【正文】 ，局部富集和蒸汽吹掃可降低此極限，有些裝置曾采用低至 %的較低極限值 。 ? 損傷外觀或形貌 １） 裂紋在管道和設備的內徑上萌生，主要在焊縫熱影響區(qū)，但也曾發(fā)現于焊縫金屬和熱影響區(qū)附近的高應力區(qū)。 ２） 開裂一般與焊縫平行，在焊縫金屬處，裂紋與焊縫橫向或縱向相接。 ３）在管嘴，裂紋在基體金屬呈放射狀，例如，從孔散開。在插入管嘴，裂紋通常平行于焊縫。 ４）裂紋在表面上的外觀與濕硫化氫開裂引起的裂紋相似。 ５）一般為晶間開裂，充滿氧化物，并帶有若干分叉。 胺應力腐蝕開裂 胺應力腐蝕開裂 ? 預防與減緩 １）按照 API RP 945對管道和設備中的所有碳鋼焊縫進行焊后熱處理或修理。 ２）使用全不銹鋼或復合不銹鋼、合金 400或其它抗腐蝕性合金。 ３）在焊接、熱處理或蒸汽吹掃之前水洗未經焊后熱處理的碳鋼管道和設備。 ? 檢驗和監(jiān)控 １）用濕熒光磁粉或交流漏磁檢測技術進行裂紋檢測。 ２）若裂紋具有極少量分叉，裂紋深度可用包括外部超聲橫波檢測在內的合適超聲檢測方法測量。 ３）聲發(fā)射檢測。 胺應力腐蝕開裂 未經焊后熱處理管道的焊縫 上圖裂紋尖 端的較高放 大倍率視圖 38℃ 下運行的 MEA吸收塔 管段焊縫應力腐蝕裂紋 上圖裂紋開裂 的晶間特性 對應力腐蝕環(huán)境中使用的化工設備設計、制造、檢驗的幾項要求 NaOH 溶液 不進行焊后或冷成型后消除應力熱處理的碳鋼和低合金鋼在 NaOH溶液中的使用溫度上限 表 NaOH溶液中的使用溫度上限 NaOH溶液 （重量 %） 2 3 5 10 15 20 30 40 50 60 70 溫度上限 （ ℃ ） 90 88 85 76 70 65 54 48 43 40 38 濕 H2S應力腐蝕 （ 1）腐蝕環(huán)境 同時符合以下各項條件時即為濕 H2S應力腐蝕環(huán)境 1)溫度小于等于（ 60+2P） ℃ 。P為工作壓力（表壓， MPa） 2) H2S分壓大于等于 。(相當于在常溫水中的溶解度約 10PPm) 3)介質中含有液相水或處于露點溫度以下； 4)pH值小于 9或介質中有氰化物存在 。 （ 2）材料要求及限制 在濕硫化氫環(huán)境中使用的碳鋼和低合金鋼應符合以下各項要求 1)標準屈服強度 ≤ 355MPa。 2)實測抗拉強度 ≤ 630MPa。 3)熱處理狀態(tài)為：正火＋回火、退火、調質 4)碳當量：低碳鋼和碳錳鋼： ≤ 0. 4 4 低合金鋼： ≤ 0. 44（計算公式不同） 5)硬度要求：低碳鋼： HV(10) ≤ 220( 單個值 ) 低合金鋼： HV(10) ≤ 245( 單個值 ) 6)厚度大于 20mm的鋼板超聲 II級合格。 （ 3）制造要求 1)冷變形 變形量不大于２％時不需要進行熱處理 變形量 2%~5%時進行消應處理 變形量大于 5%時應進行正火或退火處理 2)熱處理后不允許在接觸介質的一側打鋼印 （ 4）焊接要求 1)進行工藝評定； 2)盡可能采用低強度的焊接材料； 3)限制焊接接頭的硬度； 4)熱處理前對起弧和打弧點進行打磨 傷合格； 5) 工藝評定試板焊縫應在接觸介質的一面進行硬度測試； 6) 焊接接頭不得留下封閉的中間空隙，必要時應設排氣空； 7) 不得進行鐵素體鋼和奧氏體鋼的異種鋼焊接。 （ 5）焊后熱處理 1) 原則上應盡可能進行熱處理； 2) 熱處理溫度盡可能取規(guī)范允許的上限； 3) 盡可能在爐內進行整體熱處理（特別對帶有接管的容器筒節(jié)）； 4) 實在無法進行熱處理的應采用接頭硬度不大于 HB185的工藝施焊。 (6)濕 H2S嚴重腐蝕環(huán)境 容器工作條件符合以下條件時為濕 H2S嚴重腐蝕環(huán)境 1) 工作壓力大于 。 2) H2SHCN共存，且 HCN大于 50ppm。 3) pH ≤9 。 在濕 H2S嚴重腐蝕環(huán)境使用的化工設備用材的特殊要求： 1) 化學成分 S ≤% P ≤% 2) 板厚方向的斷面收縮率（ Z向拉伸） : φ ≥35%( 三個試樣平均值 ) φ≥25%( 單個試樣最低值 ) 3) 必須進行焊后熱處理。 防止奧氏體不銹鋼應力腐蝕開裂的措施 1） 降低應力 熱處理 ——避免敏化現象發(fā)生（穩(wěn)定化、 固溶） 錘擊、噴丸 ——造成殘余壓應力狀態(tài) 2）材料選擇 ——采用含 Ti、 Nb的不銹鋼 3） 調整焊縫金屬的合金系統(tǒng) ——得到合適的奧氏體 +δ鐵素體的組織結構，加入： Ni、 Si、 Mo等元素 表 焊后熱處理對殘余應力的影響（ 0Cr18Ni11Nb） 熱處理 — 650℃ 4小時 650℃12小時 650℃36小時 900℃ 2小時 1000℃ 1小時 殘余應力 （ N/mm2） 100~ 127 94~ 105 119 107 0 0 噴丸處理對 188鋼應力腐蝕開裂的影響 1— 噴丸處理 2— 未噴丸處理 化工設備應力腐蝕傾向的預測與檢驗 1）介質、環(huán)境情況 ——特性、溫度、濃度、 2）材料情況 ——選材是否合理 3）熱處理情況 ——是否進行、方法、范圍 4）歷次檢驗情況 ——客觀事實 化工設備應力腐蝕實例 1. 液氨對碳剛和低合金鋼的應力腐蝕 美國：儲運容器 3年后， 3%發(fā)生應力腐蝕開裂 日本： 1959~1972造的液氨球罐 80%有應力腐蝕裂紋 我國： 70年代多次發(fā)生液氨儲罐應力腐蝕開裂事故 液氨容器用鋼的強度越高，產生應力腐蝕裂紋的傾向就越大。綜合國內外有關液氨貯罐的調查資料可以看出，屈服強度高于 320MPa的鋼材焊制的液氨貯罐，幾乎全部都發(fā)現有應力腐蝕裂紋；而屈服強度低于220MPa的低碳鋼貯罐，只有極少幾臺存在少量的應力腐蝕裂紋。 2. 硫化氫對鋼制化工設備的應力腐蝕 對硫化氫應力腐蝕起促進作用的因素較多，如鋼材的組成、強度、硬度、硫化氫濃度、溶液的 pH值、工作溫度、殘余應力等。一般說來，鋼中的 S、 Ni、 H含量越多，鋼的強度、特別是它的硬度越高，就越容易受硫化氫的應力腐蝕。工作介質中硫化氫含量越高，溶液的 pH值越小，就越容易產生應力腐蝕裂紋。溫度對硫化氫應力腐蝕的影響，以 20℃ 左右最為敏感，升高或降低溫度對減弱硫化氫的應力腐蝕都比較有利。在應力因素方面，除薄膜應力外，主要是焊接殘余應力、強行裝配組焊引起的附加應力等。 