應力腐蝕斷裂屬于低應力脆性斷裂,是奧氏體不銹鋼局部腐蝕中最為常見的一種腐蝕形式,其危害性極大。人們對應力腐蝕的認識最早起源于20世紀初黃銅彈殼在氨中的開裂,一直到1940年,應力腐蝕與晶間腐蝕才被明確區分出來。隨著不銹鋼的大量使用,特別是300系列的奧氏體不銹(xiu)鋼大量應用于石油、化工、核電等惡劣環境(含堿、含氯、含酸、高溫、高壓),設備發生應力腐蝕斷裂的頻率較高。人們對應力腐蝕的研究從未間斷,但是,因應力腐蝕引起的事故仍然時有報道。奧氏體不銹鋼的應力腐蝕斷裂既是材料領域的重大理論研究課題,又是實際工程領域迫切需要解決的問題。
1. 嚴控有害離子濃度
浙江至德(de)鋼業(ye)有限(xian)公(gong)司通過沉淀、膜過濾、離(li)(li)子(zi)交換(huan)等(deng)方(fang)式去除工(gong)業(ye)水(shui)(shui)中的氯(lv)離(li)(li)子(zi),將(jiang)介(jie)(jie)質脫硫(liu)處理(li)(li),最大限(xian)度降低介(jie)(jie)質中的Cl和(he)硫(liu)化物濃(nong)度;降低介(jie)(jie)質的pH值(zhi)。在日常生產中,嚴(yan)格按照(zhao)企業(ye)要求對設備(bei)內的介(jie)(jie)質進行檢測、分析等(deng)工(gong)作(zuo),防止(zhi)有害離(li)(li)子(zi)濃(nong)度超標。設備(bei)在停(ting)運階段(duan),做好(hao)清理(li)(li)、檢修(xiu)工(gong)作(zuo)。試驗后,防止(zhi)設備(bei)內壁、死角等(deng)位置(zhi)的殘余介(jie)(jie)質和(he)水(shui)(shui)因水(shui)(shui)蒸發使(shi)局(ju)部位置(zhi)離(li)(li)子(zi)濃(nong)度升高,造成(cheng)設備(bei)腐蝕(shi)。
2. 減少應力集中
首先,結構設計要合理,避免局部應力過大。其次,焊接部位是設備的薄弱環節,已存在焊接殘余應力,并且在焊接過程中易產生金相組織變化,大大增加了應力腐蝕敏感性。焊接不同厚度的不銹鋼時,因為自由變形不協調,焊縫處易產生局部應力,可先用機械法減薄厚板,再制備坡口。對于異種鋼焊接,由于兩種鋼的熱導率、伸長率不同,故產生的熱應力會造成焊縫處應力腐蝕開裂。例如,核電設備中的壓力容器與管道處,常遇到低合金鋼與奧氏體不銹鋼焊接連接的情況。石化設備中,異種鋼焊接的情況也較多。例如,20碳鋼與304不銹鋼焊接,304不銹鋼與600鎳合金焊接等。異種鋼焊接時,要保證焊縫融合區化學成分穩定。焊接過程中,要選擇合理的焊接工藝,控制焊接溫度、選擇合理的焊條。焊接后,采用噴丸等處理方法消除應力。
3. 避免干濕交替情況(kuang)
廢熱鍋(guo)爐暫停使(shi)用時(shi),要排(pai)凈內部溶液,使(shi)設備處(chu)在干燥狀態,避免出(chu)現干濕交替情況。