影響不銹鋼縫隙腐蝕的因素是多方面的,主要包括材料成分、環境因素、縫隙尺寸等。
1. 材(cai)料成(cheng)分(fen)
具有(you)自鈍化(hua)性(xing)能的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu),其(qi)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕敏感性(xing)較高。縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕受金(jin)屬(shu)(shu)表面粗糙度的(de)(de)(de)影響,較粗糙的(de)(de)(de)以及表面有(you)渣屑殘(can)留的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)表面容易發生縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕。金(jin)屬(shu)(shu)中的(de)(de)(de)合金(jin)元素(su)也會影響縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕。研究表明,針對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕,Rh和(he)Pd是有(you)害元素(su),當Cr、Ni、Mo元素(su)共存時,可(ke)以減緩縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕,其(qi)中,Mo元素(su)在改(gai)善縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕方面尤為(wei)重要。對(dui)于含Mo的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),在材料(liao)(liao)中添加Si、N和(he)Cu元素(su),也可(ke)以提高材料(liao)(liao)在海水(shui)里的(de)(de)(de)耐縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕能力。
2. 環境(jing)因素
環境溫度、pH值(zhi)、氯(lv)離子濃度、含氧(yang)量(liang)等都會影響(xiang)縫(feng)(feng)隙腐蝕。在(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)性電解質內,介質中(zhong)(zhong)(zhong)含氧(yang)量(liang)較大時(shi),縫(feng)(feng)隙外(wai)陰極(ji)反應速率增加(jia),縫(feng)(feng)隙腐蝕速率也(ye)加(jia)快(kuai)。當介質中(zhong)(zhong)(zhong)含氧(yang)量(liang)小于0.5mg/L時(shi),縫(feng)(feng)隙腐蝕發生概率較小。酸性介質中(zhong)(zhong)(zhong),陰極(ji)反應以H+的放(fang)電過程為主(zhu),氧(yang)含量(liang)不影響(xiang)陽極(ji)反應,因此,幾(ji)乎對縫(feng)(feng)隙腐蝕沒有影響(xiang)。
溫(wen)度(du)對縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)影響較為復(fu)雜,具有兩面(mian)(mian)(mian)性。一方面(mian)(mian)(mian),溫(wen)度(du)作為電化學(xue)反(fan)應推動(dong)力(li)的(de)(de)(de)重(zhong)要組成部分,能夠加快腐(fu)(fu)蝕(shi)速率;另一方面(mian)(mian)(mian),氧氣在溶液(ye)中的(de)(de)(de)溶解度(du)隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升高(gao)而降低,對于中性溶液(ye),氧含量的(de)(de)(de)降低減(jian)緩了縫隙外(wai)陰(yin)極反(fan)應。對于縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi),當溫(wen)度(du)較低時,腐(fu)(fu)蝕(shi)速率隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升高(gao)而增大(da)。
鹵素(su)離(li)子(zi)對于(yu)縫(feng)(feng)隙腐也有一定影響,其中(zhong)氯離(li)子(zi)濃度對縫(feng)(feng)隙腐蝕的(de)影響較大(da)。鹵素(su)離(li)子(zi)的(de)存在,使縫(feng)(feng)隙腐蝕的(de)發生更加容(rong)易。
3. 縫隙尺寸
縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)度、深(shen)(shen)度等幾(ji)何尺寸都會影(ying)響縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),這是因(yin)為(wei)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)尺寸影(ying)響了縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)氧的含量(liang),同(tong)時縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)度決定了縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)陰(yin)陽(yang)(yang)面積的大(da)小。發生(sheng)(sheng)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)時,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)金屬為(wei)陽(yang)(yang)極(ji),縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)外的金屬為(wei)陰(yin)極(ji),構成了大(da)陰(yin)極(ji)小陽(yang)(yang)極(ji)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電池。2Cr13不銹鋼在(zai)氯離(li)子(zi)環(huan)境中,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)度、腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)度和腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率的關系(xi)如圖3-2所示,從圖中可以(yi)看出,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)度在(zai)0.05~0.25mm之間時,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率隨(sui)著縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)變寬(kuan)(kuan)(kuan)而(er)降(jiang)低,而(er)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)度隨(sui)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)變寬(kuan)(kuan)(kuan)先(xian)增大(da)后變小,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)度在(zai)0.10~0.12mm時腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)度最大(da),當(dang)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)寬(kuan)(kuan)(kuan)度大(da)于0.25mm時,該體系(xi)中不產生(sheng)(sheng)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。

4. 縫隙接觸面(mian)材(cai)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。
由于縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕發生(sheng)在狹(xia)窄的(de)(de)(de)空間(jian),這對研(yan)究(jiu)帶來了(le)(le)一定困難。目(mu)前,研(yan)究(jiu)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)分(fen)為(wei)三種:①. 以真實的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)隙(xi)為(wei)對象,通常(chang)是(shi)采用原位(wei)測(ce)量、取樣等(deng)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu);②. 建立模(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)隙(xi);③. 數值模(mo)擬(ni),通過有限元軟件模(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)隙(xi)內的(de)(de)(de)情況。原位(wei)研(yan)究(jiu)是(shi)比(bi)較準確(que)的(de)(de)(de)一種研(yan)究(jiu)方(fang)法(fa),但(dan)受(shou)縫(feng)(feng)隙(xi)空間(jian)結構和尺(chi)寸的(de)(de)(de)影響(xiang),測(ce)量和取樣是(shi)非常(chang)困難的(de)(de)(de),從(cong)而影響(xiang)了(le)(le)研(yan)究(jiu)結果(guo)。模(mo)擬(ni)縫(feng)(feng)隙(xi)測(ce)量的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)較多,已形成(cheng)GB/T 10127-2002不(bu)銹鋼三氯化鐵(tie)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕試(shi)驗方(fang)法(fa)、GB/T 13671-1992不(bu)銹鋼縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕電化學試(shi)驗方(fang)法(fa)等(deng)國家標準。數值模(mo)擬(ni)法(fa)是(shi)隨著計(ji)算(suan)機技術(shu)新發展的(de)(de)(de)一種縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕研(yan)究(jiu)方(fang)法(fa),不(bu)但(dan)具有節省(sheng)時間(jian)、節省(sheng)試(shi)驗成(cheng)本的(de)(de)(de)優勢,且(qie)克(ke)服了(le)(le)試(shi)驗中受(shou)縫(feng)(feng)隙(xi)尺(chi)寸影響(xiang)的(de)(de)(de)缺點(dian)。

