第1章緒論

1.1選題背景002

1.2國內外研究現狀003

1.2.1概率分析方法003

1.2.2點蝕及其概率研究進展006

1.2.3應力腐蝕及其概率研究進展009

1.3存在的問題014



第2章應力腐蝕試驗

2.1應力腐蝕試驗方法017

2.1.1恆變形法017

2.1.2恆載荷法017

2.1.3慢應變速率拉伸法018

2.2試驗設計020

2.3試驗結果021

2.3.1腐蝕拉伸曲線021

2.3.2應力腐蝕敏感性分析024

2.3.3腐蝕形貌與斷口分析024

2.4溫度和工作壓力對應力腐蝕開裂影響機理033

2.5小結034



第3章應力腐蝕影響因素關聯性分析

3.1灰色關聯分析036

3.2應力腐蝕影響因素顯著性分析037

3.2.1分析案例1037

3.2.2分析案例2043

3.3小結046



第4章點蝕產生和生長概率分析

4.1點蝕的產生049

4.1.1點蝕產生的電化學判據049

4.1.2點蝕產生的概率分析052

4.1.3計算實例054

4.2點蝕產生率分析058

4.3點蝕生長概率分析060

4.3.1點蝕生長模型060

4.3.2點蝕生長概率062

4.4小結062



第5章應力腐蝕裂紋萌生與擴展概率分析

5.1應力腐蝕裂紋的萌生065

5.1.1點蝕坑形貌對裂紋萌生的影響065

5.1.2裂紋萌生機理076

5.2應力腐蝕裂紋擴展概率分析077

5.2.1裂紋擴展速率估算077

5.2.2裂紋擴展概率分析078

5.3小結082



第6章不鏽鋼管道失效分析案例

6.1失效案例介紹084

6.2失效分析過程086

6.2.1外觀檢查086

6.2.2化學成分分析088

6.2.3坑內腐蝕產物分析088

6.2.4金相組織分析090

6.2.5能譜分析094

6.3電化學試驗095

6.3.1試樣制作095

6.3.2試驗儀器及方法096

6.3.3試驗結果096

6.4結論與建議100



第7章廢熱鍋爐腐蝕失效分析案例

7.1失效案例介紹102

7.2失效分析過程和結果104

7.2.1現場勘查104

7.2.2現場取樣105

7.2.3換熱管材料分析105

7.2.4裂紋檢查106

7.2.5裂紋縫隙內雜質成分分析111

7.2.6管壁附著物的化學成分分析112

7.2.7廢熱鍋爐進出水水質分析113

7.3小脹緊壓力計算114

7.3.1換熱管力學性能測試114

7.3.2脹接力的理論計算115

7.3.3脹接壓分析118

7.4分析結果討論127

7.5分析結論128

7.6建議129



參考文獻

隨著奧氏體不鏽鋼材料在承壓設備中的廣泛應用，由Cl-引起的應力腐蝕開裂事故頻繁發生。因應力腐蝕開裂(stress corrosion cracking,SCC)引起的斷裂屬於低應力脆性破壞，常在設備沒有任何先兆的情況下造成災難性後果，嚴重威脅著人民的生命和財產安全。受環境、應力以及材料等因素的影響，應力腐蝕機理和過程頗為復雜，應力腐蝕失效具有很大的不確定性，雖然研究人員已對應力腐蝕機理、影響因素以及裂紋擴展等進行了大量研究，但仍有許多問題需要解決。為了進一步加深對奧氏體不鏽鋼應力腐蝕失效過程的認識，筆者針對應力腐蝕的幾個關鍵問題展開研究，主要包括：應力腐蝕影響因素、點蝕的形成、裂紋的萌生和擴展、失效概率。弄清這些問題，有助於為防範設備的應力腐蝕失效采取針對性的措施。

筆者對應力腐蝕影響因素、點蝕坑的產生及隨機性、裂紋的萌生及擴展、應力腐蝕失效概率等問題開展了研究，獲得了介質壓力對應力腐蝕的影響規律，提出了點蝕萌生的判據，解釋了多數裂紋萌生於坑口或坑肩的主要原因，列舉了不鏽鋼設備和管道失效分析案例。通過筆者的研究，能夠促進應力腐蝕理論和風險分析理論的完善和發展，對保障奧氏體不鏽鋼設備的安全運行具有重要意義。

筆者自攻讀研究生期間就致力於化工設備可靠性分析研究，近年來，一直從事該領域的研究。化工裝備多屬於壓力容器，處於高溫、高壓、腐蝕性介質中，因設備失效而引發的災難性事故時有發生，為引起科研人員、企業技術人員的足夠重視，筆者將近年來的研究成果與大家分享，希望在提高化工裝備可靠性方面貢獻一份力量。本書以設備可靠性分析領域的研究人員為主要讀者，也可供高校相關專業科研人員、化工企業裝備工程技術人員參考。

本書由山東交通學院隋榮娟著。本書編寫過程中，得到了王威強教授、陳頌英教授的悉心指導和幫助，在此表示衷心的感謝！感謝李國帥在試驗過程中提供的幫助!感謝相關企業為豐富本書內容提供了素材。

由於作者水平所限，書中不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。



著者