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)憂的問題，縫隙只有幾微米寬，但是縫隙沒有絕對(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，鉬就可以通過抑制侵蝕速率來輔助，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題的原因。在大氣中，縫隙在海邊，比農(nóng)村環(huán)境帶來的問題更多。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。如果無法解決問題，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)力腐蝕開裂（SCC） –這是一種相對(duì)罕見的腐蝕形式，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。此過程也稱為敏化，通常發(fā)生在焊接過程中。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。可以通過使用非金屬絕緣體（例如橡膠）分離金屬來避免這種情況。

結(jié)論： 不銹鋼上的鈍化膜非常重要！！！