如何避免縫隙間的腐蝕？
2021-01-21 01:09:31
hualin
隙腐蝕
金屬處于腐蝕介質(zhì)中，在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成特別小的縫隙，縫隙寬度一般在0. 025~0.1mm之間。在縫隙和其他隱蔽的區(qū)域內(nèi)，腐蝕介質(zhì)處于滯流狀態(tài)，會引起縫內(nèi)金屬的加速腐蝕，這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕?？p隙腐蝕也是一種電化學(xué)腐蝕。
縫隙腐蝕的原理：縫隙內(nèi)為陽極，縫隙外大面積為陰極，形成腐蝕電池?？p隙內(nèi)能夠富集氯離子和形成氫離子，使pH值降低。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。
通常情況下，易于發(fā)生點蝕的材料，通常也易于發(fā)生縫隙腐蝕。但是，縫隙腐蝕產(chǎn)生的危害比點蝕要大，這是因為在同樣條件下，縫隙腐蝕有更大的腐蝕電位差，或者有更強的腐蝕電流密度。
在孔穴、墊片接觸面、搭接縫內(nèi)、沉積物下、鉚釘、螺栓、墊片、閥座、緊固件縫隙內(nèi)等是常發(fā)生縫隙腐蝕的地方。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。
不同的金屬在不同的腐蝕介質(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含有活性陰離子的中性介質(zhì)中最易引起縫隙腐蝕。
縫隙腐蝕主要是由于縫隙的存在導(dǎo)致介質(zhì)的電化學(xué)不均勻性引起，不只限于不銹鋼，在鈦、鋁、銅和鎳基合金等許多合金系列中都會發(fā)生。如氯堿工業(yè)鈦設(shè)備就經(jīng)常發(fā)生縫隙腐蝕，帶來設(shè)備腐蝕穿透、物料泄漏的后果。
縫隙腐蝕還能夠破壞機械連接的完整性和設(shè)備的密封性，如減小部件的有效幾何尺寸，降低吻合度，縫內(nèi)腐蝕產(chǎn)物體積增大，形成局部應(yīng)力，裝配困難，使正常運行的設(shè)備產(chǎn)生嚴重的故障或失效，甚至釀成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。
縫隙腐蝕防護主要有以下幾種方案：
1
如果不能采用無縫的方案，則應(yīng)使結(jié)構(gòu)妥善排流方便。在出現(xiàn)沉積物時能及時清除，或用固體填料將縫隙填實。例如，在海水中使用的不銹鋼設(shè)備，可采用鉛錫合金作填料，除填實縫隙外，還可以起犧牲陽極的作用。
2
合理設(shè)計，盡量避免縫隙。焊接必須避免焊孔；螺釘接合結(jié)構(gòu)，可以采用低硫橡皮墊圈，接合面可以用涂層防護。一般情況下，焊接優(yōu)于鉚接；對焊優(yōu)于搭焊。設(shè)計時應(yīng)避免積水區(qū)，維護時應(yīng)勤于清理，去除污垢。
3
在接合面上涂上加有緩蝕劑的涂料。例如對于鋼材，使用加有PbCrO4的涂料；對于鋁，使用加有ZnCrO4的涂料；對于金屬片，可采用浸有氣相緩蝕劑的包裝紙隔開。
4
采用陰極保護。設(shè)計無法避免縫隙時，可采用陰極保護。如在海水中，采用犧牲鋅極或鎂極。采取這種方法時，要注意氫脆問題（氫脆是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，超過鋼的強度極限，在鋼內(nèi)部形成細小的裂紋。氫脆只可防，不可治。氫脆一經(jīng)產(chǎn)生，就消除不了）。
5
改用合適材料。對于某些重要部件，可以改用抗縫隙腐蝕能力較強的材料，比如高鉻、高鉬的不銹鋼等。
6
采用電化學(xué)保護法。如采用陰極保護法，應(yīng)將電勢控制在低于擊穿電勢和高于保護電勢的區(qū)間內(nèi)。