材料腐蝕的概率是非常大的并且影響擴大化，這往往會造成不可避免的損失，尤其是對于大型石油化工領域造成的經濟損失以及對人員的生命安全造成威脅。應力腐蝕的裂紋擴展速率一般為10-9~10-6m/s。如疲勞，是漸進緩慢的，這種亞臨界的擴展狀況一直大到某一臨界尺寸，使剩余下的斷面不能承受外載時，就突然發生斷裂，所以后續會發生很嚴重的事故。由此可見，對于壓力容器和壓力管道應力腐蝕開裂的研究具有重要意義。

1 壓力容器和壓力管道應力腐蝕開裂機理

01 應力腐蝕是產生的失效現象，是在拉應力作用下，金屬在腐蝕介質中引起的破壞。而應力腐蝕一般認為有陽極溶解和氫致開裂兩種。常見的應力腐蝕的機理是：零件或構件在應力和腐蝕介質作用下，表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞，破壞的表面和未被破壞的表面分別形成陽極和陰極。而在應力腐蝕過程中，經過實驗表明，當金屬加上陽極電流時可以加劇應力腐蝕，但加上陰極電流時則能阻止應力腐蝕，一般認為壓應力對應力腐蝕的影響不大。

02 為防止一些零件的應力腐蝕，首先應合理選擇材料，避免使用對應力腐蝕敏感的材料，可以采用抗應力腐蝕的不銹鋼材料。之后應合理設計零件和構件，減少應力集中。改善腐蝕環境。例如可在腐蝕介質中添加緩蝕劑，也是防止應力腐蝕的措施。采用金屬或非金屬保護層，可以隔絕腐蝕介質的作用。除此之外，采用陰極保護法、電化學保護也可減小或阻止應力腐蝕。

03 陽極溶解理論認為陽極溶解應力腐蝕的機理包括滑移溶解理論、鈍化膜致脆理論、擇優溶解理論、腐蝕促進局部塑形變形導致脆斷等。滑移溶解理論認為，發生應力腐蝕開裂的合金表面有一層鈍化膜，鈍化膜存在局部薄弱點，在應力作用下合金基體內部位錯會沿滑移面產生移動，形成滑移階梯。當滑移階梯的形成而發生相應變形時，鈍化膜就會破裂并裸露出新鮮表面，并與腐蝕介質接觸，發生快速陽極溶解。當溶解相當大的區域后，由于氧氣的吸附，活性離子轉換，又形成表面膜，使溶解區重新進入鈍化狀態，便形成“隧洞”。這時位錯停止沿滑移面滑移并被鎖住，造成位錯重新塞積。在應力作用下，位錯重新開始移動，表面鈍化膜破裂形成無膜區后新露出的表面又快速溶解。經過滑移金屬陽極溶解以及鈍化過程的循環往復最后導致了應力腐蝕裂紋的形成和擴展。

04 氫致開裂理論：陽極為金屬溶解，這一類應力腐蝕就稱為氫致開裂型應力腐蝕。比如，高強鋼在水溶液中的應力腐蝕就是一種氫致開致型應力腐蝕。這就是說，氫致開裂應力腐蝕是氫致滯后開裂的一種表現形式，所以這類應力腐蝕的機理就和氫致滯后開裂機理相同。

2 壓力管道和壓力容器應力腐蝕開裂產生的影響因素

01 應力腐蝕破裂產生的影響因素，比如在一些特定的環境中，硫酸鹽等腐蝕性溶液與作用于合金內部的拉應力相結合的時候，鑄造鎂合金，特別是含鋁鎂合金在低于其屈服強度的靜載荷作用下，具有強烈的應力腐蝕敏感性；而應力腐蝕往往降低材料性能，制約鎂合金的應用。合金成分、力學性能和環境因素對鎂合金應力腐蝕開裂影響嚴重，抑制鎂合金應力腐蝕開裂需要同時控制臨界應力、敏感合金的載荷和應力腐蝕開裂環境三種因素。應力腐蝕破裂是指拉應力和一種特定腐蝕介質共同存在而引起的破裂。鎂合金對應力腐蝕非常敏感，必須加以保護。

02 在處理介質環境因素中，最終導致壓力管道和壓力容器產生應力腐蝕開裂的原因有很多，受到各種因素的影響。比如離子的種類，離子的濃度，pH 等。這些因素通過影響材料的電化學行為等，而對裂紋的形成和拓展過程產生影響。而且在壓力容器中介質因素方面：隨著氯離子濃度的增加也會讓奧氏體不銹鋼應力腐蝕破裂的敏感性增加，但如果溶液中的氯化物濃度過高，那么也會讓破裂的時間減少。所以介質因素也是導致壓力管道和壓力容器應力腐蝕開裂的原因。

03 對于材料應力腐蝕中，因為具有獨特的鮮明特點，應力腐蝕破壞特征，可以幫助我們識別破壞事故是否屬于應力腐蝕，但要綜合考量，不能只憑借一點特征就過早地下結論。

造成應力腐蝕破壞的是靜應力，遠低于材料的屈服強度，而且一般是拉伸應力，這個應力可以是外加應力，也可以是焊接、冷加工或熱處理產生的殘留拉應力。只有特定的合金成分與特定的介質相組合時才會造成應力腐蝕。例如B 黃銅只有在氨溶液中才會腐蝕破壞，而A 黃銅在水中就能破裂。應力腐蝕破壞的端口，其顏色灰暗，表面常有腐蝕產物，而疲勞端口的表面，如果是新鮮端口通常較光滑，有光澤；而在壓力容器中的材料方面可以做出一些改變，如在不銹鋼中增加碳、氮等可以對穩定奧氏體組織有利的元素，這樣可以提高不銹鋼應力腐蝕破裂的敏感性，進而降低破裂情況的發生概率。

3 壓力管道和壓力容器防腐蝕的基本內容

01管道在工作環境中的腐蝕損傷，是關系到裝置的安全性、可靠性以及使用壽命的重要問題。特別是化工裝置的管道，在高溫、低溫、高壓及強腐蝕性介質中使用，與其他工業裝置相比，使用條件非常苛刻，因此壓力管道的防腐蝕設計，就是在設計中為防止腐蝕而采取的較為完善的措施，尤為重要。

02 在考慮防腐蝕材料的選擇上要選擇有良好的耐蝕性能的材料，從腐蝕的速率（一般要求為。05~0.1mm/a），材料有沒有產生局部腐蝕的條件及材料耐局部腐蝕的性能，耐應力腐蝕破裂及腐蝕疲勞性能；防腐蝕強度設計就是對于全面腐蝕的腐蝕裕度的確定，也就是說“腐蝕裕度”，加到原有的壁厚上去。那么在設計時，也要盡量避免使用會產生應力腐蝕破裂的金屬。但在實際生產中難以避免，因此應設法消除殘余應力，以防止應力腐蝕破裂的發生。

03 壓力容器的腐蝕還與后續的制造安裝工藝有著密切關系，所以在之后的各種工藝上的加工制作也都要嚴格把控。為了防止壓力容器腐蝕，在加工上可以采取熱加工成型替代冷加工成型的方法。而對壓力容器應力腐蝕比較嚴重的就要整體進行消除應力熱處理或者有效的局部熱處理。