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(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂事故頻繁發生。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(bu)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(dian)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。

 浙江至德鋼(gang)(gang)業有(you)限公(gong)司對(dui)應力(li)腐(fu)蝕影響因素、點(dian)(dian)蝕坑(keng)(keng)的(de)產生(sheng)(sheng)及(ji)隨機性、裂紋的(de)萌(meng)生(sheng)(sheng)及(ji)擴展(zhan)、應力(li)腐(fu)蝕失效(xiao)概率(lv)等問題開展(zhan)了研(yan)(yan)究(jiu)，獲(huo)得了介質壓力(li)對(dui)力(li)腐(fu)蝕的(de)影響規律，提出了點(dian)(dian)蝕萌(meng)生(sheng)(sheng)的(de)判據，解釋了多數裂紋萌(meng)生(sheng)(sheng)于坑(keng)(keng)口或坑(keng)(keng)肩的(de)主要(yao)原因，列舉了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)設備和(he)管道失效(xiao)分析(xi)案(an)例。通過筆者(zhe)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)，能(neng)夠促(cu)進應力(li)腐(fu)蝕理論和(he)風險分析(xi)理論的(de)完善和(he)發展(zhan)，對(dui)保障奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)設備的(de)安全(quan)運行具有(you)重要(yao)意(yi)義。至德鋼(gang)業(ye)致(zhi)力(li)于(yu)(yu)化工設備(bei)(bei)(bei)可靠性(xing)分析研(yan)究，近年來，一(yi)直從事(shi)(shi)該領域(yu)(yu)的研(yan)究。化工裝備(bei)(bei)(bei)多屬于(yu)(yu)壓力(li)容器，處于(yu)(yu)高溫、高壓、腐蝕性(xing)介(jie)質中(zhong)，因設備(bei)(bei)(bei)失效而引發(fa)的災難(nan)性(xing)事(shi)(shi)故時有(you)發(fa)生，為引起科研(yan)人員(yuan)(yuan)、企(qi)業(ye)技(ji)術人員(yuan)(yuan)的足夠(gou)重視(shi)，筆(bi)者將近年來的最新(xin)研(yan)究成(cheng)果與大家分享，希望在(zai)提高化工裝備(bei)(bei)(bei)可靠性(xing)方面(mian)貢獻一(yi)份力(li)量。本書以設備(bei)(bei)(bei)可靠性(xing)分析領域(yu)(yu)的研(yan)究人員(yuan)(yuan)為主要讀者，也可供高校相關專業(ye)科研(yan)人員(yuan)(yuan)、化工企(qi)業(ye)裝備(bei)(bei)(bei)工程技(ji)術人員(yuan)(yuan)參考。

  金(jin)屬腐(fu)蝕遍及生(sheng)(sheng)產(chan)和生(sheng)(sheng)活的各個領域，特別是在石(shi)油煉制、石(shi)油化(hua)工(gong)、煤(mei)化(hua)工(gong)、鹽化(hua)工(gong)、冶(ye)金(jin)、核能等(deng)行業尤為突出。金(jin)屬腐(fu)蝕不(bu)但引起(qi)資源浪費、環境污染，還嚴重影響設(she)(she)備的正常運(yun)行。特別是壓(ya)力(li)容器和管道等(deng)承壓(ya)設(she)(she)備，往往處(chu)于高溫、高壓(ya)環境，內(nei)部介質具有(you)(you)(you)易燃、易爆、有(you)(you)(you)毒(du)、強腐(fu)蝕性等(deng)特點，設(she)(she)備一旦(dan)發(fa)生(sheng)(sheng)破(po)壞(huai)，將引起(qi)介質泄漏，進而引起(qi)中(zhong)(zhong)毒(du)、火災或(huo)爆炸等(deng)事(shi)故，嚴重影響人民財產(chan)和生(sheng)(sheng)命安(an)全。為解(jie)決(jue)各種(zhong)腐(fu)蝕問題，一方面要(yao)采取(qu)防腐(fu)蝕措(cuo)施(shi)，另一方面則要(yao)使用大量(liang)的耐腐(fu)蝕性材料(liao)。其中(zhong)(zhong)，不(bu)銹鋼因具有(you)(you)(you)良好的耐腐(fu)蝕性而被(bei)廣(guang)泛(fan)應用。近年來，我國不(bu)銹鋼消費量(liang)不(bu)斷提(ti)高，2014年國內(nei)不(bu)銹鋼表(biao)觀消費量(liang)達到(dao)1606萬(wan)噸(dun),據中(zhong)(zhong)國特鋼企業協會統計，2019年中(zhong)(zhong)國不(bu)銹鋼的產(chan)量(liang)和表(biao)觀消費量(liang)分別達到(dao)2940萬(wan)噸(dun)、2405萬(wan)噸(dun)。

  在各類不(bu)(bu)銹(xiu)鋼材料中，由于奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼具有全面的(de)、良(liang)好(hao)的(de)綜合(he)性(xing)能(neng)，其(qi)使用量(liang)約占(zhan)整個不(bu)(bu)銹(xiu)鋼產量(liang)的(de)65%~70%。然(ran)而(er)，奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)是相對的(de)，例(li)如(ru)，奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼對氯(lv)離(li)子(zi)具有高度的(de)敏感性(xing)，一定條件下(xia)，微量(liang)氯(lv)離(li)子(zi)就(jiu)能(neng)夠引(yin)起(qi)應力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂。據(ju)統計，應力腐(fu)蝕(shi)失效(xiao)在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼承壓設備各種腐(fu)蝕(shi)失效(xiao)模式中所(suo)占(zhan)比例(li)達(da)到(dao)了55%。

  奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)普遍性(xing)(xing)，一(yi)方面(mian)(mian)源(yuan)(yuan)于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)材(cai)料使(shi)用的(de)(de)(de)日益廣(guang)泛(fan)，另一(yi)方面(mian)(mian)源(yuan)(yuan)于(yu)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)廣(guang)泛(fan)存在。工(gong)業用水(shui)、保溫材(cai)料、催化劑等都(dou)是氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)來源(yuan)(yuan)，雖然有時這(zhe)些環境中(zhong)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)濃度非常小，但微量(liang)的(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)常會在某(mou)個部位富(fu)集(ji)(ji)。因此，即使(shi)在嚴格的(de)(de)(de)預防措施下，奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)在氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)環境中(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)失效(xiao)事故仍然頻繁發(fa)生(sheng)。應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷裂(lie)屬于(yu)低應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)脆性(xing)(xing)斷裂(lie)，裂(lie)紋(wen)具有很大(da)的(de)(de)(de)隱蔽(bi)性(xing)(xing)。應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)通常集(ji)(ji)中(zhong)于(yu)尿素(su)合(he)成(cheng)塔襯(chen)里(li)背面(mian)(mian)、廢熱鍋爐(lu)的(de)(de)(de)爐(lu)管(guan)、蒸(zheng)汽(qi)分配器(qi)(qi)、冷凝水(shui)收集(ji)(ji)器(qi)(qi)、蒸(zheng)汽(qi)發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)、乙烯裝置(zhi)稀釋蒸(zheng)汽(qi)發(fa)生(sheng)器(qi)(qi)等設備(bei)，由于(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)失效(xiao)造成(cheng)的(de)(de)(de)后果小則停產維修或設備(bei)報廢，大(da)則引起泄漏、爆炸等嚴重事故。在API 581 中(zhong)，氯(lv)(lv)化物應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)最高(gao)敏感(gan)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)嚴重性(xing)(xing)指數居各(ge)類應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)指數之(zhi)首。

  應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕是(shi)個復(fu)雜的(de)過(guo)程，影響(xiang)因(yin)素眾多，裂紋一旦形成則(ze)難以控(kong)制(zhi)，設(she)備的(de)安(an)全(quan)運行得不到保(bao)障，嚴(yan)重威脅(xie)企(qi)業的(de)正常生產。雖然人(ren)們已(yi)對(dui)奧氏體不銹鋼應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕做了(le)大量(liang)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，但是(shi)對(dui)應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕機理以及(ji)過(guo)程的(de)認識還不夠充分，對(dui)影響(xiang)因(yin)素考(kao)慮還不周全(quan)，從(cong)而導致應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕失(shi)效(xiao)分析(xi)具有很大的(de)不確(que)定性。同時，應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕失(shi)效(xiao)概率(lv)分析(xi)是(shi)風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)評(ping)估(gu)(gu)的(de)重要(yao)(yao)組成部分。2009年頒布的(de) TSGD0001-2009《壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)管(guan)道安(an)全(quan)技術(shu)(shu)監察規(gui)(gui)(gui)程－工(gong)業管(guan)道》首次規(gui)(gui)(gui)定在定期檢(jian)驗中可以按(an)照基于風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)檢(jian)驗（RBI)的(de)結果確(que)定檢(jian)驗周期。2009年頒布的(de)TSG 21-2016《固定式(shi)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)安(an)全(quan)技術(shu)(shu)監察規(gui)(gui)(gui)程》要(yao)(yao)求第II類(lei)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)或者用戶要(yao)(yao)求的(de)其他(ta)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)設(she)計時，應出具包(bao)括主(zhu)要(yao)(yao)失(shi)效(xiao)模(mo)式(shi)和(he)風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)控(kong)制(zhi)等內容(rong)的(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)評(ping)估(gu)(gu)報告。TSG D7003-2010《壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)管(guan)道定期檢(jian)驗規(gui)(gui)(gui)則(ze)－長(chang)輸(shu)（油氣）管(guan)道》附件中推(tui)薦了(le)4種(zhong)(zhong)風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)評(ping)估(gu)(gu)方法。GB 150-2011《壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器(qi)》對(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)評(ping)估(gu)(gu)做了(le)原則(ze)性規(gui)(gui)(gui)定。我國已(yi)將風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)評(ping)估(gu)(gu)納入承壓(ya)(ya)(ya)設(she)備的(de)法規(gui)(gui)(gui)標準，但國內風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)評(ping)估(gu)(gu)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)和(he)實踐剛(gang)剛(gang)起步，有許多需要(yao)(yao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)問(wen)題。應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕失(shi)效(xiao)作為奧氏體不銹鋼材料的(de)一種(zhong)(zhong)重要(yao)(yao)失(shi)效(xiao)模(mo)式(shi)，研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)其失(shi)效(xiao)概率(lv)可促(cu)進我國風(feng)(feng)(feng)(feng)險(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)評(ping)估(gu)(gu)技術(shu)(shu)的(de)發展。