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(li)腐(fu)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。

 浙江至德鋼業有(you)限公司對(dui)應力腐(fu)蝕(shi)影響因(yin)素(su)、點蝕(shi)坑(keng)(keng)的(de)(de)產生(sheng)及隨機性、裂紋(wen)(wen)的(de)(de)萌(meng)(meng)生(sheng)及擴展(zhan)、應力腐(fu)蝕(shi)失效概率等(deng)問題開展(zhan)了研(yan)究，獲得了介(jie)質壓力對(dui)力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)影響規律(lv)，提出了點蝕(shi)萌(meng)(meng)生(sheng)的(de)(de)判據，解釋了多(duo)數裂紋(wen)(wen)萌(meng)(meng)生(sheng)于坑(keng)(keng)口或坑(keng)(keng)肩的(de)(de)主要(yao)原因(yin)，列(lie)舉了不銹鋼設(she)備和(he)管(guan)道失效分(fen)析(xi)案例。通過(guo)筆者的(de)(de)研(yan)究，能(neng)夠促進(jin)應力腐(fu)蝕(shi)理論(lun)和(he)風險(xian)分(fen)析(xi)理論(lun)的(de)(de)完善(shan)和(he)發(fa)展(zhan)，對(dui)保障(zhang)奧(ao)氏體不銹鋼設(she)備的(de)(de)安全(quan)運行具(ju)有(you)重要(yao)意義。至德鋼業(ye)(ye)致(zhi)力(li)于化(hua)(hua)工設備(bei)(bei)(bei)可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)分(fen)析研(yan)究，近年(nian)來，一(yi)直從事該領域的研(yan)究。化(hua)(hua)工裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)多屬于壓力(li)容器(qi)，處于高(gao)溫、高(gao)壓、腐蝕性(xing)介質中，因設備(bei)(bei)(bei)失效而引發的災難性(xing)事故時有發生，為引起科研(yan)人(ren)員、企(qi)業(ye)(ye)技術人(ren)員的足夠重視(shi)，筆者將近年(nian)來的最新研(yan)究成果與大(da)家分(fen)享，希(xi)望在提(ti)高(gao)化(hua)(hua)工裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)方面貢獻一(yi)份力(li)量。本書以設備(bei)(bei)(bei)可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)分(fen)析領域的研(yan)究人(ren)員為主要讀者，也可(ke)(ke)(ke)供(gong)高(gao)校相關專業(ye)(ye)科研(yan)人(ren)員、化(hua)(hua)工企(qi)業(ye)(ye)裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)工程技術人(ren)員參考。

  金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)遍及生產和(he)(he)生活的(de)各(ge)個領域，特別(bie)是在石油(you)煉制、石油(you)化工、煤化工、鹽化工、冶金、核能等(deng)行(xing)(xing)業尤為突出。金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)(bu)但引起(qi)資源浪(lang)費(fei)、環(huan)(huan)境污染，還嚴(yan)重影(ying)響設(she)備(bei)(bei)的(de)正常運行(xing)(xing)。特別(bie)是壓力容器和(he)(he)管(guan)道等(deng)承壓設(she)備(bei)(bei)，往往處于高溫、高壓環(huan)(huan)境，內部(bu)介質具有易(yi)燃(ran)、易(yi)爆、有毒(du)、強腐(fu)蝕(shi)性等(deng)特點，設(she)備(bei)(bei)一旦發生破壞，將引起(qi)介質泄漏，進而(er)引起(qi)中(zhong)(zhong)毒(du)、火災或(huo)爆炸等(deng)事故，嚴(yan)重影(ying)響人民財產和(he)(he)生命安(an)全。為解決各(ge)種腐(fu)蝕(shi)問題，一方面(mian)要采取防腐(fu)蝕(shi)措(cuo)施，另(ling)一方面(mian)則要使用(yong)大量(liang)(liang)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性材料。其中(zhong)(zhong)，不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)因具有良好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性而(er)被廣泛(fan)應用(yong)。近年(nian)來，我國(guo)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)消費(fei)量(liang)(liang)不(bu)(bu)(bu)斷提(ti)高，2014年(nian)國(guo)內不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)表觀(guan)消費(fei)量(liang)(liang)達到(dao)1606萬噸,據(ju)中(zhong)(zhong)國(guo)特鋼(gang)企(qi)業協會統(tong)計，2019年(nian)中(zhong)(zhong)國(guo)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)產量(liang)(liang)和(he)(he)表觀(guan)消費(fei)量(liang)(liang)分別(bie)達到(dao)2940萬噸、2405萬噸。

  在(zai)各類不(bu)銹鋼(gang)材料中(zhong)，由(you)于(yu)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)具(ju)有(you)全面的(de)、良好的(de)綜合性(xing)能(neng)，其使用量約占(zhan)整個不(bu)銹鋼(gang)產量的(de)65%~70%。然而，奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)是相對的(de)，例如，奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)對氯離子(zi)具(ju)有(you)高度的(de)敏感性(xing)，一定條件(jian)下(xia)，微量氯離子(zi)就能(neng)夠引起應(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂。據統計，應(ying)力(li)腐(fu)蝕失效(xiao)在(zai)不(bu)銹鋼(gang)承壓設備(bei)各種腐(fu)蝕失效(xiao)模式中(zhong)所占(zhan)比例達到了55%。

