D.6.4 氯化物应力腐蚀开裂(Chloride Stress Corrosion Cracking，CLSCC)

D.6.4.1 氯化物应力腐蚀开裂机理和规律如下。

a) 氯化物应力腐蚀开裂是奥氏体不锈钢，尤其是常用的304、316不锈钢最常见的失效模式。发生氯化物应力腐蚀破裂的机理，在其诱发孕育期大都与上述点蚀基本相同，都经历了钝化膜被击穿，随后经“自催化过程”形成蚀坑，其后在应力与温度的作用下，在缺陷(蚀坑或裂纹)尖端“自催化过程”更为加剧、金属快速溶解，形成穿晶带树枝状分枝的裂纹，裂纹间隙的电子探针可见高浓度的氯化物腐蚀产物。奥氏体不锈钢发生CLSCC的应力阈值较低，且一般由冷加工应力或焊接残余应力引起，与载荷应力关系不大。氯化物应力腐蚀开裂概率与镍含量的关系见图D.5：

1) 300系列奥氏体不锈钢对氯化物应力腐蚀开裂最为敏感；304不锈钢的CLSCC阈值温度为20℃左右，316不锈钢阈值温度为50℃左右；

2) 双相钢、铁素体不锈钢及镍含量30%以上的镍基合金对氯化物应力腐蚀开裂几乎是免疫的；

3) 提高Mo含量可提高CLSCC阈值温度，含6%Mo的AL-6XN的CLSCC阈值温度可达240℃左右。

b) 从腐蚀环境(介质)来看，氯离子浓度越高、pH越低，CLSCC发生的概率越高；但氯离子含量从几百万分之一直至几百分之一、pH从1到10的条件下都有发生CLSCC的事例。在破裂断口的腐蚀产物分析可见：氯离子可浓缩数百倍达数百分之一、同时pH≈0。可见除了自催化过程外，氯离子的沉积、蒸发、干湿交替是诱发点蚀及CLSCC的重要因素。导致发生CLSCC的氯离子质量分数往往取决于整个服役期间(包括水压、使用、维修等过程)氯离子的最高质量分数。

c)60℃以上时，温度越高，CLSCC发生的概率越高；发生CLSCC的温度往往取决于整个服役期间(包括水压、使用、维修等过程) 的最高温度。以60℃~80℃作为点蚀及CLSCC的分界点，主要原因如下：

1) 温度越高，SCC的腐蚀速率加快且超过点蚀的腐蚀速率，因此失效模式就表现为CLSCC；

2) 温度越高，氯离子的浓缩概率越大；60℃以下CLSCC发生的概率较低，而点蚀的概率较高，但在临界条件也有常温发生CLSCC的案例。

D.6.4.2 氯化物应力腐蚀开裂的影响因素(以304L材质为例)如下。

a) 氯离子质量分数、温度对304L的影响见表D.3。

b) 下列情况将提高表D.3的CLSCC风险等级：

1) 材料敏化；

2) 表面质量差(钝化膜完整性、酸洗钝化、污染、氧化色、机械损伤等)；

3) 铁离子污染；

4) 材料纯净度差；

5) 冷加工变形或易切削级不锈钢；

6) 已存在点蚀或锈斑；

7) 存在缝隙、未焊透之类结构缺陷；

8) 频繁开停车或温度波动。

D.6.4.3 控制氯化物应力腐蚀开裂的对策如下：

a) 规避D.6.4.2所述的不利因素，降低CLSCC风险等级；

b) 表面涂(喷)非金属涂层或热喷铝，采用包裹铝箔应对外壁绝热层下腐蚀(CUI)；

c) 采用点蚀指数(PRE)更高的材料或图D.5所示对CLSCC免疫的材料；

d) 加注缓蚀剂或采用阴极保护；

e) 在未彻底清除氯化物应力腐蚀开裂区域前，不能采取焊补措施。