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不锈钢氯离⼦应⼒腐蚀开裂分析技术与信息96 |2019年4⽉产物，对其进⾏化学分析，发现其中氯离⼦的含量⽐较⾼。
不锈钢部件的氯离⼦应⼒腐蚀开裂从萌⽣到开裂失效往往会经历较长的使⽤过程，可能是⼏年或者⼏⼗年，⽽该设备上所使⽤的两只三通才更换使⽤不到两个⽉时间，这么短的时间内造成如此⼤的裂纹，可以说该三通部件没有经历孕育萌发阶段⽽直接进⼊裂纹扩展阶段。
通过对该企业留存的不锈钢三通备件进⾏检查发现，三通内表⾯不光洁，存在较多的⽑刺，未经过有效的表⾯处理，外表⾯肩部有明显的压痕，见图2所⽰，三通在冷压制成型过程中在其肩部造成了较⼤的残余应⼒以及组织的转变(马⽒体相变)，在很⼤程度上促使该部件氯离⼦应⼒腐蚀开裂的形成，同时管道输送的介质中存在较⾼浓度的游离态氯离⼦，同时该管道输送介质的温度常年25～45℃的较⾼使⽤温度下使⽤，各种因素的综合影响，导致该三通部件在使⽤过程中直接跳过了裂纹孕育期，急速进⼊裂纹稳定扩展阶段，最终形成裂纹造成部件失效。
图1 裂纹⾦相图图2 不锈钢三通部件3 三通肩部应⼒腐蚀开裂的关键因素氯离⼦不但能造成不锈钢压⼒容器管道的孔腐蚀，⽽且更容易造成不锈钢压⼒容器及管道元件的应⼒腐蚀开裂。
其影响因素包括：氯离⼦浓度、拉应⼒、温度以及pH 值、氧含量、合⾦成分等。
3.1 介质中氯离⼦含量氯离⼦含量是影响不锈钢应⼒腐蚀开裂的直接因素，氯离⼦含量与应⼒腐蚀开裂成正⽐，在⾼温情况(⼤于60℃)，氯离⼦含量只要达到1mg/L，就能够直接造成构件的破裂。
0 引⾔2010年11⽉20⽇，泰兴某化⼯烧碱企业产烧碱量达到70万吨以上，其在⽤的8万吨/年改性聚氯⼄烯项⽬所使⽤的两台氯⼄烯泵后相连的压⼒管道三通成品管件，在投⽤使⽤了两年多后三通成品管件肩部发⽣开裂性泄漏，开裂部位形貌如树枝根须状。
该⼯程项⽬上氯⼄烯管道在⽤的两只成品三通，且都不同程度的出现了同样的问题。
根据现场资料显⽰三通规格为φ159×4.5，材质为0Cr18Ni9，设计使⽤压⼒是1.60MPa，设计使⽤温度为常温，⽇常⼯作介质为氯⼄烯。
应力腐蚀概述应力腐蚀是一种材料在同时受到应力和特定腐蚀介质作用下发生的破坏现象。
它被广泛应用于金属材料的工程设计和失效分析。
应力腐蚀的研究对于提高材料的耐蚀性能以及确保工程结构的安全是至关重要的。
本文将对应力腐蚀的定义、机理、预防措施以及相关领域的应用进行概述。
一、应力腐蚀的定义应力腐蚀是指金属材料在受到应力和特定腐蚀介质作用下产生的破坏。
这种破坏的特点是剧烈，严重影响材料的使用寿命和安全性。
应力腐蚀与单独的应力或腐蚀介质作用下的腐蚀具有明显的区别，需要同时满足应力和特定腐蚀介质的作用才会发生。
二、应力腐蚀的机理应力腐蚀的机理非常复杂，一般包括三个要素：金属材料、应力和腐蚀介质。
在应力腐蚀环境中，金属表面的被动膜被破坏，导致金属原子与腐蚀介质发生直接作用。
这种作用会引起金属表面的溶解，形成裂纹或表面腐蚀。
同时，应力会加剧腐蚀过程，并促使裂纹的扩展和破坏。
三、应力腐蚀的预防措施为了减少应力腐蚀的发生，可以采取一系列的预防措施。
首先，选择适合的材料是非常重要的。
某些材料对特定腐蚀介质表现出更好的抗腐蚀性能，因此在设计和使用过程中应选择这些材料。
其次，通过适当的设计和加工可以减少应力的集中和作用时间，从而降低应力腐蚀的风险。
此外，应在设计和施工中注意腐蚀控制和材料保护，定期检测和维护工程结构的完整性。
四、应力腐蚀在相关领域的应用应力腐蚀广泛应用于金属材料的工程设计和失效分析。
在航空航天领域，应力腐蚀是导致飞机、火箭和导弹等航天器件失效的主要原因之一。
在核能领域，应力腐蚀研究对于保证核反应堆的安全运行至关重要。
此外，应力腐蚀还在化工、石油、冶金等工业领域具有重要意义，对于设备的正常运行和人们的生命财产安全具有重要的保障作用。
结论应力腐蚀是金属材料在应力和特定腐蚀介质作用下发生的破坏现象。
它需要同时满足应力和腐蚀介质的作用才会发生，具有剧烈的破坏性。
为了减少应力腐蚀的发生，可以采取材料选择、设计和加工、腐蚀控制等预防措施。
金属材料抗应力腐蚀性能分析及预防措施摘要：在工业中，金属材料的应力腐蚀是个常见的问题。
本文通过深入分析金属材料应力腐蚀出现的原因及其特点，并提出了预防应力腐蚀的措施，比如合理选材，结构优化设计，工艺优化，缓腐蚀药剂来改变工作环境环境等，对金属材料防应力腐蚀有一定的积极作用。
