摘(zhai)要：本文(wen)介紹了奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼反(fan)應(ying)釜(fu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的案列，討論(lun)了奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)條(tiao)件下時間(jian)(jian)、溫度、冷卻速度和焊(han)接(jie)等工藝條(tiao)件對應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的影響，通過運用(yong)無(wu)損檢(jian)測(ce)、金相檢(jian)查、、斷口SEM分析等方法對裂紋的性質和起因(yin)進(jin)行了分析，探討了應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)(kai)裂及晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的形(xing)成(cheng)機理，表明不(bu)銹(xiu)鋼反(fan)應(ying)釜(fu)的裂紋是由(you)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)(kai)裂及晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的形(xing)成(cheng)

一、反應釜檢驗情況

不(bu)銹鋼反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)，制(zhi)造日期(qi)2001.6，工作壓力：1.7MPa，工作溫度203℃，介質：NaOH,二乙醇胺；內徑(jing)1700mm，長(chang)3300mm，壁厚16.0mm；材質1Cr18Ni9Ti，對其進(jin)行全(quan)面檢(jian)驗，發(fa)現(xian)(xian)反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)下部筒(tong)體外(wai)側環焊(han)縫(feng)裂紋(wen)開(kai)裂及內側連(lian)接的(de)加強(qiang)板與筒(tong)節(jie)角焊(han)縫(feng)進(jin)行滲透檢(jian)測時發(fa)現(xian)(xian)了(le)多處表面裂紋(wen)。為了(le)查明反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)裂紋(wen)的(de)性質、特征(zheng)和產生原因，進(jin)行了(le)如下檢(jian)驗、試驗分析。

1.厚度測定

對反應釜環焊縫有裂紋區域，及筒體內介質攪拌層沖刷嚴重區域進行厚度測定，測定結果見表1。厚度測定結果顯示筒體內介質攪拌層沖刷嚴重區域有明顯減薄現象。筒體上厚度測定值（1#-5#為介質攪拌層沖刷嚴重區域測厚值，較薄處1#-12.4mm,6#-12#為非攪拌層沖刷焊縫有裂紋區域,較薄處10#-12.4mm,原設計為16.0mm,），經強度校核檢驗周期1年內厚度滿足要求，詳細計算強度校核本文不予討論。

裂紋(wen)(wen)部位電鏡照片(pian)對的(de)裂紋(wen)(wen)進行微觀形貌分析，斷(duan)面金(jin)相檢查時(shi)發現晶界或其毗鄰區(qu)域發生局部腐蝕，甚至晶粒脫落(luo)，腐蝕沿晶界推進較為均(jun)勻(yun)，沿晶界產生的(de)腐蝕即為晶間腐蝕。該縱焊縫(feng)與環焊縫(feng)交(jiao)界處在焊接(jie)過程由(you)于受某些因素(su)影響，焊后在焊縫(feng)中殘(can)留一些焊接(jie)冶金(jin)反應的(de)非金(jin)屬夾雜物。破(po)壞了(le)焊縫(feng)的(de)連續性，每(mei)條(tiao)細小(xiao)的(de)夾雜物都可看成(cheng)是(shi)一條(tiao)潛(qian)在的(de)小(xiao)裂紋(wen)(wen)。

