不銹鋼常壓容器應力腐蝕開裂分析獲獎科研報告摘

要：當前我國以焦化、石油行業逐漸成為工業中十分重要的內容。但應力腐蝕裂紋已經成為行業壓力容器中較為突出地問題。為了進一步減少壓力容器設備中由于腐蝕所引起地諸多不良現象，本文針對當前出現地問題結合行業發展狀況做出了深入的分析和研究，并對可能出現的問題事故展開了策略性的分析和建議，旨在不斷完善行業的發展能力和發展水平。

關鍵詞：不銹鋼;壓容器;腐蝕開裂;分析建議

1.產品在生存過程中出現裂紋情況的假設性分析

以常規壓力脫苯塔的條件下，對不銹鋼常壓容器應力腐蝕能力做出了假設。將其壓力設置為0。1MPa，并將操作環境的溫度設定為200℃，所采用的主體材質的厚度為10㎜，材質選用S31603.經過階段性的使用觀察后發現，在使用時間為3個月的時間點，不銹鋼常壓容器出現了輕微的泄漏情況。而采用奧氏體不銹鋼材質的常壓容器則不會在使用過程中出現開裂或是冷裂紋的現象。不僅如此，在熱焊接的過程中，奧氏體不銹鋼所制作的常壓容器的探傷結果也為良好以上[1]。因此，根據以上假設性研究結果，做出以下分析和論述。

1.1結晶間腐蝕裂紋分析

結晶間腐蝕常發生于晶粒邊界或是其他相接近的位置。由此推斷，若此裂紋可以定性為結晶間腐蝕，則敏華溫度以及貧鉻理論可以成為影響其成因的主要因素。而對兩種不銹鋼材質進行對比后發現，其中S31603材質的不銹鋼，在工作溫度上為接近150℃，而采用奧氏體不銹鋼的工作溫度則在560℃和700℃這一區間，由此可見，其工作溫度并未達到可以敏華的區間。因此，S31603可以定性未超低碳不銹鋼體，并可以在常壓容器中較好的防止貧鉻層的出現，降低結晶裂紋出現的可能性。

1.2接頭脆化分析

接頭脆化是不銹鋼常壓容器中出現腐蝕開裂的重要原因之一。因此，N元素作為接頭脆化開裂的重要內容，為了避免出現此現象，可以在塔器焊接的過程中，需要采用低氫或是低氮以及埋弧焊等相關焊接的方式，會最大限度地降低接頭脆化的現象出現。值得一提的是，盡管在此種不銹鋼中有一定Cr和Mo的含量，但不足以造成脆化的出現。

1.3應力腐蝕開裂分析

在實驗研究的過程中，采用奧體式不銹鋼進行焊接的常壓容器出現腐蝕以及裂紋的現象較為明顯，并會在焊接接頭處出現較為明顯和突出的失效問題。因此，為了進一步解決這一復雜現象，首先對應力腐蝕的金相特征進行了針對性的研究和分析，其結果表明，在裂紋出現和形成的過程中，裂紋往往從表面尖端開始出現不斷地分支，且裂紋會呈現樹枝狀態。而在后期裂紋端口中則會出現龜裂地情況，而通過現場對常壓容器地裂紋觀察中也發現，其裂紋會出現曲折蜿蜒地狀況，并在容器橫向或縱向的方向都會出現裂紋的現象，為了進一步得到觀察效果，在結果分析的過程中，通過顯微鏡的方式對其進行了更進一步的觀察，其發現裂紋開裂的可能性會更大[2]。

2.應力腐蝕裂紋的內容性拓展分析

應力腐蝕開裂現象的出現，一般是金屬在特定的環境溫度下，受到了相應壓力作用，會出現一定延遲開裂的現象，俗稱SCC，也叫做應力腐蝕裂紋。在特征上，應力腐蝕裂紋在外觀上常出現較為明顯且伴有不連續的龜裂形狀，而在進行熱焊接的過程中，則是以橫向裂紋的現象較多，并逐漸向縱向的方向上發展，并呈現樹枝根須的基本形狀。從諸多的研究和調查結果上可以發現，其裂口存在的深度和寬度常會達到幾十以上，并呈現細致且較長的二次裂紋。從不同的斷裂口所呈現的特征上分析可以看出，所有出現的斷裂口都未脆性斷裂，并在斷裂口的表面呈現出相應的氧化物以及腐蝕物等。幫夾雜著穿晶的現象。而造成應力腐蝕裂紋現象形成的原因也離不開環境和合金材質的成分。簡單來說，金屬材質在百分之百純金的狀態下不會產生應力腐蝕裂紋的現象，而一般使用的合金材質，只會存在微量的金屬成分，并在特殊操作環境的影響下會出現應力腐蝕開裂的現象。但可以確定地是，不同地應力腐蝕會與相應地材料做出一定地適應性匹配，具體匹配內容表格如下：

而在應力腐蝕裂紋條件形成地過程中，主要形成腐蝕開裂的原因主要有拉應力、合金以及介質等條件。而開裂的階段也主要經歷了三個過程：即孕育、擴散以及破裂這三個進階階段。在最初形成應力腐蝕開裂的過程中其所用材料的表面會出現相應的拉應力作用，并造成一定的變形，并會在材料的表面出現按相應的錯位和滑移，繼而在滑移接觸點的位置出現快速溶解的現象;擴散階段則是在腐蝕應拉力和腐蝕介質的共同影響和促進下，產生一定的橫向發展;最后則是破裂階段，在發展進程不斷加快的過程中出現最終裂紋的產生[3]。

通過上述內容分析可知，影響應力腐蝕裂紋的原因有諸多，不僅涉及介質的影響，還有水壓以及雨水的腐蝕，需要不斷對其研究和措施分析，通過合金和介質的匹配性，結構和接頭的匹配性，以及在材質進行組裝和焊接過程中的合理性，都需要進行嚴格的把控，采才可以從根本上避免應力腐蝕開裂現象的出現[4]。

3.結束語

綜上所述，在對不銹鋼常壓容器應力腐蝕開裂現象進行深