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. 材料成分
具有(you)自鈍化性(xing)能的(de)(de)金屬(shu),其縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)敏感性(xing)較高。縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)受金屬(shu)表(biao)面(mian)(mian)粗糙度的(de)(de)影響(xiang),較粗糙的(de)(de)以及(ji)表(biao)面(mian)(mian)有(you)渣屑殘留的(de)(de)金屬(shu)表(biao)面(mian)(mian)容易發(fa)生縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。金屬(shu)中(zhong)的(de)(de)合金元素(su)也(ye)會(hui)影響(xiang)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。研究表(biao)明,針對(dui)不銹鋼(gang)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),Rh和Pd是有(you)害元素(su),當(dang)Cr、Ni、Mo元素(su)共(gong)存時,可以減緩縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),其中(zhong),Mo元素(su)在(zai)改善縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)方面(mian)(mian)尤為重要。對(dui)于(yu)含Mo的(de)(de)不銹鋼(gang),在(zai)材(cai)料(liao)(liao)中(zhong)添加Si、N和Cu元素(su),也(ye)可以提高材(cai)料(liao)(liao)在(zai)海水里(li)的(de)(de)耐縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)能力。
2. 環境因素
環境(jing)溫度(du)、pH值(zhi)、氯(lv)離子濃度(du)、含(han)氧量(liang)等都會(hui)影響縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕。在中(zhong)性(xing)電解質內,介(jie)質中(zhong)含(han)氧量(liang)較(jiao)大(da)時,縫(feng)隙(xi)外陰(yin)極反(fan)應(ying)(ying)速率(lv)增加(jia),縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕速率(lv)也(ye)加(jia)快(kuai)。當(dang)介(jie)質中(zhong)含(han)氧量(liang)小于(yu)0.5mg/L時,縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕發(fa)生概率(lv)較(jiao)小。酸性(xing)介(jie)質中(zhong),陰(yin)極反(fan)應(ying)(ying)以H+的放電過程為主,氧含(han)量(liang)不影響陽極反(fan)應(ying)(ying),因此,幾乎對縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕沒有(you)影響。
溫度(du)(du)對縫隙腐(fu)蝕的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)較(jiao)為復雜,具(ju)有兩面(mian)性(xing)(xing)。一方(fang)面(mian),溫度(du)(du)作為電化學反應推動力的(de)(de)(de)重要組成(cheng)部分,能夠加快腐(fu)蝕速(su)率;另(ling)一方(fang)面(mian),氧氣在溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解度(du)(du)隨溫度(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)而(er)降低(di),對于中(zhong)性(xing)(xing)溶(rong)液,氧含量的(de)(de)(de)降低(di)減緩了縫隙外陰(yin)極反應。對于縫隙腐(fu)蝕,當溫度(du)(du)較(jiao)低(di)時(shi),腐(fu)蝕速(su)率隨溫度(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)而(er)增(zeng)大(da)。
鹵(lu)素離子對于縫隙腐(fu)(fu)也有一定(ding)影響(xiang),其中氯離子濃(nong)度對縫隙腐(fu)(fu)蝕的影響(xiang)較大。鹵(lu)素離子的存(cun)在,使(shi)縫隙腐(fu)(fu)蝕的發生更加容易。
3. 縫(feng)隙尺寸
縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)、深(shen)度(du)(du)等幾何尺寸(cun)都會影響縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi),這是因為縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺寸(cun)影響了縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內氧的(de)含(han)量,同時(shi)(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)決(jue)定了縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內陰(yin)陽面(mian)積(ji)的(de)大(da)(da)小。發生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)時(shi)(shi),縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內金(jin)(jin)屬為陽極(ji),縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)外的(de)金(jin)(jin)屬為陰(yin)極(ji),構成(cheng)了大(da)(da)陰(yin)極(ji)小陽極(ji)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)電池。2Cr13不銹鋼在(zai)(zai)(zai)氯(lv)離(li)子環境中,縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)、腐(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)度(du)(du)和腐(fu)蝕(shi)(shi)率的(de)關系如(ru)圖3-2所(suo)示,從圖中可以看出(chu),縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)在(zai)(zai)(zai)0.05~0.25mm之間時(shi)(shi),腐(fu)蝕(shi)(shi)率隨(sui)著縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)變寬(kuan)而(er)(er)降低,而(er)(er)腐(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)度(du)(du)隨(sui)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)變寬(kuan)先(xian)增大(da)(da)后(hou)變小,縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)在(zai)(zai)(zai)0.10~0.12mm時(shi)(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)度(du)(du)最大(da)(da),當縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)大(da)(da)于(yu)0.25mm時(shi)(shi),該體系中不產生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(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(yu)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)發(fa)生在狹(xia)窄的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)(jian),這(zhe)對(dui)研究(jiu)(jiu)(jiu)帶來了一定(ding)困(kun)難。目前,研究(jiu)(jiu)(jiu)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)分為三(san)種:①. 以真實的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)為對(dui)象,通(tong)常是采用原(yuan)位測(ce)(ce)量、取樣等方法(fa)(fa)進行研究(jiu)(jiu)(jiu);②. 建立模(mo)擬縫(feng)(feng)隙(xi)(xi);③. 數(shu)值模(mo)擬,通(tong)過有限元軟(ruan)件模(mo)擬縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內的(de)(de)(de)情況(kuang)。原(yuan)位研究(jiu)(jiu)(jiu)是比較準(zhun)確的(de)(de)(de)一種研究(jiu)(jiu)(jiu)方法(fa)(fa),但受縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)空(kong)間(jian)(jian)結構和(he)尺寸的(de)(de)(de)影(ying)響,測(ce)(ce)量和(he)取樣是非(fei)常困(kun)難的(de)(de)(de),從(cong)而(er)影(ying)響了研究(jiu)(jiu)(jiu)結果。模(mo)擬縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)較多,已(yi)形成(cheng)GB/T 10127-2002不銹(xiu)鋼三(san)氯化(hua)(hua)鐵縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)試驗方法(fa)(fa)、GB/T 13671-1992不銹(xiu)鋼縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)電化(hua)(hua)學試驗方法(fa)(fa)等國家標準(zhun)。數(shu)值模(mo)擬法(fa)(fa)是隨著計算機技(ji)術新發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)一種縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)研究(jiu)(jiu)(jiu)方法(fa)(fa),不但具有節省時間(jian)(jian)、節省試驗成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)優勢,且(qie)克服了試驗中受縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)尺寸影(ying)響的(de)(de)(de)缺(que)點。