腐蚀百科-如何避免缝隙间的腐蚀?

2020-11-20 02:07:53 hualin 6

缝隙


金属处于腐蚀介质中,在金属与金属或金属与非金属的接合处形成特别小的缝隙,缝隙宽度一般在0. 025~0.1mm之间。在缝隙和其他隐蔽的区域内,腐蚀介质处于滞流状态,会引起缝内金属的加速腐蚀,这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀也是一种电化学腐蚀。

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缝隙腐蚀的原理:

缝隙内为阳极,缝隙外大面积为阴极,形成腐蚀电池。缝隙内能够富集氯离子和形成氢离子,使pH值降低。凡是依靠氧化膜或钝化层抗腐蚀的金属特别易发生这种腐蚀。


通常情况下,易于发生点蚀的材料,通常也易于发生缝隙腐蚀。但是,缝隙腐蚀产生的危害比点蚀要大,这是因为在同样条件下,缝隙腐蚀有更大的腐蚀电位差,或者有更强的腐蚀电流密度。


在孔穴、垫片接触面、搭接缝内、沉积物下、铆钉、螺栓、垫片、阀座、紧固件缝隙内等是常发生缝隙腐蚀的地方。许多设备与金属构件,由于不合理的设计或加工等都会造成缝隙。如法兰连接面、螺母压紧面及焊缝等。

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不同的金属在不同的腐蚀介质中对腐蚀的敏感性不同,具有自钝化特性的金属和合金在含有活性阴离子的中性介质中最易引起缝隙腐蚀。


缝隙腐蚀主要是由于缝隙的存在导致介质的电化学不均匀性引起,不只限于不锈钢,在钛、铝、铜和镍基合金等许多合金系列中都会发生。如氯碱工业钛设备就经常发生缝隙腐蚀,带来设备腐蚀穿透、物料泄漏的后果。


缝隙腐蚀还能够破坏机械连接的完整性和设备的密封性,如减小部件的有效几何尺寸,降低吻合度,缝内腐蚀产物体积增大,形成局部应力,装配困难,使正常运行的设备产生严重的故障或失效,甚至酿成巨大的财产损失和人员伤亡。

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缝隙腐蚀防护主要有以下几种方案:


1 如果不能采用无缝的方案,则应使结构妥善排流方便。在出现沉积物时能及时清除,或用固体填料将缝隙填实。例如,在海水中使用的不锈钢设备,可采用铅锡合金作填料,除填实缝隙外,还可以起牺牲阳极的作用。


2 合理设计,尽量避免缝隙。焊接必须避免焊孔;螺钉接合结构,可以采用低硫橡皮垫圈,接合面可以用涂层防护。一般情况下,焊接优于铆接;对焊优于搭焊。设计时应避免积水区,维护时应勤于清理,去除污垢。


3 在接合面上涂上加有缓蚀剂的涂料。例如对于钢材,使用加有PbCrO4的涂料;对于铝,使用加有ZnCrO4的涂料;对于金属片,可采用浸有气相缓蚀剂的包装纸隔开。


4 采用阴极保护。设计无法避免缝隙时,可采用阴极保护。如在海水中,采用牺牲锌极或镁极。采取这种方法时,要注意氢脆问题(氢脆是溶于钢中的氢,聚合为氢分子,造成应力集中,超过钢的强度极限,在钢内部形成细小的裂纹。氢脆只可防,不可治。氢脆一经产生,就消除不了)。


5 改用合适材料。对于某些重要部件,可以改用抗缝隙腐蚀能力较强的材料,比如高铬、高钼的不锈钢等。


6 采用电化学保护法。如采用阴极保护法,应将电势控制在低于击穿电势和高于保护电势的区间内。