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1、縫隙腐蝕的定(ding)義、特(te)征、機理、影響(xiang)因素(su)、防止(zhi)縫隙腐蝕的措施

在腐(fu)蝕(shi)介質中的(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)構(gou)件，由于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)與金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)或(huo)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)與非金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)之間存在特別小的(de)縫(feng)隙(xi)，造成縫(feng)內介質處于(yu)滯流狀態(tai)(tai)而發生的(de)一(yi)種局(ju)部腐(fu)蝕(shi)形(xing)態(tai)(tai)稱為縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)。

縫隙(xi)腐蝕示(shi)例

縫隙腐蝕主要有結構(gou)縫隙、沉淀(dian)腐蝕、絲狀腐蝕等。1）機器和設備上的(de)結(jie)構(gou)縫隙(xi)：如金(jin)屬(shu)(shu)和金(jin)屬(shu)(shu)之(zhi)間的(de)鉚接(jie)，搭焊，螺(luo)紋(wen)連接(jie)；各種法蘭盤(pan)之(zhi)間的(de)襯墊(dian)等(襯墊腐蝕)。2）固體(ti)沉積(ji)形成的縫(feng)隙(xi)(沉淀腐蝕)：金(jin)屬表面的沉積(ji)物(wu)、附著(zhu)物(wu)；如灰(hui)塵、砂粒、腐蝕(shi)產物(wu)的沉積(ji)。3）絲狀腐蝕：金屬表面(mian)的保護模(mo)(如瓷(ci)漆(qi)、清漆(qi)、磷化層、金屬涂層)與金屬(shu)基體(ti)之間形成的縫隙。

縫隙(xi)腐蝕的特征：

 1）所有的金屬和合金，容易在靠鈍化耐蝕的金屬材料表面。

2）任何侵蝕性溶液(ye)，而含有CI -的溶液(ye)最(zui)易引發縫隙腐蝕。

3）與點蝕(shi)相(xiang)比(bi)，同一種(zhong)材料(liao)更容易發生縫隙腐蝕。

4）存在(zai)孕(yun)育期(qi)且(qie)縫口常常為腐蝕產物覆蓋。

縫隙腐蝕機理(li)：

一個縫(feng)隙(xi)要成為(wei)腐蝕的(de)部位(wei)，必須(xu)寬到(dao)(dao)溶液(ye)能(neng)夠(gou)流(liu)入縫(feng)隙(xi)內(nei)，又必須(xu)窄(zhai)到(dao)(dao)能(neng)維持(chi)液(ye)體(ti)在縫(feng)內(nei)停滯。最敏感的(de)縫(feng)寬約為(wei)0.025~0.15mm。

1）在初期階段(duan)，縫內(nei)外的金屬表面發生相同的陰、陽極反應過程。

縫內缺氧(yang)，縫外富氧(yang)“氧濃差電池”

2) 后期階段,“閉(bi)塞電池自催化效應(ying)”

A、閉塞電池的概念

由于閉塞的幾何條件(縫隙、孔蝕(shi)、裂紋)造(zao)成溶(rong)液的(de)(de)(de)停滯(zhi)狀態，使物質的(de)(de)(de)遷移困難，結果(guo)使閉(bi)塞區(qu)(qu)內腐蝕(shi)條件強化(hua)(hua)，閉(bi)塞區(qu)(qu)內外電(dian)化(hua)(hua)學條件形成很大(da)(da)的(de)(de)(de)差異，結果(guo)閉(bi)塞區(qu)(qu)內金屬表面發生(sheng)活(huo)性溶(rong)解腐蝕(shi)，使孔蝕(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)以很大(da)(da)的(de)(de)(de)速度擴展(zhan)。

 B、氯離子遷入(ru)、溶液酸化

反應一段時間后，縫內(nei)缺氧，縫外富氧，形(xing)成氧濃(nong)差(cha)電池，金(jin)屬(shu)M在(zai)縫內繼(ji)續溶解(jie)，縫內溶液中M+過剩，為了保持(chi)電荷平衡，縫隙外部遷移性(xing)大的陰離子(如(ru)C1^-)遷移到(dao)(dao)縫(feng)內，同時陰極(ji)過程轉到(dao)(dao)縫(feng)外。縫(feng)內已形成金屬的(de)鹽類(lei)(包括氯(lv)化物和硫(liu)酸鹽)發生水解。

