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(bu)銹(xiu)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)鋼的應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂事故在(zai)20世紀30年(nian)代(dai)就已經在(zai)國(guo)外有所發現。在(zai)日本(ben)，1955年(nian)以(yi)后全面腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和晶間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事故相(xiang)對(dui)減少，但隨著石油化(hua)學工業等的發展(zhan)，由(you)應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)引(yin)起的斷(duan)(duan)裂事故不斷(duan)(duan)增多。不銹(xiu)鋼廠商對(dui)1958年(nian)到1967年(nian)十年(nian)間(jian)發生的不銹(xiu)鋼腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事例(li)進行了調查，圖7.1 示出了不同腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形(xing)態事故發生件(jian)數統計。發現從20世紀60年(nian)代(dai)后半期開始(shi)(shi)，應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂的比率升為(wei)最高，1967年(nian)達(da)到40%。另外根據其他調查數據的研究結果得知，從1965年(nian)開始(shi)(shi)的5年(nian)時(shi)間(jian)內，在(zai)所調查的186起奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼濕腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事故中(zhong)，應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂占(zhan)到61%。

  根(gen)據腐(fu)(fu)蝕(shi)環境進(jin)行(xing)分(fen)類，可(ke)(ke)得出(chu)如果表7.1所(suo)示的(de)(de)結果。如果將裝置的(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)介(jie)質(zhi)以(yi)及加熱冷卻(que)介(jie)質(zhi)、保溫劑等(deng)與過(guo)程(cheng)相(xiang)反側的(de)(de)介(jie)質(zhi)分(fen)開，后者占了半數以(yi)上，單純與水相(xiang)關的(de)(de)事故(gu)比較多。還有，以(yi)殘留(liu)應(ying)力(li)(li)為(wei)應(ying)力(li)(li)源的(de)(de)比較多，占80%左右。此外，若將應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂(lie)(lie)按照形態進(jin)行(xing)劃(hua)分(fen)，可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)近半數的(de)(de)穿晶(jing)裂(lie)(lie)紋是與點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)相(xiang)關的(de)(de)。通(tong)過(guo)對日本石油(you)(you)化(hua)學工(gong)業(ye)快(kuai)速發(fa)展的(de)(de)1955-1975年(nian)(nian)的(de)(de)20年(nian)(nian)間石油(you)(you)化(hua)工(gong)廠的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)損傷事故(gu)的(de)(de)調查(cha)得知，在所(suo)調查(cha)的(de)(de)306事故(gu)當(dang)中(zhong)，42%是由應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂(lie)(lie)引起的(de)(de)，這其(qi)中(zhong)的(de)(de)60%又發(fa)生于奧氏體系(xi)不銹鋼(gang)。

  包含氯(lv)(lv)化(hua)物環境(jing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)對于(yu)(yu)各個化(hua)工廠而言都是(shi)一(yi)個問題。氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)來自(zi)于(yu)(yu)原料或(huo)(huo)者(zhe)冷(leng)卻水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)純物，其中(zhong)(zhong)由后(hou)(hou)者(zhe)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)是(shi)各個化(hua)工廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)同(tong)問題，為(wei)此(ci)通(tong)(tong)過(guo)事故(gu)(gu)分析可(ke)以(yi)明確問題發(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)條(tiao)件(jian)(jian)。圖(tu)7.2是(shi)西野(ye)等(deng)在1970年發(fa)表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該圖(tu)針(zhen)對實際(ji)裝置(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)熱(re)交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)以(yi)及(ji)(ji)冷(leng)卻管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)情況(kuang)，表(biao)(biao)示出(chu)(chu)了(le)相(xiang)關(guan)(guan)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)流體介質溫(wen)(wen)度(du)與冷(leng)卻水(shui)中(zhong)(zhong)氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系曲(qu)線，該曲(qu)線表(biao)(biao)示非焊接(jie)部(bu)分發(fa)生應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)(xia)限(xian)。但是(shi)，焊接(jie)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)濃(nong)(nong)度(du)在低于(yu)(yu)這個界限(xian)曲(qu)線時也(ye)有可(ke)能發(fa)生斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)。不(bu)(bu)過(guo)從(cong)(cong)沒有出(chu)(chu)現過(guo)50℃以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)事故(gu)(gu)，因(yin)此(ci)一(yi)般認(ren)為(wei)低于(yu)(yu)50℃就(jiu)(jiu)不(bu)(bu)會(hui)發(fa)生奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)。之后(hou)(hou)，在日本化(hua)學工學協會(hui)、腐(fu)蝕預(yu)防(fang)協會(hui)以(yi)及(ji)(ji)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)協會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)同(tong)分科會(hui)上，針(zhen)對當時許多化(hua)工廠用(yong)來進行水(shui)冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺多管(guan)式熱(re)交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)，從(cong)(cong)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)條(tiao)件(jian)(jian)來分析應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)生情況(kuang)，并于(yu)(yu)1979年發(fa)表(biao)(biao)了(le)分析結果(guo)。圖(tu)7.3 表(biao)(biao)示出(chu)(chu)了(le)繩索的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)高溫(wen)(wen)度(du)或(huo)(huo)推(tui)測(ce)管(guan)壁溫(wen)(wen)度(du)與冷(leng)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系，并表(biao)(biao)明了(le)不(bu)(bu)同(tong)材質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)生界限(xian)。可(ke)以(yi)看出(chu)(chu)，發(fa)生應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩索最(zui)(zui)高溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)限(xian)為(wei)：304系鋼(gang)(gang)(gang)(gang)約(yue)80℃;316系鋼(gang)(gang)(gang)(gang)還要高，約(yue)達(da)110℃.此(ci)外由于(yu)(yu)數據比(bi)較少，沒有出(chu)(chu)現鐵素體系、雙相(xiang)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)實例。不(bu)(bu)過(guo)如(ru)果(guo)不(bu)(bu)采用(yong)最(zui)(zui)高使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)而采用(yong)推(tui)測(ce)管(guan)壁溫(wen)(wen)度(du)，界限(xian)溫(wen)(wen)度(du)就(jiu)(jiu)要比(bi)50℃低得(de)多，304系鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和316系鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別也(ye)就(jiu)(jiu)消失了(le)。另一(yi)方面，從(cong)(cong)熱(re)交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)安(an)置(zhi)(zhi)方式（縱向(xiang)或(huo)(huo)是(shi)橫向(xiang)）以(yi)及(ji)(ji)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)流通(tong)(tong)方式（管(guan)內或(huo)(huo)是(shi)管(guan)外）來考慮斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)，可(ke)以(yi)得(de)出(chu)(chu)：若熱(re)交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)管(guan)內通(tong)(tong)涼水(shui)并橫向(xiang)安(an)置(zhi)(zhi)時，無斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)范圍擴大、氣相(xiang)等(deng)氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無濃(nong)(nong)縮條(tiao)件(jian)(jian)良好等(deng)。之后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調查(cha)結果(guo)進一(yi)步(bu)表(biao)(biao)明：在304系鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)當中(zhong)(zhong)，晶界斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)比(bi)較多。