縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕是指在介質中,由于金(jin)屬(shu)與(yu)金(jin)屬(shu)或金(jin)屬(shu)與(yu)非(fei)金(jin)屬(shu)之間形成很小的縫(feng)隙(xi),使縫(feng)內介質處于滯流狀態,從而引起縫(feng)內金(jin)屬(shu)的加速腐(fu)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。
下面以碳鋼(gang)為例(li)討論(lun)在有氯離子和(he)無氯離子介(jie)質中縫隙(xi)腐蝕的機理。
腐蝕(shi)剛開始時,氧(yang)的(de)(de)去(qu)極(ji)(ji)(ji)化(hua)腐蝕(shi)在縫(feng)內(nei)(nei)(nei)外均(jun)勻(yun)進行。因滯(zhi)流關(guan)系,氧(yang)只能以(yi)擴散方式向縫(feng)內(nei)(nei)(nei)遷移,使縫(feng)內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)氧(yang)消耗后難(nan)以(yi)得(de)到補(bu)充,氧(yang)的(de)(de)還原(yuan)反應(ying)很快便終止,而(er)縫(feng)外的(de)(de)氧(yang)可以(yi)連續地(di)得(de)到補(bu)充,于(yu)是(shi)縫(feng)內(nei)(nei)(nei)金屬(shu)表面(mian)和縫(feng)外金屬(shu)表面(mian)之間組成了氧(yang)濃(nong)差電池,縫(feng)內(nei)(nei)(nei)是(shi)陽極(ji)(ji)(ji),縫(feng)外是(shi)陰極(ji)(ji)(ji)。由于(yu)陽極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)面(mian)積相對于(yu)陰極(ji)(ji)(ji)要(yao)小得(de)多,結果(guo)縫(feng)內(nei)(nei)(nei)金屬(shu)發生強烈的(de)(de)溶(rong)解(jie),在縫(feng)口處腐蝕(shi)產物(wu)逐步沉積,使縫(feng)隙發展為閉塞(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(feng)內(nei)酸(suan)度增加(jia),加(jia)速腐(fu)蝕。
在無氯離子的(de)情況下,上述氧的(de)濃差電池和縫內鐵離子的(de)水解會使縫內碳鋼加速腐蝕。
為防止縫隙(xi)腐蝕(shi),在(zai)結構設(she)計時,應避免形(xing)成縫隙(xi)和(he)易積液的死角,可(ke)用(yong)焊接代替(ti)螺栓(shuan)連(lian)接,在(zai)縫隙(xi)中間加固(gu)體填料等方法。