在(zai)T形(xing)(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)因反(fan)(fan)應(ying)(ying)釜使(shi)用(yong)(yong)反(fan)(fan)應(ying)(ying)過程(cheng)中(zhong)(zhong)NaOH熱(re)(re)(re)循環作用(yong)(yong)，承受的(de)(de)(de)由(you)溫差形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)和(he)(he)結構(gou)拘束應(ying)(ying)力(li)(li)及(ji)(ji)焊(han)(han)接(jie)(jie)殘余應(ying)(ying)力(li)(li)，并(bing)且集中(zhong)(zhong)在(zai)焊(han)(han)縫中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)夾雜物(wu)(wu)(wu)以及(ji)(ji)內(nei)管(guan)壁環縫與(yu)縱(zong)縫連(lian)接(jie)(jie)處(chu)縱(zong)縫熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)的(de)(de)(de)小坑缺(que)陷周圍（這可(ke)能是鋼管(guan)表面(mian)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)一些缺(que)陷，如折(zhe)疊等），這些應(ying)(ying)力(li)(li)在(zai)夾雜物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)首末端作用(yong)(yong)更(geng)加明顯(xian)，由(you)夾雜物(wu)(wu)(wu)誘(you)發(fa)“水(shui)平”微(wei)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)擴展(zhan)，當一定壓力(li)(li)時，便在(zai)主應(ying)(ying)力(li)(li)方(fang)向(xiang)上發(fa)生剪切而將(jiang)許多不(bu)同(tong)(tong)深度的(de)(de)(de)“水(shui)平”微(wei)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)連(lian)貫起來，構(gou)成階梯狀(zhuang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)，主裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)有(you)主動的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)性，發(fa)源于焊(han)(han)縫和(he)(he)其(qi)熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)，擴展(zhan)方(fang)向(xiang)沿晶(jing)界(jie)(jie)和(he)(he)穿晶(jing)界(jie)(jie)的(de)(de)(de)，結合(he)金(jin)(jin)相(xiang)及(ji)(ji)斷(duan)口(kou)形(xing)(xing)貌電(dian)子掃描分析結果，可(ke)以得出該T形(xing)(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)屬(shu)層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)撕(si)裂(lie)(lie)(lie)(lie)，具有(you)冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)(de)性質，與(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)結構(gou)形(xing)(xing)式密切相(xiang)關。說明沿晶(jing)界(jie)(jie)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)為應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)，穿晶(jing)界(jie)(jie)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)由(you)于晶(jing)內(nei)強(qiang)度大于晶(jing)界(jie)(jie)強(qiang)度，同(tong)(tong)時由(you)于焊(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)原因造成穿晶(jing)，此時亞晶(jing)界(jie)(jie)、晶(jing)界(jie)(jie)、硬質點(dian)或其(qi)他組織(zhi)和(he)(he)性能的(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)時，也會改(gai)變(bian)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)擴展(zhan)方(fang)向(xiang)。裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)處(chu)及(ji)(ji)附(fu)近的(de)(de)(de)晶(jing)粒度有(you)顯(xian)著粗(cu)大、有(you)變(bian)形(xing)(xing)、不(bu)均勻(yun)、裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)與(yu)晶(jing)粒變(bian)形(xing)(xing)方(fang)向(xiang)垂直，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)處(chu)及(ji)(ji)附(fu)近有(you)存(cun)在(zai)暗褐色碳(tan)化物(wu)(wu)(wu)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)兩側有(you)氧化產物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)脫碳(tan)現象，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)處(chu)及(ji)(ji)附(fu)近表面(mian)有(you)加工(gong)硬化和(he)(he)回火層(ceng)(ceng)(ceng)。裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)延(yan)伸發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)宏觀(guan)形(xing)(xing)貌呈(cheng)階梯狀(zhuang)撕(si)裂(lie)(lie)(lie)(lie)特征，并(bing)且在(zai)主斷(duan)口(kou)下存(cun)在(zai)延(yan)伸裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)、二次裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)，而在(zai)延(yan)伸到母(mu)(mu)材基體(ti)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)端則呈(cheng)沿晶(jing)、穿晶(jing)形(xing)(xing)態。這是層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)撕(si)裂(lie)(lie)(lie)(lie)在(zai)熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)或近熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)的(de)(de)(de)母(mu)(mu)材內(nei)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)出現穿晶(jing)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)特征表現。在(zai)焊(han)(han)縫內(nei)還可(ke)見一些長(chang)條狀(zhuang)塑性非金(jin)(jin)屬(shu)夾雜物(wu)(wu)(wu)。

二、反(fan)應(ying)釜焊縫(feng)裂紋(wen)形(xing)成(cheng)晶間腐(fu)蝕和應(ying)力腐(fu)蝕機理的討論

晶問(wen)腐蝕(IGC)由于焊接產生(sheng)的(de)熱(re)量使焊縫處于敏化(hua)溫(wen)度(du)區,表面結(jie)(jie)構不均勻，在(zai)晶界(jie)上容易析出Cr的(de)碳化(hua)物(wu)及鐵素體(ti)、形成高(gao)度(du)局部腐蝕,發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)晶界(jie)及其附近處，晶粒分離發(fa)(fa)生(sheng)合金裂變，造成晶粒脫落，沿著材料的(de)晶粒的(de)邊界(jie)受(shou)到晶問(wen)腐蝕。在(zai)金屬材料晶界(jie)部位的(de)腐蝕。腐蝕沿晶間(jian)進行，使晶粒之間(jian)的(de)結(jie)(jie)合力大大削弱，機(ji)械強度(du)急劇(ju)降低。腐蝕的(de)機(ji)理還有“晶界(jie)吸附理論”、“亞穩沉淀相理論”等(deng)．

應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(SCC)是(shi)指金(jin)屬(shu)在某(mou)種特(te)定環境與(yu)相應(ying)水平應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)共同作用寸,在靜拉伸應(ying)力(li)(li)與(yu)腐(fu)蝕介(jie)質作用下(xia)發(fa)生的(de)(de)(de)(de)破(po)壞現象。在靜拉伸應(ying)力(li)(li)與(yu)腐(fu)蝕介(jie)質作用下(xia)發(fa)生的(de)(de)(de)(de)破(po)壞現象。主(zhu)要是(shi)晶間，脆斷(duan)。也有穿晶。腐(fu)蝕介(jie)質氫氧化(hua)物在由于加工、焊接、安裝不當引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)相應(ying)水平應(ying)力(li)(li)會引(yin)起(qi)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕。本案中(zhong)苛(ke)性(xing)(xing)堿(jian)(jian)NaOH中(zhong)發(fa)生應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)與(yu)堿(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)濃度(du)、溫度(du)、構件的(de)(de)(de)(de)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)等有關。在溫度(du)達180℃的(de)(de)(de)(de)強堿(jian)(jian)性(xing)(xing)溶液中(zhong)，不銹鋼遭(zao)受堿(jian)(jian)裂的(de)(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)是(shi)必然的(de)(de)(de)(de)；材(cai)料中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)越(yue)大(da)，堿(jian)(jian)裂的(de)(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)越(yue)大(da)。由此可以認為該(gai)反應(ying)釜裂紋(wen)為典型NaOH應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂紋(wen)機(ji)理。