縫(feng)隙腐蝕是指在介質(zhi)中(zhong),由于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)與(yu)金(jin)屬(shu)(shu)或金(jin)屬(shu)(shu)與(yu)非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)之間形成很小的縫(feng)隙,使縫(feng)內(nei)(nei)介質(zhi)處于(yu)滯流(liu)狀態,從而引起縫(feng)內(nei)(nei)金(jin)屬(shu)(shu)的加(jia)速腐蝕。
許多金屬構件由于設計不合理或者由于加工缺陷等均會造成縫隙,如法蘭連接面、螺母壓緊面、銹層等都可能存在縫隙,泥沙、積垢、雜屑等沉積于金屬表面,也可能形成縫隙。能引起縫隙腐蝕的縫寬一般為0.025~0.1mm。寬度大于0.1mm的縫隙內的介質不會形成滯流,縫隙過窄,介質進不去,在這種情況下,都不會形成縫隙腐蝕。
下(xia)面以碳鋼為(wei)例討(tao)論(lun)在有氯(lv)離子(zi)和無氯(lv)離子(zi)介質中縫隙腐蝕的機理。
腐蝕剛開始(shi)時,氧(yang)的(de)去極(ji)(ji)化腐蝕在(zai)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)外(wai)均勻進(jin)行(xing)。因滯流關系(xi),氧(yang)只能以擴散方式向縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)遷移,使(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)的(de)氧(yang)消耗后難以得到補充,氧(yang)的(de)還原(yuan)反應(ying)很(hen)快便終止,而縫(feng)(feng)(feng)(feng)外(wai)的(de)氧(yang)可以連續(xu)地得到補充,于是縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)金(jin)屬(shu)表面和縫(feng)(feng)(feng)(feng)外(wai)金(jin)屬(shu)表面之間組成了氧(yang)濃差電池,縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)是陽(yang)極(ji)(ji),縫(feng)(feng)(feng)(feng)外(wai)是陰極(ji)(ji)。由于陽(yang)極(ji)(ji)的(de)面積(ji)相對于陰極(ji)(ji)要小得多,結果縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)金(jin)屬(shu)發(fa)生強(qiang)烈的(de)溶解,在(zai)縫(feng)(feng)(feng)(feng)口(kou)處腐蝕產物逐步沉積(ji),使(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙發(fa)展為閉塞電池。
縫內Fe2+不斷增多,在有氯離子的情況下,縫外Cl-在電場作用下移向縫內,它與Fe2+生成的FeCl2將水解:
FeCl2+2H2O→Fe(OH)2+2HCl (9.1)
生成腐蝕(shi)性(xing)很強的HCl。
縫內積累的Fe2+會發生水解:
3Fe2++4H2O→Fe3O4+8H++2e (9.2)
使縫內酸(suan)度增加(jia),加(jia)速腐蝕(shi)。
在無(wu)氯離(li)子的(de)情況下,上述氧的(de)濃差電池和縫內鐵離(li)子的(de)水解會使縫內碳鋼加速(su)腐蝕。
為防止縫(feng)隙(xi)腐蝕,在結構(gou)設計時,應避免(mian)形成(cheng)縫(feng)隙(xi)和易積液的死(si)角,可用(yong)焊接代(dai)替螺(luo)栓連接,在縫(feng)隙(xi)中間加(jia)固體(ti)填料(liao)等方法。