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(bu)銹(xiu)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(shi)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(de)鋼業有限公(gong)司對(dui)應力(li)腐蝕(shi)影響(xiang)因素、點蝕(shi)坑(keng)的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)及(ji)隨機性、裂(lie)紋的(de)(de)(de)萌(meng)(meng)生(sheng)及(ji)擴(kuo)展(zhan)(zhan)、應力(li)腐蝕(shi)失效(xiao)概率等(deng)問題開展(zhan)(zhan)了(le)研究(jiu)，獲得了(le)介質壓(ya)力(li)對(dui)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)影響(xiang)規律，提(ti)出了(le)點蝕(shi)萌(meng)(meng)生(sheng)的(de)(de)(de)判據，解釋了(le)多數裂(lie)紋萌(meng)(meng)生(sheng)于坑(keng)口或坑(keng)肩的(de)(de)(de)主要原因，列(lie)舉(ju)了(le)不銹鋼設(she)備和(he)管(guan)道(dao)失效(xiao)分析案(an)例(li)。通(tong)過(guo)筆者(zhe)的(de)(de)(de)研究(jiu)，能夠促進應力(li)腐蝕(shi)理(li)論(lun)和(he)風險分析理(li)論(lun)的(de)(de)(de)完善和(he)發展(zhan)(zhan)，對(dui)保障奧(ao)氏體不銹鋼設(she)備的(de)(de)(de)安全(quan)運行具有重要意義。至德鋼業(ye)致(zhi)力于(yu)(yu)化(hua)(hua)工(gong)(gong)設備可靠(kao)性分(fen)(fen)析研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)，近年來，一(yi)直從事該領(ling)域(yu)的研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。化(hua)(hua)工(gong)(gong)裝(zhuang)備多屬于(yu)(yu)壓(ya)力容器，處于(yu)(yu)高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)壓(ya)、腐蝕性介質中，因設備失效而(er)引發(fa)的災難(nan)性事故時有發(fa)生，為引起(qi)科研(yan)人員、企業(ye)技術人員的足夠(gou)重視，筆者將近年來的最新研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)果與大家分(fen)(fen)享，希望在提(ti)高(gao)(gao)化(hua)(hua)工(gong)(gong)裝(zhuang)備可靠(kao)性方面貢(gong)獻一(yi)份(fen)力量。本書以設備可靠(kao)性分(fen)(fen)析領(ling)域(yu)的研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)人員為主要讀者，也可供高(gao)(gao)校相關(guan)專業(ye)科研(yan)人員、化(hua)(hua)工(gong)(gong)企業(ye)裝(zhuang)備工(gong)(gong)程技術人員參考(kao)。

  金(jin)屬腐(fu)(fu)(fu)蝕遍(bian)及生(sheng)產(chan)和生(sheng)活的各(ge)(ge)個領域，特別(bie)是在石油(you)煉(lian)制、石油(you)化(hua)(hua)工、煤化(hua)(hua)工、鹽化(hua)(hua)工、冶金(jin)、核能等(deng)行業尤(you)為突出。金(jin)屬腐(fu)(fu)(fu)蝕不(bu)但引起資源浪費、環境污(wu)染，還(huan)嚴重影(ying)響設(she)備(bei)的正常運(yun)行。特別(bie)是壓(ya)力容(rong)器和管道(dao)等(deng)承壓(ya)設(she)備(bei)，往往處(chu)于高溫、高壓(ya)環境，內部介(jie)(jie)質具有易燃、易爆、有毒、強腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)等(deng)特點(dian)，設(she)備(bei)一(yi)旦發生(sheng)破壞，將引起介(jie)(jie)質泄(xie)漏(lou)，進而引起中(zhong)(zhong)毒、火災或爆炸等(deng)事故，嚴重影(ying)響人(ren)民財產(chan)和生(sheng)命安全(quan)。為解決各(ge)(ge)種腐(fu)(fu)(fu)蝕問(wen)題，一(yi)方面要采取防腐(fu)(fu)(fu)蝕措施，另一(yi)方面則要使用(yong)大量(liang)的耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)材料(liao)。其中(zhong)(zhong)，不(bu)銹(xiu)鋼因具有良好的耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)而被廣泛應(ying)用(yong)。近年(nian)來，我國(guo)不(bu)銹(xiu)鋼消(xiao)(xiao)費量(liang)不(bu)斷提高，2014年(nian)國(guo)內不(bu)銹(xiu)鋼表觀(guan)消(xiao)(xiao)費量(liang)達到(dao)1606萬(wan)(wan)噸,據(ju)中(zhong)(zhong)國(guo)特鋼企(qi)業協會統計，2019年(nian)中(zhong)(zhong)國(guo)不(bu)銹(xiu)鋼的產(chan)量(liang)和表觀(guan)消(xiao)(xiao)費量(liang)分(fen)別(bie)達到(dao)2940萬(wan)(wan)噸、2405萬(wan)(wan)噸。

  在各類不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)材料中(zhong)，由于奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有全(quan)面的(de)(de)、良好的(de)(de)綜合性(xing)能，其使用(yong)量(liang)約占(zhan)整個不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)產量(liang)的(de)(de)65%~70%。然而，奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)是相對的(de)(de)，例如，奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)對氯(lv)離(li)子具有高度的(de)(de)敏感性(xing)，一(yi)定條件下，微量(liang)氯(lv)離(li)子就能夠(gou)引起應(ying)力(li)腐蝕開裂。據統計，應(ying)力(li)腐蝕失效在不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)承壓(ya)設備各種(zhong)腐蝕失效模式中(zhong)所占(zhan)比例達到了55%。

  奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)普遍性(xing)(xing)，一方面源(yuan)于(yu)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)材料使用的(de)(de)(de)(de)(de)日益廣泛，另一方面源(yuan)于(yu)氯(lv)(lv)離子的(de)(de)(de)(de)(de)廣泛存在(zai)。工業用水(shui)、保(bao)溫材料、催(cui)化劑等(deng)都是氯(lv)(lv)離子的(de)(de)(de)(de)(de)來源(yuan)，雖然有時這些(xie)環(huan)境中氯(lv)(lv)離子濃(nong)度非常(chang)(chang)小，但微(wei)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離子常(chang)(chang)會在(zai)某個部位富集。因此，即使在(zai)嚴(yan)格的(de)(de)(de)(de)(de)預防措施(shi)下，奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)在(zai)氯(lv)(lv)離子環(huan)境中的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)失效事故仍然頻繁發生。應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)屬于(yu)低應(ying)力(li)脆性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)，裂(lie)紋具有很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)隱蔽性(xing)(xing)。應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)通常(chang)(chang)集中于(yu)尿素合(he)成(cheng)塔襯里(li)背面、廢熱(re)鍋爐的(de)(de)(de)(de)(de)爐管、蒸汽分(fen)配(pei)器、冷凝水(shui)收集器、蒸汽發生器、乙烯裝置稀釋蒸汽發生器等(deng)設備，由于(yu)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)失效造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)后(hou)果小則停(ting)產維修(xiu)或設備報(bao)廢，大(da)則引起泄漏、爆炸等(deng)嚴(yan)重事故。在(zai)API 581 中，氯(lv)(lv)化物應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)最(zui)高敏感(gan)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)嚴(yan)重性(xing)(xing)指數居各(ge)類應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)指數之首(shou)。

  應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)個復雜的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)，影(ying)響因素眾多(duo)，裂(lie)紋(wen)一旦形成則(ze)(ze)難以(yi)控制(zhi)，設備的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)(quan)運行得不到(dao)保障(zhang)，嚴(yan)重(zhong)威脅企業的(de)(de)(de)(de)(de)正常生產。雖然人(ren)們已對(dui)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)做了(le)大量研究(jiu)，但是(shi)對(dui)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)機(ji)理以(yi)及過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)認識還(huan)(huan)不夠充分(fen)(fen)，對(dui)影(ying)響因素考(kao)慮還(huan)(huan)不周全(quan)(quan)，從而導致應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)分(fen)(fen)析(xi)(xi)具有很大的(de)(de)(de)(de)(de)不確定(ding)(ding)性。同時，應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)概率分(fen)(fen)析(xi)(xi)是(shi)風險(xian)(xian)(xian)評估(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)(yao)組成部分(fen)(fen)。2009年頒(ban)布的(de)(de)(de)(de)(de) TSGD0001-2009《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)管(guan)道(dao)安(an)全(quan)(quan)技(ji)術監察(cha)規程(cheng)－工業管(guan)道(dao)》首次(ci)規定(ding)(ding)在定(ding)(ding)期檢驗(yan)(yan)中可以(yi)按照基于風險(xian)(xian)(xian)檢驗(yan)(yan)（RBI)的(de)(de)(de)(de)(de)結果確定(ding)(ding)檢驗(yan)(yan)周期。2009年頒(ban)布的(de)(de)(de)(de)(de)TSG 21-2016《固定(ding)(ding)式壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)容器安(an)全(quan)(quan)技(ji)術監察(cha)規程(cheng)》要(yao)(yao)(yao)求(qiu)第II類壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)容器或者用戶要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)其他(ta)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)容器設計時，應(ying)(ying)出具包括(kuo)主要(yao)(yao)(yao)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)模式和風險(xian)(xian)(xian)控制(zhi)等(deng)內容的(de)(de)(de)(de)(de)風險(xian)(xian)(xian)評估(gu)報告。TSG D7003-2010《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)管(guan)道(dao)定(ding)(ding)期檢驗(yan)(yan)規則(ze)(ze)－長輸（油氣）管(guan)道(dao)》附件中推薦(jian)了(le)4種風險(xian)(xian)(xian)評估(gu)方(fang)法(fa)(fa)。GB 150-2011《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)容器》對(dui)風險(xian)(xian)(xian)評估(gu)做了(le)原則(ze)(ze)性規定(ding)(ding)。我國(guo)已將(jiang)風險(xian)(xian)(xian)評估(gu)納入承壓(ya)(ya)設備的(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規標準，但國(guo)內風險(xian)(xian)(xian)評估(gu)研究(jiu)和實踐剛剛起步(bu)，有許多(duo)需要(yao)(yao)(yao)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)問題。應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)作為奧氏(shi)體不銹鋼(gang)材料的(de)(de)(de)(de)(de)一種重(zhong)要(yao)(yao)(yao)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)模式，研究(jiu)其失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)概率可促進我國(guo)風險(xian)(xian)(xian)評估(gu)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)。