焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕破壞

第4章

焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕破壞

1本章內(nèi)容及重點(diǎn)：

4.1應(yīng)力腐蝕破壞概述

4.2應(yīng)力腐蝕斷裂的過(guò)程及斷口特征★

4.3斷裂力學(xué)在結(jié)構(gòu)抗應(yīng)力腐蝕中的應(yīng)用

4.4防止焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的措施★

4.4.1正確選材

4.4.2合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.4.3消除和調(diào)節(jié)殘余應(yīng)力

4.4.4控制電位——陰極和陽(yáng)極保護(hù)

4.4.5用鍍層或涂層隔離環(huán)境

4.4.6控制和改善環(huán)境24.1應(yīng)力腐蝕破壞概述4.1.1應(yīng)力腐蝕及應(yīng)力腐蝕破壞應(yīng)力腐蝕破壞簡(jiǎn)寫為SCC(StressCorrosionCracking)，又簡(jiǎn)稱為應(yīng)力腐蝕，它是指材料或結(jié)構(gòu)在腐蝕介質(zhì)和靜拉應(yīng)力共同作用下引起的斷裂。應(yīng)力腐蝕破壞是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程，只要把金屬材料置于特定的腐蝕介質(zhì)中，同時(shí)承受一定的應(yīng)力，就可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞。它往往在遠(yuǎn)低于材料屈服點(diǎn)的低應(yīng)力下和即使是很微弱的腐蝕環(huán)境中以裂紋的形式出現(xiàn)，是一種低應(yīng)力下的脆性破壞，危害極大。應(yīng)力腐蝕破壞發(fā)生的特定條件：

(1)拉應(yīng)力。這種拉應(yīng)力可以是外加載荷引起的，也可以是殘余應(yīng)力，例如:焊接殘余應(yīng)力、裝配應(yīng)力、熱應(yīng)力等。在一般情況下，發(fā)生應(yīng)力腐蝕時(shí)的拉應(yīng)力都很低，如果沒(méi)有腐蝕介質(zhì)的共同作用，該構(gòu)件可以在該應(yīng)力水平下長(zhǎng)期工作而不發(fā)生斷裂。

(2)腐蝕介質(zhì)。這種腐蝕介質(zhì)一般都很弱，如果沒(méi)有拉應(yīng)力同時(shí)作用，材料或構(gòu)件在這種介質(zhì)下的腐蝕速度很慢。3

產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)一般都是特定的。即：每種材料只對(duì)某些介質(zhì)敏感，而這些介質(zhì)對(duì)其他材料可能沒(méi)有明顯作用。例如：黃銅在氨氣中，不銹鋼在具有氯離子的腐蝕介質(zhì)中都容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。反過(guò)來(lái)則不敏感。表4-l列出工業(yè)上常用金屬材料相應(yīng)的應(yīng)力腐蝕敏感介質(zhì)。4圖4-l應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生條件示意圖

(3)一般只有合金才會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，純金屬不會(huì)發(fā)生。

合金也只有在拉應(yīng)力和特定的腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下才會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞。圖4-1為應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生條件示意圖。5

1．焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕由于焊接過(guò)程中的不均勻加熱等因素，使得焊接結(jié)構(gòu)存在殘余應(yīng)力，其拉伸殘余應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用，就可導(dǎo)致其產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞。

鋼制壓力容器和其他焊接結(jié)構(gòu)，由應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致的破壞現(xiàn)象相當(dāng)普遍，造成的后果也很嚴(yán)重。而由焊接殘余應(yīng)力引起的應(yīng)力腐蝕破壞事故占絕大多數(shù)，可達(dá)80％左右。并且絕大多數(shù)破壞是焊接熱影響區(qū)中。另外，弧坑、打弧及電弧擦傷等部位發(fā)生在焊縫附近，特別是都會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂?，F(xiàn)場(chǎng)組裝焊縫、未經(jīng)消除應(yīng)力處理的修補(bǔ)焊縫也是發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂最嚴(yán)重的區(qū)域。顯然，焊接殘余應(yīng)力和組裝時(shí)的拘束應(yīng)力提供應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的應(yīng)力條件，而焊接缺陷又助長(zhǎng)它的發(fā)生。4.1.2焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕破壞

