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Unter Spannungsrisskorrosion metallischer Werkstoffe versteht man das Phänomen der Korrosionsrissbildung, das durch die kombinierte Wirkung von statischer Zugkraft und korrosiven Medien verursacht wird. Es unterscheidet sich von Schäden, die allein durch Stress verursacht werden. Diese Art von Korrosion kann auch unter extrem niedrigen Belastungsbedingungen auftreten. ； Es unterscheidet sich auch von Schäden, die einfach durch Korrosion verursacht werden. Auch extrem schwach korrosive Medien können zu Korrosionsrissen führen. Sie entwickelt sich oft schnell und plötzlich ohne Vorwarnung und führt leicht zu schweren Unfällen. Es handelt sich also um eine sehr schädliche Form der Zerstörung. Entsprechend der elektrochemischen Reaktion im Rissentstehungsprozess lässt sich Spannungskorrosion in zwei grundlegende Kategorien einteilen:: Anodisch reaktionsempfindlicher Typ und kathodisch reaktionsempfindlicher Typ. Anodische reaktionsempfindliche Spannungskorrosion bedeutet, dass der Entstehungs- und Entwicklungsprozess dieser Art von Spannungskorrosionsrissen auf der anodischen Auflösung des Metalls am Riss basiert und die Wachstumsgeschwindigkeit des Risses auch durch die anodische Auflösungsgeschwindigkeit des Metalls bestimmt wird. Unter kathodischer reaktionsempfindlicher Spannungskorrosion versteht man die spröde Schädigung, die durch die Aufnahme von Wasserstoff durch die Kathode während dieser Art von Reaktion entsteht. Man spricht auch von Spannungskorrosion durch Wasserstoffversprödung, auch Wasserstoffversprödung genannt. Unter Spannungskorrosion versteht man üblicherweise anodisch reaktionsempfindliche Spannungskorrosion. Zu den Merkmalen der Spannungskorrosion in metallischen Werkstoffen zählen folgende Merkmale:: 1. Die durch Spannungskorrosion verursachte Belastung ist hauptsächlich der statische Teil. Dabei kann es sich um Spannungen handeln, die durch äußere Belastungen oder Montagekräfte (z. B. Schraubenanzugskraft, Dehnungskraft usw.) verursacht werden, oder um interne Spannungen, die bei der Bearbeitung, Wärmebehandlung, Schweißung usw. von Bauteilen entstehen. Unabhängig von der Quelle muss die Spannung, die Spannungsrisskorrosion verursacht, eine Zugspannungskomponente haben; Druckspannung führt nicht zu Spannungsrisskorrosion. Darüber hinaus ist dieser Stress in der Regel relativ mild. Wenn es sich nicht in einer korrosiven Umgebung befindet, führt eine so geringe Belastung nicht zu mechanischen Schäden am Bauteil. Der Spannungswert, der einen Schaden darstellt, sollte entsprechend den spezifischen Bedingungen wie Materialien und korrosiven Medien bestimmt werden. 2. Korrosionsmedien Die Materialien und Medien, die Spannungskorrosion verursachen, sind nicht beliebig. Spannungskorrosion tritt nur dann auf, wenn eine bestimmte Kombination beider vorliegt. Zu den korrosiven Medien, die bei gewöhnlichem Stahl Spannungskorrosion verursachen, gehören:: Hydroxidlösung ； Wässrige Lösungen, die Nitrate, Carbonate und Schwefelwasserstoff enthalten ； Meerwasser, Schwefelsäure-Salpetersäure-Gemisch ； Geschmolzenes Zink, Lithium ； heiße Eisenchloridlösung ； Flüssiges Ammoniak. Zu den Medien, die Spannungskorrosion von austenitischem Edelstahl verursachen, gehören:: Saure und neutrale Chloridlösungen ； Meerwasser ； geschmolzenes Chlorid ； heiße Fluoridlösung ； Hydroxidlösung. 3. Materialien Es wird allgemein angenommen, dass extrem reine Metalle keine Schäden durch Spannungskorrosion verursachen und nur in Legierungen oder Metallen auftreten, die Verunreinigungen enthalten. 