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[摘要]总结了奥氏体不锈钢制压力容器需注意的几个要点，并对不锈钢的晶间腐蚀处理和应力腐蚀防护做了简单解释和引申。
[关键词]不锈钢、晶间腐蚀、应力腐蚀
中图分类号:TG457 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0043-01
不锈钢，顾名思义，就是不易生锈的钢，准确的说是在空气及弱腐蚀介质中具有抵抗腐蚀的特性，但不是绝对的不生锈不被腐蚀，而是生锈量、被腐蚀量少，生锈和被腐蚀的过程较慢，甚至根本不能察觉。由于不锈钢具有上述特性，所以在压力容器的制造中被广泛应用。
作为一名压力容器制造监检员，本人就从监检的角度谈谈奥氏体不锈钢压力容器制造中应该注意的一些问题。
1．钢板的选用及存放场地。根据国家质检特函（2010）86号的相关内容，在TSG R004-2009《阿固定式压力容器安全技术监察规程》正式实施后，压力容器制造单位应当选用GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》规定的不锈钢钢板（带）生产压力容器。不锈钢材料的存放区相对隔离，严禁与其他金属材料混放。存放架应为木质或垫以橡胶垫。
2．焊接。①由于奥氏体不锈钢导热系数小而热膨胀系数大，焊接时易于产生较大的变形和焊接应力，因此应尽可能选用焊接能量集中的焊接方法。 ②由于奥氏体不锈钢导热系数小，在同样的电流下，可比低合金钢得到较大的熔深。同时又由于其电阻率大，在焊条电弧焊时，为了避免焊条发红，与同直径的碳钢或低合金钢焊条相比，焊接电流较小。 ③焊接规范。一般不采用大线能量进行焊接。由于奥氏体不锈钢热裂纹敏感性大，应严格控制焊接线能量，防止焊缝晶粒严重长大与焊接热裂纹的发生。④奥氏体不锈钢焊接时一般不需要预热。为了防止焊缝和热影响区的晶粒长大及碳化物的析出，保证焊接接头的塑、韧性和耐蚀姓，应控制较低的层间温度，一般不超过150℃。此外，不锈钢材料制造的压力容器焊缝表面不得有咬边。
3．热处理。除非图样另有注明，冷成型的奥氏体不锈钢封头，可免于热处理；奥氏体不锈钢的焊接接头，可以不进行热处理；奥氏体不绣钢或有色金属制压力容器焊接后一般不要求做热处理，如需进行热处理，须在焊缝返修之后、酸洗钝化处理之前进行；④奥氏体不锈钢压力容器的热处理一般指1100℃的溶化处理或875℃的稳定化处理（固溶处理）；
4．无损检测。奥氏体型不锈钢焊接接头的厚度大于30mm时，该台容器的AB类焊缝要进行100%射线或超声检测。但值得注意的是，有资料表明（如張弛群2004年11月的《大庆PP项目施工现场问题小结》2.C），因存在双晶晶界等因素影响了超声波的衰减及传播，UT检测不适宜于不锈钢材料；奥氏体型不锈钢焊接接头的厚度大于20mm时，该台容器的对接和角接接头要100%表面检测。由于不锈钢属于非铁磁性材料，所以表面无损检测只能选用渗透。
5．耐压试验。奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时，应严格控制水中的氯离子含量不超过25mg/L。试验合格后，应立即将水渍去除干净。
除上述对奥氏体不锈钢压力容器的常规要求外，还有以下几点特殊要求：
1.要求做晶间腐蚀倾向试验的奥氏体不锈钢压力容器，其试板试样数量应不少于两个。试样的型式、尺寸、加工和试验方法，应按GB/T4334《不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法》进行；
2.奥氏体型钢材的使用温度>525℃时，应注意钢中含碳量应≥0.04%，因奥氏体钢在使用温度>500～550℃时，若含碳太低，强度及抗氧化性会显著下降。
3．设计温度﹤-100℃且不低于-196℃的铬镍奥氏体不锈钢制压力容器，钢中含碳量应≦0.10%,同时要进行焊缝金属的低温夏比（V型缺口）冲击试验，在不高于设计温度下的冲击吸收功不得小于31J。
4.有应力腐蚀倾向的不锈钢，应进行酸洗钝化处理，且表面不允许采用硬印作为材料的确认标志；若需对其进行返修，返修后仍应保证其抗晶间腐蚀的能力；
对于奥氏体型不锈钢制低温压力容器的一些要求按相关的规范标准处理，本文不作详述。
当然，使用不锈钢材料时需要注意的问题远不止这些。限于经验，目前本人仅能谈及这些，其中必然还有许多不足之处，恳请各位读者批评指正并加以补充。
上述需注意的几个要点多为标准中的规范条文，并未涉及到详细的解释和阐述，因此有必要在此基础上进行引申，以便拓展知识面，并加深对标准的理解。通过查阅资料，本人对上述中提到的几点进行引申。一是不锈钢的晶间腐蚀防护，二是不锈钢的应力腐蚀防护。
什么是晶间腐蚀？
晶间腐蚀指在高温情况下，不锈钢中有碳化物析出而影响钢材强度的现象。晶间腐蚀发生在金属结构内晶粒间界处及附近，400℃—850℃是其敏化范围。碳含量超过0.03%并缓慢通过敏化区，C和Cr会从固溶体中析出，在晶界上形成Cr的碳化物，从而使晶界附近形成贫Cr区，贫铬区的电解密度比晶粒本体溶解电解密度大很多，从而使贫铬区优先溶解，产生晶间腐蚀。
防止晶间腐蚀的措施有哪几种?
