隨著奧氏體不銹鋼材料在承壓設備中的廣泛應用，由氯離子引起的應力腐蝕開(kai)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(bu)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(you)限(xian)公司對(dui)應(ying)力腐蝕(shi)影響因素、點(dian)蝕(shi)坑(keng)的(de)(de)產生(sheng)及(ji)隨機性、裂紋(wen)的(de)(de)萌(meng)生(sheng)及(ji)擴展(zhan)(zhan)、應(ying)力腐蝕(shi)失效概率等問題(ti)開展(zhan)(zhan)了(le)(le)研究，獲(huo)得了(le)(le)介(jie)質壓力對(dui)力腐蝕(shi)的(de)(de)影響規律，提出了(le)(le)點(dian)蝕(shi)萌(meng)生(sheng)的(de)(de)判據，解(jie)釋(shi)了(le)(le)多數(shu)裂紋(wen)萌(meng)生(sheng)于坑(keng)口或坑(keng)肩的(de)(de)主要原(yuan)因，列(lie)舉了(le)(le)不銹鋼(gang)設備和(he)管(guan)道失效分析(xi)(xi)案例(li)。通(tong)過筆者(zhe)的(de)(de)研究，能夠促(cu)進應(ying)力腐蝕(shi)理論和(he)風險分析(xi)(xi)理論的(de)(de)完善(shan)和(he)發(fa)展(zhan)(zhan)，對(dui)保障奧氏體不銹鋼(gang)設備的(de)(de)安全運行具有(you)重要意義。至德鋼業(ye)(ye)致力于化工設備(bei)(bei)可(ke)靠性(xing)(xing)分析研(yan)究，近年(nian)來(lai)(lai)，一直從事該領域的(de)(de)研(yan)究。化工裝備(bei)(bei)多屬于壓力容(rong)器，處于高(gao)溫、高(gao)壓、腐蝕(shi)性(xing)(xing)介質中，因設備(bei)(bei)失效而引發(fa)的(de)(de)災(zai)難性(xing)(xing)事故時(shi)有(you)發(fa)生(sheng)，為引起科研(yan)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)、企業(ye)(ye)技(ji)術人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)足(zu)夠重視，筆者(zhe)將近年(nian)來(lai)(lai)的(de)(de)最新研(yan)究成(cheng)果與大家分享，希望(wang)在提高(gao)化工裝備(bei)(bei)可(ke)靠性(xing)(xing)方面貢(gong)獻一份力量。本書以設備(bei)(bei)可(ke)靠性(xing)(xing)分析領域的(de)(de)研(yan)究人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)為主要讀(du)者(zhe)，也可(ke)供高(gao)校相關(guan)專業(ye)(ye)科研(yan)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)、化工企業(ye)(ye)裝備(bei)(bei)工程技(ji)術人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)參考(kao)。

  金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)遍(bian)及(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)活的(de)各(ge)個領域，特(te)別是(shi)在石(shi)油煉制、石(shi)油化工、煤(mei)化工、鹽化工、冶金、核能等行業(ye)尤為(wei)突出。金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)不(bu)但引起(qi)資源浪(lang)費、環(huan)境污染，還嚴重影響設備(bei)的(de)正常運行。特(te)別是(shi)壓力容器和(he)(he)管道等承壓設備(bei)，往(wang)往(wang)處(chu)于高(gao)溫(wen)、高(gao)壓環(huan)境，內部(bu)介質(zhi)具有(you)易燃、易爆(bao)、有(you)毒、強腐(fu)蝕(shi)性(xing)等特(te)點，設備(bei)一旦發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)破壞，將引起(qi)介質(zhi)泄漏，進而引起(qi)中(zhong)毒、火(huo)災(zai)或爆(bao)炸等事故，嚴重影響人民財產(chan)和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)命(ming)安全。為(wei)解決各(ge)種腐(fu)蝕(shi)問題，一方面(mian)(mian)要(yao)采取防腐(fu)蝕(shi)措施，另一方面(mian)(mian)則要(yao)使用大量的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)材(cai)料。其中(zhong)，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)因具有(you)良(liang)好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)而被廣泛應用。近年(nian)來，我國不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)消(xiao)費量不(bu)斷提高(gao)，2014年(nian)國內不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)表觀消(xiao)費量達到1606萬噸,據中(zhong)國特(te)鋼(gang)(gang)(gang)企業(ye)協會統計，2019年(nian)中(zhong)國不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)產(chan)量和(he)(he)表觀消(xiao)費量分別達到2940萬噸、2405萬噸。

  在(zai)各(ge)類不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材料中，由于(yu)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有全面(mian)的(de)、良好的(de)綜合(he)性(xing)能，其使用量約(yue)占整個不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)產量的(de)65%~70%。然(ran)而，奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)是相對的(de)，例(li)如，奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)對氯離子(zi)具有高度的(de)敏感性(xing)，一(yi)定條件下，微量氯離子(zi)就能夠(gou)引起(qi)應(ying)力腐蝕(shi)開(kai)裂。據統計(ji)，應(ying)力腐蝕(shi)失效(xiao)在(zai)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)承(cheng)壓設備各(ge)種腐蝕(shi)失效(xiao)模式中所占比例(li)達到了55%。

  奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)普遍性，一方面源(yuan)(yuan)于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼材料使用的(de)(de)(de)日(ri)益廣(guang)泛，另(ling)一方面源(yuan)(yuan)于(yu)氯離子(zi)的(de)(de)(de)廣(guang)泛存在(zai)(zai)。工業用水、保溫(wen)材料、催化劑等(deng)都是氯離子(zi)的(de)(de)(de)來源(yuan)(yuan)，雖然有時(shi)這些(xie)環境(jing)中氯離子(zi)濃度(du)非常小，但(dan)微量的(de)(de)(de)氯離子(zi)常會在(zai)(zai)某個部位富集(ji)。因此(ci)，即使在(zai)(zai)嚴格的(de)(de)(de)預防措(cuo)施(shi)下，奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼在(zai)(zai)氯離子(zi)環境(jing)中的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕失效事故仍(reng)然頻(pin)繁發(fa)生。應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕斷裂(lie)屬于(yu)低應(ying)力(li)(li)(li)(li)脆性斷裂(lie)，裂(lie)紋具有很大(da)的(de)(de)(de)隱蔽性。應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕開裂(lie)通(tong)常集(ji)中于(yu)尿(niao)素(su)合成塔襯(chen)里背面、廢熱鍋爐(lu)的(de)(de)(de)爐(lu)管(guan)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)分配器、冷凝(ning)水收集(ji)器、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)發(fa)生器、乙烯裝置稀釋(shi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)發(fa)生器等(deng)設備，由于(yu)應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕失效造(zao)成的(de)(de)(de)后果小則(ze)(ze)停產(chan)維(wei)修或設備報廢，大(da)則(ze)(ze)引(yin)起泄漏、爆炸等(deng)嚴重(zhong)事故。在(zai)(zai)API 581 中，氯化物應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕開裂(lie)最高敏感(gan)性的(de)(de)(de)嚴重(zhong)性指數(shu)居(ju)各(ge)類應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕敏感(gan)性指數(shu)之(zhi)首。

  應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)是個復雜的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)，影(ying)(ying)響因素眾多，裂紋一旦形(xing)成(cheng)(cheng)則難(nan)以控制，設(she)(she)備的(de)(de)(de)安(an)全(quan)運(yun)行得不(bu)(bu)到保障，嚴(yan)重威脅企(qi)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)正常生產。雖然人們(men)已對(dui)(dui)(dui)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)做了大量研究，但是對(dui)(dui)(dui)應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)機理(li)以及過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)認識(shi)還(huan)不(bu)(bu)夠充分(fen)，對(dui)(dui)(dui)影(ying)(ying)響因素考(kao)慮還(huan)不(bu)(bu)周(zhou)全(quan)，從而導致應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)分(fen)析(xi)具有很(hen)大的(de)(de)(de)不(bu)(bu)確(que)定(ding)(ding)性。同時(shi)，應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)概率分(fen)析(xi)是風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估的(de)(de)(de)重要(yao)組成(cheng)(cheng)部(bu)分(fen)。2009年(nian)頒(ban)布的(de)(de)(de) TSGD0001-2009《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)管(guan)道安(an)全(quan)技(ji)術監(jian)察規(gui)(gui)程(cheng)(cheng)－工業(ye)(ye)管(guan)道》首次(ci)規(gui)(gui)定(ding)(ding)在定(ding)(ding)期(qi)(qi)檢驗中可(ke)以按照基(ji)于風(feng)(feng)險檢驗（RBI)的(de)(de)(de)結果確(que)定(ding)(ding)檢驗周(zhou)期(qi)(qi)。2009年(nian)頒(ban)布的(de)(de)(de)TSG 21-2016《固定(ding)(ding)式(shi)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)器(qi)安(an)全(quan)技(ji)術監(jian)察規(gui)(gui)程(cheng)(cheng)》要(yao)求第II類壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)器(qi)或者用戶要(yao)求的(de)(de)(de)其他(ta)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)器(qi)設(she)(she)計時(shi)，應出具包括主要(yao)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式(shi)和(he)風(feng)(feng)險控制等內容(rong)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估報告。TSG D7003-2010《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)管(guan)道定(ding)(ding)期(qi)(qi)檢驗規(gui)(gui)則－長輸（油氣）管(guan)道》附件中推薦了4種風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估方法。GB 150-2011《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)器(qi)》對(dui)(dui)(dui)風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估做了原則性規(gui)(gui)定(ding)(ding)。我國已將風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估納入承壓(ya)(ya)設(she)(she)備的(de)(de)(de)法規(gui)(gui)標準，但國內風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估研究和(he)實踐剛剛起步，有許多需要(yao)研究的(de)(de)(de)問題。應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)作為(wei)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼材料的(de)(de)(de)一種重要(yao)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式(shi)，研究其失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)概率可(ke)促進我國風(feng)(feng)險評(ping)(ping)估技(ji)術的(de)(de)(de)發展。