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一、縫隙腐蝕的定義

縫隙腐蝕常發(fā)生在腐蝕介質(zhì)中的金屬表面上，是在縫隙和其他隱蔽的區(qū)域內(nèi)發(fā)生的一種局部腐蝕。孔穴、墊片接觸面、搭接縫內(nèi)、沉積物下、緊固件縫隙內(nèi)是常發(fā)生縫隙腐蝕的地方。凡是依靠氧化膜或鈍化層抗腐蝕的金屬特別易發(fā)生這種腐蝕。在許多介質(zhì)中，特別是含氧的介質(zhì)中會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕?？p隙腐蝕也是一種電化學(xué)腐蝕。這是由于金屬溶解入介質(zhì)中后便放出電子，如果有氧，特別是有氯離子，將與電子在水溶液中形成OH?或 H+Cl?，使金屬不斷腐蝕。即使縫隙中的氧消耗完，但由于氯離子有快速遷移能力，得以使金屬在縫隙中的氯化物濃度增加，即縫隙中加快了腐蝕。

造成縫隙腐蝕的狹縫或間隙的寬度必須足以使腐蝕介質(zhì)進(jìn)入并滯留其中，所以縫隙腐蝕通常發(fā)生在(25-100)u的縫隙中。而在那些寬的溝槽或?qū)挼目p隙中，因腐蝕介質(zhì)流暢而一般不發(fā)生縫隙腐蝕損傷。金屬部件在介質(zhì)中因 金屬與金屬間形成非常小的縫隙，使縫隙內(nèi)介質(zhì)處于直流狀態(tài)，形成氧濃差電池而引起的局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。包括墊圈，纏繞和金屬重疊處的襯墊腐蝕;腐蝕產(chǎn)物或污泥的沉積或海生物附著而引起的沉積腐蝕;普通鋼涂膜下見(jiàn)到的纖維狀腐蝕;金屬在電解質(zhì)溶液溶液中因?yàn)檠醯臄U(kuò)散在水面上形成三相界面上的強(qiáng)烈的水線腐蝕。 幾乎所有金屬和合金都會(huì)縫隙腐蝕，但各種金屬對(duì)縫隙腐蝕的敏感性不同，但以充氣的含活性陰離子的中性介質(zhì)最容易引起縫隙腐蝕：自鈍化金屬的敏感性較高，非自鈍化金屬(如碳鋼)的敏感性較低，自鈍化能力愈強(qiáng)愈敏感。奧氏體不銹鋼是一種能耐多種苛刻介質(zhì)腐蝕的優(yōu)良合金但是也會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕。

二、縫隙腐蝕的特征

（1）無(wú)論是同種或異種金屬的接觸還是金屬同非金屬的接觸，只要存在滿足縫隙腐蝕的狹縫和腐蝕介質(zhì)，都會(huì)發(fā)生縫隙介質(zhì)，其中以依賴鈍化而耐蝕的金屬更容易發(fā)生；

（2）幾乎所有的腐蝕介質(zhì)(包括淡水)都能引起金屬的縫隙腐蝕，而含有氯離子的溶液通常是縫隙腐蝕最為敏感的介質(zhì)；

（3）與點(diǎn)蝕相比，對(duì)同一種金屬或合金而言，縫隙腐蝕更易發(fā)生。通?？p隙腐蝕的電位比點(diǎn)蝕電位更低；

（4）遭受縫隙腐蝕的金屬表面既可以表現(xiàn)為全面腐蝕，也可表現(xiàn)為點(diǎn)蝕形態(tài)，耐蝕性好的通常表現(xiàn)為點(diǎn)蝕形態(tài)，耐蝕性差的表現(xiàn)為全面腐蝕。

（5）縫隙腐蝕存在孕育期，其長(zhǎng)短因材料、縫隙結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素的不同而不同，縫隙腐蝕的縫口常常為腐蝕產(chǎn)物所覆蓋，由此增強(qiáng)縫隙的閉塞電池效應(yīng)。

三、縫隙腐蝕的影響因素

1、金屬的性質(zhì)

金屬對(duì)縫隙腐蝕的敏感性視其自鈍化能力的高低而定，自鈍化能力強(qiáng)，敏感性高;自鈍化能力弱，敏感性就低。例如Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效提高不銹鋼的耐腐蝕性能，均涉及對(duì)鈍化膜的穩(wěn)定性和再鈍化能力所起的作用。

