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(shi)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。

 浙江至德鋼業有限(xian)公司(si)對應力腐蝕(shi)(shi)影(ying)響因(yin)素(su)、點蝕(shi)(shi)坑的(de)產生(sheng)及隨機性、裂紋的(de)萌(meng)生(sheng)及擴展、應力腐蝕(shi)(shi)失效(xiao)概率等問(wen)題開展了(le)研究，獲得了(le)介質壓力對力腐蝕(shi)(shi)的(de)影(ying)響規律，提(ti)出了(le)點蝕(shi)(shi)萌(meng)生(sheng)的(de)判據，解釋了(le)多數裂紋萌(meng)生(sheng)于(yu)坑口或坑肩的(de)主要原因(yin)，列舉了(le)不銹鋼設備和管道(dao)失效(xiao)分(fen)析案例。通過(guo)筆者的(de)研究，能夠促進應力腐蝕(shi)(shi)理(li)(li)論(lun)和風(feng)險(xian)分(fen)析理(li)(li)論(lun)的(de)完善和發(fa)展，對保障奧氏(shi)體不銹鋼設備的(de)安(an)全運行(xing)具(ju)有重要意義。至德鋼業(ye)致力于化工(gong)(gong)(gong)設(she)備(bei)(bei)(bei)可(ke)靠性分(fen)析研究(jiu)(jiu)，近年來(lai)，一直從(cong)事該領域(yu)的(de)研究(jiu)(jiu)。化工(gong)(gong)(gong)裝備(bei)(bei)(bei)多屬(shu)于壓力容器，處于高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)壓、腐(fu)蝕性介質中(zhong)，因設(she)備(bei)(bei)(bei)失(shi)效而引發的(de)災難性事故時有發生，為引起科研人員(yuan)、企業(ye)技(ji)術人員(yuan)的(de)足夠(gou)重(zhong)視(shi)，筆者將(jiang)近年來(lai)的(de)最新研究(jiu)(jiu)成果與大家分(fen)享(xiang)，希望在提高(gao)(gao)化工(gong)(gong)(gong)裝備(bei)(bei)(bei)可(ke)靠性方面貢獻一份力量。本書以(yi)設(she)備(bei)(bei)(bei)可(ke)靠性分(fen)析領域(yu)的(de)研究(jiu)(jiu)人員(yuan)為主要讀(du)者，也可(ke)供高(gao)(gao)校(xiao)相關(guan)專業(ye)科研人員(yuan)、化工(gong)(gong)(gong)企業(ye)裝備(bei)(bei)(bei)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)技(ji)術人員(yuan)參考(kao)。

  金屬腐(fu)蝕(shi)遍及生(sheng)產(chan)和生(sheng)活的(de)各(ge)個(ge)領域，特(te)(te)別是(shi)在石(shi)(shi)油煉制(zhi)、石(shi)(shi)油化工(gong)、煤化工(gong)、鹽化工(gong)、冶金、核能等行業尤為突出。金屬腐(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)但(dan)引(yin)起資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei)(fei)、環(huan)境污染(ran)，還嚴重(zhong)影響(xiang)設備的(de)正常運行。特(te)(te)別是(shi)壓力容器和管道等承壓設備，往(wang)往(wang)處于高(gao)溫、高(gao)壓環(huan)境，內(nei)部介質(zhi)具(ju)有易燃、易爆、有毒、強腐(fu)蝕(shi)性等特(te)(te)點，設備一(yi)旦發生(sheng)破壞，將引(yin)起介質(zhi)泄漏，進(jin)而(er)引(yin)起中毒、火災或爆炸等事故，嚴重(zhong)影響(xiang)人民財產(chan)和生(sheng)命安全(quan)。為解決各(ge)種腐(fu)蝕(shi)問題(ti)，一(yi)方面要采取防腐(fu)蝕(shi)措施，另一(yi)方面則要使用大量的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性材料。其中，不(bu)(bu)銹鋼因具(ju)有良好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性而(er)被廣(guang)泛應用。近(jin)年(nian)來，我國(guo)不(bu)(bu)銹鋼消費(fei)(fei)量不(bu)(bu)斷提高(gao)，2014年(nian)國(guo)內(nei)不(bu)(bu)銹鋼表(biao)觀消費(fei)(fei)量達(da)(da)到1606萬(wan)噸(dun),據中國(guo)特(te)(te)鋼企業協會(hui)統計，2019年(nian)中國(guo)不(bu)(bu)銹鋼的(de)產(chan)量和表(biao)觀消費(fei)(fei)量分別達(da)(da)到2940萬(wan)噸(dun)、2405萬(wan)噸(dun)。

  在(zai)各(ge)(ge)類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料中，由于奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)全面的(de)(de)、良好(hao)的(de)(de)綜合性能，其使用量(liang)(liang)約占整(zheng)個(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)產量(liang)(liang)的(de)(de)65%~70%。然而，奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐腐(fu)蝕性是相對(dui)的(de)(de)，例如，奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)對(dui)氯離(li)(li)子具有(you)高度的(de)(de)敏感(gan)性，一定條(tiao)件下，微(wei)量(liang)(liang)氯離(li)(li)子就能夠引起應(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(xiu)鋼(gang)承(cheng)壓設備各(ge)(ge)種(zhong)腐(fu)蝕失效(xiao)模式中所占比例達到了55%。

  奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的普遍性，一(yi)方面源于奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)使用的日益(yi)廣泛，另(ling)一(yi)方面源于氯離子(zi)的廣泛存在。工業用水、保溫材(cai)料(liao)、催化劑等(deng)都是氯離子(zi)的來(lai)源，雖(sui)然有時(shi)這些環境中氯離子(zi)濃度非(fei)常(chang)小，但微量的氯離子(zi)常(chang)會在某個部(bu)位富集。因此，即使在嚴格(ge)的預防措施下，奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在氯離子(zi)環境中的應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)效事故仍然頻繁發(fa)生。應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)斷裂(lie)(lie)屬于低(di)應力(li)脆性斷裂(lie)(lie)，裂(lie)(lie)紋具有很大(da)的隱蔽性。應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)(kai)裂(lie)(lie)通常(chang)集中于尿素合(he)成塔襯里背面、廢熱鍋(guo)爐的爐管、蒸汽(qi)分配器(qi)、冷凝水收集器(qi)、蒸汽(qi)發(fa)生器(qi)、乙(yi)烯裝置(zhi)稀釋蒸汽(qi)發(fa)生器(qi)等(deng)設備，由于應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)效造成的后果小則停產(chan)維修(xiu)或設備報廢，大(da)則引起泄(xie)漏(lou)、爆炸等(deng)嚴重(zhong)事故。在API 581 中，氯化物應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)(kai)裂(lie)(lie)最高敏感性的嚴重(zhong)性指(zhi)數居各(ge)類應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)敏感性指(zhi)數之首。

  應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕是個復雜的(de)過(guo)程，影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)眾(zhong)多(duo)(duo)，裂(lie)紋一(yi)旦(dan)形成(cheng)則難以(yi)(yi)控制(zhi)，設備的(de)安(an)全(quan)運行(xing)得不到保障，嚴重(zhong)威脅企(qi)業(ye)的(de)正常生產。雖(sui)然人們已(yi)對奧氏(shi)體(ti)不銹鋼應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕做(zuo)了(le)大(da)量研(yan)究(jiu)，但是對應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕機理以(yi)(yi)及過(guo)程的(de)認識還不夠充分，對影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)考慮還不周全(quan)，從而導致應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕失效分析具有(you)(you)很大(da)的(de)不確(que)定(ding)性。同時，應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕失效概率分析是風(feng)險(xian)(xian)評(ping)(ping)估(gu)(gu)的(de)重(zhong)要(yao)組成(cheng)部(bu)分。2009年(nian)頒(ban)布的(de) TSGD0001-2009《壓(ya)力(li)(li)管道(dao)安(an)全(quan)技(ji)術監(jian)察規(gui)程－工(gong)業(ye)管道(dao)》首次規(gui)定(ding)在定(ding)期(qi)檢驗中可以(yi)(yi)按(an)照(zhao)基(ji)于風(feng)險(xian)(xian)檢驗（RBI)的(de)結果確(que)定(ding)檢驗周期(qi)。2009年(nian)頒(ban)布的(de)TSG 21-2016《固定(ding)式壓(ya)力(li)(li)容(rong)(rong)器安(an)全(quan)技(ji)術監(jian)察規(gui)程》要(yao)求第II類壓(ya)力(li)(li)容(rong)(rong)器或者用戶要(yao)求的(de)其他壓(ya)力(li)(li)容(rong)(rong)器設計時，應(ying)(ying)出具包括(kuo)主要(yao)失效模式和(he)風(feng)險(xian)(xian)控制(zhi)等內(nei)容(rong)(rong)的(de)風(feng)險(xian)(xian)評(ping)(ping)估(gu)(gu)報告(gao)。TSG D7003-2010《壓(ya)力(li)(li)管道(dao)定(ding)期(qi)檢驗規(gui)則－長輸（油氣）管道(dao)》附件(jian)中推薦了(le)4種風(feng)險(xian)(xian)評(ping)(ping)估(gu)(gu)方法(fa)。GB 150-2011《壓(ya)力(li)(li)容(rong)(rong)器》對風(feng)險(xian)(xian)評(ping)(ping)估(gu)(gu)做(zuo)了(le)原則性規(gui)定(ding)。我國(guo)已(yi)將風(feng)險(xian)(xian)評(ping)(ping)估(gu)(gu)納(na)入承壓(ya)設備的(de)法(fa)規(gui)標準，但國(guo)內(nei)風(feng)險(xian)(xian)評(ping)(ping)估(gu)(gu)研(yan)究(jiu)和(he)實(shi)踐(jian)剛剛起步(bu)，有(you)(you)許多(duo)(duo)需要(yao)研(yan)究(jiu)的(de)問題(ti)。應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕失效作為奧氏(shi)體(ti)不銹鋼材料的(de)一(yi)種重(zhong)要(yao)失效模式，研(yan)究(jiu)其失效概率可促進我國(guo)風(feng)險(xian)(xian)評(ping)(ping)估(gu)(gu)技(ji)術的(de)發展。