不銹鋼管應力腐蝕開裂原因及危害有哪些

  不銹鋼管在海洋大氣腐蝕環境中，除發生均勻腐蝕外，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有明顯預兆而突然發生的脆性斷裂，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裂在應力和環境聯合作用下往往使金屬力學性能下降，比單個因素分別作用后再疊加起來要嚴重得多。腐蝕開裂并不是一個新問題。然而，人們有意識地注意和重視應力腐蝕只是始于工業突飛猛進的19世紀下半葉。當時由于沖壓黃銅彈殼的廣泛使用，在儲存過程中發生了嚴重的應力腐蝕開裂。1886年，人們發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，出現了蒸汽機車鉚接鍋爐的堿脆問題。20世紀20年代初，人們發現鋁合金在潮濕大氣中也發生了應力腐蝕。1930年，鎂合金軍用飛機在潮濕大氣中發生應力腐蝕。美國路易斯安那州輸氣管線和阿拉伯東部阿卜凱克油田管線，分別于1965年和1977年發生油氣泄露事件，在大火中喪生多人，造成了巨大的經濟損失。事后經過事故分析，都是由于輸油管道外側發生腐蝕開裂引起的。我國的油氣管線也發生過類似的事故，1968年威遠至成都的輸氣管線發生泄露爆炸，造成了巨大的經濟損失和嚴重的人員傷亡。

 不銹鋼管的應力腐蝕開裂是一個很重要的實際問題。應力腐蝕開裂占不銹鋼管腐蝕破壞的20%以上，而海洋環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境中時，應力和氯離子聯合作用使不銹鋼材料的力學性能下降往往比單個因素分別作用后再疊加起來的效果要嚴重得多，因為海洋腐蝕環境和應力的協同作用可以相互促進，加速材料的破壞。不銹鋼材料在酸性含氯離子環境中的應力腐蝕開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裂問題。目前，在研究裂紋尖端化學和電化學狀態、應力強度與裂紋擴展速率的關系、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取得了很大的進展?？蒲泄ぷ髡邆兲岢隽硕喾N不同的機理來解釋應力腐蝕現象，但迄今尚無公認的統一機理。應力腐蝕是一個非常復雜的問題，造成裂紋的原因和裂紋擴展過程在不同條件下也是不同的，所以很多時候不能只用一種理論來解釋。由于應力腐蝕是一個與腐蝕有關的過程，其機理必然與腐蝕過程中發生的陽極反應和陰極反應有關，因此應力腐蝕機理主要可以分為兩大類：陽極溶解型機理和氫致開裂型機理，以及在這兩類機理基礎上發展起來的表面膜破裂理論、活性通道理論、應力吸附開裂理論、腐蝕產物楔入理論、閉塞電池理論等。