关键词：金属材料焊接，应力腐蚀，预防措施一、金属材料应力腐蚀性产生的原因以及特点金属材料表面容易发生腐蚀开裂现象，这种腐蚀开裂是当金属材料暴露于在具有腐蚀性的环境中，且材料表面拉应力过大造成的。
产生金属材料表面应力腐蚀开裂特点，首先应力是产生腐蚀开裂首要条件，造成金属材料应力腐蚀开裂，必须要存在应力，尤其是存在拉应力。
那么这个应力又是如何产生的呢？金属材料表面产生的应力是由成型过程产生的。
比如，在焊接成型过程中，由于焊接热应力及焊接工装夹具夹紧力，致使部分残余应力不均匀的产生在零部件上，类似的有铸造应力，锻造应力，热处理应力等等，这些不均匀的应力就是金属材料表面脆弱的部位。
另外，金属材料大多应用在日常生活环境中，在这些环境中有大量腐蚀性物质，通过空气流通附着在金属材料的接口处和其他应力集中部位，嵌入到了金属材料中，腐蚀性物质在金属材料中堆积扩张，从而造成了扩张应力，进而引发了应力腐蚀裂纹。
第二，金属材料应力腐蚀性裂纹断裂，与时间成正比例关系，这种失效现象并不是出现应力后就立即产生的，而是随着时间的不断推移，逐渐产生扩大的一种腐蚀断裂问题，而这一点与氢致滞后开裂有非常大的相似性。
最后，造成金属腐蚀性断裂现象的应力一般都是低应力产生的，由于金属所处的环境具有一定的腐蚀性，这使得金属材料表面腐蚀部位整体变脆，在低应力出现的时候，就产生金属材料腐蚀性开裂现象。
在石油化工产业中，应力腐蚀性开裂是最常见的问题，也是主要造成石油化工产业中设备运行故障甚至出现失效现象的重要原因，金属材料应力腐蚀性裂缝，给石油化工企业正常施工造成了困扰，但是由于金属材料应力腐蚀性开裂的产生是无法预测的，所以这个问题也就成为石油化工产业中最大的安全隐患，他对石油化工产业的发展造成了极大的负面影响。
金属应力腐蚀问题的分析与解决在各种工业、冶金、航空、化工等行业中，经常会涉及到金属材料的应力腐蚀问题。
应力腐蚀是一种混合腐蚀方式，它同时发生了机械应力和化学反应的作用。
由于应力的作用，金属表面的保护层会破坏，使得金属材料失去保护，随后出现腐蚀现象。
这种腐蚀不仅会损坏金属材料的结构，也使得工业和制造业遭受重大损失。
因此，我们需要深入了解应力腐蚀问题的原因和解决方法。
1. 应力腐蚀的原因首先，了解应力腐蚀的原因十分关键。
应力腐蚀的产生原因与金属材料的性质、环境条件有关。
在工业和制造业中，金属材料经常承受着力学应力和化学腐蚀的双重作用，特别是在湿润的环境下更为容易出现应力腐蚀。
1.1 腐蚀环境对金属的影响腐蚀环境对金属材料的影响是造成应力腐蚀的一个主要原因。
在工业生产中，金属与环境很难完全隔离。
比如，水产生的湿气、氧气、盐等离子体都会产生腐蚀作用。
在这些腐蚀环境中，金属表面常常会存在氧化物、氢氧根等化学物质，这些都会进一步加剧腐蚀演变。
1.2 金属材料的应力敏感性金属材料的应力敏感性是引起应力腐蚀的另一个主要因素。
应力敏感性是指金属材料在受到一定的应力作用下，结构强度的改变程度。
在工业中，比如航空、核电站等行业，金属结构承受的应力常常达到其极限之外。
在这些环境下，金属材料的应力敏感度将对其腐蚀程度产生重要影响。
1.3 应力来源的多样性来源于机械装置的应变、制造缺陷、贮存过程、物料压力以及温差等对于金属材料的应力均为应力腐蚀产生的原因。
在工业生产中，正因为材料上存在着各类负荷，金属材料的强度常常需要具备一定的弹性。
这会使得金属材料在承受应力时出现塑性变形和纤维方向发生改变，从而导致应力场的分布不均匀。
2.解决应力腐蚀的方法了解应力腐蚀的产生原因之后，我们还需要探讨如何解决这个问题。
在工业制造和生产当中，应力腐蚀的出现会给我们的工作带来很多不便。
因此，我们需要有针对性地解决应力腐蚀问题。
2.1 合理的材料选择在制造中合理的材料选择是对应力腐蚀的有效解决方法之一。
应力腐蚀断裂一．概述应力腐蚀是材料、机械零件或构件在静应力(主要是拉应力）和腐蚀的共同作用下产生的失效现象。
它常出现于锅炉用钢、黄铜、高强度铝合金和不锈钢中，凝汽器管、矿山用钢索、飞机紧急刹车用高压气瓶内壁等所产生的应力腐蚀也很显著。
常见应力腐蚀的机理是：零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏，破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极,阳极处的金属成为离子而被溶解，产生电流流向阴极。
由于阳极面积比阴极的小得多，阳极的电流密度很大,进一步腐蚀已破坏的表面。
