缝隙腐蚀是两个连接物之间的缝隙处发生的腐蚀,金属和金属间的连接(如铆接、螺栓连接)缝隙、金属和非金属间的连接缝隙,以及金属表面上的沉积物和金属表面之间构成的缝隙,都会出现这种局部腐蚀。
缝隙腐蚀简介:其缝宽(一般在0.025~0.1mm)足以使电解质溶液进入,使缝内金属与缝外金属构成短路原电池,并且在缝内发生强烈的腐蚀,这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。
许多金属材料都能产生点蚀和缝隙腐蚀。不锈钢、铝合金等靠钝化来增强耐蚀性的金属材料,也易产生点蚀和缝隙腐蚀。许多环境介质都能引起金属材料的点蚀和缝隙腐蚀,尤其是含氯离子的溶液。
缝隙腐蚀 是由缝隙内外介质间物质移动困难所引起的。为此,缝隙的宽度应足够狭小。它的发展也是一个闭塞区内的自催化过程。例如处在海水等介质中的钢制零部件,在缝隙腐蚀的起始阶段,缝隙内外的金属表面都发生以氧还原作为阴极反应的腐蚀过程。由于缝隙内的溶氧很快被消耗掉,而靠扩散补充又十分困难,缝隙内氧还原的阴极反应逐渐停止,缝隙内外建立了氧浓差电池。缝隙外大面积上进行的氧还原阴极反应,则促进缝隙内金属阳极溶解。缝隙内金属溶解产生过剩的金属阳离子(Me+),又使缝隙外的氯离子迁入缝隙内以保持电平衡。随之而发生的金属离子水解,使缝隙内酸度增高,又加速了金属的阳极溶解(见图)。 点腐蚀和缝隙腐蚀的比较 点腐蚀和缝隙腐蚀两者的发展阶段的机理是*的,但是它们的诱发机理和发生过程则有所不同。前者是由于材料的钝态或保护层的局部破坏所引起,通过形成点蚀源而发展起来的;后者则是因介质的电化学不均匀性所引起,腐蚀一开始就在缝隙条件下受闭塞电池的作用。从电极电位来看,发生和发展缝隙腐蚀的电极电位比点蚀更低。从介质来看,缝隙腐蚀在不含氯离子的溶液中也会发生,而点蚀则多在含有特殊的活性阴离子条件下才会发生。
溶液中的氯离子浓度对两种腐蚀有很大的影响,通常是氯离子浓度愈高,点蚀和缝隙腐蚀发生的可能性也愈大,而且发展的速度也愈快。其他卤族离子也有类似的影响。一般溶液的温度愈高,产生点蚀和缝隙腐蚀的危险性也愈大。
防止措施 提高材料耐点蚀性的重要措施是添加适当的合金元素(如在不锈钢中添加钼),采取钝化处理及适当的热处理,降低金属材料中的夹杂物含量。防止缝隙腐蚀的主要措施是在结构中要避免缝隙和能造成表面沉积的几何形状,要尽量用焊接代替铆接,采用非吸湿性材料做垫圈。电化学保护对防止点蚀和缝隙腐蚀都有效。采用合适的耐点蚀和耐缝隙腐蚀的金属材料也是防止点蚀与缝隙腐蚀的有效措施。