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目 录1

第1章压力容器腐蚀概论1

1.1 压力容器安全运行与腐蚀的关系1

1.2 压力容器腐蚀的危害及防腐蚀的重要意义1

1.3腐蚀与腐蚀环境3

1.4压力容器腐蚀的分类3

2.2.1 化学腐蚀5

2.2 压力容器均匀腐蚀的腐蚀机理5

2.1 压力容器均匀腐蚀的形态5

第2章压力容器的均匀腐蚀及其控制5

2.2.2 电化学腐蚀13

2.3 压力容器均匀腐蚀的主要影响因素19

2.3.1 影响金属化学腐蚀速率的因素19

2.3.2 影响金属电化学腐蚀速率的因素24

2.4压力容器均匀腐蚀的控制36

2.4.1 正确选用金属材料和制定合理的加工工艺36

2.4.2选择合理的结构设计37

2.4.3腐蚀介质处理37

2.4.4 电化学保护38

2.4.5覆盖层保护42

2.5 压力容器均匀腐蚀破坏举例与分析56

第3章压力容器应力腐蚀的原理与判据59

3.1压力容器应力腐蚀概述59

3.1.1定义与特征59

3.1.2应力腐蚀断裂发生的条件66

3.1.3压力容器应力腐蚀断裂的危害66

3.2压力容器应力腐蚀的原理67

3.2.1 环境因子方面的假设和理论67

3.2.2金属因子方面的假设和理论71

3.2.3 应力因子方面的假设和理论74

3.3压力容器应力腐蚀的影响因素78

3.3.1 力学因素78

3.3.2 环境因素78

3.3.3 冶金因素82

3.4 断裂力学在压力容器应力腐蚀断裂及控制研究中的应用88

3.4.1 安全设计方面88

3.4.2 指导合理选材、用材89

3.4.5 正确评价结构可靠性，防止事故90

3.4.3 改进制造工艺，提高产品质量90

3.4.4 制定科学检验标准90

3.5 线弹性断裂力学的断裂判据91

3.5.1 应力强度因子KI及其计算91

3.5.2 平面应力与平面应变99

3.5.3 平面应变的断裂韧性KIC及其测定99

3.5.4 线弹性断裂力学的断裂判据103

3.5.5 断裂力学解决强度问题的方法及其应用105

3.6 弹塑性断裂力学的断裂判据107

3.6.1 弹塑性断裂的基本特征107

3.6.2 弹塑性断裂的分析方法107

3.7 压力容器裂纹在应力腐蚀中的扩展规律和寿命估算117

3.7.1 压力腐蚀临界应力强度因子117

3.7.2 应力腐蚀裂纹扩展速率119

3.7.3 应力腐蚀下压力容器的寿命估算120

3.8压力容器应力腐蚀计算举例120

4.1 压力容器结构特征和应力水平对应力腐蚀的影响124

4.1.1 普通内压圆筒压力容器124

第4章压力容器结构特征和应力水平对应力腐蚀的影响及消除对策124

4.1.2 普通外压圆筒压力容器126

4.1.3球形压力容器129

4.1.4高压容器139

4.1.5超高压容器161

4.1.6 无缝气瓶166

4.1.7高温压力容器171

4.1.8低温压力容器178

4.2.1 各类结构压力容器结构特征和应力水平对应力腐蚀影响对比185

4.2 控制压力容器结构特征和应力水平对其应力腐蚀影响的途径185

4.2.2 控制压力容器产生应力腐蚀的途径191

第5章材料与腐蚀介质组合对压力容器应力腐蚀的影响及控制对策194

5.1 低碳钢和普通低合金钢与腐蚀介质组合的应力腐蚀及其控制对策194

5.1.1 碱脆194

5.1.2 硝脆199

5.1.3液氨引起的应力腐蚀204

5.1.4硫化物应力腐蚀破裂205

5.1.5 工业冷却水引起的应力腐蚀222

5.1.6碳酸盐引起的应力腐蚀233

5.2 高强度及中强度结构钢的应力腐蚀236

5.2.1 近中性水溶液对高强度及中强度结构钢引起的应力腐蚀238

5.2.2 高温水引起的高强度和中强度钢的应力腐蚀240

5.2.3 （H2SO4+HNO3）混合酸引起的高强度钢和中强度钢的应力腐蚀242

5.3 不锈钢的应力腐蚀242

5.3.1 不锈钢及其耐蚀特征242

5.3.2 高温碱在奥氏体不锈钢压力容器中引起的应力腐蚀245

5.3.3 硫酸对奥氏体不锈钢引起的应力腐蚀247

5.3.4 连多硫酸对奥氏体不锈钢引起的应力腐蚀249

5.3.5 氯化物水溶液对奥氏体不锈钢引起的应力腐蚀250

5.3.6 高温水对奥氏体不锈钢引起的应力腐蚀255

5.3.7 尿素生产中引起的应力腐蚀257

5.3.8控制不锈钢应力腐蚀破裂的主要途径266

5.4 有色金属合金压力容器的应力腐蚀270

5.4.1 铜合金的应力腐蚀270

5.4.2 铝合金的应力腐蚀284

5.4.3 钛合金的应力腐蚀292

