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(fu)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(gang)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(zhi)德鋼(gang)業(ye)有限(xian)公司對應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)影響(xiang)因(yin)素、點蝕(shi)坑(keng)的(de)產生(sheng)(sheng)及隨機(ji)性、裂紋的(de)萌(meng)(meng)生(sheng)(sheng)及擴展(zhan)、應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)失(shi)效(xiao)概率(lv)等問題開展(zhan)了(le)(le)研究，獲得了(le)(le)介(jie)質壓力(li)對力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)影響(xiang)規(gui)律，提(ti)出了(le)(le)點蝕(shi)萌(meng)(meng)生(sheng)(sheng)的(de)判(pan)據(ju)，解釋了(le)(le)多數裂紋萌(meng)(meng)生(sheng)(sheng)于坑(keng)口(kou)或坑(keng)肩的(de)主(zhu)要原(yuan)因(yin)，列舉(ju)了(le)(le)不(bu)(bu)銹鋼(gang)設備(bei)和管道(dao)失(shi)效(xiao)分析案例。通(tong)過筆(bi)者(zhe)的(de)研究，能夠(gou)促進(jin)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)理論(lun)和風險分析理論(lun)的(de)完善和發展(zhan)，對保障奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)設備(bei)的(de)安全(quan)運行具(ju)有重要意義(yi)。至德(de)鋼(gang)業(ye)(ye)致力(li)于化工(gong)設備可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)分(fen)(fen)析(xi)研(yan)究，近年來(lai)，一(yi)(yi)直從(cong)事(shi)該(gai)領域(yu)的(de)(de)研(yan)究。化工(gong)裝備多屬于壓(ya)力(li)容器(qi)，處于高(gao)溫、高(gao)壓(ya)、腐蝕性(xing)(xing)介質中，因設備失(shi)效而引(yin)(yin)發(fa)的(de)(de)災難性(xing)(xing)事(shi)故時有發(fa)生，為引(yin)(yin)起科研(yan)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)、企業(ye)(ye)技術(shu)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)足(zu)夠重視(shi)，筆者將(jiang)近年來(lai)的(de)(de)最(zui)新(xin)研(yan)究成果與(yu)大家分(fen)(fen)享，希(xi)望在(zai)提高(gao)化工(gong)裝備可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)方面貢(gong)獻一(yi)(yi)份力(li)量。本書以設備可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)分(fen)(fen)析(xi)領域(yu)的(de)(de)研(yan)究人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)為主要(yao)讀者，也可(ke)供高(gao)校相(xiang)關專業(ye)(ye)科研(yan)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)、化工(gong)企業(ye)(ye)裝備工(gong)程技術(shu)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)參考。

  金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕遍及生(sheng)(sheng)產(chan)和(he)(he)生(sheng)(sheng)活的各個領域，特(te)別是在石油煉制、石油化工、煤化工、鹽化工、冶(ye)金(jin)、核能等(deng)行(xing)業(ye)尤為(wei)(wei)突出(chu)。金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕不(bu)但引(yin)起資源浪費(fei)、環境(jing)污染(ran)，還嚴重影響設備(bei)的正常運行(xing)。特(te)別是壓(ya)力(li)容器(qi)和(he)(he)管道等(deng)承壓(ya)設備(bei)，往往處于高溫、高壓(ya)環境(jing)，內(nei)部介質具有易燃、易爆、有毒、強(qiang)腐(fu)蝕性(xing)等(deng)特(te)點，設備(bei)一旦(dan)發生(sheng)(sheng)破壞，將引(yin)起介質泄漏，進而(er)引(yin)起中(zhong)(zhong)毒、火災或爆炸等(deng)事故(gu)，嚴重影響人民財產(chan)和(he)(he)生(sheng)(sheng)命(ming)安(an)全。為(wei)(wei)解(jie)決各種腐(fu)蝕問題，一方面(mian)要(yao)采取防腐(fu)蝕措施(shi)，另一方面(mian)則要(yao)使(shi)用(yong)大量(liang)的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)材料。其(qi)中(zhong)(zhong)，不(bu)銹(xiu)鋼因具有良好的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)而(er)被廣泛應用(yong)。近年來，我(wo)國不(bu)銹(xiu)鋼消(xiao)費(fei)量(liang)不(bu)斷提高，2014年國內(nei)不(bu)銹(xiu)鋼表(biao)觀(guan)消(xiao)費(fei)量(liang)達(da)到1606萬噸(dun)(dun),據中(zhong)(zhong)國特(te)鋼企業(ye)協會(hui)統計，2019年中(zhong)(zhong)國不(bu)銹(xiu)鋼的產(chan)量(liang)和(he)(he)表(biao)觀(guan)消(xiao)費(fei)量(liang)分別達(da)到2940萬噸(dun)(dun)、2405萬噸(dun)(dun)。

  在各類不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材料中(zhong)，由(you)于奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有全(quan)面的(de)、良(liang)好的(de)綜合性能(neng)，其使(shi)用量約占(zhan)(zhan)整個不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)產量的(de)65%~70%。然而，奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐腐(fu)(fu)蝕性是相(xiang)對的(de)，例如，奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)對氯離子具有高度的(de)敏感(gan)性，一定條件下(xia)，微(wei)量氯離子就能(neng)夠引起應力腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂。據統計(ji)，應力腐(fu)(fu)蝕失(shi)效在不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)承壓設備各種腐(fu)(fu)蝕失(shi)效模式中(zhong)所(suo)占(zhan)(zhan)比例達(da)到了(le)55%。

  奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)應力(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)普遍(bian)性，一方面源(yuan)于奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)材(cai)料使(shi)用的(de)日(ri)益廣泛，另一方面源(yuan)于氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)的(de)廣泛存在(zai)。工(gong)業用水、保溫材(cai)料、催化(hua)劑等都是氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)的(de)來源(yuan)，雖然(ran)有時這些環境(jing)中(zhong)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)濃度非常(chang)小，但微量的(de)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)常(chang)會在(zai)某個部(bu)位富集(ji)。因此，即使(shi)在(zai)嚴(yan)格的(de)預防(fang)措(cuo)施下，奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)在(zai)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)環境(jing)中(zhong)的(de)應力(li)腐(fu)(fu)蝕失效(xiao)事故仍然(ran)頻(pin)繁(fan)發生。應力(li)腐(fu)(fu)蝕斷(duan)裂屬于低應力(li)脆性斷(duan)裂，裂紋(wen)具有很大的(de)隱蔽(bi)性。應力(li)腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂通常(chang)集(ji)中(zhong)于尿素合成塔襯(chen)里(li)背面、廢熱鍋爐的(de)爐管、蒸(zheng)汽(qi)(qi)分配器(qi)(qi)、冷凝(ning)水收集(ji)器(qi)(qi)、蒸(zheng)汽(qi)(qi)發生器(qi)(qi)、乙(yi)烯(xi)裝置稀(xi)釋(shi)蒸(zheng)汽(qi)(qi)發生器(qi)(qi)等設備，由于應力(li)腐(fu)(fu)蝕失效(xiao)造成的(de)后(hou)果小則(ze)停(ting)產維修或設備報廢，大則(ze)引起(qi)泄漏、爆炸等嚴(yan)重事故。在(zai)API 581 中(zhong)，氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)物應力(li)腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂最(zui)高敏(min)感(gan)性的(de)嚴(yan)重性指數(shu)居(ju)各類應力(li)腐(fu)(fu)蝕敏(min)感(gan)性指數(shu)之首。

  應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)是個復雜的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)，影響因(yin)素眾(zhong)多，裂紋一旦形成則難以(yi)控(kong)制，設備的(de)(de)(de)安全運行(xing)得(de)不(bu)(bu)到保障(zhang)，嚴重(zhong)威脅企(qi)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)正常生產。雖然人們已對(dui)(dui)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)做了大(da)量研(yan)究(jiu)，但是對(dui)(dui)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)機理以(yi)及(ji)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)認識(shi)還不(bu)(bu)夠充分，對(dui)(dui)影響因(yin)素考慮還不(bu)(bu)周全，從而導致應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)分析具有(you)(you)很大(da)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)確定(ding)性。同(tong)時，應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)概率(lv)(lv)分析是風(feng)險(xian)評估(gu)(gu)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)組成部(bu)分。2009年頒(ban)布的(de)(de)(de) TSGD0001-2009《壓(ya)力(li)(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)安全技術監(jian)察(cha)規(gui)程(cheng)－工業(ye)(ye)管(guan)道(dao)(dao)》首次規(gui)定(ding)在定(ding)期檢(jian)驗(yan)(yan)中可以(yi)按照基于風(feng)險(xian)檢(jian)驗(yan)(yan)（RBI)的(de)(de)(de)結果確定(ding)檢(jian)驗(yan)(yan)周期。2009年頒(ban)布的(de)(de)(de)TSG 21-2016《固定(ding)式壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)安全技術監(jian)察(cha)規(gui)程(cheng)》要(yao)求(qiu)(qiu)第II類壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)或者用戶(hu)要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)其(qi)他壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)設計(ji)時，應(ying)出具包括主要(yao)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)模(mo)式和風(feng)險(xian)控(kong)制等內容(rong)(rong)的(de)(de)(de)風(feng)險(xian)評估(gu)(gu)報(bao)告(gao)。TSG D7003-2010《壓(ya)力(li)(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)定(ding)期檢(jian)驗(yan)(yan)規(gui)則－長輸（油氣(qi)）管(guan)道(dao)(dao)》附件(jian)中推薦了4種風(feng)險(xian)評估(gu)(gu)方法。GB 150-2011《壓(ya)力(li)(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)》對(dui)(dui)風(feng)險(xian)評估(gu)(gu)做了原則性規(gui)定(ding)。我(wo)國(guo)已將風(feng)險(xian)評估(gu)(gu)納入承壓(ya)設備的(de)(de)(de)法規(gui)標準(zhun)，但國(guo)內風(feng)險(xian)評估(gu)(gu)研(yan)究(jiu)和實踐剛剛起步，有(you)(you)許(xu)多需(xu)要(yao)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)問題。應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)作為奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)材料的(de)(de)(de)一種重(zhong)要(yao)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)模(mo)式，研(yan)究(jiu)其(qi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)概率(lv)(lv)可促進(jin)我(wo)國(guo)風(feng)險(xian)評估(gu)(gu)技術的(de)(de)(de)發展。