隨著奧氏體不銹鋼材料在承壓設備中的廣泛應用，由氯離子引起的應力腐蝕(shi)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(bu)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(dian)蝕(shi)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。

 浙江至德鋼(gang)業(ye)有(you)限公(gong)司對應(ying)力腐蝕(shi)影響因素、點蝕(shi)坑的(de)產生(sheng)及隨機(ji)性(xing)、裂紋的(de)萌生(sheng)及擴展(zhan)、應(ying)力腐蝕(shi)失(shi)效概率(lv)等問(wen)題開展(zhan)了(le)研究，獲得(de)了(le)介(jie)質壓力對力腐蝕(shi)的(de)影響規律，提出了(le)點蝕(shi)萌生(sheng)的(de)判據，解釋了(le)多數裂紋萌生(sheng)于坑口或坑肩的(de)主要(yao)原(yuan)因，列舉(ju)了(le)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)設備(bei)(bei)和(he)管道失(shi)效分析案例。通過筆者的(de)研究，能夠促進應(ying)力腐蝕(shi)理論和(he)風險分析理論的(de)完善和(he)發(fa)展(zhan)，對保障(zhang)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)設備(bei)(bei)的(de)安全運(yun)行具有(you)重要(yao)意義。至(zhi)德鋼業(ye)(ye)(ye)致力于(yu)化(hua)工(gong)(gong)設(she)備(bei)可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)分析(xi)(xi)研(yan)究(jiu)(jiu)，近年(nian)來，一直從事該(gai)領域的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)。化(hua)工(gong)(gong)裝備(bei)多屬于(yu)壓力容器，處(chu)于(yu)高溫(wen)、高壓、腐蝕性(xing)(xing)介質中，因設(she)備(bei)失(shi)效而引發的(de)災難性(xing)(xing)事故時有發生，為(wei)引起科研(yan)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)、企業(ye)(ye)(ye)技術人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的(de)足夠(gou)重視，筆者將(jiang)近年(nian)來的(de)最新研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果與大家分享，希(xi)望在提高化(hua)工(gong)(gong)裝備(bei)可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)方面貢獻(xian)一份力量。本書以設(she)備(bei)可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)分析(xi)(xi)領域的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)主要讀者，也可(ke)供高校相關專業(ye)(ye)(ye)科研(yan)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)、化(hua)工(gong)(gong)企業(ye)(ye)(ye)裝備(bei)工(gong)(gong)程技術人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)參考。

  金(jin)屬(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)遍及(ji)生(sheng)(sheng)產(chan)和生(sheng)(sheng)活的(de)各個領(ling)域(yu)，特別(bie)是在石油(you)煉制、石油(you)化(hua)(hua)工(gong)、煤化(hua)(hua)工(gong)、鹽化(hua)(hua)工(gong)、冶金(jin)、核能等行業(ye)尤為(wei)突出。金(jin)屬(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)不(bu)但引(yin)起(qi)資源浪費(fei)、環境污染(ran)，還嚴(yan)(yan)重影(ying)響(xiang)設備的(de)正常運行。特別(bie)是壓(ya)力容器(qi)和管道等承壓(ya)設備，往(wang)往(wang)處于高溫、高壓(ya)環境，內部介(jie)質(zhi)具有易燃、易爆、有毒、強腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)等特點，設備一(yi)旦發生(sheng)(sheng)破壞(huai)，將引(yin)起(qi)介(jie)質(zhi)泄漏，進而(er)引(yin)起(qi)中(zhong)(zhong)毒、火災或(huo)爆炸等事故(gu)，嚴(yan)(yan)重影(ying)響(xiang)人民財產(chan)和生(sheng)(sheng)命(ming)安(an)全。為(wei)解(jie)決各種(zhong)腐(fu)(fu)蝕(shi)問題，一(yi)方面(mian)要采取防腐(fu)(fu)蝕(shi)措(cuo)施(shi)，另一(yi)方面(mian)則要使用大量的(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)材料。其中(zhong)(zhong)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)因具有良好的(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)而(er)被廣泛(fan)應用。近年來，我國不(bu)銹(xiu)鋼(gang)消費(fei)量不(bu)斷提高，2014年國內不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表觀(guan)消費(fei)量達(da)到(dao)1606萬(wan)噸(dun)(dun),據中(zhong)(zhong)國特鋼(gang)企業(ye)協會(hui)統計，2019年中(zhong)(zhong)國不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)產(chan)量和表觀(guan)消費(fei)量分別(bie)達(da)到(dao)2940萬(wan)噸(dun)(dun)、2405萬(wan)噸(dun)(dun)。

  在各(ge)類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料中，由于奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有全面的、良(liang)好的綜(zong)合性(xing)能，其使用量(liang)約(yue)占整個(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)產量(liang)的65%~70%。然而，奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐腐(fu)蝕性(xing)是相(xiang)對的，例如，奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)對氯離子具(ju)有高(gao)度的敏感性(xing)，一定(ding)條件下，微(wei)量(liang)氯離子就(jiu)能夠引起應力(li)腐(fu)蝕開裂。據統計，應力(li)腐(fu)蝕失效在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)承壓設備各(ge)種腐(fu)蝕失效模式中所占比例達到(dao)了55%。

