縫(feng)隙腐蝕是指在(zai)介(jie)質(zhi)中,由于金(jin)屬(shu)與(yu)金(jin)屬(shu)或金(jin)屬(shu)與(yu)非金(jin)屬(shu)之間形成(cheng)很小的(de)(de)縫(feng)隙,使縫(feng)內介(jie)質(zhi)處于滯(zhi)流狀態,從(cong)而引(yin)起縫(feng)內金(jin)屬(shu)的(de)(de)加(jia)速腐蝕。
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。
下面以碳鋼為例討論在有氯離(li)子(zi)和(he)無氯離(li)子(zi)介質(zhi)中縫隙腐(fu)蝕(shi)的機(ji)理。
腐(fu)蝕(shi)剛開始時(shi),氧(yang)(yang)的去極化(hua)腐(fu)蝕(shi)在(zai)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)(nei)(nei)外(wai)均(jun)勻進(jin)行(xing)。因滯流關系,氧(yang)(yang)只(zhi)能以擴散方式向(xiang)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)(nei)(nei)遷移,使(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)(nei)(nei)的氧(yang)(yang)消耗后(hou)難以得到(dao)(dao)補充,氧(yang)(yang)的還原(yuan)反應很快便終止,而縫(feng)(feng)(feng)(feng)外(wai)的氧(yang)(yang)可以連續地得到(dao)(dao)補充,于是(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)(nei)(nei)金(jin)屬表(biao)面和縫(feng)(feng)(feng)(feng)外(wai)金(jin)屬表(biao)面之(zhi)間組成(cheng)了氧(yang)(yang)濃(nong)差電池,縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)(nei)(nei)是(shi)陽極,縫(feng)(feng)(feng)(feng)外(wai)是(shi)陰極。由于陽極的面積相對于陰極要小得多,結果(guo)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)(nei)(nei)金(jin)屬發生強烈的溶解,在(zai)縫(feng)(feng)(feng)(feng)口處(chu)腐(fu)蝕(shi)產物逐步沉積,使(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)發展(zhan)為(wei)閉塞電池。
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(sheng)成(cheng)腐蝕性很強的HCl。
縫內積累的Fe2+會發生水解:
3Fe2++4H2O→Fe3O4+8H++2e (9.2)
使縫內酸度(du)增加,加速腐蝕。
在(zai)無(wu)氯離子的情況(kuang)下,上述氧的濃差電池和縫內鐵(tie)離子的水解會使縫內碳鋼加速(su)腐蝕。
為防止縫(feng)隙(xi)腐蝕,在結構設計時,應避(bi)免形成縫(feng)隙(xi)和易積液的死角,可用(yong)焊接代替螺栓(shuan)連接,在縫(feng)隙(xi)中間加固體填(tian)料等方法(fa)。