一(yi)、現象


   在應力與介質共同作用下而引起的一種局部斷裂,常見的穿晶型應力腐蝕示意圖見圖8.16。實際遇到的不銹鋼管(guan)使用過程中出現的穿晶應力腐蝕宏觀和微觀形貌見圖8.17。應力為不銹鋼管本身的殘余應力,實測為100~150MPa,介質為含有Cl-的水。


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二、原(yuan)因(yin)


  不(bu)銹鋼產生應力(li)腐(fu)蝕必須(xu)同時滿足三個條件(見(jian)圖8.18),即材料因(yin)素(su)(敏感的(de)(de)合金),環境因(yin)素(su)(特定(ding)的(de)(de)介質)和力(li)學(xue)因(yin)素(su)(靜(jing)的(de)(de)拉伸應力(li))等三要素(su)。


   ①. 敏感的合(he)金(材(cai)料因(yin)素)-系(xi)指具有一定(ding)化學成分和組織結構的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),在一些(xie)介(jie)質中對應力腐(fu)蝕(shi)敏感。但并不是任何一種(zhong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、在任何條件下均產生應力腐(fu)蝕(shi)斷裂。


   ②. 特(te)定(ding)的(de)(de)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(環境因(yin)素)-對某一敏感(gan)合金而言(yan),必(bi)須有一種或一些特(te)定(ding)的(de)(de)腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)與它相(xiang)匹配,才(cai)能產生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕。目前,既沒(mei)有對任何介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)都敏感(gan)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼,也沒(mei)有能引起(qi)任何不(bu)銹(xiu)鋼均產生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕斷裂的(de)(de)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)。對于18-8型鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼而言(yan),能引起(qi)應力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)常見特(te)定(ding)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)有氯化(hua)物(wu)、氫(qing)氧(yang)化(hua)物(wu)和連多硫酸 等。


   ③. 靜的(de)(de)(de)拉伸(shen)應力(力學因(yin)素)-如果不存在靜的(de)(de)(de)拉伸(shen)應力,即使(shi)有敏感的(de)(de)(de)合(he)(he)金與(yu)特定的(de)(de)(de)介質的(de)(de)(de)配合(he)(he),應力腐蝕同樣不會發(fa)生。


  三個條件共同作用導(dao)致不(bu)銹鋼產生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕斷裂,國內外這(zhe)方面的重(zhong)大事故很多,此處無法一(yi)一(yi)列舉。


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三(san)、防止措(cuo)施(shi)


設法去除應力腐蝕三個必要條件中的一個因素,便可防止不(bu)銹鋼應力(li)腐蝕的出現。


   ①. 在不銹鋼的生產、設備加工和使用過程中,降低和消除不銹鋼管的殘余應力或造成壓應力。例如,采用在不銹鋼表面進行噴丸處理可取得明顯效果(見圖8.19)。但此種處理不適用于易產生點腐蝕的條件。因為穿過壓應力層的點蝕底部則處于高拉應力區,反而會使應力腐蝕過程加速。


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  ②. 降低介質(zhi)溫度(du)(du)和(he)(he)水(shui)介質(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)Cl-濃度(du)(du),防(fang)止Cl-蒸(zheng)發濃縮和(he)(he)在不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管表(biao)面富集的(de)(de)(de)條件;鉻鎳不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制(zhi)鍋(guo)爐和(he)(he)容器等(deng)需進行水(shui)壓試(shi)驗的(de)(de)(de)設(she)備,建議用去(qu)離(li)子水(shui),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管制(zhi)設(she)備和(he)(he)構(gou)件在放置或運輸(shu)過程中(zhong),特別是在海洋性大(da)氣和(he)(he)高Cl-濃度(du)(du)的(de)(de)(de)濕(shi)態環境中(zhong),要妥善加以防(fang)護(hu)。


  ③. 選擇耐應力腐蝕材料,在含Cl-的大氣和(he)水介(jie)質中,為了耐應力腐蝕,在實(shi)際應用中,各(ge)種(zhong)現(xian)(xian)代鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼管和(he)各(ge)種(zhong)現(xian)(xian)代雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)鋼管均可(ke)優先(xian)選用。



  表8.2 采用Cr-Ni奧氏體不銹鋼(gang)加工(gong)或(huo)焊(han)后(hou)消除應力熱處理方法(fa)的參考規范


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     注:A-完(wan)(wan)全(quan)退火(huo),1065~1120℃緩(huan)冷(leng);B-退火(huo),850~1120℃緩(huan)冷(leng);C-固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理,1065~1120℃水冷(leng)或(huo)急冷(leng);D-消除應力熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理,850~900℃空(kong)冷(leng)或(huo)急冷(leng);E-穩定化(hua)處(chu)(chu)(chu)(chu)理,850~900℃空(kong)冷(leng);F-尺寸穩定熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理,500~600℃緩(huan)冷(leng)。(a)建議選用最適(shi)于進(jin)(jin)(jin)行焊后或(huo)加(jia)工后熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理的(de)含Ti、Nb的(de)鋼(gang)種或(huo)超低C不銹鋼(gang);(b)多數部件(jian)不必(bi)進(jin)(jin)(jin)行熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理,但在加(jia)工過程中(zhong),不銹鋼(gang)受敏化(hua)的(de)條件(jian)下,必(bi)須進(jin)(jin)(jin)行熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理時,才進(jin)(jin)(jin)行此種處(chu)(chu)(chu)(chu)理;(c)在加(jia)工完(wan)(wan)后,在進(jin)(jin)(jin)行C規范(fan)處(chu)(chu)(chu)(chu)理的(de)前(qian)提下,也能夠用A、B或(huo)D規范(fan)進(jin)(jin)(jin)行處(chu)(chu)(chu)(chu)理。




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