加上拉应力的作用，破坏处逐渐形成裂纹，裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。
这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展,而且还能穿过晶粒发展。
应力腐蚀过程试验研究表明：当金属加上阳极电流时可以加剧应力腐蚀，而加上阴极电流时则能停止应力腐蚀。
一般认为压应力对应力腐蚀的影响不大。
应力腐蚀的机理仍处于进一步研究中。
为防止零件的应力腐蚀，首先应合理选材，避免使用对应力腐蚀敏感的材料,可以采用抗应力腐蚀开裂的不锈钢系列,如高镍奥氏体钢、高纯奥氏体钢、超纯高铬铁素体钢等.其次应合理设计零件和构件，减少应力集中。
改善腐蚀环境，如在腐蚀介质中添加缓蚀剂，也是防止应力腐蚀的措施.采用金属或非金属保护层，可以隔绝腐蚀介质的作用。
此外，采用阴极保护法见电化学保护也可减小或停止应力腐蚀。
本篇文章将重点介绍应力腐蚀断裂失效机理与案例研究，并分析比较应力腐蚀断裂其他环境作用条件下发生失效的特征。
，由于应力腐蚀的测试方法与本文中重点分析之处结合联系不大，故不再本文中加以介绍.二．应力腐蚀开裂特征（1)引起应力腐蚀开裂的往往是拉应力。
这种拉应力的来源可以是:1．工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗应力。
2．加工，制造,热处理引起的内应力.3．装配，安装形成的内应力。
4．温差引起的热应力。
5．裂纹内因腐蚀产物的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。
（2)每种合金的应力腐蚀开裂只对某些特殊介质敏感.一般认为纯金属不易发生应力腐蚀开裂,合金比纯金属更易发生应力腐蚀开裂。
核电站设备常见腐蚀原因分析核电站设备腐蚀是指在核电站运行过程中，设备表面遭受化学和电化学反应的腐蚀现象。
腐蚀会导致设备的破坏，降低设备的工作效率，甚至对核电站的安全运行产生风险。
而腐蚀的原因可以分为五个方面：化学腐蚀、电化学腐蚀、高温腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀。
首先，化学腐蚀是指设备表面与环境中的化学物质发生反应而导致的腐蚀。
核电站中存在的腐蚀性化学物质主要有水、氧和酸。
水中的溶解氧可以与金属表面发生氧化反应，形成氧化膜，并进一步腐蚀金属。
而水中的酸性物质，如硫酸和盐酸，会加速金属的腐蚀速度。
其次，电化学腐蚀是指设备表面在湿润的环境中，由于存在电化学反应而产生的腐蚀现象。
在核电站中，金属表面会与电解质相接触，产生电流，并引发氧化还原反应。
这些反应可以导致金属表面电化学腐蚀，并产生金属离子和电子。
第三，高温腐蚀是指设备在高温环境中受到的腐蚀作用。
高温下，金属与气体或粉尘反应形成金属氧化物、硫化物和碳化物等腐蚀产物。
在核电站中，高温腐蚀主要是由于反应堆中的高温和压力蒸汽中的酸性物质对金属材料的腐蚀。
第四，应力腐蚀是指设备在存在应力的情况下受到的腐蚀。
应力产生的原因可以是机械应力、热应力或电化学应力等。
当金属表面存在应力时，腐蚀介质会在应力场的作用下加速腐蚀过程，导致金属表面的破坏。
最后，疲劳腐蚀是指设备在循环应力作用下产生的腐蚀。
当金属表面受到交变应力或振动时，会导致金属表面的微裂纹，这些微裂纹会成为腐蚀介质的进入通道，并在应力作用下扩展，最终导致腐蚀破坏。
为了防止核电站设备的腐蚀，有以下几种常见的防腐措施。
首先是表面涂层，可以选择抗腐蚀性能好的涂料或电镀层来保护设备表面。
其次是在设备表面形成保护膜，如氧化膜或磷化膜等。
此外，还可以通过选择合适的材料和改善设备设计来降低腐蚀的风险。
同时，定期进行设备的维护与检查，及时发现和修复腐蚀问题也是非常重要的。
综上所述，核电站设备腐蚀的原因主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀、高温腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀。
腐蚀实例分析及防护方法（应力腐蚀实例）【1】北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（0Cr18Ni9）管更换。
使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。
