染色机是一种用于印染行业的压力容器。由于染液中介质成分比较复杂,而且具有一定腐蚀性,所以往往会导致染色机发生泄漏、开裂甚至爆炸等事故,造成重大的经济损失和人员伤亡。染色机所用材料一般为奥氏体不锈钢,对于这种材料在石化行业中的应力腐蚀问题,国内外的学者已展开广泛深入的研究,取得了许多研究成果,但对其在印染环境中的应力腐蚀研究,国内外尚未见报道。因此,开展奥氏体不锈钢在印染环境中应力腐蚀开裂的研究具有重要的实际应用价值,为304和316L不锈钢在印染环境中的应力腐蚀开裂积累了试验数据。本文选择染色机常用材料304和316L不锈钢母材与热影响区为研究对象,采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)和楔形张开加载(WOL)预裂纹试样应力腐蚀试验方法,在实验室条件下模拟印染工作环境,研究了304和316L不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性、应力腐蚀裂纹扩展速率和应力腐蚀临界应力强度因子。本文主要结论如下:

1、304不锈钢的SSRT表明,常温条件下在深色染液环境中母材和热影响区材料均有明显的应力腐蚀倾向;而在浅色染液环境中只有热影响区材料具有明显的应力腐蚀倾向。2、316L不锈钢的SSRT表明,常温条件下母材在深色染液和浅色染液中均无明显应力腐蚀倾向;而热影响区材料在深色染液中有应力腐蚀倾向,在浅色染液中没有明显的应力腐蚀倾向。

3、通过304不锈钢WOL试验,得到母材与热影响区材料在深色染液环境中的应力腐蚀裂纹扩展速率的范围分别为9.46×10-8～9.76×10-8和7.51×10-8～16.2×10-8 ,应力腐蚀临界应力强度因子KISCC分别不大于104.521mm/s mm/s mm/smm/s MPa m和107.085MPa m。

4、通过316L不锈钢WOL试验,得到母材与热影响区材料的应力腐蚀裂纹扩展速率的范围分别为6.62×10-8 mm/s～8.04×10-8 mm/s和6.21×10-8mm/ s～12.9×10-8 mm/s,应力腐蚀临界应力强度因子KISCC分别不大于104.082MPa m和105.601MPa m。

5、比较两种材料的试验数据发现,304不锈钢应力腐蚀敏感性和应力腐蚀裂纹扩展速率均大于316L;对于同一种材料,热影响区材料的应力腐蚀敏感性和应力腐蚀裂纹扩展速率均大于母材。