管道及機(jī)械設(shè)備零件在應(yīng)力(拉應(yīng)力)和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下，將出現(xiàn)低于材料強(qiáng)度極限的脆性開(kāi)裂現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備和零件失效，這種現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(簡(jiǎn)稱(chēng)SCC)。
根據(jù)介質(zhì)的主要成分為氯化物、氫氧化物、硝酸鹽及含氧水等，而分別稱(chēng)為氯裂(氯脆或氯化物開(kāi)裂)、堿裂(堿脆)、硝裂(硝脆)及氧裂(氧脆)等。
應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂與單純由機(jī)械應(yīng)力造成的開(kāi)裂不同，它在極低的負(fù)荷應(yīng)力下也能產(chǎn)生開(kāi)裂；它與單純由腐蝕引起的開(kāi)裂也不同，腐蝕性極弱的介質(zhì)也能引起應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。其全面腐蝕常常很輕，而且沒(méi)有變形預(yù)兆，即發(fā)生突然斷裂，應(yīng)力腐蝕是工業(yè)生產(chǎn)中危害性最大的一種惡性腐蝕類(lèi)型。
由應(yīng)力腐蝕而引起的裂紋是在沒(méi)有任何明顯宏觀變形更無(wú)任何征兆的情況下發(fā)生的，所以其破壞具有突發(fā)性。裂紋往往又深入到金屬內(nèi)部，一旦發(fā)生也很難修復(fù)，有時(shí)只能整臺(tái)設(shè)備報(bào)廢。
碳鋼及低合金鋼在濕度較大的硫化氫環(huán)境中易發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕，對(duì)石油、石化工業(yè)裝備的安全運(yùn)行構(gòu)成很大的威脅。對(duì)低濃度硫化氫環(huán)境，可通過(guò)凈化材質(zhì)、大幅度降低S、P含量，改善材料組織結(jié)構(gòu)等措施，對(duì)應(yīng)力腐蝕起到有效抑制作用。
一、形成應(yīng)力腐蝕裂紋的基本條件如下:
(1) 金屬材料是合金也包括微量元素的合金，純金屬一般不發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋；
(2) 材質(zhì)與腐蝕介質(zhì)的匹配并非任何金屬材料與任何介質(zhì)都能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋，它們有一定的匹配關(guān)系；
(3) 必須存在拉應(yīng)力，拉應(yīng)力可以是工作應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力通常在焊縫及近縫區(qū)為拉應(yīng)力，有時(shí)高達(dá)材料的屈服點(diǎn)。所以即使焊接結(jié)構(gòu)不承受載荷，只要材質(zhì)與腐蝕介質(zhì)符合匹配關(guān)系也會(huì)引起應(yīng)力腐蝕裂紋。
二、應(yīng)力腐蝕的發(fā)生條件和特征：
(1) 必須是拉應(yīng)力；
(2) 構(gòu)成一定材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕的環(huán)境介質(zhì)是特定的；
(3) 應(yīng)力腐蝕破裂速度遠(yuǎn)大于其他局部腐蝕速度，但比純力學(xué)(機(jī)械)斷裂速度小得多；
(4) 應(yīng)力腐蝕斷裂，常在無(wú)明顯預(yù)兆的情況下突然發(fā)生，故其危害性極大；
(5) 裂紋形態(tài)有晶間型、穿晶型和混合型3種；
(6) 斷口形貌，宏觀上屬于脆性斷裂，其微觀上可觀察到斷面上仍有塑性流變痕跡。
三、根據(jù)應(yīng)力加載的方法不同，應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法主要分為四類(lèi)：
(1) 恒變形法：給予試樣一定的變形，對(duì)其在試驗(yàn)環(huán)境中的開(kāi)裂敏感性進(jìn)行評(píng)定；
(2) 恒載荷法：即把單軸拉伸型的試樣沿軸向施加應(yīng)力,在腐蝕介質(zhì)中試驗(yàn),比較斷裂時(shí)間的長(zhǎng)短,或利用應(yīng)力與斷裂時(shí)間的關(guān)系曲線,來(lái)提出應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的臨界應(yīng)力σscc；
(3) 慢應(yīng)變速率法：是在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的慢應(yīng)變速率應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)上，使試樣在腐蝕介質(zhì)中以一定的應(yīng)變速度拉伸，直至斷裂。分析試樣的破斷情況和斷口特征等，以評(píng)定其應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性；
(4) 斷裂力學(xué)法：使用楔形張開(kāi)加載型試樣進(jìn)行研究，以預(yù)先制有裂紋的試樣給以各種K值，測(cè)定裂紋停止擴(kuò)展的臨界值KISCC。
其標(biāo)準(zhǔn)有：
GB/T 4157-2006《金屬抗硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂恒負(fù)荷拉伸試驗(yàn)方法》
GB/T 17898-1999《不銹鋼在沸騰氯化鎂溶液中應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法》
GB/T 10126-2002《鐵-鉻-鎳合金在高溫水中應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法》
四、可產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞的金屬材料－環(huán)境的組合主要有以下幾種：
(1) 對(duì)碳鋼和低合金鋼，介質(zhì)有堿液，硝酸鹽溶液，無(wú)水液氨，濕硫化氫，醋酸等；
(2) 對(duì)奧式體不銹鋼，介質(zhì)有氯離子，氯化物+蒸汽，硫化氫，堿液等；
(3) 對(duì)含鉬奧式體不銹鋼，介質(zhì)有堿液，氯化物水溶液，硫酸+硫酸銅的水溶液等；
(4) 對(duì)黃銅，介質(zhì)有氨氣及溶液，氯化鐵，濕二氧化硫等；
(5) 對(duì)鈦，介質(zhì)有含鹽酸的甲醇或乙醇，熔融氯化鈉等；
(6) 對(duì)鋁，介質(zhì)有濕硫化氫，含氫硫化氫，海水等。
五、應(yīng)力腐蝕破裂控制途徑：
(1) 降低應(yīng)力，消除殘余應(yīng)力；
(2) 選用耐應(yīng)力腐蝕材料；
(3) 采用陰極保護(hù)；
(4) 添加緩蝕劑或除去介質(zhì)中有害成分。
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