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2．焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕破壞事例

應(yīng)力腐蝕破壞是危害最大的腐蝕形態(tài)之一，它是一種災(zāi)難性腐蝕。因?yàn)樗且环N事先不易察覺(jué)的脆性斷裂，即它使金屬結(jié)構(gòu)等突然破壞，會(huì)引起各種不幸事故，如爆炸、火災(zāi)、環(huán)境污染等。

據(jù)統(tǒng)計(jì)：美、英原子能容器及系統(tǒng)配管破壞事故1／3以上是由應(yīng)力腐蝕引起的。德國(guó)一家大化工廠1968～1972年間，在全部設(shè)備的腐蝕破壞事故中，應(yīng)力腐蝕破壞超過(guò)總數(shù)的1／4。日本1965～1975年間化工設(shè)備所發(fā)生的破壞事故中有近半數(shù)屬于應(yīng)力腐蝕破壞。我國(guó)的各類球罐，從1975～1979年所發(fā)生的20起球罐破壞事故中，有40％是由應(yīng)力腐蝕引起的。

下面是幾個(gè)典型事例。

7應(yīng)力腐蝕的典型事例

美國(guó)西弗吉尼亞州和俄亥俄州之間的一座橋梁，1967年12月突然塌陷，當(dāng)時(shí)正在過(guò)橋的車輛連同行人墜入河中，死亡46人。事后由專家檢查發(fā)現(xiàn)，鋼梁因應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞的共同作用，產(chǎn)生了裂紋而斷裂。引起應(yīng)力腐蝕的環(huán)境是大氣中含有微量的SO2或H2S。美國(guó)輸氣管線和沙特阿拉伯油田的油井管線，分別于1965年3月和1977年9月，由于管道應(yīng)力腐蝕破裂泄漏汽油，而發(fā)生大火，死亡多人，并造成巨大損失。1962年2月日本川崎工廠，一臺(tái)容積2000m3，材料HT80，板厚16.5mm的球罐，投產(chǎn)后僅20d就在環(huán)縫上產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。還有一臺(tái)500m3，采用HT70制造的球罐，僅用12d就由應(yīng)力腐蝕引起破裂。它們都是在H2S介質(zhì)里引起的應(yīng)力腐蝕。

我國(guó)北京某廠用8mm厚的Q345(16Mn)鋼板制作的一臺(tái)大型NaOH儲(chǔ)罐，使用僅32d就發(fā)生破裂，經(jīng)多次補(bǔ)焊，越補(bǔ)越裂，最后報(bào)廢。上海某化工廠用12mm厚的鍋爐鋼板制作的高位槽，使用僅2周，就在焊縫熱影響區(qū)部位破壞。南京某化肥廠的高壓熱交換器管束運(yùn)轉(zhuǎn)40d就發(fā)現(xiàn)泄漏。天津某廠1000m3球罐也只使用2個(gè)月，就在焊縫附近發(fā)現(xiàn)多處裂紋。

可見(jiàn)，應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞破壞在石油化工容器、管道、橋梁、儲(chǔ)罐及其他焊接結(jié)構(gòu)，如海洋平臺(tái)、導(dǎo)管架、船舶、建工建筑物及核容器等上都會(huì)經(jīng)常發(fā)生。因此，應(yīng)力腐蝕破壞應(yīng)是我們高度重視的問(wèn)題之一。84.2應(yīng)力腐蝕斷裂的過(guò)程及斷口特征

4.2.1應(yīng)力腐蝕斷裂的過(guò)程

應(yīng)力腐蝕斷裂的過(guò)程也是一種裂紋成核、長(zhǎng)大的過(guò)程。如果材料表面沒(méi)有預(yù)先存在的裂紋或其他缺陷，并被氧化膜覆蓋，則其斷裂過(guò)程如圖4-2。首先，金屬材料在拉應(yīng)力及腐蝕介質(zhì)的共同作用下，表面的氧化膜局部受到破壞，即氧化膜局部穿透，然后在腐蝕介質(zhì)的繼續(xù)作用下，氧化膜局部穿透處形成腐蝕坑孔，它本身也是一種形核及長(zhǎng)大的過(guò)程；當(dāng)應(yīng)力腐蝕裂紋長(zhǎng)大到足夠的長(zhǎng)度且應(yīng)力并未松弛時(shí)，將產(chǎn)生失穩(wěn)擴(kuò)展，剩余的部分以很高的速度(約為1／3聲速)斷裂。環(huán)境介質(zhì)對(duì)于最終的快速斷裂并無(wú)影響。