  奧氏體不銹鋼應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)普遍性(xing)(xing)，一方(fang)面源于(yu)奧氏體不銹鋼材料使用(yong)的(de)(de)日(ri)益廣(guang)泛，另(ling)一方(fang)面源于(yu)氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)的(de)(de)廣(guang)泛存在(zai)(zai)。工業用(yong)水(shui)、保溫材料、催(cui)化劑等都是氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)的(de)(de)來源，雖然有時這(zhe)些環境中(zhong)氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)濃度非常小，但(dan)微量的(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)常會(hui)在(zai)(zai)某個部位富集(ji)。因此，即(ji)使在(zai)(zai)嚴(yan)(yan)格的(de)(de)預防措(cuo)施(shi)下(xia)，奧氏體不銹鋼在(zai)(zai)氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)環境中(zhong)的(de)(de)應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)失效(xiao)事(shi)故(gu)仍(reng)然頻繁發(fa)生(sheng)。應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷裂(lie)(lie)屬于(yu)低(di)應力(li)(li)(li)脆性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)，裂(lie)(lie)紋具有很(hen)大的(de)(de)隱蔽性(xing)(xing)。應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)(lie)通常集(ji)中(zhong)于(yu)尿素(su)合(he)成塔襯里(li)背面、廢熱鍋爐(lu)的(de)(de)爐(lu)管、蒸(zheng)汽(qi)分配器、冷凝水(shui)收集(ji)器、蒸(zheng)汽(qi)發(fa)生(sheng)器、乙(yi)烯裝置稀(xi)釋蒸(zheng)汽(qi)發(fa)生(sheng)器等設備，由于(yu)應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)失效(xiao)造成的(de)(de)后果(guo)小則(ze)停(ting)產維修或設備報廢，大則(ze)引起泄漏、爆(bao)炸等嚴(yan)(yan)重(zhong)事(shi)故(gu)。在(zai)(zai)API 581 中(zhong)，氯(lv)(lv)(lv)化物應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)(lie)最高敏感(gan)性(xing)(xing)的(de)(de)嚴(yan)(yan)重(zhong)性(xing)(xing)指數居(ju)各(ge)類應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)指數之首。

  應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)個復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)過程(cheng)，影(ying)響因素眾(zhong)多，裂紋一(yi)旦形(xing)成(cheng)則(ze)難以控制，設備的(de)(de)(de)安全運行(xing)得不(bu)(bu)(bu)到保障，嚴重(zhong)威脅(xie)企(qi)業的(de)(de)(de)正(zheng)常(chang)生產。雖然(ran)人們已對奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)做(zuo)(zuo)了(le)大量(liang)研(yan)究，但是(shi)對應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)機理以及過程(cheng)的(de)(de)(de)認識還不(bu)(bu)(bu)夠充分，對影(ying)響因素考(kao)慮還不(bu)(bu)(bu)周全，從而導致應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失效(xiao)(xiao)(xiao)分析具有很大的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)確(que)定性。同時(shi)，應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失效(xiao)(xiao)(xiao)概率分析是(shi)風險(xian)評(ping)(ping)估(gu)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部分。2009年頒(ban)布的(de)(de)(de) TSGD0001-2009《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)管(guan)(guan)道安全技(ji)術(shu)(shu)監察(cha)規(gui)程(cheng)－工業管(guan)(guan)道》首(shou)次規(gui)定在定期檢(jian)驗中(zhong)可以按照(zhao)基(ji)于(yu)風險(xian)檢(jian)驗（RBI)的(de)(de)(de)結果確(que)定檢(jian)驗周期。2009年頒(ban)布的(de)(de)(de)TSG 21-2016《固定式(shi)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)(rong)(rong)器安全技(ji)術(shu)(shu)監察(cha)規(gui)程(cheng)》要(yao)求(qiu)第(di)II類壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)(rong)(rong)器或者(zhe)用戶要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)其(qi)他壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)(rong)(rong)器設計時(shi)，應出具包(bao)括主要(yao)失效(xiao)(xiao)(xiao)模(mo)式(shi)和(he)風險(xian)控制等內容(rong)(rong)(rong)的(de)(de)(de)風險(xian)評(ping)(ping)估(gu)報告。TSG D7003-2010《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)管(guan)(guan)道定期檢(jian)驗規(gui)則(ze)－長輸（油氣(qi)）管(guan)(guan)道》附(fu)件中(zhong)推薦了(le)4種風險(xian)評(ping)(ping)估(gu)方法。GB 150-2011《壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)(rong)(rong)器》對風險(xian)評(ping)(ping)估(gu)做(zuo)(zuo)了(le)原(yuan)則(ze)性規(gui)定。我國已將風險(xian)評(ping)(ping)估(gu)納入(ru)承壓(ya)(ya)設備的(de)(de)(de)法規(gui)標準，但國內風險(xian)評(ping)(ping)估(gu)研(yan)究和(he)實踐剛剛起步，有許多需要(yao)研(yan)究的(de)(de)(de)問題。應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失效(xiao)(xiao)(xiao)作為(wei)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼材料的(de)(de)(de)一(yi)種重(zhong)要(yao)失效(xiao)(xiao)(xiao)模(mo)式(shi)，研(yan)究其(qi)失效(xiao)(xiao)(xiao)概率可促進我國風險(xian)評(ping)(ping)估(gu)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)發展。