①固溶化处理：如果介质对奥氏体不锈钢有晶间腐蚀倾向，则设备焊接后必须进行固溶处理。将奥氏体不锈钢(特别是经过焊接后的)构件加热至1050～1100℃，可使沉积于晶界的碳化物(Cr23C6、Fe23C6)重新溶解到奥氏体晶粒中，然后采用急冷(如钢的淬火处理)使构件快速降至易形成Cr23C6和Fe23C6的敏化温度(350～450℃)以下，便不会在晶界沉旋析出上述碳化物。固溶处理后的奥氏体不锈钢可以防止发生晶向腐蚀。
②降低钢材的含碳量；
③添加稳定碳化物的元素：对于不能进行固溶处理的设备应该改用超低碳不锈钢或者添加稳定碳化物的元素；
④使用双相钢。在奥氏体钢中含10%～20%铁素体的钢材成为双相钢，它是抗晶间腐蚀的优良钢材。
什么场合下奥氏体不锈钢需考虑晶间腐蚀试验的问题？
一般存在电解质的电化学腐蚀环境下，贫铬区会发生晶间腐蚀，此时需要考虑对奥氏体不锈钢进行晶间腐蚀实验，试验方法应GB/T4334《不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法》执行；
如下列场合则必须进行晶间腐蚀试验：甲酸、一般的工业醋酸（化学纯醋酸除外）、铬酸、乳酸、硝酸(常温稀硝酸除外) 、草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、氨基甲酸胺、尿素反映介质等。
什么是不锈钢的应力腐蚀？如何避免？
应力腐蚀指的是不锈钢或其他敏感合金在有持久应力(拉应力)和腐蚀的情况下所引起的腐蚀开裂。控制应力腐蚀应从如下情况下着手：
①下列环境中应慎用奥氏体不锈钢：高浓度氯化物水溶液，硫化物溶液，浓热碱溶液，高温高压水等
②采用热处理方法消除加工过程中的残余拉应力；
③合理选用替代钢材，普通碳钢和奥氏体双相钢可抗应力腐蚀；
④进行酸洗钝化处理。
酸洗钝化处理是如何防止应力腐蚀发生的？
对不锈钢进行酸洗钝化处理后，可有效防止应力腐蚀的发生。不锈钢酸洗后，酸洗液在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性和附着性能良好的钝化膜，可防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。
如何检测酸洗钝化的效果？奥氏体不锈钢设备为何要提酸洗后进行蓝点检测的要求？
奥氏体不锈钢钝化膜在起活化作用的Cl-、Br-、F-等卤素离子作用下，极易受到破坏，形成铁离子。蓝点试验可检测出铁离子：若表面钝化膜不完善或有铁离子污染，就会有游离的铁离子存在。可配置一定浓度和比例的铁氰化钾和硝酸的试剂，用滤纸浸泽试剂，待酸洗钝化表面基本干燥后，贴附于待测表面，等待30秒内观察显现蓝点情况，若有蓝点则表明设备钝化膜不完整，酸洗不合格。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,TSG R0004-2009,固定式压力容器安全技术监察规程,北京：新华出版社，2009年.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，GB150.1～150.4-2011 压力容器，北京：中国标准出版社 2011年.