5.4.4 锆及锆合金在核电站中水反应堆的应力腐蚀303

5.4.5 镍合金的应力腐蚀312

5.4.6镁合金的应力腐蚀316

第6章部分特殊压力容器的应力腐蚀破裂及控制途径321

6.1 制冷装置用压力容器321

6.1.1 制冷剂与吸收剂321

6.1.2 制冷装置压力容器用材料323

6.1.3制冷装置用压力容器结构特点325

6.1.4 薄管板结构326

6.1.5制冷装置压力容器的应力分析328

6.2.2核工业设备中的腐蚀329

6.2.1 核工业中腐蚀性介质和环境的特征329

6.2核工业压力容器329

6.2.3 辐射线对水及水溶液的分解作用333

6.2.4 辐射线对电化学过程的影响335

6.3 液化气体储存压力容器342

6.3.1 液化气体的性质343

6.3.2液化气体储存压力容器的结构与材料346

6.4移动式压力容器350

6.5 快速开关盖式压力容器353

6.5.1 快开式压力容器的应用领域和基本要求353

6.5.2 快开式压力容器用材料355

6.6 非圆形截面压力容器356

6.6.1 非圆形截面容器的结构357

6.6.2 非圆形截面容器的应力计算360

6.6.3 非圆形截面压力容器应力计算的简化369

6.7 热电厂装置的应力腐蚀372

6.7.1 铆接锅炉的苛性脆化373

6.7.2 碱腐蚀引起的应力腐蚀破裂373

6.7.3 酸腐蚀引起的锅炉应力腐蚀破裂375

6.7.5 凝汽器铜管的应力腐蚀破裂377

6.7.4 高温锅炉中奥氏体钢由氯离子引起的应力腐蚀破裂377

第7章压力容器的点腐蚀379

7.1 概述379

7.2 点腐蚀的影响因素380

7.2.1 环境因素380

7.2.2材料因素387

7.3 点蚀机理402

7.3.1 点蚀的产生402

7.3.2点蚀的发展405

7.3.3 点蚀生长动力学408

7.3.4 点蚀孔的形状409

7.4 几种常用金属材料的点蚀410

7.4.1碳钢的点蚀410

7.4.2铜的点蚀412

7.4.3铝的点蚀413

7.4.4锌的点蚀413

7.4.5 其他金属的点蚀414

7.5 点蚀和其他类型腐蚀之间的关系414

7.5.1 点蚀和缝隙腐蚀的异同点414

7.5.2 点蚀与应力腐蚀破裂及腐蚀疲劳之间的关系415

7.6 点蚀的防护与控制措施416

7.6.1 点蚀缓蚀剂416

7.6.2 阴极保护419

7.6.3合理选择耐蚀材料419

第8章压力容器的晶间腐蚀421

8.1 概述421

8.1.1 晶间腐蚀的基本概念421

8.1.2 有关晶间腐蚀的某些金属学知识422

8.1.3 TTT曲线和TTS图425

8.1.4 刀口腐蚀——晶间腐蚀的特殊形态426

8.2 各种合金的晶间腐蚀倾向427

8.2.1 奥氏体不锈钢427

8.2.2铁素体不锈钢431

8.2.3 马氏体不锈钢433

8.2.4 奥氏体－铁素体双相不锈钢433

8.2.5 铁基高镍耐蚀合金433

8.2.6镍基耐蚀合金435

8.2.7铝及其合金437

8.2.9其他金属材料439

8.2.8铜合金439

8.3 晶间腐蚀机理440

8.3.1 综述440

8.3.2贫乏论440

8.3.3 沉淀相亚稳论442

8.3.4 亚稳沉淀相理论444

8.3.5 亚稳相溶解理论（含晶界吸附学说）445

8.3.6 应力论446

8.3.7沉淀相形貌论448

8.3.8腐蚀电化学理论449

8.4.1冶金因素450

8.4 晶间腐蚀的影响因素450

8.4.2 热处理因素459

8.4.3加工工艺460

8.4.4环境因素461

8.5 压力容器晶间腐蚀的防护及控制措施461

8.5.1 防止和控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀的措施461

8.5.2 防止和控制铁素体不锈钢晶间腐蚀的措施461

8.5.3 防止其他合金晶间腐蚀的措施462

9.1.1 成分选择性腐蚀的发生条件和破坏形式463

9.1 概述463

第9章压力容器的成分选择性腐蚀463

9.1.2 合金在水溶液介质中的成分选择性腐蚀464

91.3 合金在高温条件下的选择性腐蚀469

9.2 成分选择性腐蚀的影响因素469

9.2.1 合金成分的影响469

9.2.2 组织和热处理的影响470

9.2.3 介质的影响471

9.2.4 温度的影响472

9.3.1再沉积理论473

9.3 成分选择性腐蚀机理473

9.3.2 选择溶解理论（剩余理论）474

9.4 成分选择性腐蚀的防止和控制措施482

9.4.1控制合金成分482

