焊縫腐蝕試驗簡介及原理介紹

縫隙腐蝕是指在腐蝕介質(zhì)中的金屬表面上，在縫隙和其他隱蔽的區(qū)域內(nèi)發(fā)生的局部腐蝕?？籽?、墊片接觸面、搭接縫內(nèi)、沉積物下、緊固件縫隙內(nèi)是常發(fā)生縫隙腐蝕的地方。凡是依靠氧化膜或鈍化層抗腐蝕的金屬特別易發(fā)生這種腐蝕。在許多介質(zhì)中，特別是含氧的介質(zhì)中會發(fā)生縫隙腐蝕?？p隙腐蝕也是一種電化學(xué)腐蝕。

簡介

金屬部件在介質(zhì)中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙（一般在0. 025~0.1mm之間），使縫隙內(nèi)介質(zhì)處于滯流狀態(tài),引起縫內(nèi)金屬的加速腐蝕，這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。

許多設(shè)備與金屬構(gòu)件，由于不合理的設(shè)計或加工等都會造成縫隙。如法蘭連接面、螺母壓緊面及焊縫等。

幾乎所有的金屬和合金在各種介質(zhì)中都會形成縫隙腐蝕。但不同的金屬在不同的介質(zhì)中對腐蝕的敏感性不同，具有自鈍化特性的金屬和合金在充氣的含有活性陰離子的中性介質(zhì)中最易引起縫隙腐蝕。

產(chǎn)生機理

縫隙腐蝕是由于金屬離子和溶解氣體在侵蝕溶液中造成縫隙內(nèi)外濃度不均勻、形成電位差，從而影響電極過程動力學(xué)以至建立起電化學(xué)電池所致。當(dāng)在金屬表面上始發(fā)局部腐蝕并進(jìn)一步擴(kuò)展時，其中陽極區(qū)出現(xiàn)氧化過程，陰極區(qū)出現(xiàn)某些還原過程（如O2的還原等）。當(dāng)縫隙內(nèi)溶液中的溶解氧完全消耗掉而得不到補充時，縫隙內(nèi)的鈍化膜就開始還原性溶解。由此導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物金屬鹽逐漸濃縮，濃縮的金屬鹽水解又使縫隙內(nèi)的pH值急劇下降，當(dāng)下降到該金屬在濃縮溶液中失去鈍化膜的pH值時，縫隙內(nèi)不銹鋼的鈍化膜就會發(fā)生全面性的還原性破壞，從而產(chǎn)生縫隙腐蝕。

影響因素

(1) 溶解O2量：溶液中O2濃度增加，縫隙外部陰極反應(yīng)加速，腐蝕量增加。一般溶液中溶解氧小于0. 5ppm時，有可能不引起縫隙腐蝕。

(2) 電解質(zhì)的流速：增加腐蝕液的流速，即輸送到縫隙外部的金屬表面上的O2量增加，腐蝕量也增加。但是設(shè)備運行中產(chǎn)生的殘渣或生成的松膜，流速減慢反而容易堆積；從此意義上講，增加流速也有可能減少腐蝕。

(3) 溫度:溫度升高能增加陽極反應(yīng)速度。另一方面，敞開系統(tǒng)的溶液中溶解。O2的濃度會隨著溫度升高而下降，并視陽極和陰極兩種反應(yīng)的綜合結(jié)果而定，大概在80℃時縫隙腐蝕變得極大。在密閉系統(tǒng)中，隨著溫度升高也就大大加快縫隙腐蝕的速度。

(4) pH值：pH值減小，陽極溶解速度增加。對于縫隙腐蝕，只要縫隙外部處在金屬鈍化的pH范圍內(nèi)，若pH值降低，則縫隙腐蝕量增加。

(5) 氯離子等破壞鈍化膜的離子:縫隙腐蝕在許多介質(zhì)中都能產(chǎn)生，但在含氯離子溶液中最易發(fā)生。溶液中氯離子的含量愈高，縫隙腐蝕的可能性就愈大。對于含有非氧化性氯化物和溶解氧的體系而言，當(dāng)氯離子含量大于0.1%時，就可能引起縫隙腐蝕。

(6) 合金元素:合金元素的組成對縫隙腐蝕有很大影響。不銹鋼中含鉻、鎳量增加都能提高其抗蝕能力。不銹鋼中加入硅、銅也能提高其耐腐蝕能力。

與孔蝕的比較

縫隙腐蝕是比孔蝕更為普遍的局部腐蝕。遭受腐蝕的金屬，在縫內(nèi)呈現(xiàn)深淺不一的蝕坑或深孔?？p口常有腐蝕產(chǎn)物覆蓋，形成閉塞電池。同孔蝕一樣，閉塞電池的形成，進(jìn)一步加速了縫隙腐蝕。

縫隙腐蝕的機理與孔蝕很相似，其區(qū)別主要在于腐蝕的初始段。孔蝕起源于自己開掘的蝕孔內(nèi)，而縫隙腐蝕則發(fā)生在金屬表面既存的縫隙中。在含有活性陰離子的介質(zhì)中，帶有孔隙的易鈍化合金或鍍層的構(gòu)件上，通常易于發(fā)生孔蝕；而幾乎所有的合金只要在含有氧的各種介質(zhì)中都可能發(fā)生縫隙腐蝕。在腐蝕形態(tài)上，孔蝕的蝕孔窄而深，而縫隙腐蝕的蝕坑則相對地廣而淺。

防護(hù)措施

縫隙腐蝕的影響因素與孔蝕的相似?？刂瓶p隙腐蝕除可以采取防止孔蝕的相似措施外，在設(shè)備、容器設(shè)計中還應(yīng)盡量注意結(jié)構(gòu)的合理性，盡可能避免形成縫隙和積液的死角。對不可避免的縫隙.要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。另外，盡量控制介質(zhì)中溶解氧的濃度.使其低于5×10^-6mol/L，這樣在縫隙處就很難形成氧濃差電池.縫隙腐蝕則難以啟動。