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(ying)力腐蝕開(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、點蝕的形成、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(zhe)江至德鋼業有(you)限公司對應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)影(ying)響因素、點蝕(shi)(shi)(shi)坑(keng)的(de)產(chan)生及隨機性、裂紋(wen)的(de)萌生及擴展、應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)失效(xiao)概率等問(wen)題開(kai)展了研究，獲得了介質壓(ya)力(li)(li)對力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)影(ying)響規律，提出(chu)了點蝕(shi)(shi)(shi)萌生的(de)判(pan)據，解(jie)釋了多數裂紋(wen)萌生于坑(keng)口或(huo)坑(keng)肩(jian)的(de)主(zhu)要原因，列(lie)舉了不銹鋼設備(bei)和(he)管道失效(xiao)分析案例。通(tong)過筆(bi)者的(de)研究，能夠促進應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)理論和(he)風險分析理論的(de)完善和(he)發展，對保障奧(ao)氏體不銹鋼設備(bei)的(de)安全運行具有(you)重要意義。至德(de)鋼業(ye)致(zhi)力于(yu)化(hua)工設備(bei)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)(xing)分(fen)(fen)析(xi)研(yan)(yan)究(jiu)，近年來(lai)，一直從(cong)事(shi)該領域(yu)(yu)的研(yan)(yan)究(jiu)。化(hua)工裝(zhuang)(zhuang)備(bei)多屬于(yu)壓(ya)力容器，處于(yu)高溫、高壓(ya)、腐蝕(shi)性(xing)(xing)介質中，因設備(bei)失效而引發(fa)的災難性(xing)(xing)事(shi)故(gu)時有發(fa)生，為引起科研(yan)(yan)人(ren)員、企業(ye)技(ji)術(shu)人(ren)員的足(zu)夠重視，筆者將近年來(lai)的最新研(yan)(yan)究(jiu)成果與大(da)家分(fen)(fen)享，希望在提高化(hua)工裝(zhuang)(zhuang)備(bei)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)(xing)方面貢獻一份力量。本書以設備(bei)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)(xing)分(fen)(fen)析(xi)領域(yu)(yu)的研(yan)(yan)究(jiu)人(ren)員為主要(yao)讀者，也可(ke)供高校相關專(zhuan)業(ye)科研(yan)(yan)人(ren)員、化(hua)工企業(ye)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)工程技(ji)術(shu)人(ren)員參考。

  金屬腐(fu)蝕(shi)(shi)遍及生(sheng)產和(he)生(sheng)活(huo)的(de)各個領域(yu)，特別(bie)是在石油煉制、石油化(hua)工、煤化(hua)工、鹽(yan)化(hua)工、冶金、核能等(deng)行業尤為突出。金屬腐(fu)蝕(shi)(shi)不但引起(qi)資源浪(lang)費(fei)、環(huan)境污染，還嚴重(zhong)影(ying)響設備(bei)的(de)正常運行。特別(bie)是壓(ya)力容器(qi)和(he)管道等(deng)承壓(ya)設備(bei)，往往處于高(gao)溫、高(gao)壓(ya)環(huan)境，內部介(jie)(jie)質具有易燃、易爆、有毒(du)、強腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)等(deng)特點，設備(bei)一(yi)旦發(fa)生(sheng)破壞，將引起(qi)介(jie)(jie)質泄(xie)漏，進(jin)而引起(qi)中(zhong)毒(du)、火災或爆炸(zha)等(deng)事故，嚴重(zhong)影(ying)響人民財產和(he)生(sheng)命(ming)安(an)全。為解決各種腐(fu)蝕(shi)(shi)問題(ti)，一(yi)方面要采取防(fang)腐(fu)蝕(shi)(shi)措施，另一(yi)方面則(ze)要使用(yong)大量的(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)材(cai)料。其中(zhong)，不銹鋼因具有良好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)而被廣泛應用(yong)。近年來，我國不銹鋼消(xiao)(xiao)(xiao)費(fei)量不斷提(ti)高(gao)，2014年國內不銹鋼表觀消(xiao)(xiao)(xiao)費(fei)量達到1606萬噸(dun)(dun),據中(zhong)國特鋼企(qi)業協會統計(ji)，2019年中(zhong)國不銹鋼的(de)產量和(he)表觀消(xiao)(xiao)(xiao)費(fei)量分別(bie)達到2940萬噸(dun)(dun)、2405萬噸(dun)(dun)。

  在各類不(bu)銹鋼(gang)材料(liao)中，由于奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)具有(you)全面的(de)、良(liang)好的(de)綜(zong)合性(xing)能(neng)，其(qi)使用量約(yue)占整個不(bu)銹鋼(gang)產(chan)量的(de)65%~70%。然而，奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)耐腐蝕性(xing)是相對的(de)，例(li)如，奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)對氯(lv)離子具有(you)高度的(de)敏感性(xing)，一定條(tiao)件下，微量氯(lv)離子就能(neng)夠引(yin)起應力腐蝕開(kai)裂。據統計，應力腐蝕失(shi)(shi)效(xiao)在不(bu)銹鋼(gang)承壓(ya)設備各種腐蝕失(shi)(shi)效(xiao)模式(shi)中所占比例(li)達到了55%。

  奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)的(de)普遍(bian)性，一方面源于奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)材料使用的(de)日益廣(guang)泛(fan)，另一方面源于氯(lv)離子(zi)的(de)廣(guang)泛(fan)存在(zai)。工業用水、保(bao)溫材料、催化(hua)劑等(deng)(deng)都是(shi)氯(lv)離子(zi)的(de)來源，雖然有時這些(xie)環境(jing)中氯(lv)離子(zi)濃度非常(chang)小(xiao)，但(dan)微(wei)量(liang)的(de)氯(lv)離子(zi)常(chang)會在(zai)某個部(bu)位富集。因此，即使在(zai)嚴(yan)格(ge)的(de)預防措施下，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)氯(lv)離子(zi)環境(jing)中的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)失效事故(gu)仍然頻繁發生。應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)斷裂(lie)屬(shu)于低應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)脆性斷裂(lie)，裂(lie)紋具有很大(da)的(de)隱(yin)蔽性。應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)通常(chang)集中于尿素合成塔襯(chen)里背面、廢熱鍋(guo)爐(lu)的(de)爐(lu)管、蒸(zheng)汽(qi)分配器、冷(leng)凝水收集器、蒸(zheng)汽(qi)發生器、乙(yi)烯裝置稀釋蒸(zheng)汽(qi)發生器等(deng)(deng)設(she)備，由于應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)失效造成的(de)后(hou)果小(xiao)則停(ting)產維修或設(she)備報廢，大(da)則引(yin)起(qi)泄漏(lou)、爆炸等(deng)(deng)嚴(yan)重事故(gu)。在(zai)API 581 中，氯(lv)化(hua)物應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)最高(gao)敏(min)感性的(de)嚴(yan)重性指數(shu)居(ju)各類應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)敏(min)感性指數(shu)之首。

  應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕是(shi)個(ge)復雜的(de)(de)(de)過程(cheng)，影響(xiang)因素眾多(duo)，裂紋一旦(dan)形成(cheng)(cheng)則(ze)難以控制(zhi)，設(she)備(bei)的(de)(de)(de)安全(quan)運行得不到(dao)保(bao)障，嚴重(zhong)威脅企業(ye)(ye)的(de)(de)(de)正常生產。雖然人(ren)們(men)已(yi)對(dui)(dui)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕做(zuo)了大(da)量(liang)研究(jiu)，但(dan)是(shi)對(dui)(dui)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕機理以及(ji)過程(cheng)的(de)(de)(de)認識還不夠(gou)充分(fen)，對(dui)(dui)影響(xiang)因素考慮還不周(zhou)(zhou)全(quan)，從而(er)導致(zhi)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕失(shi)效(xiao)(xiao)分(fen)析(xi)具有很(hen)大(da)的(de)(de)(de)不確(que)(que)定性。同時，應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕失(shi)效(xiao)(xiao)概率分(fen)析(xi)是(shi)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)估(gu)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)組成(cheng)(cheng)部分(fen)。2009年頒布(bu)的(de)(de)(de) TSGD0001-2009《壓力(li)(li)管(guan)道安全(quan)技(ji)(ji)術(shu)監察(cha)規(gui)程(cheng)－工業(ye)(ye)管(guan)道》首次規(gui)定在定期(qi)檢(jian)驗(yan)(yan)中(zhong)可以按照基(ji)于風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)檢(jian)驗(yan)(yan)（RBI)的(de)(de)(de)結果確(que)(que)定檢(jian)驗(yan)(yan)周(zhou)(zhou)期(qi)。2009年頒布(bu)的(de)(de)(de)TSG 21-2016《固定式(shi)壓力(li)(li)容器(qi)安全(quan)技(ji)(ji)術(shu)監察(cha)規(gui)程(cheng)》要(yao)求第II類壓力(li)(li)容器(qi)或者用(yong)戶要(yao)求的(de)(de)(de)其他壓力(li)(li)容器(qi)設(she)計時，應(ying)(ying)出具包括主要(yao)失(shi)效(xiao)(xiao)模式(shi)和(he)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)控制(zhi)等內(nei)容的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)估(gu)報告。TSG D7003-2010《壓力(li)(li)管(guan)道定期(qi)檢(jian)驗(yan)(yan)規(gui)則(ze)－長輸（油(you)氣）管(guan)道》附件中(zhong)推薦了4種風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)估(gu)方法(fa)。GB 150-2011《壓力(li)(li)容器(qi)》對(dui)(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)估(gu)做(zuo)了原則(ze)性規(gui)定。我國已(yi)將風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)估(gu)納(na)入承壓設(she)備(bei)的(de)(de)(de)法(fa)規(gui)標(biao)準，但(dan)國內(nei)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)估(gu)研究(jiu)和(he)實踐剛(gang)剛(gang)起步(bu)，有許多(duo)需要(yao)研究(jiu)的(de)(de)(de)問(wen)題。應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕失(shi)效(xiao)(xiao)作為奧(ao)氏(shi)體不銹鋼材料(liao)的(de)(de)(de)一種重(zhong)要(yao)失(shi)效(xiao)(xiao)模式(shi)，研究(jiu)其失(shi)效(xiao)(xiao)概率可促進我國風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)評(ping)(ping)(ping)估(gu)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)發展。