摘要：本文介紹了奧氏體(ti)不銹鋼反(fan)應釜(fu)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)和晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)案(an)列，討論了奧氏體(ti)不銹鋼焊(han)接條件下時間、溫度、冷卻速(su)度和焊(han)接等工(gong)藝條件對(dui)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)和晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)影響，通過運用無損檢測、金相檢查、、斷(duan)口SEM分析等方法對(dui)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)性質和起因進(jin)行了分析，探討了應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)及晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)形(xing)成機理，表明不銹鋼反(fan)應釜(fu)的(de)(de)裂(lie)紋(wen)是由應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)及晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)形(xing)成

一、反應釜檢驗情況

不(bu)銹(xiu)鋼反(fan)應釜(fu)，制造日期2001.6，工作(zuo)壓力(li)：1.7MPa，工作(zuo)溫度203℃，介質：NaOH,二乙醇胺(an)；內徑1700mm，長3300mm，壁厚16.0mm；材質1Cr18Ni9Ti，對其進行全面(mian)(mian)檢(jian)驗，發現反(fan)應釜(fu)下(xia)部(bu)筒體外(wai)側(ce)環焊(han)縫裂紋(wen)開裂及內側(ce)連接的加強板(ban)與筒節(jie)角焊(han)縫進行滲透檢(jian)測時發現了多處表面(mian)(mian)裂紋(wen)。為(wei)了查明反(fan)應釜(fu)裂紋(wen)的性質、特(te)征和產(chan)生原因，進行了如下(xia)檢(jian)驗、試(shi)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)部位電鏡照(zhao)片對(dui)的(de)裂紋(wen)進行微觀形貌分(fen)析，斷(duan)面金相檢(jian)查(cha)時發現晶(jing)界(jie)或其毗(pi)鄰區域發生(sheng)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)，甚至晶(jing)粒(li)脫落，腐(fu)(fu)蝕(shi)沿(yan)晶(jing)界(jie)推進較為均勻(yun)，沿(yan)晶(jing)界(jie)產生(sheng)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)即為晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。該縱焊(han)縫與環焊(han)縫交界(jie)處在焊(han)接過程由于受(shou)某些(xie)因(yin)素影響，焊(han)后在焊(han)縫中殘留一些(xie)焊(han)接冶金反應(ying)的(de)非金屬(shu)夾(jia)(jia)雜物。破壞了焊(han)縫的(de)連續性，每條細小的(de)夾(jia)(jia)雜物都可(ke)看成(cheng)是一條潛在的(de)小裂紋(wen)。

在T形(xing)(xing)焊(han)接接頭因反應(ying)(ying)釜(fu)使用反應(ying)(ying)過程(cheng)中(zhong)NaOH熱(re)循環作用，承受(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)由溫(wen)差形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)應(ying)(ying)力和(he)結構拘束應(ying)(ying)力及(ji)焊(han)接殘(can)余應(ying)(ying)力，并(bing)且集(ji)中(zhong)在焊(han)縫(feng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾雜物以及(ji)內管壁環縫(feng)與(yu)縱縫(feng)連接處縱縫(feng)熱(re)影(ying)響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小坑缺(que)陷周圍（這可(ke)能是鋼管表面存(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)些缺(que)陷，如折(zhe)疊等），這些應(ying)(ying)力在夾雜物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)首末端(duan)作用更加明顯，由夾雜物誘發(fa)“水(shui)平(ping)”微(wei)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)，當一(yi)定壓力時，便在主應(ying)(ying)力方向(xiang)上發(fa)生剪切而(er)(er)將許(xu)多(duo)不同(tong)深度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“水(shui)平(ping)”微(wei)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)連貫起來，構成(cheng)階梯(ti)狀裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)，主裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)有(you)主動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向(xiang)性，發(fa)源于(yu)焊(han)縫(feng)和(he)其熱(re)影(ying)響(xiang)區，擴展(zhan)方向(xiang)沿(yan)晶(jing)(jing)界(jie)和(he)穿(chuan)(chuan)晶(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，結合金(jin)相及(ji)斷口形(xing)(xing)貌電子掃描分析結果，可(ke)以得(de)出該(gai)T形(xing)(xing)焊(han)接裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)屬(shu)層狀撕裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)，具有(you)冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質(zhi)，與(yu)焊(han)接結構形(xing)(xing)式(shi)密切相關。說明沿(yan)晶(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)為應(ying)(ying)力腐蝕裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)，穿(chuan)(chuan)晶(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)由于(yu)晶(jing)(jing)內強(qiang)度(du)(du)大(da)于(yu)晶(jing)(jing)界(jie)強(qiang)度(du)(du)，同(tong)時由于(yu)焊(han)接熱(re)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)原因造成(cheng)穿(chuan)(chuan)晶(jing)(jing)，此時亞晶(jing)(jing)界(jie)、晶(jing)(jing)界(jie)、硬質(zhi)點或其他(ta)組織(zhi)和(he)性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不均勻時，也會改變裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)方向(xiang)。裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)處及(ji)附近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒度(du)(du)有(you)顯著粗大(da)、有(you)變形(xing)(xing)、不均勻、裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)與(yu)晶(jing)(jing)粒變形(xing)(xing)方向(xiang)垂(chui)直，裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)處及(ji)附近有(you)存(cun)在暗褐(he)色碳化物，裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)兩側有(you)氧化產物和(he)脫碳現象，裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)處及(ji)附近表面有(you)加工(gong)硬化和(he)回火層。裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)延(yan)伸發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)宏觀形(xing)(xing)貌呈階梯(ti)狀撕裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)特征，并(bing)且在主斷口下存(cun)在延(yan)伸裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)、二次(ci)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)，而(er)(er)在延(yan)伸到母材(cai)基(ji)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端(duan)則呈沿(yan)晶(jing)(jing)、穿(chuan)(chuan)晶(jing)(jing)形(xing)(xing)態。這是層狀撕裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)在熱(re)影(ying)響(xiang)區或近熱(re)影(ying)響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)母材(cai)內裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)出現穿(chuan)(chuan)晶(jing)(jing)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征表現。在焊(han)縫(feng)內還可(ke)見一(yi)些長條(tiao)狀塑性非金(jin)屬(shu)夾雜物。

