影響不銹鋼縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)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(cai)料成(cheng)分
具有自鈍化性(xing)能(neng)的(de)金屬(shu),其縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)較高(gao)。縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)受(shou)金屬(shu)表(biao)面(mian)粗糙(cao)度的(de)影響,較粗糙(cao)的(de)以(yi)及(ji)表(biao)面(mian)有渣(zha)屑(xie)殘(can)留的(de)金屬(shu)表(biao)面(mian)容易發生(sheng)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)。金屬(shu)中的(de)合金元素(su)也(ye)會(hui)影響縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)。研(yan)究表(biao)明,針(zhen)對(dui)不銹鋼材(cai)料(liao)的(de)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi),Rh和Pd是有害(hai)元素(su),當Cr、Ni、Mo元素(su)共存時,可以(yi)減緩縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi),其中,Mo元素(su)在(zai)改(gai)善(shan)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)方(fang)面(mian)尤為重要。對(dui)于含Mo的(de)不銹鋼,在(zai)材(cai)料(liao)中添加Si、N和Cu元素(su),也(ye)可以(yi)提高(gao)材(cai)料(liao)在(zai)海水里的(de)耐縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)。
2. 環境因素(su)
環境(jing)溫度(du)、pH值、氯離子濃度(du)、含氧量等都會影響縫(feng)(feng)隙腐蝕。在(zai)中(zhong)性電(dian)解質(zhi)內,介(jie)質(zhi)中(zhong)含氧量較大時(shi),縫(feng)(feng)隙外陰(yin)極反應(ying)(ying)速(su)(su)率增加,縫(feng)(feng)隙腐蝕速(su)(su)率也加快(kuai)。當介(jie)質(zhi)中(zhong)含氧量小于(yu)0.5mg/L時(shi),縫(feng)(feng)隙腐蝕發(fa)生概率較小。酸性介(jie)質(zhi)中(zhong),陰(yin)極反應(ying)(ying)以H+的放電(dian)過程為主,氧含量不影響陽極反應(ying)(ying),因此(ci),幾乎(hu)對縫(feng)(feng)隙腐蝕沒有影響。
溫度(du)對縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)的影響較為復雜,具有兩面性。一方(fang)面,溫度(du)作為電化學(xue)反應推(tui)動力的重(zhong)要(yao)組(zu)成部分,能夠加快腐(fu)蝕(shi)速率(lv)(lv);另一方(fang)面,氧氣在溶液中(zhong)的溶解(jie)度(du)隨溫度(du)的升(sheng)高而降低,對于中(zhong)性溶液,氧含量的降低減緩了縫(feng)隙外陰極反應。對于縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi),當溫度(du)較低時,腐(fu)蝕(shi)速率(lv)(lv)隨溫度(du)的升(sheng)高而增(zeng)大。
鹵素離(li)子(zi)對于縫隙腐也有一定(ding)影(ying)(ying)響,其中(zhong)氯離(li)子(zi)濃度(du)對縫隙腐蝕(shi)的(de)影(ying)(ying)響較大。鹵素離(li)子(zi)的(de)存(cun)在,使縫隙腐蝕(shi)的(de)發生更加容易。
3. 縫隙(xi)尺寸
縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度、深度等幾何尺寸都會影(ying)響(xiang)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi),這是因為(wei)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)尺寸影(ying)響(xiang)了(le)(le)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)氧的(de)含量(liang),同時(shi)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度決定了(le)(le)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)陰陽(yang)面積的(de)大小(xiao)(xiao)。發生(sheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)時(shi),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)金(jin)(jin)屬為(wei)陽(yang)極,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)外的(de)金(jin)(jin)屬為(wei)陰極,構成了(le)(le)大陰極小(xiao)(xiao)陽(yang)極的(de)腐蝕(shi)(shi)電池。2Cr13不(bu)銹鋼在氯離(li)子環境中,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度、腐蝕(shi)(shi)深度和腐蝕(shi)(shi)率的(de)關(guan)系如圖(tu)3-2所(suo)示,從圖(tu)中可以看出(chu),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度在0.05~0.25mm之間(jian)時(shi),腐蝕(shi)(shi)率隨著縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)變(bian)寬(kuan)(kuan)而降(jiang)低,而腐蝕(shi)(shi)深度隨縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)變(bian)寬(kuan)(kuan)先增大后變(bian)小(xiao)(xiao),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度在0.10~0.12mm時(shi)腐蝕(shi)(shi)深度最大,當縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)度大于0.25mm時(shi),該(gai)體系中不(bu)產生(sheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)。
4. 縫隙接(jie)觸(chu)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(you)于(yu)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)發生在(zai)狹(xia)窄(zhai)的(de)(de)(de)(de)空間,這(zhe)對研(yan)(yan)(yan)究帶來(lai)了一定困(kun)難。目前,研(yan)(yan)(yan)究縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法分(fen)為(wei)三種(zhong):①. 以真實的(de)(de)(de)(de)縫(feng)隙為(wei)對象,通常(chang)是(shi)采(cai)用原位(wei)測量、取樣等方(fang)法進行研(yan)(yan)(yan)究;②. 建立模擬縫(feng)隙;③. 數(shu)(shu)值模擬,通過(guo)有限(xian)元軟件模擬縫(feng)隙內的(de)(de)(de)(de)情況。原位(wei)研(yan)(yan)(yan)究是(shi)比較(jiao)準確的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)研(yan)(yan)(yan)究方(fang)法,但受(shou)縫(feng)隙空間結(jie)構(gou)和(he)尺(chi)寸(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),測量和(he)取樣是(shi)非(fei)常(chang)困(kun)難的(de)(de)(de)(de),從而影響(xiang)了研(yan)(yan)(yan)究結(jie)果。模擬縫(feng)隙測量的(de)(de)(de)(de)方(fang)法較(jiao)多,已形成(cheng)GB/T 10127-2002不銹鋼三氯(lv)化(hua)鐵縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)(shi)驗方(fang)法、GB/T 13671-1992不銹鋼縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)電化(hua)學試(shi)(shi)(shi)驗方(fang)法等國家標(biao)準。數(shu)(shu)值模擬法是(shi)隨著計算機(ji)技術(shu)新發展的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)研(yan)(yan)(yan)究方(fang)法,不但具有節省(sheng)時間、節省(sheng)試(shi)(shi)(shi)驗成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)優勢,且克服了試(shi)(shi)(shi)驗中受(shou)縫(feng)隙尺(chi)寸(cun)(cun)影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)缺點。