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開(kai)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(gang)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(jiang)至德鋼業有限(xian)公司對(dui)應(ying)力腐蝕影響因素(su)、點蝕坑的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)及(ji)(ji)隨(sui)機性(xing)、裂紋的(de)(de)(de)(de)萌生(sheng)(sheng)及(ji)(ji)擴展(zhan)、應(ying)力腐蝕失效概率等問題開展(zhan)了(le)(le)研究，獲(huo)得了(le)(le)介質壓(ya)力對(dui)力腐蝕的(de)(de)(de)(de)影響規律，提出了(le)(le)點蝕萌生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)判據，解釋了(le)(le)多數裂紋萌生(sheng)(sheng)于(yu)坑口或坑肩的(de)(de)(de)(de)主要原因，列舉了(le)(le)不(bu)銹鋼設(she)(she)備和(he)(he)管道(dao)失效分(fen)析(xi)案(an)例。通過筆者的(de)(de)(de)(de)研究，能夠促進應(ying)力腐蝕理論和(he)(he)風險(xian)分(fen)析(xi)理論的(de)(de)(de)(de)完善和(he)(he)發展(zhan)，對(dui)保(bao)障奧氏(shi)體不(bu)銹鋼設(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)安全(quan)運行具有重要意(yi)義。至德鋼業(ye)致力于(yu)化(hua)(hua)工設備(bei)(bei)(bei)(bei)可靠(kao)(kao)性分(fen)(fen)析研(yan)究，近(jin)(jin)年來(lai)，一(yi)直從事該領域的研(yan)究。化(hua)(hua)工裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)多屬于(yu)壓(ya)力容器(qi)，處(chu)于(yu)高溫、高壓(ya)、腐蝕性介質中，因設備(bei)(bei)(bei)(bei)失效而(er)引發(fa)的災難(nan)性事故時有發(fa)生，為引起科研(yan)人(ren)員(yuan)(yuan)、企業(ye)技術人(ren)員(yuan)(yuan)的足夠重視(shi)，筆者(zhe)將近(jin)(jin)年來(lai)的最新研(yan)究成果與(yu)大(da)家分(fen)(fen)享，希(xi)望(wang)在(zai)提高化(hua)(hua)工裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)可靠(kao)(kao)性方(fang)面貢獻一(yi)份力量。本書以設備(bei)(bei)(bei)(bei)可靠(kao)(kao)性分(fen)(fen)析領域的研(yan)究人(ren)員(yuan)(yuan)為主要讀者(zhe)，也可供高校相(xiang)關(guan)專(zhuan)業(ye)科研(yan)人(ren)員(yuan)(yuan)、化(hua)(hua)工企業(ye)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)工程技術人(ren)員(yuan)(yuan)參考。

  金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)遍及生產(chan)(chan)和(he)生活的(de)(de)各個領域，特別是在石(shi)油(you)煉制、石(shi)油(you)化工(gong)(gong)、煤(mei)化工(gong)(gong)、鹽化工(gong)(gong)、冶金、核能(neng)等(deng)(deng)行(xing)業(ye)尤為突(tu)出。金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)但引(yin)起資源浪費、環(huan)(huan)境(jing)污染(ran)，還嚴重影響(xiang)設備的(de)(de)正常(chang)運行(xing)。特別是壓力容器(qi)和(he)管道等(deng)(deng)承(cheng)壓設備，往(wang)往(wang)處(chu)于高(gao)溫、高(gao)壓環(huan)(huan)境(jing)，內部介(jie)質具有易燃、易爆、有毒、強腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性等(deng)(deng)特點，設備一旦(dan)發生破壞，將(jiang)引(yin)起介(jie)質泄漏，進而引(yin)起中毒、火(huo)災或爆炸等(deng)(deng)事(shi)故，嚴重影響(xiang)人民財產(chan)(chan)和(he)生命安全(quan)。為解決(jue)各種(zhong)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)問題，一方(fang)面(mian)(mian)要(yao)采取防腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)措施，另一方(fang)面(mian)(mian)則要(yao)使(shi)用大量的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性材料。其中，不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)因(yin)具有良好的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性而被廣泛應用。近年來，我國(guo)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)消(xiao)費量不(bu)(bu)斷提高(gao)，2014年國(guo)內不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表觀(guan)消(xiao)費量達到1606萬噸(dun)(dun),據中國(guo)特鋼(gang)企業(ye)協會統計，2019年中國(guo)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)產(chan)(chan)量和(he)表觀(guan)消(xiao)費量分別達到2940萬噸(dun)(dun)、2405萬噸(dun)(dun)。

  在各類不(bu)銹鋼材料(liao)中，由(you)于奧氏(shi)體不(bu)銹鋼具(ju)有全面(mian)的(de)(de)(de)、良好的(de)(de)(de)綜合性能，其使用量約(yue)占整個不(bu)銹鋼產量的(de)(de)(de)65%~70%。然而，奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性是相(xiang)對的(de)(de)(de)，例如，奧氏(shi)體不(bu)銹鋼對氯(lv)離(li)子(zi)(zi)具(ju)有高度的(de)(de)(de)敏感性，一定條件下，微量氯(lv)離(li)子(zi)(zi)就能夠引起應力(li)腐蝕(shi)開裂。據統計，應力(li)腐蝕(shi)失效在不(bu)銹鋼承(cheng)壓(ya)設備(bei)各種腐蝕(shi)失效模式中所占比(bi)例達到(dao)了(le)55%。