二、反(fan)應釜焊(han)縫(feng)裂(lie)紋形成晶間腐蝕(shi)和應力(li)腐蝕(shi)機理(li)的討論

晶(jing)問(wen)腐蝕(shi)(shi)(IGC)由于焊接產(chan)生(sheng)的(de)熱量使焊縫處(chu)于敏化溫度(du)區,表(biao)面(mian)結構不均勻，在(zai)(zai)晶(jing)界上容易(yi)析出Cr的(de)碳化物及(ji)(ji)鐵素體、形成(cheng)高度(du)局部(bu)腐蝕(shi)(shi),發生(sheng)在(zai)(zai)晶(jing)界及(ji)(ji)其附近處(chu)，晶(jing)粒分離發生(sheng)合(he)金(jin)裂變，造成(cheng)晶(jing)粒脫落，沿(yan)著(zhu)材(cai)(cai)料的(de)晶(jing)粒的(de)邊界受到晶(jing)問(wen)腐蝕(shi)(shi)。在(zai)(zai)金(jin)屬材(cai)(cai)料晶(jing)界部(bu)位的(de)腐蝕(shi)(shi)。腐蝕(shi)(shi)沿(yan)晶(jing)間進行，使晶(jing)粒之間的(de)結合(he)力大(da)大(da)削弱，機械強度(du)急劇(ju)降低(di)。腐蝕(shi)(shi)的(de)機理還有(you)“晶(jing)界吸(xi)附理論(lun)”、“亞(ya)穩(wen)沉淀(dian)相理論(lun)”等．

應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(SCC)是(shi)指金屬在(zai)某(mou)種(zhong)特(te)定環境與相應(ying)(ying)(ying)水(shui)平(ping)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)共同作(zuo)用寸,在(zai)靜(jing)拉伸應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)與腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質作(zuo)用下(xia)發(fa)生的(de)破(po)(po)壞(huai)現(xian)象。在(zai)靜(jing)拉伸應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)與腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質作(zuo)用下(xia)發(fa)生的(de)破(po)(po)壞(huai)現(xian)象。主要是(shi)晶間，脆斷。也有(you)穿晶。腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質氫氧化物在(zai)由于加工、焊(han)接、安裝不當引起的(de)相應(ying)(ying)(ying)水(shui)平(ping)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)會引起應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。本(ben)案中(zhong)苛(ke)性(xing)堿(jian)(jian)NaOH中(zhong)發(fa)生應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)與堿(jian)(jian)的(de)濃度、溫(wen)度、構(gou)件的(de)殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)等有(you)關。在(zai)溫(wen)度達180℃的(de)強堿(jian)(jian)性(xing)溶液中(zhong)，不銹(xiu)鋼遭受堿(jian)(jian)裂(lie)的(de)危險性(xing)是(shi)必然的(de)；材料中(zhong)的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)越大(da)，堿(jian)(jian)裂(lie)的(de)危險性(xing)越大(da)。由此可以認為該反應(ying)(ying)(ying)釜裂(lie)紋(wen)為典型NaOH應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)機(ji)理。