摘要：奥氏体不锈钢由于其具有良好的力学和化学性能，如韧性和塑性高、质量轻、外形精美等，因此被广泛应用于石油、化工等领域生产设备中。然而，虽然奥氏体不锈钢具有优良的综合性能，很容易出现应力腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等现象。奥氏体不锈钢设备一旦发生腐蚀，不但会造成设备停机，带来经济损失，而且还会危及一线员工的人生安全，影响非常巨大，故对奥氏体不锈钢设备的腐蚀问题进行研究，具有重要意义。
关键词：奥氏体不锈钢；腐蚀；防范措施
引言
奥氏体不锈钢具有优异的耐蚀性能，被广泛应用于石油、化工以及核电等领域。但是其在湿H2S、Cl?等环境中，依然会出现严重的应力腐蚀开裂现象[6-9]。目前，奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂主要存在两种机制：阳极溶解机制和氢致开裂机制。其中阳极溶解机制的核心观点认为，通过应力和腐蚀环境的共同作用，金属局部活化区域内的腐蚀溶解反应加速，最终导致材料的开裂[10-12]。而氢致开裂机制认为，腐蚀过程中形成的氢原子进入金属内部，进而与基体中的缺陷相互作用，导致裂纹的萌生和扩展。尽管上述机制能够解释许多应力腐蚀开裂现象，然而由于奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的复杂性，各理论均存在一定的适用范围。
1奥氏体不锈钢概述
奥氏体不锈钢是指在常温状态下呈稳定奥氏体组织的不锈钢，其具有全面和良好的综合性能，在工业化设备中具有广泛的应用。正因为奥氏体不锈钢的优良综合性能，故在所有不锈钢类型中，奥氏体不锈钢占比高达70%，具有大约50个奥氏体不锈钢牌号，为我国医疗、化工、石油开采等领域做出了突出贡献。通常根据奥氏体不锈钢所含的元素不同，可以分为铬镍奥氏体不锈钢和铬锰奥氏体不锈钢，俗称300系列与200系列。其中300系列的奥氏体不锈钢所含的化学成分主要是镍，故展现出了良好的力学性能和生产工艺性能，但其强度和硬度受到了一定的影响，因此不适用于一些对硬度和强度较高的设备。300系列奥氏体不锈钢的代表性产品就是18-8型不锈钢（304不锈钢），通过在其基础上加上若干元素可以发生演变，如加入Mo可以加强耐点腐蚀和缝隙腐蚀、加入Ni可以加强耐应力腐蚀性能、加入Ni和Cr可以改善高温抗氧化性和强度等。200系列的奥氏体不锈钢则含有的主要化学元素是锰和氮，由于氮元素具有固溶强化的作用，故200系列的奥氏体不锈钢不但具有良好的韧性和塑性，而且强度和得到了改善。根据不同的含氮量，可分为控氮型如254SMO、中氮型如AL-6XN和高氮型如1925hMo。由于奥氏体不锈钢再结晶温度很高，因此其在高温状态下稳定性相对较高，故广泛用作热强钢。在使用之前，通常需要进行固溶处理，从而使组织均匀并消除应力，提高耐腐蚀性和力学性能。
2?奥氏体不锈钢设备腐蚀类型
2.1有机酸腐蚀
损伤描述：金属与低分子有机酸（如甲酸、乙酸、乙二酸等，不含GB30579-2014中单独列明的环烷酸等有机酸接触时会发生的均匀腐蚀或局部腐蚀。碳钢、低合金钢发生甲酸腐蚀时可表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。介质含溴离子时，在醋酸介质中，溴离子活性较大，会加速对金属材料的腐蚀。易发生设备：腐蚀一般多发生在直接输送该有机酸的物料系统，或输送可能生成该有机酸的其他物料系统中。
