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(cai)料成分(fen)
具(ju)有(you)自鈍化性(xing)(xing)能的(de)金屬,其縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)敏感性(xing)(xing)較高。縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)受金屬表(biao)(biao)面粗糙度的(de)影響(xiang),較粗糙的(de)以(yi)及表(biao)(biao)面有(you)渣屑(xie)殘留的(de)金屬表(biao)(biao)面容易發生縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。金屬中的(de)合金元素(su)(su)(su)也(ye)會影響(xiang)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。研究表(biao)(biao)明(ming),針對不(bu)銹鋼材料的(de)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),Rh和(he)Pd是有(you)害元素(su)(su)(su),當Cr、Ni、Mo元素(su)(su)(su)共(gong)存時,可以(yi)減(jian)緩(huan)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),其中,Mo元素(su)(su)(su)在(zai)改善(shan)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)方面尤(you)為重要。對于含Mo的(de)不(bu)銹鋼,在(zai)材料中添加Si、N和(he)Cu元素(su)(su)(su),也(ye)可以(yi)提高材料在(zai)海水里(li)的(de)耐(nai)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)能力。
2. 環境因素(su)
環(huan)境(jing)溫度、pH值(zhi)、氯離子濃度、含氧量等都會(hui)影(ying)響(xiang)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)。在(zai)中(zhong)性電(dian)解質內(nei),介(jie)(jie)(jie)質中(zhong)含氧量較大時,縫(feng)隙(xi)外陰極反(fan)(fan)應速(su)率(lv)(lv)增(zeng)加(jia),縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)(lv)也加(jia)快(kuai)。當介(jie)(jie)(jie)質中(zhong)含氧量小(xiao)于(yu)0.5mg/L時,縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)發生概(gai)率(lv)(lv)較小(xiao)。酸性介(jie)(jie)(jie)質中(zhong),陰極反(fan)(fan)應以(yi)H+的放電(dian)過程(cheng)為主(zhu),氧含量不影(ying)響(xiang)陽極反(fan)(fan)應,因(yin)此,幾乎對(dui)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)沒有影(ying)響(xiang)。
溫(wen)度(du)(du)對縫隙腐(fu)蝕的(de)(de)影響較為復雜,具有兩面性。一方(fang)面,溫(wen)度(du)(du)作為電化學(xue)反(fan)應推動力的(de)(de)重要(yao)組成部分,能夠(gou)加快腐(fu)蝕速(su)率(lv);另一方(fang)面,氧氣在溶液中的(de)(de)溶解度(du)(du)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)升(sheng)高而降低(di),對于中性溶液,氧含量(liang)的(de)(de)降低(di)減緩了縫隙外陰極反(fan)應。對于縫隙腐(fu)蝕,當溫(wen)度(du)(du)較低(di)時,腐(fu)蝕速(su)率(lv)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)升(sheng)高而增大。
鹵(lu)素(su)離(li)子對(dui)于縫隙(xi)腐也有一定(ding)影(ying)響,其中氯離(li)子濃度對(dui)縫隙(xi)腐蝕(shi)的(de)影(ying)響較大(da)。鹵(lu)素(su)離(li)子的(de)存(cun)在,使縫隙(xi)腐蝕(shi)的(de)發(fa)生(sheng)更加容(rong)易。
3. 縫隙尺寸
縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)、深(shen)度(du)(du)(du)等幾(ji)何尺寸都會(hui)影響(xiang)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi),這是因(yin)為縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺寸影響(xiang)了縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)氧的(de)含量(liang),同時(shi)(shi)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)決(jue)定了縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)陰陽(yang)面積的(de)大(da)(da)小(xiao)。發生縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)時(shi)(shi),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)金屬為陽(yang)極(ji),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)外的(de)金屬為陰極(ji),構成了大(da)(da)陰極(ji)小(xiao)陽(yang)極(ji)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)電池。2Cr13不銹鋼在氯離子環境中,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)、腐(fu)(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)(du)和(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)率的(de)關系如圖3-2所示,從圖中可以(yi)看出(chu),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)在0.05~0.25mm之間時(shi)(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)率隨(sui)著縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)變寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)而降低,而腐(fu)(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)(du)隨(sui)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)變寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)先增大(da)(da)后變小(xiao),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)在0.10~0.12mm時(shi)(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)(du)最(zui)大(da)(da),當縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)大(da)(da)于0.25mm時(shi)(shi),該體系中不產生縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
4. 縫隙接觸面材料
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。
由于縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)發生在狹窄的(de)(de)(de)空間(jian),這對研究(jiu)帶(dai)來(lai)了(le)一(yi)定困難。目前,研究(jiu)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)分為三種:①. 以真實的(de)(de)(de)縫(feng)隙(xi)為對象(xiang),通常是采用原(yuan)位(wei)測(ce)量(liang)(liang)、取樣等(deng)(deng)方(fang)(fang)法(fa)(fa)進行研究(jiu);②. 建立(li)模(mo)擬縫(feng)隙(xi);③. 數值(zhi)模(mo)擬,通過有限元軟件模(mo)擬縫(feng)隙(xi)內的(de)(de)(de)情況。原(yuan)位(wei)研究(jiu)是比較準確的(de)(de)(de)一(yi)種研究(jiu)方(fang)(fang)法(fa)(fa),但受(shou)縫(feng)隙(xi)空間(jian)結構和(he)尺寸的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響,測(ce)量(liang)(liang)和(he)取樣是非常困難的(de)(de)(de),從而影(ying)(ying)響了(le)研究(jiu)結果。模(mo)擬縫(feng)隙(xi)測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)較多,已形成(cheng)GB/T 10127-2002不銹鋼三氯化鐵縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)試驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)、GB/T 13671-1992不銹鋼縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)電(dian)化學試驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)等(deng)(deng)國(guo)家標(biao)準。數值(zhi)模(mo)擬法(fa)(fa)是隨著計算(suan)機技術(shu)新發展的(de)(de)(de)一(yi)種縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)研究(jiu)方(fang)(fang)法(fa)(fa),不但具有節省時間(jian)、節省試驗(yan)成(cheng)本的(de)(de)(de)優勢,且(qie)克服了(le)試驗(yan)中受(shou)縫(feng)隙(xi)尺寸影(ying)(ying)響的(de)(de)(de)缺點。