分析：北方冬季在公路上撒盐作为防冻剂，盐渗入土壤使公路两侧的土壤中的氯化钠的含量大大增加，奥氏体不锈钢在这种含有很多氯化物的潮湿土壤中，为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境，从而发生应力腐蚀。
防护措施：1、把奥氏体不锈钢管换成碳钢管【2】某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。
经鉴定为应力腐蚀破裂。
分析：氯化钾溶液经过离心转鼓过滤后，氯化钾浓度升高。
然而离心转鼓的材质为（1Cr18Ni9Ti）奥氏体不锈钢。
而氯离子的含量远远超过发生应力腐蚀的临界氯离子浓度，为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。
所以转鼓会发生应力腐蚀从而发生断裂。
防护措施：1、更换转鼓的材质定期清洗表面的氯化物【3】 CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L（00Cr19Ni10）型不锈钢制造。
投产一年多相继发生泄漏。
经检查，裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。
所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。
分析：管与管板连接形成的缝隙区。
由于闭塞条件使物质迁移困难，容易形成盐垢，造成氯离子浓度增高。
高温端冷却水强烈汽化，在缝隙区形成水垢使氯化物浓缩。
防护措施：1、改进管与管板的联接结构，消除缝隙。
2、立式换热器的结构改进，提高壳程水位，使管束完全被水浸没。
3、管板采用不锈钢—碳钢复合板，以碳钢为牺牲阳极【4】一高压釜用18-8不锈钢制造，釜外用碳钢夹套通水冷却。
冷却水为优质自来水，含氯化物量很低。
高压釜进行间歇操作，每次使用后，将夹套中的水排放掉。
仅操作了几次，高压釜体外表面上形成大量裂纹。
分析：操作时高压釜外表面被冷却水浸没，停运时夹套中的水被放掉。
焊缝应力腐蚀裂纹的原因分析及控制措施王建【摘要】发生应力腐蚀时外观无变化,裂纹发展迅速且预测困难,对设备的安全运行带来了威胁,因而更具有危险性.本文介绍了应力腐蚀裂纹的特征、产生原因及防止措施.【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2010(000)010【总页数】3页(P61-63)【作者】王建【作者单位】陕西省质量技术监督局特种设备安全质量监督检测中心,西安710048【正文语种】中文随着石油、化工、制药、机械、建筑、造船及电力等工业的发展，要求焊接接构在腐蚀介质条件下能够长期稳定工作，与此同时，对应力腐蚀所造成的各类设备失效事故，越来越引起人们的重视。
如大桥钢梁在含硫化氢的大气中受应力腐蚀而断裂，飞机起落架因应力腐蚀而断裂，输油管路在含硫化氢的介质下受应力腐蚀而破裂等等。
据统计日本化工设备所发生的破坏事故，50%属于应力腐蚀破坏事故，我国的各类化工球罐发生的破坏事故40%也是属于应力腐蚀破坏事故。
自1938年发生比利时哈塞尔特的全焊空腹桁架桥破坏到1960年止，除船舶外，世界各地至少发生过40起引入注目的大型焊接结构破坏事故。
应力腐蚀裂纹是由于应力和腐蚀介质二者结合造成的。
所以，只要消除应力和腐蚀介质两者中的任何一个因素，便可以防止裂纹的产生。
引起应力腐蚀的条件有两个，一是应力，二是腐蚀介质。
金属或合金在拉伸应力的作用下，在特定的腐蚀环境中，材料虽然在外观上没有多大变化，没有产生全面腐蚀或明显变形，但却产生了裂纹，这种裂纹就是应力腐蚀裂纹。
应力腐蚀裂纹从表面看，裂纹的分布如同疏松的网状或龟裂的形式，多以横向裂纹出现；从内部看，其形态呈枯枝状、锯齿状；从断口形态看，断口表面与主应力方向垂直，断面较粗糙且呈放射状，无宏观塑性变形。
应力腐蚀与全面腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀不同，它有自己的显著特征。
产生应力腐蚀的金属材料主要是合金，纯金属较少。
引起应力腐蚀裂纹主要是拉应力，压应力虽然也能引起应力腐蚀，但并不明显。
应力腐蚀裂纹的典型案例分析摘要：应力腐蚀裂纹一般都很细小，而且多数出现在容器或管道的内表面，因此不易被检查发现。
应力腐蚀裂纹可导致不锈钢构件在低于设计应力，没有明显的宏观变形和不出现任何征兆的情况下突然迅速破裂，造成巨大的危害，因此掌握应力腐蚀裂纹的成因及如何避免产生应力腐蚀裂纹就尤为重要。
