造成碳钢应力腐蚀破裂的敏感物质包括氯离子、硫化氢、氨、碳酸根离子等。这些物质与碳钢表面形成一种薄膜,导致其在受力作用下发生腐蚀和疲劳破裂。特别是在高温和高压环境下,这些敏感物质会加速碳钢的应力腐蚀破裂过程。因此,在工程实践中,需要对这些敏感物质进行监测和控制,以防止碳钢材料发生应力腐蚀破裂,确保设备和结构的安全运行。
应力腐蚀破裂是金属在应力(拉应力)和腐蚀性介质的共同作用下(并有一定的温度条件)所引起的破裂。
应力腐蚀较为复杂当应力不存在时腐蚀裂纹发展很慢,以至在材料寿命期内不发生开裂;当有应力并达到一定的水平后,金属会在腐蚀并不严重的情况下发生破裂,由于这样的破裂是脆性的,并没有明显预兆,容易造成灾难性事故。
可能产生应力腐蚀破裂的金属材料和环境组合主要有以下几种:
1、对碳钢和低合金钢,介质有碱液,硝酸盐溶液,无水液氨,湿硫化氢,醋酸等;
2、对奥式体不锈钢,介质有氯离子,氯化物+蒸汽,硫化氢,碱液等;
3、对含钼奥式体不锈钢,介质有碱液,氯化物水溶液,硫酸+硫酸铜的水溶液等;
4、对黄铜,介质有氨气及溶液,氯化铁,湿二氧化硫等,
5、对钛,介质有含盐酸的甲醇或乙醇,熔融氯化钠等;
6、对铝,介质有湿硫化氢,含氢硫化氢,海水等。
由于应力腐蚀破裂是金属在特定腐蚀介质和拉应力的共同作用下发生的,所以应力腐蚀破裂的发生是有条件的,一是只有拉应力才会引起应力腐蚀破裂,
二是材料对它所处的环境是敏感的,也就是环境中有使材料可能发生应力腐蚀破裂的特定介质,或者说材料在环境中发生应力腐蚀破裂,对环境中介质具有选择性,这种选择性形成了材料―环境的特定组