  奧氏(shi)體(ti)不銹鋼應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)普遍(bian)性(xing)(xing)，一(yi)方面(mian)源(yuan)于(yu)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼材(cai)料使用的(de)(de)(de)日益廣泛(fan)，另一(yi)方面(mian)源(yuan)于(yu)氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)廣泛(fan)存在(zai)。工(gong)業(ye)用水(shui)(shui)、保溫(wen)材(cai)料、催化(hua)劑等都(dou)是氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)來源(yuan)，雖然有時這些(xie)環(huan)境(jing)中(zhong)氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子濃度非常小，但微量的(de)(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子常會在(zai)某個部(bu)位富(fu)集。因此，即使在(zai)嚴(yan)格的(de)(de)(de)預防措施(shi)下(xia)，奧氏(shi)體(ti)不銹鋼在(zai)氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)失效事(shi)故(gu)仍然頻(pin)繁發生(sheng)。應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)斷裂屬于(yu)低應(ying)(ying)力脆性(xing)(xing)斷裂，裂紋具有很大的(de)(de)(de)隱蔽性(xing)(xing)。應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)開裂通常集中(zhong)于(yu)尿素合成塔襯(chen)里(li)背面(mian)、廢熱鍋爐(lu)的(de)(de)(de)爐(lu)管、蒸(zheng)汽(qi)(qi)分配(pei)器、冷凝水(shui)(shui)收集器、蒸(zheng)汽(qi)(qi)發生(sheng)器、乙烯(xi)裝置稀釋蒸(zheng)汽(qi)(qi)發生(sheng)器等設備，由于(yu)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)失效造成的(de)(de)(de)后果小則停產維(wei)修(xiu)或(huo)設備報廢，大則引起泄漏、爆炸等嚴(yan)重事(shi)故(gu)。在(zai)API 581 中(zhong)，氯(lv)(lv)(lv)化(hua)物應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)開裂最高敏(min)感性(xing)(xing)的(de)(de)(de)嚴(yan)重性(xing)(xing)指數居各類(lei)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)敏(min)感性(xing)(xing)指數之首(shou)。

  應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)個復雜(za)的(de)(de)過程，影響因素(su)眾多，裂紋一旦形成(cheng)則難以控(kong)制(zhi)，設備(bei)的(de)(de)安全(quan)運行得(de)不(bu)(bu)到保障，嚴重威(wei)脅企業的(de)(de)正常(chang)生產。雖然人們已對(dui)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)做了(le)大(da)量研究(jiu)，但是(shi)對(dui)應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)機理以及過程的(de)(de)認(ren)識還不(bu)(bu)夠充分(fen)，對(dui)影響因素(su)考慮還不(bu)(bu)周(zhou)(zhou)全(quan)，從而導致應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)(shi)效(xiao)分(fen)析具有(you)很大(da)的(de)(de)不(bu)(bu)確定(ding)(ding)性。同時，應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)(shi)效(xiao)概率(lv)(lv)分(fen)析是(shi)風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估(gu)的(de)(de)重要(yao)(yao)組成(cheng)部分(fen)。2009年(nian)頒(ban)布的(de)(de) TSGD0001-2009《壓力(li)(li)(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道安全(quan)技(ji)(ji)術監察規(gui)(gui)程－工(gong)業管(guan)(guan)(guan)道》首次規(gui)(gui)定(ding)(ding)在定(ding)(ding)期(qi)檢(jian)驗(yan)中可以按照基于風(feng)(feng)險檢(jian)驗(yan)（RBI)的(de)(de)結果確定(ding)(ding)檢(jian)驗(yan)周(zhou)(zhou)期(qi)。2009年(nian)頒(ban)布的(de)(de)TSG 21-2016《固定(ding)(ding)式(shi)(shi)壓力(li)(li)(li)(li)容(rong)器安全(quan)技(ji)(ji)術監察規(gui)(gui)程》要(yao)(yao)求(qiu)第II類壓力(li)(li)(li)(li)容(rong)器或者(zhe)用(yong)戶要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)其他壓力(li)(li)(li)(li)容(rong)器設計(ji)時，應(ying)出(chu)具包括主要(yao)(yao)失(shi)(shi)效(xiao)模(mo)式(shi)(shi)和風(feng)(feng)險控(kong)制(zhi)等內容(rong)的(de)(de)風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估(gu)報(bao)告。TSG D7003-2010《壓力(li)(li)(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道定(ding)(ding)期(qi)檢(jian)驗(yan)規(gui)(gui)則－長輸（油氣）管(guan)(guan)(guan)道》附件中推薦了(le)4種風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估(gu)方法。GB 150-2011《壓力(li)(li)(li)(li)容(rong)器》對(dui)風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估(gu)做了(le)原則性規(gui)(gui)定(ding)(ding)。我國(guo)已將風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估(gu)納入承壓設備(bei)的(de)(de)法規(gui)(gui)標準(zhun)，但國(guo)內風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估(gu)研究(jiu)和實踐剛剛起(qi)步(bu)，有(you)許(xu)多需(xu)要(yao)(yao)研究(jiu)的(de)(de)問題。應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)(shi)效(xiao)作為奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼材料的(de)(de)一種重要(yao)(yao)失(shi)(shi)效(xiao)模(mo)式(shi)(shi)，研究(jiu)其失(shi)(shi)效(xiao)概率(lv)(lv)可促(cu)進(jin)我國(guo)風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估(gu)技(ji)(ji)術的(de)(de)發展(zhan)。