為什么不銹鋼會(huì)生銹/腐蝕？–第2部分–縫隙腐蝕和其他腐蝕？

在第1部分中，我們了解了點(diǎn)蝕。我們將繼續(xù)保持不變：

2）縫隙（間隙）腐蝕 –不銹鋼需要提供氧氣，以確保鈍化層可以在表面形成。在非常緊密的縫隙中，氧氣并不總是能夠進(jìn)入不銹鋼表面，從而使不銹鋼容易受到腐蝕。

縫隙腐蝕是指在兩個(gè)連接表面之間的間隙或縫隙處或緊鄰該縫隙或縫隙的金屬表面上發(fā)生的局部腐蝕 。間隙或縫隙可以在兩種金屬或金屬和非金屬材料之間形成。在間隙之外或沒(méi)有間隙時(shí)，兩種金屬均耐腐蝕。

縫隙可以是：

·         墊圈或螺栓頭下面的空間。

·         板之間的間隙用螺栓固定在一起。

·         組件之間的間隙斷續(xù)地焊接。

·         粘性標(biāo)簽下的空間。

·         墊圈和法蘭中的金屬之間的空間（特別是如果墊圈具有吸收性的話）。

·         其他任何緊缺的地方。

機(jī)理：要成為有效的腐蝕部位，縫隙必須足夠?qū)挘栽试S腐蝕的電解質(zhì)進(jìn)入，然后提供“停滯”狀態(tài)。因此縫隙腐蝕可能是一個(gè)令人擔(dān)憂的問(wèn)題，縫隙只有幾微米寬，但是縫隙沒(méi)有絕對(duì)或關(guān)鍵尺寸，在此以下是確定的。

作為腐蝕機(jī)制，縫隙腐蝕類似于點(diǎn)蝕（即自由表面局部腐蝕）。

縫隙為何會(huì)腐蝕：

不銹鋼需要自由接觸氧氣。縫隙足夠?qū)捯栽试S水分進(jìn)入，但縫隙又足夠窄以防止自由循環(huán)。

結(jié)果是水分中的氧氣被耗盡。另外，如果存在氯化物，它們將在停滯的條件下濃縮，并且通過(guò)反應(yīng)的結(jié)合，水分會(huì)變成酸性。

所有這些條件都可能導(dǎo)致不銹鋼上的鈍化膜破裂。攻擊可以迅速進(jìn)行。

影響縫隙的因素/  如何避免劇烈腐蝕：

·          耐合金性：使用更耐腐蝕的合金可減少縫隙侵蝕。例如，在室溫下的海水中，如果縫隙為0.9毫米，縫隙將在304上形成；如果縫隙為0.4毫米，縫隙將在316上形成；如果縫隙為0.15mm，則縫隙將在904L上形成（與2205類似）。鉻促進(jìn)了鈍化層在不銹鋼上的穩(wěn)定性，鎳進(jìn)一步增強(qiáng)了鈍化層的穩(wěn)定性。盡管鉻金屬離子在縫隙腐蝕中比在鐵或鎳上更能支持陽(yáng)極反應(yīng)，但鉻含量增加的合金在抵抗縫隙腐蝕方面表現(xiàn)更好。對(duì)于給定的鉻含量，奧氏體不銹鋼似乎比低鎳鐵素體類型具有更好的抵抗侵蝕的能力。鉬和氮對(duì)電阻的增加有非常顯著的影響，一旦鈍化發(fā)生，鉬就可以通過(guò)抑制侵蝕速率來(lái)輔助，而快速侵蝕通常是下一階段。

通常，不銹鋼（例如6％的奧氏體鉬和超級(jí)雙相不銹鋼）可以提供最佳的縫隙耐腐蝕性能。作為指導(dǎo)，一些常見(jiàn)的不銹鋼的耐縫隙腐蝕性能等級(jí)如下：

1.4547和1.4529（6％Mo奧氏體）加1.4501 1.4410 1.4507（超雙相）

1.4462（2205）

1.4539（904公升）

1.4401 / 1.4436（316）

1.4301（304）

1.4016（430）

·         縫隙形狀：縫隙 的幾何形狀將影響縫隙的易感性和前進(jìn)速度。縫隙越窄（相對(duì)于其寬度）越深，金屬縫隙比剛性金屬縫隙要窄，因此金屬與塑料之間的縫隙會(huì)產(chǎn)生更大的侵蝕性縫隙。

