影響不銹鋼縫隙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(liao)成分
具有自鈍化(hua)性能的(de)金屬(shu),其(qi)縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感性較(jiao)高(gao)。縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)受金屬(shu)表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)的(de)影(ying)響(xiang),較(jiao)粗(cu)糙(cao)的(de)以(yi)及表(biao)面(mian)有渣屑殘留的(de)金屬(shu)表(biao)面(mian)容(rong)易(yi)發生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。金屬(shu)中(zhong)的(de)合(he)金元(yuan)素(su)也會影(ying)響(xiang)縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。研(yan)究表(biao)明(ming),針對不銹鋼材(cai)料的(de)縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),Rh和Pd是有害元(yuan)素(su),當Cr、Ni、Mo元(yuan)素(su)共(gong)存時,可以(yi)減緩縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),其(qi)中(zhong),Mo元(yuan)素(su)在改善縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)方面(mian)尤為重要。對于含(han)Mo的(de)不銹鋼,在材(cai)料中(zhong)添加Si、N和Cu元(yuan)素(su),也可以(yi)提高(gao)材(cai)料在海水里的(de)耐(nai)縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能力(li)。
2. 環境因素
環境溫(wen)度、pH值、氯離子濃度、含氧量(liang)等都會(hui)影響(xiang)(xiang)縫隙腐(fu)蝕(shi)。在中(zhong)性電解質(zhi)內,介質(zhi)中(zhong)含氧量(liang)較大時(shi),縫隙外陰極(ji)(ji)反應速率(lv)(lv)增(zeng)加,縫隙腐(fu)蝕(shi)速率(lv)(lv)也加快。當介質(zhi)中(zhong)含氧量(liang)小(xiao)(xiao)于0.5mg/L時(shi),縫隙腐(fu)蝕(shi)發生(sheng)概率(lv)(lv)較小(xiao)(xiao)。酸(suan)性介質(zhi)中(zhong),陰極(ji)(ji)反應以H+的放電過程為(wei)主(zhu),氧含量(liang)不(bu)影響(xiang)(xiang)陽極(ji)(ji)反應,因此,幾乎對縫隙腐(fu)蝕(shi)沒有影響(xiang)(xiang)。
溫(wen)度(du)(du)對縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)影響較(jiao)為(wei)復雜,具有兩面(mian)性。一(yi)方面(mian),溫(wen)度(du)(du)作為(wei)電(dian)化學反應推動力的(de)重(zhong)要組成部分,能夠加(jia)快腐(fu)蝕(shi)(shi)速率;另一(yi)方面(mian),氧氣(qi)在溶液(ye)中(zhong)的(de)溶解(jie)度(du)(du)隨溫(wen)度(du)(du)的(de)升高而降低(di),對于(yu)中(zhong)性溶液(ye),氧含量的(de)降低(di)減緩了縫(feng)隙外陰極反應。對于(yu)縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi),當溫(wen)度(du)(du)較(jiao)低(di)時,腐(fu)蝕(shi)(shi)速率隨溫(wen)度(du)(du)的(de)升高而增(zeng)大。
鹵(lu)素離子(zi)對于縫(feng)隙腐(fu)(fu)也有一定(ding)影響,其中氯離子(zi)濃度對縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)的影響較(jiao)大。鹵(lu)素離子(zi)的存在,使縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)的發生(sheng)更加(jia)容易。
3. 縫隙(xi)尺(chi)寸
縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)、深(shen)度(du)等幾何尺寸都會影(ying)響縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi),這是因(yin)為縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)尺寸影(ying)響了(le)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)(nei)氧的(de)含(han)量(liang),同時(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)決定(ding)了(le)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)(nei)陰陽面積的(de)大小(xiao)。發生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)時(shi),縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)(nei)金屬(shu)為陽極,縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)外的(de)金屬(shu)為陰極,構成了(le)大陰極小(xiao)陽極的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)電池。2Cr13不(bu)(bu)銹鋼在氯(lv)離(li)子(zi)環(huan)境中,縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)、腐(fu)(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)和腐(fu)(fu)蝕(shi)率(lv)的(de)關系(xi)(xi)如(ru)圖(tu)3-2所(suo)示,從圖(tu)中可以看出,縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)在0.05~0.25mm之間時(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)率(lv)隨(sui)著(zhu)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)變(bian)寬而(er)降低,而(er)腐(fu)(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)隨(sui)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)變(bian)寬先增(zeng)大后變(bian)小(xiao),縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)在0.10~0.12mm時(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)最(zui)大,當縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬度(du)大于0.25mm時(shi),該體系(xi)(xi)中不(bu)(bu)產(chan)生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(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(you)于縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)發(fa)(fa)生在狹窄的(de)(de)(de)空間(jian),這對(dui)研(yan)究(jiu)(jiu)帶來(lai)了一定困難(nan)。目(mu)前,研(yan)究(jiu)(jiu)縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)分為三(san)種:①. 以真(zhen)實的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙為對(dui)象,通常(chang)是(shi)采用原位測(ce)量(liang)、取(qu)樣等方(fang)(fang)(fang)法(fa)進行(xing)研(yan)究(jiu)(jiu);②. 建立(li)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)(feng)隙;③. 數值模(mo)(mo)(mo)擬(ni),通過有限元軟件(jian)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)(feng)隙內的(de)(de)(de)情況(kuang)。原位研(yan)究(jiu)(jiu)是(shi)比較準(zhun)確的(de)(de)(de)一種研(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)(fang)(fang)法(fa),但受縫(feng)(feng)(feng)隙空間(jian)結(jie)構(gou)和尺寸(cun)(cun)的(de)(de)(de)影響,測(ce)量(liang)和取(qu)樣是(shi)非常(chang)困難(nan)的(de)(de)(de),從(cong)而影響了研(yan)究(jiu)(jiu)結(jie)果。模(mo)(mo)(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)(feng)隙測(ce)量(liang)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)較多,已形成(cheng)GB/T 10127-2002不(bu)銹(xiu)鋼三(san)氯(lv)化鐵縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗方(fang)(fang)(fang)法(fa)、GB/T 13671-1992不(bu)銹(xiu)鋼縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)電(dian)化學(xue)試(shi)驗方(fang)(fang)(fang)法(fa)等國家標準(zhun)。數值模(mo)(mo)(mo)擬(ni)法(fa)是(shi)隨著計算機技術新發(fa)(fa)展的(de)(de)(de)一種縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)研(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)(fang)(fang)法(fa),不(bu)但具有節省(sheng)時間(jian)、節省(sheng)試(shi)驗成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)優勢,且克服(fu)了試(shi)驗中(zhong)受縫(feng)(feng)(feng)隙尺寸(cun)(cun)影響的(de)(de)(de)缺點(dian)。

