縫隙腐蝕是指在介質中,由于金屬(shu)(shu)與金屬(shu)(shu)或(huo)金屬(shu)(shu)與非(fei)金屬(shu)(shu)之(zhi)間形成很小(xiao)的縫隙,使縫內介質處(chu)于滯流狀態,從而引(yin)起縫內金屬(shu)(shu)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。


  下面以碳鋼為例討論在(zai)有(you)氯離子和(he)無氯離子介質中縫隙腐蝕的機(ji)理。


  腐(fu)蝕(shi)剛(gang)開始時,氧(yang)(yang)的去極化(hua)腐(fu)蝕(shi)在縫(feng)內(nei)外(wai)均(jun)勻進行。因(yin)滯流(liu)關系(xi),氧(yang)(yang)只能(neng)以擴散(san)方式(shi)向縫(feng)內(nei)遷移,使(shi)縫(feng)內(nei)的氧(yang)(yang)消耗(hao)后(hou)難以得到(dao)補充,氧(yang)(yang)的還原反(fan)應很快便終止(zhi),而縫(feng)外(wai)的氧(yang)(yang)可(ke)以連續地得到(dao)補充,于是縫(feng)內(nei)金(jin)屬(shu)表面和縫(feng)外(wai)金(jin)屬(shu)表面之間組成(cheng)了(le)氧(yang)(yang)濃差電(dian)池,縫(feng)內(nei)是陽極,縫(feng)外(wai)是陰極。由于陽極的面積相對(dui)于陰極要小得多,結果縫(feng)內(nei)金(jin)屬(shu)發生強烈的溶(rong)解(jie),在縫(feng)口(kou)處(chu)腐(fu)蝕(shi)產物逐步沉積,使(shi)縫(feng)隙(xi)發展為(wei)閉塞電(dian)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(fu)蝕性很(hen)強的HCl。


  縫內積累的Fe2+會發生水解:


      3Fe2++4H2O→Fe3O4+8H++2e      (9.2)


 使縫內酸度(du)增加,加速腐蝕。


 在無氯(lv)離(li)子的情況(kuang)下,上述氧的濃(nong)差電池和縫內鐵離(li)子的水解(jie)會(hui)使縫內碳(tan)鋼加速腐蝕。


 為防止縫(feng)隙腐(fu)蝕,在結構設(she)計(ji)時,應避(bi)免形成縫(feng)隙和(he)易(yi)積液的死角,可用焊(han)接(jie)代替螺栓(shuan)連接(jie),在縫(feng)隙中間加固體(ti)填料等方法(fa)。