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(ying)力腐蝕開裂事故頻繁發生。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(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。

 浙江至德鋼(gang)業有限公司對應力腐蝕(shi)(shi)(shi)影(ying)響因素、點蝕(shi)(shi)(shi)坑的(de)(de)產生(sheng)及(ji)隨機性、裂(lie)紋的(de)(de)萌生(sheng)及(ji)擴展、應力腐蝕(shi)(shi)(shi)失效(xiao)概率等問題開展了(le)研(yan)究，獲(huo)得了(le)介質(zhi)壓力對力腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)影(ying)響規律，提出了(le)點蝕(shi)(shi)(shi)萌生(sheng)的(de)(de)判據，解釋(shi)了(le)多數裂(lie)紋萌生(sheng)于(yu)坑口或坑肩的(de)(de)主(zhu)要(yao)原因，列(lie)舉了(le)不銹鋼(gang)設(she)(she)備和管道失效(xiao)分(fen)析(xi)案例。通(tong)過筆(bi)者的(de)(de)研(yan)究，能(neng)夠促進應力腐蝕(shi)(shi)(shi)理論(lun)和風(feng)險(xian)分(fen)析(xi)理論(lun)的(de)(de)完善(shan)和發展，對保障(zhang)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)設(she)(she)備的(de)(de)安全運行具有重(zhong)要(yao)意(yi)義。至德鋼(gang)業致力(li)于化(hua)工(gong)(gong)設(she)備可靠性分(fen)析(xi)研究，近年(nian)來(lai)(lai)，一直從事(shi)該領域(yu)的(de)研究。化(hua)工(gong)(gong)裝(zhuang)備多屬于壓力(li)容器，處(chu)于高溫、高壓、腐(fu)蝕性介質中，因設(she)備失效而引發的(de)災難性事(shi)故時有(you)發生，為(wei)引起科(ke)研人員(yuan)、企業技術(shu)人員(yuan)的(de)足(zu)夠(gou)重(zhong)視，筆者將近年(nian)來(lai)(lai)的(de)最新研究成果與(yu)大家(jia)分(fen)享，希(xi)望(wang)在提高化(hua)工(gong)(gong)裝(zhuang)備可靠性方面(mian)貢獻一份力(li)量。本書以(yi)設(she)備可靠性分(fen)析(xi)領域(yu)的(de)研究人員(yuan)為(wei)主要讀者，也可供高校相關專業科(ke)研人員(yuan)、化(hua)工(gong)(gong)企業裝(zhuang)備工(gong)(gong)程技術(shu)人員(yuan)參考(kao)。

  金屬(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)遍(bian)及生產和(he)生活的(de)各個領域(yu)，特別是在石(shi)油(you)煉制、石(shi)油(you)化(hua)工(gong)、煤化(hua)工(gong)、鹽化(hua)工(gong)、冶金、核(he)能等(deng)行業(ye)尤為突出。金屬(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)不(bu)(bu)但(dan)引(yin)起資源浪費、環境(jing)污染，還嚴(yan)重影響(xiang)設(she)備(bei)的(de)正常運行。特別是壓(ya)力容器和(he)管道等(deng)承壓(ya)設(she)備(bei)，往往處于高溫、高壓(ya)環境(jing)，內(nei)部介質具有(you)易燃、易爆、有(you)毒、強腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)等(deng)特點，設(she)備(bei)一(yi)旦發(fa)生破壞，將(jiang)引(yin)起介質泄漏，進而引(yin)起中毒、火災或(huo)爆炸等(deng)事故，嚴(yan)重影響(xiang)人民(min)財產和(he)生命安全。為解決各種(zhong)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)問題(ti)，一(yi)方(fang)面(mian)要(yao)采取防(fang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)措施(shi)，另一(yi)方(fang)面(mian)則要(yao)使用(yong)大量(liang)(liang)的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)材料。其中，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)因具有(you)良好的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)而被廣泛應(ying)用(yong)。近年(nian)(nian)來，我國不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)消(xiao)費量(liang)(liang)不(bu)(bu)斷提高，2014年(nian)(nian)國內(nei)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)觀(guan)消(xiao)費量(liang)(liang)達(da)(da)到1606萬(wan)噸,據中國特鋼(gang)企業(ye)協會統計(ji)，2019年(nian)(nian)中國不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)產量(liang)(liang)和(he)表(biao)觀(guan)消(xiao)費量(liang)(liang)分別達(da)(da)到2940萬(wan)噸、2405萬(wan)噸。

  在各(ge)類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料(liao)中，由于奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)全(quan)面(mian)的(de)、良(liang)好(hao)的(de)綜合性(xing)能，其使(shi)用量(liang)(liang)約占(zhan)整個(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)產量(liang)(liang)的(de)65%~70%。然而，奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐腐蝕性(xing)是相對(dui)的(de)，例如，奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)對(dui)氯(lv)(lv)離子(zi)具有(you)高度(du)的(de)敏感性(xing)，一定條(tiao)件下(xia)，微量(liang)(liang)氯(lv)(lv)離子(zi)就(jiu)能夠(gou)引起應力(li)腐蝕開裂。據統(tong)計，應力(li)腐蝕失(shi)效在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)承壓設備(bei)各(ge)種腐蝕失(shi)效模(mo)式(shi)中所占(zhan)比例達到了55%。

  奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕的普遍(bian)性(xing)(xing)，一(yi)方面源(yuan)于(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料使用的日益(yi)廣泛，另(ling)一(yi)方面源(yuan)于(yu)氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)的廣泛存在(zai)(zai)(zai)。工業用水、保溫材料、催化(hua)劑等(deng)都是氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)的來源(yuan)，雖然(ran)有時這些環境(jing)中氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)濃度非常(chang)小(xiao)，但微量的氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)常(chang)會(hui)在(zai)(zai)(zai)某個(ge)部位富集(ji)(ji)。因此，即使在(zai)(zai)(zai)嚴格的預(yu)防(fang)措施下(xia)，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)環境(jing)中的應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕失效(xiao)事故仍然(ran)頻繁發(fa)生(sheng)。應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)屬于(yu)低應力(li)脆性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋具(ju)有很(hen)大的隱(yin)蔽性(xing)(xing)。應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)通(tong)常(chang)集(ji)(ji)中于(yu)尿素合成塔襯里(li)背面、廢(fei)熱鍋爐(lu)(lu)的爐(lu)(lu)管、蒸汽(qi)分配器(qi)(qi)、冷凝(ning)水收集(ji)(ji)器(qi)(qi)、蒸汽(qi)發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)、乙烯裝置稀釋(shi)蒸汽(qi)發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)等(deng)設(she)備，由于(yu)應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕失效(xiao)造成的后果小(xiao)則(ze)停產維修(xiu)或(huo)設(she)備報廢(fei)，大則(ze)引(yin)起泄漏、爆炸(zha)等(deng)嚴重(zhong)事故。在(zai)(zai)(zai)API 581 中，氯(lv)化(hua)物應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)最(zui)高敏(min)感性(xing)(xing)的嚴重(zhong)性(xing)(xing)指(zhi)數(shu)居各類應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕敏(min)感性(xing)(xing)指(zhi)數(shu)之(zhi)首。

  應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)是(shi)(shi)個復雜(za)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)，影響(xiang)因(yin)素眾多，裂紋一旦(dan)形成則(ze)難(nan)以控制(zhi)，設備(bei)的(de)(de)安全(quan)運行得不到保(bao)障，嚴重(zhong)威脅企業的(de)(de)正(zheng)常生產。雖然人們已(yi)對奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)做(zuo)了(le)大(da)量研(yan)究，但(dan)是(shi)(shi)對應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)機理以及過程(cheng)(cheng)的(de)(de)認識還不夠充分(fen)，對影響(xiang)因(yin)素考慮還不周(zhou)全(quan)，從而導致應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)析(xi)具(ju)有很大(da)的(de)(de)不確(que)定(ding)(ding)性(xing)。同時，應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)概率分(fen)析(xi)是(shi)(shi)風(feng)險(xian)評(ping)估的(de)(de)重(zhong)要組(zu)成部分(fen)。2009年(nian)頒布的(de)(de) TSGD0001-2009《壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)管(guan)道安全(quan)技術監察規(gui)(gui)程(cheng)(cheng)－工業管(guan)道》首(shou)次規(gui)(gui)定(ding)(ding)在定(ding)(ding)期檢驗中可(ke)以按照基于風(feng)險(xian)檢驗（RBI)的(de)(de)結果確(que)定(ding)(ding)檢驗周(zhou)期。2009年(nian)頒布的(de)(de)TSG 21-2016《固定(ding)(ding)式(shi)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)(qi)安全(quan)技術監察規(gui)(gui)程(cheng)(cheng)》要求第(di)II類壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)(qi)或者用戶要求的(de)(de)其(qi)他壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)(qi)設計時，應(ying)出(chu)具(ju)包括主要失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)模(mo)式(shi)和風(feng)險(xian)控制(zhi)等內(nei)容(rong)(rong)的(de)(de)風(feng)險(xian)評(ping)估報(bao)告。TSG D7003-2010《壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)管(guan)道定(ding)(ding)期檢驗規(gui)(gui)則(ze)－長輸(shu)（油氣）管(guan)道》附(fu)件中推薦(jian)了(le)4種風(feng)險(xian)評(ping)估方法(fa)。GB 150-2011《壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)(qi)》對風(feng)險(xian)評(ping)估做(zuo)了(le)原則(ze)性(xing)規(gui)(gui)定(ding)(ding)。我國(guo)已(yi)將風(feng)險(xian)評(ping)估納(na)入承壓(ya)設備(bei)的(de)(de)法(fa)規(gui)(gui)標準，但(dan)國(guo)內(nei)風(feng)險(xian)評(ping)估研(yan)究和實踐剛剛起步，有許多需要研(yan)究的(de)(de)問題。應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)作為奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼材料(liao)的(de)(de)一種重(zhong)要失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)模(mo)式(shi)，研(yan)究其(qi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)概率可(ke)促進我國(guo)風(feng)險(xian)評(ping)估技術的(de)(de)發展。