應力腐蝕斷裂屬于低應力脆性斷裂,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。人們對應力腐蝕的認識最早起源于20世紀初黃銅彈殼在氨中的開裂,一直到1940年,應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),設備發(fā)生應力腐蝕斷裂的頻率較高。人們對應力腐蝕的研究從未間斷,但是,因應力腐蝕引起的事故仍然時有報道。奧氏體不銹鋼的應力腐蝕斷裂既是材料領域的重大理論研究課題,又是實際工程領域迫切需要解決的問題。
1. 嚴控有害離子濃度
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,將介質脫硫處理,最大限度降低介質中的Cl和硫化物濃度;降低介質的pH值。在日常生產(chǎn)中,嚴格按照企業(yè)要求對設備內(nèi)的介質進行檢測、分析等工作,防止有害離子濃度超標。設備在停運階段,做好清理、檢修工作。試驗后,防止設備內(nèi)壁、死角等位置的殘余介質和水因水蒸發(fā)使局部位置離子濃度升高,造成設備腐蝕。
2. 減少應力集中
首先,結構設計要合理,避免局部應力過大。其次,焊接部位是設備的薄弱環(huán)節(jié),已存在焊接殘余應力,并且在焊接過程中易產(chǎn)生金相組織變化,大大增加了應力腐蝕敏感性。焊接不同厚度的不銹鋼時,因為自由變形不協(xié)調,焊縫處易產(chǎn)生局部應力,可先用機械法減薄厚板,再制備坡口。對于異種鋼焊接,由于兩種鋼的熱導率、伸長率不同,故產(chǎn)生的熱應力會造成焊縫處應力腐蝕開裂。例如,核電設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,要保證焊縫融合區(qū)化學成分穩(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力。
3. 避免干濕交替情況
廢熱鍋爐暫停使用時,要排凈內(nèi)部溶液,使設備處在干燥狀態(tài),避免出現(xiàn)干濕交替情況。