影響不銹鋼縫隙(xi)腐(fu)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(ju)有自鈍化性(xing)能的(de)金(jin)(jin)屬,其(qi)縫隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)較(jiao)高。縫隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)受金(jin)(jin)屬表(biao)面(mian)粗糙度的(de)影響,較(jiao)粗糙的(de)以及表(biao)面(mian)有渣屑殘(can)留的(de)金(jin)(jin)屬表(biao)面(mian)容(rong)易發生縫隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。金(jin)(jin)屬中的(de)合金(jin)(jin)元素也會影響縫隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。研(yan)究表(biao)明,針對(dui)不銹鋼材(cai)(cai)料的(de)縫隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),Rh和(he)Pd是有害(hai)元素,當Cr、Ni、Mo元素共存(cun)時,可以減緩(huan)縫隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),其(qi)中,Mo元素在(zai)改善縫隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)方面(mian)尤為重要。對(dui)于含Mo的(de)不銹鋼,在(zai)材(cai)(cai)料中添加Si、N和(he)Cu元素,也可以提高材(cai)(cai)料在(zai)海水里的(de)耐縫隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能力。
2. 環境因素
環境溫(wen)度、pH值、氯(lv)離子(zi)濃度、含(han)(han)氧量等都會(hui)影響(xiang)縫(feng)隙腐蝕(shi)。在(zai)中性電(dian)解質內,介(jie)質中含(han)(han)氧量較(jiao)大時(shi),縫(feng)隙外陰極反(fan)應速率(lv)增加,縫(feng)隙腐蝕(shi)速率(lv)也加快。當介(jie)質中含(han)(han)氧量小于(yu)0.5mg/L時(shi),縫(feng)隙腐蝕(shi)發(fa)生概率(lv)較(jiao)小。酸性介(jie)質中,陰極反(fan)應以H+的放電(dian)過(guo)程為主,氧含(han)(han)量不影響(xiang)陽(yang)極反(fan)應,因此(ci),幾乎對縫(feng)隙腐蝕(shi)沒有影響(xiang)。
溫(wen)度(du)對縫隙腐蝕(shi)(shi)的影(ying)響(xiang)較為復雜,具有兩(liang)面性(xing)。一方面,溫(wen)度(du)作為電(dian)化學反應推(tui)動力的重要組成部分,能夠加(jia)快腐蝕(shi)(shi)速(su)率(lv);另一方面,氧氣(qi)在溶液中的溶解度(du)隨溫(wen)度(du)的升高而降低,對于中性(xing)溶液,氧含量的降低減緩了縫隙外陰極(ji)反應。對于縫隙腐蝕(shi)(shi),當溫(wen)度(du)較低時,腐蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)隨溫(wen)度(du)的升高而增(zeng)大(da)。
鹵素離子對(dui)于縫隙腐(fu)也有(you)一定影響,其(qi)中氯離子濃(nong)度對(dui)縫隙腐(fu)蝕的影響較(jiao)大。鹵素離子的存在,使縫隙腐(fu)蝕的發生更(geng)加容易。
3. 縫隙尺寸
縫(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)、深(shen)度(du)(du)(du)(du)(du)等幾何尺寸(cun)都會影響(xiang)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),這是因為縫(feng)隙(xi)(xi)尺寸(cun)影響(xiang)了(le)(le)縫(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)氧的(de)(de)含量,同時(shi)(shi)縫(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)決定了(le)(le)縫(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)陰(yin)陽面(mian)積(ji)的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)。發生縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)時(shi)(shi),縫(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)金屬(shu)為陽極,縫(feng)隙(xi)(xi)外的(de)(de)金屬(shu)為陰(yin)極,構成了(le)(le)大(da)(da)陰(yin)極小(xiao)(xiao)陽極的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)池(chi)。2Cr13不銹鋼在(zai)氯離子環境中,縫(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)、腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)度(du)(du)(du)(du)(du)和腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率(lv)的(de)(de)關系如圖3-2所示,從圖中可以看出,縫(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)在(zai)0.05~0.25mm之(zhi)間時(shi)(shi),腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率(lv)隨(sui)著縫(feng)隙(xi)(xi)變(bian)(bian)寬(kuan)(kuan)而降低,而腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)度(du)(du)(du)(du)(du)隨(sui)縫(feng)隙(xi)(xi)變(bian)(bian)寬(kuan)(kuan)先增(zeng)大(da)(da)后變(bian)(bian)小(xiao)(xiao),縫(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)在(zai)0.10~0.12mm時(shi)(shi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)度(du)(du)(du)(du)(du)最大(da)(da),當縫(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)大(da)(da)于0.25mm時(shi)(shi),該體系中不產生縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(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)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕發生在狹(xia)窄的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)間(jian),這對(dui)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)帶來了(le)一(yi)定(ding)困(kun)難(nan)。目前,研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)分為(wei)三種:①. 以(yi)真實的(de)(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)為(wei)對(dui)象,通常是采(cai)用原(yuan)位測量(liang)、取樣(yang)等(deng)方(fang)法(fa)(fa)(fa)進行研(yan)(yan)究(jiu)(jiu);②. 建立模擬縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi);③. 數值模擬,通過(guo)有(you)限元軟件模擬縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況。原(yuan)位研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)是比較(jiao)(jiao)準(zhun)確的(de)(de)(de)(de)一(yi)種研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)法(fa)(fa)(fa),但(dan)受(shou)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)空(kong)(kong)間(jian)結(jie)構和(he)尺寸的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),測量(liang)和(he)取樣(yang)是非(fei)常困(kun)難(nan)的(de)(de)(de)(de),從而(er)影(ying)響(xiang)了(le)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)結(jie)果。模擬縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)測量(liang)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)較(jiao)(jiao)多(duo),已形成(cheng)GB/T 10127-2002不(bu)銹鋼三氯(lv)化鐵(tie)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)、GB/T 13671-1992不(bu)銹鋼縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕電化學試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)等(deng)國家標準(zhun)。數值模擬法(fa)(fa)(fa)是隨著計(ji)算機技(ji)術新(xin)發展的(de)(de)(de)(de)一(yi)種縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)法(fa)(fa)(fa),不(bu)但(dan)具有(you)節省時(shi)間(jian)、節省試(shi)驗(yan)成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)優勢,且克服了(le)試(shi)驗(yan)中受(shou)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺寸影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)缺點。