縫(feng)隙腐蝕是指(zhi)在(zai)介質(zhi)中,由(you)于金(jin)屬(shu)與金(jin)屬(shu)或金(jin)屬(shu)與非金(jin)屬(shu)之間形(xing)成很小(xiao)的(de)縫(feng)隙,使縫(feng)內介質(zhi)處(chu)于滯流狀態,從而引(yin)起縫(feng)內金(jin)屬(shu)的(de)加速腐蝕。
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(shi)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。
下面以碳鋼為例討論在(zai)有(you)氯離(li)子和無(wu)氯離(li)子介質中縫隙腐蝕(shi)的機理。
腐蝕剛開始時(shi),氧(yang)的(de)去極(ji)化腐蝕在縫內(nei)(nei)外(wai)均勻進行。因滯流(liu)關系,氧(yang)只能(neng)以擴散方式向縫內(nei)(nei)遷移(yi),使(shi)縫內(nei)(nei)的(de)氧(yang)消(xiao)耗(hao)后(hou)難以得(de)(de)到(dao)補充(chong),氧(yang)的(de)還(huan)原(yuan)反(fan)應很快(kuai)便終止,而縫外(wai)的(de)氧(yang)可以連(lian)續地得(de)(de)到(dao)補充(chong),于是(shi)縫內(nei)(nei)金(jin)屬(shu)表面(mian)(mian)和縫外(wai)金(jin)屬(shu)表面(mian)(mian)之(zhi)間(jian)組(zu)成了氧(yang)濃差(cha)電池,縫內(nei)(nei)是(shi)陽極(ji),縫外(wai)是(shi)陰(yin)(yin)極(ji)。由于陽極(ji)的(de)面(mian)(mian)積相對于陰(yin)(yin)極(ji)要(yao)小得(de)(de)多,結(jie)果縫內(nei)(nei)金(jin)屬(shu)發(fa)生強烈的(de)溶解,在縫口處(chu)腐蝕產物(wu)逐步沉積,使(shi)縫隙發(fa)展為閉塞(sai)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(nei)酸度(du)增加,加速腐蝕。
在無(wu)氯離(li)子的(de)(de)情況下,上述氧的(de)(de)濃(nong)差電池和縫內鐵離(li)子的(de)(de)水解會使縫內碳鋼加(jia)速腐蝕。
為防止縫(feng)(feng)隙腐蝕(shi),在結構(gou)設計時(shi),應(ying)避免(mian)形(xing)成縫(feng)(feng)隙和易積(ji)液的死(si)角,可用(yong)焊接(jie)代替螺(luo)栓連接(jie),在縫(feng)(feng)隙中間加固體(ti)填料等方法。