奥氏体不锈钢因在硝酸环境中能够生成致密的钝化膜，且具有良好的成型和焊接性能而广泛用于稀硝酸生产设备和管道中，但是在实际使用过程中，因为焊接处理不当，经常导致焊缝发生腐蚀失效。目前，硝酸生产设备多采用304或304L不锈钢，设备及管道内部会发生不易被发现的晶间腐蚀，往往会造成设备、管道寿命减短甚至突然失效。
某厂采用直硝法的生产工艺，2010年扩能改造后的一年内，硝酸生产装置中的设备和管道多次发生腐蚀。检修发现，在管线焊缝部位的热影响区出现刀口状腐蚀沟槽，部分管线甚至在数月内就因为腐蚀穿透导致硝酸泄漏，不得不频繁更换管线。这不仅影响企业生产进度，还提高了硝酸生产成本。
研究人员通过化学成分分析、微观腐蚀形貌观察、腐蚀产物成分分析和金相组织分析等方法对现场发生焊缝腐蚀失效的管道进行研究，找出焊缝发生腐蚀失效的原因，以期为硝酸管道和设备的焊接发生腐蚀失效的原因，以期为硝酸管道和设备的焊接和腐蚀防护提供指导。
将腐蚀失效的304管道用线切割机沿着轴线剖分，并在腐蚀失效部位附近用线切割机切取两个尺寸为46mm×6mm的试样，截取的腐蚀试样包括三通母材、两侧热影响区、焊缝、直管母材。试样采用丙酮去油，然后浸泡在无水乙醇中2h，充分清洁管道内壁，然后用吹风机冷风吹干备用。
采用扫描电镜，分别观察腐蚀失效管道内壁母材、焊缝、热影响区的表面腐蚀形貌。同时采用能谱仪对试样表面腐蚀产物进行元素分析，主要测定Cr、Ni、O、Fe、C等元素含量。用数码金相显微镜进行金相组织、晶粒度的观察。研究结果表明：
（1）三通母材的晶间腐蚀程度大于直管母材的。虽然母材均为304不锈钢，但在制造过程中，三通与直管成型工艺和热处理的差异导致二者金相组织致密程度不同，从而造成二者耐蚀性不同。
（2）三通母材和直管母材表面发生较为均匀的晶间腐蚀，两种母材的耐蚀性良好，但在焊接热影响区，两种材料的耐蚀性差别较大，热影响区材料的腐蚀速率明显大于母材的，三通一侧热影响区的腐蚀速率显著大于其他区域的。三通母材和直管母材的Cr和Ni含量基本相同，但三通母材的碳含量是直管母材碳含量的1.8倍。碳含量是影响304不锈钢焊接接头在硝酸中耐蚀性的关键因素。
（3）碳含量越高，焊接过程中热影响区的不锈钢越容易发生敏化，导致耐蚀性显著降低。所以建议在今后的硝酸管道选材时，要严格控制不锈钢的碳含量，在保证经济的前提下尽量采用超低碳不锈钢。（余冶）


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。