縫(feng)隙腐蝕是指在介質中,由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成很小的縫(feng)隙,使縫(feng)內介質處于滯流狀(zhuang)態,從而引起縫(feng)內金屬的加速腐蝕。
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(feng)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(mian)以(yi)碳鋼為例討(tao)論(lun)在有氯(lv)離子和無氯(lv)離子介(jie)質中縫隙腐(fu)蝕的機(ji)理。
腐(fu)蝕(shi)剛開始(shi)時,氧(yang)的(de)去極(ji)(ji)化腐(fu)蝕(shi)在縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)外均勻進行。因滯流關系(xi),氧(yang)只能(neng)以(yi)擴散方式向縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)遷移,使(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)的(de)氧(yang)消耗(hao)后難(nan)以(yi)得(de)到補充,氧(yang)的(de)還(huan)原反應很快便終止,而縫(feng)(feng)(feng)(feng)外的(de)氧(yang)可以(yi)連(lian)續地(di)得(de)到補充,于是縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)金(jin)(jin)屬表(biao)面和縫(feng)(feng)(feng)(feng)外金(jin)(jin)屬表(biao)面之間組成了氧(yang)濃(nong)差電池(chi),縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)是陽極(ji)(ji),縫(feng)(feng)(feng)(feng)外是陰(yin)極(ji)(ji)。由(you)于陽極(ji)(ji)的(de)面積(ji)相對于陰(yin)極(ji)(ji)要小得(de)多,結果(guo)縫(feng)(feng)(feng)(feng)內(nei)金(jin)(jin)屬發生(sheng)強烈(lie)的(de)溶解,在縫(feng)(feng)(feng)(feng)口(kou)處(chu)腐(fu)蝕(shi)產物逐步(bu)沉(chen)積(ji),使(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)發展為閉塞電池(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)腐蝕性很強的HCl。
縫內積累的Fe2+會發生水解:
3Fe2++4H2O→Fe3O4+8H++2e (9.2)
使縫(feng)內酸(suan)度增加(jia)(jia),加(jia)(jia)速腐蝕。
在無氯(lv)離(li)(li)子(zi)的情況下,上述氧的濃(nong)差電池和縫內(nei)鐵離(li)(li)子(zi)的水解會(hui)使縫內(nei)碳鋼加(jia)速腐蝕。
為防(fang)止(zhi)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(ji)液的死角(jiao),可用(yong)焊(han)接代替螺栓連接,在縫(feng)隙(xi)中間加固體(ti)填料(liao)等(deng)方(fang)法。

