缝隙腐蚀-金属腐蚀学.pptx

章节 Chapter 01 缝隙腐蚀 定义：金属材料表面由于狭缝或间隙的存在，腐蚀介质的扩散受到了很大的限制，由此导致狭缝内金属腐蚀加速的现象。 发生的几何条件 缝隙 宽到溶液能够流入缝隙内 窄到能维持液体在缝内停滞 最敏感的缝宽约为0.025－0.1mm。 缝 隙 腐 蚀 01 缝隙腐蚀主要特征 不论是同种或异种金属的接触还是金属同非金属之间的接触，只要存在满足缝隙腐蚀的狭缝和腐蚀介质，都会发生缝隙腐蚀，其中以依赖钝化而耐蚀的金属材料更容易发生。 几乎所有的腐蚀介质(包括淡水)都能引起金属的缝隙腐蚀，而含有氯离子的溶液通常是缝隙腐蚀最为敏感的介质。 与点蚀相比，对同一种金属或合金而言，缝隙腐蚀更易发生。通常，缝隙腐蚀的电位比点蚀电位低。 缝 隙 腐 蚀 01 缝隙腐蚀主要特征 遭受缝隙腐蚀的金属表面既可表现为全面性腐蚀，也可表现为点蚀形态。耐蚀性好的材料通常表现为点蚀型，而耐蚀性差的材料则为全面腐蚀型。 缝隙腐蚀存在孕育期，其长短因材料、缝隙结构和环境因素而不同。 缝隙腐蚀的结果会导致部件强度的降低，配合的吻合程度变差。缝隙内腐蚀产物体积的增大，会引起局部附加应力，不仅使装配困难，而且可能使构件的承外载能力降低。 缝 隙 腐 蚀 01 缝隙腐蚀的部位 不同结构件之间的连接 如金属和金属之间的铆接、搭焊、螺纹连接； 各种法兰盘之间的衬垫等金属和非金属之间的接触。 在金属表面的沉积物、附着物、涂膜等 如灰尘、沙粒、沉积的腐蚀产物 。 缝 隙 腐 蚀 01 缝隙腐蚀机理 腐蚀初期 缝内外的金属表面发生相同的阴、阳极反应。 阳极反应： 阴极反应： 腐蚀发展阶段 缝内缺氧，缝外富氧，形成了“供氧差异电池”； 缝隙几何形状及产物堆积形成“闭塞电池”。 缝 隙 腐 蚀 01 缝隙腐蚀 VS. 点蚀 相同点：发展阶段的机理是基本一致，均以形成闭塞电池为前提。 不同点： 腐蚀发生条件，点蚀是通过腐蚀逐渐形成蚀孔(即闭塞电池)，而后加速腐蚀。而缝隙腐蚀是在腐蚀前就已存在缝隙，腐蚀一开始就是闭塞电池作用，而且缝隙腐蚀的闭塞程度较孔蚀的为大。另外，点蚀一定要在含有Cl-等活性阴离子的介质中才发生；而缝隙腐蚀即使在不含活性阴离子的介质中亦能发生。 缝 隙 腐 蚀 01 缝隙腐蚀 VS. 点蚀 循环阳极极化曲线特征电位，不锈钢等钝性金属材料缝隙腐蚀的发生与成长电位范围比点蚀的要宽，萌生电位也比点蚀电位低，说明缝隙腐蚀更易发生，在实践中，缝隙腐蚀的危害性也比点蚀更大。 点蚀通常发生在易钝性的金属表面，而缝隙腐蚀既可造成钝性金属加速腐蚀，也可促进活性金属的腐蚀破坏。 从腐蚀形态上看，缝隙腐蚀既可呈现均匀的全面活化腐蚀，也可呈现局部点蚀型腐蚀，即使对于后一种情况，点蚀坑也广而浅，而一般点蚀的蚀孔则窄而深。 缝 隙 腐 蚀 01 缝隙腐蚀影响因素 缝隙的几何因素：缝隙的宽度和深度主要是影响闭塞电池效应。缝外面积/缝内面积增大，促进大阴极-小阳极效应，因此，增大缝隙腐蚀的倾向。 环境因素：影响缝隙腐蚀的环境因素包括溶液中的溶解氧量、电解质溶液的流速、温度、pH值和Cl－浓度等。 材料因素：合金成分对缝隙腐蚀有重要影响，对于不锈钢材料，Cr、Ni、Mo、Cu、Si、N等元素对提高其抗缝隙腐蚀是有效的，而Ru、Pd则是有害元素。但Pd对于提高钛及其合金在高温和较浓Cl－、Br－、I－、SO42-溶液中缝隙腐蚀抗力却是十分有效的合金元素。 缝 隙 腐 蚀 01 缝隙腐蚀控制措施 合理设计：焊接取代铆接；连续焊取代点焊；连接部件采用非吸水性材料 合理选择耐蚀性材料：考虑电位差和经济性 采取电化学保护措施：钝化金属，降低电位到保护电位以下，Flade电位以上，可保证不产生点蚀和缝隙腐蚀 缝 隙 腐 蚀