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(fu)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氏體不銹(xiu)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(xiu)(xiu)鋼(gang)的應力腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)事(shi)(shi)故(gu)在(zai)20世(shi)紀(ji)30年(nian)代(dai)就已經在(zai)國外有所發(fa)現。在(zai)日本，1955年(nian)以后(hou)全面腐(fu)蝕(shi)和晶間腐(fu)蝕(shi)事(shi)(shi)故(gu)相對減(jian)少(shao)，但隨著石油化學(xue)工(gong)業等(deng)的發(fa)展，由(you)應力腐(fu)蝕(shi)引起的斷(duan)(duan)裂(lie)事(shi)(shi)故(gu)不斷(duan)(duan)增多。不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)廠商對1958年(nian)到1967年(nian)十年(nian)間發(fa)生(sheng)的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)腐(fu)蝕(shi)事(shi)(shi)例進行了調(diao)查，圖7.1 示出了不同腐(fu)蝕(shi)形態事(shi)(shi)故(gu)發(fa)生(sheng)件數統計。發(fa)現從(cong)(cong)20世(shi)紀(ji)60年(nian)代(dai)后(hou)半(ban)期開(kai)始，應力腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)的比率(lv)升為最高，1967年(nian)達(da)到40%。另外根據其他調(diao)查數據的研究結果(guo)得知，從(cong)(cong)1965年(nian)開(kai)始的5年(nian)時間內，在(zai)所調(diao)查的186起奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)濕腐(fu)蝕(shi)事(shi)(shi)故(gu)中，應力腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)占到61%。

  根據腐(fu)蝕環境進行分類，可得(de)出如果表7.1所示的(de)(de)(de)(de)結(jie)果。如果將裝置的(de)(de)(de)(de)過程中(zhong)介質以(yi)及(ji)加熱冷卻介質、保溫劑等與過程相反側的(de)(de)(de)(de)介質分開，后者占了半數(shu)以(yi)上，單(dan)純與水相關的(de)(de)(de)(de)事(shi)故比較多。還有，以(yi)殘(can)留應(ying)力為(wei)應(ying)力源的(de)(de)(de)(de)比較多，占80%左右。此外，若將應(ying)力腐(fu)蝕斷裂按照形態進行劃分，可以(yi)看出近(jin)半數(shu)的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)晶裂紋是(shi)(shi)與點(dian)腐(fu)蝕相關的(de)(de)(de)(de)。通(tong)過對日本石油(you)化學工(gong)業(ye)快速發展的(de)(de)(de)(de)1955-1975年的(de)(de)(de)(de)20年間石油(you)化工(gong)廠的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕損傷事(shi)故的(de)(de)(de)(de)調查得(de)知，在(zai)所調查的(de)(de)(de)(de)306事(shi)故當(dang)中(zhong)，42%是(shi)(shi)由應(ying)力腐(fu)蝕斷裂引(yin)起的(de)(de)(de)(de)，這其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)60%又發生于奧氏體系不銹鋼。

  包含氯(lv)(lv)化(hua)(hua)物環境中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)對于(yu)各個化(hua)(hua)工(gong)(gong)廠而(er)言都是一(yi)個問題(ti)。氯(lv)(lv)離(li)子(zi)來(lai)自于(yu)原(yuan)料或(huo)(huo)者冷(leng)卻水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)純物，其中(zhong)(zhong)(zhong)由后(hou)者引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)是各個化(hua)(hua)工(gong)(gong)廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同(tong)(tong)問題(ti)，為此通(tong)(tong)過事(shi)故分(fen)(fen)析(xi)可(ke)以(yi)明確問題(ti)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境條(tiao)(tiao)件(jian)。圖(tu)7.2是西(xi)野等在(zai)(zai)1970年(nian)發(fa)表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該圖(tu)針對實際裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換器以(yi)及(ji)冷(leng)卻管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)，表(biao)示出(chu)(chu)了相(xiang)關(guan)過程中(zhong)(zhong)(zhong)流體介質溫(wen)度(du)(du)與冷(leng)卻水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系曲線(xian)(xian)，該曲線(xian)(xian)表(biao)示非焊(han)接部分(fen)(fen)發(fa)生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)(xia)限(xian)。但是，焊(han)接部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)(du)在(zai)(zai)低(di)(di)(di)于(yu)這(zhe)個界限(xian)曲線(xian)(xian)時也有(you)(you)可(ke)能發(fa)生(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)。不(bu)過從沒(mei)有(you)(you)出(chu)(chu)現(xian)(xian)過50℃以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)事(shi)故，因此一(yi)般認為低(di)(di)(di)于(yu)50℃就(jiu)不(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)。之后(hou)，在(zai)(zai)日(ri)本化(hua)(hua)學(xue)工(gong)(gong)學(xue)協(xie)(xie)會(hui)、腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)預(yu)防協(xie)(xie)會(hui)以(yi)及(ji)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)協(xie)(xie)會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同(tong)(tong)分(fen)(fen)科會(hui)上(shang)，針對當時許多化(hua)(hua)工(gong)(gong)廠用(yong)來(lai)進行水(shui)冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺多管(guan)(guan)(guan)式熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換器，從不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)條(tiao)(tiao)件(jian)來(lai)分(fen)(fen)析(xi)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)生(sheng)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)，并(bing)于(yu)1979年(nian)發(fa)表(biao)了分(fen)(fen)析(xi)結果(guo)。圖(tu)7.3 表(biao)示出(chu)(chu)了繩索(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)高(gao)(gao)溫(wen)度(du)(du)或(huo)(huo)推測管(guan)(guan)(guan)壁溫(wen)度(du)(du)與冷(leng)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系，并(bing)表(biao)明了不(bu)同(tong)(tong)材質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)生(sheng)界限(xian)。可(ke)以(yi)看出(chu)(chu)，發(fa)生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩索(suo)最(zui)高(gao)(gao)溫(wen)度(du)(du)下(xia)(xia)限(xian)為：304系鋼(gang)約(yue)80℃;316系鋼(gang)還要(yao)(yao)高(gao)(gao)，約(yue)達110℃.此外由于(yu)數據比較少，沒(mei)有(you)(you)出(chu)(chu)現(xian)(xian)鐵素體系、雙相(xiang)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)實例。不(bu)過如(ru)果(guo)不(bu)采(cai)用(yong)最(zui)高(gao)(gao)使用(yong)溫(wen)度(du)(du)而(er)采(cai)用(yong)推測管(guan)(guan)(guan)壁溫(wen)度(du)(du)，界限(xian)溫(wen)度(du)(du)就(jiu)要(yao)(yao)比50℃低(di)(di)(di)得多，304系鋼(gang)和316系鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別(bie)也就(jiu)消失了。另一(yi)方面，從熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)安置(zhi)方式（縱向或(huo)(huo)是橫向）以(yi)及(ji)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)流通(tong)(tong)方式（管(guan)(guan)(guan)內(nei)或(huo)(huo)是管(guan)(guan)(guan)外）來(lai)考慮斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件(jian)，可(ke)以(yi)得出(chu)(chu)：若熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換器管(guan)(guan)(guan)內(nei)通(tong)(tong)涼水(shui)并(bing)橫向安置(zhi)時，無(wu)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件(jian)范圍擴大(da)、氣相(xiang)等氯(lv)(lv)離(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)濃(nong)縮(suo)條(tiao)(tiao)件(jian)良(liang)好等。之后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調查結果(guo)進一(yi)步表(biao)明：在(zai)(zai)304系鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)(di)(di)溫(wen)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)當中(zhong)(zhong)(zhong)，晶界斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)比較多。