【摘  要】 本文主要介紹的是不銹鋼容器的晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕、特征和防護(hù)措施
        【關(guān)鍵詞】不銹鋼 腐蝕 防護(hù)措施
       
            在化工生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用著大量的各種的酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)接觸的化工機(jī)械與設(shè)備，特別是處于高溫、高壓、高流速工況下，這些設(shè)備的服飾問(wèn)題尤為突出，其中不銹鋼憂郁優(yōu)良的耐腐蝕性和良好的熱塑性，冷變形能力及可焊性而成為化工行業(yè)中重要的耐腐蝕材料。但是不銹鋼的耐腐蝕性還是有針對(duì)性的，它在空氣、水、中性介質(zhì)及各種氧化介質(zhì)中是穩(wěn)定的，而在其他的一些介質(zhì)中則可能發(fā)生腐蝕破壞，腐蝕破壞一般為不銹鋼化工設(shè)備中局部腐蝕破壞，最常見得是晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕。
        1. 晶間腐蝕
        不銹鋼的晶間腐蝕是不銹鋼晶粒邊界在特定的腐蝕介質(zhì)中受到腐蝕，使晶粒之間喪失活動(dòng)的一種局部破壞，一般Cr－Ni奧氏體不銹鋼在焊接構(gòu)件的焊縫熱影響區(qū)活構(gòu)建經(jīng)過(guò)450℃－850℃溫度區(qū)間且停留足夠時(shí)間時(shí)，易發(fā)生精簡(jiǎn)腐蝕；不銹鋼在含有鹵素離子和鹽溶液中，尤其是在含Cl離子的溶液中易發(fā)生孔蝕，形成蝕孔或者蝕坑。在金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察晶間腐蝕部位的金相組織，可以明顯的看到不銹鋼的晶間由于腐蝕而變寬，多呈網(wǎng)狀，嚴(yán)重時(shí)還有晶粒脫落的現(xiàn)象。
        常見的晶間腐蝕應(yīng)用貧鉻理論課得到很好的解釋。
        Cr－Ni奧氏體不銹鋼在使用前或冶金廠出廠交貨狀態(tài)多為固溶處理狀態(tài)，就是將不銹鋼加熱到高溫（1000－1500℃左右）保溫后快冷（一般為水冷），當(dāng)Cr－Ni奧氏體不銹鋼含碳量在0.02%－0.03%以上時(shí)（隨鋼種含Ni量而異）碳在鋼中便處于過(guò)飽和狀態(tài)，隨后，在不銹鋼加工和設(shè)備、構(gòu)件的制造使用過(guò)程中，若再經(jīng)過(guò)450℃－850℃溫度加熱，則鋼中過(guò)飽和的碳就會(huì)向晶界擴(kuò)散，析出并與附近的鉻形成鉻碳化物。在常用的Cr－Ni奧氏體不銹鋼中，這種碳化物一般為Cr23C5，這種碳化物含有較高的Cr，所以鉻碳化物沿晶界沉淀就導(dǎo)致了碳化物周圍鋼的基體中Cr濃度降低，形成貧鉻區(qū)。當(dāng)鉻碳化物沿晶界沉淀成網(wǎng)狀時(shí)，貧鉻區(qū)也連接成網(wǎng)狀，不銹鋼耐腐蝕是由于在介質(zhì)作用下，鋼中含有足以使鋼在此介質(zhì)中鈍化的鉻量，但是在貧鉻區(qū)由于鉻含量不足，使鈍化能力降低，甚至消失。而奧氏體本身具有足夠鈍化能力，因此在腐蝕介質(zhì)作用下，晶界附近成網(wǎng)狀的貧鉻區(qū)便優(yōu)先溶解而產(chǎn)生晶間腐蝕。
        2. 應(yīng)力腐蝕
            不銹鋼的應(yīng)力腐蝕是在靜拉伸應(yīng)力與特定的腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的一種腐蝕，而應(yīng)力腐蝕破裂是不銹鋼局部腐蝕破壞中最常見、危害最大的一種。構(gòu)成應(yīng)力腐蝕破裂有三個(gè)條件：一是要有足夠大的拉伸應(yīng)力（超過(guò)某一極限值），二是要求特定的腐蝕環(huán)境，三是金屬材料要具有特定的合金成分和組織。
        應(yīng)力除了由載荷產(chǎn)生的工作應(yīng)力外，更多的是來(lái)自制造過(guò)程中，如冷加工、焊接、熱加工、熱處理以及裝配過(guò)程中引起的殘余應(yīng)力。各種現(xiàn)場(chǎng)事故表明，由后者引發(fā)的應(yīng)力腐蝕破壞約占80%左右，因此，認(rèn)為在生產(chǎn)實(shí)踐中有相當(dāng)數(shù)量的應(yīng)力腐蝕破裂石油加工安裝不當(dāng)引起的。