C、縫隙內溶液pH值下降

D、上述過(guo)程反復進(jin)行，互相(xiang)促進(jin)，整個腐(fu)蝕過(guo)程具有(you)自催(cui)化特性。

縫隙腐蝕的的影響(xiang)因素(su)主要有縫隙幾何因素(su)、環境因素(su)和材料因素(su)等(deng)。

1）縫隙的幾何因(yin)素

縫(feng)隙(xi)(xi)的(de)寬度與縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度和(he)速(su)度有關。縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)還與縫(feng)外(wai)面(mian)積(ji)有關，外(wai)部面(mian)積(ji)增大，縫(feng)內腐(fu)(fu)蝕(shi)嚴重(zhong)。

2）環境因素

A、溶(rong)(rong)液中溶(rong)(rong)解的(de)氧濃(nong)度：氧濃(nong)度增加，縫外陰極還原反應更易(yi)進行，縫隙腐(fu)蝕加劇。

B、溶液(ye)中Cl^-濃(nong)度(du)：濃(nong)度(du)增加，電位負(fu)移，縫隙腐蝕(shi)加速。

C、溫度：溫度升高加(jia)速陽(yang)極反(fan)應(ying)。在(zai)敞開系統(tong)的海水中，80℃達到最大腐蝕(shi)速度(du)，高于80℃時，由于溶液(ye)的溶氧下(xia)降，縫隙腐蝕速(su)度下(xia)降。

D、pH：縫外金(jin)屬能夠(gou)保持(chi)鈍(dun)態(tai)時pH降低，縫隙腐(fu)蝕量(liang)增加。

E、腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質的流(liu)速(su)：流(liu)速(su)適當增(zeng)加時(shi)，增(zeng)大縫(feng)(feng)外溶液含(han)氧量，縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)加重；但對于由沉(chen)積物引起(qi)的縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)，流(liu)速(su)加大，有可能將沉(chen)積物沖掉，因而縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)減輕。  

 3）材料因素

幾乎所(suo)有(you)的金(jin)屬和合金(jin)都(dou)會發生縫隙腐(fu)蝕，而(er)耐蝕性依(yi)賴于鈍態的金(jin)屬對縫隙腐(fu)蝕最為敏(min)感(不銹鋼(gang)、鋁(lv)合金、鈦(tai)合金)。

金(jin)屬對(dui)縫(feng)隙(xi)腐蝕的敏(min)感性視其自鈍化能(neng)力的高低而(er)定，自鈍化能(neng)力強，敏(min)感度(du)高；自鈍化能(neng)力弱，敏(min)感度(du)低。例如Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效(xiao)提高(gao)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐腐蝕性(xing)能，均(jun)涉(she)及(ji)對鈍化(hua)膜(mo)的(de)穩(wen)定性(xing)和再鈍化(hua)能力(li)所起(qi)的(de)作用。   

防(fang)止(zhi)縫隙腐蝕的措施有：

1）合(he)理設計(ji)：避免縫隙(xi)的形成最能有效地預防縫隙(xi)腐蝕的發生。

2）選材：根據介質的不同選擇適合的材料可(ke)以減輕縫隙腐(fu)蝕。

3）電化學保護(hu)(hu)；陰(yin)極保護(hu)(hu)有助于減(jian)輕(qing)縫隙腐蝕。

4）應用緩蝕劑：采用足量的磷酸鹽、鉻酸鹽和亞硝酸鹽的混(hun)合物，對鋼、黃銅和Zn結構是有效的，也可以在(zai)結合面上(shang)涂有加緩蝕劑的油漆(qi)。

2、縫隙腐蝕試驗的測試標準(zhun)有哪些？                    

ASTM G48-2011用氯(lv)化鐵溶(rong)液測定不銹鋼和(he)相關合金點狀腐(fu)蝕和(he)隙間(jian)腐(fu)蝕的試驗(yan)方法

GB/T 10127-2002不銹鋼三氯化鐵縫隙試驗(yan)方(fang)法(fa)

