應(yīng)力腐蝕斷裂屬于低應(yīng)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(yīng)力腐蝕的認(rèn)識最早起源于20世紀(jì)初黃銅彈殼在氨中的開裂,一直到1940年,應(yīng)力腐蝕與晶間腐蝕才被明確區(qū)分出來。隨著不銹鋼的大量使用,特別是300系列的奧氏體不銹鋼大量應(yīng)用于石油、化工、核電等惡劣環(huán)境(含堿、含氯、含酸、高溫、高壓),設(shè)備發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的頻率較高。人們對應(yīng)力腐蝕的研究從未間斷,但是,因應(yīng)力腐蝕引起的事故仍然時(shí)有報(bào)道。奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕斷裂既是材料領(lǐng)域的重大理論研究課題,又是實(shí)際工程領(lǐng)域迫切需要解決的問題。
1. 嚴(yán)控有害離子濃度
浙江至德鋼業(yè)有限公司通過沉淀、膜過濾、離子交換等方式去除工業(yè)水中的氯離子,將介質(zhì)脫硫處理,最大限度降低介質(zhì)中的Cl和硫化物濃度;降低介質(zhì)的pH值。在日常生產(chǎn)中,嚴(yán)格按照企業(yè)要求對設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行檢測、分析等工作,防止有害離子濃度超標(biāo)。設(shè)備在停運(yùn)階段,做好清理、檢修工作。試驗(yàn)后,防止設(shè)備內(nèi)壁、死角等位置的殘余介質(zhì)和水因水蒸發(fā)使局部位置離子濃度升高,造成設(shè)備腐蝕。
2. 減少應(yīng)力集中
首先,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理,避免局部應(yīng)力過大。其次,焊接部位是設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié),已存在焊接殘余應(yīng)力,并且在焊接過程中易產(chǎn)生金相組織變化,大大增加了應(yīng)力腐蝕敏感性。焊接不同厚度的不銹鋼時(shí),因?yàn)樽杂勺冃尾粎f(xié)調(diào),焊縫處易產(chǎn)生局部應(yīng)力,可先用機(jī)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(dǎo)率、伸長率不同,故產(chǎn)生的熱應(yīng)力會(huì)造成焊縫處應(yīng)力腐蝕開裂。例如,核電設(shè)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(shè)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(shí),要保證焊縫融合區(qū)化學(xué)成分穩(wěn)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(yīng)力。
3. 避免干濕交替情況
廢熱鍋爐暫停使用時(shí),要排凈內(nèi)部溶液,使設(shè)備處在干燥狀態(tài),避免出現(xiàn)干濕交替情況。