          應(yīng)力腐蝕破裂可分為兩個(gè)階段。第一階段為腐蝕引起裂紋或蝕坑的階段，也即是導(dǎo)致應(yīng)力集中的裂紋源生孕育階段，常稱為潛伏期或誘導(dǎo)期，接著為裂紋的擴(kuò)展階段，即由裂紋源或蝕坑發(fā)展到單位面積所能承受的最大載荷的極限應(yīng)力值時(shí)的階段，最后是失穩(wěn)得尅問(wèn)擴(kuò)展階段，即破裂期。第二階段受應(yīng)力影響相對(duì)較小，時(shí)間長(zhǎng)，約占破裂時(shí)間的90%。如果材料在一開始使用時(shí)就存在裂紋或蝕坑等缺陷，則應(yīng)力腐蝕破裂過(guò)程只有雷文擴(kuò)展和失穩(wěn)快速斷裂兩個(gè)階段，所以應(yīng)力腐蝕可能發(fā)生在很短的時(shí)間內(nèi)，也可能發(fā)生在幾年以后。
        不銹鋼應(yīng)力腐蝕的微觀形貌多為穿晶型。但也多見穿晶沿晶混合型，裂紋寬度較小，而擴(kuò)展較深，裂紋主干又有分枝，典型裂紋多貌似落葉后的樹干和樹枝，裂紋尖端較銳利，裂紋擴(kuò)展方向一般垂直于施加應(yīng)力方向。
        不銹鋼的應(yīng)力腐蝕的宏觀斷口呈脆性斷裂。斷口的微觀形貌，多為穿晶型河流、扇形、魚骨、羽毛等形狀，沿晶型則多為冰糖塊形狀。
        從不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋的特征和斷口形貌也可以判斷出出不銹鋼的應(yīng)力腐蝕是在沒(méi)有先兆的情況下發(fā)生的脆性斷裂，因此危害極大。各種氯化物或含氯化物的溶液、鹽水、海水、河水、高溫高壓水等；氫氧化物；硝酸和硝酸鹽；氫氟酸等含氟水溶液；硫化氫水溶液；多硫酸；硫酸和亞硝酸鹽等等，都是導(dǎo)致各類不銹鋼應(yīng)力腐蝕的常見介質(zhì)。
        3. 防止不銹鋼腐蝕的措施
        （1）選擇合適的材料
         應(yīng)根據(jù)具體的工作條件，如介質(zhì)的工作壓力，工作溫度，流量以及組成特點(diǎn)（特別是S、Cl等腐蝕性強(qiáng)介質(zhì)的可能含量）來(lái)選用合適的材料，所選不銹鋼材料除有足夠的強(qiáng)度，剛度和良好的切割性能，還應(yīng)具有良好的抗全面晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕的能力。
        （2）提高焊接質(zhì)量
        一般不銹鋼材料采用電弧焊或氬弧焊，按規(guī)程的規(guī)定選用適宜的焊接材料和焊接工藝，確保焊條等焊接材料的質(zhì)量。焊工必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的考試合格后才能施工，為了降低或消除焊縫的殘余應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋，改善焊縫的熱影響區(qū)的金相組織與性能，應(yīng)根據(jù)鋼的淬硬性、焊接厚度和使用條件等因素綜合考慮進(jìn)行焊前預(yù)熱，焊后穩(wěn)定化熱處理，要眼科控制焊縫質(zhì)量。焊接完畢后除應(yīng)進(jìn)行外觀檢查外，按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行超聲波探傷、射線探傷，還應(yīng)進(jìn)行精簡(jiǎn)腐蝕實(shí)驗(yàn)，不允許有超標(biāo)缺陷。
        （3）環(huán)境介質(zhì)
        產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的一個(gè)重要原因是環(huán)境介質(zhì)。應(yīng)該嚴(yán)格控制環(huán)境介質(zhì)的影響，如介質(zhì)濃度、PH值、溫度等，在奧氏體不銹鋼壓力容器用水驚醒水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，水中的氯離子含量不能超過(guò)25mg/L，HG20581-1998《鋼制化工容器用材選用規(guī)定》中對(duì)H2S、NaOH、液氨這三種應(yīng)力腐蝕環(huán)境提出了一系列控制方法和指標(biāo)，嚴(yán)格執(zhí)行這些要求可大大降低應(yīng)力腐蝕。
       
          
         參考文獻(xiàn)
        【1】 陸世英主編，《不銹鋼》原子能出版社，1995年9月
        【2】 盧志文主編，《工程材料及成形工藝》機(jī)械工業(yè)出版社，2004年10月