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腐蝕(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銹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(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)事故(gu)(gu)在20世紀(ji)30年(nian)(nian)(nian)代就已經(jing)在國(guo)外(wai)有所(suo)發現(xian)。在日本，1955年(nian)(nian)(nian)以后全面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)和晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)事故(gu)(gu)相對減(jian)少，但(dan)隨著石油化學工業等的(de)(de)(de)發展，由應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)引(yin)起的(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)事故(gu)(gu)不(bu)(bu)斷(duan)增多。不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)廠商對1958年(nian)(nian)(nian)到(dao)(dao)1967年(nian)(nian)(nian)十年(nian)(nian)(nian)間發生的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)事例進行了調(diao)查(cha)，圖7.1 示出了不(bu)(bu)同腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)形態事故(gu)(gu)發生件(jian)數(shu)統計。發現(xian)從(cong)(cong)20世紀(ji)60年(nian)(nian)(nian)代后半期開(kai)始，應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)比率(lv)升(sheng)為(wei)最高，1967年(nian)(nian)(nian)達到(dao)(dao)40%。另(ling)外(wai)根據(ju)其他調(diao)查(cha)數(shu)據(ju)的(de)(de)(de)研究結果得知，從(cong)(cong)1965年(nian)(nian)(nian)開(kai)始的(de)(de)(de)5年(nian)(nian)(nian)時間內(nei)，在所(suo)調(diao)查(cha)的(de)(de)(de)186起奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)濕腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)事故(gu)(gu)中，應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)占到(dao)(dao)61%。

  根據腐(fu)(fu)蝕(shi)環境進行分類(lei)，可得(de)(de)出(chu)如(ru)(ru)果表7.1所示的(de)(de)(de)結果。如(ru)(ru)果將裝置的(de)(de)(de)過(guo)程中(zhong)介(jie)質以(yi)及加熱冷(leng)卻介(jie)質、保溫劑等與過(guo)程相(xiang)反側的(de)(de)(de)介(jie)質分開，后者占(zhan)了半數以(yi)上，單(dan)純與水相(xiang)關的(de)(de)(de)事(shi)故比較(jiao)多(duo)。還(huan)有，以(yi)殘留應力為應力源的(de)(de)(de)比較(jiao)多(duo)，占(zhan)80%左(zuo)右。此外，若將應力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)按照(zhao)形態(tai)進行劃分，可以(yi)看出(chu)近半數的(de)(de)(de)穿(chuan)晶(jing)裂(lie)紋是(shi)與點腐(fu)(fu)蝕(shi)相(xiang)關的(de)(de)(de)。通過(guo)對日(ri)本石(shi)(shi)油(you)化學(xue)工(gong)業快速發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)1955-1975年(nian)的(de)(de)(de)20年(nian)間石(shi)(shi)油(you)化工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)損(sun)傷事(shi)故的(de)(de)(de)調(diao)(diao)查(cha)得(de)(de)知，在所調(diao)(diao)查(cha)的(de)(de)(de)306事(shi)故當中(zhong)，42%是(shi)由應力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)引起的(de)(de)(de)，這其中(zhong)的(de)(de)(de)60%又發(fa)生于奧氏體系不(bu)銹鋼。

  包含氯(lv)化物環(huan)境中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)對(dui)于各個(ge)(ge)(ge)化工廠而言都是(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)問題。氯(lv)離(li)子來(lai)自于原料或(huo)者(zhe)冷(leng)卻(que)(que)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)純物，其(qi)中(zhong)(zhong)由(you)后(hou)者(zhe)引起的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)是(shi)各個(ge)(ge)(ge)化工廠的(de)(de)(de)共同問題，為(wei)此(ci)通過(guo)(guo)事故(gu)分(fen)(fen)析可以(yi)明確問題發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)環(huan)境條(tiao)件。