某化工厂甲酸钠尾气吸收塔在检修时发现焊接部位存在大量裂纹,严重影响了系统的继续生产,为此立项对吸收塔进行失效分析,以探明其失效的主要原因,为设备的长期安全运行提供切实可行的建议。 对样品的宏观勘查表明,裂纹及断口的形貌符合奥氏体不锈钢应力腐蚀断裂的基本特征。裂纹两侧没有明显的塑性变形特征；裂纹从内向外沿壁厚方向扩展,开口较大而尖端尖锐；裂纹有树枝状,也有单枝状。断口的宏观形貌呈现颗粒状形貌,并有山形条纹；微观观察发现断口被大量难以清洗的腐蚀产物覆盖,大部分微观形貌被掩盖,但仍能观察到二次裂纹及腐蚀产物形成的泥状花纹。腐蚀产物的能谱分析结果表明Na元素大量存在,结合生产介质中存在NaOH溶液,表明生产过程存在较高温度的碱性介质。对材料304奥氏体不锈钢的性能测试结果表明,偏高的P含量对材料的塑性及抗腐蚀能力有负面影响。此外,通过残余应力测定,发现设备虽然在焊后经过局部退火热处理,但焊缝及其附近仍然存在较高水平的焊接残余应力,在操作工况为发生应力腐蚀断裂提供了应力基础。 鉴于现场应力测试实施难度大,因此作者通过有限元方法对该设备典型部位进行应力分析,在结构、边界条件简化的基础上经计算获得了该设备典型部位焊接残余应力及稳态运行时的应力分布。结果表明：该部位焊接残余应力水平较高,也存在一定水平的由内压引起的应力,而操作条件下热应力较小；因此,焊接残余应力应为导致设备失效的主要应力因素,内压引起的结构应力是次要的应力因素。 综合分析结果表明,甲酸钠尾气吸收塔焊缝断裂属于304奥氏体不锈钢在较高温度NaOH碱性介质中发生的应力腐蚀断裂。