圖4-2應(yīng)力腐蝕斷裂過(guò)程示意圖

應(yīng)力腐蝕斷裂過(guò)程分為四個(gè)階段：

1)氧化膜破裂。

2)形成腐蝕坑孔。

3)裂紋的形核及長(zhǎng)大。

4)最終斷裂。94.2.2應(yīng)力腐蝕的斷裂機(jī)理

影響應(yīng)力腐蝕的因素眾多而復(fù)雜，至今還沒(méi)有得出一個(gè)完整的斷裂機(jī)理。下面介紹一種為多數(shù)人接受的應(yīng)力腐蝕機(jī)理，即保護(hù)膜破壞機(jī)理：這是較早的一種應(yīng)力腐蝕機(jī)理，認(rèn)為產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕是電化學(xué)反應(yīng)起控制作用。在很多情況下，應(yīng)力腐蝕與氫脆是共存的。

10應(yīng)力腐蝕裂紋的形成及擴(kuò)展

當(dāng)應(yīng)力腐蝕敏感材料置于腐蝕介質(zhì)中(圖a)，首先在表面形成一層保護(hù)膜，它阻止腐蝕進(jìn)行，即所謂“鈍化”(圖b)；由于拉應(yīng)力和保護(hù)膜增厚帶來(lái)的附加應(yīng)力使局部地區(qū)的保護(hù)膜破裂。破裂處基體金屬直接暴露在腐蝕介質(zhì)中，該處的電極電位比保護(hù)膜完整的部分低，而成為微電池的陽(yáng)極，產(chǎn)生陽(yáng)極溶解(圖c)；因?yàn)殛?yáng)極小、陰極大，所以溶解速度很快，腐蝕到一定程度又形成新的保護(hù)膜(圖d)，但在拉應(yīng)力的作用下又可能重新破壞，發(fā)生新的陽(yáng)極溶解(圖e)。隨后又形成新的保護(hù)膜(圖f)。這種保護(hù)膜反復(fù)形成和破裂的過(guò)程，使某些局部地區(qū)腐蝕加深，最后形成孔洞?？锥吹拇嬖谟衷斐蓱?yīng)力集中，更加速孔洞表面附近的塑性變形和保護(hù)膜破裂。這樣拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)共同作用形成應(yīng)力腐蝕裂紋。裂紋不斷迅速向前擴(kuò)展，最終導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)的斷裂。圖4-3應(yīng)力腐蝕裂紋的形成及擴(kuò)展示意圖陽(yáng)極114.2.3應(yīng)力腐蝕斷裂的斷口特征

應(yīng)力腐蝕斷裂的斷口特征比較復(fù)雜。它與材料的晶體結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、合金成分、熱處理、環(huán)境氣氛、溫度以及應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。它大多呈現(xiàn)脆性斷口，有時(shí)也可呈延性斷口，破斷方式是晶間或穿晶的。

(1)應(yīng)力腐蝕斷口的宏觀特征

應(yīng)力腐蝕裂源常常發(fā)生于金屬材料表面，由于電化學(xué)作用在裂源處形成腐蝕坑。在一般情況下，應(yīng)力腐蝕裂源經(jīng)常是多源的，這些裂紋在擴(kuò)展的過(guò)程中發(fā)生合并，形成臺(tái)階或放射狀條紋等形貌。裂紋的擴(kuò)展部分具有明顯的放射條紋，其放射方向?yàn)榱鸭y的擴(kuò)展方向；匯聚處為裂紋源。