·         環(huán)境： 縫隙外的液體侵蝕性越強(qiáng)，縫隙受到攻擊的可能性就越大，這就是為什么縫隙攻擊在咸水游泳池而不是在淡水箱中可能成為問(wèn)題的原因。在大氣中，縫隙在海邊，比農(nóng)村環(huán)境帶來(lái)的問(wèn)題更多。如果縫隙外部的液體氧化性很強(qiáng)，例如被漂白劑，過(guò)氧化氫或臭氧所氧化，則縫隙侵蝕的趨勢(shì)將更加嚴(yán)重。

·         溫度： 一旦超過(guò)CCT，則與點(diǎn)蝕一樣，溫度越高意味著腐蝕越快。經(jīng)驗(yàn)法則是，溫度每升高10攝氏度，腐蝕速率就會(huì)加倍。由于溫度持續(xù)升高，它們會(huì)腐蝕得更快。

·         最小化縫隙腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)： 良好的設(shè)計(jì)，制造和操作規(guī)范將有望出現(xiàn)，從而將縫隙腐蝕降至最低。

·         +設(shè)計(jì)： 設(shè)計(jì)可最大程度地減少裂縫的產(chǎn)生。如果縫隙是組件設(shè)計(jì)中必不可少的一部分–可以將其擴(kuò)大嗎？

·         全熔透對(duì)接焊縫最適合接頭。密封搭接接頭并避免管道和配件之間的縫隙，盡量減少螺栓連接和其他緊固件的使用。在無(wú)法避免縫隙的地方，請(qǐng)?jiān)诓僮鳝h(huán)境中使用耐縫隙腐蝕的鋼種。也可以密封縫隙以防止腐蝕性液體，但是必須注意密封是永久性的。注意密封膠會(huì)“弄濕”表面。如果不是這樣，它可能會(huì)形成自己的縫隙。干燥和收縮的密封劑會(huì)形成自己的縫隙。法蘭之間的墊圈  可能會(huì)形成輕微的縫隙，但是如果墊圈不吸收液體并且在表面之間被壓縮（并且不會(huì)在法蘭周圍鼓起），則縫隙通常足夠淺，因此縫隙腐蝕不會(huì)成為問(wèn)題。

·         +制作： 用光滑的焊縫確保焊縫完全扎根。避免在焊接中出現(xiàn)割傷和裂紋。應(yīng)避免使用各種粘性標(biāo)簽或標(biāo)記（例如蠟筆），以及油脂或油漬。

·         +操作： 沉積物和水垢都會(huì)導(dǎo)致縫隙。如果無(wú)法解決問(wèn)題，則日常維護(hù)將使風(fēng)險(xiǎn)降到最低。在細(xì)菌膜下會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕。保持循環(huán)可降低碎片堆積在死角或低流量區(qū)域中并形成縫隙的風(fēng)險(xiǎn)。

3）全面腐蝕-  通常，不銹鋼不會(huì)像普通碳鋼和合金鋼一樣受到均勻腐蝕。但是，對(duì)于某些化學(xué)藥品，特別是酸，鈍化層可能會(huì)受到濃度和溫度的影響而均勻受到侵蝕，并且金屬損失會(huì)分布在鋼的整個(gè)表面上。某些濃度的鹽酸和硫酸對(duì)不銹鋼特別有腐蝕性。

4）應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC） –這是一種相對(duì)罕見(jiàn)的腐蝕形式，需要拉應(yīng)力，溫度和腐蝕性物質(zhì)（通常是氯離子）的非常特定的組合才能發(fā)生。可能發(fā)生SCC的典型應(yīng)用是熱水箱和游泳池。另一種稱為硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SSCC）的形式與油氣勘探和生產(chǎn)中的硫化氫有關(guān)。

5）晶間腐蝕（焊縫腐蝕）–  這是一種非常罕見(jiàn)的腐蝕形式。如果鋼中的碳含量太高，則鉻會(huì)與碳結(jié)合形成碳化鉻。這發(fā)生在大約450-850攝氏度之間的溫度下。此過(guò)程也稱為敏化，通常發(fā)生在焊接過(guò)程中。可用于形成鈍化層的鉻被有效地減少，并且會(huì)發(fā)生腐蝕。通過(guò)選擇低碳等級(jí)（所謂的“ L”等級(jí)）或使用鈦或鈮優(yōu)先與碳結(jié)合的鋼可以避免這種情況。

6）電化學(xué)腐蝕-  如果兩種不同的金屬彼此接觸，并且與電解質(zhì)（例如水或其他溶液）接觸，則可能會(huì)形成電化學(xué)電池。這就像電池一樣，可以加速腐蝕那些“稀有”金屬。可以通過(guò)使用非金屬絕緣體（例如橡膠）分離金屬來(lái)避免這種情況。

結(jié)論： 不銹鋼上的鈍化膜非常重要！！！