高濃度的硫化氫及水分與高強度鋼焊縫區(qū)的淬硬組織，以及高的局部應力，構成了易于發(fā)生硫化氫應力腐蝕環(huán)境的特殊組合。 3. 熱堿對鋼制化工設備的應力腐蝕 化工設備的工作介質中，如果含有一定濃度的氫氧化鈉溶液，在溫度較高的特定環(huán)境中，會引起碳鋼或合金鋼的應力腐蝕，這種應力腐蝕一般要同時具備三個條件，即高的溫度、高的堿濃度和拉伸應力。關于堿液濃度，試驗認為，濃度為 10%的氫氧化鈉溶液可以引起堿脆，而 5%的濃度則不可能。引起堿液應力腐蝕的拉伸應力，可以是外應力，也可以是內應力，或者是兩者的聯合作用。 經過分析，確認高壓釜斷裂主要是由應力腐蝕裂紋引起。雖然釜內的氫氧化鈉溶液濃度僅為 5%，但是在內壁的突臺處完全可以造成氫氧化鈉的富集，即在此處有可能存在局部高濃度的堿液。而釜體在此處的橫截面突變，又產生較大的應力集中，使筒體在較高的軸向拉伸應力（因應力集中引起）和較高濃度的高溫堿液（因富集引起）作用下產生應力腐蝕斷裂。 4. 一氧化碳等引起的應力腐蝕 近年來，國內外都先后發(fā)生過盛裝一氧化碳、二氧化碳混合氣體的容器（氣瓶）的破裂爆炸事故，這也是由應力腐蝕而產生的容器腐蝕破裂。 在通常的情況下 ， 一氧化碳可以被鐵吸附 ， 在金屬表面形成一層保護膜 。 但是由于氣瓶反復多次的充氣 ， 瓶壁上的交變應力使這層保護膜遭到破壞 ， 于是在保護膜被破壞的地方 ， 因二氧化碳和水的作用 ， 使鐵發(fā)生快速陽極溶解 ， 并形成向縱深方向擴展的裂紋 。 實驗證明 ， 在無水的一氧化碳氣體中 ， 不存在鋼的應力腐蝕現象 。 5. 氯離子引起的不銹鋼容器的應力腐蝕 在實際產生過程中，這種應力腐蝕往往是由于錯誤操作而引起的。例如化纖織物染色時，用氯化鈉作為助劑加入高溫高壓染色機中導致應力腐蝕。有些設備并不是在正常操作條件下被腐蝕破壞，而是在停止運行期間由于含有氯化物的溶液冷凝和濃縮而產生應力腐蝕。國外曾報道過不銹鋼設備在停車期間，由于殘留 5%氯化物冷凝液，因而產生應力腐蝕，并造成設備泄漏的例子。也有些化工設備因為用含氯離子較高的水作水壓試驗，結果放水后殘留的液體被濃縮而產生應力腐蝕。 氯離子引起的奧氏體不銹鋼的應力腐蝕，其裂紋通常都是穿晶型的，并且多數是分枝狀裂紋。 6. 低合金高強鋼的應力腐蝕 （ 1）天津石化公司石化二廠 1000m3丙烯球罐的應力腐蝕開裂 該球罐組裝后未進行整體熱處理。其設計壓力 、主體材質為 07MnCrMoVR、規(guī) φ12300 36mm。 1996年 1月投入使用， 1998年 5月該球罐因混裝 H2S嚴重超標的粗丙烯（ H2S含量達上千 ppm），在很短的時間內上溫帶縱縫出現穿透性裂紋而泄漏，開罐檢查發(fā)現球罐內壁有數百條典型的應力腐蝕裂紋。 （ 2）寧夏化工廠甲醇水分離器的應力腐蝕開裂 甲醇水分離器操作壓力為 ， 操作溫度為 50~ － 40℃ 。 介質主要是 H CO CO、 CH3OH等 。 規(guī)格為φ 1800 44 4300mm， 材質為 07MnNiCrMoVDR。 1996年初投用 。 1996年 10月 2日該設備在正常操作運行時發(fā)生突發(fā)性爆炸起火。