應力腐蝕斷裂是金屬暴露于拉應力這種特殊環境時發生的腐蝕現象。不銹鋼的應力腐蝕斷裂包括在晶體內發生的穿晶裂紋和沿著晶體晶界發生的晶界裂紋，后者是以晶界的敏化為前提的，因此從材料的角度考慮防止晶界裂紋的措施與防止晶間腐(fu)蝕的一樣，可通過低碳或添加Ti、Nb等碳化物形成元素解決。到1970年前后這一問題大致得到了解決，與此同時該類斷裂事故也幾乎消失殆盡了。但是對于前者-穿晶裂紋，尤其從經濟的角度來防止奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼出現該類事故是非常困難的，目前仍處于研究摸索階段。

  不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂事故(gu)在(zai)20世(shi)紀(ji)30年(nian)代(dai)就已(yi)經在(zai)國外有所發現。在(zai)日本(ben)，1955年(nian)以后全面腐蝕(shi)和(he)晶間腐蝕(shi)事故(gu)相對(dui)減少，但(dan)隨(sui)著石油(you)化學工業(ye)等(deng)的(de)(de)(de)發展(zhan)，由應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)引(yin)起的(de)(de)(de)斷(duan)裂事故(gu)不(bu)斷(duan)增多。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)廠商對(dui)1958年(nian)到1967年(nian)十年(nian)間發生的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)腐蝕(shi)事例進行了調(diao)查(cha)，圖7.1 示出了不(bu)同腐蝕(shi)形態事故(gu)發生件(jian)數統計。發現從(cong)20世(shi)紀(ji)60年(nian)代(dai)后半期開(kai)(kai)始，應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂的(de)(de)(de)比率升(sheng)為(wei)最高，1967年(nian)達到40%。另外根據(ju)其他調(diao)查(cha)數據(ju)的(de)(de)(de)研究結(jie)果得知，從(cong)1965年(nian)開(kai)(kai)始的(de)(de)(de)5年(nian)時間內，在(zai)所調(diao)查(cha)的(de)(de)(de)186起奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)濕腐蝕(shi)事故(gu)中(zhong)，應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂占到61%。

  根(gen)據腐(fu)(fu)蝕環(huan)境(jing)進行(xing)分類(lei)，可(ke)得出如(ru)果(guo)表7.1所示的(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。如(ru)果(guo)將裝置的(de)(de)(de)(de)過(guo)程中(zhong)介質(zhi)以(yi)及加熱冷卻介質(zhi)、保溫劑等與(yu)過(guo)程相反側的(de)(de)(de)(de)介質(zhi)分開(kai)，后者占(zhan)了(le)半(ban)(ban)數(shu)以(yi)上，單純與(yu)水相關(guan)的(de)(de)(de)(de)事(shi)(shi)故(gu)比較(jiao)多。還有，以(yi)殘留(liu)應力為應力源的(de)(de)(de)(de)比較(jiao)多，占(zhan)80%左(zuo)右。此外，若將應力腐(fu)(fu)蝕斷(duan)裂(lie)按(an)照形態進行(xing)劃分，可(ke)以(yi)看出近半(ban)(ban)數(shu)的(de)(de)(de)(de)穿晶裂(lie)紋是與(yu)點腐(fu)(fu)蝕相關(guan)的(de)(de)(de)(de)。通(tong)過(guo)對日本石油(you)化(hua)學工業快速發展的(de)(de)(de)(de)1955-1975年的(de)(de)(de)(de)20年間石油(you)化(hua)工廠的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕損傷事(shi)(shi)故(gu)的(de)(de)(de)(de)調(diao)查得知，在所調(diao)查的(de)(de)(de)(de)306事(shi)(shi)故(gu)當中(zhong)，42%是由(you)應力腐(fu)(fu)蝕斷(duan)裂(lie)引起的(de)(de)(de)(de)，這其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)60%又發生于奧氏體系(xi)不(bu)銹鋼。

