai)各類不(bu)銹(xiu)鋼材料中(zhong)，由于奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)全面(mian)的、良(liang)好(hao)的綜合(he)性能，其使用(yong)量約占(zhan)整個(ge)不(bu)銹(xiu)鋼產量的65%~70%。然而，奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的耐腐(fu)(fu)蝕性是相對(dui)的，例如，奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼對(dui)氯離子具有(you)高度的敏感性，一定條件下，微量氯離子就能夠(gou)引起應力腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂。據統(tong)計(ji)，應力腐(fu)(fu)蝕失效(xiao)在(zai)(zai)不(bu)銹(xiu)鋼承壓設備(bei)各種腐(fu)(fu)蝕失效(xiao)模式(shi)中(zhong)所占(zhan)比(bi)例達(da)到(dao)了55%。

  奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)普遍性(xing)(xing)，一(yi)(yi)方(fang)面(mian)源于(yu)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼材(cai)料使用的(de)(de)(de)日(ri)益廣(guang)泛，另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)源于(yu)氯(lv)(lv)離子的(de)(de)(de)廣(guang)泛存在(zai)。工業用水(shui)、保溫材(cai)料、催化劑(ji)等都(dou)是(shi)氯(lv)(lv)離子的(de)(de)(de)來源，雖然有(you)時這(zhe)些環境(jing)中(zhong)氯(lv)(lv)離子濃度非常(chang)(chang)小(xiao)，但微(wei)量(liang)的(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離子常(chang)(chang)會(hui)在(zai)某(mou)個(ge)部(bu)位富(fu)集。因此，即使在(zai)嚴格的(de)(de)(de)預防措施下，奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼在(zai)氯(lv)(lv)離子環境(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)失效事(shi)故(gu)仍(reng)然頻繁發(fa)生(sheng)(sheng)。應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷裂(lie)屬于(yu)低應力(li)脆(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)，裂(lie)紋具有(you)很(hen)大(da)的(de)(de)(de)隱蔽性(xing)(xing)。應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂(lie)通常(chang)(chang)集中(zhong)于(yu)尿素(su)合成(cheng)塔襯里背面(mian)、廢熱鍋爐(lu)的(de)(de)(de)爐(lu)管(guan)、蒸汽(qi)(qi)(qi)分配器(qi)、冷凝水(shui)收集器(qi)、蒸汽(qi)(qi)(qi)發(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)、乙烯裝置稀(xi)釋蒸汽(qi)(qi)(qi)發(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)等設備，由于(yu)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)失效造成(cheng)的(de)(de)(de)后果小(xiao)則(ze)停產(chan)維修或設備報廢，大(da)則(ze)引起泄漏、爆炸(zha)等嚴重事(shi)故(gu)。在(zai)API 581 中(zhong)，氯(lv)(lv)化物應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂(lie)最高敏(min)感(gan)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)嚴重性(xing)(xing)指數(shu)居各類應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)指數(shu)之首。

  應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)是個復雜的(de)(de)(de)過(guo)程，影響因(yin)素眾多，裂紋一旦形成則難(nan)以控制(zhi)，設備的(de)(de)(de)安全運行得(de)不(bu)(bu)到(dao)保障，嚴重威脅(xie)企業(ye)的(de)(de)(de)正常生(sheng)產。雖然人們(men)已(yi)對奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)做了(le)大(da)量研究(jiu)(jiu)，但(dan)是對應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)機理以及過(guo)程的(de)(de)(de)認(ren)識還不(bu)(bu)夠充分，對影響因(yin)素考慮(lv)還不(bu)(bu)周全，從而(er)導致應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效分析(xi)具有(you)很大(da)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)確(que)定(ding)性。同(tong)時(shi)，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效概率分析(xi)是風(feng)險(xian)(xian)(xian)評估(gu)(gu)的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)組成部分。2009年頒(ban)布(bu)的(de)(de)(de) TSGD0001-2009《壓(ya)力(li)(li)(li)管道安全技術(shu)監察(cha)規(gui)(gui)程－工(gong)業(ye)管道》首次(ci)規(gui)(gui)定(ding)在定(ding)期檢驗中(zhong)可(ke)以按照基于風(feng)險(xian)(xian)(xian)檢驗（RBI)的(de)(de)(de)結果確(que)定(ding)檢驗周期。2009年頒(ban)布(bu)的(de)(de)(de)TSG 21-2016《固定(ding)式(shi)壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)安全技術(shu)監察(cha)規(gui)(gui)程》要(yao)(yao)求第II類(lei)壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)或者用(yong)戶(hu)要(yao)(yao)求的(de)(de)(de)其(qi)(qi)他(ta)壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)設計(ji)時(shi)，應(ying)(ying)(ying)出具包括主要(yao)(yao)失(shi)(shi)(shi)效模式(shi)和(he)風(feng)險(xian)(xian)(xian)控制(zhi)等內(nei)容(rong)的(de)(de)(de)風(feng)險(xian)(xian)(xian)評估(gu)(gu)報告。TSG D7003-2010《壓(ya)力(li)(li)(li)管道定(ding)期檢驗規(gui)(gui)則－長輸（油氣）管道》附件中(zhong)推薦了(le)4種風(feng)險(xian)(xian)(xian)評估(gu)(gu)方法(fa)。GB 150-2011《壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)》對風(feng)險(xian)(xian)(xian)評估(gu)(gu)做了(le)原則性規(gui)(gui)定(ding)。我國(guo)(guo)已(yi)將風(feng)險(xian)(xian)(xian)評估(gu)(gu)納入承壓(ya)設備的(de)(de)(de)法(fa)規(gui)(gui)標準，但(dan)國(guo)(guo)內(nei)風(feng)險(xian)(xian)(xian)評估(gu)(gu)研究(jiu)(jiu)和(he)實踐剛剛起步，有(you)許(xu)多需要(yao)(yao)研究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)問題。應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效作為奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)材料的(de)(de)(de)一種重要(yao)(yao)失(shi)(shi)(shi)效模式(shi)，研究(jiu)(jiu)其(qi)(qi)失(shi)(shi)(shi)效概率可(ke)促進我國(guo)(guo)風(feng)險(xian)(xian)(xian)評估(gu)(gu)技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展。