4. Zerstörungsprozess (1) Schwangerschaftsstadium. Dabei handelt es sich um einen Zeitraum, bevor Spannungsrisskorrosion auftritt und die Entstehung von Rissen vorbereitet wird. ⑵Das stabile Risswachstumsstadium. Unter der kombinierten Einwirkung von Spannung und korrosiven Medien breiten sich Risse im Stadium der instabilen Rissausbreitung langsam aus (3). Dies ist die endgültige mechanische Zerstörung. Darüber hinaus besteht ein weiteres Merkmal der Spannungsrisskorrosion von Metallmaterialien darin, dass die Rissbildung des Metalls nichts mit der Dicke des Metalls selbst zu tun hat. Die übliche Situation langsamer Korrosion bei großer Dicke (gleichmäßige Korrosion) trifft hier nicht zu. Daher ist es nahezu wirkungslos, Spannungsrisskorrosion durch eine Erhöhung der Metalldicke zu verzögern. Fallanalysefall: Ein in einer Chemiefabrik zur Lagerung von 30 % Natriumhydroxid verwendeter Lagertank mit einem Durchmesser von 1,2 m und einer Höhe von 1,4 m besteht aus Kohlenstoffstahl. An der Außenseite des Lagertanks ist ein Mantel angeschweißt, über den heißes Wasser mit einer Temperatur von 30–50 °C geleitet wird, um die Natriumhydroxidlösung auf Temperatur zu halten. Im Norden, wo die Temperatur im Winter niedrig ist, wird stattdessen Dampf (0,2 MPa) in den Mantel eingeleitet. Schnell wurde ein Leck am Boden des Tanks entdeckt. Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass rund um das Alkaliauslassrohr am Boden des Tanks radiale Risse vorhanden waren. Bei Einleitung von Dampf aus der oberen Düse kommt es schnell zu Rissen an der Schweißstelle zwischen Mantel und Zylinder. Analyse: Dieser Korrosionsschaden ist typisch für Alkaliversprödung. Das heißt, Spannungsrisskorrosion an beanspruchten Metallmaterialien in Natronlauge. Kohlenstoffstahl ist ein Metallmaterial, das zur Alkaliversprödung neigt. In der Literatur werden die Natriumhydroxidkonzentration und der Temperaturbereich vorgestellt, in denen Alkaliversprödung in Kohlenstoffstahl auftritt. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass bei einer 30 %igen NaOH-Lösung bei Temperaturen über 55 °C eine Alkaliversprödung im Kohlenstoffstahl auftreten kann. In diesem Fall gibt es bei der Verwendung von heißem Wasser mit 30–50 °C kein Korrosionsproblem. Was den Dampf betrifft, der durch Menschen strömt, ist die Temperatur am Dampfeintritt sehr hoch und liegt weit über der Temperaturgrenze von 55 °C. Unabhängig vom oberen oder unteren Dampfeinlass konzentriert sich die Schweißspannung in der Umgebung. Es ist nicht verwunderlich, dass in Lagertanks Schäden durch Alkaliversprödung auftreten. Die Bedingungen, unter denen eine Alkaliversprödung auftreten kann, sind seit langem bekannt, doch seit Jahrzehnten kam es bei vielen Geräten aus Kohlenstoffstahl zu Ausfällen aufgrund von Alkaliversprödung, offenbar in den Umgebungsbedingungen der „Bruchzone“. Korrekturmaßnahmen: Um in diesem Fall eine Alkaliversprödung im Lagertank zu verhindern, sollte die Gerätestruktur verbessert werden, um die Temperatur möglichst gleichmäßig zu gestalten und lokale Überhitzungen zu vermeiden. Insbesondere Teile mit höheren Temperaturen sollten Teile mit konzentrierter Schweißspannung meiden. Beispielsweise stellten einige Fabriken die Mantelheizung auf eine Spulenheizung um, und Schäden durch Alkaliversprödung traten nicht mehr auf. Natürlich ist es auch wirksam, Schweißspannungen zu beseitigen.