2.2晶间腐蚀
奥氏体不锈钢设备的晶间腐蚀是指在腐蚀介质的作用下，沿着金属晶粒间的分界面向内部进行扩展而成的腐蚀现象，晶间腐蚀由于破坏了晶粒间的结合，因此材料的机械强度受到了很大的影响。奥氏体不锈钢设备发生晶间腐蚀过程中，其外观没有明显的变化，通常在小于500nm的晶界范围内发生腐蚀，不易被发现，但晶粒间的结合力和力学性能会显著降低，因此其危害性极大，是奥氏体不锈钢应用中的一个极大的难题。
2.3?电偶腐蚀
损伤描述：间苯二甲酸在水中的溶解度随温度升高而增加，304L不锈钢、316L不锈钢、钛材和哈氏合金在各个温度点下，间苯二甲酸溶液中腐蚀速率均很小，但在精制单元，由于采用了较多的钢＋钛复合材料，以及不锈钢＋钛复合结构，容易发生电偶腐蚀。比如加氢反应器采用了钛内件，与反应器复合衬里304L连结处形成电位差，就有可能造成电偶腐蚀，加速不锈钢的腐蚀速度[3]。易发生设备：精制单元设备。
2.4?含溴烟气腐蚀
损伤描述：催化剂生产装置要利用焙烧高温烟气，烟气中含硫元素、氯元素等其他溴离子，设备内部在沉积物下腐蚀，内部形成露点腐蚀。溴离子是活泼的阴离子，比氯离子活性更强，能强烈的吸附在金属表面。由于不锈钢等金属材料中或多或少的存在一些杂质或者表面钝化膜局部破损，溴离子很容易在这些位置侵蚀金属，使不锈钢发生点蚀。此外，对于含溴离子，温度的影响更为显著。
3、奥氏体不锈钢设备腐蚀的防范措施
3.1?改进设备的结构和加工工艺
在奥氏体不锈钢设备加工制造过程中，不可避免地会产生应力集中、残余应力或缝隙，而这些应力和缝隙是导致奥氏体不锈钢设备发生腐蚀的重要因素，因此可以通过改进设备的一些结构和加工工艺，使其隐患降到最低。
3.2其他防护措施
（1）因介质中不可避免的会含有卤素离子溴离子、氯离子，建议对设备表面的不连续缺陷及时修复，减少腐蚀加速的情况出现；（2）对腐蚀较为严重的设备，建议升级设备材质、更换现有设备；（3）较多设备外壁防腐层破损的情况发生，建议加强对设备外防腐层的保护与监管，降低设备的腐蚀速率；（4）由于部分设备选用的了不同类别的金属材料进行了建造，建议今后加强检查碳钢和不锈钢连接部位，设置良好的绝缘措施，否则很容易在与不锈钢连接的碳钢侧、与钛材连接的碳钢/不锈钢侧发生电偶腐蚀[4]；（5）监控介质中卤素离子含量监控，加强发现腐蚀的设备定点测厚等在线检测；（6）涂层衬里及无机非金属涂层，玻璃钢、橡胶等材料只能在常温状态使用，而纳米复合乳液/涂料涂料衬里，有关试验表明，纳米复合乳液/涂料的抗化学渗透性是玻璃钢的4 倍以上，部分产品可高达玻璃钢的6 ～ 7 倍，绝大程度上解决因“返锈”而导致衬层剥离、脱落等问题，隔绝腐蚀介质中分子、溴离子及气体的渗透。
结束语
随着工业技术的发展，奥氏体不锈钢的化学成分将会不断改善，综合性能将会越来越高，使用范围也将越来越广泛。但奥氏体不锈钢设备腐蚀问题一直是个难题，常见的腐蚀类型有应力腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀以及缝隙腐蚀，如果对腐蚀问题不加以防范，将会产生严重的后果。尤其是像一些化工设备如压力容器盛装的大部分是有毒有害介质，一旦因为腐蚀原因发生泄漏将会造成严重的影响。因此，在奥氏体不锈钢设备使用过程中，一定要根据实际情况，采取有效措施，防止或延缓腐蚀现象的发生。
参考文献
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