波纹管膨胀节作为现代热动力管网位移补偿的一种重要结构,其作用除了位移补偿外,还具有减振降噪、密封等功能。近年来在石油、化工、冶金、电力、建筑、城市区域供热等行业中得到了极其广泛的应用。然而在实际应中,膨胀节使用环境复杂,频繁发生膨胀节爆裂事故。针对这一情况,本文以户县热电厂提供的失效不锈钢波纹管膨胀节为研究对象,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、金相分析等方法研究其失效原因,在此基础上研究了不同焊接形式的奥氏体不锈钢304、316以及铁素体不锈钢404在中性腐蚀溶液中的应力腐蚀行为,通过宏观腐蚀形貌观察以及电化学检测方法研究其腐蚀情况,并和自然状态下(无焊缝无应力)Q235碳钢腐蚀情况进行对比。为新型膨胀选材和设计提供依据。研究结果表明:(1)304不锈钢无应力及无焊缝条件下,在腐蚀溶液中耐蚀性远远大于碳钢,但波纹管膨胀节开裂属于应力腐蚀断裂。不锈钢中的孪晶、残余应力、介质中氯离子等侵蚀性离子的存在,以及这些因素耦合作用造成膨胀节应力腐蚀开裂,其断裂机理为滑移溶解机理。(2)应力存在时,在pH=6的中性腐蚀液中,304不锈钢腐蚀速率大于316不锈钢,404不锈钢的腐蚀速率最小,自然状态下Q235碳钢的腐蚀速率远远大于这三种不锈钢;应力及横焊缝(焊缝方向与拉应力方向垂直)条件下,404铁素体不锈钢腐蚀速率为奥氏体不锈钢304的50%,为316不锈钢的64%,自然状态下Q235碳钢的腐蚀速率介于304和316不锈钢应力横焊缝之间;应力纵焊缝(焊缝方向与拉应力方向平行)条件下,三种不锈钢的腐蚀速率均小于应力横焊缝试样的腐蚀速率,大于应力无焊缝试样的腐蚀速率,404不锈钢耐蚀性相对最好,自然状态下Q235碳钢的腐蚀速率与304不锈钢应力纵焊缝基本一致,而小于316不锈钢。(3)应力腐蚀过程中,三种不锈钢与碳钢夹具接触区域存在比较严重电偶腐蚀,304不锈钢电偶腐蚀最为严重,404不锈钢较轻。三种不锈钢纵焊缝试样与夹具接触部分的点蚀坑均明显多于横焊缝试样。(4)无应力状态下,纵焊缝试样的腐蚀速率与横焊缝试样的腐蚀趋势一致。404不锈钢的腐蚀速率最慢,304和316较慢,自然状态下Q235碳钢腐蚀速率最快。与应力存在情况相比,三种不锈钢的腐蚀速率均明显减小。(5)热力管网碳钢主管道与膨胀节相比较为无应力,现有的304不锈钢膨胀节焊缝处的腐蚀速率与碳钢主管道腐蚀速率基本一致,但膨胀节处存在电偶腐蚀、加工应力等,使膨胀节早于主管道破裂。404不锈钢焊缝的腐蚀速率小于碳钢主管道的腐蚀速率,建议改进膨胀节使用404不锈钢材料。