一、現象


   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(er)、原因


  不(bu)銹鋼產生應(ying)力腐(fu)蝕必須同時滿足三個條(tiao)件(見(jian)圖8.18),即材料因(yin)素(su)(敏感的合(he)金),環(huan)境因(yin)素(su)(特(te)定的介質)和力學因(yin)素(su)(靜的拉伸(shen)應(ying)力)等三要素(su)。


   ①. 敏(min)感(gan)的合金(jin)(材料(liao)因素)-系指具有一定(ding)化學成分(fen)和組織(zhi)結構的不銹鋼,在一些介質中對應力(li)腐蝕敏(min)感(gan)。但并(bing)不是任何一種(zhong)不銹鋼、在任何條件下均產生應力(li)腐蝕斷裂。


   ②. 特定的(de)(de)(de)介質(zhi)(環境因素)-對(dui)某一(yi)敏感合金而言,必須有(you)一(yi)種或一(yi)些(xie)特定的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)與它相匹配,才能產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)。目前,既沒有(you)對(dui)任何介質(zhi)都(dou)敏感的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),也沒有(you)能引起任何不(bu)銹(xiu)鋼(gang)均產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)斷(duan)裂的(de)(de)(de)介質(zhi)。對(dui)于18-8型鉻(ge)鎳奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)而言,能引起應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)常見特定介質(zhi)有(you)氯化物、氫氧化物和連多硫酸 等(deng)。


   ③. 靜的(de)拉伸(shen)應(ying)力(li)(力(li)學因(yin)素)-如果不存在靜的(de)拉伸(shen)應(ying)力(li),即使有(you)敏感的(de)合(he)金與特定的(de)介質的(de)配合(he),應(ying)力(li)腐蝕同樣不會發生(sheng)。


  三個(ge)條件共同作用導致不銹(xiu)鋼產生應力腐(fu)蝕斷裂,國內外這方面的(de)重大事(shi)故很多,此處無法一(yi)一(yi)列舉。


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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蝕(shi)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. 降低(di)介質(zhi)溫度和(he)水(shui)介質(zhi)中的(de)Cl-濃(nong)度,防止Cl-蒸(zheng)發(fa)濃(nong)縮和(he)在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)表(biao)面富集的(de)條件(jian);鉻鎳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)制鍋(guo)爐(lu)和(he)容器等需進行(xing)水(shui)壓試驗(yan)的(de)設備(bei),建議用(yong)去離(li)子水(shui),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)制設備(bei)和(he)構件(jian)在放(fang)置或(huo)運輸過程中,特(te)別是在海洋性大氣和(he)高(gao)Cl-濃(nong)度的(de)濕(shi)態環境中,要妥善加以防護。


  ③. 選擇耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi)材料,在(zai)含Cl-的大(da)氣和水介(jie)質(zhi)中,為了耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi),在(zai)實際應(ying)用(yong)中,各(ge)種(zhong)現代(dai)鐵素體不銹鋼(gang)(gang)管和各(ge)種(zhong)現代(dai)雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)管均(jun)可優(you)先選用(yong)。



  表8.2 采用Cr-Ni奧氏(shi)體不銹鋼加工(gong)或焊后消除應力熱處理方(fang)法的參考規(gui)范


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     注(zhu):A-完全退火,1065~1120℃緩冷(leng)(leng);B-退火,850~1120℃緩冷(leng)(leng);C-固溶(rong)處(chu)理(li),1065~1120℃水冷(leng)(leng)或(huo)(huo)急(ji)冷(leng)(leng);D-消除應(ying)力熱(re)(re)處(chu)理(li),850~900℃空冷(leng)(leng)或(huo)(huo)急(ji)冷(leng)(leng);E-穩定化處(chu)理(li),850~900℃空冷(leng)(leng);F-尺寸穩定熱(re)(re)處(chu)理(li),500~600℃緩冷(leng)(leng)。(a)建議選用最(zui)適于進(jin)行焊后(hou)(hou)或(huo)(huo)加(jia)(jia)工(gong)后(hou)(hou)熱(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)含Ti、Nb的(de)(de)(de)鋼(gang)種或(huo)(huo)超低C不(bu)銹鋼(gang);(b)多數部件不(bu)必進(jin)行熱(re)(re)處(chu)理(li),但在(zai)加(jia)(jia)工(gong)過程(cheng)中,不(bu)銹鋼(gang)受敏(min)化的(de)(de)(de)條(tiao)件下,必須進(jin)行熱(re)(re)處(chu)理(li)時(shi),才進(jin)行此種處(chu)理(li);(c)在(zai)加(jia)(jia)工(gong)完后(hou)(hou),在(zai)進(jin)行C規范處(chu)理(li)的(de)(de)(de)前(qian)提下,也能(neng)夠用A、B或(huo)(huo)D規范進(jin)行處(chu)理(li)。




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