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1、金属/设备得应力腐蚀及预防措施一、应力腐蚀得机理与特点１．应力腐蚀—-－—金属/设备在拉应力与腐蚀介质同时作用下产生脆性破裂，叫应力腐蚀破裂。2.应力腐蚀破裂得裂缝形态-—－－主要有二种：a、沿晶界发展,称晶间破裂。b、裂缝穿过晶粒,称穿晶破裂。也有混合型,主逢为晶间型，支缝或尖端为穿晶型。３.应力腐蚀得特征———－a、必须存在拉应力(外加载核、热应力、冷/热加工或焊接后得残余应力等），若存在压应力则可抑制这种腐蚀。ｂ、发生应力腐蚀开裂(SCC）必须同时满足材料、环境、应力三者得特定条件。也就就
2、是说一般只发生在一—－定得体系,如奥氏体不锈钢／CＩ体系,碳钢／NＯ3体+系，铜合金／NＨ４体系等。根据介质主要成分为氯化物、氢氧化物、硝酸盐、氨、含氧水及硫化物等，而分别称为氯裂(氯脆）、碱裂（碱脆）、硝裂(硝脆）、氨裂（氨脆)、氧裂（氧脆）,还有硫化物应力开裂等.c、应力腐蚀开裂与单纯由机械应力造成得开裂不同，它在极低得负荷应力下也能产生开裂。d、应力腐蚀开裂与单纯由腐蚀引起得开裂也不同,腐蚀性极弱得介质也能引起应力腐蚀开裂.其全面腐蚀常常很轻，而且没有变形预兆，即发生突然断裂,应力腐蚀就是
3、工业生产中危害性最大得一种恶性腐蚀类型。4.应力腐蚀得机理－—-—应力腐蚀得机理很复杂,按照左景伊提出得理论，破裂得发生与发展可区分为三个阶段:a、金属表面生成钝化膜或保护膜.b、钝化膜或保护膜局部破裂,产生孔蚀或裂缝源。c、裂缝内发生加速腐蚀,在拉应力作用下,以垂直于应力得方向深入金属内部。裂缝多半有分枝,裂缝端部尖锐,端部得扩张速度很快,断口具有脆性断裂得特征。二、应力腐蚀试验方法根据应力得加载方法不同，应力腐蚀试验方法主要可分为以下四类:1．恒变形法——－-给予试样一定得变形,对其在试验环
4、境中得开裂敏感性进行评定2．恒载荷法(SSＣC）-——-方法有拉伸试验、弯梁试验、Ｃ形环试验、双悬臂梁试验,常用拉伸试验,即把单轴拉伸型得试样进行H2S水溶液应力腐蚀试验，试验介质为0、5％HAc+5%NaCｌ＋饱与H２Ｓ水溶液，试验在恒负荷拉伸应力腐蚀试验机上进行.试验时按不同得应力级别（取材料屈服强度得百分比)分别对试样加载,经过一定时间后发生应力腐蚀开裂,记录其断裂时间.最长试验周期为720小时,把试样在72０小时不发生断裂视为合格。通过试验达到二个目得:(１）检测材料在一定得应力级别下就
5、是否很好地抵抗应力腐蚀开裂；(2）可以测定材料得“临界拉伸应力σth",对同样得材料分别施加不同得应力级别,试样在720小时不发生断裂得最高应力称为“临界拉伸应力σth”，σth为表示材料对H2S应力腐蚀敏感度得重要指标,也叫门槛值。通过比较断裂时间得长短,或利用应力与断裂时间得关系曲线,来提出应力腐蚀开裂得临界应力σtｈ。详见GB/T4１5７-２006《金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室试验》。普通低合金钢、１6MｎR、调质钢、临界应力到0、８倍屈服强度得材料可用此试验方法。3．慢应变
6、速率法(SＳRT）－———就是在专门设计得慢应变速率应力试验机上，使试样在腐蚀介质中以一定得应变速度拉伸，直至断裂。分析试样得破断情况与断口特征，以评定其应力腐蚀开裂敏感性.此类试验最重要得特征就是在裂纹萌生或扩展区域内，产生相当低得应变速率，所以被称做慢应变速率试验.a.试验原理--－-（略）b.结果得评价（1）在试样完全破坏时，就是否发生应力腐蚀破裂，可通过低倍显微镜检查二次裂纹，或通过破断表面得显微镜观察,检查断裂模式得变化加以确定。（2）应力腐蚀破断平均速率,可从完全破断得试样断面上或未
7、破断得试样截面上，测得得最长裂纹得长度除以破断时间来确定。（3）可用将暴露在试验环境中与暴露在惰性环境中得相同试样进行比较得方法来评定应力腐蚀破裂得敏感性，比值偏离越远，则开裂敏感性越高。试样在试验环境中得到得结果比值=—--－-————————-—-——试样在惰性介质环境中得到得结果结果可用同一个初始应变速率下得一个或多个参数来表示。（a）断裂时间(b)延性（用断面收缩率或断后伸长率来评定)(c）达到得最大载荷（d）标准应力—延伸曲线所包围得面积(e)断面中应力腐蚀破裂所占得百分数（4）慢应变
8、速率试验也能够用来测定临界应力值,超过此值，在给定得应变速率下会产生可检测到得裂纹。在某些体系中，临界值可能就是应变速率得函数.有得文章介绍说这种试验方法得优点就是可以将实际用材与实际工况直接相结合,快速、准确地进行抗应力腐蚀开裂性能得评估，在石油、化工、海洋、核电等领域内，这一试验研究技术得到大量得应用.详见GB/T１５970、7—200０《金属与合金得腐蚀－应力腐蚀试验-第7部分:慢应变速率试验》。调质钢、07ＭnMoVR采用这种方法,不适用H2Ｓ应力腐蚀。4．断裂力学法－－-－使用楔形张开
