缝隙腐蚀

恰当的方法 也可以用固体填料将缝隙填实
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2014.9.8
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缝隙腐蚀的影响因素 1. 金属的性质
金属对缝隙腐蚀的敏感性视其自钝化能力的高低而定， 自钝化能力强，敏感性高；自钝化能力弱，敏感性就 低。例如Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效提高不 锈钢的耐腐蚀性能，均涉及对钝化膜的稳定性和再钝 化能力所起的作用。
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缝隙腐蚀影响因素 2.环境因素的影响
图3
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实例
1Cr13不锈钢与聚四 氟乙烯构成缝隙在 某油田污水挂片 240d后所呈现的缝 隙腐蚀形貌（如图4）
图4
2Cr13不锈钢离心 机转鼓鼓底与钢罩 上加强筋 （1Cr18Ni9Ti）间 形成缝隙腐蚀(如 图5)
图5
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缝隙腐蚀的防护
合理设计 合理选材 阴极保护 缓蚀剂
例如，采用焊接并保证质量，避免焊孔；螺钉接合 结构，可以采用低硫橡皮垫圈；设计时避免积水 采用用抗缝隙腐蚀能力较强的材料，比如高铬高 钼的不锈钢等 设计无法避免缝隙时，可采用阴极保护。例如在海水 中，采用牺牲锌极或镁极 对于钢材，使用加有PbCrO4的油漆，对于铝，使用 加有ZnCrO4的油漆 使结构能妥善排流，在出现沉积物时能及时清除，
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要有腐蚀介质，包括酸性、 中性或淡水介质，含氯离 子的溶液最为容易
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缝隙腐蚀的分类
垫圈，缠绕和金属重叠处的衬垫腐蚀
缝 隙 腐 蚀
腐蚀产物或污泥的沉积或海生物附着而引 起的沉积腐蚀 普通钢涂膜下见到的纤维状腐蚀
金属在电解质溶液溶液中因为氧的扩散在 水面上形成三相界面上的强烈的氧浓度：氧浓度增加，缝隙腐蚀加 剧
溶液中氯离子浓度：氯离子浓度增加，点位负移，缝隙 腐蚀加速
温度：1) 温度升高使传输过程及反应动力学加速，从而增大阳极 反应速度；2) 溶解氧浓度随温度升高而下降，缝隙腐蚀速度会下 降
b c d e
pH：只要缝外金属能够保持钝态，pH降低，缝隙腐蚀量 增加。
腐蚀介质的流速：增加腐蚀溶液的流速，使输送到缝隙外部的 金属表面上的氧量增加，缝隙腐蚀量也增加。但流速快则沉积 物不易附着，可能减少缝隙腐蚀。
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缝隙腐蚀影响因素 3.缝隙几何形状的影响
由图3可看出，当缝隙宽度 变窄时，总腐蚀率随之增高， 腐蚀深度随之变化。 损伤最大的是缝隙宽度为 100μ~120μ，50天的侵入深 度约达90μ；当间隙250μ或 更宽些时，在0.5N-NaCl溶 液中并不产生缝隙腐蚀。
图2 缝隙腐蚀后期
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缝隙腐蚀特点
无论是金属之间的接触还是金属与非金属的接触，只要存 在满足缝隙腐蚀的狭缝和腐蚀介质，都会发生缝隙介质， 其中以依赖钝化而耐蚀的金属更容易发生 几乎所有的腐蚀介质(包括淡水)都能引起金属的缝隙腐蚀， 而含有氯离子的溶液通常是缝隙腐蚀最为敏感的介质 遭受缝隙腐蚀的金属表面既可以表现为全面腐蚀，也可表 现为点蚀形态，耐蚀性好的通常表现为点蚀形态，耐蚀性 差的表现为全面腐蚀 缝隙腐蚀存在孕育期，其长短因材料、缝隙结构和环境因 素的不同而不同，缝隙腐蚀的缝口常常为腐蚀产物所覆盖， 由此增强缝隙的闭塞电池效应
缝隙腐蚀机理
初期阶段（氧浓差电池）
腐蚀发生在包括缝隙内部的整个金 属表面上（见图1） 阳极溶解：M → M+ +e阴极还原：O2+2H2O+4e→4OH-。 腐蚀刚开始时，在缝隙内、外均匀 地进行。随着腐蚀的进行，因滞流 关系，氧只能以扩散方式向缝内传 递，使缝内氧供应不足，氧化还原 反应很快便终止。而缝外的氧随时 可以得到补充，氧化还原反应继续 进行。缝内、外构成了宏观上的 氧浓差电池，缝内为阳极，缝外 为阴极： 缝内：2Fe→2Fe2++4e缝外：O2+2H2O+4e-→4OH-
图1缝隙腐蚀初期
以碳钢在中性海水中 发生的缝隙腐蚀为例
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缝隙腐蚀机理
后期阶段（闭塞电池的自催化效应）
电池的大阴极—小阳极的特征，使缝 隙腐蚀速度较大。阴、阳极分离，二 次腐蚀产物在缝口逐步形成为闭塞电 池。此时缝内金属阳离子便难以迁出 缝外，使缝内Fe^(2+)、Fe^(3+)产生 积累和正电荷过剩，促进了缝外Cl^向缝内迁移。金属氯化物的水解使缝 内介质酸化，加速了阳极的溶解。阳 极的加速溶解又引起更多的Cl^-迁入， 氯化物的浓度又增加，氯化物的水解 又使介质的酸性增强。这样，便形成 一个自催化过程，使缝内金属的溶解 速度加速进行下去。
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Contents
1 2 3 4 缝隙腐蚀的定义及条件 缝隙腐蚀机理 缝隙腐蚀特点 缝隙腐蚀影响因素 缝隙腐蚀的防护
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缝隙腐蚀的定义
金属部件在介质中因金 属与金属间形成非常小 的缝隙，使缝隙内介质 处于直流状态，形成氧 浓差电池而引起的局部 腐蚀称为缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀常发生在腐蚀介质中的金 属表面上，是在缝隙和其他隐蔽的 区域内发生的一种局部腐蚀。孔穴、 垫片接触面、搭接缝内、沉积物下、 紧固件缝隙内是常发生缝隙腐蚀的 地方。
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缝隙腐蚀条件
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产生 条件
缝隙的宽度一般为 0.025~0.1mm，有介 质滞留在缝内 是金属或合金，易钝 化合金或金属更易发 生