縫隙腐蝕,是指在金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點或潰瘍形的宏觀蝕坑,這是一種局部腐蝕,常發(fā)生在墊圈、鉚接、螺釘連接的接縫處,或是搭接的焊接接頭、閥座、堆積的金屬片間等處。縫隙腐蝕產(chǎn)生的原因是:腐蝕產(chǎn)物覆蓋在相接形成的縫隙處,以及介質(zhì)擴散受到限制等,導致該縫隙處的介質(zhì)成分和濃度與周圍相比差別很大,逐漸形成“閉塞電池腐蝕”。
縫隙腐蝕特點主要有以下幾點:
1. 縫隙腐蝕可發(fā)生在所有金屬和合金上;
2. 可發(fā)生在任何浸蝕性溶液中;
3. 縫隙腐蝕臨界電位比點腐蝕電位更低;
4. 縫隙寬度必須使浸蝕性溶液能進入縫隙內(nèi),同時又窄到溶液停滯在縫隙內(nèi),才能發(fā)生縫隙腐蝕,一般的敏感寬度為0.025~0.1mm。
縫隙腐蝕過程一般可以分為初始階段和發(fā)展階段。初始階段時,縫隙內(nèi)外的金屬表面進行著金屬陽極溶解和氧的陰極去極化反應(yīng)。因氧在縫隙中無法與外界進行交換,迅速消耗且難以得到補充,因此氧化還原反應(yīng)很快終止,縫內(nèi)外形成氧濃差電池。而縫隙內(nèi)金屬的陽極溶解過程仍在繼續(xù),而氧還原的陰極反應(yīng)已全部轉(zhuǎn)移到縫隙外金屬表面進行,此時大陰極(縫外)與小陽極(縫內(nèi))的面積關(guān)系,又使縫內(nèi)金屬溶解反應(yīng)加速,二次腐蝕產(chǎn)物漸漸在縫口堆積,發(fā)展成為典型的閉塞電池,此時縫隙腐蝕進入發(fā)展階段。發(fā)展階段,大量溶解的帶正電的金屬離子積聚在縫內(nèi)溶液中,而本體溶液中氯離子遷入縫內(nèi)的保持點中性,同時形成金屬鹽類,接著發(fā)生氯化物水解,使酸度增加,PH值降低,進一步促進了縫隙內(nèi)金屬陽極溶解。這一過程反復(fù)循環(huán),稱之為縫隙腐蝕的自催化過程。
所以對于縫隙腐蝕的防護,主要可以參考以下幾點:
1. 合理設(shè)計,避免縫隙。例如:焊接優(yōu)于鉚接;對焊優(yōu)于搭焊;焊接是一定要保證質(zhì)量,避免焊孔;螺釘接合結(jié)構(gòu)時,可以采用低硫橡皮墊圈、致密的填料,接合面也要涂層防護。此外,避免積水區(qū)是設(shè)計時應(yīng)該要考慮的事情;維護時,應(yīng)勤于清理,不能留下污垢。
2. 縫隙無法避免時,可以采用陰極保護法。就像在海水中,采用犧牲鋅極或鎂極這類活潑性比較大的。但有一點要注意,采取這種方法時,要注意氫脆問題。
3. 考慮到緩蝕劑較難進入縫隙,所以可以在接合面上涂上加有緩蝕劑的油漆,例如,對于鋼材,使用加有PbCrO4的油漆;對于金屬片,可采用浸有氣相緩蝕劑的包裝紙隔開;對于鋁,使用加有ZnCrO4的油漆。因“材”而異。說的就是這樣。
4. 采用合適的材料,對于某些重要部件,抗縫隙腐蝕能力較強的材料可以優(yōu)先考慮,比如高鉻高鉬的不銹鋼等。