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(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(dian)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。

 浙江至德鋼(gang)(gang)業(ye)有(you)限公(gong)司對應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)影(ying)響因(yin)素、點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑(keng)的(de)產生(sheng)及(ji)隨機性、裂紋的(de)萌生(sheng)及(ji)擴展(zhan)、應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)失效概率等問題開(kai)展(zhan)了研(yan)究，獲得了介質壓(ya)力(li)對力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)影(ying)響規(gui)律，提出了點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)萌生(sheng)的(de)判據，解釋了多數裂紋萌生(sheng)于坑(keng)口或(huo)坑(keng)肩的(de)主(zhu)要原(yuan)因(yin)，列舉了不銹鋼(gang)(gang)設備和(he)管道失效分(fen)(fen)析(xi)案例。通過筆者的(de)研(yan)究，能(neng)夠促進應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)理論和(he)風險分(fen)(fen)析(xi)理論的(de)完善(shan)和(he)發展(zhan)，對保障奧氏體不銹鋼(gang)(gang)設備的(de)安(an)全(quan)運行具(ju)有(you)重(zhong)要意(yi)義。至德(de)鋼業致力(li)于(yu)化工設(she)(she)備(bei)(bei)可(ke)靠(kao)性分(fen)(fen)析研(yan)(yan)(yan)究，近(jin)年(nian)來，一(yi)直從事該(gai)領域的研(yan)(yan)(yan)究。化工裝(zhuang)備(bei)(bei)多(duo)屬于(yu)壓力(li)容器，處于(yu)高(gao)溫、高(gao)壓、腐蝕性介質中(zhong)，因設(she)(she)備(bei)(bei)失(shi)效而引發的災難性事故時(shi)有發生，為引起科研(yan)(yan)(yan)人(ren)員(yuan)、企(qi)(qi)業技(ji)術人(ren)員(yuan)的足夠重視，筆者(zhe)將近(jin)年(nian)來的最新(xin)研(yan)(yan)(yan)究成(cheng)果與大家分(fen)(fen)享，希(xi)望在(zai)提(ti)高(gao)化工裝(zhuang)備(bei)(bei)可(ke)靠(kao)性方面貢獻一(yi)份力(li)量。本書以設(she)(she)備(bei)(bei)可(ke)靠(kao)性分(fen)(fen)析領域的研(yan)(yan)(yan)究人(ren)員(yuan)為主要(yao)讀者(zhe)，也可(ke)供高(gao)校(xiao)相關專業科研(yan)(yan)(yan)人(ren)員(yuan)、化工企(qi)(qi)業裝(zhuang)備(bei)(bei)工程技(ji)術人(ren)員(yuan)參考。

  金屬腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)遍及生產(chan)和(he)生活(huo)的(de)各個領域，特(te)別(bie)是(shi)在石(shi)油煉(lian)制、石(shi)油化工(gong)、煤化工(gong)、鹽(yan)化工(gong)、冶金、核能(neng)等(deng)行業尤為突出。金屬腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)但引起資源浪費(fei)(fei)、環(huan)境污(wu)染(ran)，還嚴重影(ying)響設(she)(she)備的(de)正(zheng)常運行。特(te)別(bie)是(shi)壓(ya)力容器和(he)管道等(deng)承壓(ya)設(she)(she)備，往往處于高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)壓(ya)環(huan)境，內部介質(zhi)具有(you)(you)易燃、易爆(bao)、有(you)(you)毒、強(qiang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性等(deng)特(te)點，設(she)(she)備一(yi)旦發(fa)生破壞，將引起介質(zhi)泄(xie)漏，進(jin)而(er)引起中(zhong)毒、火災或爆(bao)炸等(deng)事故(gu)，嚴重影(ying)響人民財產(chan)和(he)生命安全。為解決各種(zhong)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)問題，一(yi)方面要采(cai)取防腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)措(cuo)施(shi)，另一(yi)方面則(ze)要使用大(da)量(liang)(liang)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性材料。其中(zhong)，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)具有(you)(you)良好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性而(er)被廣(guang)泛應用。近年(nian)來，我國(guo)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)消(xiao)費(fei)(fei)量(liang)(liang)不(bu)(bu)斷提(ti)高(gao)(gao)，2014年(nian)國(guo)內不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表觀消(xiao)費(fei)(fei)量(liang)(liang)達到1606萬噸,據中(zhong)國(guo)特(te)鋼(gang)企業協(xie)會統計，2019年(nian)中(zhong)國(guo)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)產(chan)量(liang)(liang)和(he)表觀消(xiao)費(fei)(fei)量(liang)(liang)分別(bie)達到2940萬噸、2405萬噸。

  在(zai)各類不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)材料(liao)中(zhong)，由于奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有全(quan)面的(de)(de)、良好的(de)(de)綜(zong)合性能，其(qi)使用(yong)量約占整個不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)產量的(de)(de)65%~70%。然(ran)而，奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性是相(xiang)對(dui)的(de)(de)，例如，奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)對(dui)氯離子具有高度(du)的(de)(de)敏(min)感性，一定條件下，微量氯離子就能夠(gou)引起應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)。據統計(ji)，應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失效在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)承壓設備各種腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失效模式中(zhong)所占比例達(da)到了55%。

  奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)普遍性(xing)(xing)(xing)，一(yi)方(fang)面源于奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼材(cai)料(liao)使用的(de)(de)(de)(de)日益廣泛，另一(yi)方(fang)面源于氯離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)廣泛存在。工(gong)業(ye)用水、保溫材(cai)料(liao)、催化劑等(deng)都是氯離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)來源，雖然有(you)時這些環境中氯離(li)(li)(li)子(zi)濃度非常小(xiao)，但微量的(de)(de)(de)(de)氯離(li)(li)(li)子(zi)常會在某個部位富集(ji)。因此，即使在嚴格的(de)(de)(de)(de)預防措施下，奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在氯離(li)(li)(li)子(zi)環境中的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐蝕(shi)失效(xiao)(xiao)事故仍(reng)然頻繁發生(sheng)。應(ying)力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)屬(shu)于低應(ying)力(li)脆性(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)，裂(lie)(lie)(lie)紋具有(you)很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)隱蔽(bi)性(xing)(xing)(xing)。應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)(lie)通常集(ji)中于尿素合(he)成塔襯里背(bei)面、廢熱鍋爐的(de)(de)(de)(de)爐管、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)分配器(qi)、冷凝水收集(ji)器(qi)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)發生(sheng)器(qi)、乙烯裝置(zhi)稀釋(shi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)發生(sheng)器(qi)等(deng)設備，由于應(ying)力(li)腐蝕(shi)失效(xiao)(xiao)造(zao)成的(de)(de)(de)(de)后果(guo)小(xiao)則停產維修(xiu)或(huo)設備報廢，大(da)(da)則引起泄(xie)漏、爆炸等(deng)嚴重(zhong)(zhong)事故。在API 581 中，氯化物應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)(lie)最高敏(min)感性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)嚴重(zhong)(zhong)性(xing)(xing)(xing)指數居各類應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)(xing)(xing)指數之首。

  應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕是(shi)個復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程，影響因素(su)眾(zhong)多(duo)，裂(lie)紋(wen)一旦形(xing)成(cheng)(cheng)則難以(yi)(yi)控制，設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)安全(quan)運(yun)行得不到保障，嚴重威脅企業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)正常生產(chan)。雖然人們已對(dui)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕做(zuo)了大量研究(jiu)，但(dan)是(shi)對(dui)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕機(ji)理以(yi)(yi)及過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)認識還不夠充(chong)分(fen)，對(dui)影響因素(su)考慮(lv)還不周全(quan)，從而導(dao)致應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕失(shi)(shi)效(xiao)分(fen)析(xi)具(ju)有很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不確定(ding)(ding)性。同(tong)時，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕失(shi)(shi)效(xiao)概(gai)率(lv)分(fen)析(xi)是(shi)風險(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)估(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)組成(cheng)(cheng)部(bu)分(fen)。2009年頒布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) TSGD0001-2009《壓力(li)管(guan)(guan)道(dao)安全(quan)技(ji)術(shu)監(jian)察(cha)規(gui)程－工業管(guan)(guan)道(dao)》首次規(gui)定(ding)(ding)在定(ding)(ding)期(qi)檢(jian)驗(yan)(yan)中(zhong)可以(yi)(yi)按(an)照基于風險(xian)(xian)檢(jian)驗(yan)(yan)（RBI)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果確定(ding)(ding)檢(jian)驗(yan)(yan)周期(qi)。2009年頒布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)TSG 21-2016《固定(ding)(ding)式壓力(li)容(rong)(rong)(rong)器安全(quan)技(ji)術(shu)監(jian)察(cha)規(gui)程》要(yao)求第II類壓力(li)容(rong)(rong)(rong)器或者(zhe)用戶要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)其(qi)他壓力(li)容(rong)(rong)(rong)器設(she)計(ji)時，應(ying)(ying)出具(ju)包括主要(yao)失(shi)(shi)效(xiao)模式和風險(xian)(xian)控制等(deng)內(nei)容(rong)(rong)(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)風險(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)估(gu)報告。TSG D7003-2010《壓力(li)管(guan)(guan)道(dao)定(ding)(ding)期(qi)檢(jian)驗(yan)(yan)規(gui)則－長輸（油氣）管(guan)(guan)道(dao)》附件中(zhong)推薦了4種風險(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)估(gu)方法。GB 150-2011《壓力(li)容(rong)(rong)(rong)器》對(dui)風險(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)估(gu)做(zuo)了原(yuan)則性規(gui)定(ding)(ding)。我國(guo)已將風險(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)估(gu)納入承壓設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)法規(gui)標準(zhun)，但(dan)國(guo)內(nei)風險(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)估(gu)研究(jiu)和實踐剛剛起步，有許多(duo)需要(yao)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題。應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕失(shi)(shi)效(xiao)作(zuo)為奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一種重要(yao)失(shi)(shi)效(xiao)模式，研究(jiu)其(qi)失(shi)(shi)效(xiao)概(gai)率(lv)可促進我國(guo)風險(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)估(gu)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展。