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(ti)不(bu)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。

  不銹鋼的應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)事(shi)(shi)故(gu)(gu)在20世(shi)紀30年代就已經(jing)在國外(wai)有(you)所發(fa)現(xian)。在日本，1955年以后全面腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和晶間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事(shi)(shi)故(gu)(gu)相對減(jian)少，但隨著石油化學工業等的發(fa)展(zhan)，由應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)引起(qi)的斷(duan)裂(lie)(lie)事(shi)(shi)故(gu)(gu)不斷(duan)增多。不銹鋼廠商(shang)對1958年到(dao)(dao)1967年十年間(jian)發(fa)生的不銹鋼腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事(shi)(shi)例進行了調查，圖7.1 示出了不同腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形態事(shi)(shi)故(gu)(gu)發(fa)生件數(shu)(shu)統計。發(fa)現(xian)從20世(shi)紀60年代后半期開(kai)(kai)始(shi)，應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)的比率升為最高，1967年達到(dao)(dao)40%。另外(wai)根據其他調查數(shu)(shu)據的研究結果(guo)得知，從1965年開(kai)(kai)始(shi)的5年時間(jian)內，在所調查的186起(qi)奧氏體不銹鋼濕(shi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事(shi)(shi)故(gu)(gu)中(zhong)，應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)占到(dao)(dao)61%。

  根據腐(fu)(fu)蝕環境進(jin)行分(fen)類，可(ke)得出如果(guo)(guo)表7.1所(suo)示的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)。如果(guo)(guo)將裝置的(de)(de)(de)(de)(de)過程中介質以(yi)(yi)(yi)及加熱冷(leng)卻介質、保溫劑等與過程相反側(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)介質分(fen)開，后者占了半數以(yi)(yi)(yi)上，單純與水相關的(de)(de)(de)(de)(de)事(shi)(shi)故比較多。還有，以(yi)(yi)(yi)殘留應力為應力源的(de)(de)(de)(de)(de)比較多，占80%左右。此外，若將應力腐(fu)(fu)蝕斷(duan)裂(lie)按照(zhao)形態進(jin)行劃分(fen)，可(ke)以(yi)(yi)(yi)看(kan)出近半數的(de)(de)(de)(de)(de)穿晶(jing)裂(lie)紋是與點腐(fu)(fu)蝕相關的(de)(de)(de)(de)(de)。通過對日本石油化學工業快(kuai)速發(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)1955-1975年的(de)(de)(de)(de)(de)20年間石油化工廠的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕損傷事(shi)(shi)故的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)查(cha)得知，在所(suo)調(diao)查(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)306事(shi)(shi)故當中，42%是由應力腐(fu)(fu)蝕斷(duan)裂(lie)引起的(de)(de)(de)(de)(de)，這其中的(de)(de)(de)(de)(de)60%又發(fa)生于奧氏體系(xi)不銹鋼。

  包含氯化(hua)物(wu)環境(jing)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)對(dui)于(yu)各個(ge)(ge)化(hua)工(gong)廠(chang)而(er)言(yan)都是一(yi)(yi)個(ge)(ge)問題。氯離子來(lai)自于(yu)原料或者冷(leng)卻水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)純(chun)物(wu)，其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)由(you)后者引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)是各個(ge)(ge)化(hua)工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同(tong)問題，為此(ci)通(tong)(tong)過(guo)事(shi)故分(fen)(fen)析可以(yi)(yi)明(ming)確問題發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)條(tiao)件(jian)(jian)。圖(tu)7.2是西野等在(zai)(zai)1970年發表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該圖(tu)針(zhen)對(dui)實際裝置(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)(xi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)熱交換(huan)器以(yi)(yi)及(ji)(ji)冷(leng)卻管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)情(qing)況，表(biao)(biao)示出(chu)(chu)了相關(guan)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)流體(ti)介質溫(wen)(wen)度(du)與(yu)冷(leng)卻水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)氯離子濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)(xi)曲線，該曲線表(biao)(biao)示非焊接部分(fen)(fen)發生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下限(xian)。但(dan)是，焊接部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯離子濃(nong)度(du)在(zai)(zai)低(di)于(yu)這個(ge)(ge)界(jie)限(xian)曲線時也有可能發生(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。不(bu)(bu)(bu)過(guo)從(cong)沒(mei)有出(chu)(chu)現(xian)過(guo)50℃以(yi)(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)事(shi)故，因此(ci)一(yi)(yi)般認為低(di)于(yu)50℃就不(bu)(bu)(bu)會發生(sheng)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。之后，在(zai)(zai)日(ri)本化(hua)學(xue)工(gong)學(xue)協會、腐蝕(shi)預防協會以(yi)(yi)及(ji)(ji)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)協會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同(tong)分(fen)(fen)科會上，針(zhen)對(dui)當(dang)時許多化(hua)工(gong)廠(chang)用(yong)(yong)來(lai)進(jin)(jin)行水(shui)(shui)冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺多管式熱交換(huan)器，從(cong)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)條(tiao)件(jian)(jian)來(lai)分(fen)(fen)析應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發生(sheng)情(qing)況，并(bing)于(yu)1979年發表(biao)(biao)了分(fen)(fen)析結果。圖(tu)7.3 表(biao)(biao)示出(chu)(chu)了繩索的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最高(gao)(gao)溫(wen)(wen)度(du)或推測管壁溫(wen)(wen)度(du)與(yu)冷(leng)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯離子濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)(xi)，并(bing)表(biao)(biao)明(ming)了不(bu)(bu)(bu)同(tong)材質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)發生(sheng)界(jie)限(xian)。可以(yi)(yi)看出(chu)(chu)，發生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩索最高(gao)(gao)溫(wen)(wen)度(du)下限(xian)為：304系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)約80℃;316系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)還要高(gao)(gao)，約達(da)110℃.此(ci)外由(you)于(yu)數據比較少，沒(mei)有出(chu)(chu)現(xian)鐵素體(ti)系(xi)(xi)、雙相系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)實例。不(bu)(bu)(bu)過(guo)如果不(bu)(bu)(bu)采用(yong)(yong)最高(gao)(gao)使用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度(du)而(er)采用(yong)(yong)推測管壁溫(wen)(wen)度(du)，界(jie)限(xian)溫(wen)(wen)度(du)就要比50℃低(di)得多，304系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)和316系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別也就消(xiao)失了。另一(yi)(yi)方(fang)面，從(cong)熱交換(huan)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同(tong)安置(zhi)方(fang)式（縱向(xiang)(xiang)(xiang)或是橫向(xiang)(xiang)(xiang)）以(yi)(yi)及(ji)(ji)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同(tong)流通(tong)(tong)方(fang)式（管內(nei)或是管外）來(lai)考慮(lv)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)，可以(yi)(yi)得出(chu)(chu)：若熱交換(huan)器管內(nei)通(tong)(tong)涼(liang)水(shui)(shui)并(bing)橫向(xiang)(xiang)(xiang)安置(zhi)時，無斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)范圍擴大、氣相等氯離子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無濃(nong)縮條(tiao)件(jian)(jian)良(liang)好等。之后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)查結果進(jin)(jin)一(yi)(yi)步表(biao)(biao)明(ming)：在(zai)(zai)304系(xi)(xi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)當(dang)中(zhong)(zhong)(zhong)，晶界(jie)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)比較多。