9.4.2 热处理和组织控制484

9.4.3 介质的处理和缓蚀剂485

9.4.4其他防护方法486

10.1 氢致开裂的机理及其影响因素487

10.1.1 概述487

第10章压力容器的氢致开裂487

10.1.2氢腐蚀488

10.2 高温高压氢腐蚀的机理与防护控制措施495

10.2.1 高温高压氢腐蚀的机理495

10.2.2 高温高压氢腐蚀的影响因素496

10.2.3 高温高压氢腐蚀的防护及抑制措施497

10.3 低压高温氢腐蚀的机理与防护控制措施499

10.3.1低压高温氢腐蚀的机理499

10.4 氢鼓泡及白点的机理与防护抑制措施501

10.4.1 氢鼓泡的机理及防护抑制措施501

10.3.2 防护抑制措施501

10.4.2 白点的产生机理及防护抑制措施504

10.5氢脆507

10.5.1 可逆的内氢脆507

10.5.2环境氢气脆化511

10.5.3氢脆机理513

10.5.4氢化物脆化516

第11章压力容器的缝隙腐蚀520

11.1概述520

11.2.1 影响缝隙腐蚀的几何因素522

11.2 缝隙腐蚀的影响因素522

11.2.2环境因素523

11.2.3材料因素527

11.3缝隙腐蚀机理534

11.3.1 浓差电池机理534

11.3.2 缝隙腐蚀的一元化机理536

11.4 缝隙腐蚀的控制与防护措施538

12.1.2 腐蚀疲劳的特征540

12.1.1基本概念540

12.1 概述540

第12章压力容器的腐蚀疲劳540

12.1.3 腐蚀疲劳的过程541

12.2腐蚀疲劳机理541

12.2.1 气相腐蚀疲劳机理541

12.2.2 液相腐蚀疲劳机理542

12.3 交变载荷下的形变与断裂542

12.3.1 应力－应变曲线542

12.3.2 应变寿命曲线544

12.4 影响腐蚀疲劳寿命的因素546

12.4.1低周疲劳547

12.4.2 高周疲劳549

12.5 裂纹的形成与扩展及其影响因素551

12.5.1裂纹的形成551

12.5.2 影响裂纹扩展的因素552

12.6 腐蚀疲劳的防护及控制措施555

13.1微动腐蚀557

13.1.1现象与机理557

第13章压力容器的摩耗腐蚀557

13.1.2 微动腐蚀的防护及控制措施558

13.2冲击腐蚀559

13.2.1 冲击腐蚀现象及影响因素559

13.2.2 冲击腐蚀的防护控制措施560

13.3空泡腐蚀561

13.3.1 空泡腐蚀的现象及影响因素561

13.3.2 空泡腐蚀的肪护及控制措施562

14.1.1 压力容器腐蚀监测的意义564

14.1.2 采用腐蚀监测的理由564

14.1概述564

第14章压力容器腐蚀的监测564

14.1.3 压力容器腐蚀监测技术综述565

14.2电阻法569

14.2.1概述569

14.2.2仪器装置569

14.2.3探头设计570

14.2.4 安装及使用571

14.2.5误差来源572

14.3.1概述573

14.3 极化阻力技术573

14.3.2监测仪表574

14.4电位监测580

14.4.1概述580

14.42监测仪表581

14.4.3 探头设计581

14.4.4 电位监测的应用582

14.4.5 适用范围584

14.5.1概述585

14.5 无损检验（NDE）技术585

14.5.2 光学法586

14.5.3 磁粉法和染色渗透技术586

14.5.4 涡流技术586

14.5.5超声技术587

14.5.6放射性显示技术587

14.6.1挂片试验588

14.5.9探测块及类似器件588

14.6 挂片试验、分析法和氢监测588

14.5.8 声发射技术588

14.5.7 热象显示技术588

14.6.2 分析法和氢监测590

14.7压力容器腐蚀监测技术的实例592

14.7.1压力管道厚度监测592

14.7.2冷却器泄漏监测592

14.7.3 工业冷却水中缓蚀剂加入量的控制593

14.7.4 蒸馏塔的应力腐蚀破裂593

14.7.5 间歇加工过程中的腐蚀问题595

14.7.6 既定过程中的意外腐蚀596

14.7.7 空泡腐蚀监测597

14.8 腐蚀监测技术的发展趋势597

14.8.1 原电池测量——零电阻电流表597

14.8.2 原电池测量——阳极激发技术600

14.8.3 交流阻抗测量601

14.8.4谐振频率测量602

14.8.5 应用激光测定氧化膜厚度602

14.8.6 放射化学技术——薄层激活技术602

参考文献604

附录部分非法定单位换算关系606