縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)指在介質中,由于金(jin)屬(shu)(shu)(shu)與(yu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)或金(jin)屬(shu)(shu)(shu)與(yu)非金(jin)屬(shu)(shu)(shu)之間形成很(hen)小(xiao)的縫(feng)(feng)隙,使(shi)縫(feng)(feng)內(nei)介質處于滯流狀態(tai),從而引起縫(feng)(feng)內(nei)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的加速(su)腐(fu)蝕(shi)(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(xi)腐蝕(shi)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)以碳(tan)鋼為(wei)例討(tao)論在有氯(lv)離(li)子和無氯(lv)離(li)子介質中縫(feng)隙腐蝕(shi)的機(ji)理。
腐蝕(shi)剛開始時(shi),氧的(de)(de)去(qu)極化腐蝕(shi)在縫內(nei)外(wai)均(jun)勻進行。因(yin)滯流關系,氧只能以擴散方式向縫內(nei)遷(qian)移(yi),使縫內(nei)的(de)(de)氧消(xiao)耗后(hou)難以得(de)到補(bu)充(chong),氧的(de)(de)還原反應很快便終(zhong)止,而縫外(wai)的(de)(de)氧可以連(lian)續地(di)得(de)到補(bu)充(chong),于(yu)是縫內(nei)金(jin)屬(shu)表面(mian)和縫外(wai)金(jin)屬(shu)表面(mian)之間組成了氧濃差電池,縫內(nei)是陽極,縫外(wai)是陰(yin)極。由(you)于(yu)陽極的(de)(de)面(mian)積相(xiang)對于(yu)陰(yin)極要小得(de)多,結果縫內(nei)金(jin)屬(shu)發生強烈的(de)(de)溶解,在縫口處(chu)腐蝕(shi)產物(wu)逐步沉積,使縫隙發展(zhan)為閉塞電池。
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)
生成腐蝕性(xing)很(hen)強的HCl。
縫內積累的Fe2+會發生水解:
3Fe2++4H2O→Fe3O4+8H++2e (9.2)
使縫內(nei)酸度增加(jia),加(jia)速腐蝕。
在無(wu)氯離子(zi)的情況下,上述氧的濃(nong)差電池和縫內(nei)鐵離子(zi)的水解會使(shi)縫內(nei)碳鋼加速腐蝕。
為防(fang)止縫(feng)隙(xi)腐蝕,在結構設(she)計時,應(ying)避免形成(cheng)縫(feng)隙(xi)和(he)易(yi)積(ji)液的死角,可用焊(han)接代替螺栓(shuan)連接,在縫(feng)隙(xi)中(zhong)間加(jia)固體填料等方法。