 |
| 保溫層的氯造成氯離子應力腐蝕裂紋(取自API 571) |
氯離子應力腐蝕裂紋(Cl SCC)主要發生在含有氯離子的環境中，300 系列不鏽鋼和某些鎳基合金容易受到氯離子影響。
影響材料:
主要影響材料是300 系列不鏽鋼，雙相不鏽鋼較300系列不鏽鋼有抗性，但還是會腐蝕，鎳基合金有較強的抗性，8~12% Ni的不鏽鋼敏感性較高，35% Ni基合金有較高抗性，45% Ni基合金幾乎接近免疫，但還是都會受到氯離子應力腐蝕裂紋影響。
補充: 300系列、雙相不鏽鋼、鎳基合金都含有沃斯田鐵系，Cl SCC主要影響沃斯田鐵的材質。
重點摘要:
當設備受到氯離子應力腐蝕裂紋影響時，裂紋成長速率目前沒有辦法量化，沒辦法評估剩餘設備的剩餘壽命，但影響腐蝕速率的因子是有明確被掌握出來。
氯離子應力腐蝕裂紋 = f [ 氯離子濃度、溫度、pH、應力、氧、合金成分 ]
氯離子濃度目前沒有最低濃度限制，含有氯離子的環境下，因為發生濃縮效應時，氯離子濃度會上升，導致裂紋發生。
含有氯離子水溶液的環境下，溫度越高，腐蝕機率越高，大部分Cl SCC發生在60 °C以上，環境60 °C以下的冷作或300系列不鏽鋼發生氯離子應力腐蝕裂紋機率低，可以用溫度降低氯離子應力腐蝕裂紋的生長速率。
低pH值環境容易造成SCC，但是在pH小於2的時候，通常不會發生SCC，主要的損傷型態是鹽酸腐蝕，且均勻腐蝕。當pH偏鹼的時候，可能會發生鹼性應力腐蝕裂紋。有文獻指出在pH偏低的氯離子環境中，溫度低於50 °C，也是會發生Cl SCC。
在大部分無退火的焊道(有應力存在的地方)，容易發生SCC。
氧(目前不確定會不會影響氯離子應力腐蝕)、CO、二氧化碳也是會加速氯離子應力腐蝕。
大部分的應力腐蝕裂紋(SCC)的裂紋起始條件和應力有很大影響，降低應力的方法通常用焊後熱處理(PWHT)，但是，300系列不鏽鋼不建議用PWHT的原因是會敏化現象，敏化會加速Cl SCC腐蝕速率，因此，在一開始的材料設計上，如果有存在氯離子環境，通常會避開使用不鏽鋼的材質，或者使用高抗Cl SCC的材料。
參考其他文獻的說明，在Cl SCC的發展階段是不鏽鋼的鉻和氯離子反應，也有文獻指出氯離子穿過氧化鉻，溶解掉沃斯田鐵(300系列)，初始階段是局部性的孔蝕，當金屬被氯離子反應到一個程度後，第二階段會形成隙縫腐蝕，也就是裂紋成長階段。
換言之，Cl SCC的損傷型態是局部性的減薄，孔蝕(pitting)，也會是裂紋(cracking)。大部分的裂紋特徵是樹枝狀、蜘蛛網狀的穿晶裂紋，300系列不鏽鋼如果有敏化現象，氯離子應力腐蝕裂紋會出現沿晶裂紋。
總結來說，判斷是否會發生Cl SCC的可能性，主要先從材料選用，再接著思考溫度、pH、氯離子濃度、操作環境是否有乾濕交替、冷熱交替的滯留區，以及腐蝕位置的損傷型態，多半有助於在材料選用時的策略和破損分析的方向。
文獻:
1. API 571