不锈钢应力腐蚀破裂

不锈钢管晶间形式的应力腐蚀破裂与一般晶间腐蚀的差别

不锈钢的应力腐蚀破裂与腐蚀疲劳所产生的破坏有许多类似之处，因而常常难以正确识别.一般说来，从裂纹特征而言，腐蚀疲劳裂纹虽也多呈穿晶形式，但除主干外，一般很少有分支或分支不明显;从断口特征而言，一般常带有机械疲劳断裂的某些特点，断口有时较光滑，多呈贝壳状(或有疲劳纹); 就腐蚀介质而言，应力腐蚀破裂系在特定介质中才出现，而腐蚀疲劳则没有介质的选择且介质腐蚀性越强，越易产生腐蚀疲劳;就腐蚀产物而言，与产生腐蚀疲劳的同时，常伴随有较明显的腐蚀产物.当然，结合不锈钢设备和部件的受力状况 (静止或交变以及应力大小等等)，采用电镜或扫描电镜观察破裂断口特征，区别应力腐蚀破裂与腐蚀疲劳破坏还是较容易的.

不锈钢的晶间形式的应力腐蚀破裂与一般晶间腐蚀的差别，也需要予以注意.因为，从裂纹形式而言，二者均系沿晶界呈网状.但是，没有应力作用F的晶腐蚀一般都出现在与腐蚀性介质相接触的设备和部件的整个界面上，而不是在局部;晶间腐蚀裂纹没有分支的特征且深度一般较均匀。同时，裂纹纵深与宽度间虽仍有差3q，但不似晶间应力腐蚀破裂那样明显;一般晶间腐蚀既可在弱腐蚀性介质中产生，又可在强腐蚀性介质中出现，并且不受介质温度等的影响.腐蚀产物一般也较明显.一般晶间腐蚀与所受应力方向无关.

当然在一些情况下，有可能由晶间腐蚀或腐蚀疲劳与应力腐蚀破裂共同作用，而导致设备的毁坏.对其破裂性质，一般需要采用较多的检验手段，才能较确切地判断清楚. 了解了不锈钢晶间形式的应力腐蚀破裂与一般晶间腐蚀的差别才能更好的选择不锈钢管产品，你想了解更多不锈钢管知识吗？欢迎咨询我们的网站客服（www.jdbxg.cn）或拨打我们的金鼎热线电话，我们随时恭候您的到来。

应力腐蚀是指在拉应力作用下，金属在腐蚀介质中引起的破坏。不锈钢的应力腐蚀是不锈钢失效中发生次数最多，后果最严重的腐蚀形式。若腐蚀过程中有轻微裂纹的产生，其扩展速率比其他腐蚀类型快几个数量级，造成灾难性的后果。化工厂，核电站，锅炉等都出现过不锈钢材料应力腐蚀开裂的现象。

例如，①某药化企业羟基乙腈合成甘氨酸项目合成工段到浓缩段的316L不锈钢管到焊缝发生了严重的应力腐蚀开裂。该事故中应力腐蚀开裂起源于焊缝缺陷，焊接过程热处理控制不当出现晶间腐蚀，加之焊接中存在的残余应力导致在晶间腐蚀的基础上演变为应力腐蚀开裂。

出现应力腐蚀开裂的316L管件

②核电站反应堆堆芯中堆内构件为304NG不锈钢，在高温高压、强辐照的水环境中，发生过辐照促进应力腐蚀（IASCC）现象。严格控制核电站服役环境是目前解决该问题最有效的方法之一。

堆内构件发生辐照促进应力腐蚀（IASCC）

研究应力腐蚀的实验是根据不同情况下应力腐蚀特征和实验目的来设计的。根据材料、环境、应力状态和实验目的不同，已发展了多种应力腐蚀实验方法。按实验地点和环境性质分现场试验、实验室实验和实验室加速实验；按加载方式分恒载荷实验、恒变形实验和慢应变速率拉伸实验。同样应力腐蚀实验的试样一般也分为三类：光滑试样、带缺口试样和预制裂纹试样。

预制裂纹的CT试样

不锈钢应力腐蚀问题得到了广泛的研究，提出了多种不同的机理来解释应力腐蚀现象，但迄今尚无公认的统一机理。由于应力腐蚀是一个与腐蚀有关的过程，其机理必然与腐蚀过程中的阳极和阴极反应有关，因而应力腐蚀机理主要分两大类：阳极溶解型和氢致开裂型，以及在这两类机理基础上发展起来的表面膜破裂理论、活性通道理论、应力吸附开裂理论、腐蚀产物楔入理论和闭塞电池理论等。

表面膜破裂理论模型

影响因素应力腐蚀的主要有三个方面因素：材料、腐蚀环境和拉应力。材料因素包括元素含量、热处理、微观组织及表面状态；腐蚀环境包括介质种类、温度、电位及液体流动速率；拉应力包括服役应力、安装应力、残余应力及拉伸速率等。

解决办法

1、减少高应力部件的应力集中；

2、防止氯离子的引入；

3、避免产生应力的加工；

4、热处理，消除应力；

5、采用耐SCC的铁素体不锈钢；

6、使用高Ni钢种

在科学技术日新月异，科研水平不断提高的新时代，新材料的研发速度仍然赶不上问题的速度。在实际工程应用中不锈钢材料的腐蚀问题层出不穷，目前的防护措施虽然取得了一定的成效，但仍存在严重不足，各种防护手段都只能在一定范围内起到作用。合理选材，实时的检测依然是控制腐蚀的关键。

参考文献

[1]须永寿夫. 不锈钢的损伤及其防护-典型实例. 北京：机械工业出版社，1981

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