一、現象(xiang)


   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、原因


  不銹鋼產生應力腐(fu)蝕必須同時滿足三個條件(見圖8.18),即(ji)材料因(yin)素(su)(敏感的合金),環境因(yin)素(su)(特定的介(jie)質(zhi))和力學(xue)因(yin)素(su)(靜的拉伸應力)等三要素(su)。


   ①. 敏感的合金(jin)(材料(liao)因素)-系指(zhi)具有(you)一定化學成分和組織結構的不(bu)銹(xiu)鋼(gang),在一些介(jie)質中對(dui)應力腐蝕敏感。但并不(bu)是任何一種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、在任何條件下均產(chan)生應力腐蝕斷(duan)裂。


   ②. 特定的(de)(de)介(jie)質(zhi)(zhi)(環境因(yin)素)-對某一敏(min)感合(he)金而言,必須有一種或一些特定的(de)(de)腐蝕介(jie)質(zhi)(zhi)與它(ta)相(xiang)匹配(pei),才能產生應力(li)腐蝕。目(mu)前,既沒有對任(ren)何介(jie)質(zhi)(zhi)都敏(min)感的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang),也(ye)沒有能引起(qi)任(ren)何不(bu)銹鋼(gang)(gang)均產生應力(li)腐蝕斷(duan)裂的(de)(de)介(jie)質(zhi)(zhi)。對于18-8型(xing)鉻鎳奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)而言,能引起(qi)應力(li)腐蝕的(de)(de)常(chang)見特定介(jie)質(zhi)(zhi)有氯化物(wu)、氫氧化物(wu)和連多硫(liu)酸 等。


   ③. 靜的拉伸應力(li)(力(li)學(xue)因素)-如果不存(cun)在(zai)靜的拉伸應力(li),即使有敏感的合金與特定的介質(zhi)的配合,應力(li)腐蝕(shi)同樣(yang)不會(hui)發生。


  三個條件共同作用(yong)導致不銹(xiu)鋼產(chan)生應力腐蝕(shi)斷(duan)裂(lie),國內外這方面的重大事故很多,此處(chu)無法一(yi)一(yi)列(lie)舉。


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三、防止措施


設法去除應力腐蝕三個必要條件中的一個因素,便可防止不銹鋼應力腐(fu)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(jiang)低介質溫度(du)和水介質中的(de)(de)Cl-濃(nong)度(du),防(fang)止Cl-蒸(zheng)發(fa)濃(nong)縮和在不銹鋼管(guan)表(biao)面富集的(de)(de)條件;鉻鎳(nie)不銹鋼制(zhi)鍋爐(lu)和容器等需進行水壓試驗的(de)(de)設(she)(she)備(bei),建(jian)議用(yong)去(qu)離子水,不銹鋼管(guan)制(zhi)設(she)(she)備(bei)和構件在放置(zhi)或運輸過(guo)程中,特別(bie)是在海洋性大氣和高Cl-濃(nong)度(du)的(de)(de)濕(shi)態環(huan)境中,要妥善加以防(fang)護。


  ③. 選(xuan)擇耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)材料,在含Cl-的大(da)氣和水介質中(zhong),為了耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi),在實際應(ying)用中(zhong),各種(zhong)現代鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)和各種(zhong)現代雙相不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)均可優(you)先(xian)選(xuan)用。



  表8.2 采用(yong)Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼加工或焊后消除(chu)應力熱處(chu)理方法的參考規(gui)范


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     注:A-完全退(tui)火,1065~1120℃緩冷(leng)(leng);B-退(tui)火,850~1120℃緩冷(leng)(leng);C-固溶處(chu)(chu)理(li)(li),1065~1120℃水冷(leng)(leng)或急(ji)(ji)冷(leng)(leng);D-消除應力熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li),850~900℃空冷(leng)(leng)或急(ji)(ji)冷(leng)(leng);E-穩定化處(chu)(chu)理(li)(li),850~900℃空冷(leng)(leng);F-尺寸穩定熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li),500~600℃緩冷(leng)(leng)。(a)建議選用最(zui)適于進(jin)(jin)(jin)行(xing)焊后或加工(gong)后熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)的含Ti、Nb的鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)或超(chao)低C不(bu)銹鋼(gang)(gang);(b)多數部件不(bu)必進(jin)(jin)(jin)行(xing)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li),但(dan)在(zai)加工(gong)過程中,不(bu)銹鋼(gang)(gang)受敏化的條件下(xia),必須進(jin)(jin)(jin)行(xing)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)時,才進(jin)(jin)(jin)行(xing)此種(zhong)(zhong)處(chu)(chu)理(li)(li);(c)在(zai)加工(gong)完后,在(zai)進(jin)(jin)(jin)行(xing)C規(gui)范處(chu)(chu)理(li)(li)的前(qian)提下(xia),也能(neng)夠用A、B或D規(gui)范進(jin)(jin)(jin)行(xing)處(chu)(chu)理(li)(li)。




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