关键词：杀菌锅；应力腐蚀；裂纹杀菌锅是食品､医药杀菌的关键设备，传统杀菌锅通常采用卧式，需要借助灭菌篮装卸物料，生产效率低；为提高生产效率，在先进的自动化生产线上可以同时使用多个立式杀菌锅，不再需杀菌篮，可通过自动控制实现自动杀菌，大大提高了生产效率。
但该杀菌锅在使用中承受温度、压力、物料等的循环载荷作用，其疲劳强度成为考验设备的关键问题。
一、概述(一)概述杀菌锅是一种密闭的､加压的加热容器，对食品及菌种等进行杀菌｡因其具有受热面积大，热效率高､加热均匀､液料沸腾时间短､加热温度容易控制等特点，被广泛应用于食品､医药等各个领域｡(二)杀菌锅杀菌流程根据实际生产流程，立式杀菌锅杀菌流程可分为5个阶段｡1.进料:杀菌锅内注入常温缓冲水，物料从进料口进入，逐渐装满锅体.2.升温加压:高温蒸汽进入锅体，锅内温度升至128℃，压力升至0.16MPa｡3.杀菌:锅内蒸汽温度保持128℃，对物料进行高温杀菌｡4.冷却:杀菌结束后，锅内蒸汽逐步排出减压并充入常温水给罐体降温｡5.出料:初步冷却完毕，物料从底部出料口排出，经出料装置至下一生产工序.整个流程中有两个典型的受力阶段:杀菌时，锅体承受最大温度载荷128℃和压力载荷0.16MPa；一个杀菌周期有3种循环载荷:①水压循环载荷，缓冲水注出导致的水压变化，最大水压值；②进出料循环载荷，待杀菌物料进出的物料压力；③进出蒸汽与升降温循环载荷｡采用Workbench基于静力学理论､瞬态传热和热—结构耦合等分析立式杀菌锅两个典型阶段的力学特性｡二、使用情况介绍杀菌锅基本参数该杀菌锅为内蒙古XX生物科技有限公司使用，通过高温蒸汽加热，对微生物菌种和NaCL盐水进行灭菌，在进行宏观检验时发现容器内部不锈钢金属表面已失去金属光泽（图一），经过打磨后对接管角焊缝及纵环焊缝进行渗透检测，在压力测试口接管角焊缝周围和疏水口接管角焊缝周围发现大量细微裂纹存在，裂纹形态多呈树枝状（图二、图三），经与使用单位人员沟通得知，在对NaCL盐水进行杀菌时，将NaCL盐水装在玻璃试管内，用橡胶塞堵住试管口进行杀菌操作，在杀菌的过程中，玻璃试管在加压加热的作用下，将橡胶塞弹出，部分NaCL盐水喷射到容器内壁上，从而产生腐蚀裂纹。
压力容器和压力管道应力腐蚀开裂机理及影响因素分析摘要：锅炉、压力容器和压力管道是工业生产和生活中非常重要的设备，在使用过程中，一旦出现裂纹等缺陷，不仅会影响设备的正常使用，甚至会带来重大损失。
使用单位如果及时发现、解决裂纹问题，以及预防裂纹问题，就能够防止安全事故的发生。
关键词：锅炉；压力容器；压力管道；裂纹问题引言锅炉、压力容器和压力管道一般处于高温、高压等恶劣环境下运行，使用工况十分复杂，容易产生缺陷和损伤。
其中裂纹就是危害非常大的缺陷，如果不及时预防、发现和解决设备出现的裂纹缺陷，将会带来严重的安全问题。
在平时的使用过程中，使用单位一定要高度重视对设备的检验、管理和维护保养工作，及时发现设备存在的问题，特别是裂纹问题，及时排除安全隐患。
使用单位对裂纹的形成原因和其有可能引发的各类后果也要进行认真分析，进而采取对应的预防和解决措施，避免裂纹可能带来的各种安全隐患，保证设备的安全运行。
1.压力容器和压力管道应力腐蚀开裂机理1.1 疲劳裂纹压力容器和压力管道在运行时，由于一直都处在高温、高压及交变载荷条件下运行，所以非常容易形成疲劳裂纹，疲劳裂纹有两种形式，分别是腐蚀性裂纹以及机械裂纹。
腐蚀性裂纹的成因主要是由于介质因素，介质在一定程度压力作用下会造成压力容器和压力管道就会出现裂纹。
通常情况下裂纹有着非常高的稳定性，当裂纹蔓延开时，压力容器和压力管道中的压力持续作用下，因此裂纹的宽度就会扩大。
1.2 蠕变裂纹压力容器和压力管道是非常容易造成损坏的，其中包括温度以及压力的作用，如果一直运行压力容器和压力管道，就很容易产生蠕变裂纹。
通常情况下，压力容器和压力管道形成的蠕变裂纹它们多是平行的，当出现裂纹的时候，大多数都是出现在应力集中处，并且裂纹的数量也会逐渐增加，它们的分布是没有一定规律的，因此很难对其实际规则进行了解。
1.3 应力腐蚀裂纹压力容器和压力管道在运用时，也是非常容易被腐蚀的，由于里面含有高浓度的酸、碱介质。
应力腐蚀现象的判断方法应力腐蚀是指当金属材料处于介质中受到应力加载时，由于其化学成分、环境条件和应力作用，导致金属材料发生腐蚀破损的现象。
应力腐蚀是金属材料工程中一种严重的破坏性现象，因此对应力腐蚀的判断方法具有重要意义。
1.观察破坏形态：应力腐蚀的破坏形态通常呈现出明显的特征，包括晶粒腐蚀、溃缘腐蚀、沿晶腐蚀等。
