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浅析金属材料的缝隙腐蚀
时间: 2021-08-05  来源:凯盟化工 作者:管理员
缝隙腐蚀与空穴、垫片下、搭接缝、表面沉积物以及螺母、铆钉帽下的缝隙内存在的少量静止的溶液有关。环境中的腐蚀性液体可以进入到这些缝隙中,但又不能自由流动,因此,造成了这种特殊的腐蚀形式。缝隙是引起腐蚀的主要设计缺陷,也是许多压力容器在设计中难以避免的,特别是结构的连接处和支撑处。
由于缝隙腐蚀是发生在电解质溶液中(特别是含有 Cl-的介质中),在狭窄的金属与金属或金属与非金属缝隙表面之间局部腐蚀。这种腐蚀能够破坏机械连接的完整性和设备的密封性,使设备的正常运行造成严重的故障或失效以至于酿成破坏性的事故。
 
缝隙腐蚀往往发生在螺栓、垫片、设备与接管的法兰面等机械连接的构件所形成的缝隙部位,管壳式换热器管板与管束连接部位,设备焊接缺陷如未焊透和咬边等也是缝隙腐蚀的多发部位。这些部位通常存在较大的工作应力或焊接残余应力,在应力作用下,缝隙腐蚀可使局部介质形成材料的 SCC 敏感环境,腐蚀转变 SCC 敏感性,加速了结构的破坏。另外,在设备运行中产生的腐蚀产物、沉积物、碎屑、污泥和结垢附着在金属表面形成的缝隙也会发生缝隙腐蚀。
 
缝隙腐蚀按其表现出来的形式,可分为穿透腐蚀、丝状腐蚀、沉积腐蚀 3 种常见的特殊形态。
 
缝隙腐蚀在多数情况下是宏观电池腐蚀,腐蚀形态从金属缝隙内金属的点蚀、晶间腐蚀、SCC、腐蚀疲劳到全面腐蚀都有,一般说来,耐蚀性好的材料易出现点蚀等局部腐蚀,而耐蚀性差的易出现活化态全面腐蚀。缝隙内酸化严重时,以全面腐蚀为主,酸化较弱时,易出现局部腐蚀,。缝隙或沉积物的存在往往会促进不锈钢的点蚀,发生缝隙腐蚀时,缝隙内部一般出现加速腐蚀,而缝隙外部则腐蚀较轻。但铜及铜合金由于浓差引起的腐蚀位于接近缝隙的暴露表面处,而不是在缝隙内部,即缝隙口为阳极,而缝隙内部则可成为阴极,有时还可观察到铜的沉积。
 
垢下腐蚀,因闭塞区为酸性腐蚀,伴有氢气产生,所以在沉积物表面会产生半球状鼓包,垢下一般呈较大的腐蚀坑,严重的穿透壁厚,见图  。与点蚀一样,受重力影响,向上的表面腐蚀较竖直和向下的表面严重。
 
缝隙腐蚀产生的条件是金属表面上由于存在异物或结构上的原因会造成缝隙,其宽度使液体能流入,又能维持液体停滞。这样的缝隙在实际中是常见的,这也是金属缝隙腐蚀成为常见的一种局部腐蚀形式的重要原因之一。



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