宏觀形貌呈現(xiàn)脆性斷口特征，裂紋以裂源為中心，呈弧形向外擴(kuò)展，最終斷裂部分為撕裂或剪切唇斷裂形貌。由于腐蝕介質(zhì)的作用，在斷口上可以看到腐蝕特征或氧化現(xiàn)象，斷口表面具有一定的顏色，通常呈現(xiàn)黑色或灰黑色。而最終斷裂部分具有金屬光澤，很少看到腐蝕或氧化現(xiàn)象發(fā)生。12

(2)應(yīng)力腐蝕斷口的微觀特征

應(yīng)力腐蝕斷裂方式可能是穿晶或沿晶的，這由材料與腐蝕環(huán)境決定的。

碳鋼及低合金鋼的應(yīng)力腐蝕斷口大部分是沿晶開(kāi)裂的，裂紋沿著大致垂直于拉應(yīng)力的晶界延伸。斷裂方式不僅與材料有關(guān)，而且還與介質(zhì)有關(guān)。碳鋼在NO3-介質(zhì)中呈現(xiàn)晶界斷裂，而在CN-介質(zhì)中的穿晶斷裂。在含Cl-的介質(zhì)中，鉻不銹鋼呈現(xiàn)沿晶開(kāi)裂，奧氏體不銹鋼為穿晶斷裂。圖4-4泥紋狀斷口(鋁合金)微觀斷口可以觀察到塑性變形特征，即呈現(xiàn)韌窩花樣。另外，顯微斷口還具有腐蝕坑及二次裂紋等形貌。對(duì)于穿晶型的應(yīng)力腐蝕斷口，往往具有“塊狀花樣”、“泥狀花樣”、“河流花樣”及“扇形花樣”等形貌特性。泥紋狀斷口如圖4-4。134.3斷裂力學(xué)在結(jié)構(gòu)抗應(yīng)力腐蝕中的應(yīng)用

測(cè)試材料的抗應(yīng)力腐蝕性能，傳統(tǒng)上通常是用光滑試件在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，依據(jù)發(fā)生斷裂的延遲時(shí)間來(lái)判斷的。并用它研究合金元素、組織結(jié)構(gòu)以及介質(zhì)等對(duì)材料應(yīng)力腐蝕敏感性的影響。但是試驗(yàn)表明：一些按傳統(tǒng)試驗(yàn)方法得出的結(jié)論往往與實(shí)際情況發(fā)生矛盾，即用上述方法確定的對(duì)相應(yīng)介質(zhì)來(lái)說(shuō)是鈍化的材料，而用該材料制成的構(gòu)件在工作中有時(shí)卻發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞。原因：由于用光滑試件測(cè)定的應(yīng)力腐蝕斷裂時(shí)間t，包含有裂紋源的生核孕育階段90％和裂紋擴(kuò)展階段10％兩部分。而實(shí)際構(gòu)件一般都不可避免不同程度地存在著裂紋或類似裂紋的缺陷。用傳統(tǒng)試驗(yàn)方法確定的對(duì)應(yīng)力腐蝕是免疫的材料，只能說(shuō)明該材料在應(yīng)力腐蝕條件下不產(chǎn)生裂紋源，但并不能反映出已有裂紋的構(gòu)件在應(yīng)力腐蝕條件下裂紋是否擴(kuò)展。因此，用常規(guī)的研究方法不能反映帶裂紋的金屬構(gòu)件抗應(yīng)力腐蝕的性能。

斷裂力學(xué)方法在應(yīng)力腐蝕中的應(yīng)用大約是在20世紀(jì)60年代中期提出。該方法彌補(bǔ)使用光滑試件的傳統(tǒng)應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法的不足，而且具有一系列優(yōu)點(diǎn)和工程實(shí)用價(jià)值。所以，該方法很快被廣泛地采用，并得到發(fā)展。

14斷裂力學(xué)與傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法相比，其優(yōu)點(diǎn)：

1)采用斷裂力學(xué)方法對(duì)構(gòu)件抗應(yīng)力腐蝕性能的評(píng)定是測(cè)定材料在某種環(huán)境中能夠誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子KISCC及裂紋在介質(zhì)中的擴(kuò)展速率da／dt等，可直接應(yīng)用于構(gòu)件的選材和設(shè)計(jì)。