  包含氯化(hua)物(wu)環境(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)對于各(ge)個(ge)化(hua)工(gong)廠(chang)而言都是一(yi)(yi)個(ge)問題(ti)。氯離(li)(li)子(zi)來自于原料(liao)或者冷卻(que)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)純(chun)物(wu)，其中(zhong)由(you)后(hou)者引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)是各(ge)個(ge)化(hua)工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同(tong)問題(ti)，為(wei)此通過(guo)事故分析可以(yi)(yi)(yi)明(ming)確(que)問題(ti)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)條件(jian)(jian)(jian)。圖7.2是西野等(deng)在(zai)1970年發(fa)(fa)表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該圖針對實際裝(zhuang)置中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)不(bu)銹鋼(gang)熱(re)交換器(qi)以(yi)(yi)(yi)及(ji)冷卻(que)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)情(qing)況(kuang)，表(biao)(biao)示(shi)出了相關(guan)過(guo)程中(zhong)流體(ti)介質(zhi)溫度(du)與冷卻(que)水(shui)(shui)中(zhong)氯離(li)(li)子(zi)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)曲(qu)線(xian)，該曲(qu)線(xian)表(biao)(biao)示(shi)非(fei)焊(han)接部分發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)限(xian)。但是，焊(han)接部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯離(li)(li)子(zi)濃(nong)度(du)在(zai)低于這個(ge)界限(xian)曲(qu)線(xian)時(shi)也(ye)有可能(neng)發(fa)(fa)生(sheng)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)。不(bu)過(guo)從沒(mei)有出現過(guo)50℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)事故，因此一(yi)(yi)般認為(wei)低于50℃就不(bu)會發(fa)(fa)生(sheng)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)。之(zhi)后(hou)，在(zai)日本化(hua)學工(gong)學協會、腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)預防協會以(yi)(yi)(yi)及(ji)不(bu)銹鋼(gang)協會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同(tong)分科會上，針對當(dang)(dang)時(shi)許多(duo)化(hua)工(gong)廠(chang)用(yong)(yong)來進行水(shui)(shui)冷卻(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺多(duo)管(guan)(guan)式熱(re)交換器(qi)，從不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)條件(jian)(jian)(jian)來分析應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)情(qing)況(kuang)，并(bing)于1979年發(fa)(fa)表(biao)(biao)了分析結果。圖7.3 表(biao)(biao)示(shi)出了繩(sheng)索的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)高(gao)溫度(du)或推(tui)測管(guan)(guan)壁(bi)溫度(du)與冷水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯離(li)(li)子(zi)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，并(bing)表(biao)(biao)明(ming)了不(bu)同(tong)材(cai)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)(fa)生(sheng)界限(xian)。可以(yi)(yi)(yi)看(kan)出，發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩(sheng)索最(zui)高(gao)溫度(du)下(xia)限(xian)為(wei)：304系(xi)鋼(gang)約(yue)80℃;316系(xi)鋼(gang)還要(yao)高(gao)，約(yue)達110℃.此外由(you)于數據(ju)比較少，沒(mei)有出現鐵素(su)體(ti)系(xi)、雙相系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)實例。不(bu)過(guo)如果不(bu)采(cai)用(yong)(yong)最(zui)高(gao)使用(yong)(yong)溫度(du)而采(cai)用(yong)(yong)推(tui)測管(guan)(guan)壁(bi)溫度(du)，界限(xian)溫度(du)就要(yao)比50℃低得多(duo)，304系(xi)鋼(gang)和316系(xi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別也(ye)就消(xiao)失了。另一(yi)(yi)方面(mian)，從熱(re)交換器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)安置方式（縱向(xiang)或是橫(heng)向(xiang)）以(yi)(yi)(yi)及(ji)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)流通方式（管(guan)(guan)內或是管(guan)(guan)外）來考慮斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)(jian)(jian)，可以(yi)(yi)(yi)得出：若熱(re)交換器(qi)管(guan)(guan)內通涼水(shui)(shui)并(bing)橫(heng)向(xiang)安置時(shi)，無斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)(jian)(jian)范圍擴大(da)、氣相等(deng)氯離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無濃(nong)縮(suo)條件(jian)(jian)(jian)良好(hao)等(deng)。之(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調查(cha)結果進一(yi)(yi)步表(biao)(biao)明(ming)：在(zai)304系(xi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)當(dang)(dang)中(zhong)，晶界斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)比較多(duo)。