通过对破坏形态的观察和分析，可以初步判断材料是否受到了应力腐蚀的影响。
2.检测裂纹：应力腐蚀常常导致材料出现微小的裂纹，因此通过裂纹检测来判断是否存在应力腐蚀也是一种常见方法。
常用的裂纹检测方法包括渗透检测、X射线检测、超声波检测等。
3.变形测量：应力腐蚀对材料的变形、变形速度等也有一定的影响。
通过对材料变形进行测量，可以确定是否存在应力腐蚀破坏。
常用的变形测量方法包括应变计技术、光学测量技术等。
4.电化学测试：应力腐蚀往往伴随着电化学反应的发生，因此通过电化学测试也可以对应力腐蚀的存在与否进行判断。
常用的电化学测试方法包括极化曲线测试、交流阻抗测试等。
5.环境分析：应力腐蚀的发生和程度与介质的化学成分、温度、流动速度等环境条件有关。
通过对环境的分析和判断，可以初步确定材料是否受到应力腐蚀影响。
6.可视化观察：通过显微镜观察试样的表面和断口形貌，可以分析应力腐蚀的特征，如晶界腐蚀、溶解型腐蚀等。
同时，还可以使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等先进的观察技术，以更精确地判断应力腐蚀程度和机制。
7.化学分析：通过对试样进行化学成分分析，可以对应力腐蚀的发生和机制进行初步判断。
例如，通过化学成分的变化来判断是否发生了腐蚀。
总之，应力腐蚀的判断方法多种多样，综合运用多种方法能够更准确地判断应力腐蚀的存在与程度。
在工程实践中，采用适当的应力腐蚀判断方法，能够有效预测和控制应力腐蚀现象对材料性能和工程结构的影响，从而提高工程质量和安全性。
金属焊接中的应力腐蚀开裂分析与预防在金属焊接中，应力腐蚀开裂是一个普遍存在的问题。
这种现象指的是在受到外部应力作用下，金属焊接接头出现应力腐蚀破裂的情况。
它会严重影响金属焊接接头的性能和使用寿命，因此对于应力腐蚀开裂的分析与预防非常关键。
本文将围绕着金属焊接中的应力腐蚀开裂，从分析其原因、影响因素和预防措施等方面进行探讨。
一、应力腐蚀开裂的原因应力腐蚀开裂的形成是由于金属焊接接头同时受到应力和腐蚀介质的作用，从而引发了金属腐蚀破裂。
其原因主要有以下几个方面：1.应力源：金属焊接接头中存在各种应力源，如冷却过程中的收缩应力、加热过程中的热应力、装配过程中的焊接残余应力等。
这些应力源的存在使得金属接头产生了内应力，为应力腐蚀开裂提供了条件。
2.腐蚀介质：金属焊接接头在使用环境中遭受到腐蚀介质的侵蚀，如酸性、碱性或盐性介质等。
这些腐蚀介质与金属焊接接头之间的相互作用会导致金属发生腐蚀，从而降低其力学性能和耐蚀性。
3.材料选择：金属材料的选择也会对应力腐蚀开裂起到重要影响。
一些材料本身就具有较高的应力腐蚀敏感性，容易发生腐蚀破裂。
此外，焊接接头处于退火状态下时，晶界与晶界附近区域的化学成分和晶界能对应力腐蚀开裂也具有影响。
二、应力腐蚀开裂的影响因素除了上述原因外，还有一些其他因素会进一步影响应力腐蚀开裂的产生与发展。
这些因素包括：1.温度：温度是影响应力腐蚀开裂的重要因素之一。
在一定温度范围内，金属的活化能和扩散速率会显著增加，从而加剧金属的腐蚀破裂。
2.应力：外部应力对金属焊接接头的应力腐蚀开裂有着直接影响。
当外部应力超过金属材料的抗应力裂纹扩展能力时，应力腐蚀开裂就会产生。
3.介质浓度：腐蚀介质的浓度对应力腐蚀开裂的发生和发展也起到重要作用。
高浓度的腐蚀介质会加速腐蚀破裂的速度。
三、应力腐蚀开裂的预防措施为了有效预防金属焊接中的应力腐蚀开裂，我们可以采用以下方法：1.材料选择：选择抗应力腐蚀开裂性能良好的金属材料，如高强度合金钢、不锈钢等。
腐蚀分析报告1. 引言腐蚀是金属材料在与其周围环境发生化学反应的过程中受到的损害。
腐蚀不仅会导致金属材料的表面质量下降，还会降低其力学性能和使用寿命。
因此，对腐蚀进行分析和评估，对于确保材料和设备的正常运行和延长使用寿命具有重要意义。
本报告旨在通过分析腐蚀现象，评估腐蚀程度，并提出相应的防腐措施。
2. 腐蚀类型常见的腐蚀类型包括以下几种：2.1. 纯化学腐蚀纯化学腐蚀是由于金属表面与腐蚀介质发生直接的化学反应而导致的腐蚀。
例如，金属材料在酸性环境中容易发生化学腐蚀。
2.2. 电化学腐蚀电化学腐蚀是由于金属表面与电解质溶液发生电化学反应而导致的腐蚀。
这种腐蚀包括了阳极腐蚀和阴极腐蚀。
阳极腐蚀是指金属表面的一部分被氧化成阳极，而阴极腐蚀是指金属表面的另一部分被还原成阴极。
2.3. 应力腐蚀应力腐蚀是由于金属材料在受到应力的同时与有害环境发生腐蚀而导致的腐蚀。
应力可以来自外部作用力或材料内部的残余应力。