GB/T 26323-2010色漆(qi)和清漆(qi) 鋁(lv)及鋁(lv)合金表面涂膜的(de)耐(nai)絲狀腐蝕試(shi)驗

GB/T 13452.4-2008 色漆和清漆 鋼(gang)鐵表面上涂膜的耐絲狀腐蝕試(shi)驗(yan)

JB/T 5326-1991儀表用(yong)金屬材料縫隙腐蝕(shi)試驗方法

3、縫隙腐蝕試(shi)驗(yan)測試(shi)要點總結

（1）ASTM G48-2011用氯化鐵溶液測定不銹鋼和(he)相(xiang)關合(he)金(jin)點(dian)狀(zhuang)腐蝕和(he)隙間腐蝕的試(shi)驗方法(fa)

1）方法B是縫(feng)隙腐蝕測試，方法A是(shi)點腐蝕測試，方(fang)法(fa)C，D，E，F都(dou)是臨界點腐蝕(shi)/縫隙腐蝕溫度測試

2）試樣(yang)要求：一般加工成50mm*25mm*（3~4mm），平行樣一般是2~3個(ge)

3）試驗溶(rong)液：100gFeCl₃6H₂O+900mLH₂O

4）測試溫度：推薦22℃±2℃或50±2℃，

5）測試腐蝕時間：推薦72h

6）結果表現形式：

單位(wei)面積失(shi)重，X=（m前(qian)-m后）/S總，一(yi)般(ban)要求(qiu)X不大于0.0001g/cm2

最大點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕深度(du)，平均點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕深度(du)，點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕面密度(du)，縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕深度(du)等

（2）GB/T 10127-2002不銹鋼三氯化鐵縫隙試驗方法

1）試樣要(yao)求(qiu)：50mm*25mm*（2~3mm）；至少(shao)3片平行試樣

2）試驗溶液：100gFeCl₃6H₂O+900mLH₂O

3）試驗溫度：22℃±1℃、35℃±1℃和50℃±1℃

4）測試時間：24h或72h

5)試驗結果以失重腐蝕速(su)率R表示：

式中：

R--腐(fu)蝕速率(lv)，單位為克每平(ping)方米(mi)小時（g.m^-2.h^-1）

M₁--試(shi)驗(yan)前試(shi)樣的(de)質量，單位為克(g)；

M₂--試(shi)(shi)驗后試(shi)(shi)樣的質量(liang)，單(dan)位(wei)為(wei)克(g)；

S--試(shi)樣的總表面(mian)積，單位為平方米(m²)；

t--試驗時(shi)間，單(dan)位為小(xiao)時(shi)(h)。

此外(wai)，根據需要可測量縫隙部位最(zui)大腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)、試樣上下兩面平均腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)、對(dui)縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)形貌(mao)金(jin)相(xiang)觀察(cha)評(ping)定。

（3）JB/T 5326-1991儀表用金屬材料縫隙腐蝕試驗方法

1）試樣尺寸(cun)：50mm*25mm*（1.5~3mm）；至少3片平行試樣

2）試驗(yan)溶(rong)液：100gFeCl₃6H₂O+900mL蒸餾(liu)水+4mL鹽酸（含(han)HCl36~38%）

3）試驗(yan)溫(wen)度：室溫(wen)~75℃內選用，精度控制在±0.5℃以內

4）試驗周(zhou)期：24h或48h或72h、

5）試驗結果的(de)表示：腐蝕質量損失率R、試樣平面(mian)和側面(mian)最大(da)縫隙腐蝕深(shen)度

式(shi)中(zhong)：

R--單(dan)位時間面(mian)積試樣的質量(liang)損失，g/m²h

m₀--試驗前試樣的質(zhi)量，g；

m_t--試(shi)驗后試(shi)樣的質量(liang)，g；

S--試樣(yang)的表面積，m²；

t--試驗周(zhou)期，h。