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应力腐蚀开裂是一种“灾难性的腐蚀”，跟应力腐蚀有关的桥梁坍塌，飞机失事，油罐爆炸，管道泄漏等都曾给人类带来巨大的生命和财产损失。

金属材料在各种环境中服役时，即使无载荷也会发生腐蚀，导致失重，当存在应力时，在特定环境中的腐蚀会引起裂纹形核扩展，导致滞后开裂，称为应力腐蚀。

应力腐蚀开裂(SCC)与单纯应力引起的开裂不同，它在很低的负载应力下也可以发生开裂;它与单纯的腐蚀也不同，即使腐蚀性很弱的介质也能引起应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂是一种“阴险”的腐蚀形式，它会产生显著的机械强度降低，但金属损失量很小。损坏不明显以至于偶然检查很难发现，应力腐蚀裂纹可以触发机械快速断裂甚至组件和结构的灾难性失效。在应力腐蚀过程中，若有微裂纹形成，其扩展速度比其他类型的局部腐蚀速度要快几个数量级。

应力腐蚀开裂的发生需要同时满足三个必要条件

a)敏感材料。一般情况纯金属不会发生SCC，含杂质的或者合金才能发生SCC；高强度合金钢腐蚀开裂抗力受化学成分和显微组织控制。

据报导，纯度达99.999%的钢在含氨介质中没有发生腐蚀断裂，但含有W(P)=0.004%或W(Sb)=0.01%时:则发生了应力腐蚀开裂；纯铁中碳的质量分数为0.04%C时，在热硝酸盐溶液中就容易产生硝脆等，说明合金比纯金属更易产生应力腐蚀开裂。

b) 特定的腐蚀介质。特定组织环境（包括腐蚀介质性质、浓度、温度），特定材料对于特定的溶液介质，才能发生应力腐蚀。 例如，奥氏体不锈钢-Cl离子溶液、低合金高强度钢-潮湿大气中。

c) 足够的拉应力。拉应力有3个来源。

①残余内应力，金属材料在冶炼、制造过程或者构件装配过程中所产生的应力;一般以残余应力为主，约占事故的80%左右。

②材料承受外加载荷造成的应力。工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗力；外加载荷类型有：拉应力、压应力、扭转应力、弯曲应力等。

③腐蚀产物。裂纹内因腐蚀产物的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。

应力腐蚀裂纹的形态

1、裂纹通常起源于金属表面。裂纹走向呈“树枝状”，树干为主裂纹，裂纹的长宽不成比例，相差几个数量级；裂纹扩展方向一般垂直于主拉伸应力的方向。

2、裂纹扩展可能是穿晶的、也可能是沿晶的、还可能是混合型的;断口表面常有腐蚀产物。

【以案示警】

①1967年12月15日，银桥倒塌事件直接导致50余辆汽车坠入俄亥俄河中，46人丧生。事后调查是由于只有两根“眼杆”组成一组的链条设计和脆弱的钢材，钢梁应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳而产生裂缝，导致俄亥俄州一端的C13号接合处发生了断裂。

②1982年一架日本航空公司的DC-8客机在上海机场着陆时，冲出跑道，造成几十人受伤，事后查明是紧急刹车用的高压气瓶内壁应力腐蚀开裂而爆破，损坏了液压系统及部分附件，致使正常刹车和应急刹车系统全部失效而酿成事故。

③ 1999年某石化分公司催化裂化装置再生器壳体焊缝位置产生裂纹，主要原因就是烟气中的氮化物质量分数过高：烟气中NO高达2610μg/g，NO₂高达196μg/g，引起了低合金钢的焊缝位置产生硝脆。

④某药化企业羟基乙腈合成甘氨酸项目合成工段到浓缩段的316L不锈钢管到焊缝发生了严重的应力腐蚀开裂。该事故中应力腐蚀开裂起源于焊缝缺陷，焊接过程热处理控制不当出现晶间腐蚀，加之焊接中存在的残余应力导致在晶间腐蚀的基础上演变为应力腐蚀开裂。

⑤2007年7月11日，山东德齐龙化工集团有限公司一分厂在改扩建项目试车过程中由于压缩机出口管线强度不够、焊接质量差、管线使用前没有试压，致使压力管道残余应力集中的区域由于震动产生的微小裂纹迅速扩展，事故段的管线整体失效，发生爆炸事故，造成9人死亡，1人受伤。

⑥2011年11月6日23时55分许，松原石化位于气体分馏装置冷换框架一层平台最北侧的脱乙烷塔顶回流罐，发生爆炸，造成4人死亡，1人重伤，6人轻伤。事故的发生是由于硫化氢应力腐蚀造成回流罐筒体封头产生微裂纹，微裂纹不断扩展，致使罐体封头在焊缝附近热影响区发生微小破裂，发生爆炸

应力腐蚀预防措施

一般情况，可以从三方面进行预防：

①　选材：根据所使用的环境和腐蚀介质选择合适的材料。

②　消除应力：改进结构设计，减小应力集中和避免腐蚀介质的积存，尽量避免产生较大的残余应力。

③　改善介质环境：控制或降低介质中有害的成分;在腐蚀介质中加入缓蚀剂;通过改变电位、促进成膜、阻止氢或有害物质的吸附等，影响电化学反应动力学而起到缓蚀作用;改变环境的敏感性。

来源：沐风机械、网络等

编辑：小羊

发稿：协会秘书处

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