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(shi)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)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)事故在20世紀(ji)30年代就(jiu)已經在國(guo)外有所(suo)發(fa)現。在日本，1955年以(yi)后全面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和(he)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事故相對減(jian)少，但隨著(zhu)石油化學工業等的(de)發(fa)展，由應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引起的(de)斷(duan)裂(lie)事故不(bu)(bu)斷(duan)增多。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)廠(chang)商對1958年到1967年十年間(jian)發(fa)生的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事例進(jin)行了(le)調(diao)查，圖7.1 示出了(le)不(bu)(bu)同腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形態事故發(fa)生件數(shu)統計(ji)。發(fa)現從20世紀(ji)60年代后半期(qi)開(kai)始，應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)的(de)比率(lv)升為最高，1967年達到40%。另外根(gen)據(ju)(ju)其他調(diao)查數(shu)據(ju)(ju)的(de)研究結果得知，從1965年開(kai)始的(de)5年時間(jian)內，在所(suo)調(diao)查的(de)186起奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)濕(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)事故中，應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)占到61%。

  根據(ju)腐蝕(shi)環境進(jin)行(xing)分(fen)類，可(ke)得出如果表7.1所示的(de)結果。如果將裝(zhuang)置的(de)過(guo)程中介質以(yi)及(ji)加(jia)熱(re)冷(leng)卻介質、保(bao)溫(wen)劑(ji)等與過(guo)程相(xiang)反側的(de)介質分(fen)開，后者占了(le)半(ban)數以(yi)上，單純(chun)與水相(xiang)關的(de)事(shi)故比較多(duo)。還有，以(yi)殘留應力為應力源(yuan)的(de)比較多(duo)，占80%左右。此外，若將應力腐蝕(shi)斷裂按(an)照形態進(jin)行(xing)劃分(fen)，可(ke)以(yi)看出近(jin)半(ban)數的(de)穿晶(jing)裂紋(wen)是(shi)與點腐蝕(shi)相(xiang)關的(de)。通過(guo)對日本石油(you)化學工業快速(su)發展的(de)1955-1975年(nian)(nian)的(de)20年(nian)(nian)間石油(you)化工廠的(de)腐蝕(shi)損傷事(shi)故的(de)調(diao)查(cha)得知，在所調(diao)查(cha)的(de)306事(shi)故當中，42%是(shi)由應力腐蝕(shi)斷裂引起的(de)，這(zhe)其中的(de)60%又發生(sheng)于奧氏體系不銹鋼。

  包含氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)物環(huan)境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)對(dui)于(yu)各個(ge)(ge)化(hua)(hua)(hua)(hua)工廠(chang)而言都是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)問(wen)題(ti)(ti)(ti)。氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)來(lai)(lai)自于(yu)原料或(huo)者(zhe)冷(leng)(leng)卻水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)純物，其中(zhong)由(you)后(hou)者(zhe)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)是(shi)(shi)(shi)(shi)各個(ge)(ge)化(hua)(hua)(hua)(hua)工廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同(tong)問(wen)題(ti)(ti)(ti)，為此通過(guo)事故分(fen)(fen)析(xi)可以(yi)明(ming)確問(wen)題(ti)(ti)(ti)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)。圖7.2是(shi)(shi)(shi)(shi)西野等(deng)在(zai)1970年發(fa)表的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，該圖針對(dui)實際裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18Cr-8Ni系(xi)(xi)(xi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)熱交(jiao)換(huan)器以(yi)及(ji)冷(leng)(leng)卻管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)情況，表示出(chu)(chu)了(le)相關(guan)過(guo)程中(zhong)流(liu)體(ti)介質溫(wen)(wen)度與(yu)冷(leng)(leng)卻水(shui)中(zhong)氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)(xi)(xi)曲(qu)線(xian)，該曲(qu)線(xian)表示非焊接部分(fen)(fen)發(fa)生(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下限。但是(shi)(shi)(shi)(shi)，焊接部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)濃度在(zai)低于(yu)這(zhe)個(ge)(ge)界(jie)(jie)限曲(qu)線(xian)時(shi)也有可能發(fa)生(sheng)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)。不(bu)(bu)(bu)過(guo)從(cong)沒有出(chu)(chu)現(xian)(xian)過(guo)50℃以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)事故，因此一(yi)般認為低于(yu)50℃就不(bu)(bu)(bu)會發(fa)生(sheng)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)。之(zhi)后(hou)，在(zai)日本化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)工學(xue)協會、腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)預防協會以(yi)及(ji)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)協會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同(tong)分(fen)(fen)科會上(shang)，針對(dui)當時(shi)許多(duo)化(hua)(hua)(hua)(hua)工廠(chang)用(yong)來(lai)(lai)進行水(shui)冷(leng)(leng)卻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)755臺(tai)多(duo)管(guan)式(shi)(shi)熱交(jiao)換(huan)器，從(cong)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)來(lai)(lai)分(fen)(fen)析(xi)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)生(sheng)情況，并(bing)于(yu)1979年發(fa)表了(le)分(fen)(fen)析(xi)結果。圖7.3 表示出(chu)(chu)了(le)繩索的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最高(gao)(gao)溫(wen)(wen)度或(huo)推測管(guan)壁(bi)溫(wen)(wen)度與(yu)冷(leng)(leng)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)(xi)(xi)，并(bing)表明(ming)了(le)不(bu)(bu)(bu)同(tong)材質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)生(sheng)界(jie)(jie)限。可以(yi)看出(chu)(chu)，發(fa)生(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繩索最高(gao)(gao)溫(wen)(wen)度下限為：304系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)(gang)約(yue)80℃;316系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)(gang)還(huan)要高(gao)(gao)，約(yue)達110℃.此外由(you)于(yu)數據比(bi)較少(shao)，沒有出(chu)(chu)現(xian)(xian)鐵素體(ti)系(xi)(xi)(xi)、雙相系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)實例(li)。不(bu)(bu)(bu)過(guo)如果不(bu)(bu)(bu)采(cai)用(yong)最高(gao)(gao)使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度而采(cai)用(yong)推測管(guan)壁(bi)溫(wen)(wen)度，界(jie)(jie)限溫(wen)(wen)度就要比(bi)50℃低得(de)多(duo)，304系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)(gang)和316系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別(bie)也就消(xiao)失了(le)。另一(yi)方(fang)面，從(cong)熱交(jiao)換(huan)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同(tong)安置(zhi)方(fang)式(shi)(shi)（縱向(xiang)或(huo)是(shi)(shi)(shi)(shi)橫向(xiang)）以(yi)及(ji)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同(tong)流(liu)通方(fang)式(shi)(shi)（管(guan)內(nei)或(huo)是(shi)(shi)(shi)(shi)管(guan)外）來(lai)(lai)考慮斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)，可以(yi)得(de)出(chu)(chu)：若熱交(jiao)換(huan)器管(guan)內(nei)通涼水(shui)并(bing)橫向(xiang)安置(zhi)時(shi)，無斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)范圍擴大、氣相等(deng)氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無濃縮條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)良(liang)好等(deng)。之(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調查結果進一(yi)步表明(ming)：在(zai)304系(xi)(xi)(xi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)當中(zhong)，晶界(jie)(jie)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)比(bi)較多(duo)。