[3] 强天鹏等,压力容器检验[M],北京:新华出版社,2008年.
[关键词]不锈钢、晶间腐蚀、应力腐蚀
中图分类号:TG457 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0043-01
不锈钢，顾名思义，就是不易生锈的钢，准确的说是在空气及弱腐蚀介质中具有抵抗腐蚀的特性，但不是绝对的不生锈不被腐蚀，而是生锈量、被腐蚀量少，生锈和被腐蚀的过程较慢，甚至根本不能察觉。由于不锈钢具有上述特性，所以在压力容器的制造中被广泛应用。
作为一名压力容器制造监检员，本人就从监检的角度谈谈奥氏体不锈钢压力容器制造中应该注意的一些问题。
1．钢板的选用及存放场地。根据国家质检特函（2010）86号的相关内容，在TSG R004-2009《阿固定式压力容器安全技术监察规程》正式实施后，压力容器制造单位应当选用GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》规定的不锈钢钢板（带）生产压力容器。不锈钢材料的存放区相对隔离，严禁与其他金属材料混放。存放架应为木质或垫以橡胶垫。
2．焊接。①由于奥氏体不锈钢导热系数小而热膨胀系数大，焊接时易于产生较大的变形和焊接应力，因此应尽可能选用焊接能量集中的焊接方法。 ②由于奥氏体不锈钢导热系数小，在同样的电流下，可比低合金钢得到较大的熔深。同时又由于其电阻率大，在焊条电弧焊时，为了避免焊条发红，与同直径的碳钢或低合金钢焊条相比，焊接电流较小。 ③焊接规范。一般不采用大线能量进行焊接。由于奥氏体不锈钢热裂纹敏感性大，应严格控制焊接线能量，防止焊缝晶粒严重长大与焊接热裂纹的发生。④奥氏体不锈钢焊接时一般不需要预热。为了防止焊缝和热影响区的晶粒长大及碳化物的析出，保证焊接接头的塑、韧性和耐蚀姓，应控制较低的层间温度，一般不超过150℃。此外，不锈钢材料制造的压力容器焊缝表面不得有咬边。
3．热处理。除非图样另有注明，冷成型的奥氏体不锈钢封头，可免于热处理；奥氏体不锈钢的焊接接头，可以不进行热处理；奥氏体不绣钢或有色金属制压力容器焊接后一般不要求做热处理，如需进行热处理，须在焊缝返修之后、酸洗钝化处理之前进行；④奥氏体不锈钢压力容器的热处理一般指1100℃的溶化处理或875℃的稳定化处理（固溶处理）；
4．无损检测。奥氏体型不锈钢焊接接头的厚度大于30mm时，该台容器的AB类焊缝要进行100%射线或超声检测。但值得注意的是，有资料表明（如張弛群2004年11月的《大庆PP项目施工现场问题小结》2.C），因存在双晶晶界等因素影响了超声波的衰减及传播，UT检测不适宜于不锈钢材料；奥氏体型不锈钢焊接接头的厚度大于20mm时，该台容器的对接和角接接头要100%表面检测。由于不锈钢属于非铁磁性材料，所以表面无损检测只能选用渗透。
5．耐压试验。奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时，应严格控制水中的氯离子含量不超过25mg/L。试验合格后，应立即将水渍去除干净。
除上述对奥氏体不锈钢压力容器的常规要求外，还有以下几点特殊要求：
1.要求做晶间腐蚀倾向试验的奥氏体不锈钢压力容器，其试板试样数量应不少于两个。试样的型式、尺寸、加工和试验方法，应按GB/T4334《不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法》进行；
2.奥氏体型钢材的使用温度>525℃时，应注意钢中含碳量应≥0.04%，因奥氏体钢在使用温度>500～550℃时，若含碳太低，强度及抗氧化性会显著下降。
3．设计温度﹤-100℃且不低于-196℃的铬镍奥氏体不锈钢制压力容器，钢中含碳量应≦0.10%,同时要进行焊缝金属的低温夏比（V型缺口）冲击试验，在不高于设计温度下的冲击吸收功不得小于31J。
4.有应力腐蚀倾向的不锈钢，应进行酸洗钝化处理，且表面不允许采用硬印作为材料的确认标志；若需对其进行返修，返修后仍应保证其抗晶间腐蚀的能力；
对于奥氏体型不锈钢制低温压力容器的一些要求按相关的规范标准处理，本文不作详述。
当然，使用不锈钢材料时需要注意的问题远不止这些。限于经验，目前本人仅能谈及这些，其中必然还有许多不足之处，恳请各位读者批评指正并加以补充。
上述需注意的几个要点多为标准中的规范条文，并未涉及到详细的解释和阐述，因此有必要在此基础上进行引申，以便拓展知识面，并加深对标准的理解。通过查阅资料，本人对上述中提到的几点进行引申。一是不锈钢的晶间腐蚀防护，二是不锈钢的应力腐蚀防护。
什么是晶间腐蚀？
晶间腐蚀指在高温情况下，不锈钢中有碳化物析出而影响钢材强度的现象。晶间腐蚀发生在金属结构内晶粒间界处及附近，400℃—850℃是其敏化范围。碳含量超过0.03%并缓慢通过敏化区，C和Cr会从固溶体中析出，在晶界上形成Cr的碳化物，从而使晶界附近形成贫Cr区，贫铬区的电解密度比晶粒本体溶解电解密度大很多，从而使贫铬区优先溶解，产生晶间腐蚀。
防止晶间腐蚀的措施有哪几种?
