近期某石化企業(yè)S30408不銹鋼換熱器服務10年后，經過多次維護，無問題。最近換熱管突然開裂泄漏。打開管箱后，發(fā)現管箱封頭和焊縫上有很多裂紋，尤其是外部支撐件/預焊件或管箱隔板的焊縫邊緣。

取樣分析發(fā)現，判斷是由應力腐蝕開裂引起的。

分析奧氏體不銹鋼氯化物應力腐蝕斷裂的原理，大家都很清楚：

奧氏體不銹鋼耐氯化物應力腐蝕(CSCC)能力主要與鎳含量有關。CSCC由于標準的304/304L和316/316L鎳含量在這個范圍內，所以對這種腐蝕特別敏感。鎳和鉬含量高的奧氏體品牌，如904L和6%Mo超奧氏體不銹鋼耐久性CSCC能力大大提高，擔心會發(fā)生CSCC它們經常被選擇代替300系列不銹鋼。

如下圖所示，氯化物應力腐蝕斷裂通常表現為枝形和晶體穿透。如果材料敏化，裂紋主要在晶間。溫度高，氯離子含量高，氯離子含量低pH高應力水平會增加破裂的敏感性。

圖6-3 6%Mo超奧氏體不銹鋼枝條穿晶裂紋。

U彎曲樣品暴露在外0.2%(2000ppm)氯離子溶液中的溫度為260℃(500℉)

化學加工工業(yè)材料技術學會審查技術文獻，收集歷史案例，確定304和316不銹鋼在中性水介質條件下CSCC敏感指標6-4它顯示了304和316不銹鋼斷裂與溫度和氯離子含量之間的關系。斷裂所需的氯離子含量很低。據報道，鋼的氯離子含量為10ppm介質斷裂。特別注意干/濕交界面或溶液膜立即接觸散熱表面等濃縮或蒸發(fā)過程的應用。在這些情況下，大量稀溶液中有幾種ppm氯離子濃度可能濃縮到蒸發(fā)區(qū)數百個ppm的氯離子。

60℃(140℉)以下發(fā)生CSCC很少見。但在室內游泳池空氣環(huán)境等特定條件下，存在低溫CSCC的報道。

Cl-濃度(ppm)

圖6-4 304和316不銹鋼暴露在中性氯離子水中的斷裂臨界值

也就是說在60℃以上，哪怕10ppm氯離子濃度會導致應力腐蝕開裂，特別是在應力集中區(qū)域，結構不連續(xù)的間隙區(qū)域，氯離子富集會導致快速發(fā)生CSCC。