一、現象(xiang)


   在應力與介質共同作用下而引起的一種局部斷裂,常見的穿晶型應力腐蝕示意圖見圖8.16。實際遇到的不銹鋼管(guan)使用過程中出現的穿晶應力腐蝕宏觀和微觀形貌見圖8.17。應力為不銹鋼管本身的殘余應力,實測為100~150MPa,介質為含有Cl-的水。


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二、原因


  不銹鋼產生(sheng)應(ying)力腐蝕必(bi)須同(tong)時滿(man)足三個條件(見圖8.18),即材料因素(su)(su)(敏感的(de)合金),環境因素(su)(su)(特定(ding)的(de)介(jie)質(zhi))和(he)力學因素(su)(su)(靜的(de)拉伸應(ying)力)等三要(yao)素(su)(su)。


   ①. 敏感的(de)合金(材料因素)-系指具有一(yi)定化學成分和組(zu)織結構的(de)不銹(xiu)鋼,在一(yi)些介(jie)質中對應力腐蝕敏感。但并不是任何(he)一(yi)種不銹(xiu)鋼、在任何(he)條件下均產生(sheng)應力腐蝕斷(duan)裂。


   ②. 特(te)定的介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(環境因(yin)素(su))-對某一敏(min)感合(he)金(jin)而言,必(bi)須有一種或(huo)一些(xie)特(te)定的腐(fu)蝕介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)與它(ta)相(xiang)匹(pi)配,才能產(chan)生應(ying)力(li)腐(fu)蝕。目前,既沒有對任(ren)何介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)都敏(min)感的不銹鋼,也沒有能引(yin)起任(ren)何不銹鋼均產(chan)生應(ying)力(li)腐(fu)蝕斷裂的介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)。對于(yu)18-8型鉻鎳(nie)奧氏體不銹鋼而言,能引(yin)起應(ying)力(li)腐(fu)蝕的常(chang)見特(te)定介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)有氯化(hua)物(wu)、氫氧化(hua)物(wu)和連多(duo)硫酸(suan) 等(deng)。


   ③. 靜的拉(la)伸(shen)應力(力學因素)-如果不(bu)存在靜的拉(la)伸(shen)應力,即使有敏感的合(he)(he)金(jin)與(yu)特定的介質(zhi)的配合(he)(he),應力腐(fu)蝕同樣不(bu)會發生(sheng)。


  三個條件(jian)共同(tong)作用導(dao)致不銹鋼產生(sheng)應力腐蝕斷(duan)裂,國(guo)內外這方面的重大事故很多,此處無法一一列舉。


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三、防止措施


設法去除應力腐蝕三個必要條件中的一個因素,便可防止不銹(xiu)鋼應力腐蝕的出現。


   ①. 在不銹鋼管(guan)的生產、設備加工和使用過程中,降低和消除不銹鋼管的殘余應力或造成壓應力。例如,采用在不銹鋼表面進行噴丸處理可取得明顯效果(見圖8.19)。但此種處理不適用于易產生點腐蝕的條件。因為穿過壓應力層的點蝕底部則處于高拉應力區,反而會使應力腐蝕過程加速。


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  ②. 降低介(jie)質(zhi)溫度(du)和水(shui)介(jie)質(zhi)中的(de)(de)(de)Cl-濃(nong)(nong)度(du),防止Cl-蒸發濃(nong)(nong)縮和在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管表面富集(ji)的(de)(de)(de)條件;鉻鎳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)制鍋爐和容(rong)器等需進行水(shui)壓試驗(yan)的(de)(de)(de)設備(bei),建議用去離子(zi)水(shui),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管制設備(bei)和構件在放置或運(yun)輸過程(cheng)中,特別是在海(hai)洋性大氣和高Cl-濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)濕(shi)態環(huan)境中,要妥善加以防護。


  ③. 選(xuan)擇耐應(ying)(ying)力腐蝕(shi)材料,在(zai)含(han)Cl-的(de)大氣(qi)和(he)水介質中,為了耐應(ying)(ying)力腐蝕(shi),在(zai)實際應(ying)(ying)用中,各種(zhong)現代鐵素體不銹鋼管和(he)各種(zhong)現代雙相不銹鋼管均可優先選(xuan)用。



  表(biao)8.2 采用Cr-Ni奧(ao)氏體(ti)不銹鋼加工或焊(han)后(hou)消除應力熱處理方法的(de)參考規范


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     注(zhu):A-完全(quan)退火,1065~1120℃緩(huan)冷(leng)(leng);B-退火,850~1120℃緩(huan)冷(leng)(leng);C-固(gu)溶處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li),1065~1120℃水冷(leng)(leng)或急冷(leng)(leng);D-消除應(ying)力熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li),850~900℃空冷(leng)(leng)或急冷(leng)(leng);E-穩定(ding)化處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li),850~900℃空冷(leng)(leng);F-尺寸穩定(ding)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li),500~600℃緩(huan)冷(leng)(leng)。(a)建議(yi)選用最適于進(jin)(jin)行(xing)(xing)焊后或加(jia)工(gong)后熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)的含(han)Ti、Nb的鋼種(zhong)或超(chao)低C不銹鋼;(b)多數部件不必進(jin)(jin)行(xing)(xing)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li),但在加(jia)工(gong)過程中,不銹鋼受敏化的條件下(xia)(xia),必須進(jin)(jin)行(xing)(xing)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)時,才進(jin)(jin)行(xing)(xing)此種(zhong)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li);(c)在加(jia)工(gong)完后,在進(jin)(jin)行(xing)(xing)C規(gui)范(fan)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)的前提(ti)下(xia)(xia),也(ye)能(neng)夠用A、B或D規(gui)范(fan)進(jin)(jin)行(xing)(xing)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)。




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