3. 腐蚀分析方法3.1. 视觉检查视觉检查是最简单常用的腐蚀分析方法之一，通过直接观察金属表面的变化和损伤情况，可以初步评估腐蚀的程度。
例如，可以观察到金属表面的锈蚀、颜色变化和局部腐蚀等。
3.2. 金相分析金相分析是通过显微镜观察和分析金属材料的组织结构、晶粒大小和相变等信息来评估腐蚀情况。
该方法可以提供更详细的腐蚀信息，如晶粒腐蚀、晶格腐蚀和晶界腐蚀等。
3.3. 化学分析化学分析可以通过对腐蚀产物的成分进行分析，了解腐蚀过程中发生的化学反应和物质的变化。
常用的化学分析方法包括光谱分析、质谱分析和电化学分析等。
4. 腐蚀评估4.1. 腐蚀速率计算腐蚀速率是评估腐蚀程度的重要指标之一。
可以通过实验或数值模拟的方法计算腐蚀速率。
该指标可以用来作为评估腐蚀程度的定量指标，并且可以用于制定相应的防腐措施。
4.2. 腐蚀程度分类根据腐蚀现象和腐蚀程度的不同，可以将腐蚀分为不同的等级，例如轻微腐蚀、中度腐蚀和严重腐蚀等。
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我们都知道，对于受内压容器，防止应力腐蚀最常用的方法为焊后进行整体热处理，对不同强度级别的材料相应控制其热处理后硬度。
对于严重应力腐蚀环境下，同时进行材料无损检测，控制材料中杂质尤其是S 、P 含量、改善操作工况等方法，能很好地满足安全使用要求。
然而，对于常压容器，我们应该如何考虑其应力腐蚀问题？首先，常压容器能不能发生应力腐蚀，这是我们经常容易忽视的问题；再者，即使发生应力腐蚀，其应力腐蚀裂纹能不能扩展直至导致设备发生破裂失效，本文将围绕这两个问题进行讨论。
应力腐蚀广泛存在于石油化工行业中，其对生产设备的破坏为最危险的破坏之一，往往表面没有严重全面腐蚀就产生开裂。
据国外报道，目前国外因设备腐蚀造成的生产事故约占全部事故的1/3以上，其中高温腐蚀破坏事故竟高达78%，主要是因为应力腐蚀断裂和氢脆而引起的，仅应力腐蚀断裂就占腐蚀事故的35%。
首先，容器发生应力腐蚀断裂主要有三大因素，1.一定的拉应力的存在（近年有些作者认为压应力在一定条件下也会发生应力腐蚀破裂），2.金属本身对应力腐蚀的敏感性，3.能引起金属发生应力腐蚀的介质。
除此之外，还有一些其它因素。
对于受内压容器，设备壳体受到拉应力，因此，要减小和控制其应力腐蚀，必须控制容器的工作应力和残余拉应力等；对于受外压容器，容器的应力就要考虑外压引起的应力与残余拉应力组合后的应力状态。
压力容器的应力腐蚀破裂产生的可能性，我们都有比较一致的看法。
下面作者通过一些理论及分析阐明常压容器的应力腐蚀破裂的可能性。
对于常压容器，操作压力为常压，因此这一项不产生拉应力。
但是，我们知道，能引起拉应力的还有冷作加工、焊接、容器本身结构及设备及本身零部件安装等，这些均称作残余应力，这些都是不可忽视的因素，很多情况下往往成为决定性的因素。
日本对不锈钢设备中零部件发生的应力腐蚀破裂的调查结果表明：残余应力引起的应力腐蚀破裂占到81%。
对于冷作加工，例如，筒体卷制，加工过程中，金属晶粒会发生晶格扭曲、层间位移、发生应变，就会产生内应力。
有关规范特别提出限制冷作加工变形量。
就容器的材料来看，各种材料对于应力腐蚀的敏感性迥异，同类材料金相组织的不同对于应力腐蚀的敏感性也不同。
碳钢容器在湿硫化氢环境中产生应力腐蚀破裂的敏感性受其S、P含量的不同而产生很大差异。
对于某些恶劣操作工况下，甚至对于材料在冶炼时所采用的脱S、P方法都有要求，以降低杂质化合物对应力腐蚀破裂的敏感性。
从金相组织看，不同的金相组织对应力腐蚀敏感性不同，利用这点，我们通过热处理来改善容器对应力腐蚀的敏感性。
有资料介绍，在同样强度和塑性水平下，钢抗硫化物应力腐蚀（SSCC）性能依淬火+回火组织正火+回火组织正火组织未回火马氏体组织的顺序递降。
此外，金属晶粒度、金属材料强度都对应力腐蚀裂纹敏感性有影响。
下面我们再看金属的焊接。
容器在制造过程中，焊接所产生的应力是导致容器产生应力腐蚀破裂的一个重要因素。
焊接过程就是熔池金属本身的冶炼过程并同时与附近金属相互作用产生影响的过程。
焊缝及其热影响区产生以下情况：1. 氢的富集，其对焊缝的影响为：1）在焊缝和融合区中形成微裂纹；2）在焊缝中形成气孔；3）焊接强度级别较高的合金钢、中碳钢及高碳钢时近缝区形成冷裂纹；4）在焊缝中形成氢白点。
2. 焊缝熔池小、冷却快、焊缝结晶与成型不易完善，冷却速度还对某些低、中合金钢造成淬火倾向，常使焊缝出现淬硬组织。
