應力腐蝕斷裂屬于低應力脆性斷裂,是奧氏體不銹鋼局部腐蝕中最為常見的一種腐蝕形式,其危害性極大。人們對應力腐蝕的認識最早起源于20世紀初黃銅彈殼在氨中的開裂,一直到1940年,應力腐蝕與晶間腐蝕才被明確區分出來。隨著不銹(xiu)鋼的大量使用,特別是300系列的奧氏體不銹鋼(gang)大量應用于石油、化工、核電等惡劣環境(含堿、含氯、含酸、高溫、高壓),設備發生應力腐蝕斷裂的頻率較高。人們對應力腐蝕的研究從未間斷,但是,因應力腐蝕引起的事故仍然時有報道。奧氏體不銹鋼的應力腐蝕斷裂既是材料領域的重大理論研究課題,又是實際工程領域迫切需要解決的問題。
1. 嚴控有(you)害離子濃度
浙江(jiang)至德鋼業有限公(gong)司通過沉淀、膜過濾、離子(zi)交(jiao)換等方(fang)式去(qu)除(chu)工業水中(zhong)的(de)(de)氯離子(zi),將介(jie)質(zhi)脫硫(liu)處理,最(zui)大(da)限度(du)(du)降(jiang)低介(jie)質(zhi)中(zhong)的(de)(de)Cl和硫(liu)化物濃(nong)(nong)度(du)(du);降(jiang)低介(jie)質(zhi)的(de)(de)pH值。在(zai)日常生產中(zhong),嚴(yan)格按(an)照(zhao)企(qi)業要求對設備(bei)內(nei)的(de)(de)介(jie)質(zhi)進行檢測(ce)、分(fen)析等工作,防止(zhi)有害離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)超標。設備(bei)在(zai)停運階段,做好清理、檢修工作。試(shi)驗(yan)后,防止(zhi)設備(bei)內(nei)壁、死角等位(wei)置的(de)(de)殘余介(jie)質(zhi)和水因水蒸發使局部(bu)位(wei)置離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)升高,造成(cheng)設備(bei)腐(fu)蝕。
2. 減少應力集(ji)中
首先,結構設計要合理,避免局部應力過大。其次,焊接部位是設備的薄弱環節,已存在焊接殘余應力,并且在焊接過程中易產生金相組織變化,大大增加了應力腐蝕敏感性。焊接不同厚度的不銹鋼時,因為自由變形不協調,焊縫處易產生局部應力,可先用機械法減薄厚板,再制備坡口。對于異種鋼焊接,由于兩種鋼的熱導率、伸長率不同,故產生的熱應力會造成焊縫處應力腐蝕開裂。例如,核電設備中的壓力容器與管道處,常遇到低合金鋼與奧氏體不銹鋼焊接連接的情況。石化設備中,異種鋼焊接的情況也較多。例如,20碳鋼與304不銹鋼焊接,304不銹鋼與600鎳合金焊接等。異種鋼焊接時,要保證焊縫融合區化學成分穩定。焊接過程中,要選擇合理的焊接工藝,控制焊接溫度、選擇合理的焊條。焊接后,采用噴丸等處理方法消除應力。
3. 避免干(gan)濕(shi)交替情況
廢熱鍋(guo)爐暫停使用時(shi),要排凈內部(bu)溶液,使設備處在干燥狀態,避免出現干濕交替情況。