Abstract
本篇論文主要探討現場熱交換器所使用之321型不□鋼發生破裂的原因。輔之以文獻及實驗室的模擬環境來瞭解環境因子對321型不□鋼孔蝕及應力腐蝕行為，另外並以316、316L傳統沃斯田不□鋼及2205雙相不□鋼做為比較，以提供改善現場環境或選擇新材料的參考。 為了模擬現場環境，採用日本工程防蝕學會(JSCE)，發展以硫代硫酸根代替硫化氫來評估材料在H2S＋Cl－應力腐蝕的行為。實驗的進行，以電化學極化測試及慢應變速率拉伸試驗，瞭解模擬環境中環境因子對孔蝕及應力腐蝕敏感度的影響，並配合高溫高壓U-Bend浸泡試驗，以期更接近現場熱交換器所處之腐蝕環境。 實驗結果顯示，氯離子濃度影響孔蝕及保護電位甚巨，且氯離子的存在亦使抗拉強度大為下降；而溫度或溶液酸度的提升，均使鈍態膜更不具保護性，並且加速硫代硫酸根的分解，使孔蝕更易成核，進而誘發應力腐蝕破裂。實驗統計法歸納八組拉伸試驗的數據顯示：溫度效應＞pH值效應＞氯離子濃度效應。另外針對321不□鋼外加電位拉伸實驗發現在高電位的孔蝕區拉伸時，機械性質大幅劣化，而在鈍態區拉伸則仍維持不錯之機械性質 ，由此可知，孔蝕的發生在此實驗環境下實為引發應力腐蝕的主因。 高溫高壓U-Bend浸泡試驗則發現80℃比300℃破損程度更為嚴重，原因為腐蝕層的保護性和緻密度不同所致。四種材料在以上實驗中的比較均顯示雙相不□鋼有最優異的抗孔蝕及應力腐蝕能力，316及316L型不□鋼次之，321型不□鋼則最差。而321型不□鋼中的TiC大小及Ti/C的比值影響其抗孔蝕及應力腐蝕能力，亦不容忽視。 由以上結果與討論，現場熱交換器所採用的321型不□鋼實不能安全使用於硫化氫含氯鹽的環境中，故熱交換器材料的選擇實有再考慮的必要。