2)傳統(tǒng)方法使用光滑試件的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)周期很長(zhǎng)，蝕坑的形成階段通常需要半年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。而用帶有尖銳裂紋的試件可節(jié)約近90％以上的時(shí)間。

3)由于人為制造的預(yù)裂紋具有整齊的幾何形狀，便于通過(guò)斷裂力學(xué)手段進(jìn)行應(yīng)力分析和精確計(jì)算，可得到定量的結(jié)果。

4)采用預(yù)制裂紋試件試驗(yàn)，所得的結(jié)果是安全可靠的。

4.3.1斷裂力學(xué)在應(yīng)力腐蝕中的評(píng)定指標(biāo)

4.3.2KISCC和dα／dt量在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用154.4防止焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的措施

應(yīng)力腐蝕破壞是危害最大的腐蝕形態(tài)之一，不僅造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，還經(jīng)常引起災(zāi)難性事故，因此，有必要采取防護(hù)措施，盡量避免和消除應(yīng)力腐蝕破壞。

4.4.1正確選材應(yīng)力腐蝕的腐蝕介質(zhì)隨著材料種類的不同，其腐蝕程度也不同。防止和減輕腐蝕危害最常用的方法是針對(duì)特定腐蝕環(huán)境選擇合適的金屬材料。選材時(shí)應(yīng)盡量采用耐應(yīng)力腐蝕性好，價(jià)格適宜的金屬與介質(zhì)的組合。可能時(shí)也可選用非金屬或非金屬襯里保護(hù)。

例如：碳鋼和低合金鋼，抗拉強(qiáng)度相同的材料，w(c)為0.2％時(shí)比w(c)為0.4％時(shí)的耐蝕性好，添加Ti可增加耐蝕性；在材料中添加Al、Mo、Nb、V、Cr等元素有改善耐蝕性的效果，P、N、O是有害于耐蝕性的元素，S的影響不大。目前橋梁等所使用的高強(qiáng)度螺栓就體現(xiàn)以上結(jié)論。

164.4.1正確選材---續(xù)

不銹鋼在含Cl-的溶液：奧氏體不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕最差，18Crl8Ni2Si[w(c)為0.06％]鋼在高Cl-溶液中耐蝕性較好，而在低Cl-溶液耐蝕性則不好。而奧氏體鐵素體雙相鋼（Cr20Ni18）對(duì)含低Cl-的水則有較好的耐應(yīng)力腐蝕性，w(Ni+Cu)大于>0.5％的鋼在這種介質(zhì)中也有較好的耐蝕性。在奧氏體鋼中加入少量的Mo或Cu，可增大耐應(yīng)力腐蝕性。

另外，在選取合金時(shí)，應(yīng)盡量選用有較高KISCC的合金，以提高構(gòu)件抵抗應(yīng)力腐蝕的能力。

總之，正確選材是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要根據(jù)許多因素(物理力學(xué)性能、材料供應(yīng)情況、價(jià)格等)綜合考慮。174.4.2合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)在設(shè)計(jì)中，除了要考慮材料強(qiáng)度外，同時(shí)還要考慮耐腐蝕性。在設(shè)計(jì)壓力容器、管道、槽及其他結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對(duì)壁厚增加腐蝕裕度。

2)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免和減小局部應(yīng)力集中，盡可能使截面過(guò)渡平緩，應(yīng)力分布均勻?？梢圆捎昧骶€型設(shè)計(jì)，將邊、縫、孔等置于低應(yīng)力區(qū)或壓應(yīng)力區(qū)。另外，避免在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生縫隙、拐角和死角，因?yàn)檫@些部位容易引起介質(zhì)溶液的濃縮而導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕破壞。

3)設(shè)計(jì)時(shí)，如果對(duì)槽、容器等采用焊接不用鉚接，對(duì)施焊部位用連續(xù)焊而不用斷續(xù)焊，則可以避免產(chǎn)生縫隙，增加結(jié)構(gòu)抗應(yīng)力腐蝕的能力。

圖4-8結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)示例18

4)設(shè)計(jì)槽及容器時(shí)，應(yīng)考慮易于清洗和將液體排放干凈。槽底與排液口應(yīng)有坡度，使其放空后不至積留液體。設(shè)計(jì)中要防止有利于應(yīng)力腐蝕的空氣混入，如對(duì)于化工設(shè)備，特別要注意可能帶進(jìn)空氣的攪拌器、液體進(jìn)口和其他部位的設(shè)計(jì)。

