影響不銹鋼縫隙腐(fu)蝕的因素是多方面的,主要包括材料成分、環境因素、縫隙尺寸等。
1. 材料(liao)成分
具有自鈍化性能的(de)金(jin)屬,其縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕敏(min)感性較高(gao)。縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕受金(jin)屬表(biao)面粗糙度(du)的(de)影響(xiang),較粗糙的(de)以及表(biao)面有渣屑(xie)殘(can)留的(de)金(jin)屬表(biao)面容易發(fa)生縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕。金(jin)屬中的(de)合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)也會影響(xiang)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕。研究表(biao)明(ming),針對(dui)不銹鋼材料的(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕,Rh和Pd是有害元(yuan)(yuan)素(su)(su),當Cr、Ni、Mo元(yuan)(yuan)素(su)(su)共存時,可(ke)以減(jian)緩(huan)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕,其中,Mo元(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)改善(shan)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕方面尤為重要。對(dui)于含Mo的(de)不銹鋼,在(zai)材料中添加Si、N和Cu元(yuan)(yuan)素(su)(su),也可(ke)以提高(gao)材料在(zai)海(hai)水(shui)里的(de)耐縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕能力。
2. 環境因素
環境溫度、pH值、氯離子濃度、含(han)氧(yang)量(liang)等都(dou)會影響(xiang)縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)。在中性電解質內(nei),介(jie)質中含(han)氧(yang)量(liang)較(jiao)大時(shi),縫(feng)(feng)(feng)隙外陰(yin)極反應速(su)率增加,縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)速(su)率也加快。當介(jie)質中含(han)氧(yang)量(liang)小(xiao)于0.5mg/L時(shi),縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)發生概率較(jiao)小(xiao)。酸性介(jie)質中,陰(yin)極反應以(yi)H+的放電過程為主,氧(yang)含(han)量(liang)不影響(xiang)陽極反應,因此,幾乎對縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)沒有影響(xiang)。
溫(wen)(wen)度對縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)影響較(jiao)為復雜,具有兩面性。一方面,溫(wen)(wen)度作為電化學反應推動力的(de)(de)重要組成部分,能夠加快腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv);另(ling)一方面,氧氣在溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)溶解度隨溫(wen)(wen)度的(de)(de)升(sheng)高而降(jiang)低,對于中(zhong)性溶液(ye),氧含(han)量的(de)(de)降(jiang)低減緩了(le)縫(feng)隙(xi)外陰極反應。對于縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi),當溫(wen)(wen)度較(jiao)低時,腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)隨溫(wen)(wen)度的(de)(de)升(sheng)高而增大。
鹵素離(li)(li)子(zi)對于縫隙腐也有一定(ding)影(ying)響(xiang),其中氯離(li)(li)子(zi)濃(nong)度對縫隙腐蝕的影(ying)響(xiang)較大。鹵素離(li)(li)子(zi)的存(cun)在(zai),使縫隙腐蝕的發生更加(jia)容易。
3. 縫隙尺(chi)寸
縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)、深度(du)等幾何(he)尺寸(cun)都會影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi),這是因(yin)為縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)尺寸(cun)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)了(le)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)氧的(de)含量,同時(shi)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)決定了(le)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)陰陽(yang)面積的(de)大(da)小(xiao)。發生縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)時(shi),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)金(jin)屬為陽(yang)極(ji),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)外的(de)金(jin)屬為陰極(ji),構(gou)成了(le)大(da)陰極(ji)小(xiao)陽(yang)極(ji)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)池(chi)。2Cr13不銹鋼在(zai)氯離子環境中(zhong),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)、腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)和(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)率的(de)關系如圖(tu)(tu)3-2所(suo)示,從圖(tu)(tu)中(zhong)可以看(kan)出,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)在(zai)0.05~0.25mm之間時(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)率隨(sui)著縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)變(bian)(bian)寬而降低,而腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)隨(sui)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)變(bian)(bian)寬先(xian)增大(da)后變(bian)(bian)小(xiao),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)在(zai)0.10~0.12mm時(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)最大(da),當縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)大(da)于0.25mm時(shi),該體系中(zhong)不產生縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
4. 縫隙接(jie)觸(chu)面材料
在實際生產中,形成縫隙的材料以金屬-金屬居多,但也有金屬-非金屬的情況,例如螺栓與非金屬墊片之間存在縫隙。組成縫隙接觸面的材料對縫隙腐蝕也有一定影響。在含FeCl3的溶液中,對比不銹鋼316L-316L、316L-四氟乙烯、316L-橡膠、316L-聚氯乙烯塑料之間的縫隙腐蝕發現,316L-316L、316L-四氟乙烯接觸面的腐蝕面大但較淺,腐蝕向橫向擴展;316L-橡膠接觸面的腐蝕面小但較深,腐蝕向深處發展;316L-聚氯乙烯接觸面的腐蝕面積和深度都較大,是四種縫隙類型中腐蝕最為嚴重的一類。
由于縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐蝕發生在狹窄(zhai)的(de)空間(jian),這對(dui)研究(jiu)(jiu)帶來了一(yi)定困難(nan)(nan)。目前,研究(jiu)(jiu)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐蝕的(de)方(fang)(fang)法分為(wei)三種(zhong):①. 以真實的(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)為(wei)對(dui)象,通(tong)常是采用原位測量(liang)、取樣等(deng)方(fang)(fang)法進(jin)行研究(jiu)(jiu);②. 建(jian)立(li)模(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi);③. 數(shu)值(zhi)模(mo)擬(ni),通(tong)過有(you)限元軟件模(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內的(de)情況。原位研究(jiu)(jiu)是比較準確的(de)一(yi)種(zhong)研究(jiu)(jiu)方(fang)(fang)法,但受(shou)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)空間(jian)結構和尺(chi)寸的(de)影(ying)響,測量(liang)和取樣是非常困難(nan)(nan)的(de),從而(er)影(ying)響了研究(jiu)(jiu)結果。模(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)測量(liang)的(de)方(fang)(fang)法較多,已形成GB/T 10127-2002不(bu)(bu)銹鋼三氯化鐵縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐蝕試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法、GB/T 13671-1992不(bu)(bu)銹鋼縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐蝕電化學試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法等(deng)國家標準。數(shu)值(zhi)模(mo)擬(ni)法是隨著計算機技術(shu)新發展的(de)一(yi)種(zhong)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐蝕研究(jiu)(jiu)方(fang)(fang)法,不(bu)(bu)但具有(you)節省時間(jian)、節省試(shi)(shi)驗(yan)(yan)成本的(de)優勢,且克(ke)服了試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中受(shou)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺(chi)寸影(ying)響的(de)缺(que)點。