影響不銹鋼縫隙(xi)腐蝕(shi)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. 材料成分(fen)
具有(you)自鈍化性能的(de)(de)金(jin)屬(shu),其縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性較高。縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)受金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)粗糙度(du)的(de)(de)影(ying)響,較粗糙的(de)(de)以及表(biao)面(mian)有(you)渣(zha)屑(xie)殘留的(de)(de)金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)容易發生(sheng)縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。金(jin)屬(shu)中的(de)(de)合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素也會影(ying)響縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。研究表(biao)明,針對不銹鋼(gang)材(cai)料的(de)(de)縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi),Rh和(he)Pd是有(you)害元(yuan)(yuan)素,當(dang)Cr、Ni、Mo元(yuan)(yuan)素共存時,可(ke)以減緩縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi),其中,Mo元(yuan)(yuan)素在改(gai)善縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)方(fang)面(mian)尤(you)為重要。對于含Mo的(de)(de)不銹鋼(gang),在材(cai)料中添加Si、N和(he)Cu元(yuan)(yuan)素,也可(ke)以提高材(cai)料在海水里的(de)(de)耐縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)能力。
2. 環境因素
環境溫度、pH值、氯(lv)離子(zi)濃度、含(han)氧(yang)(yang)量(liang)等都會影響縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)。在中性電解質內,介質中含(han)氧(yang)(yang)量(liang)較大時,縫(feng)(feng)隙外陰極反應(ying)速(su)率(lv)增加,縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)也加快。當介質中含(han)氧(yang)(yang)量(liang)小(xiao)于0.5mg/L時,縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)發生(sheng)概率(lv)較小(xiao)。酸性介質中,陰極反應(ying)以H+的放電過程為主,氧(yang)(yang)含(han)量(liang)不(bu)影響陽(yang)極反應(ying),因此,幾乎對縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)沒有(you)影響。
溫(wen)(wen)度(du)(du)對(dui)(dui)縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕的影響較為(wei)(wei)復雜,具有兩面性。一方面,溫(wen)(wen)度(du)(du)作為(wei)(wei)電化學(xue)反應(ying)推動力的重要組成部分(fen),能夠加快腐(fu)蝕速(su)率(lv);另(ling)一方面,氧氣(qi)在溶液(ye)中的溶解度(du)(du)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)的升(sheng)高而降低,對(dui)(dui)于(yu)中性溶液(ye),氧含量的降低減(jian)緩了縫(feng)(feng)隙外陰(yin)極反應(ying)。對(dui)(dui)于(yu)縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕,當(dang)溫(wen)(wen)度(du)(du)較低時,腐(fu)蝕速(su)率(lv)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)的升(sheng)高而增大(da)。
鹵素離子(zi)對于縫隙腐也有(you)一定(ding)影響(xiang),其(qi)中氯離子(zi)濃度對縫隙腐蝕(shi)的影響(xiang)較大。鹵素離子(zi)的存在,使縫隙腐蝕(shi)的發生更(geng)加容易。
3. 縫(feng)隙尺寸
縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)、深度(du)(du)(du)(du)等幾何尺寸都會影(ying)響縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),這(zhe)是因為(wei)(wei)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)尺寸影(ying)響了縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)氧的含量,同時(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)決定了縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)陰(yin)(yin)陽面積的大(da)小(xiao)。發生縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)時(shi),縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)金屬為(wei)(wei)陽極(ji),縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)外(wai)的金屬為(wei)(wei)陰(yin)(yin)極(ji),構成了大(da)陰(yin)(yin)極(ji)小(xiao)陽極(ji)的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電池。2Cr13不銹鋼在(zai)氯離(li)子環(huan)境中,縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)、腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)深度(du)(du)(du)(du)和腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率的關系(xi)如圖(tu)3-2所(suo)示,從圖(tu)中可以(yi)看出,縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)在(zai)0.05~0.25mm之間時(shi),腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率隨著(zhu)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)變(bian)寬(kuan)而(er)降低,而(er)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)深度(du)(du)(du)(du)隨縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)變(bian)寬(kuan)先增大(da)后變(bian)小(xiao),縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)在(zai)0.10~0.12mm時(shi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)深度(du)(du)(du)(du)最大(da),當縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)大(da)于(yu)0.25mm時(shi),該體系(xi)中不產生縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(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)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)發生在狹窄的(de)空(kong)間(jian),這對(dui)研(yan)(yan)(yan)究帶來了(le)(le)一定困(kun)難。目(mu)前,研(yan)(yan)(yan)究縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)的(de)方(fang)法(fa)(fa)分為三種:①. 以真實(shi)的(de)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)為對(dui)象,通常是(shi)采用原位測量(liang)、取樣等方(fang)法(fa)(fa)進(jin)行研(yan)(yan)(yan)究;②. 建立模(mo)擬縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi);③. 數值模(mo)擬,通過(guo)有限元軟件模(mo)擬縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內的(de)情況。原位研(yan)(yan)(yan)究是(shi)比(bi)較(jiao)準確的(de)一種研(yan)(yan)(yan)究方(fang)法(fa)(fa),但受(shou)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)空(kong)間(jian)結(jie)構和尺寸(cun)的(de)影響,測量(liang)和取樣是(shi)非常困(kun)難的(de),從而影響了(le)(le)研(yan)(yan)(yan)究結(jie)果(guo)。模(mo)擬縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)測量(liang)的(de)方(fang)法(fa)(fa)較(jiao)多,已形成GB/T 10127-2002不銹鋼三氯化鐵縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)試驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)、GB/T 13671-1992不銹鋼縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)電化學試驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)等國(guo)家標(biao)準。數值模(mo)擬法(fa)(fa)是(shi)隨(sui)著計算機技術新(xin)發展(zhan)的(de)一種縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)研(yan)(yan)(yan)究方(fang)法(fa)(fa),不但具有節省(sheng)時間(jian)、節省(sheng)試驗(yan)成本(ben)的(de)優勢,且克服了(le)(le)試驗(yan)中(zhong)受(shou)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)尺寸(cun)影響的(de)缺點。