  奧氏體不(bu)(bu)銹鋼應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)普遍性(xing)，一方面(mian)源于奧氏體不(bu)(bu)銹鋼材料使(shi)(shi)用的(de)日益廣泛(fan)，另一方面(mian)源于氯離(li)子(zi)的(de)廣泛(fan)存在(zai)(zai)。工(gong)業用水(shui)、保溫材料、催(cui)化劑等(deng)都是氯離(li)子(zi)的(de)來(lai)源，雖然有時這些環(huan)境中(zhong)(zhong)氯離(li)子(zi)濃度非(fei)常小，但微量(liang)的(de)氯離(li)子(zi)常會在(zai)(zai)某個部位富集(ji)(ji)。因此，即使(shi)(shi)在(zai)(zai)嚴格的(de)預防措施下(xia)，奧氏體不(bu)(bu)銹鋼在(zai)(zai)氯離(li)子(zi)環(huan)境中(zhong)(zhong)的(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)失效事故仍(reng)然頻繁(fan)發生(sheng)。應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷裂屬于低應(ying)力(li)脆性(xing)斷裂，裂紋(wen)具(ju)有很大(da)的(de)隱蔽性(xing)。應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂通常集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)于尿素合成塔襯里背面(mian)、廢熱(re)鍋(guo)爐的(de)爐管、蒸汽分配器、冷凝水(shui)收集(ji)(ji)器、蒸汽發生(sheng)器、乙烯(xi)裝置(zhi)稀釋蒸汽發生(sheng)器等(deng)設(she)備，由(you)于應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)失效造成的(de)后果(guo)小則(ze)停產(chan)維(wei)修或設(she)備報廢，大(da)則(ze)引起(qi)泄漏、爆炸等(deng)嚴重事故。在(zai)(zai)API 581 中(zhong)(zhong)，氯化物應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂最高敏感性(xing)的(de)嚴重性(xing)指數(shu)(shu)居各類應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)指數(shu)(shu)之首。

  應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是個復雜的(de)(de)(de)(de)過程，影響因素(su)眾多，裂紋一旦形成(cheng)則(ze)難(nan)以控制，設備的(de)(de)(de)(de)安(an)全運行得不(bu)到保障(zhang)，嚴(yan)重威脅企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)(de)正常生(sheng)產。雖然人(ren)們已(yi)對奧氏(shi)體不(bu)銹鋼應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)做(zuo)了(le)大(da)量研(yan)究，但是對應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)機理以及(ji)過程的(de)(de)(de)(de)認識還不(bu)夠(gou)充分(fen)，對影響因素(su)考(kao)慮還不(bu)周全，從而導致應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效(xiao)分(fen)析具(ju)有很大(da)的(de)(de)(de)(de)不(bu)確定(ding)性。同時，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效(xiao)概(gai)率分(fen)析是風(feng)險(xian)(xian)評估(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)重要組(zu)成(cheng)部分(fen)。2009年(nian)頒布的(de)(de)(de)(de) TSGD0001-2009《壓(ya)力(li)(li)(li)管(guan)道安(an)全技(ji)(ji)術(shu)監(jian)察(cha)規(gui)程－工業(ye)管(guan)道》首(shou)次規(gui)定(ding)在定(ding)期(qi)檢驗中可以按照基于風(feng)險(xian)(xian)檢驗（RBI)的(de)(de)(de)(de)結果確定(ding)檢驗周期(qi)。2009年(nian)頒布的(de)(de)(de)(de)TSG 21-2016《固(gu)定(ding)式(shi)壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)安(an)全技(ji)(ji)術(shu)監(jian)察(cha)規(gui)程》要求第(di)II類壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)或者用戶要求的(de)(de)(de)(de)其他壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)設計時，應(ying)(ying)(ying)出具(ju)包括(kuo)主要失(shi)效(xiao)模(mo)式(shi)和(he)風(feng)險(xian)(xian)控制等內(nei)容(rong)的(de)(de)(de)(de)風(feng)險(xian)(xian)評估(gu)(gu)報告。TSG D7003-2010《壓(ya)力(li)(li)(li)管(guan)道定(ding)期(qi)檢驗規(gui)則(ze)－長(chang)輸(shu)（油氣）管(guan)道》附(fu)件中推薦了(le)4種風(feng)險(xian)(xian)評估(gu)(gu)方法(fa)。GB 150-2011《壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)》對風(feng)險(xian)(xian)評估(gu)(gu)做(zuo)了(le)原則(ze)性規(gui)定(ding)。我(wo)國(guo)已(yi)將(jiang)風(feng)險(xian)(xian)評估(gu)(gu)納入承壓(ya)設備的(de)(de)(de)(de)法(fa)規(gui)標準，但國(guo)內(nei)風(feng)險(xian)(xian)評估(gu)(gu)研(yan)究和(he)實(shi)踐剛剛起(qi)步(bu)，有許(xu)多需要研(yan)究的(de)(de)(de)(de)問題。應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效(xiao)作(zuo)為奧氏(shi)體不(bu)銹鋼材料(liao)的(de)(de)(de)(de)一種重要失(shi)效(xiao)模(mo)式(shi)，研(yan)究其失(shi)效(xiao)概(gai)率可促進我(wo)國(guo)風(feng)險(xian)(xian)評估(gu)(gu)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展。