奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀开裂研究进展

奥氏体不锈钢（300系列不锈钢）因具有优良的耐蚀、耐热和力学性能，以及良好的加工性能，广泛地用作石化、煤化工、电力、造纸、化学等行业主要设备和管道的结构材料。虽然不锈钢具有全面和优良的综合性能，在实际工程应用中，特别是煤化工、石油化工等复杂和恶劣的服役环境下，不锈钢材料的设备和管道出现腐蚀失效的问题屡见不鲜，尤其是应力腐蚀开裂失效最为突出。

中国腐蚀与防护学会、中国石油学会和中国化工学会在上世纪九十年代联合调查表明，国内各行业因腐蚀造成的损失平均约占国民生产总值的3%，石油和化工行业因腐蚀造成的损失约占其产值的6%左右。统计结果表明，奥氏体不锈钢设备和管道发生腐蚀失效案例最为严重，占腐蚀失效总数的50%左右；从奥氏体不锈钢腐蚀失效类型来看，以应力腐蚀开裂（SCC）最为突出，占其腐蚀失效案例的40%左右，以晶间腐蚀为代表的局部腐蚀占16%左右。

奥氏体不锈钢设备和管道应力腐蚀开裂失效大部分由氯离子介质引起。从上世纪50年代以来，国内外科研人员对奥氏体不锈钢发生应力腐蚀开裂进行了长期不懈的研究和探索，发表了大量的研究论文，使人们对该类应力腐蚀开裂有了越来越深刻的认识。尽管如此，奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂事故仍时有发生，中石化炼化工程集团的技术人员针对近年来国内外文献报道的影响奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的诸多因素、安全评价及腐蚀检测方法等方面进行总结评述，为煤化工和石油化工行业奥氏体不锈钢的选用和安全可靠服役运行提供参考。

分析表明，奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂是一个复杂的过程，其影响因素与应力状态、介质环境、材料合金成分有关。奥氏体不锈钢虽然对氯化物产生的SCC很敏感，但氯并不是唯一的决定因素，其他如温度、pH值、氧含量、卤族元素、强氧化介质都对SCC具有明显的影响。关于奥氏体不锈钢的氯化物SCC敏感性评价和现场裂纹检测，应根据研究和实际应用需要，通过比较不同方法的优劣，提高评价和检测的准确性。针对奥氏体不锈钢的氯化物SCC寿命预测方法尚在探索之中，相关准确性以及与工程实践的相关性有待于进一步的研究。

针对奥氏体不锈钢氯化物SCC的减缓措施要视具体的材料、环境而定，具体如下：

（1）根据环境选取适宜材料，可以从普通18-8型、高镍含钼316/317型、双相不锈钢到6Mo超级奥氏体不锈钢来选取；

（2）根据具体情况可对奥氏体不锈钢部件进行稳定化处理，以消除残余应力，但应注意热处理可能带来的敏化和变形、热疲劳开裂等因素；

（3）奥氏体不锈钢设备和管件结构设计时，应尽量避免氯化物集中或沉积的可能，尤其是避免介质流动死角或低流速区；

（4）降低材料的表面粗糙度，防止机械划痕、擦伤和麻点坑等，减少氯化物聚集的可能性；

（5）根据奥氏体不锈钢设备和管道服役工况和介质，在材料表面敷涂涂层，避免材料直接接触腐蚀介质。