應力腐蝕斷裂是金屬暴露于拉應力這種特殊環境時發生的腐蝕現象。不銹鋼的應力腐蝕斷裂包括在晶體內發生的穿晶裂紋和沿著晶體晶界發生的晶界裂紋，后者是以晶界的敏化為前提的，因此從材料的角度考慮防止晶界裂紋的措施與防止晶(jing)間(jian)腐蝕的一樣，可通過低碳或添加Ti、Nb等碳化物形成元素解決。到1970年前后這一問題大致得到了解決，與此同時該類斷裂事故也幾乎消失殆盡了。但是對于前者-穿晶裂紋，尤其從經濟的角度來防止奧(ao)氏體不(bu)銹鋼出現該類事故是非常困難的，目前仍處于研究摸索階段。

  不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)事故(gu)在20世紀30年代(dai)就已經在國外有(you)所(suo)發(fa)(fa)現。在日本，1955年以后全(quan)面腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事故(gu)相(xiang)對減少，但隨著石油化學工業等(deng)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展，由應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)事故(gu)不斷(duan)(duan)增多(duo)。不銹鋼(gang)(gang)(gang)廠商(shang)對1958年到1967年十年間發(fa)(fa)生的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事例進行了調查，圖7.1 示出了不同腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形(xing)態事故(gu)發(fa)(fa)生件數(shu)統計。發(fa)(fa)現從(cong)20世紀60年代(dai)后半期開(kai)(kai)始(shi)，應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)(de)(de)比(bi)率升為最(zui)高，1967年達到40%。另(ling)外根(gen)據其他調查數(shu)據的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)結果得知，從(cong)1965年開(kai)(kai)始(shi)的(de)(de)(de)5年時間內(nei)，在所(suo)調查的(de)(de)(de)186起(qi)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)濕腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)事故(gu)中，應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)占到61%。

  根據腐(fu)(fu)蝕(shi)環境進(jin)行分類，可(ke)(ke)得出如(ru)果表(biao)7.1所(suo)示的(de)(de)(de)結果。如(ru)果將裝置的(de)(de)(de)過(guo)程中介質(zhi)以(yi)(yi)及加熱冷卻介質(zhi)、保溫劑等(deng)與過(guo)程相反側(ce)的(de)(de)(de)介質(zhi)分開，后者(zhe)占(zhan)了半數(shu)以(yi)(yi)上，單純與水(shui)相關(guan)的(de)(de)(de)事(shi)故(gu)比(bi)較多。還有，以(yi)(yi)殘留應(ying)力(li)為(wei)應(ying)力(li)源的(de)(de)(de)比(bi)較多，占(zhan)80%左右。此外，若將應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂按照形態(tai)進(jin)行劃分，可(ke)(ke)以(yi)(yi)看出近半數(shu)的(de)(de)(de)穿(chuan)晶裂紋(wen)是與點腐(fu)(fu)蝕(shi)相關(guan)的(de)(de)(de)。通(tong)過(guo)對日(ri)本石油化學工(gong)業快速發展的(de)(de)(de)1955-1975年的(de)(de)(de)20年間石油化工(gong)廠的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)損傷事(shi)故(gu)的(de)(de)(de)調(diao)查得知，在所(suo)調(diao)查的(de)(de)(de)306事(shi)故(gu)當中，42%是由應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂引起的(de)(de)(de)，這其中的(de)(de)(de)60%又發生于奧氏體系(xi)不(bu)銹鋼。

