1 损伤描述及损伤机理

与碱溶液接触的设备和管道表面发生的应力腐蚀开裂，多出现在未进行消除应力热处理的焊缝附近，它可在几小时或几天内穿透整个设备或管线的壁厚。

碳钢在高温下与水蒸气产生如下的化学反应：

在这个反应中，如存在氢氧化钠，可起催化作用，反应生成的四氧化三铁

Fe3O4覆盖在钢材表面，形成一层保护膜。局部拉伸应力过高时会破坏保护膜，在金属表面形成最初的腐蚀裂纹。氢氧化钠可在裂纹中富集，形成电偶腐蚀。裂纹尖端区域为阳极，裂纹周围的保护层为阴极，形成小阳极大阴极的

结构，加上拉伸应力的作用，使裂纹迅速扩展，最终发生断裂。

2 损伤形态

a）碱应力腐蚀开裂通常出现在靠近焊缝的母材上，沿着与焊缝平行的方向扩展，也可能出现在焊缝和热影响区；

b）碱应力腐蚀开裂裂纹细小，多呈蜘蛛网状，起源于有局部应力集中的焊接缺陷处；

c）碳钢和低合金钢的开裂主要呈沿晶扩展，裂纹内常充满氧化物；

d）300系列不锈钢的开裂主要呈穿晶型扩展，和氯化物应力腐蚀开裂裂纹形貌相似，难以区分。

3 受影响的材料

碳钢、低合金钢、300系列不锈钢较为敏感。镍基合金耐碱应力腐蚀开裂能力较强。

4 主要影响因素

a）浓度：碱浓度超过5%（质量分数）时开裂就可能发生，随碱浓度升高，开裂敏感性升高。存在介质浓缩条件时（如：干湿交替、局部加热或高温蒸汽吹扫等），碱浓度达到50×10-6~100×10-6时就足以引发开裂。

b）温度：随温度继续升高，开裂敏感性增高。

c）残余应力：焊接或冷加工（如弯曲和成型）残余应力均可成为开裂的应力条件，通常应力要达到屈服应力时开裂才会发生。

d）伴热：工厂经验表明有伴热的管线，或未经焊后热处理的碳钢管道和设备蒸汽吹扫时开裂可能性较高。

5 易发生的装置或设备

a）苛性碱处理的设备和管线，包括脱硫化氢和脱硫醇装置，以及硫酸烷基化和氢氟酸烷基化装置中使用的碱中和设备。常减压装置的常压塔进料有时注入苛性碱来控制氯化物含量。

b）伴热设置不合理的设备和管线，以及加热盘管和其他传热设备可能发生开裂。

c）在苛性碱环境中使用，然后进行蒸汽吹扫的设备。

d）锅炉中锅炉给水过热，使锅炉管局部出现干湿交替，产生碱液浓缩的部位。

e）乙烯裂解装置中裂解与急冷系统：急冷水塔釜的急冷水回流流程，包括急冷水塔釜及相连管道；工艺水汽提塔塔釜工艺水部分回流、部分去稀释蒸汽发生系统的流程，包括工艺水汽提塔釜、蒸汽发生器底部、凝液分离罐底部、热交换器管程及流程中的管道。

6 主要预防措施

a）合理选材；

b）消应力热处理；

c）未消应力热处理的碳钢管线和设备，不能直接进行蒸汽吹扫，应在蒸汽吹扫前水洗，如无法水洗就只能用低压蒸汽进行短时间吹扫；

d）常减压装置的高温原油预热流程的注碱系统，可通过优化设计，以及合理进行注入操作使碱与原油在到达预热段前充分混合；

e）尽可能不设伴热线，如设伴热线也不能间歇使用。

7 检测或监测方法

a）目视检测、磁粉检测、射线成像检测、涡流检测或漏磁检测等技术均可用以检测裂纹，检测前应对检测表面先进行清理；

b）裂纹中多充满积垢，不宜采用渗透检测；

c）可用超声波端点衍射技术等技术测量裂纹自身高度；

d）可用声发射检测技术监测裂纹是否会扩展。

8相关或伴随的其他损伤

碱应力腐蚀开裂、连多硫酸应力腐蚀开裂。