經分析：雖然裂紋是在下筒節(jié)鼓肚區(qū)附近具有密集氣孔的長度 深度為 240 30mm的陳舊斷口前沿15mm處啟裂，并沿 HAZ粗晶區(qū)擴展，但是在設備鼓肚前鋼材已存在嚴重的應力腐蝕損傷，檢驗表明：沿縱縫近縫區(qū)以鼓肚部位為中心的殘片斷面內表面存在長約 1m、深 3~6mm的晶間開裂。這是因介質中的 H2S含量嚴重偏離設計要求（小于 50ppm），有時達到 1000ppm。 ? （ 3） 上海寶鋼 650m3無水液氨球罐的應力腐蝕裂紋 ? 該球罐的設計壓力： ， 規(guī)格 φ 10700 44mm，材質 07MnCrMoVR， 工作介質為無水液氨 。 1998年 4月投入運行 。 1999年 3月開罐檢驗發(fā)現：內表面焊縫有 3條裂紋 ， 熱影響區(qū)有 1條裂紋 ， 母材有 17處裂紋 ? （ 4） 大慶石化公司 1500m3丙烯球罐的裂紋 ? 該球罐規(guī)格： φ 14300 44mm， 材質： 07MnCrMoVR，1999年 4月投入使用 。 2022年 11月進行開罐檢驗時發(fā)現：下極板有三條長 30~40mm、 深 1mm的裂紋 ， 取樣管角焊縫內壁有一處 75 4mm的表面裂紋 （ 初步判斷為應力腐蝕裂紋 ） ， 打磨至 4mm時消除 。 奧氏體不銹鋼焊接接頭的腐蝕 概述 原因 ——由于焊接接頭的化學成份不均勻，各部分存在電極電位差；組織不均勻，各部分耐蝕性能有差異；加上焊接殘余應力的影響以及載荷下焊接接頭形狀引起的應力集中的影響，使得焊接接頭成為化工設備上易發(fā)生腐蝕的薄弱部位。 焊接接頭比母材更容易腐蝕的現象在碳鋼和不銹鋼中都是存在的，只不過發(fā)生在不銹鋼焊接接頭上的腐蝕現象更明顯，后果也更嚴重。 典型類型 ——主要是晶間腐蝕和刀狀腐蝕。 焊縫及熱影響區(qū)的電極電位 焊縫區(qū)是一對接觸電池。因為不同的金屬材料接觸在一起，又放在腐蝕介質中，這樣一部分電極電位低的材料為陽極，產生腐蝕溶解，另一部分電極電位較高的材料為陰極，在腐蝕介質中被保護。 焊縫區(qū)域電位分布的基本形式 曲線 a－－母材與焊縫區(qū)域在電化學性質上完全相同，排除了由于各部分電位不同引起的電化學腐蝕； 曲線 b－－焊縫金屬的電位比母材高，于是焊縫旁邊的母材被強烈腐蝕； 曲線 c－－母材電位比焊縫金屬的電位高，形成了大陰極（母材）與小陽極（焊縫金屬）的腐蝕電池。焊縫金屬因形成選擇性溶解而被迅速地腐蝕掉， 曲線 d－－兩種不同材料焊在一起，焊縫金屬的電位在兩種不同母材電位之間。 曲線 e－－電位較低的陽極區(qū)，距離焊縫熔合線有一定的距離，相當于未加穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼或加穩(wěn)定化元素而未經穩(wěn)定化處理的奧氏體不銹鋼在熱影響區(qū)中析出碳化鉻所造成的情況。 曲線 f－－電位較低的陽極區(qū)在熔合線上，則相當于因焊接造成穩(wěn)定型奧氏體不銹鋼碳化鈦（碳化鈮）等溶解或鐵素體類不銹鋼敏化處理所帶來的結果。 ? 焊接接頭的腐蝕類型 焊接接頭腐蝕的類型 （ a）均勻腐蝕；