  包含氯(lv)(lv)化(hua)物環境(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂對于(yu)(yu)各(ge)個(ge)化(hua)工廠而言(yan)都是一(yi)個(ge)問題(ti)(ti)。氯(lv)(lv)離子(zi)來自于(yu)(yu)原料(liao)或(huo)(huo)者冷卻(que)水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)純(chun)物，其中(zhong)由(you)后(hou)者引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂是各(ge)個(ge)化(hua)工廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同(tong)(tong)問題(ti)(ti)，為(wei)此(ci)通(tong)過(guo)事故分(fen)(fen)(fen)析(xi)可(ke)以(yi)明確問題(ti)(ti)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)條(tiao)件(jian)。圖(tu)7.2是西(xi)野(ye)等在1970年發(fa)(fa)表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該圖(tu)針對實(shi)際裝置中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)(xi)(xi)(xi)不(bu)(bu)銹鋼熱(re)交換(huan)(huan)器(qi)(qi)以(yi)及冷卻(que)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂情(qing)況(kuang)，表(biao)示(shi)出(chu)了(le)相關(guan)過(guo)程中(zhong)流體介(jie)質(zhi)溫(wen)(wen)(wen)度與冷卻(que)水中(zhong)氯(lv)(lv)離子(zi)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)(xi)(xi)(xi)曲線(xian)，該曲線(xian)表(biao)示(shi)非焊接部分(fen)(fen)(fen)發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)限(xian)。但(dan)是，焊接部分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離子(zi)濃度在低于(yu)(yu)這個(ge)界(jie)限(xian)曲線(xian)時(shi)也有(you)可(ke)能發(fa)(fa)生(sheng)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂。不(bu)(bu)過(guo)從沒有(you)出(chu)現過(guo)50℃以(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂事故，因此(ci)一(yi)般認為(wei)低于(yu)(yu)50℃就不(bu)(bu)會(hui)(hui)發(fa)(fa)生(sheng)奧氏體不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂。之后(hou)，在日本化(hua)學工學協(xie)會(hui)(hui)、腐(fu)蝕(shi)預防(fang)協(xie)會(hui)(hui)以(yi)及不(bu)(bu)銹鋼協(xie)會(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同(tong)(tong)分(fen)(fen)(fen)科會(hui)(hui)上(shang)，針對當時(shi)許多化(hua)工廠用來進行水冷卻(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺多管(guan)(guan)式(shi)熱(re)交換(huan)(huan)器(qi)(qi)，從不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用條(tiao)件(jian)來分(fen)(fen)(fen)析(xi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)情(qing)況(kuang)，并于(yu)(yu)1979年發(fa)(fa)表(biao)了(le)分(fen)(fen)(fen)析(xi)結果(guo)(guo)。圖(tu)7.3 表(biao)示(shi)出(chu)了(le)繩索的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最高(gao)溫(wen)(wen)(wen)度或(huo)(huo)推測(ce)管(guan)(guan)壁溫(wen)(wen)(wen)度與冷水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離子(zi)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)(xi)(xi)(xi)，并表(biao)明了(le)不(bu)(bu)同(tong)(tong)材(cai)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂發(fa)(fa)生(sheng)界(jie)限(xian)。可(ke)以(yi)看出(chu)，發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩索最高(gao)溫(wen)(wen)(wen)度下(xia)限(xian)為(wei)：304系(xi)(xi)(xi)(xi)鋼約80℃;316系(xi)(xi)(xi)(xi)鋼還要高(gao)，約達110℃.此(ci)外由(you)于(yu)(yu)數據(ju)比較(jiao)少，沒有(you)出(chu)現鐵(tie)素體系(xi)(xi)(xi)(xi)、雙相系(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂實(shi)例(li)。不(bu)(bu)過(guo)如果(guo)(guo)不(bu)(bu)采用最高(gao)使用溫(wen)(wen)(wen)度而采用推測(ce)管(guan)(guan)壁溫(wen)(wen)(wen)度，界(jie)限(xian)溫(wen)(wen)(wen)度就要比50℃低得(de)多，304系(xi)(xi)(xi)(xi)鋼和316系(xi)(xi)(xi)(xi)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別也就消失了(le)。另一(yi)方(fang)面，從熱(re)交換(huan)(huan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)安置方(fang)式(shi)（縱向(xiang)或(huo)(huo)是橫向(xiang)）以(yi)及水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)流通(tong)方(fang)式(shi)（管(guan)(guan)內(nei)或(huo)(huo)是管(guan)(guan)外）來考慮斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)，可(ke)以(yi)得(de)出(chu)：若熱(re)交換(huan)(huan)器(qi)(qi)管(guan)(guan)內(nei)通(tong)涼水并橫向(xiang)安置時(shi)，無斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)范圍(wei)擴大、氣相等氯(lv)(lv)離子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無濃縮條(tiao)件(jian)良好等。之后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調查結果(guo)(guo)進一(yi)步表(biao)明：在304系(xi)(xi)(xi)(xi)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂當中(zhong)，晶界(jie)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂比較(jiao)多。