腐蝕百科-如何避免縫隙間的腐蝕?
縫隙腐蝕
金(jin)屬(shu)處于腐蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)中,在(zai)金(jin)屬(shu)與金(jin)屬(shu)或(huo)金(jin)屬(shu)與非金(jin)屬(shu)的接(jie)合處形成特(te)別小的縫(feng)隙(xi)(xi),縫(feng)隙(xi)(xi)寬度(du)一(yi)般在(zai)0. 025~0.1mm之(zhi)間(jian)。在(zai)縫(feng)隙(xi)(xi)和其他隱蔽(bi)的區域內,腐蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)處于滯流狀態,會(hui)引(yin)起縫(feng)內金(jin)屬(shu)的加速腐蝕(shi)(shi),這種(zhong)局部腐蝕(shi)(shi)稱(cheng)為縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)。縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)也(ye)是一(yi)種(zhong)電化學腐蝕(shi)(shi)。
縫隙腐(fu)蝕的原理:
縫隙內(nei)為陽極,縫隙外大(da)面積為陰極,形成(cheng)(cheng)腐(fu)蝕電池。縫隙內(nei)能(neng)夠富集氯(lv)離子和形成(cheng)(cheng)氫離子,使pH值(zhi)降低。凡是依靠氧化膜或鈍化層抗腐(fu)蝕的金屬特(te)別易發生這種腐(fu)蝕。
通常(chang)情況下(xia),易于發生點(dian)蝕(shi)的(de)材料(liao),通常(chang)也易于發生縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)。但是,縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)產生的(de)危害(hai)比點(dian)蝕(shi)要大,這是因為在同樣條件(jian)下(xia),縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)有(you)更大的(de)腐(fu)蝕(shi)電位差(cha),或者有(you)更強(qiang)的(de)腐(fu)蝕(shi)電流密度。
在孔(kong)穴(xue)、墊(dian)片(pian)接觸面、搭接縫(feng)內、沉積物下(xia)、鉚釘、螺栓、墊(dian)片(pian)、閥座、緊(jin)固件(jian)縫(feng)隙內等是常發生縫(feng)隙腐蝕的地方。許(xu)多設備與金屬構件(jian),由(you)于不合理的設計或(huo)加工等都會(hui)造成(cheng)縫(feng)隙。如法蘭連接面、螺母壓緊(jin)面及焊縫(feng)等。
不(bu)同的(de)(de)金屬在不(bu)同的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕介(jie)質(zhi)中對腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)敏(min)感性(xing)不(bu)同,具(ju)有自鈍(dun)化特性(xing)的(de)(de)金屬和(he)合金在含(han)有活(huo)性(xing)陰(yin)離子的(de)(de)中性(xing)介(jie)質(zhi)中最(zui)易(yi)引起縫隙腐(fu)(fu)蝕。
縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕主要是由于縫(feng)(feng)隙的(de)存(cun)在(zai)導致(zhi)介質的(de)電(dian)化學不均勻性引(yin)起,不只限于不銹鋼,在(zai)鈦、鋁、銅和(he)鎳基合金等(deng)許多合金系列中(zhong)都會發生。如(ru)氯堿工(gong)業鈦設備(bei)就經常發生縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕,帶來(lai)設備(bei)腐(fu)(fu)蝕穿透、物料泄漏(lou)的(de)后(hou)果。
縫隙(xi)腐蝕還能(neng)夠破壞機械連接的(de)完(wan)整性和設備的(de)密封性,如減(jian)小(xiao)部件的(de)有效(xiao)幾何(he)尺寸,降低吻合度(du),縫內腐蝕產物體(ti)積(ji)增大(da),形(xing)成局部應力,裝(zhuang)配困難,使正(zheng)常(chang)運行的(de)設備產生嚴重的(de)故障或失(shi)效(xiao),甚至釀成巨大(da)的(de)財(cai)產損失(shi)和人員傷亡(wang)。
縫隙腐(fu)蝕防護主要(yao)有以下幾(ji)種方案:
1 如(ru)果不能(neng)采用無縫(feng)(feng)的(de)方案,則應使結構妥善排(pai)流方便(bian)。在(zai)出現沉積物時(shi)能(neng)及(ji)時(shi)清除(chu),或用固體填(tian)料(liao)將縫(feng)(feng)隙填(tian)實。例如(ru),在(zai)海(hai)水(shui)中使用的(de)不銹鋼設備(bei),可(ke)采用鉛錫合金作(zuo)填(tian)料(liao),除(chu)填(tian)實縫(feng)(feng)隙外(wai),還可(ke)以起犧牲陽極的(de)作(zuo)用。
2 合(he)(he)理(li)(li)設(she)計,盡量避(bi)免縫隙。焊(han)接必須避(bi)免焊(han)孔(kong);螺釘(ding)接合(he)(he)結構,可以采用(yong)低硫橡皮墊圈,接合(he)(he)面可以用(yong)涂層防護(hu)。一般情況下,焊(han)接優(you)于(yu)(yu)鉚接;對焊(han)優(you)于(yu)(yu)搭焊(han)。設(she)計時(shi)應避(bi)免積(ji)水區,維護(hu)時(shi)應勤于(yu)(yu)清(qing)理(li)(li),去除污垢。
3 在接合面上(shang)(shang)涂(tu)上(shang)(shang)加(jia)有(you)(you)緩蝕(shi)劑的涂(tu)料(liao)(liao)。例如對(dui)于鋼材,使用(yong)加(jia)有(you)(you)PbCrO4的涂(tu)料(liao)(liao);對(dui)于鋁,使用(yong)加(jia)有(you)(you)ZnCrO4的涂(tu)料(liao)(liao);對(dui)于金屬片,可采用(yong)浸有(you)(you)氣相緩蝕(shi)劑的包裝紙(zhi)隔開。
4 采用(yong)陰極(ji)保護。設計無法避免(mian)縫隙(xi)時,可采用(yong)陰極(ji)保護。如在海水中(zhong),采用(yong)犧牲鋅極(ji)或(huo)鎂極(ji)。采取(qu)這種(zhong)方法時,要(yao)注意氫(qing)脆問(wen)題(ti)(氫(qing)脆是溶于(yu)鋼中(zhong)的氫(qing),聚(ju)合(he)為氫(qing)分子(zi),造成(cheng)應力集中(zhong),超過鋼的強(qiang)度(du)極(ji)限(xian),在鋼內部形成(cheng)細小的裂紋。氫(qing)脆只可防,不可治。氫(qing)脆一經(jing)產生,就消除不了)。
5 改(gai)用(yong)(yong)合(he)適材料。對于某些重要部件,可以改(gai)用(yong)(yong)抗縫(feng)隙腐蝕能力較(jiao)強(qiang)的(de)材料,比如高(gao)鉻、高(gao)鉬的(de)不銹鋼等。
6 采用(yong)電(dian)化學保護(hu)法。如采用(yong)陰極保護(hu)法,應將電(dian)勢控制在低(di)于擊(ji)穿電(dian)勢和高于保護(hu)電(dian)勢的區間內。