圖7.2是(shi)西野(ye)等(deng)(deng)在(zai)1970年發(fa)(fa)(fa)表(biao)的(de)(de)(de)，該圖針對(dui)實(shi)際裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)熱(re)交換(huan)器(qi)以(yi)及(ji)(ji)冷(leng)卻(que)(que)管(guan)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)情況(kuang)，表(biao)示出(chu)了相(xiang)關過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)流體(ti)介質溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)與(yu)冷(leng)卻(que)(que)水(shui)中(zhong)(zhong)氯(lv)離(li)子濃度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)關系(xi)曲線(xian)，該曲線(xian)表(biao)示非焊接(jie)部(bu)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)下限(xian)。但是(shi)，焊接(jie)部(bu)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)氯(lv)離(li)子濃度(du)(du)(du)(du)在(zai)低(di)(di)于這個(ge)(ge)(ge)界限(xian)曲線(xian)時也有(you)可能發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。不(bu)(bu)過(guo)(guo)從沒有(you)出(chu)現(xian)過(guo)(guo)50℃以(yi)下的(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)事故(gu)，因(yin)此(ci)一(yi)(yi)般認為(wei)低(di)(di)于50℃就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。之后(hou)，在(zai)日本(ben)化學(xue)工學(xue)協(xie)會(hui)、腐(fu)蝕(shi)(shi)預防協(xie)會(hui)以(yi)及(ji)(ji)不(bu)(bu)銹鋼(gang)協(xie)會(hui)的(de)(de)(de)共同分(fen)(fen)科會(hui)上(shang)，針對(dui)當(dang)時許(xu)多(duo)化工廠用(yong)來(lai)進行水(shui)冷(leng)卻(que)(que)的(de)(de)(de)755臺(tai)多(duo)管(guan)式熱(re)交換(huan)器(qi)，從不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)使用(yong)條(tiao)件來(lai)分(fen)(fen)析應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)情況(kuang)，并(bing)于1979年發(fa)(fa)(fa)表(biao)了分(fen)(fen)析結果。圖7.3 表(biao)示出(chu)了繩索(suo)的(de)(de)(de)最(zui)高溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)或(huo)推測管(guan)壁溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)與(yu)冷(leng)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氯(lv)離(li)子濃度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)關系(xi)，并(bing)表(biao)明了不(bu)(bu)同材質的(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)界限(xian)。可以(yi)看出(chu)，發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)繩索(suo)最(zui)高溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)下限(xian)為(wei)：304系(xi)鋼(gang)約(yue)80℃;316系(xi)鋼(gang)還要高，約(yue)達110℃.此(ci)外由(you)于數據(ju)比(bi)較(jiao)少，沒有(you)出(chu)現(xian)鐵(tie)素體(ti)系(xi)、雙相(xiang)系(xi)的(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)實(shi)例。不(bu)(bu)過(guo)(guo)如(ru)果不(bu)(bu)采用(yong)最(zui)高使用(yong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)而采用(yong)推測管(guan)壁溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，界限(xian)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)就(jiu)要比(bi)50℃低(di)(di)得多(duo)，304系(xi)鋼(gang)和316系(xi)鋼(gang)的(de)(de)(de)差(cha)別(bie)也就(jiu)消失了。另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)，從熱(re)交換(huan)器(qi)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同安置(zhi)方(fang)式（縱(zong)向(xiang)或(huo)是(shi)橫(heng)向(xiang)）以(yi)及(ji)(ji)水(shui)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同流通方(fang)式（管(guan)內或(huo)是(shi)管(guan)外）來(lai)考慮(lv)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)條(tiao)件，可以(yi)得出(chu)：若熱(re)交換(huan)器(qi)管(guan)內通涼水(shui)并(bing)橫(heng)向(xiang)安置(zhi)時，無(wu)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)條(tiao)件范圍(wei)擴大、氣相(xiang)等(deng)(deng)氯(lv)離(li)子的(de)(de)(de)無(wu)濃縮(suo)條(tiao)件良(liang)好等(deng)(deng)。之后(hou)的(de)(de)(de)調查結果進一(yi)(yi)步表(biao)明：在(zai)304系(xi)鋼(gang)的(de)(de)(de)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)當(dang)中(zhong)(zhong)，晶界斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)比(bi)較(jiao)多(duo)。