5)避免不同金屬接觸以防止電偶腐蝕。全部體系盡量選用同類材料，或?qū)⒉煌牧现g絕緣。

6)換熱操作中應(yīng)避免局部過(guò)熱點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證有均勻的溫度梯度。因?yàn)闇囟炔痪鶗?huì)引起局部過(guò)熱和高腐蝕速率，過(guò)熱點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)引起應(yīng)力腐蝕破壞。綜上所述，設(shè)計(jì)時(shí)要避免不均勻和多樣性。不同的金屬、氣相空間、熱和應(yīng)力分布不均勻以及體系中各部位間的其他差別，都會(huì)引起腐蝕破壞。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)努力使整個(gè)體系的所有條件盡可能地均勻一致。4.4.2合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)---續(xù)194.4.3消除和調(diào)節(jié)殘余應(yīng)力

由表4-2可知，因焊接和加工時(shí)的殘余應(yīng)力所引起的事故是應(yīng)力腐蝕破壞事故總數(shù)的80％以上。所以在機(jī)械設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)盡可能地減小殘余應(yīng)力，以防止應(yīng)力腐蝕破壞事故的發(fā)生。20消除和調(diào)節(jié)殘余應(yīng)力---方法

1)

采用合理的施焊工藝降低殘余應(yīng)力，并在加工過(guò)程中避免由于裝配不當(dāng)?shù)人斐傻木植繎?yīng)力。

2)

采用熱處理方法減小或消除殘余應(yīng)力。

對(duì)于一般焊接鋼結(jié)構(gòu)采用消除應(yīng)力退火處理即可(見(jiàn)第l章)。注意：奧氏體不銹鋼，在550~850℃的熱處理會(huì)降低耐蝕性，所以希望至少加熱至870℃以上，如果可能，應(yīng)采取加熱至1050℃并急冷的固溶處理?；鼗鸫嘈缘匿?，如800MPa級(jí)的高強(qiáng)度鋼，進(jìn)行消除應(yīng)力退火雖然會(huì)惡化焊接區(qū)的斷裂韌度，但是減小殘余應(yīng)力具有防止應(yīng)力腐蝕裂紋的效果。氫脆型高強(qiáng)度鋼，熱處理消除應(yīng)力的辦法無(wú)助于防止破裂。

總之，熱處理消除應(yīng)力是一項(xiàng)有效的、普遍的防止應(yīng)力腐蝕的措施，但是也有不便之處，尤其是對(duì)大型結(jié)構(gòu)。另外一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)是由具有不同膨脹系數(shù)的不同材料組合成的，也不宜同時(shí)加熱，對(duì)于這些結(jié)構(gòu)可以采用局部熱處理或利用感應(yīng)加熱處理等。

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3)

調(diào)節(jié)殘余應(yīng)力場(chǎng)使構(gòu)件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。

如果熱處理消除殘余應(yīng)力實(shí)行起來(lái)很困難，可以采用噴鋼丸等機(jī)械方法使構(gòu)件表面造成壓應(yīng)力場(chǎng)，以提高構(gòu)件抗應(yīng)力腐蝕的能力。224.4.4控制電位—陰極和陽(yáng)極保護(hù)

如一臺(tái)不銹鋼換熱器，管外含有Cl-的水，因積存在花板與管子間隙之中，引起不銹鋼管應(yīng)力腐蝕破壞。在不銹鋼花板上面加一層較厚的碳鋼板，碳鋼提供犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)作用，用了三年，未發(fā)現(xiàn)不銹鋼管破裂(圖4-9)。而未加碳鋼表層時(shí)，則在使用1-9個(gè)月內(nèi)即破裂。

圖4-9防止不銹鋼換熱器管應(yīng)力腐蝕破壞的結(jié)構(gòu)實(shí)例a)容易造成應(yīng)力腐蝕破壞的結(jié)構(gòu)b)不銹鋼管得到保護(hù)的結(jié)構(gòu)