2、環(huán)境因素的影響

不銹鋼的縫隙腐蝕大多發(fā)生在充氣的中性氯化物介質(zhì)，如海水中，通常介質(zhì)中氯離子的度越高，發(fā)生縫隙腐蝕的可能性越大。當(dāng)氯離子濃度超過(guò)0.1%時(shí)便發(fā)生縫隙腐蝕的可能。除了氯離子外，溴離子和碘離子也能引起縫隙腐蝕。此外，介質(zhì)溶解氧濃度大于0.5×106時(shí)也會(huì)引起縫隙腐蝕。溫度越高，發(fā)生縫隙腐蝕的危險(xiǎn)性越大。具體有如下規(guī)律：

a、溶液中溶解的氧濃度：氧濃度增加，縫外陰極還原反應(yīng)更易進(jìn)行，縫隙腐蝕加劇。

b、溶液中氯離子濃度：氯離子濃度增加，點(diǎn)位負(fù)移，縫隙腐蝕加速。

c、溫度：溫度變化對(duì)縫隙腐蝕的影響是比較復(fù)雜的，因?yàn)闇囟葞?duì)各相關(guān)因素產(chǎn)生不同的甚至是相反的影響。一方面，溫度升高使傳輸過(guò)程及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)加速，從而增大陽(yáng)極反應(yīng)速度;另一方面，在敞開(kāi)系統(tǒng)的溶液中，溶解氧濃度隨溫度升高而下降，并視陽(yáng)極和陰極兩種反應(yīng)的綜合結(jié)果而定，大約在80.0C，不銹鋼的縫隙腐蝕達(dá)到極大。高于此溫度，由于溶液的溶氧下降，縫隙腐蝕速度下降。在含有氯離子的溶氧中，各種不銹鋼存在一個(gè)臨界縫隙腐蝕速度。

d、pH：只要縫外金屬能夠保持鈍態(tài)，pH降低，縫隙腐蝕量增加。

e、腐蝕介質(zhì)的流速：流速有正、反兩個(gè)方面的作用。增加腐蝕溶液的流速，使輸送到縫隙外部的金屬表面上的氧量增加，縫隙腐蝕量也增加。304鋼O形圈密封腐蝕試驗(yàn)表明：0.15m/s流速的海水比靜止海水更易導(dǎo)致縫隙腐蝕。但是，若縫隙是由于海生物或沉積物造成，或是在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的殘?jiān)蛏傻氖杷赡?，流速慢反而容易堆積，流速快則不容易附著。從這個(gè)意義上來(lái)講，增加流速也有可能減少產(chǎn)生縫隙腐蝕的機(jī)會(huì)。

3、縫隙幾何形狀的影響

間隙的寬度和深度以及內(nèi)外面積比，它們決定了氧進(jìn)入縫隙的難易程度，電解質(zhì)組成的化、電位的分布及宏觀電池的有效性。 由圖可看出，當(dāng)縫隙寬 度變窄時(shí)，總腐蝕率隨之增高，腐蝕深度隨之度化。損傷最大 的是縫隙寬度為100u~120u，50天的侵入深度約達(dá)90u;當(dāng)間隙250u或更寬些，在0.5N-NaCl溶液中并不產(chǎn)生縫隙腐蝕。

四、縫隙腐蝕的防護(hù)

縫隙腐蝕主要是由于縫隙的存在導(dǎo)致介質(zhì)的電化學(xué)不均勻性引起，所以對(duì)于縫隙腐蝕的防護(hù)，主要可以參考以下幾點(diǎn)：

1、合理設(shè)計(jì)，避免縫隙。例如：焊接優(yōu)于鉚接；對(duì)焊優(yōu)于搭焊;焊接必須保證質(zhì)量，避免焊孔；螺釘接合結(jié)構(gòu)，可以采用低硫橡皮墊圈、致密的填料、接合面可以用涂層防護(hù)。此外，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免積水區(qū)；維護(hù)時(shí)，應(yīng)勤于清理，去除污垢等。

2、設(shè)計(jì)無(wú)法避免縫隙時(shí)，可采用陰極保護(hù)。例如在海水中，采用犧牲鋅極或鎂極。但采取這種方法時(shí)，要注意氫脆問(wèn)題。

3、由于緩蝕劑較難進(jìn)入縫隙，所以可以在接合面上涂上加有緩蝕劑的油漆，例如，對(duì)于鋼材，使用加有PbCrO4的油漆，對(duì)于鋁，使用加有ZnCrO4的油漆;對(duì)于金屬片，可采用浸有氣相緩蝕劑的包裝紙隔開(kāi)。

4、改用合適材料，對(duì)于某些重要部件，可以改用抗縫隙腐蝕能力較強(qiáng)的材料，比如高鉻高鉬的不銹鋼等。

5、如果不能采用無(wú)縫的方案，則應(yīng)使結(jié)構(gòu)能妥善排流方便在出現(xiàn)沉積物時(shí)能及時(shí)清除，也可以用固體填料將縫隙填實(shí)。例如在海水中使用的不銹鋼設(shè)備，可采用鉛錫合金作填料，除填實(shí)縫隙外，還可以起犧牲陽(yáng)極的作用。

6、墊圈不宜采用石棉、紙等吸濕材料，用聚四氟乙烯較為理想。

7、采用電化學(xué)保護(hù)法。如采用陰極保護(hù)法，應(yīng)將電勢(shì)控制在低于擊穿電勢(shì)和高于保護(hù)電勢(shì)的區(qū)間內(nèi)。

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