影響不銹鋼縫隙(xi)腐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. 材料成分(fen)
具有自鈍化(hua)性(xing)能(neng)的(de)金(jin)(jin)屬,其(qi)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)敏感(gan)性(xing)較高。縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)受金(jin)(jin)屬表(biao)面粗糙度(du)的(de)影響,較粗糙的(de)以及表(biao)面有渣屑殘留(liu)的(de)金(jin)(jin)屬表(biao)面容易發(fa)生縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)。金(jin)(jin)屬中的(de)合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)也(ye)會(hui)影響縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)。研究表(biao)明,針對不銹鋼材(cai)料的(de)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi),Rh和Pd是有害元(yuan)(yuan)素(su),當Cr、Ni、Mo元(yuan)(yuan)素(su)共存時(shi),可(ke)以減(jian)緩縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi),其(qi)中,Mo元(yuan)(yuan)素(su)在改善縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)方面尤為(wei)重要。對于含Mo的(de)不銹鋼,在材(cai)料中添加Si、N和Cu元(yuan)(yuan)素(su),也(ye)可(ke)以提高材(cai)料在海水里(li)的(de)耐縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)能(neng)力。
2. 環(huan)境因素
環境溫(wen)度、pH值(zhi)、氯離子(zi)濃度、含氧(yang)量等都會影響(xiang)(xiang)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕。在中(zhong)性電(dian)解(jie)質內,介(jie)質中(zhong)含氧(yang)量較大時(shi),縫(feng)(feng)隙(xi)外陰極(ji)反應(ying)速(su)率(lv)增加(jia),縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)也加(jia)快。當介(jie)質中(zhong)含氧(yang)量小于0.5mg/L時(shi),縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕發生概率(lv)較小。酸性介(jie)質中(zhong),陰極(ji)反應(ying)以H+的放電(dian)過程為主,氧(yang)含量不(bu)影響(xiang)(xiang)陽極(ji)反應(ying),因此,幾乎(hu)對縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕沒有影響(xiang)(xiang)。
溫(wen)度對(dui)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕的影響較為(wei)復雜,具有兩面性(xing)。一(yi)(yi)方面,溫(wen)度作為(wei)電化學(xue)反(fan)應(ying)推動力的重要組成部分,能夠加快腐(fu)蝕速率(lv);另一(yi)(yi)方面,氧氣(qi)在(zai)溶(rong)液(ye)中(zhong)的溶(rong)解度隨溫(wen)度的升高(gao)而降(jiang)低,對(dui)于中(zhong)性(xing)溶(rong)液(ye),氧含量(liang)的降(jiang)低減緩(huan)了縫(feng)隙(xi)外陰極反(fan)應(ying)。對(dui)于縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕,當溫(wen)度較低時,腐(fu)蝕速率(lv)隨溫(wen)度的升高(gao)而增大。
鹵(lu)素(su)離子(zi)(zi)(zi)對(dui)于縫(feng)隙(xi)腐也有一定影響,其中氯離子(zi)(zi)(zi)濃度對(dui)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)的影響較大。鹵(lu)素(su)離子(zi)(zi)(zi)的存在,使縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)的發(fa)生更加容(rong)易(yi)。
3. 縫(feng)隙尺寸
縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)、深度(du)等(deng)幾何尺寸(cun)都(dou)會影(ying)響縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),這(zhe)是因為(wei)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺寸(cun)影(ying)響了(le)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內氧的(de)含(han)量,同時縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)決定了(le)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內陰陽面積的(de)大(da)小。發生(sheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)時,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內金(jin)屬(shu)為(wei)陽極(ji),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)外(wai)的(de)金(jin)屬(shu)為(wei)陰極(ji),構成(cheng)了(le)大(da)陰極(ji)小陽極(ji)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電池。2Cr13不銹鋼在(zai)氯離子環境中(zhong),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)、腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)和腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率的(de)關系(xi)如圖3-2所示,從圖中(zhong)可(ke)以看出,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)在(zai)0.05~0.25mm之(zhi)間時,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率隨(sui)著縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)變寬(kuan)而降低(di),而腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)隨(sui)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)變寬(kuan)先增大(da)后變小,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)在(zai)0.10~0.12mm時腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)最大(da),當縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)大(da)于0.25mm時,該體系(xi)中(zhong)不產生(sheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。

4. 縫(feng)隙接觸面材料
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(yu)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕發生在狹窄的(de)(de)空間(jian),這對(dui)(dui)研究(jiu)(jiu)(jiu)帶來了一(yi)定困(kun)難(nan)。目(mu)前,研究(jiu)(jiu)(jiu)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)分為三種(zhong):①. 以真實的(de)(de)縫(feng)(feng)隙(xi)為對(dui)(dui)象,通(tong)常(chang)是采用原位測量(liang)、取樣等方(fang)法(fa)(fa)進行研究(jiu)(jiu)(jiu);②. 建立(li)模(mo)擬(ni)(ni)縫(feng)(feng)隙(xi);③. 數值模(mo)擬(ni)(ni),通(tong)過有限元軟件模(mo)擬(ni)(ni)縫(feng)(feng)隙(xi)內的(de)(de)情況。原位研究(jiu)(jiu)(jiu)是比較準確的(de)(de)一(yi)種(zhong)研究(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)法(fa)(fa),但受縫(feng)(feng)隙(xi)空間(jian)結構和尺(chi)寸(cun)的(de)(de)影(ying)(ying)響,測量(liang)和取樣是非常(chang)困(kun)難(nan)的(de)(de),從而影(ying)(ying)響了研究(jiu)(jiu)(jiu)結果(guo)。模(mo)擬(ni)(ni)縫(feng)(feng)隙(xi)測量(liang)的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)較多,已形成(cheng)GB/T 10127-2002不銹(xiu)鋼三氯化鐵(tie)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)、GB/T 13671-1992不銹(xiu)鋼縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕電化學試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)等國家(jia)標準。數值模(mo)擬(ni)(ni)法(fa)(fa)是隨(sui)著計算機(ji)技術(shu)新發展的(de)(de)一(yi)種(zhong)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕研究(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)法(fa)(fa),不但具(ju)有節省時間(jian)、節省試(shi)(shi)驗成(cheng)本的(de)(de)優勢(shi),且(qie)克(ke)服(fu)了試(shi)(shi)驗中受縫(feng)(feng)隙(xi)尺(chi)寸(cun)影(ying)(ying)響的(de)(de)缺點(dian)。

