缝隙腐蚀的原理和预防
介绍
缝隙腐蚀不是不锈钢独有的。它可以在其他合金中发生，包括铝，钛和铜的合金。
它是一种局部形式的攻击，其中表面被动层，裂缝或表面沉积物下面的“屏蔽”区域发生故障。设计或“设计”裂缝可以设置在螺栓和其他接头处，法兰下方或法兰和垫圈之间或其他接触区域（如阀座）。
缝隙腐蚀的机理
为了成为有效的腐蚀部位，裂缝必须足够宽以允许腐蚀电解质，然后提供“停滞”条件。因此，缝隙腐蚀可能是间隙为几微米宽的问题，但是裂缝没有绝对或临界尺寸，低于该尺寸时腐蚀是确定的。
作为腐蚀机制，缝隙攻击类似于点蚀（即自由表面局部攻击）
在缝隙攻击的起始和传播之间存在区别，并且存在许多理论。对于这个简短的帐户，John Sedriks的书中的摘要已经过审核。他假设在被动状态下存在一些初始的一般腐蚀。释放金属离子（M +）在阳极处通过附近阴极部位的反应平衡，这涉及消耗来自周围环境的氧气。在缝隙中，氧气很快就会用完，如果条件足够停滞，则从大量溶液中补充氧气到缝隙中会受到抑制。如果这种反应在缝隙外继续进行，它可以支撑腐蚀电池，其中金属离子继续在阳极缝隙中释放出来。这导致在缝隙中积聚带正电的金属离子。然后该机制进入一个阶段，该阶段涉及氯离子和pH值对缝隙（和点蚀）腐蚀的熟悉影响。
带负电的氯离子（Cl -）是非常活动的，因此如果存在于缝隙外的本体溶液中，则在正电荷金属离子（M +）的吸引下容易迁移到狭窄的缝隙中。在裂缝中形成的金属氯化物（通常涉及铬）然后与水反应形成盐酸。酸的积累降低了pH，直到达到“去钝化pH”，其中钝化膜在缝隙中局部破裂，从而可以继续“点蚀”攻击。
一旦被钝化，攻击可以快速进行并且自我维持，特别是如果从大量溶液中存在氯离子的现成供应。
合金选择，以避免缝隙腐蚀
不锈钢上的钝化层的稳定性由铬促进并由镍支撑。虽然铬金属离子比铁或镍更能支持缝隙腐蚀中的阳极反应，但铬含量增加的合金更能抵抗缝隙腐蚀。对于给定的铬含量，奥氏体不锈钢似乎比低镍铁素体类型更能抵抗侵蚀。钼和氮对增加阻力具有非常显着的影响，钼一旦发生去钝化就会阻止攻击速度，并且快速攻击通常是下一阶段。
一般来说，6％钼奥氏体和超级双相不锈钢等不锈钢可以提供最佳的抗缝隙腐蚀侵蚀性。作为指南，一些常见的不锈钢，其耐缝隙腐蚀性能降低，如下：
1.4547和1.4529（6％Mo奥氏体）加1.4501 1.4410 1.4507（超级双相）
1.4462（2205）
1.4539（904L）
1.4401 / 1.4436（316）
1.4301（304）
1.4016（430）。
避免设计中的裂缝
保持交叉点尽可能敞开。
避免“设计在裂缝中”，可以在法兰或螺栓连接处形成。金属/金属或金属/非金属触点都可能导致攻击部位，因此使用绝缘垫圈不会阻止缝隙腐蚀。非金属接头或垫圈的良好装配和粘附对于避免在两种材料之间形成裂缝是重要的。
在制造过程中避免裂缝
在焊接接头的制造过程中可以形成裂缝，其中尚未实现完全的珠粒穿透。完全的根部穿透是必要的，尽可能圆润光滑的珠子，内部珠子到母金属区域没有底切。
在操作过程中避免裂缝
在罐中建立水垢或沉降会导致裂缝（屏蔽）腐蚀。防止这种情况或引入常规清洁/维护计划的步骤值得考虑，其中一些建立是不可避免的。