染色機(jī)是一種用于印染行業(yè)的壓力容器。由于染液中介質(zhì)成分比較復(fù)雜,而且具有一定腐蝕性,所以往往會導(dǎo)致染色機(jī)發(fā)生泄漏、開裂甚至爆炸等事故,造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。染色機(jī)所用材料一般為奧氏體不銹鋼,對于這種材料在石化行業(yè)中的應(yīng)力腐蝕問題,國內(nèi)外的學(xué)者已展開廣泛深入的研究,取得了許多研究成果,但對其在印染環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕研究,國內(nèi)外尚未見報(bào)道。因此,開展奧氏體不銹鋼在印染環(huán)境中應(yīng)力腐蝕開裂的研究具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,為304和316L不銹鋼在印染環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂積累了試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本文選擇染色機(jī)常用材料304和316L不銹鋼母材與熱影響區(qū)為研究對象,采用慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)(SSRT)和楔形張開加載(WOL)預(yù)裂紋試樣應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法,在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬印染工作環(huán)境,研究了304和316L不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性、應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率和應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子。本文主要結(jié)論如下:

1、304不銹鋼的SSRT表明,常溫條件下在深色染液環(huán)境中母材和熱影響區(qū)材料均有明顯的應(yīng)力腐蝕傾向;而在淺色染液環(huán)境中只有熱影響區(qū)材料具有明顯的應(yīng)力腐蝕傾向。2、316L不銹鋼的SSRT表明,常溫條件下母材在深色染液和淺色染液中均無明顯應(yīng)力腐蝕傾向;而熱影響區(qū)材料在深色染液中有應(yīng)力腐蝕傾向,在淺色染液中沒有明顯的應(yīng)力腐蝕傾向。

3、通過304不銹鋼WOL試驗(yàn),得到母材與熱影響區(qū)材料在深色染液環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率的范圍分別為9.46×10-8～9.76×10-8和7.51×10-8～16.2×10-8 ,應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子KISCC分別不大于104.521mm/s mm/s mm/smm/s MPa m和107.085MPa m。

4、通過316L不銹鋼WOL試驗(yàn),得到母材與熱影響區(qū)材料的應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率的范圍分別為6.62×10-8 mm/s～8.04×10-8 mm/s和6.21×10-8mm/ s～12.9×10-8 mm/s,應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子KISCC分別不大于104.082MPa m和105.601MPa m。

5、比較兩種材料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),304不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性和應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率均大于316L;對于同一種材料,熱影響區(qū)材料的應(yīng)力腐蝕敏感性和應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率均大于母材。