应力腐蚀断裂属于低应力脆性断裂,是奥氏体不锈钢局部腐蚀中最为常见的一种腐蚀形式,其危害性极大。人们对应力腐蚀的认识最早起源于20世纪初黄铜弹壳在氨中的开裂,一直到1940年,应力腐蚀与晶间腐蚀才被明确区分出来。随着不锈钢的大量使用,特别是300系列的奥氏体不锈钢大量应用于石油、化工、核电等恶劣环境(含碱、含氯、含酸、高温、高压),设备发生应力腐蚀断裂的频率较高。人们对应力腐蚀的研究从未间断,但是,因应力腐蚀引起的事故仍然时有报道。奥氏体不锈钢的应力腐蚀断裂既是材料领域的重大理论研究课题,又是实际工程领域迫切需要解决的问题。


1. 严控有害离子浓度


 浙江至德钢业有限公司通过沉淀、膜过滤、离子交换等方式去除工业水中的氯离子,将介质脱硫处理,最大限度降低介质中的Cl和硫化物浓度;降低介质的pH值。在日常生产中,严格按照企业要求对设备内的介质进行检测、分析等工作,防止有害离子浓度超标。设备在停运阶段,做好清理、检修工作。试验后,防止设备内壁、死角等位置的残余介质和水因水蒸发使局部位置离子浓度升高,造成设备腐蚀。


2. 减少应力集中


  首先,结构设计要合理,避免局部应力过大。其次,焊接部位是设备的薄弱环节,已存在焊接残余应力,并且在焊接过程中易产生金相组织变化,大大增加了应力腐蚀敏感性。焊接不同厚度的不锈钢时,因为自由变形不协调,焊缝处易产生局部应力,可先用机械法减薄厚板,再制备坡口。对于异种钢焊接,由于两种钢的热导率、伸长率不同,故产生的热应力会造成焊缝处应力腐蚀开裂。例如,核电设备中的压力容器与管道处,常遇到低合金钢与奥氏体不锈钢焊接连接的情况。石化设备中,异种钢焊接的情况也较多。例如,20碳钢与304不锈钢焊接,304不锈钢与600镍合金焊接等。异种钢焊接时,要保证焊缝融合区化学成分稳定。焊接过程中,要选择合理的焊接工艺,控制焊接温度、选择合理的焊条。焊接后,采用喷丸等处理方法消除应力。


3. 避免干湿交替情况


  废热锅炉暂停使用时,要排净内部溶液,使设备处在干燥状态,避免出现干湿交替情况。