一、現象


   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)須同時(shi)滿(man)足三個條(tiao)件(jian)(見圖8.18),即材料因素(敏(min)感的(de)合金),環境因素(特定的(de)介質)和(he)力學因素(靜的(de)拉伸應(ying)力)等三要素。


   ①. 敏(min)感(gan)(gan)的(de)合金(材料(liao)因素)-系指具有一定化學成分和組(zu)織結構的(de)不銹鋼,在一些(xie)介質(zhi)中(zhong)對應力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)(gan)。但并不是任(ren)何一種不銹鋼、在任(ren)何條(tiao)件下(xia)均(jun)產生應力(li)腐(fu)蝕斷裂。


   ②. 特(te)定(ding)的(de)介(jie)質(環(huan)境因素)-對某(mou)一敏感(gan)合金而(er)言,必(bi)須(xu)有(you)一種或一些特(te)定(ding)的(de)腐蝕介(jie)質與(yu)它(ta)相匹(pi)配,才能(neng)(neng)產生應力(li)腐蝕。目前,既沒有(you)對任何(he)介(jie)質都敏感(gan)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),也沒有(you)能(neng)(neng)引(yin)起(qi)任何(he)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)均產生應力(li)腐蝕斷(duan)裂的(de)介(jie)質。對于18-8型鉻(ge)鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)而(er)言,能(neng)(neng)引(yin)起(qi)應力(li)腐蝕的(de)常(chang)見特(te)定(ding)介(jie)質有(you)氯(lv)化(hua)物(wu)、氫氧(yang)化(hua)物(wu)和連(lian)多硫酸 等(deng)。


   ③. 靜的拉(la)伸應力(li)(li)(力(li)(li)學(xue)因素)-如果不(bu)存在靜的拉(la)伸應力(li)(li),即使有敏感的合金與特定的介質的配合,應力(li)(li)腐蝕(shi)同樣不(bu)會發(fa)生。


  三個條件共(gong)同作用導(dao)致不銹鋼產生應力腐蝕斷裂(lie),國內(nei)外這方面的重(zhong)大事故(gu)很多(duo),此處無法一一列(lie)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,便可防止不銹鋼應力腐蝕的出現。


   ①. 在不銹鋼的生產、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)質溫(wen)度(du)(du)和(he)(he)水介(jie)質中(zhong)的Cl-濃(nong)度(du)(du),防(fang)止Cl-蒸(zheng)發濃(nong)縮和(he)(he)在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管表面富(fu)集的條件;鉻鎳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)制鍋(guo)爐和(he)(he)容器(qi)等需進行(xing)水壓試驗的設備,建(jian)議用去離子水,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管制設備和(he)(he)構(gou)件在(zai)放置(zhi)或運輸(shu)過(guo)程中(zhong),特別是在(zai)海洋性大(da)氣和(he)(he)高(gao)Cl-濃(nong)度(du)(du)的濕(shi)態(tai)環境中(zhong),要妥善加以防(fang)護。


  ③. 選(xuan)擇耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi)材料,在(zai)含Cl-的大氣(qi)和水介質(zhi)中,為了耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi),在(zai)實際(ji)應(ying)用中,各(ge)種(zhong)現代(dai)鐵素體不銹(xiu)鋼管和各(ge)種(zhong)現代(dai)雙相不銹(xiu)鋼管均(jun)可優先選(xuan)用。



  表8.2 采(cai)用Cr-Ni奧氏體不銹鋼加工或焊(han)后消除(chu)應力熱處理方法的參考規范


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     注(zhu):A-完(wan)全退(tui)火,1065~1120℃緩冷(leng);B-退(tui)火,850~1120℃緩冷(leng);C-固溶處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li),1065~1120℃水(shui)冷(leng)或(huo)急冷(leng);D-消除應(ying)力(li)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li),850~900℃空冷(leng)或(huo)急冷(leng);E-穩定(ding)化處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li),850~900℃空冷(leng);F-尺寸穩定(ding)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li),500~600℃緩冷(leng)。(a)建議(yi)選用最適于進(jin)(jin)(jin)行(xing)焊后或(huo)加工后熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)含Ti、Nb的(de)(de)鋼種或(huo)超低C不(bu)銹鋼;(b)多數部件(jian)不(bu)必(bi)進(jin)(jin)(jin)行(xing)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li),但在加工過程中,不(bu)銹鋼受敏(min)化的(de)(de)條件(jian)下(xia),必(bi)須(xu)進(jin)(jin)(jin)行(xing)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)時,才(cai)進(jin)(jin)(jin)行(xing)此(ci)種處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li);(c)在加工完(wan)后,在進(jin)(jin)(jin)行(xing)C規范處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)前提下(xia),也能夠用A、B或(huo)D規范進(jin)(jin)(jin)行(xing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)。




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