①固溶化处理：如果介质对奥氏体不锈钢有晶间腐蚀倾向，则设备焊接后必须进行固溶处理。将奥氏体不锈钢(特别是经过焊接后的)构件加热至1050～1100℃，可使沉积于晶界的碳化物(Cr23C6、Fe23C6)重新溶解到奥氏体晶粒中，然后采用急冷(如钢的淬火处理)使构件快速降至易形成Cr23C6和Fe23C6的敏化温度(350～450℃)以下，便不会在晶界沉旋析出上述碳化物。固溶处理后的奥氏体不锈钢可以防止发生晶向腐蚀。
②降低钢材的含碳量；
③添加稳定碳化物的元素：对于不能进行固溶处理的设备应该改用超低碳不锈钢或者添加稳定碳化物的元素；
④使用双相钢。在奥氏体钢中含10%～20%铁素体的钢材成为双相钢，它是抗晶间腐蚀的优良钢材。
什么场合下奥氏体不锈钢需考虑晶间腐蚀试验的问题？
一般存在电解质的电化学腐蚀环境下，贫铬区会发生晶间腐蚀，此时需要考虑对奥氏体不锈钢进行晶间腐蚀实验，试验方法应GB/T4334《不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法》执行；
如下列场合则必须进行晶间腐蚀试验：甲酸、一般的工业醋酸（化学纯醋酸除外）、铬酸、乳酸、硝酸(常温稀硝酸除外) 、草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、氨基甲酸胺、尿素反映介质等。
什么是不锈钢的应力腐蚀？如何避免？
应力腐蚀指的是不锈钢或其他敏感合金在有持久应力(拉应力)和腐蚀的情况下所引起的腐蚀开裂。控制应力腐蚀应从如下情况下着手：
①下列环境中应慎用奥氏体不锈钢：高浓度氯化物水溶液，硫化物溶液，浓热碱溶液，高温高压水等
②采用热处理方法消除加工过程中的残余拉应力；
③合理选用替代钢材，普通碳钢和奥氏体双相钢可抗应力腐蚀；
④进行酸洗钝化处理。
酸洗钝化处理是如何防止应力腐蚀发生的？
对不锈钢进行酸洗钝化处理后，可有效防止应力腐蚀的发生。不锈钢酸洗后，酸洗液在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性和附着性能良好的钝化膜，可防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。
如何检测酸洗钝化的效果？奥氏体不锈钢设备为何要提酸洗后进行蓝点检测的要求？
奥氏体不锈钢钝化膜在起活化作用的Cl-、Br-、F-等卤素离子作用下，极易受到破坏，形成铁离子。蓝点试验可检测出铁离子：若表面钝化膜不完善或有铁离子污染，就会有游离的铁离子存在。可配置一定浓度和比例的铁氰化钾和硝酸的试剂，用滤纸浸泽试剂，待酸洗钝化表面基本干燥后，贴附于待测表面，等待30秒内观察显现蓝点情况，若有蓝点则表明设备钝化膜不完整，酸洗不合格。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,TSG R0004-2009,固定式压力容器安全技术监察规程,北京：新华出版社，2009年.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，GB150.1～150.4-2011 压力容器，北京：中国标准出版社 2011年.
[3] 强天鹏等,压力容器检验[M],北京:新华出版社,2008年.