中石化曾做过统计，静设备故障主要是腐蚀穿孔或焊缝开裂、砂眼等。静设备故障中，腐蚀原因占比近1/3，其次是检维修、安装质量、制造质量，静设备故障原因如图1所示。

图1 静设备故障原因

奥氏体不锈钢的连多硫酸应力腐蚀开裂是加氢裂化装置停工检修期间经常遇到的一种腐蚀失效类型。本文将结合GB/T 30579-2022《承压设备损伤模式识别》来介绍连多硫酸应力腐蚀开裂的损伤描述及损伤机理、损伤形态、受影响的材料、主要影响因素，以及探讨加氢裂化装置应对连多硫酸应力腐蚀开裂的可行防护措施。

一、损伤描述及损伤机理

停工期间（或开车阶段）设备表面的硫化物腐蚀产物与空气和水反应生成连多硫酸（H2SxO6，x=3~6），造成敏化的300系列不锈钢产生开裂（易发生在高应力区域或焊接接头热影响区），裂纹一般为沿晶扩展。

这种开裂与300系列不锈钢在经历高温阶段时碳化铬在晶界析出，晶界附近的铬浓度减少，形成局部贫铬区有关。

二、损伤形态

易发生在300系列不锈钢的敏化区域，多为沿晶型开裂，开裂可能在短短几分钟或几小时内沿厚度方向迅速扩展，并穿透管道和部件。

图2 连多硫酸应力腐蚀开裂微观形貌 200×

三、受影响的材料

300系列不锈钢、因科耐尔合金600或600H、因科镍合金800或800H。

四、主要影响因素

连多硫酸应力腐蚀开裂的主要影响因素为：

（1）当环境、材料和应力的共同作用满足条件时，就可能发生开裂：

a. 环境：金属部件在硫化物环境中表面形成硫化物，硫化物与空气和水反应生成连多硫酸；

b. 材料：材料处于敏化状态或为敏感性材料；

c. 应力：存在残余应力或载荷引起的外加应力，大多数部件的残余应力通常就足以促成开裂。

通常认为连多硫酸应力腐蚀开裂的发生需同时具备3个条件，即奥氏体不锈钢的敏化、连多硫酸的形成和应力存在。

（2）敏化：受影响的金属在制造、焊接或高温使用环境中会发生敏化，在金属晶界上形成碳化铬。敏化程度取决于材料成分、受热历史等因素。一般敏化会在400~815 ℃的温度范围内发生。

（3）碳含量：304或304H、316或316H等常规碳含量的不锈钢，焊接接头热影响区对敏化尤其敏感。L级低碳牌号（碳含量小于0.03%）的不锈钢则不太敏感，通常进行焊接也不会受到敏化影响。只要长期工作温度不超过400 ℃，L级牌号的300系列不锈钢就不会敏化。

有试验研究表明：连多硫酸腐蚀环境下不同类型奥氏体不锈钢的开裂敏感性由大到小依次为：304＞304L＞316＞321＞316L。

五、易发生的装置或设备

易发生连多硫酸应力腐蚀开裂的装置或设备为：

（1）含硫环境中使用敏化合金的所有装置，损伤多见于热交换器管束、加热炉炉管和管道；

（2）燃料为燃油、燃气、焦炭和大多数其他燃料的加热炉和高温设备，因燃料中硫含量可能受到不同程度的影响；

（3）流化床催化裂化装置的冷却环、风室、滑阀、旋分器部件、波纹管膨胀节和管道；

（4）加氢装置的加热炉炉管、进料/出料热交换器管束、波纹管膨胀节；

（5）常减压装置和焦化装置的管道。

六、主要预防措施

连多硫酸应力腐蚀开裂的主要预防措施包括：

（1）停工过程中或停工后立即用碱液或苏打粉溶液冲洗设备，以中和连多硫酸，或在停工期间用干燥的氮气，或者氨气和氨混合气进行保护，以防止接触空气；

（2）加热炉保持燃烧室温度始终在露点温度以上，防止在加热炉管表面形成连多硫酸；

（3）选用不易敏化的材质，如稳定化奥氏体不锈钢、低碳奥氏体不锈钢、双相不锈钢或镍基合金。

选材方面的主要措施为连多硫酸应力腐蚀开裂环境下，应选用低碳含量或加入Ti、Nb等稳定元素的奥氏体不锈钢，以抑制不锈钢晶间贫铬的发生。

此外，有研究指出，奥氏体不锈钢中的铁素体含量以10％为界，超过10％就不会再发生晶间腐蚀开裂。

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