縫隙腐蝕(shi)是指在介質(zhi)中,由于(yu)金(jin)屬(shu)與金(jin)屬(shu)或金(jin)屬(shu)與非金(jin)屬(shu)之間形成很(hen)小的縫隙,使縫內(nei)介質(zhi)處于(yu)滯流狀態,從而(er)引起縫內(nei)金(jin)屬(shu)的加(jia)速(su)腐蝕(shi)。
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(fu)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(mian)以(yi)碳鋼為例討論(lun)在有(you)氯離(li)子和無氯離(li)子介質中縫隙腐(fu)蝕的機(ji)理。
腐蝕剛開始時(shi),氧的(de)去(qu)極化(hua)腐蝕在縫(feng)內(nei)(nei)(nei)外均勻進行(xing)。因滯流關系,氧只(zhi)能以(yi)擴散方式(shi)向縫(feng)內(nei)(nei)(nei)遷移,使縫(feng)內(nei)(nei)(nei)的(de)氧消耗后難(nan)以(yi)得到(dao)補(bu)充,氧的(de)還(huan)原反應很快便終止,而縫(feng)外的(de)氧可以(yi)連續地得到(dao)補(bu)充,于是縫(feng)內(nei)(nei)(nei)金(jin)屬表(biao)面和縫(feng)外金(jin)屬表(biao)面之間組成(cheng)了氧濃差(cha)電(dian)(dian)池(chi),縫(feng)內(nei)(nei)(nei)是陽極,縫(feng)外是陰(yin)極。由(you)于陽極的(de)面積(ji)相(xiang)對于陰(yin)極要小(xiao)得多,結果縫(feng)內(nei)(nei)(nei)金(jin)屬發生強烈的(de)溶解,在縫(feng)口處腐蝕產物逐(zhu)步沉積(ji),使縫(feng)隙發展為閉塞(sai)電(dian)(dian)池(chi)。
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(cheng)腐蝕性很(hen)強的(de)HCl。
縫內積累的Fe2+會發生水解:
3Fe2++4H2O→Fe3O4+8H++2e (9.2)
使縫內酸度增(zeng)加,加速腐蝕。
在無氯(lv)離子(zi)的情況下,上述氧的濃差電(dian)池(chi)和縫內鐵離子(zi)的水解(jie)會使縫內碳鋼加速腐(fu)蝕。
為防止縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi),在結(jie)構設計時(shi),應(ying)避(bi)免(mian)形成(cheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)和易積液的死角,可用焊接代替螺栓連接,在縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)中間加固體填料等方法(fa)。