3. 迅速加热与冷却，使得热影响区经历一次特殊热处理，某些钢焊后冷却过快，会发生淬硬组织，即相当于发生淬火，其奥氏体保留至较低（350度以下）变为脆硬的含碳过饱和的α铁固熔体——马氏体（M）组织。
4. 另外,还会产生热影响区的晶粒粗大，晶格扭曲，由于结构约束所产生的应力等。
5. 冷裂缝、热裂缝。
例如，某地天然气集输管线SSCC事故中，焊缝部位占绝大部分，焊缝质量不合格（如未焊透）和在焊缝及母材区缺陷部位采取补焊后产生的马氏体组织，使焊缝对SSCC特别敏感，经检查发现，裂纹起源于补焊的热影响区，此部位组织为马氏体和贝氏体硬度高达HV496。
未补焊的热影响区未发现淬硬组织，其硬度为HV286。
可见，焊缝的影响至关重要。
从以上所述可知，容器即使没有受到内压力，其材料本身仍然具有拉应力，而且有的应力水平相当高。
所以，常压容器的材料完全具备拉应力的条件，也就是具备能产生应力腐蚀的条件。
现在我们来看常压容器产生应力腐蚀后，其裂纹扩展直至破裂的可能性。
就应力腐蚀原理来讲，目前有多种理论，各种理论又有各自适应的组合情况，归结为三个方面的理论。
1. 环境因子方面的假设和理论。
包括有，1）电化学腐蚀理论，该理论用来解释沿晶型
应力腐蚀比较合适。
该理论认为晶界比晶粒内的晶面具有较高能量，形成阴极、阳极，组成了电化学腐蚀的原电池。
2）应力吸附理论，认为应力腐蚀断裂的产生是由于金属（或合金）表面吸附了特殊离子，使其表面能降低，使材料破坏所需的应力降低。
3）表面膜破裂理论，顾名思义，该理论认为金属（或合金）表面的保护膜尤其是晶界处在腐蚀过程中不断被破坏，而使腐蚀裂纹发展直至破坏。
4）腐蚀产物的楔入效果理论，认为金属（或合金）的腐蚀产物在扩展的裂纹尖端的后面阴极区沉积，对裂纹起楔子作用，造成了应力；当沉积物造成的应力达到临界值后使裂纹向前扩展；新产生的裂纹又吸入了电解质溶液，使裂纹尖端阳极腐蚀继续进行，这就产生了更多的可溶性金属离子，这些离子扩散至阴极区并生成金属氧化物等沉积下来，这又引起了裂纹向前扩展，如此反复，直至破裂。
2. 金属因子方面的假设和理论。
含有，1）位错理论，认为材料的应力腐蚀断裂敏感性
与材料中的位错分布有关。
2）析出理论，要点为，在产生应力腐蚀的环境中，材料由于受应力或腐蚀反应的结果，使得某些部位上产生了某种析出，该电位降低成为阳极，造成了腐蚀的敏感环境。
3）滑移阶梯理论，材料产生应力腐蚀必须具有某种程度的塑性变形，从而使材料的表面出现滑移阶梯，破坏金属表面保护膜，产生新的活性区。
在介质中，这些活性区与其他有完整保护膜的地方形成小阳极大阳极，加快了破坏进程。
4）隧洞腐蚀理论，认为在产生应力腐蚀的环境中，金属（或合金）沿某一定滑移面上的一定方向生成腐蚀孔并延伸成隧洞状，在应力作应下，隧洞互相连接，使截面减少，应力逐渐增高超过了屈服极限甚至强度极限直至破坏。
3. 应力因子方面的假设和理论。
其要点为，在应力作用下，腐蚀反应生成的氢扩散到
正在扩展的裂纹的前缘，在该处形成与应力方向垂直的高活化的氢化物或氢—应变铁素体（或b ccα’、α’马氏体），使该处金属脆变。
随着应力腐蚀的进行，氢不断产生与扩散至裂纹尖端，裂纹就持续向前扩展。
即，金属的腐蚀断裂的引发与扩展，是沿着氢在钢中扩散和反应所形成的敏感途径进行的。
至今，还没有建立起一个能够全面解释应力腐蚀断裂的所有现象和特征的统一理论。
如前所述，电化学腐蚀理论对于解释沿晶应力腐蚀断裂是比较合适的。
目前，对于穿晶应力腐蚀断裂的解释多数意见倾向于机械—电化学反应腐蚀理论。
其认为引起应力腐蚀断裂的条件是小应力的机械作用（产生滑移台阶和阳极），而腐蚀的本质是电化学作用，因此叫做机械—电化学反应腐蚀理论，实际上是电化学腐蚀理论、保护膜破坏理论以及金属因子方面四个理论的综合。
综上，当由于各种条件下，金属发生了初步裂纹后，在该处发生了一定的应变，似有一定程度上局部改善应力水平现象。
但是，由于产生了裂纹，则会引起以下现象，1）保护膜不连续，产生局部活化区，形成大阴极小阳极；2）裂纹尖端应力加剧；3）裂纹尖端Ph值急剧减小；4）降低了临界应力腐蚀强度因子；5）由于裂纹逐渐扩展，使得金属有效承载面积相应减少。
应该注意的是，在实际应用中，往往是几种情况的组合，使得应力腐蚀不断地进行，直至容器发生破裂失效。
而且，在很多情况下，金属的残余应力是沿整个截面的，例如焊接接头等，其应力水平随承载截面的逐渐减小而越来越高。
以上的分析表明，在常压容器中，仍然会发生应力腐蚀破裂现象，在设计中必须充分重视其选材、结构处理、冷作加工、焊接、热处理及防腐处理。
