不銹鋼管應力腐蝕開(kāi)裂原因及危害有哪些

  不銹鋼管在海洋大氣腐蝕環(huán)境中，除發(fā)生均勻腐蝕外，還存在各種局部腐蝕，如電偶腐蝕、縫隙腐蝕、選擇性腐蝕以及應力腐蝕等。其中，不銹鋼管應力腐蝕是事先沒(méi)有明顯預兆而突然發(fā)生的脆性斷裂，是破壞性和危害性極大的一種腐蝕形式。下面將從概念、特征、影響因素、機理、研究方法以及控制方法等方面詳細介紹應力腐蝕。

 不銹鋼管應力腐蝕開(kāi)裂在應力和環(huán)境聯(lián)合作用下往往使金屬力學(xué)性能下降，比單個(gè)因素分別作用后再疊加起來(lái)要嚴重得多。腐蝕開(kāi)裂并不是一個(gè)新問(wèn)題。然而，人們有意識地注意和重視應力腐蝕只是始于工業(yè)突飛猛進(jìn)的19世紀下半葉。當時(shí)由于沖壓黃銅彈殼的廣泛使用，在儲存過(guò)程中發(fā)生了嚴重的應力腐蝕開(kāi)裂。1886年，人們發(fā)現含銀和銅的冷拉合金絲在FeCl₃溶液中具有應力腐蝕敏感性。19世紀末，出現了蒸汽機車(chē)鉚接鍋爐的堿脆問(wèn)題。20世紀20年代初，人們發(fā)現鋁合金在潮濕大氣中也發(fā)生了應力腐蝕。1930年，鎂合金軍用飛機在潮濕大氣中發(fā)生應力腐蝕。美國路易斯安那州輸氣管線(xiàn)和阿拉伯東部阿卜凱克油田管線(xiàn)，分別于1965年和1977年發(fā)生油氣泄露事件，在大火中喪生多人，造成了巨大的經(jīng)濟損失。事后經(jīng)過(guò)事故分析，都是由于輸油管道外側發(fā)生腐蝕開(kāi)裂引起的。我國的油氣管線(xiàn)也發(fā)生過(guò)類(lèi)似的事故，1968年威遠至成都的輸氣管線(xiàn)發(fā)生泄露爆炸，造成了巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的人員傷亡。

 不銹鋼管的應力腐蝕開(kāi)裂是一個(gè)很重要的實(shí)際問(wèn)題。應力腐蝕開(kāi)裂占不銹鋼管腐蝕破壞的20%以上，而海洋環(huán)境中含有大量氯離子,當不銹鋼材料應用于海洋這種苛刻的腐蝕環(huán)境中時(shí)，應力和氯離子聯(lián)合作用使不銹鋼材料的力學(xué)性能下降往往比單個(gè)因素分別作用后再疊加起來(lái)的效果要嚴重得多，因為海洋腐蝕環(huán)境和應力的協(xié)同作用可以相互促進(jìn)，加速材料的破壞。不銹鋼材料在酸性含氯離子環(huán)境中的應力腐蝕開(kāi)裂是科研工作者的重要研究方向。較常遇到的而又研究較多的是奧氏體不銹鋼的應力腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題。目前，在研究裂紋尖端化學(xué)和電化學(xué)狀態(tài)、應力強度與裂紋擴展速率的關(guān)系、氫在裂紋擴展中的地位、應力和應變速率的作用等方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展?？蒲泄ぷ髡邆兲岢隽硕喾N不同的機理來(lái)解釋應力腐蝕現象，但迄今尚無(wú)公認的統一機理。應力腐蝕是一個(gè)非常復雜的問(wèn)題，造成裂紋的原因和裂紋擴展過(guò)程在不同條件下也是不同的，所以很多時(shí)候不能只用一種理論來(lái)解釋。由于應力腐蝕是一個(gè)與腐蝕有關(guān)的過(guò)程，其機理必然與腐蝕過(guò)程中發(fā)生的陽(yáng)極反應和陰極反應有關(guān)，因此應力腐蝕機理主要可以分為兩大類(lèi)：陽(yáng)極溶解型機理和氫致開(kāi)裂型機理，以及在這兩類(lèi)機理基礎上發(fā)展起來(lái)的表面膜破裂理論、活性通道理論、應力吸附開(kāi)裂理論、腐蝕產(chǎn)物楔入理論、閉塞電池理論等。