凡是應力和腐蝕介質共同作用引起的斷裂,稱為應力腐蝕破壞。一般所說的應力腐蝕是一種較為復雜的現象。當應力不存在時,腐蝕十分微小;而施加應力經過一段時間后,金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這類應力腐蝕斷裂(lie)有如下三個共同特征。


  ①. 應(ying)力必須是拉伸(shen)(shen)的(de),拉伸(shen)(shen)應(ying)力愈(yu)大,則斷(duan)裂時(shi)間愈(yu)短。


  ②. 腐蝕介質是特定的,只有某些金屬與介質的組合才會產生應力腐蝕斷裂,例如,黃銅的氨脆、鍋爐鋼的堿脆、低碳鋼的硝脆、高強度鋼的氫脆、奧氏體不(bu)銹鋼管的氯脆等。使不銹鋼產生應力腐蝕的介質和金屬的組合例子,列于表3-9。


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  ③. 斷(duan)裂速度(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應力(li)時的(de)(de)腐蝕破(po)壞(huai)速度,但(dan)又(you)小于單純(chun)的(de)(de)力(li)學斷(duan)裂速度,斷(duan)口屬(shu)于脆斷(duan)型。


  應力腐(fu)蝕(shi)裂紋是在奧氏體不(bu)銹鋼(gang)管中,在焊接部分等的殘余應力和特定(ding)的腐(fu)蝕(shi)條件下發生的應力腐(fu)蝕(shi)裂紋(SCC)。


  奧氏(shi)體(ti)型不銹鋼(gang)雖然具有優(you)越的(de)耐腐(fu)(fu)蝕性,但是(shi),在(zai)特(te)定的(de)腐(fu)(fu)蝕條件下,易發生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕裂紋(SCC)。應(ying)力腐(fu)(fu)蝕裂紋是(shi)由拉(la)伸應(ying)力和腐(fu)(fu)蝕兩種因素共同作用(yong)而引起的(de)斷裂狀(zhuang)腐(fu)(fu)蝕。一(yi)般情況是(shi)在(zai)含有氯離子(Cl-)的(de)環境中(zhong),處(chu)于拉(la)伸應(ying)力狀(zhuang)態(tai)下發生(sheng)的(de)。


 圖3-7顯示(shi)的(de)是(shi)一個熱交換(huan)器用不銹鋼(gang)管,發(fa)生的(de)應力腐蝕開裂的(de)實例。


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  不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的表面(mian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)分為(wei)活(huo)(huo)性狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)鈍化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、鈍化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及(ji)(ji)過鈍化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)四種(zhong),參看圖1-5不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線。應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂紋(wen)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)活(huo)(huo)性狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活(huo)(huo)性鈍化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及(ji)(ji)過鈍化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)三(san)種(zhong)情況下(xia),尤其是在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)性(介質(zhi))附(fu)近的鈍化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong)(zhong),引(yin)起的比(bi)較多。在(zai)(zai)活(huo)(huo)性態(tai)(tai)中(zhong)(zhong)的應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂紋(wen)是不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)表面(mian)腐(fu)蝕。在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力造成(cheng)的局部破壞(huai)部位(wei)上,陽極(ji)(ji)溶解快速進行(xing)成(cheng)為(wei)裂紋(wen)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang),當有氯(lv)(lv)離(li)子(Cl-)存在(zai)(zai)時(shi),才會(hui)促進陽極(ji)(ji)溶解。在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)性附(fu)近的鈍化(hua)(hua)(hua)中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)表面(mian)鈍化(hua)(hua)(hua)薄膜(mo)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)嚴重(zhong)破壞(huai)時(shi),應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂紋(wen)反而不(bu)(bu)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng),只(zhi)有在(zai)(zai)氯(lv)(lv)離(li)子(Cl-)存在(zai)(zai)的鈍化(hua)(hua)(hua)薄膜(mo)被破壞(huai),進行(xing)局部的陽極(ji)(ji)溶解,由于應(ying)(ying)(ying)力存在(zai)(zai)使之發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)并傳播(bo),就會(hui)產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂紋(wen)。斷裂是在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力垂直角方向上發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)的,一般是邊產生(sheng)(sheng)(sheng)邊發(fa)(fa)(fa)展。作為(wei)使用(yong)環境來講,幾乎全部是發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)所有氯(lv)(lv)離(li)子(Cl-)環境中(zhong)(zhong)。其他如(ru)高濃度的堿或酸也會(hui)引(yin)起應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂紋(wen)。表3-9列出了幾種(zhong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)系列產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕的介質(zhi)。


  不銹鋼管只有在鈍化(hua)狀態(tai)下才是(shi)耐腐(fu)蝕的,它(ta)有最(zui)小(xiao)的腐(fu)蝕電流(liu),腐(fu)蝕速度很小(xiao)。


  溫度(du)對(dui)其影(ying)響很(hen)大,溫度(du)越高則應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)(lie)紋(wen)越容易發(fa)生(sheng)。在實際(ji)環境中,在70℃以下的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)實例幾乎沒有,如圖(tu)3-8所(suo)(suo)示。這里所(suo)(suo)說的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li),包括操作(zuo)時的(de)(de)動作(zuo)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)、熱應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)、裝(zhuang)置的(de)(de)約束應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)、冷加工以及焊接時的(de)(de)殘余應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)等。減少和(he)防止應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)對(dui)策列于表3-10。


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